| 【発明の名称】 |
ハイブリッド自動車のブレーキ制御装置及びその制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉田 稔
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| 【要約】 |
【課題】液圧ブレーキに異常が発生しても、走行モータの回生制動によるエンジンブレーキ相当以上の制動力により減速制動を可能にする。
【解決手段】ブレーキセンサであるストップランプスイッチＳＬ、液圧ブレーキの液圧センサＰＳの出力信号から、ブレーキ制御器２２により液圧ブレーキの異常が検知されると、ＶＣＵ２４により、走行モータが発電機として動作するように制御されてエンジンブレーキ相当以上の制動力となるような回生エネルギが発生され、エンジンブレーキよりも大きな減速力で車両が停止するように走行モータによる回生制動が行われる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 動力源として内燃機関及び走行モータを搭載し、バッテリの直流出力をインバータにより交流に変換して前記走行モータに給電し、前記内燃機関及び前記走行モータを併用して走行するハイブリッド自動車のブレーキ制御装置において、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキセンサと、液圧ブレーキの正常、異常を検知するブレーキ異常検知部と、前記ブレーキセンサにより前記ブレーキペダルの踏み込み有りが検出された状態において前記検知部により前記液圧ブレーキの異常が検知されたときに、前記走行モータによる回生制動力が、液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大きくなるように前記走行モータを制御する制御部とを備えていることを特徴とするハイブリッド自動車のブレーキ制御装置。
【請求項２】 前記制御部は、アクセルペダルのオフ時に前記走行モータにエンジンブレーキ相当の回生制動力を発生させ、前記ブレーキペダルの踏み込み時に、前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じて液圧ブレーキが発生すべき機械制動力と前記走行モータが発生すべき回生制動力とを演算により求めることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車のブレーキ制御装置。
【請求項３】 動力源として内燃機関及び走行モータを搭載し、バッテリの直流出力をインバータにより交流に変換して前記走行モータに給電し、前記内燃機関及び前記走行モータを併用して走行するハイブリッド自動車のブレーキ制御方法において、アクセルペダルのオフ時に前記走行モータにエンジンブレーキ相当の回生制動力を発生させ、ブレーキペダルの踏み込み時に、前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じて液圧ブレーキが発生すべき機械制動力と前記走行モータが発生すべき回生制動力とを演算により求め、液圧ブレーキに異常があれば、前記走行モータによる回生制動力が、液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大きくなるように前記走行モータを制御することを特徴とするハイブリッド自動車のブレーキ制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、動力源として内燃機関及び走行モータを搭載し、バッテリの直流出力をインバータにより交流に変換して走行モータに給電し、内燃機関及び走行モータを併用して走行するハイブリッド自動車のブレーキ制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保護の意識が世界的な規模で高まりを見せる中、自動車の排出ガス中の二酸化炭素量を低減するための具体策として、ガソリンエンジン及びモータを組み合わせた低公害車の実用車であるハイブリッド自動車が提案され、具体的には、例えば特開平９−１１７０１０号公報や特開平１０−２３８３８１号公報等に記載のものが提案されている。
【０００３】この種のハイブリッド自動車は大きく分けると、ガソリンエンジンを駆動することにより発生された回転を発電機に伝達してこれを駆動し、この発電機により得られる電力をバッテリに供給して充電し、更にこのバッテリの電力により駆動モータを駆動するようにしたシリーズ（直列）方式のものと、ガソリンエンジン及びモータの両方で車両を駆動するパラレル（並列）方式のものとがある。
【０００４】そして、パラレル方式のハイブリッド自動車の場合、走行モータとガソリンエンジンとを切り換えて動力源としているが、このときの走行モータとガソリンエンジンの切り換えは、従来、例えば車速センサによる自車速やドライバによるアクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルのオン、オフ等に基づいて行われている。
【０００５】ところで、このようなハイブリッド自動車では、通常、アクセルペダルのオフ時に、いわゆるエンジンブレーキ相当の制動力を得るために走行モータによる回生制動を行い、ブレーキペダルの踏み込み時に、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた液圧ブレーキによる機械制動と走行モータによる回生制動とを併用することが行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の場合、液圧ブレーキに何らかの故障が発生したときには、ブレーキペダルを踏み込んでも液圧ブレーキによる機械制動は正常に機能せず、制動距離が長くなるという問題があった。
【０００７】そこで、本発明は、液圧ブレーキに異常が発生しても、走行モータの回生制動による液圧ブレーキ正常時の回生制動力よりも大なる制動力により減速制動を可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決するために、本発明にかかるハイブリッド自動車のブレーキ制御装置は、動力源として内燃機関及び走行モータを搭載し、バッテリの直流出力をインバータにより交流に変換して前記走行モータに給電し、前記内燃機関及び前記走行モータを併用して走行するハイブリッド自動車のブレーキ制御装置において、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキセンサと、液圧ブレーキの正常、異常を検知するブレーキ異常検知部と、前記ブレーキセンサにより前記ブレーキペダルの踏み込み有りが検出された状態において前記検知部により前記液圧ブレーキの異常が検知されたときに、前記走行モータによる回生制動力が、液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大きくなるように前記走行モータを制御する制御部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】このような構成によれば、ブレーキセンサによりブレーキペダルの踏み込み有りが検出された状態において、検知部により液圧ブレーキの異常が検知されると、制御部により走行モータが制御されて走行モータの回生制動により液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大なる制動力が発生されるため、ある程度大きな減速力で停止することができる。
【００１０】また、本発明にかかるハイブリッド自動車のブレーキ制御装置は、前記制御部は、アクセルペダルのオフ時に前記走行モータにエンジンブレーキ相当の回生制動力を発生させ、前記ブレーキペダルの踏み込み時に、前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じて液圧ブレーキが発生すべき機械制動力と前記走行モータが発生すべき回生制動力とを演算により求めることを特徴としている。
【００１１】このような構成によれば、液圧ブレーキに異常がないときには、アクセルペダルのオフ時に、走行モータの回生制動によりエンジンブレーキ相当の制動力を得ることができ、ブレーキペダルの踏み込み時に、液圧ブレーキによる機械制動と走行モータによる回生制動の併用による制動を行うことができる。
【００１２】また、本発明にかかるハイブリッド自動車のブレーキ制御方法は、アクセルペダルのオフ時に前記走行モータにエンジンブレーキ相当の回生制動力を発生させ、ブレーキペダルの踏み込み時に、前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じて液圧ブレーキが発生すべき機械制動力と前記走行モータが発生すべき回生制動力とを演算により求め、液圧ブレーキに異常があれば、前記走行モータによる回生制動力が、液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大きくなるように前記走行モータを制御することを特徴としている。
【００１３】このような構成によれば、アクセルペダルのオフ時には、走行モータの回生制動によりエンジンブレーキ相当の制動力を得ることができ、ブレーキペダルの踏み込み時には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた液圧ブレーキによる機械制動と走行モータによる回生制動の併用による制動を行うことができる。
【００１４】また、ブレーキペダルの踏み込みがあったときに液圧ブレーキの異常があると、走行モータが制御されて走行モータの回生制動により液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大なる制動力が発生されるため、ある程度大きな減速力で停止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。但し、図１は全体の概略構成図、図２及び図３はそれぞれ異なる一部の概略図、図４は動作説明図である。
【００１６】図１に示すように、動力源としての内燃機関であるガソリンエンジン１及び走行モータ２が遊星ギヤユニット３を介して結合されると共に、走行モータ２の駆動用バッテリ４に充電電流を供給する発電機５が、図２に示すように、遊星ギヤユニット３を介してガソリンエンジン１に結合されている。
【００１７】このとき、図２に示すように、遊星ギヤユニット３は、リングギヤ３１と、このリングギヤ３１の内側に配置されたサンギヤ３２と、リングギヤ３１及びサンギヤ３２の双方に噛合してサンギヤ３２の外周をリングギヤ３１の内周に沿って回る複数個のプラネタリギヤ３３とにより構成されている。
【００１８】そして、図２に示すように、各プラネタリギヤ３３とガソリンエンジン１の出力軸とがキャリアを介し一体的に回転するように連結され、サンギヤ３２と発電機５の回転軸とが同軸に連結され、リングギヤ３１と一体的に回転する伝達ギヤ３５の回転がこれに噛合したカウンタギヤ３６に伝達され、カウンタギヤ３６の回転がデフギヤ３７を介して車輪Ｗ（前輪）に伝えられる。また、走行モータ２の回転軸の回転もカウンタギヤ３６に伝達され、カウンタギヤ３６及びデフギヤ３７を介して走行モータ２の回転が車輪Ｗに伝えられるようになっている。尚、これとは逆に、リングギヤ３１に発電機５が連結され、サンギヤ３２に走行モータ２が連結されていてもよい。
【００１９】更に、図１に示すように、バッテリ４の直流出力は、インバータ等から成るモータ制御部８により交流に変換されて走行モータ２に供給され、発電機５による交流発電出力は、ダイオード等の整流回路から成る発電機制御部９により直流に変換され、バッテリ４に充電電流が供給されて充電が行われる。このとき、発電機制御部９により発電機５の回転数が可変制御されて充電電流の調整が行われる。尚、バッテリ４の出力電圧である２８８Ｖ程度の高電圧が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０により１２Ｖの低電圧に変換されて各部に供給される。
【００２０】また、図３に示すように、発電機制御部９には発電機５の回転数を検出する発電機回転検出部としての発電機レゾルバが設けられ、モータ制御部８には走行モータ２の回転数を検出するモータ回転数検出部としてのモータレゾルバが設けられ、これら発電機レゾルバ及びモータレゾルバからの信号がトランスアクスルマネージメントユニット（ＴＭＵ：Trans-axle Management Unit）１２に入力されて回転数が算出される。
【００２１】ところで、図１に示すように、ＴＭＵ１２にはインバータ電流検出器１３及びインバータ電圧検出器１４の出力信号が入力され、また、バッテリ４の温度を検知してバッテリ４を制御するバッテリ制御器１５が設けられると共に、バッテリ４の電流及び電圧をそれぞれ検出するバッテリ電流検出器１６及びバッテリ電圧検出器１７が設けられ、これらバッテリ電流検出器１６及びバッテリ電圧検出器１７の出力信号がバッテリ制御器１５に入力され、バッテリ制御器１５の出力信号が後述する車両統括制御装置に入力されるようになっている。
【００２２】更に、図１に示すように、電子スロットル１９の制御を行うエンジン制御器２０が設けられると共に、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込みにより作動する液圧ブレーキから成るブレーキユニット２１を制御するブレーキ制御器２２が設けられている。このブレーキ制御器２２は、図１には示されていないブレーキセンサとしてのストップランプスイッチのオン、オフ信号、及び同じく図示されていない液圧ブレーキの液圧を検出するブレーキセンサとしての液圧センサからの信号により、ブレーキペダル踏み込み時のブレーキユニット２１の正常、異常を検知するようになっており、このようなブレーキ制御器２２によるブレーキユニット２１の正常、異常の検知処理がブレーキ異常検知部に相当する。
【００２３】そして、図１に示すように、車両統括制御装置（以下、ＶＣＵと称する）２４が設けられ、このＶＣＵ２４には上記した各部からの信号のほかシフトレバーの位置に応じた信号を出力するシフトポジションスイッチ２５やアクセルペダルの踏み込みに応じた信号を出力するアクセルセンサ２６からの信号が入力され、ＶＣＵ２４により、ＴＭＵ１２、エンジン制御器２０、ブレーキ制御器２２を始め、各部の制御が行われる。
【００２４】例えば、アクセルペダルの操作時には、ＶＣＵ２４により、アクセルセンサ２６からの信号に基づくアクセルペダルの踏み込み量及び車速に基づき、ガソリンエンジン１に要求される要求出力値が算出され、算出された要求出力値に基づいて定められる要求回転数を目標回転数として、実際のエンジン回転数が目標回転数となるようにスロットル開度が調節されてガソリンエンジン１の回転数制御が行われる。より詳細には、発電機レゾルバによる発電機５の回転数とモータレゾルバによる走行モータ２の回転数から、ＴＭＵ１２によりガソリンエンジン１の実際の回転数が算出され、算出された実際の回転数が目標回転数になるように、ＶＣＵ２４によりガソリンエンジン１の回転数制御が行われるのである。
【００２５】一方、ブレーキペダルの操作時には、アクセルセンサ２６によりアクセルペダルのオフが検知されると、走行モータ２によるエンジンブレーキ相当の回生制動を行うべく、ＶＣＵ２４により、モータ制御部８が制御されて走行モータ２が発電機として動作され、走行モータ２の回生制動によるエンジンブレーキ相当の制動力が発生される。
【００２６】また、ブレーキペダルの踏み込み時には、ＶＣＵ２４により、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた液圧ブレーキによる機械制動と走行モータ２による回生制動とを併用すべく走行モータ２が制御される。
【００２７】ところで、ブレーキペダルの踏み込み時において、図３に示すように、ブレーキセンサであるストップランプスイッチＳＬ及び液圧センサＰＳの出力信号から、ブレーキ制御器２２によりブレーキユニット２１の液圧ブレーキの異常が検知されると、ＶＣＵ２４により、走行モータ２が発電機として動作するように制御されて液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大なる制動力となるような回生エネルギが発生され、エンジンブレーキよりも大きな減速力で車両が停止するように走行モータ２による回生制動が行われるようになっている。
【００２８】このようなＶＣＵ２４による走行モータ２の回生制動の制御処理が制御部に相当し、このとき、回生制動を行う場合には、ブレーキペダルの踏み込みによりドライバが要求する制動量がＶＣＵ２４により導出され、導出された制動量に対して、バッテリ制御器１５によるバッテリ４の温度や、バッテリ電流検知器１６及びバッテリ電圧検知器１７によるバッテリ電流及びバッテリ電圧等に応じ、各車速において取り出し可能な最大の回生制動量を演算し、要求された制動量と演算された回生制動量とから液圧ブレーキの必要制動量を求める。従って、車速と回生トルクとの関係は、アクセルペダルオフ時及び液圧ブレーキ異常時それぞれにおいて、例えば図４中に実線及び１点鎖線でそれぞれ示すようになる。但し、図４のマイナスは減速方向を表わす。
【００２９】従って、上記した実施形態によれば、アクセルペダルのオフ時には、走行モータ２の回生制動によりエンジンブレーキ相当の制動力を得ることができ、ブレーキペダルの踏み込み時には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた液圧ブレーキによる機械制動と走行モータ２による回生制動の併用による制動を行うことができる。
【００３０】また、ブレーキペダルの踏み込みがあったときに液圧ブレーキの異常があると、走行モータ２が制御されて液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大なる制動力が発生されるため、走行モータ２の回生制動のみによっても、ある程度大きな減速力で停止することができる。
【００３１】なお、上記した実施形態では、アクセルペダルのオフ時には、走行モータ２の回生制動によりエンジンブレーキ相当の制動を行い、ブレーキペダルの踏み込み時には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた液圧ブレーキによる機械制動と走行モータ２による回生制動とを併用する場合について説明しているが、ブレーキペダルの踏み込み時の機械制動と回生制動との併用は必ずしも行わなくても構わない。
【００３２】また、上記した実施形態では、液圧ブレーキの故障検出をストップランプスイッチＳＬ及び液圧センサＰＳからの信号に基づいて判断する場合について説明しているが、液圧ブレーキの故障検出はこれに限定されるものではなく、例えば実際の減速度と制動量要求値から推定される減速度との差から液圧ブレーキの故障の有無を推定するようにしても構わないのはいうまでもない。
【００３３】更に、上記した実施形態では、内燃機関をガソリンエンジン１とした場合について説明しているが、内燃機関は、特にガソリンエンジンに限定されるものでないのはいうまでもない。
【００３４】また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明によれば、ブレーキペダルの踏み込みがあったときに液圧ブレーキの異常があると、走行モータが制御されて走行モータの回生制動により液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大なる制動力が発生されるため、ある程度大きな減速力で停止することができ、ハイブリッド自動車の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００３６】また、請求項２に記載の発明によれば、アクセルペダルのオフ時には、走行モータの回生制動によりエンジンブレーキ相当の制動力を得ることができ、ブレーキペダルの踏み込み時には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた液圧ブレーキによる機械制動と走行モータによる回生制動の併用による制動を行うことができる。
【００３７】また、請求項３に記載の発明によれば、アクセルペダルのオフ時には、走行モータの回生制動によりエンジンブレーキ相当の制動力を得ることができる。更に、ブレーキペダルの踏み込み時には、液圧ブレーキによる機械制動と走行モータによる回生制動との併用による制動を行うことができ、その際液圧ブレーキの異常があると、走行モータの回生制動により液圧ブレーキ正常時の回生制動力より大なる制動力が発生され、ある程度大きな減速力で停止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２９６７
【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月１０日（１９９９．１２．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０５９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】梁瀬 右司 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７７９０４（Ｐ２００１−１７７９０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３５１５１９ |
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