JPH11289610A - ハイブリッド自動車の補助ブレーキ装置 - Google Patents

ハイブリッド自動車の補助ブレーキ装置

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JPH11289610A
JPH11289610A JP10088941A JP8894198A JPH11289610A JP H11289610 A JPH11289610 A JP H11289610A JP 10088941 A JP10088941 A JP 10088941A JP 8894198 A JP8894198 A JP 8894198A JP H11289610 A JPH11289610 A JP H11289610A
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electric motor
brake
driving
electric
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JP10088941A
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Masahiro Tsukamoto
雅裕 塚本
Tadayuki Hatsuda
匡之 初田
Koichiro Yonekura
光一郎 米倉
Yoshio Shimoida
良雄 下井田
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Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動ブレーキが故障した場合でも、制動時の
信頼性の向上に寄与することができるハイブリッド自動
車の補助ブレーキ装置を提供することにある。 【解決手段】 走行制御コントローラ25は、エンジン
ブレーキと電動モータ7による回生で車両を減速し、次
に、電動モータ7に逆方向トルクが発生するように駆動
制御して車両を減速し、さらに、目標停止位置を決めて
電動モータ7によりその停止位置に固定するように車両
を停止するという3つの過程を経て、車両を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド自動
車に関し、特に、車輪に対して制動力を発生する電動ブ
レーキが故障した場合に備えて、制動操作に応じて車輪
に制動力を補助的に加えることができるハイブリッド自
動車の補助ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両を走行させるためにエンジン
及び電動モータを備えたハイブリッド自動車が知られて
おり、このようなハイブリッド自動車においては、電気
的に駆動される電動ブレーキが一般に備えられている。
【0003】この電動ブレーキは、ブレーキペダルの踏
み込み操作に応じて電動モータが回転し、この回転を減
速してねじナットの回転に変換し、ねじ軸を直進させて
ブレーキパッドをディスクに押し付け、制動力を発生さ
せて車輪を制動するようにしている。
【0004】しかしながら、従来の電動ブレーキでは、
故障した時には制動力を発生できなくなるといった問題
があった。この対策として、例えば特開平9−2724
23号公報に記載された「ブレーキ制御アクチュエー
タ」においては、電動ブレーキが故障した場合には、ブ
レーキペダルの足踏み時に発生する圧力を液圧配管を介
して送り、ブレーキパッドを押し付け車輪に制動力を伝
えるようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動ブ
レーキとともに液圧配管を車両に備えた場合、正常時に
はほぼ不必要となるマスタシリンダや、剛性の高い配管
を車両に引き回すことになり、車両レイアウトの自由度
・低コスト化・軽量化などの課題に取り組む上で隘路と
なるといった問題があった。
【0006】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、電動ブレーキが故障した場合でも、
制動時の信頼性の向上に寄与することができるハイブリ
ッド自動車の補助ブレーキ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、車輪に対して駆動力を発生し
て車両を走行させるエンジンと、車両の走行を補助する
電動モータと、前記車輪に対して制動力を発生する電動
ブレーキと、制動操作を検出する制動操作検出手段と、
駆動操作及び/又は制動操作に応じて、前記エンジン、
前記電動モータ及び電動ブレーキを制御する走行制御手
段と、前記電動ブレーキの故障を検出する故障検出手段
と、この故障検出手段により前記電動ブレーキの故障を
検出した場合には、前記制動操作検出手段による制動操
作に応じて車両が停止するまで前記電動モータに逆方向
トルクを発生するように制御する停止制御手段とを備え
たことを要旨とする。
【0008】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記電動モータは、前記エンジンの出力軸から
変速機までの間にあり、この変速機の入力軸と一体で回
転が可能な部位に取り付けられたことを要旨とする。
【0009】請求項3記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記電動モータは、変速機と差動ギアとの間に
取り付けられたことを要旨とする。
【0010】請求項4記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記電動モータは、差動ギアと少なくとも動輪
の両車輪との間に、少なくとも1つ取り付けられたこと
を要旨とする。
【0011】請求項5記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記電動モータは、従輪の両車輪および/また
は動輪の両車輪に少なくとも1つ取り付けられたことを
要旨とする。
【0012】請求項6記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記停止制御手段は、前記車両が所定速度以下
になったときに、前記電動モータのロータ位置を所定の
目標位置になるように位置制御して電動モータを回転制
御することを要旨とする。
【0013】請求項7記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記停止制御手段は、前記車両が所定速度以下
になったときに、車輪の位置を所定の目標位置になるよ
うに位置制御して電動モータを回転制御することを要旨
とする。
【0014】請求項8記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記位置制御は、制動操作に基づいて目標制動
トルクを計算し、車両の目標位置と現在位置との差に比
例して、現在位置を目標位置に引き戻すトルクを発生す
るように引き戻しトルクを計算し、この引き戻しトルク
がこの目標制動トルクを上回る場合には、両トルクが一
致するように現在位置に近づけて前記目標位置を更新す
ることを要旨とする。
【0015】請求項9記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記走行制御手段は、車両が所定の速度以上の
場合に、駆動操作及び制動操作に応じて目標とする駆動
力及び制動力を計算しておき、バッテリが常に充放電可
能な状態を保ち得るような電動モータの駆動量及び回生
量と、エンジンで発生できる駆動力及び制動力とに基づ
いて、前記目標とする駆動力及び制動力を実現するよう
に電動モータによる制動力及びエンジンによる駆動力を
配分することを要旨とする。
【0016】請求項10記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記バッテリが常に充放電可能な状態に保つ
場合には、充電可能な充電余裕量および放電可能な放電
余裕量を車速に応じて変更することを要旨とする。
【0017】請求項11記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記停止制御手段は、制動操作に応じて目標
とする制動力になるように実制動力を制御している場合
に、制動輪と非制動輪との間に大きな回転数差を生じた
ときには、目標制動力を下げることを要旨とする。
【0018】請求項12記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記電動ブレーキと電動モータとは、互いに
異なるバッテリで駆動されることを要旨とする。
【0019】請求項13記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記電動ブレーキが故障した場合には、この
故障を報知する警報手段を備えたことを要旨とする。
【0020】
【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、車輪に
対して駆動力を発生して車両を走行させるエンジンと、
車両の走行を補助する電動モータと、前記車輪に対して
制動力を発生する電動ブレーキとを備え、駆動操作及び
/又は制動操作に応じて、エンジン、電動モータ及び電
動ブレーキを制御するようにし、電動ブレーキの故障を
検出した場合には、制動操作に応じて車両が停止するま
で電動モータに逆方向トルクを発生するように制御する
ので、電動ブレーキが故障した場合でも、車両を停止さ
せることができ、制動時の信頼性の向上に寄与すること
ができる。
【0021】請求項2記載の発明によれば、電動モータ
は、エンジンの出力軸から変速機までの間にあり、この
変速機の入力軸と一体で回転が可能な部位に取り付けら
れているので、変速機の作用が電動モータのトルクにも
作用するので、小型で高速・低トルクのモータで、大き
な制動トルクを出すことができる。
【0022】請求項3記載の本発明によれば、電動モー
タは、変速機と差動ギアとの間に取り付けられたこと
で、電動モータに関係なくエンジンの駆動力と制動力の
みを考慮して変速機の作用を決定することができる。
【0023】請求項4記載の本発明によれば、電動モー
タは、差動ギアと少なくとも動輪の両車輪との間に、少
なくとも1つ取り付けられたことで、摩擦で生じる損失
が減少し、駆動・回生とも効率が良くなり、かつ制動時
の信頼性の向上に寄与することができる。
【0024】請求項5記載の本発明によれば、電動モー
タは、従輪の両車輪および/または動輪の両車輪に少な
くとも1つ取り付けられたことで、摩擦で生じる損失は
最小化され、駆動・回生とも効率が良くなり、かつ制動
時の信頼性が更に向上する。
【0025】請求項6記載の本発明によれば、車両が所
定速度以下になったときに、電動モータのロータ位置を
所定の目標位置になるように位置制御して電動モータを
回転制御することで、分解能が高く高精度な位置制御を
行うことができる。
【0026】請求項7記載の本発明によれば、車両が所
定速度以下になったときに、車輪の位置を所定の目標位
置になるように位置制御して電動モータを回転制御する
ことで、車両が停止する間近において、車両の動きを直
接反映させた目標位置を設定することができる。
【0027】請求項8記載の本発明によれば、位置制御
は、制動操作に基づいて目標制動トルクを計算し、車両
の目標位置と現在位置との差に比例して、現在位置を目
標位置に引き戻すトルクを発生するように引き戻しトル
クを計算し、この引き戻しトルクがこの目標制動トルク
を上回る場合には、両トルクが一致するように現在位置
に近づけて前記目標位置を更新することで、車両は電動
ブレーキを使用しなくても通常と同様に停止でき、か
つ、その停止状態を保つことができる。
【0028】請求項9記載の本発明によれば、車両が所
定の速度以上の場合に、駆動操作及び制動操作に応じて
目標とする駆動力及び制動力を計算しておき、バッテリ
が常に充放電可能な状態を保ち得るような電動モータの
駆動量及び回生量と、エンジンで発生できる駆動力及び
制動力とに基づいて、目標とする駆動力及び制動力を実
現するように電動モータによる制動力及びエンジンによ
る駆動力を配分することで、バッテリ状態に起因した回
生不可能、又は制動不可能な状況を回避することがで
き、常に必要十分な制動力を発生させることができる。
【0029】請求項10記載の本発明によれば、バッテ
リが常に充放電可能な状態に保つ場合には、充電可能な
充電余裕量および放電可能な放電余裕量を車速に応じて
変更することで、最も好ましいバッテリ状態、すなわ
ち、回生による制動力が効かなくなる車速の時に丁度、
バッテリがフル充電となる状態に近づけることができ
る。
【0030】請求項11記載の本発明によれば、制動操
作に応じて目標とする制動力になるように実制動力を制
御している場合に、制動輪と非制動輪との間に大きな回
転数差を生じたときには、目標制動力を下げることで、
いわゆるアンチスキッド制御としてスリップを止めるこ
とができ、制動時の安定性を増すことができる。
【0031】請求項12記載の本発明によれば、電動ブ
レーキと電動モータとは、互いに異なるバッテリで駆動
されることで、バッテリが寿命などの原因で使用不能に
なった場合にも、電動ブレーキと電動モータの両者が同
時に作動不能になることを防ぐことができる。
【0032】請求項13記載の本発明によれば、電動ブ
レーキが故障した場合には、この故障を報知すること
で、電動ブレーキの故障に気づくことができ、さらに補
助的にブレーキが掛けられる状態になったことを認識す
ることができる。
【0033】
【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。図1は、本発明の実施の形態に係
るハイブリッド自動車の補助ブレーキ装置が適応可能な
ハイブリッド自動車の全体構成を示す図である。但し、
図1は、車両を上部から見た図を示し、エンジン1を配
置した側が車両前方である。
【0034】まず、本実施の形態におけるハイブリッド
自動車の構成要素とその機能を説明する。図1におい
て、エンジン1は、ガソリンなどの燃料を燃やして車両
走行のための主たる動力を得る。このエンジン1には、
電動スロットル1aが取り付けられており、アクセルペ
ダル19によって与えられる運転者の加速操作によって
作動し、スロットルパルプ1bが開閉してエンジンへ送
る空気量が調節される。この電動スロットル1aは、ワ
イヤで引張られて開閉するメカニカルなスロットルでも
よいが、本発明のように、駆動力を補助するモータ7を
備えたハイブリッド自動車では、モータ駆動力とエンジ
ン駆動力の協調を図るために、電動スロットルを備える
方が一般的である。トルクコンバータ3は、従来の車両
に用いられているものと同様に、流体を介してエンジン
1の動力を次段に伝える。
【0035】トランスミッション5は、エンジン1から
トルクコンバータ3を介在して送られた動力を変速して
車輪側に送る。トランスミッションの形式は、ベルト形
補助変速機とし、入力側のプーリ5aと出力側のプーリ
5bとの間にべルト5cが掛けられ、両プーリの径を変
化させることで無段階の連続的な変速を実現する。
【0036】アシスト用電動モータ7は、変速機5の入
力側プーリ5aに直結され、エンジン効率の悪い時に駆
動力を補助してエンジンの燃料消費を抑えたり、また減
速時に車両の走行エネルギーを電気に変換して回収した
りする。なお、アシスト用電動モータ7の取り付け位置
は、例えば、出力側プーリ5bと一体、デフアレンシヤ
ルギア9と一体、2個に分けてドライブシャフト11と
一体、駆動輪13と一体などのように車輪13とトルク
コンバータ3の間に取り付け位置を設ければよい。ま
た、トルクコンバータ3がロックアップ機構を持った
り、トルクコンバータ3の代わりに電磁クラッチを持つ
など、操作によって車輪と一体で回転することができる
ものを用いている場合は、これらのクラッチ類とエンジ
ンの間、またはエンジン本体に取り付けても構わない。
図1に示す位置であれば、変速機の作用がモータのトル
クにも作用するので、小型で高速・低トルクのモータ
で、大きな制駆動トルクを出すことができる。また、出
力側プーリ5b以降に取り付けた場合は、変速機5の作
用をエンジン1の駆動・制動力のみを考慮して決定する
ことができる。アシスト用電動モータ7の取り付け位置
が車輪に近づくほど、摩擦で生じる損失が減少するので
駆動・回生とも効率を向上することができる。
【0037】デファレンシャルギア9は、変速機5の出
力をドライブシャフト11に伝えると共に、旋回時の左
右輪の回転数差を補正する。ドライブシャフト11は、
左右輪用に2本あり、デファレンシャルギア9と駆動輪
13とを繋ぐ。バッテリ17は、アシスト用電動モータ
7の駆動と、このモータで回生した電力の蓄積を行うた
めのものである。また、バッテリ17は、エンジン1で
駆動される図示されない発電機によってもエンジン回転
中は徐々に充電される。
【0038】ブレーキアクチュエータ23は、2つの駆
動輪13と、2つの従動輪15の4輪すべてに取り付け
られ、ブレーキペダル21によって与えられる運転者の
減速操作に従って作動し、各輪を摩擦によって制動す
る。アクセルペダル19とブレーキペダル21は、運転
者によって操作され、アクセルペダルセンサ19aとブ
レーキペダルセンサ21aによって検出された操作情報
は、いずれも走行制御コントローラ25に送られる。
【0039】走行制御コントローラ25は、その下にエ
ンジンコントローラ27、ブレーキコントローラ29、
モータコントローラ31、バッテリコントローラ33を
従えており、これら下位コントローラからの情報とペダ
ル19,21からの情報、さらに、車両の走行状態を検
出する機能を有し、図示されない各種センサからの情報
に基づいて、エンジン1,ブレーキ23,電動モータ
7,バッテリ17への各制御指令を発生し、各下位コン
トローラに送る。
【0040】各コントローラ27,29,31,33
は、与えられた指令を実現するように各アクチュエータ
等を制御する。まず、エンジンコントローラ27は、与
えられた駆動力指令を実現するようにスロットルバルブ
1bの開度、およびエンジン1の点火時期・燃料噴射
量、さらに変速機5の変速比を制御する。ブレーキコン
トローラ29は、与えられた制動力を発生するようにブ
レーキアクチュエータ23を制御する。その際、前後の
制動力配分、車輪のスリップ状態などを考慮した上で制
動力が決定される。モータコントローラ31は、与えら
れた駆動力、または回生力(制動力)を発生するように
電動モータ7への印加電流を制御する。バッテリコント
ローラ33は、与えられた充放電指令値に応じて必要な
充電又は放電を行うようにバッテリ17を制御する。
【0041】なお、ブレーキ,スロットルなどの各アク
チュエータは、バッテリ17とは別の図示されないバッ
テリによって電源が供給されるものとする。従って、バ
ッテリ17が寿命などの原因で使用不能になった場合
に、電動ブレーキと電動モータ7の両者が同時に作動不
能になることを防ぐことができる。
【0042】以下、図1を参照しつつ、図2に示すフロ
ーチャートを用いて、走行制御コントローラ25の正常
時の動作を説明する。なお、走行制御コントローラ25
は、開始から終了までの全処理をある時間周期で繰り返
し動作する。まず、ステップS101では、走行制御コ
ントローラ25は、アクセルペダル19,ブレーキペダ
ル21によって検出されるペダル情報を得る。ステップ
S103では、車両の走行状態、例えば、現在の車速や
駆動トルクなどを検出する。なお、車輪13に車輪の回
転に応じてパルス信号を発生して車速を検出する車速検
出器(図外)を備えておくこととする。また、エンジン
1に駆動トルクを検出するトルク検出器(図外)を備え
ておくこととする。
【0043】次に、ステップS105では、走行制御コ
ントローラ25は、4つの各コントローラ27,29,
31,33からの情報を読み込む。この情報は、上記各
コントローラが管理する各アクチュエータの状態に関す
るもので、制御状態と故障の有無に関するものである。
走行制御コントローラ25は、これらの情報を取り込ん
だ後に、ステップS107では、指令値通りの制御量が
出ているか否かで故障が有るか否かを判断する。例えば
ブレーキ23の場合、ブレーキパッドを押し付ける推力
が指令通りに出ているか否かなどで判断する。なお、故
障が有る場合の説明は後述する。
【0044】故障が無い場合は、ステップS109で
は、走行制御コントローラ25は、駆動すべきか制動す
べきかを、ペダル情報より判断する。この判断は、アク
セルペダル19のみが踏まれている場合には駆動すべ
き、ブレーキペダル21のみが踏まれている場合には制
動すべきと判断する。アクセルペダル19とブレーキペ
ダル21の、どちらのペダルも踏まれていない場合には
目標値を零として駆動すべきと判断する。一方、両方と
も踏まれていた場合には制動すべきと判断すれば、車両
は減速するので安心して運転することができる。
【0045】ステップS109で駆動すべきと判断され
た場合、ステップS111では、アクセルペダル19の
踏み加減に応じて、駆動力の目標値を計算する。この目
標値に基づいて、ステップS113では、この駆動力を
エンジン1と電動モータ7に配分し、それぞれの駆動力
を計算する。この時、正常なハイブリッド自動車であれ
ば、バッテリ17が許す限り電動モータ7が駆動力を発
生し、エンジン1による燃料消費を可能な限り抑えるよ
うに駆動力が配分される。従って、バッテリコントロー
ラ33からの情報に基づいて、この要求を満たすように
エンジン回転数・モータ回転数などを考慮して駆動力が
配分される。
【0046】次に、ステップS115では、このエンジ
ン回転数・モータ回転数と現在の車速に基づいて適当な
変速比が決定される。本実施の形態のように無段変速機
を用いる場合には任意に変速比を決定する。なお、変速
機に有段変速機を用いる場合には最も近い変速比を選べ
ばよい。最後に、ステップS123では、各コントロー
ラ27,29,31,33にそれぞれの指令値が出力さ
れる。
【0047】一方、ステップS109において、制動す
べきと判断された場合には、ステップS117では、ブ
レーキペダル21の踏み加減に応じて、制動力目標値を
計算する。次に、ステップS119では、この制動力目
標値をエンジン1と電動モータ7とブレーキ23に配分
し、それぞれの駆動力を計算する。この時、正常なハイ
ブリッド車の場合には、バッテリ17が許す限り走行エ
ネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ17に貯
える。従って、バッテリコントローラ33からの情報に
基づいて、エンジンブレーキに依る制動力とブレーキア
クチュエータ23に依る制動力をできるだけ減らし、電
動モータ7の回生制御による制動力を高めるように制動
力が配分される。次に、駆動すべきと判断された場合と
同様に、ステップS121では、最適な変速比が与えら
れ、ステップS123では、各コントローラ27,2
9,31,33にそれぞれ指令が出力される。
【0048】次に、図3は、走行制御コントローラ25
の故障時の動作を示すフローチャートである。図2に示
すフローチャートにおいて、ステップS107で故障が
検出された場合には、図3に示すフローチャートに動作
が移る。まず、ステップS201では、走行制御コント
ローラ25は故障箇所がブレーキ23か否かを判断す
る。
【0049】故障箇所がブレーキ23ではない場合、例
えば、電動スロットル1aが故障した場合や、アシスト
用電動モータ7が故障した場合については、この発明の
対象外なので、例えば、特開平9−117008号公報
などの方法に従うことができる。
【0050】ブレーキ23の故障であった場合には、ス
テップS202では、この故障の発生を運転者に図示し
ない警告灯や警告音を用いてブレーキが故障したことを
報知する。この結果、ブレーキ23の故障に気づくこと
ができ、さらに補助的にブレーキが掛けられる状態にな
ったことを認識することができる。また、ステップS2
03では、駆動すべきか、制動すべきかを判断する。該
判断方法は、ステップS109に示す正常時の動作と同
様である。
【0051】次に、ステップS203において、駆動す
べきと判断された場合には、ステップS205では、現
在の車速が制限車速以上か否かを判断する。ここで、ス
テップS205に示す判断処理に用いた制限車速は、ブ
レーキの故障に伴い、制動性能が変化したことへの対策
として設けてある。例えば、高速道の最低速50km/
hを若干上回る60km/hなどに設定しておき、これ
以上の速度が出ないように制限を加える。このようにし
て急制動が必要な場面を減らし、制動性能が変化したこ
とによる操作違和感を感じ難くすると共に、運転者への
警告的な効果が期待できる。但し、以下に説明する停止
制御により操作違和感が発生しない場合には、この制限
車速による最高速の制限は不要である。
【0052】現在の車速が制限車速を下回っている場合
には、ステップS207で、正常時と同様に駆動力目標
値を計算する。一方、現在の車速が制限車速を上回って
いる場合には、ステップS209では、走行制御コント
ローラ25は、制限車速を維持するために必要な駆動力
を目標値として計算する。
【0053】次に、ステップS211では、エンジン1
と電動モータ7との駆動力の配分を決定する。この時、
上述した正常時であれば、できるだけ燃料消費を減らす
ように電動モータ7に多くこの駆動力を配分した。しか
しながら、ブレーキ23の故障時には、後述するように
電動モータ7を用いて停止させるため、バッテリ17が
常に充電・放電のいずれも可能なように制御しておく必
要がある。従って、本実施の形態では、バッテリ17の
状態が、満充電と空状態との間の中央値の充電状態とな
るように電動モータ7の駆動力の配分を決定する。
【0054】次に、ステップS213以下の動作は、ス
テップS115に示す上述した正常時の動作と同様であ
る。一方、ステップS203において、制動すべきと判
断された場合には、まず、ステップS215では、ブレ
ーキペダル21の踏み加減に応じて制動力の目標値を決
定する。
【0055】次に、ステップS217では、現在の車速
がエンジン1がアイドル回転状態で走行したときの車速
より高いか否かを判断する。現在の車速の方が高いと判
断された場合には、エンジンブレーキが効くので、ステ
ップS219では、目標制動力を発生させるように制動
力の配分をする。この時、正常の場合には、可能な限り
走行エネルギーを電気エネルギーに変換するように電動
モータ7で回生する。しかし、上述したように、バッテ
リ17が常に充電・放電のいずれも可能なように制御し
ておく必要があるため、本実施の形態では、主にエンジ
ンブレーキを効かせるように配分を決める。従って、電
動スロットル1aを全閉とし、かつ燃料噴射を止めた時
に発生し得る制動力を、エンジン1の制動力とし、不足
分を電動モータ7の回生で発生させ、制動終了まで回生
を続けられるようにする。なお、電動モータ7を駆動し
て停止することを考えると、最も好ましいバッテリ状態
は、回生による制動力が効かなくなる時に、丁度バッテ
リがフル充電となる場合である。従って、車速によって
回生量やアシスト量を調節すれば、この最も好ましい状
態に近づけることが可能である。上記の方法により、目
標値の制動力が発生できた場合には、ステップS221
以下の動作は、上述したような動作と同様であるが、制
動力が不足した場合には、ステップS221で、変速比
を徐々にLOWに変化させ、エンジン回転数を上昇させ
て制動力を増加させる。
【0056】また、本実施の形態では、電動モータ7は
駆動輪に取り付けられているので、電動ブレーキが故障
した場合には、駆動輪13のみが制動輪となり、駆動輪
13に制動力が発生する。従って、従動輪15との回転
数の差を算出すれば、正常な車両よりも容易に制動輪、
すなわち駆動輪13のスリップを検出できる。このこと
から、制動輪すなわち駆動輪13と従動輪15との間に
回転数差が生じた場合には、目標制動力を下げてスリッ
プを止める方法、いわゆるアンチスキッド制御を行って
もよい。このようにして、制動時の車両の安定性を向上
することができる。
【0057】さらに、ステップS217の判断処理で、
アイドル車速以下となった場合には、ステップS223
では、現在の車速が零近傍か否かを判断する。現在の車
速が零近傍でない場合、既にエンジンブレーキは効かな
い状態なので、ステップS225では、電動モータ7の
制動力目標値をステップS215で計算した制動力目標
値に設定する。
【0058】この時、ある車速以下では電動モータ7が
回生できなくなり、電動モータ7で制動した場合には電
動モータ7でエネルギーを消費するため、正常時のハイ
ブリッド自動車ではブレーキアクチュエータ23でブレ
ーキを掛けて止める。しかしながら、この処理段階では
ブレーキアクチュエータ23は故障しているため、バッ
テリ17のパワーを消費しつつ、電動モータ7による制
動力制御を続けることとする。
【0059】次に、ステップS227では、走行制御コ
ントローラ25は、停止状態になるのが間近いので、徐
々に変速比を最LOWに近づけるように最適の変速比と
なる目標値を与える。車速が零近傍になった場合には、
通常のブレーキを踏んだ場合と同様に停止させるため、
まず、ステップS229では、目標停止位置を計算す
る。ここで、位置の計測は、車輪に取り付けてある車速
検出機で検出された回転パルス信号や、電動モータ7の
回転位置を検出する回転位置センサからのパルス信号を
使用して行う。
【0060】車輪に取り付けられた車速検出機からのパ
ルス信号のパルス数を用いた場合には、車両の動きを直
接反映させた目標位置設定が可能である。また電動モー
タ7に取り付けられた回転位置検出センサからのパルス
数を用いた場合には、分解能が高く高精度な制御を行う
ことができる。なお、目標位置は現在のパルス数を基準
に決定することとする。
【0061】ここで、目標位置の決定方法は、最初の1
回目とその後では異なる。まず、1回目では、現在のパ
ルス数からあるパルス幅(例えば、5パルス)後退した
位置を目標パルス数として設定する。2回目以降は、現
在のパルス数が、目標位置±パルス幅(例えば、±5パ
ルス)を外れた場合には、±パルス幅内にぎりぎり収ま
るように目標位置を修正する。また、外れなかった場合
には目標位置はそのままとする。例えば、現在の位置が
零パルス位置で+方向に進行中の場合には、−5パルス
に目標位置を設定し、その後、進行して+3→+5→+
6パルスと移動した場合には、目標位置を−2→0→1
パルスに逐次修正し、車両が停止してゆれ戻し、+5パ
ルスになった場合でも、目標位置は1パルスのままに決
定する。
【0062】次に、ステップS231では、その目標位
置に車両を移動するために必要な電動モータ7の逆方向
トルクを計算する。例えば目標位置からずれたパルス数
に比例定数を掛けて求めるという方法である。上述した
ようなパルス幅(たとえば5)だけずれた場合に丁度、
ステップS215で計算した制動力目標値になるように
比例定数を設定しておく。目標位置の決め方とこの方法
を併用すれば、最大で発生する制動力をステップS21
5で求めた制動力目標値に合わせることができる。
【0063】従って、電動モータ7の制御方法をトルク
制御から位置を基準にした位置制御に切り替える際に
も、急激なトルク変動は生じず、車両の振動などは発生
しないので、正常時に用いられる電動ブレーキと同様に
停止することができる。
【0064】また、ブレーキペダル21の踏み加減が弱
くなった場合には、通常はクリープを始めるが、最大で
発生する制動力が、制動力目標値に一致しており、この
制動力目標値がブレーキペダル21の踏み加減を反映し
ているので、通常時と同様に車両にクリープ現象を発生
させることができる。さらに、不用意に車両がクリープ
した場合は、一般に、運転者は踏み増す操作をするか、
位置制御の目標値が現在の位置を追従するように逐次更
新されるため、踏み増せば、その位置の近傍で停止させ
ることができるので、急激に元の目標位置まで後退する
ような動作も発生しない。
【0065】従って、以上のような位置制御によって、
ブレーキアクチュエータ23を用いた場合と同様に、車
両の停止操作、および車両の停止保持操作を行うことが
できる。最後に、ステップS233では、走行制御コン
トローラ25は、最適な変速比を設定する。この場合、
車両はほとんど停止状態なので、変速比は最LOWと設
定する。次に、ステップS235では、各コントローラ
27,29,31,33へ指令を出力する。
【0066】なお、車両を停止させるための電動モータ
7の制御方法としては、速度制御も考えられるが、車両
の速度は、車輪の回転に応じて発生するパルス信号の間
隔を計時して求めているので、パルス信号の間隔が極め
て広がる極低速を検出することはできない。従って、速
度制御では車両の停止状態を保持することが不可能なの
で、車両を停止させるための電動モータ7の制御方法と
しては、位置制御による方法が好ましい。
【0067】以上に説明してきたように、図3に示す走
行制御コントローラ25の動作に従えば、エンジンブレ
ーキと電動モータ7による回生で車両を減速し、次に、
電動モータ7に逆方向トルクが発生するように駆動制御
して車両を減速し、さらに、目標停止位置を決めて電動
モータ7によりその停止位置に固定するように車両を停
止するという3つの過程を経て、車両はブレーキアクチ
ュエータ23を使用しなくても通常と同様に停止するこ
とができる。
【0068】従って、ブレーキアクチュエータ23自体
に、故障に対する機械的な補助構造を持たせる必要がな
く、電動アクチュエータによる軽量・低コストなブレー
キシステムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車
の補助ブレーキ装置が適応可能なハイブリッド自動車の
全体構成を示す図である。
【図2】ハイブリッド自動車の走行制御コントローラ2
5の正常時の動作を示すフローチャートである。
【図3】ハイブリッド自動車の走行制御コントローラ2
5の故障時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン 1a 電動スロットル 1b スロットルパルプ 3 トルクコンバータ 5 トランスミッション 5a 入力側のプーリ 5b 出力側のプーリ 5c べルト 7 アシスト用電動モータ 9 デファレンシャルギア 11 ドライブシャフト 13 駆動輪 15 従動輪 17 バッテリ 19 アクセルペダル 21 ブレーキペダル 23 ブレーキアクチュエータ 25 走行制御コントローラ 27 エンジンコントローラ 29 ブレーキコントローラ 31 モータコントローラ 33 バッテリコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下井田 良雄 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 (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輪に対して駆動力を発生して車両を走
    行させるエンジンと、 車両の走行を補助する電動モータと、 前記車輪に対して制動力を発生する電動ブレーキと、 制動操作を検出する制動操作検出手段と、 駆動操作及び/又は制動操作に応じて、前記エンジン、
    前記電動モータ及び電動ブレーキを制御する走行制御手
    段と、 前記電動ブレーキの故障を検出する故障検出手段と、 この故障検出手段により前記電動ブレーキの故障を検出
    した場合には、前記制動操作検出手段による制動操作に
    応じて車両が停止するまで前記電動モータに逆方向トル
    クを発生するように制御する停止制御手段とを備えたこ
    とを特徴とするハイブリッド自動車の補助ブレーキ装
    置。
  2. 【請求項2】 前記電動モータは、 前記エンジンの出力軸から変速機までの間にあり、この
    変速機の入力軸と一体で回転が可能な部位に取り付けら
    れたことを特徴とする請求項1記載のハイブリッド自動
    車の補助ブレーキ装置。
  3. 【請求項3】 前記電動モータは、 変速機と差動ギアとの間に取り付けられたことを特徴と
    する請求項1記載のハイブリッド自動車の補助ブレーキ
    装置。
  4. 【請求項4】 前記電動モータは、 差動ギアと少なくとも動輪の両車輪との間に、少なくと
    も1つ取り付けられたことを特徴とする請求項1記載の
    ハイブリッド自動車の補助ブレーキ装置。
  5. 【請求項5】 前記電動モータは、 従輪の両車輪および/または動輪の両車輪に少なくとも
    1つ取り付けられたことを特徴とする請求項1記載のハ
    イブリッド自動車の補助ブレーキ装置。
  6. 【請求項6】 前記停止制御手段は、 前記車両が所定速度以下になったときに、前記電動モー
    タのロータ位置を所定の目標位置になるように位置制御
    して電動モータを回転制御することを特徴とする請求項
    1乃至5いずれか1つに記載のハイブリッド自動車の補
    助ブレーキ装置。
  7. 【請求項7】 前記停止制御手段は、 前記車両が所定速度以下になったときに、車輪の位置を
    所定の目標位置になるように位置制御して電動モータを
    回転制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれ
    か1つに記載のハイブリッド自動車の補助ブレーキ装
    置。
  8. 【請求項8】 前記位置制御は、 制動操作に基づいて目標制動トルクを計算し、車両の目
    標位置と現在位置との差に比例して、現在位置を目標位
    置に引き戻すトルクを発生するように引き戻しトルクを
    計算し、この引き戻しトルクがこの目標制動トルクを上
    回る場合には、両トルクが一致するように現在位置に近
    づけて前記目標位置を更新することを特徴とする請求項
    6又は7記載のハイブリッド自動車の補助ブレーキ装
    置。
  9. 【請求項9】 前記走行制御手段は、 車両が所定の速度以上の場合に、駆動操作及び制動操作
    に応じて目標とする駆動力及び制動力を計算しておき、
    バッテリが常に充放電可能な状態を保ち得るような電動
    モータの駆動量及び回生量と、エンジンで発生できる駆
    動力及び制動力とに基づいて、前記目標とする駆動力及
    び制動力を実現するように電動モータによる制動力及び
    エンジンによる駆動力を配分することを特徴とする請求
    項1乃至8いずれか1つに記載のハイブリッド自動車の
    補助ブレーキ装置。
  10. 【請求項10】 前記バッテリが常に充放電可能な状態
    に保つ場合には、充電可能な充電余裕量および放電可能
    な放電余裕量を車速に応じて変更することを特徴とする
    請求項9記載のハイブリッド自動車の補助ブレーキ装
    置。
  11. 【請求項11】 前記停止制御手段は、 制動操作に応じて目標とする制動力になるように実制動
    力を制御している場合に、制動輪と非制動輪との間に大
    きな回転数差を生じたときには、目標制動力を下げるこ
    とを特徴とする請求項1乃至10いずれか1つに記載の
    ハイブリッド自動車の補助ブレーキ装置。
  12. 【請求項12】 前記電動ブレーキと電動モータとは、
    互いに異なるバッテリで駆動されることを特徴とする請
    求項1乃至11いずれか1つに記載のハイブリッド自動
    車の補助ブレーキ装置。
  13. 【請求項13】 前記電動ブレーキが故障した場合に
    は、この故障を報知する警報手段を備えたことを特徴と
    する請求項1乃至12いずれか1つに記載のハイブリッ
    ド自動車の補助ブレーキ装置。
JP10088941A 1998-04-01 1998-04-01 ハイブリッド自動車の補助ブレーキ装置 Pending JPH11289610A (ja)

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