JP2009137405A - ハイブリッド車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行中において、ブレーキ倍力装置の負圧室にブースタ負圧を確保することが可能なハイブリッド車両の制御技術を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両1は、原動機として内燃機関5とモータ50とを備え、機関出力軸8と第1変速機構30の第1入力軸27とを係合可能な第1クラッチ21と、機関出力軸8と第2変速機構40の第2入力軸28とを係合可能な第2クラッチ22と、内燃機関5が発生した負圧を負圧室に蓄えて、当該負圧室に蓄えられたブースタ負圧を利用してブレーキペダルの操作力を増大させるブレーキ倍力装置とを備えている。ECU100は、モータ50を選択使用するモータ走行中において、ブースタ負圧が判定値以下に減少したと判定された場合には、第1及び第2クラッチ21,22のうち少なくとも一方を係合状態又は半係合状態にして、内燃機関5の機関出力軸8を回転させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、原動機として内燃機関とモータとを備え、特に、デュアルクラッチ式変速機を備えたハイブリッド車両の制御技術に関する。
車両用変速機においては、近年、変速時における機械的動力の伝達の途切れをなくすために、第1群の変速段で構成される第1変速機構と、第1群以外の変速段である第2群の変速段で構成される第2変速機構との2つの変速機構を備え、さらに、第1変速機構の入力軸(以下、第1入力軸と記す)と、内燃機関の出力軸(以下、機関出力軸と記す)とを係合可能な第1クラッチと、第2変速機構の入力軸(以下、第2入力軸と記す)と機関出力軸とを係合可能な第2クラッチとを備え、これら2つのクラッチを交互につなぎ替えることで、機関出力軸からの機械的動力を変速して駆動輪に向けて出力可能な、いわゆるデュアルクラッチ式変速機を用いたものが知られている。
また、下記の特許文献1には、原動機として内燃機関(エンジン)とモータジェネレータ(以下、単に「モータ」と記す)とを備え、変速機構として、デュアルクラッチ式変速機が設けられた車両用動力伝達システムが開示されている。
また、下記の特許文献2には、原動機として内燃機関(エンジン)と、駆動用と発電用のモータを備え、これらモータからの機械的動力を駆動輪に伝達するシリーズ走行モードと、モータからの機械的動力とエンジンからの機械的動力とを駆動輪に伝達するパラレル走行モードとを備えたハイブリッド車両が開示されている。特許文献2に記載のハイブリッド車両においては、パラレル走行モードに移行する際に、発電用モータにより内燃機関の機関出力軸(クランク軸)を回転させると共にスロットルバルブを絞り側に制御することで、吸気管に負圧を生じさせて、生じた負圧を負圧式アクチュエータに供給することが提案されている。
特開2002−204504号公報 特開2005−226810号公報
上述のようなデュアルクラッチ式変速機を備えたハイブリッド車両において、原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行を行っているとき(以下、モータ走行中と記す)においては、内燃機関が非作動状態であり機関出力軸は回転していないため、内燃機関において吸気負圧を発生させることができず、内燃機関からブレーキ倍力装置に、負圧を供給することができない。このように内燃機関が非作動状態となり、内燃機関からブレーキ倍力装置に負圧が供給されないモータ走行中において、ブレーキペダルを操作して、ブレーキ倍力装置を作動させると、当該ブレーキ倍力装置の負圧室に蓄えられていた負圧(以下、ブースタ負圧と記す)は消費されて減少することとなる。モータ走行を長時間継続すると共にブレーキ倍力装置を作動させることで、ブースタ負圧が所定値以下に減少すると、ブレーキ倍力装置は、ブレーキペダルの操作力を所定の倍率で増大させることができなくなり、ブレーキペダルの操作フィーリングが悪化する虞がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行中において、ブレーキ倍力装置の負圧室にブースタ負圧を確保することが可能なハイブリッド車両の制御技術を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両は、原動機として内燃機関とモータとを備え、内燃機関の機関出力軸及びモータのロータから出力される機械的動力を、変速機構により変速して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両であって、機関出力軸からの機械的動力を第1入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第1変速機構と、機関出力軸及びロータからの機械的動力を、当該ロータと係合する第2入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第2変速機構と、機関出力軸と第1入力軸とを係合可能な第1クラッチと、機関出力軸と第2入力軸とを係合可能な第2クラッチと、機関出力軸の回転により内燃機関が発生した負圧を負圧室に蓄えて、当該負圧室に蓄えられた負圧であるブースタ負圧を利用してブレーキペダルの操作力を増大させるブレーキ倍力装置と、第1クラッチ及び第2クラッチの係合/解放状態を制御可能な制御手段と、を備え、制御手段は、ブースタ負圧が、予め設定された判定値より減少したか否かを判定する負圧減少判定手段を含み、原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行中において、ブースタ負圧が判定値以下に減少したと判定された場合には、第1及び第2クラッチのうち少なくとも一方を係合状態又は半係合状態にして、内燃機関の機関出力軸を回転させることを特徴とする。
本発明に係るハイブリッド車両において、ブレーキ倍力装置には、負圧室に蓄えられたブースタ負圧を検出するブースタ負圧センサが設けられており、負圧減少判定手段は、検出されたブースタ負圧が、予め設定された判定値以下となった場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとすることができる。
本発明に係るハイブリッド車両において、ブレーキ倍力装置は、ブレーキペダルの操作力を増大させてマスタシリンダに伝達するものであり、マスタシリンダ内のブレーキ液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサを備え、負圧減少判定手段は、検出されたマスタシリンダ圧の積算値が予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとすることができる。
本発明に係るハイブリッド車両において、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサを備え、負圧減少判定手段は、検出されたブレーキペダル操作量の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとすることができる。
本発明に係るハイブリッド車両において、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力センサを備え、負圧減少判定手段は、検出された踏力の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとすることができる。
本発明によれば、原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行中において、ブースタ負圧が判定値以下に減少したと判定された場合には、第1及び第2クラッチのうち少なくとも一方を係合状態又は半係合状態にして、内燃機関の機関出力軸を回転させるものとしたので、内燃機関に吸気負圧を発生させて、当該負圧をブレーキ倍力装置の負圧室に供給してブースタ負圧を増大させることができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
まず、本実施例に係るハイブリッド車両の構成について、図1〜図3を用いて説明する。図1は、ハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。図2は、ハイブリッド車両に設けられたデュアルクラッチ機構の構造を示す模式図である。図3は、変形例のデュアルクラッチ機構の構造を示す模式図である。
ハイブリッド車両1は、駆動輪88を回転駆動するための原動機として、内燃機関5とモータジェネレータ50(以下、単に「モータ」と記す)とを備えている。モータ50は、内燃機関5からの機械的動力を変速して車両推進軸66に伝達する駆動装置10に含まれている。内燃機関5は、モータ50を備えた駆動装置10と共に結合されて、ハイブリッド車両1に搭載される。ハイブリッド車両1には、これを構成する原動機や変速機構を制御する制御手段として、ハイブリッド車両用電子制御装置100(以下、ECUと記す)が設けられている。
内燃機関5は、ピストン往復動機関、いわゆるレシプロエンジンであり、機関出力軸8(クランク軸)には、コネクティングロッドを介してピストン6が接続されている。内燃機関5は、機関出力軸8が回転すると、図示しない気筒内をピストン6が往復し、作動流体の吸気、圧縮、膨張、及び排気が行われる、いわゆる4ストロークエンジンである。
内燃機関5は、図示しない燃料噴射装置、点火装置、及びスロットル弁装置を備えている。これら装置は、ECU100により制御される。内燃機関5が発生した機械的動力は、機関出力軸(クランク軸)8から出力される。内燃機関5の出力軸8(以下、機関出力軸と記す)には、後述する駆動装置10のデュアルクラッチ機構20の入力側、例えば、クラッチハウジング14a(図2参照)が結合される。ECU100は、内燃機関5の機関出力軸8から出力する機械的動力を調整することが可能となっている。
また、ハイブリッド車両1には、原動機としての内燃機関5及びモータ50からの機械的動力を駆動輪88に伝達する動力伝達装置として、機関出力軸8及びモータ50からの機械的動力を変速しトルクを変化させて、駆動軸80に向けて出力可能な駆動装置10が設けられている。
駆動装置10は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22のいずれかを用いて内燃機関5からの機械的動力を後述する変速機構に伝達するデュアルクラッチ機構20と、内燃機関5から第1クラッチ21を介して伝達される機械的動力を、第1入力軸27で受けて、第1群の変速段のうちいずれか1つにより変速して、第1出力軸37から車両推進軸66に伝達可能な第1変速機構30と、内燃機関5から第2クラッチ22を介して伝達される機械的動力を、第2入力軸28で受けて、第2群の変速段のうちいずれか1つにより変速して、第2出力軸48から車両推進軸66に伝達可能な第2変速機構40と、車両推進軸66に伝達された機械的動力を、減速すると共に駆動輪88に係合する左右の駆動軸80に分配する終減速装置70とを有している。
第1変速機構30及び第2変速機構40は、前進に第1速ギヤ段31から第6速ギヤ段46までの6つの変速段を有しており、後進に1つの変速段、後進ギヤ段39を有している。前進の変速段である第1速〜第6速ギヤ段31〜46の減速比は、第1速ギヤ段31、第2速ギヤ段42、第3速ギヤ段33、第4速ギヤ段44、第5速ギヤ段35、第6速ギヤ段46の順に小さくなるよう設定されている。
第1変速機構30は、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、第1群の変速段は、奇数段すなわち第1速ギヤ段31と、第3速ギヤ段33と、第5速ギヤ段35と、後進ギヤ段39により構成されている。第1変速機構30の前進の変速段31,33,35のうち、第5速ギヤ段35が最も高速側の変速段となっている。
第1速ギヤ段31は、歯車対で構成されており、第1入力軸27に結合されている固定歯車である第1速メインギヤ31aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第1速メインギヤ31aと噛み合うルーズ歯車である第1速カウンタギヤ31cとを有している。第1変速機構30には、第1速ギヤ段31に対応して、第1速カウンタギヤ31cと第1出力軸37とを係合させることが可能な第1速カップリング機構31eが設けられている。
ECU100が第1速ギヤ段31を選択する、即ち第1速カップリング機構31eを係合状態にして、第1速カウンタギヤ31cと第1出力軸37を係合させることで、第1入力軸27からの機械的動力は、第1速メインギヤ31a及び第1速カウンタギヤ31cを介して第1出力軸37に伝達される。これにより、第1変速機構30は、第1入力軸27から受けた機械的動力を、第1速ギヤ段31により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
第3速ギヤ段33は、歯車対で構成されており、第1入力軸27に結合されている固定歯車である第3速メインギヤ33aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第3速メインギヤ33aと噛み合うルーズ歯車である第3速カウンタギヤ33cとを有している。第1変速機構30には、第3速ギヤ段33に対応して、第3速カウンタギヤ33cと第1出力軸37とを係合させることが可能な第3速カップリング機構33eが設けられている。
ECU100が第3速ギヤ段33を選択する、即ち第3速カップリング機構33eを係合状態にして、第3速カウンタギヤ33cと第1出力軸37を係合させることで、第1変速機構30は、第1入力軸27から受けた機械的動力を、第3速ギヤ段33により変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
また、第5速ギヤ段35は、歯車対で構成されており、第1入力軸27に結合されている固定歯車である第5速メインギヤ35aと、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられ、第5速メインギヤ35aと噛み合うルーズ歯車である第5速カウンタギヤ35cとを有している。第1変速機構30には、第5速ギヤ段35に対応して、第5速カウンタギヤ35cと第1出力軸37とを係合させることが可能な第5速カップリング機構35eが設けられている。
ECU100が第5速ギヤ段35を選択する、即ち第5速カップリング機構35eを係合状態にして、第5速カウンタギヤ35cと第1出力軸37とを係合させることで、第1変速機構30は、第1入力軸27から受けた機械的動力を、第5速ギヤ段35により変速し、トルクを変化させて、第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
また、後進ギヤ段39は、第1入力軸27に結合されている固定歯車である後進メインギヤ39aと、後進メインギヤ39aと噛み合う後進中間ギヤ39bと、後進中間ギヤ39bと噛み合い、第1出力軸37を中心に回転可能に設けられたルーズ歯車である後進カウンタギヤ39cとを有している。第1変速機構30には、後進ギヤ段39に対応して、後進カウンタギヤ39cと第1出力軸37とを係合させることが可能な後進カップリング機構39eが設けられている。
ECU100が後進ギヤ段39を選択する、即ち後進カップリング機構39eを係合状態にして、後進カウンタギヤ39cと第1出力軸37とを係合させることで、第1変速機構30は、第1入力軸27から受けた機械的動力を、後進ギヤ段39により、回転方向を逆方向に変えると共に変速し、トルクを変化させて第1出力軸37に伝達することが可能となっている。
第1変速機構30の第1出力軸37には、第1駆動ギヤ37cが結合されており、当該第1駆動ギヤ37cは、動力統合ギヤ58と噛み合っている。動力統合ギヤ58には、車両推進軸66が結合されている。車両推進軸66は、後述する終減速装置70を介して、駆動輪88が結合された駆動軸80と係合している。つまり、第1変速機構30の第1出力軸37と、駆動軸80及び駆動輪88は係合している。
以上のように、第1変速機構30における各カップリング機構31e,33e,35e,39eの係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、図示しないアクチュエータを介してECU100により制御される。ECU100は、第1変速機構30の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択する場合、選択する変速段に対応するカップリング機構を係合状態にすると共に、第1変速機構30において選択していない変速段に対応するカップリング機構を解放状態にする。これにより、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、選択された変速段で変速して、第1出力軸37に伝達し、駆動軸80に向けて出力することが可能となっている。
また、ECU100が、第1変速機構30の変速段31,33,35,39をいずれも選択しない場合、第1変速機構30のカップリング機構31e,33e,35e,39eを全て解放状態にする。これにより、第1変速機構30は、第1入力軸27と第1出力軸37との間における機械的動力の伝達を遮断することが可能となっている。
一方、第2変速機構40は、第1変速機構30と同様に、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、第2群の変速段は、偶数段、すなわち第2速ギヤ段42と、第4速ギヤ段44と、第6速ギヤ段46から構成されている。第2変速機構40の入力軸28(以下、第2入力軸と記す)には、後述するモータ50のロータ52が結合されている。
第2速ギヤ段42は、歯車対で構成されており、第2入力軸28に結合されている固定歯車である第2速メインギヤ42aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第2速メインギヤ42aと噛み合うルーズ歯車である第2速カウンタギヤ42cとを有している。第2変速機構40には、第2速ギヤ段42に対応して、第2速カウンタギヤ42cと第2出力軸48とを係合させることが可能な第2速カップリング機構42eが設けられている。
ECU100が第2速ギヤ段42を選択する、即ち第2速カップリング機構42eを係合状態にして、第2速カウンタギヤ42cと第2出力軸48とを係合させることで、第2入力軸28からの機械的動力は、第2速メインギヤ42a及び第2速カウンタギヤ42cを介して第2出力軸48に伝達される。これにより、第2変速機構40は、第2入力軸28から受けた機械的動力を、第2速ギヤ段42により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達させることが可能となっている。
第4速ギヤ段44は、歯車対で構成されており、第2入力軸28に結合されている固定歯車である第4速メインギヤ44aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第4速メインギヤ44aと噛み合うルーズ歯車である第4速カウンタギヤ44cとを有している。第2変速機構40には、第4速ギヤ段44に対応して、第4速カウンタギヤ44cと第2出力軸48とを係合させることが可能な第4速カップリング機構44eが設けられている。
ECU100が第4速ギヤ段44を選択する、即ち第4速カップリング機構44eを係合状態にして、第4速カウンタギヤ44cと第2出力軸48とを係合させることで、第2変速機構40は、第2入力軸28から受けた機械的動力を、第4速ギヤ段44により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達することが可能となっている。
第6速ギヤ段46は、歯車対で構成されており、第2入力軸28に結合されている固定歯車である第6速メインギヤ46aと、第2出力軸48を中心に回転可能に設けられ、第6速メインギヤ46aと噛み合うルーズ歯車である第6速カウンタギヤ46cとを有している。第2変速機構40には、第6速ギヤ段46に対応して、第6速カウンタギヤ46cと第2出力軸48とを係合可能な第6速カップリング機構46eが設けられている。
ECU100が第6速ギヤ段46を選択する、即ち第6速カップリング機構46eを係合状態にして、第6速カウンタギヤ46cと第2出力軸48とを係合させることで、第2変速機構40は、第2入力軸28から受けた機械的動力を、第6速ギヤ段46により変速し、トルクを変化させて、第2出力軸48に伝達することが可能となっている。
第2変速機構40の第2出力軸48には、第2駆動ギヤ48cが結合されており、当該第2駆動ギヤ48cは、動力統合ギヤ58と噛み合っている。動力統合ギヤ58には、車両推進軸66が結合されており、車両推進軸66は、後述する終減速装置70を介して、駆動輪88に結合された駆動軸80と係合している。つまり、第2変速機構40の第2出力軸48と、駆動軸80及び駆動輪88は係合している。
以上のように、第2変速機構40における各カップリング機構42e,44e,46eの係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、図示しないアクチュエータを介してECU100により制御される。ECU100は、第2変速機構40の変速段42,44,46のうちいずれか1つの変速段を選択する場合、選択する変速段に対応するカップリング機構を係合状態にすると共に、第2変速機構40において選択しない変速段に対応するカップリング機構を解放状態にする。これにより、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、選択された変速段で変速して、第2出力軸48に伝達し駆動軸80に向けて出力することが可能となっている。
また、ECU100が、第2変速機構40の変速段42,44,46をいずれも選択しない場合には、第2変速機構40のカップリング機構42e,44e,46eを全て解放状態にする。これにより、第2変速機構40は、第2入力軸28と第2出力軸48との間における機械的動力の伝達を遮断することが可能となっている。
また、ハイブリッド車両1の駆動装置10には、内燃機関5が機関出力軸8から出力する機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうちいずれか一方に伝達させる動力伝達装置として、デュアルクラッチ機構20が設けられている。デュアルクラッチ機構20は、機関出力軸8と第1変速機構30の第1入力軸27とを係合させることが可能な第1クラッチ21と、機関出力軸8と第2変速機構40の第2入力軸28とを係合させることが可能な第2クラッチ22とを有している。
第1クラッチ21は、円板状の摩擦板を有し、摩擦板の摩擦力により機械的動力を伝達する摩擦式ディスククラッチ等で構成されている。第1クラッチ21は、内燃機関5の機関出力軸8と第1変速機構30の第1入力軸27とを係合させることが可能に構成されている。第1クラッチ21を係合状態にすることで、機関出力軸8と第1入力軸27が係合して一体に回転することが可能となる。
第2クラッチ22は、第1クラッチ21と同様に、摩擦式ディスククラッチ等で構成されており、内燃機関5の機関出力軸8と第2変速機構40の第2入力軸28とを係合させることが可能に構成されている。第2クラッチ22を係合状態にすることで、機関出力軸8と第2入力軸28が係合して一体に回転することが可能となる。なお、第1クラッチ21及び第2クラッチ22には、湿式多板クラッチや、乾式単板クラッチを用いることができる。
第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合状態と解放状態(非係合状態)との切替えは、図示しないアクチュエータを介してECU100により制御される。ECU100は、デュアルクラッチ機構20において、第1クラッチ21又は第2クラッチ22のうちいずれか一方を係合状態にして、他方を解放状態にすることで、内燃機関5からの機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうちいずれか一方に伝達させることが可能となっている。
ここで、第1クラッチ21及び第2クラッチ22から構成されるデュアルクラッチ機構20の詳細な構造について図2を用いて説明する。図2に示すように、デュアルクラッチ機構20において、機関出力軸8には、デュアルクラッチ機構20のクラッチハウジング14aが結合されている。すなわち、クラッチハウジング14aは、機関出力軸8と一体に回転する。クラッチハウジング14aは、後述する摩擦板27a,28aを収容可能に構成されている。これに対して、第1変速機構30の第1入力軸27と、第2変速機構40の第2入力軸28は、同軸に配置されており、2重軸構造となっている。具体的には、第1入力軸27は、中空シャフトとして構成されており、第1入力軸27内には、第2入力軸28が延びている。内側の軸である第2入力軸28は、外側の軸である第1入力軸27に比べて軸方向に長く構成されている。機関出力軸8側から車両推進軸66側に向かうに従って、まず、第1変速機構30の各変速段のメインギヤ31a,33a,35aが配設されており、次に、第2変速機構40の各変速段のメインギヤ42a,44a,46aが配設されている。
第1入力軸27の端には、円板状の摩擦板27aが結合されており、一方、第2入力軸28の端にも、同様に、摩擦板28aが結合されている。これら摩擦板27a,28aは、上述のクラッチハウジング14a内に収容されている。第1クラッチ21は、摩擦板27aと対向して設けられた摩擦相手板(図示せず)と、摩擦相手板を駆動するアクチュエータ(図示せず)とを有している。摩擦相手板が摩擦板27aをクラッチハウジング14aに押し付けることで、第1クラッチ21は、機関出力軸8と、第1変速機構30の第1入力軸27とを係合することが可能となっている。
これと同様に、第2クラッチ22は、摩擦板28aに対向して設けられた摩擦相手板(図示せず)が、摩擦板28aをクラッチハウジング14aに押し付けることで、機関出力軸8と、第2変速機構40の第2入力軸28とを係合することが可能となっている。デュアルクラッチ機構20における、第1及び第2クラッチ21,22にそれぞれ対応して設けられた摩擦相手板の駆動は、ECU100により制御されることとなる。
また、本実施例に係る変形例のデュアルクラッチ機構20においては、図3に示すように、機関出力軸8の端に、駆動ギヤ14cが結合されている。駆動ギヤ14cには、第1ギヤ16と、第2ギヤ18が噛み合っており、第1ギヤ16は、第1クラッチ21に結合されており、第2ギヤ18は、第2クラッチ22に結合されている。第1クラッチ21は、第1変速機構30の第1入力軸27と、機関出力軸8に係合する第1ギヤ16とを係合可能に構成されている。一方、第2クラッチ22は、第2変速機構40の第2入力軸28と、機関出力軸8に係合する第2ギヤ18とを係合可能に構成されている。
第1及び第2クラッチ21,22は、それぞれ摩擦式クラッチ等の任意のクラッチで構成することができる。第1クラッチ21及び第2クラッチ22において交互に係合状態と解放状態を切替ることで、機関出力軸8から出力される内燃機関5の機械的動力は、駆動ギヤ14cから、第1変速機構30の第1入力軸27、又は第2変速機構40の第2入力軸28のいずれかに伝達されることとなる。
また、ハイブリッド車両1の駆動装置10には、原動機としてモータ50が設けられている。モータ50は、供給された電力を機械的動力に変換して出力する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換して回収する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。モータ50は、永久磁石式交流同期電動機で構成されており、後述するインバータ110から三相の交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するステータ54と、回転磁界に引き付けられて回転するロータ52とを有している。モータ50には、ロータ52の回転角位置を検出するレゾルバ(図示せず)が設けられており、ロータ52の回転角位置に係る信号をECU100に送出している。
モータ50のロータ52は、第2変速機構40の第2入力軸28に結合されており、モータ50がロータ52から出力する機械的動力(トルク)は、第2変速機構40の第2入力軸28に伝達される。つまり、モータ50のロータ52と第2変速機構40の第2入力軸28は係合している。また、モータ50は、駆動輪88から第2出力軸48を介してロータ52に伝達された機械的動力(トルク)を交流電力に変換して二次電池120に回収することも可能となっている。
なお、第2入力軸28とロータ52との間には、ロータ52の回転速度を減速して第2入力軸28に伝達する減速機構や、ロータ52の回転速度を変速して第2入力軸28に伝達する変速機構を設けるものとしても良い。
なお、以下の説明において、モータ50を電動機として機能させて、モータ50のロータ52から機械的動力を出力することを「力行」と記す。これに対して、モータ50を発電機として機能させて、駆動輪88からモータ50のロータ52に伝達された機械的動力を電力に変換して回収すると共に、このときロータ52に生じる回転抵抗により、ロータ52及びこれに係合する部材(例えば、駆動輪88)の回転を制動することを「回生制動」と記す。モータ50による回生制動、すなわちモータ50の電動機/発電機としての機能の切替えと、駆動輪88に作用する回生制動トルクは、ECU100により制御される。
また、ハイブリッド車両1には、モータ50に交流電力を供給する電力供給装置として、インバータ110が設けられている。インバータ110は、二次電池120から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ50に供給することが可能に構成されている。また、インバータ110は、モータ50からの交流電力を直流電力に変換して二次電池120に回収することも可能に構成されている。このようなインバータ110からモータ50への電力供給、及びモータ50からの電力回収は、ECU100により制御される。
また、ハイブリッド車両1の駆動装置10には、原動機から車両推進軸66に伝達された機械的動力を、減速すると共に、駆動輪88に係合する左右の駆動軸80に分配する終減速装置70が設けられている。終減速装置70は、車両推進軸66に結合された駆動ピニオン68と、駆動ピニオン68とリングギヤ72が直交して噛み合う差動機構74とを有している。終減速装置70は、原動機すなわち内燃機関5及びモータ50のうち少なくとも一方から車両推進軸66に伝達された機械的動力を、駆動ピニオン68及びリングギヤ72により減速し、差動機構74により左右の駆動軸80に分配して、駆動軸80に結合されている駆動輪88を回転駆動することが可能となっている。
また、ハイブリッド車両1には、内燃機関5及びモータ50と、第1及び第2変速機構30,40における変速動作と、第1及び第2クラッチ21,22の係合/解放状態とを協調して制御する制御手段として、ECU100が設けられている。ECU100は、機関出力軸8の回転角位置(以下、クランク角と記す)に係る信号と、二次電池120の蓄電状態(SOC)に係る信号と、モータ50のロータ52の回転角位置に係る信号等を検出している。また、ECU100は、第1変速機構30及び第2変速機構40において選択されている変速段、すなわちカップリング機構31e〜46eの係合/解放状態と、第1及び第2クラッチ21,22の係合/解放状態とを検出している。また、ECU100は、運転者により操作される、アクセルペダル(図示せず)の操作量に係る信号と、ブレーキペダル(図示せず)の操作量に係る信号とを検出している。
これら信号に基づいて、ECU100は、各種制御変数を算出している。制御変数には、内燃機関5の機関出力軸8の回転速度(以下、機関回転速度と記す)と、内燃機関5が機関出力軸8から出力するトルク(以下、機関負荷と記す)と、モータ50のロータ52の回転速度であるモータ回転速度と、モータ50がロータ52から出力するトルク(以下、モータ出力トルクと記す)と、ハイブリッド車両1の走行速度(以下、車速と記す)と、二次電池120の蓄電状態等が含まれている。
これら制御変数に基づいて、ECU100は、内燃機関5及びモータ50の運転状態と、駆動軸80及び駆動輪88に作用している回生制動トルクを把握している。ECU100は、第1及び第2変速機構30,40における変速動作、すなわち各カップリング機構31e〜46eの係合/解放状態と、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態とを制御することが可能となっている。また、ECU100は、モータ出力トルク及びモータ回転速度と、内燃機関5の機関負荷及び機関回転速度とを制御することが可能となっている。
以上のように構成されたハイブリッド車両1において、ECU100が、第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択し、対応するカップリング機構を係合状態にして、さらに第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態することで、機関出力軸8は、第1入力軸27、第1出力軸37、動力統合ギヤ58、車両推進軸66、終減速装置70を介して駆動軸80と係合する。これにより、第1変速機構30は、内燃機関5の機関出力軸8から出力された機械的動力を、第1入力軸27で受けて、変速段(奇数段)31,33,35、及び後進ギヤ段39のうち選択した変速段により変速し、トルクを変化させて、駆動輪88に係合する駆動軸80に向けて出力することが可能となっている。
この場合、駆動輪88の回転は、動力統合ギヤ58を介して第2変速機構40の第2出力軸48に伝達される。ECU100が第2変速機構40の第2群の変速段42,44,46のうちいずれか1つの変速段を選択して、対応するカップリング機構を係合状態にしているとき、動力統合ギヤ58から第2出力軸48に伝達された機械的動力は、第2変速機構40の変速段(偶数段)42,44,46のうち選択されている変速段により変速され、第2入力軸28に伝達されて、モータ50のロータ52を回転させる。なお、ECU100が第2変速機構40の変速段42,44,46をいずれも選択しないとき、すなわち第2変速機構40のカップリング機構42e,44e,46eを全て解放状態にしているときには、第2出力軸48と第2入力軸28との間で動力伝達が遮断されて、駆動輪88の回転は、第2入力軸28に伝達されることはない。
一方、ECU100が、第2変速機構40の第2群の変速段42,44,46のうちいずれか1つの変速段を選択して、対応するカップリング機構42e,44e,46eを係合状態にして、さらに第2クラッチ22を係合状態にすると共に第1クラッチ21を解放状態にすることで、機関出力軸8は、第2入力軸28、第2出力軸48、動力統合ギヤ58、車両推進軸66、終減速装置70を介して駆動軸80と係合する。これにより、第2変速機構40は、内燃機関5の機関出力軸8及びモータ50のロータ52から出力された機械的動力を、第2入力軸28で受けて、各変速段(偶数段)42,44,46のうち選択した変速段により変速し、トルクを変化させて、駆動輪88に係合する駆動軸80に向けて出力することが可能となっている。
この場合、駆動輪88の回転は、動力統合ギヤ58を介して第1変速機構30の第1出力軸37に伝達される。ECU100が第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つの変速段を選択し、対応するカップリング機構31e,33e,35e,39eを係合状態にしているとき、動力統合ギヤ58から第1出力軸37に伝達された機械的動力は、第1変速機構30の変速段(奇数段)31,33,35及び後進ギヤ段39のうち選択された変速段により変速され、第1入力軸27に伝達されて、当該第1入力軸27を回転させる。なお、ECU100が第1変速機構30の変速段31,33,35,39をいずれも選択しないとき、すなわち第1変速機構30のカップリング機構31e,33e,35e,39eを全て解放状態にしているときには、第1出力軸37と第1入力軸27との間で動力伝達が遮断されて、駆動輪88の回転は、第1入力軸27に伝達されることはない。
次に、本実施例に係るハイブリッド車両のブレーキ装置について、図4を用いて説明する。図4は、ブレーキ装置の構成を示す模式図である。ブレーキ装置200は、車両の運動エネルギ(慣性力)を熱エネルギに変換して、車両の制動を行う装置であり、ブレーキペダルからの操作力を、液圧により摩擦ブレーキ伝達するいわゆるハイドロリック(液圧式)ブレーキである。
ブレーキ装置200は、運転者により操作される入力機構としてのブレーキペダル210と、ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLの作動により車輪と係合する部材に摩擦力を生じさせて制動する出力機構としての摩擦ブレーキ90FR,90RL,90RR,90FLと、ブレーキペダル210に加えられた操作力を、ブレーキ液の圧力(以下、単に「液圧」と記す)に変換するマスタシリンダ222と、マスタシリンダ222の内のブレーキ液の圧力(以下、マスタシリンダ圧と記す)を、ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLに伝達する圧力伝達機構としてのブレーキアクチュエータ230と、ブレーキペダルの操作力を倍力して、マスタシリンダ222に伝達するブレーキ倍力装置220を有している。加えて、ブレーキ装置200には、ブレーキアクチュエータ230を制御する制御手段として、ブレーキ装置用電子制御装置180(以下、ブレーキECUと記す)が設けられている。
なお、ブレーキ装置200の説明において、符号末尾の英字「FR」は車両前方右側の車輪に対応して設けられていることを示し、「RL」は車両後方左側の車輪に対応して設けられていることを示し、「RR」は、車両後方右側の車輪に対応して設けられていることを示し、「FL」は車両前方左側の車輪に対応して設けられていることを示している。
ハイブリッド車両1には、2つの駆動輪88を含む4つの車輪(図示せず)に対応して、摩擦ブレーキ90FR,90RL,90FL,90RRが設けられている。これら摩擦ブレーキ90FR,90RL,90FL,90RRは、いわゆるディスク式ブレーキであり、駆動輪88を含む車輪と共に回転するロータディスク(図示せず)と、ロータディスクを挟み込むブレーキパッド(図示せず)と、ブレーキパッドを押圧することで、ロータディスクとブレーキパッドとの間に摩擦力を生じさせるブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLとを有している。
ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLは、ブレーキペダル210の操作等により、マスタシリンダ222から液圧が供給されて作動して、ブレーキパッドを押圧し、ブレーキパッドとロータディスクとの間に摩擦力を発生させる。この摩擦力により、摩擦ブレーキ90FR,90RL,90RR,90FLは、対応する車輪の回転を制動する制動力を生じさせて、ハイブリッド車両1を減速させることが可能となる。ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLは、それぞれブレーキアクチュエータ230の液圧管路281,282,283,284から液圧の供給を受ける。ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLに供給される液圧(以下、単に「ブレーキシリンダ圧」と記す)は、ブレーキアクチュエータ230により制御される。
なお、本実施例において、摩擦ブレーキ90FR,90RL,90RR,90FLは、ディスク式ブレーキであるものとしたが、摩擦ブレーキの態様は、これに限定されるものではない。摩擦により制動力が発生可能なものであれば適用することができ、例えば、ドラム式のブレーキ等、他の形式の摩擦ブレーキを用いることもできる。
ブレーキペダル210は、運転者により踏面211が踏み込まれて操作され、その操作力を倍力機構220に伝達する。ブレーキペダル210には、ブレーキペダルの操作量(ストローク)を検出するブレーキペダルストロークセンサ216が設けられており、ブレーキペダルの操作量に係る信号を、ブレーキECU180に送出している。
ブレーキ倍力装置220は、負圧源である内燃機関5から供給された負圧と大気圧との圧力差を利用して、ブレーキペダル210から受けた操作力を、倍力することで、運転者によるブレーキペダルの操作力を軽減する、いわゆる真空式倍力装置(ブレーキブースタ)である。ブレーキ倍力装置220には、負圧を蓄えるための負圧室(図示せず)が設けられている。
ブレーキ倍力装置220と、内燃機関5のインテークマニホールド7cとの間には、負圧管路218で接続されており、ブレーキ倍力装置220の負圧室と、負圧源であるインテークマニホールド7c内は、図示しない逆止弁を介して連通している。
内燃機関5を作動状態にして、スロットル弁7aをほぼ閉じた状態で、機関出力軸8を回転させると、ピストン6が往復運動して、インテークマニホールド7cから気筒内に空気を吸入し、インテークマニホールド7c内には、負圧が生じる。このようにして内燃機関5により生じた負圧を、以下「吸気負圧」と記す。
ブレーキ倍力装置220は、内燃機関5に生じた吸気負圧を、負圧管路218から負圧室に取り入れ、負圧室に蓄える。ブレーキ倍力装置220は、負圧室に蓄えられた負圧(以下、ブースタ負圧と記す)と大気圧との差圧を利用して、ブレーキペダル210からの操作力を、倍力、すなわち増大させて、マスタシリンダ222に伝達する。
ブレーキ倍力装置220には、負圧室に蓄えられた負圧、すなわち負圧室の圧力(以下、ブースタ負圧と記す)を検出するブースタ負圧センサ224が設けられている。ブースタ負圧センサ224は、検出したブースタ負圧に係る信号をブレーキECU180に送出している。
マスタシリンダ222は、内部に油圧室(図示せず)を有しており、油圧室には、作動流体であるブレーキ液が充填されている。また、マスタシリンダ222には、油圧室に隣接してブレーキ液を貯蔵するリザーバタンク221が設けられている。マスタシリンダ222は、ブレーキ倍力装置220により増大されたブレーキペダル210の操作力を受けて、油圧室内のブレーキ液の液圧(以下、マスタシリンダ圧と記す)に変換する。
マスタシリンダ222の油圧室には、ブレーキアクチュエータ230に液圧を供給する2つの液圧管路226,227が接続されている。一方の液圧供給管路227には、マスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ228が設けられている。マスタシリンダ圧センサ228は、検出したマスタシリンダ圧に係る信号を、ブレーキECU180に送出している。
ブレーキアクチュエータ230は、マスタシリンダ222からの液圧を、各ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLごとに調整して伝達するものであり、ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLに対応して、ブレーキシリンダ圧を保持する保持弁240,241,242,243と、ブレーキシリンダ圧を減圧する減圧弁248,249,250,251を有している。
また、ブレーキアクチュエータ230は、ブレーキシリンダ95FR,95RLとマスタシリンダ222との間におけるブレーキ液の流通を遮断可能にするマスタカット弁232と、ブレーキシリンダ95RR,95FLとマスタシリンダ222との間におけるブレーキ液の流通を遮断可能にするマスタカット弁233とを備えている。マスタカット弁232,233は、それぞれ、液圧管路226,227を介してマスタシリンダ222と接続されている。
また、ブレーキアクチュエータ230には、ブレーキ液を貯蔵するリザーバタンク254,255と、リザーバタンク254,255のブレーキ液を昇圧して、マスタカット弁232,233と保持弁240,241,242,243との間を接続する液圧管路234,235に圧送することが可能なオイルポンプ259,260とを有している。
保持弁240,241,242,243は、単動式の電磁弁で構成されており、操作力が作用していないときの弁体の位置(ノーマル位置)が開位置である、いわゆるノーマルオープン式の弁であり、コイルへの通電により閉弁する。
保持弁240,241は、一方が、それぞれ液圧管路281,282を介してブレーキシリンダ95FR,95RLと接続されており、他方が、液圧管路234,237を介してマスタカット弁232と接続されている。保持弁242,243は、一方が、それぞれ液圧管路283,284を介してブレーキシリンダ95RR,95FLと接続されており、他方が液圧管路235,238を介してマスタカット弁233と接続されている。
マスタカット弁232,233が開弁状態である場合、保持弁240,241,242,243が開弁すると、マスタシリンダ222と、それぞれブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLとの間でブレーキ液が流通可能となる。保持弁240,241,242,243の開閉弁は、ブレーキECU180により制御される。
一方、減圧弁248,249,250,251は、単動式の電磁弁で構成されており、ノーマル位置が閉位置である、いわゆるノーマルクローズ式の弁であり、コイルへの通電により開弁する。
減圧弁248,249は、一方が、それぞれ液圧管路281,282を介してブレーキシリンダ95FR,95RLと接続されており、他方が、液圧管路252を介してリザーバタンク254と接続されている。減圧弁250,251は、それぞれ液圧管路283,284を介してブレーキシリンダ95RR,95FLと接続されており、他方が、液圧管路253を介してリザーバタンク255と接続されている。
マスタカット弁232,233が開弁状態である場合、減圧弁248,249,250,251が開弁すると、ブレーキシリンダ95FR,95RLとリザーバタンク254との間でブレーキ液が流通可能となり、ブレーキシリンダ95RR,95FLとリザーバタンク255との間でブレーキ液が流通可能となる。減圧弁248,249,250,251の開閉弁は、ブレーキECU180により制御される。
一方、マスタカット弁232,233は、単動式の電磁弁で構成されており、ノーマル位置が開位置である、いわゆるノーマルオープン式の弁であり、コイルへの通電により閉弁する。
マスタカット弁232は、一方が、液圧管路226及び液圧管路267を介して逆止弁269を備えたリザーバタンク254と接続されており、他方が、液圧管路234及び液圧管路256を介してリザーバタンク254と接続されている。液圧管路256の途中には、リザーバタンク254からマスタカット弁232に向けてブレーキ液を圧送するオイルポンプ259と逆止弁261が設けられている。
マスタカット弁233は、一方が、液圧管路227、液圧管路268を介して逆止弁270を備えたリザーバタンク255と接続されており、他方が、液圧管路235及び液圧管路257を介してリザーバタンク255と接続されている。液圧管路257の途中には、リザーバタンク255からマスタカット弁233に向けてブレーキ液を圧送するオイルポンプ260と、逆止弁262が設けられている。
オイルポンプ259を作動状態にすると共にマスタカット弁232の開度を絞ると、液圧管路256,234,237の圧力が上昇する。このとき、保持弁240,241が開弁状態にしていると、ブレーキシリンダ圧が上昇する。同様に、オイルポンプ260を作動状態にすると共にマスタカット弁233の開度を絞ると、液圧管路257,235,238の圧力が上昇する。このとき、保持弁242,243を開弁状態にしていると、ブレーキシリンダ圧が上昇する。オイルポンプ259,260の作動/非作動状態と、マスタカット弁232,233の開閉弁及び開度は、ブレーキECU180により制御される。
以上のように構成されたブレーキ装置200は、マスタカット弁232,233が開弁状態である場合、保持弁240,241,242,243を開弁状態にすると共に減圧弁248,249,250,251を閉弁状態にすることで、マスタシリンダ222と各ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLとを連通させる。これにより、マスタシリンダ圧が、そのままブレーキシリンダ圧にすることができ、ブレーキペダル210の操作力が増大するに従って、ブレーキシリンダ圧を増大させることができる。
一方、マスタカット弁232,233が開弁状態である場合、保持弁240,241,242,243を閉弁状態にすると共に減圧弁248,249,250,251を閉弁状態にすることで、ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLと、マスタシリンダ222及びリザーバタンク254,255との間におけるブレーキ液の流通を遮断する。これにより、ブレーキ装置200は、ブレーキペダル210の操作に関係なく、ブレーキシリンダ圧を、そのまま一定の圧力に保持することができる。
また、マスタカット弁232,233を開弁状態である場合、保持弁240,241,242,243を閉弁状態にすると共に減圧弁248,249,250,251を開弁状態にすることで、ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLとリザーバタンク254,255を、減圧弁248,249,250,251を介して連通させる。これにより、ブレーキ装置200は、ブレーキペダルの操作に関係なく、ブレーキシリンダ圧を減圧することができる。
なお、ブレーキ装置200は、保持弁240,241,242,243を開弁状態にすると共に減圧弁248,249,250,251を閉弁状態にしている場合に、オイルポンプ259,260を作動状態にすると共に、マスタカット弁232,233の弁開度を調節することで、ブレーキシリンダ圧を、マスタシリンダ圧以上に増大させることも可能となっている。
以上に説明したブレーキ装置200において、ブレーキアクチュエータ230の制御手段としてのブレーキECU180は、ブースタ負圧センサ224からのブースタ負圧に係る信号と、ブレーキペダルストロークセンサ216からのブレーキペダル操作量に係る信号と、マスタシリンダ圧センサ228からのマスタシリンダ圧に係る信号とを検出している。これらブレーキ装置200に係る信号に基づいて、ブレーキECU180は、各種制御変数を算出している。制御変数には、ブレーキペダル操作量、ブースタ負圧、マスタシリンダ圧等が含まれている。ブレーキECU180は、これらの制御変数に係る信号をECU100に送出している。
このようにして、ハイブリッド車両1の制御手段としてのECU100は、ブレーキECU180から、ブースタ負圧、ブレーキペダル操作量、マスタシリンダ圧等の制御変数に係る信号を検出している。これら制御変数に基づいて、ECU100は、内燃機関5の運転状態、例えば、スロットル弁7aの開度や、第1変速機構30及び第2変速機構40において選択される変速段、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態を制御することが可能となっている。
このように構成されたブレーキ装置200において、ブレーキシリンダ95FR,95RL,95RR,95FLのブレーキシリンダ圧は、マスタシリンダ圧を基準にして、ブレーキアクチュエータ230を構成する保持弁240,241,242,243、減圧弁248,249,250,251、マスタカット弁232,233の開閉弁状態に応じて変化する。ブレーキシリンダ圧の基準となるマスタシリンダ圧は、ブレーキペダル210の操作力と、当該操作力を、ブレーキ倍力装置220が増大する比率(倍力比)により決まる。ブレーキ倍力装置220は、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が、所定値よりも減少すると、ブレーキペダル210からの操作力を、予め設定された倍率で増大させることができなくなり、マスタシリンダ圧を基準とする液圧であるホイルシリンダ圧が、予め設定された値より低下することとなる。
以上のように構成されたハイブリッド車両1は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を交互につなぎ替えることで、変速時において、機関出力軸8と駆動輪88との間における動力伝達の途切れを抑制することが可能となっており、以下に説明する。
まず、ECU100が第1及び第2変速機構30,40の変速段31〜46のうちいずれか1つの変速段を選択する。例えば、選択した変速段が第1変速機構30の変速段31,33,35,39のうち第1速ギヤ段31である場合、ECU100は、第1速ギヤ段31に対応する第1速カップリング機構31eを係合状態にすると共に、その他のカップリング機構33e,35e,39eを解放状態にする。そして、ECU100は、第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にする。これにより、駆動装置10は、内燃機関5からの機械的動力を、第1入力軸27で受け、第1群(奇数段)の変速段31,33,35のうち選択した変速段である第1速ギヤ段31により変速し、第1出力軸37から駆動軸80に伝達して、駆動輪88を回転駆動することができる。
このとき、ECU100は、第2変速機構40の変速段42,44,46のうち、第1変速機構30において選択している変速段である第1速ギヤ段31より、一段高速(ハイギヤ)側の変速段である第2速ギヤ段42を選択し、対応する第2速カップリング機構42eを係合状態にすることで、第2変速機構40の第2入力軸28を空転させる。このようにして、第1速ギヤ段31から第2速ギヤ段42への変速動作、すなわち第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放動作に備えている。
そして、第1変速機構30の第1速ギヤ段31から、第2変速機構40の第2速ギヤ段42への変速(アップシフト)を行う場合、ECU100が、第1クラッチ21を解放状態にしながら第2クラッチ22を係合状態にすることで、駆動装置10は、第1クラッチ21と第2クラッチ22とを掴み替える動作、いわゆる「クラッチ・トゥ・クラッチ」を行う。この動作により、駆動装置10は、機関出力軸8からの動力伝達経路を、徐々に第1変速機構30の第1入力軸27から第2変速機構40の第2入力軸28に移していき、第2速ギヤ段42への変速が完了することとなる。
このようにして、駆動装置10は、第1変速機構30の変速段、すなわち奇数段である第1速ギヤ段31から、第2変速機構40の変速段、すなわち偶数段である第2速ギヤ段42への変速時において、機関出力軸8から駆動軸80への動力伝達に途切れを生じさせることなく変速することができる。
また、ハイブリッド車両1は、原動機として内燃機関5とモータ50とを併用又は選択使用することで、様々な車両走行(走行モード)を実現することができる。例えば、原動機として内燃機関5のみを選択使用する「エンジン走行」、原動機として内燃機関5及びモータ50を併用する「ハイブリッド走行」、原動機としてモータ50のみを選択使用する「モータ走行」等がある。
これら車両走行は、運転者が要求する車両駆動力や、モータ50に供給する電力を貯蔵する二次電池120の蓄電状態に応じて、ECU100により、逐次、自動的に切替えられる。以下に、各走行モードにおけるECU100の制御と、内燃機関5、第1クラッチ21及び第2クラッチ22、第1変速機構30及び第2変速機構40、及びモータ50の動作を併せて説明する。
ECU100が、第1クラッチ21を係合状態にすると共に第2クラッチ22を解放状態にすることで、駆動装置10は、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力を、第1入力軸27で受け、第1変速機構30の変速段31,33,35,39のいずれか1つにより変速し、第1出力軸37から動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達し、駆動輪88を回転駆動することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第1クラッチ21を係合状態にしている場合に、原動機として内燃機関5のみを選択使用する「エンジン走行」を実現することができる。
この場合、駆動輪88及び駆動軸80には、動力統合ギヤ58を介して第2出力軸48が係合しているため、第2変速機構40のカップリング機構42e,44e,46eのいずれか1つが係合状態にある場合、第2入力軸28は、駆動輪88の回転速度すなわちハイブリッド車両1の車速に比例する回転速度で回転することとなる。
このとき、ECU100がモータ50を力行させて、ロータ52から第1入力軸27に出力トルクを伝達することで、駆動装置10は、内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力と、モータ50のロータ52からの機械的動力を、それぞれ第1変速機構30、第2変速機構40で変速し、動力統合ギヤ58で統合して駆動軸80に伝達することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第1クラッチ21を係合状態にしている場合に、原動機として内燃機関5とモータ50とを併用する「ハイブリッド走行」を実現することができる。
一方、ECU100が第1クラッチ21を解放状態にすると共に第2クラッチ22を係合状態にすることで、駆動装置10は、機関出力軸8からの機械的動力を、第2入力軸28で受け、第2変速機構40の変速段42,44,46のいずれか1つにより変速し、第2出力軸48から動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達し、駆動輪88を回転駆動することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第2クラッチ22を係合状態にしている場合に、原動機として内燃機関5のみを選択使用する「エンジン走行」を実現することができる。
この場合、駆動輪88及び駆動軸80には、動力統合ギヤ58を介して第1出力軸37が係合しているため、第1変速機構30のカップリング機構31e,33e,35e,39eのいずれか1つが係合状態にある場合、第1入力軸27は、ハイブリッド車両1の走行速度(以下、車速と記す)に比例する回転速度で回転することとなる。
このとき、ECU100がモータ50を力行させて、ロータ52から第2入力軸28に出力トルクを伝達することで、駆動装置10は、モータ50のロータ52からの機械的動力と内燃機関5の機関出力軸8からの機械的動力とを、第2入力軸28で統合し、第2変速機構40により変速して、動力統合ギヤ58を介して駆動軸80に伝達することができる。このようにして、ハイブリッド車両1は、第2クラッチ22を係合状態にしている場合に、原動機として内燃機関5とモータ50とを併用する「ハイブリッド走行」を実現することができる。
また、ハイブリッド車両1にモータ走行を行わせる場合、上述のエンジン走行及びハイブリッド走行の制御とは異なり、ECU100は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22をいずれも解放状態に制御すると共に、モータ50を力行させる。ECU100は、第2変速機構40の変速段42,44,46のうち、いずれか1つの変速段を選択し、対応するカップリング機構を係合状態にする。駆動装置10は、モータ50のロータ52からの機械的動力を、第2入力軸28で受け、第2変速機構40の変速段42,44,46のうち選択した変速段で変速して、動力統合ギヤ58から駆動軸80に伝達する。
このように、ハイブリッド車両1がモータ走行を行っているとき(以下、モータ走行中と記す)においては、内燃機関5が非作動状態であり機関出力軸8は回転していないため、インテークマニホールド7c内の圧力が、ほぼ大気圧となる。このため、モータ走行中においては、内燃機関5からブレーキ倍力装置220に、負圧を供給することができない。このようなモータ走行中において、ブレーキペダル210を操作して、ブレーキ倍力装置220を作動させると、負圧室に蓄えられていたブースタ負圧が消費されて減少する、すなわち負圧室の圧力が大気圧に向けて上昇することとなる。
ハイブリッド車両1は、モータ走行を長時間継続すると共にブレーキ倍力装置220を作動させることで、ブースタ負圧が所定値以下に減少すると、ブレーキ倍力装置220は、ブレーキペダル210の操作力を所定の倍率で増大させることができなくなり、マスタシリンダ圧及びブレーキシリンダ圧が設定値に比べて低下して、ブレーキペダル210の操作フィーリングが悪化する虞がある。
そこで、本発明に係るハイブリッド車両において、制御手段としてのECUは、原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行中において、ブレーキ倍力機構の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が予め設定された判定値以下に減少した場合には、第1及び第2クラッチのうち少なくとも一方を係合状態又は半係合状態にして、内燃機関の機関出力軸を回転させることを特徴としており、以下に、ハイブリッド車両の制御手段としてのECUが実行する制御処理について、図1、図4、図5及び図6を用いて説明する。図5は、ECUが実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。図6は、ECUが実行するクラッチ係合制御を示すフローチャートである。
モータ走行中において、図1に示すように、ECU100は、内燃機関5を非作動状態にしていると共に、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を解放状態にしている。これにより、内燃機関5の機関出力軸8と、第1変速機構30及び第2変速機構40との間における動力伝達は遮断されており、内燃機関5の機関出力軸8は静止している。
モータ走行中においては、第2変速機構40の変速段42,44,46のうちいずれか1つの変速段が必ず選択されており、第2入力軸28は、駆動輪88の回転速度に比例して回転している。また、第1変速機構30の変速段31,33,35のうちいずれか1つの変速段が選択されている場合には、第1入力軸27も、駆動輪88の回転速度に比例した回転速度で回転している。
このようなモータ走行が開始された時点、すなわち内燃機関5が非作動状態となり、インテークマニホールド7cからブレーキ倍力装置220の負圧室に負圧が供給されなくなった時点から、ECU100は、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧の減少を判定する制御処理(以下、負圧減少判定制御と記す)を所定時間経過ごとに繰り返し実行する。
図5に示すように、まず、ステップS102において、ECU100は、ブレーキ倍力装置220の負圧室の圧力であるブースタ負圧を、制御変数として取得する。なお、ブースタ負圧は、真空から大気圧に向けて圧力が上昇するに従って値が減少する。モータ走行を継続し、且つブレーキペダル210の操作によりブレーキ倍力装置220が作動するに従って、ブースタ負圧が減少する。
そして、ステップS106において、ECU100は、取得されたブースタ負圧が、予め設定された判定値以下であるか否かを判定する。なお、この判定値は、予め適合実験等により求められており、制御定数としてECU100のROM(図示せず)に記憶されている。
ブースタ負圧が判定値を超える(No)と判定された場合、すなわちブレーキ倍力装置220の負圧室に十分にブースタ負圧が蓄えられていると判定された場合、ステップS102に戻り、所定時間経過後に、再びブースタ負圧を制御変数として取得する。
一方、ブースタ負圧が判定値以下である(Yes)と判定された場合、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられた負圧が減少し、ブレーキ倍力装置220がブレーキペダル210からの操作力を、所定の倍率で増大させることができないものと判断して、ECU100は、ステップS110において、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合動作に係る制御処理(以下、単に「クラッチ係合制御」と記す)を実行する。
図6に示すように、まず、ステップS112において、ECU100は、各種制御変数を取得する。制御変数には、ハイブリッド車両1の走行速度である車速や、モータ回転速度、第1変速機構30において選択されている変速段、第2変速機構40において選択されている変速段等が含まれている。
そして、ステップS114において、ECU100は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22のうち、係合するクラッチを決定する。例えば、車速、第1変速機構30において選択されている変速段、及び第2変速機構40において選択されている変速段に基づいて、係合するクラッチを決定することができる。なお、第2変速機構40において変速段42,44,46のうちいずれも選択されていない場合には、第1クラッチ21と第2クラッチ22の双方を係合することも可能である。
そして、ステップS116において、ECU100は、係合することが決定されたクラッチについて、解放状態から係合状態に向けて、徐々に係合力を増大させる。すなわち、半係合状態にする。これにより、ハイブリッド車両1は、駆動輪88の回転を、クラッチを介して機関出力軸8に伝達させて、機関出力軸8を回転させる、すなわち内燃機関5のモータリングを行う。ECU100がクラッチの係合力を増大させるに従って、機関出力軸8の回転速度である機関回転速度が上昇していく。
なお、「半係合状態」とは、機関出力軸8と第1入力軸27との間に回転速度差が生じるような第1クラッチ21の係合状態、又は機関出力軸8と第2入力軸28との間に回転速度差が生じるような第2クラッチ22の係合状態である。
そして、ステップS118において、ECU100は、機関回転速度が予め設定された判定回転速度に達したか否かを判定する。判定回転速度は、内燃機関5のインテークマニホールド7cに十分に吸気負圧を発生可能な機関回転速度に設定されており、例えば、1200rpmに設定されている。判定回転速度は、予め適合実験等により求められており、制御定数としてECU100のROMに記憶されている。機関回転速度が、判定回転速度に達していない(No)と判定された場合、ステップS116に戻り、クラッチの係合力の増大を継続する。
一方、機関回転速度が、判定回転速度以上である(Yes)と判定された場合、ステップS120において、ECU100は、係合するクラッチの係合力を、そのまま維持する。これにより、所定の機関回転速度で、機関出力軸8を回転させることができる。内燃機関5において生じるポンプ損失を、必要最小限のものにしつつ、インテークマニホールド7cに所望の吸気負圧を発生させて、当該負圧を、ブレーキ倍力装置220の負圧室に供給する。これにより、負圧室に蓄えられた負圧であるブースタ負圧は、真空状態に向けて増大する。
なお、機関出力軸8を回転させて、内燃機関5のモータリングを行っている間、ECU100は、内燃機関5のスロットル弁7a(図4参照)を閉弁状態にしており、インテークマニホールド7cにおける吸気負圧の発生を促進している。
そして、ステップS122において、ECU100は、ブレーキ倍力装置220の負圧室に必要なブースタ負圧が確保できたか否かを判定する。この判定は、ブレーキ倍力装置220の負圧室の負圧が、所定値を超えたか否かで判定することができる。ブースタ負圧が確保できていない(No)と判定された場合、クラッチの係合力を維持して、内燃機関5のモータリングを継続する。
一方、ブレーキ倍力装置220のブースタ負圧が確保できた(Yes)と判定された場合、ステップS124において、ECU100は、係合していたクラッチを解放状態にして、機関出力軸8と、第1入力軸27又は第2入力軸28との間における動力伝達を遮断する。これにより、回転していた機関出力軸8が静止して、内燃機関5のモータリングが終了する。そして、再び、ステップS102(図5参照)に戻る。
なお、本実施例においては、機関出力軸8の回転、すなわち内燃機関5のモータリングは、ブレーキ倍力装置220のブースタ負圧が確保できたと判定された時点で終了されるものとしたが、モータリングを終了する態様は、これに限定されるものではない。例えば、内燃機関5モータリングの開始時点から、予め設定された時間が経過後に、モータリングを終了するものとしても良い。
以上に説明したように本実施例に係るハイブリッド車両1は、原動機として内燃機関5とモータ50とを備え、内燃機関5の機関出力軸8及びモータ50のロータ52から出力される機械的動力を、変速機構により変速して駆動輪88に伝達可能なハイブリッド車両であって、機関出力軸8からの機械的動力を第1入力軸27で受け、複数の変速段31,33,35,39のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪88に向けて伝達可能な第1変速機構30と、機関出力軸8及びロータ52からの機械的動力を、当該ロータ52と係合する第2入力軸28で受け、複数の変速段42,44,46のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪88に向けて伝達可能な第2変速機構40と、機関出力軸8と第1入力軸27とを係合可能な第1クラッチ21と、機関出力軸8と第2入力軸28とを係合可能な第2クラッチ22と、機関出力軸8の回転により内燃機関5が発生した負圧を負圧室に蓄えて、当該負圧室に蓄えられた負圧であるブースタ負圧を利用してブレーキペダル210の操作力を増大させるブレーキ倍力装置220と、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の係合/解放状態(半係合状態を含む)を制御可能な制御手段としてのECU100とを備えている。
ECU100は、ブースタ負圧が、予め設定された判定値より減少したか否かを判定する機能(負圧減少判定手段)を含んでおり、原動機としてモータ50のみを選択使用するモータ走行中において、ブースタ負圧が判定値以下に減少したと判定された場合には、第1及び第2クラッチ21,22のうち少なくとも一方を係合状態又は半係合状態にして、内燃機関5の機関出力軸8を回転させるものとしたので、内燃機関5に吸気負圧を発生させて、当該負圧を、ブレーキ倍力装置220の負圧室に供給することで、負圧室に蓄えられた負圧であるブースタ負圧を真空状態に向けて増大させることができる。このようにして、内燃機関5が非作動状態となるモータ走行中においても、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧を所定値以上に確保することができ、マスタシリンダ圧の低下によるブレーキペダル210のフィーリング悪化を防止することができる。
また、本実施例において、ブレーキ倍力装置220には、負圧室のブースタ負圧を検出するブースタ負圧センサ224が設けられており、ECU100の負圧減少判定手段は、検出されたブースタ負圧が、予め設定された判定値以下となった場合に、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとしたので、従来からブレーキ倍力装置220に設けられているブースタ負圧センサからの信号を用いて、容易にブースタ負圧の減少を判定することができる。
本実施例に係るハイブリッド車両の制御について、図1、図4、図6及び図7を用いて説明する。図7は、ECUが実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。本実施例に係るハイブリッド車両において、ブレーキ装置には、マスタシリンダ内のブレーキ液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサが設けられており、ECUの負圧減少判定手段は、検出されたマスタシリンダ圧の積算値が、予め設定された判定値以上となった場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する点で、実施例1と異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図1を用いて上述したように、ブレーキ倍力装置220は、ブレーキペダル210の操作力を増大させてマスタシリンダ222に伝達するものであり、ブレーキ装置200には、マスタシリンダ圧センサ228からマスタシリンダ222内のブレーキ液の圧力すなわちマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ228が設けられている。マスタシリンダ圧センサ228は、検出したマスタシリンダ圧に係る信号を、ブレーキECU180に送出している(図4参照)。ハイブリッド車両1の制御手段としてのECU100Bは、ブレーキECU180からマスタシリンダ圧に係る信号を検出しており、マスタシリンダ圧を制御変数として取得している。
ハイブリッド車両1が、原動機としてモータ50を選択使用するモータ走行を開始する時点、すなわち内燃機関5が非作動状態となり、インテークマニホールド7cからブレーキ倍力装置220の負圧室に吸気負圧が供給されなくなった時点から、ECU100Bは、以下に説明する負圧減少判定制御を所定時間経過ごとに繰り返し実行する。
図7に示すように、まず、ステップS202において、ECU100Bは、マスタシリンダ圧を制御変数として取得する。
そして、ステップS204において、ECU100Bは、マスタシリンダ圧を積算する。詳細には、モータ走行開始時点から、所定時間ごとに取得されたマスタシリンダ圧を積算、すなわち時間積分して、その積算値を算出する。なお、この積算値は、マスタシリンダ圧が所定の基準圧力より上昇したときの値である上昇値を積算するものとしても良い。
そして、ステップS206において、ECU100Bは、算出されたマスタシリンダ圧の積算値が、予め設定された判定値を超えたか否かを判定する。マスタシリンダ圧の積算値が、判定値以下である(No)と判定された場合、再びステップS202に戻る。
一方、マスタシリンダ圧の積算値が、判定値を超えた(Yes)と判定された場合、ECU100Bは、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が、判定値以下に減少したものと判断して、ステップS210において、クラッチ係合制御を実行する。ステップS210におけるクラッチ係合制御は、上述した図6にステップS112〜S124で示す制御処理と同一のものを実行する。これにより、図1及び図4に示すように、機関出力軸8を回転させて、内燃機関5のモータリングを行い、インテークマニホールド7cに発生した吸気負圧を、ブレーキ倍力装置220の負圧室に供給して、ブースタ負圧を真空状態に向けて増大させることができる。
以上に説明したように本実施例では、ブレーキ倍力装置220は、ブレーキペダル210の操作力を増大させてマスタシリンダ222に伝達するものであり、マスタシリンダ222内のブレーキ液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ228を備え、ECU100Bの負圧減少判定手段は、検出されたマスタシリンダ圧の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられた吸気負圧が減少したものと判定するものとしたので、ブースタ負圧を直接検出することができない場合であっても、マスタシリンダ圧を用いて、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が所定値より減少したか否かを容易に判定することができる。
本実施例に係るハイブリッド車両の制御について、図1、図4、図6及び図8を用いて説明する。図8は、ECUが実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。本実施例に係るハイブリッド車両において、ECUの負圧減少判定手段は、検出されたブレーキペダルの操作量の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する点で、実施例1,2と異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図1を用いて上述したように、ブレーキ装置200には、ブレーキペダル210の操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサ216が設けられている。ブレーキペダルストロークセンサ216は、検出したブレーキペダル操作量に係る信号を、ブレーキECU180に送出している(図4参照)。ハイブリッド車両1の制御手段としてのECU100Cは、ブレーキECU180から、ブレーキ操作量に係る信号を検出しており、ブレーキ操作量を制御変数として取得している。
ハイブリッド車両1がモータ走行を開始する時点、すなわち内燃機関5のインテークマニホールド7cからブレーキ倍力装置220の負圧室に吸気負圧が供給されなくなった時点から、ECU100Cは、以下に説明する負圧減少判定制御を所定時間経過ごとに繰り返し実行する。
図8に示すように、まず、ステップS302において、ECU100Cは、ブレーキペダル操作量を制御変数として取得する。
そして、ステップS304において、ECU100Cは、ブレーキペダル操作量を積算する。詳細には、モータ走行開始時点から、所定時間ごとに取得されたブレーキペダル操作量を積算、すなわち時間積分して、その積算値を算出する。なお、この積算値は、ブレーキペダル操作量が所定の操作量より踏み込まれた値である変動値を積算するものとしても良い。
そして、ステップS306において、ECU100Cは、算出されたブレーキペダル操作量の積算値が、予め設定された判定値を超えたか否かを判定する。ブレーキペダル操作量の積算値が、判定値以下である(No)と判定された場合、再びステップS302に戻る。
一方、ブレーキペダル操作量の積算値が、判定値を超えた(Yes)と判定された場合、ECU100Cは、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が、判定値以下に減少したものと判断して、ステップS310においてクラッチ係合制御を実行する。ステップS310におけるクラッチ係合制御は、上述した図6にステップS112〜S124で示す制御処理と同一のものを実行する。これにより、図1及び図4に示すように、機関出力軸8を回転させて、内燃機関5のモータリングを行い、インテークマニホールド7cに発生した吸気負圧を、ブレーキ倍力装置220の負圧室に供給して、ブースタ負圧を真空状態に向けて増大させることができる。
以上に説明したように本実施例では、ブレーキペダル210の操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサ216を備え、ECU100Cの負圧減少判定手段は、検出されたブレーキペダル操作量の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとしたので、ブースタ負圧を直接検出することができない場合であっても、ブレーキペダル210の操作量を用いて、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が、所定値より減少したか否かを容易に判定することができる。
本実施例に係るハイブリッド車両の制御について、図1、図4、図6、図9及び図10を用いて説明する。図9は、ECUが実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。図10は、ブレーキペダルの踏力センサの周辺構成を示す図である。本実施例に係るハイブリッド車両において、ブレーキペダル210には、運転者により踏み込まれるECUの負圧減少判定手段は、検出されたブレーキペダルの操作量の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する点で、実施例1,2,3と異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図10に示すように、ブレーキペダル210の踏面211の近傍には、ブレーキペダル210の踏力を検出するブレーキペダル踏力センサ212(以下、単に「踏力センサ」と記す)が設けられている。踏力センサ212は、歪ゲージや圧力センサ等で構成されており、運転者によりブレーキペダル210が踏み込まれときの踏面211に作用する力である踏力(以下、ブレーキペダル踏力と記す)を検出する。踏力センサ212は、検出した踏力に係る信号をブレーキECU180に送出している(図4参照)。ハイブリッド車両1の制御手段としてのECU100Dは、ブレーキECU180からブレーキペダル踏力に係る信号を検出しており、ブレーキペダル踏力を制御変数として取得している。
ハイブリッド車両1がモータ走行を開始した時点、すなわち内燃機関5が非作動状態となり、インテークマニホールド7cからブレーキ倍力装置220の負圧室に吸気負圧が供給されなくなった時点から、ECU100Dは、以下に説明する負圧減少判定制御を、所定時間経過ごとに繰り返し実行する。
図9に示すように、ます、ステップS402において、ECU100Dは、ブレーキペダル踏力を制御変数として取得する。
そして、ステップS404において、ECU100Dは、ブレーキペダル踏力を積算する。詳細には、モータ走行開始時点から、所定時間ごとに取得されたブレーキペダル踏力を積算すなわち時間積分して、その積算値を算出する。
そして、ステップS406において、ECU100Dは、算出されたブレーキペダル踏力の積算値が、予め設定された判定値を超えたか否かを判定する。ブレーキペダル踏力の積算値が判定値以下である(No)と判定された場合、再びステップS402に戻る。
一方、ブレーキペダル踏力の積算値が判定値を超えた(Yes)と判定された場合、ECU100Dは、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が判定値以下に減少したものと判断して、ステップS410においてクラッチ係合制御を実行する。ステップS410におけるクラッチ係合制御は、上述した図6にステップS112〜S124で示す制御処理と同一のものを実行する。これにより、図1及び図4に示すように、機関出力軸8を回転させて、内燃機関5のモータリングを行い、インテークマニホールド7cに発生した吸気負圧を、ブレーキ倍力装置220の負圧室に供給して、ブースタ負圧を真空状態に向けて増大させることができる。
以上に説明したように本実施例では、ブレーキペダル210の踏力を検出するブレーキペダル踏力センサ212を備え、ECU100Dの負圧減少判定手段は、検出されたブレーキペダル踏力の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定するものとしたので、ブースタ負圧を直接検出することができない場合であっても、ブレーキペダル210の踏力を用いて、ブレーキ倍力装置220の負圧室に蓄えられたブースタ負圧が、所定値より減少したか否かを容易に判定することができる。
なお、上述した各実施例において、第1変速機構30の第1群の変速段31,33,35は、奇数段及び後進段で構成されており、これに対してモータ50のロータ52が第2入力軸28と係合する第2変速機構40の第2群の変速段42,44,46は、偶数段で構成されているものとしたが、第1及び第2変速機構における変速段の構成は、これに限定されるものではない。例えば、第1変速機構の第1群の変速段を偶数段及び後進段で構成し、第2変速機構の第2群の変速段を奇数段で構成するものとしても良い。
また、上述した各実施例において、原動機として設けられたモータ50は、供給された電力を機械的動力に変換して出力する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータであるものとしたが、本発明に係るモータジェネレータは、これに限定されるものではない。モータジェネレータは、回生制動を行うことができれば良く、例えば、ロータに伝達された機械的動力を電力に変換する機能のみを有する発電機で構成するものとしても良い。
また、上述した各実施例において、駆動装置10は、内燃機関5の機関出力軸8及びモータ50のロータ52からの機械的動力を、第1変速機構30及び第2変速機構40のうち少なくとも一方により変速して、動力統合ギヤ58から、車両推進軸66、終減速装置70の差動機構74を介して駆動輪88に伝達するものとしたが、第1変速機構30及び第2変速機構40から駆動輪88に向けての動力伝達の態様は、これに限定されるものではない。駆動装置10において、第1変速機構30及び第2変速機構40は、それぞれ第1入力軸27及び第2入力軸28で受けた機械的動力を、駆動輪88に向けて伝達可能であれば良く、例えば、動力統合ギヤ58、又は当該動力統合ギヤ58と噛み合う第1及び第2駆動ギヤ37c,48cが、直接に差動機構74のリングギヤ72を駆動するものとしても良い。
また、上述した各実施例において、第1変速機構30は、第1入力軸27で受けた機械的動力を、第1出力軸37から駆動輪88と係合する動力統合ギヤ58に伝達し、第2変速機構40は、第2入力軸28で受けた機械的動力を、第2出力軸48から動力統合ギヤ58に伝達するものとしたが、第1変速機構30及び第2変速機構40の態様は、これに限定されるものではない。第1変速機構30及び第2変速機構40は、それぞれ入力軸27,28で受けた機械的動力を、駆動輪88に向けて伝達可能であれば良く、例えば、第1変速機構30と第2変速機構40は、それぞれ第1入力軸27、第2入力軸28で受けた機械的動力を、駆動輪88と係合する共通の出力軸に伝達するものとしても良い。
以上のように、本発明は、原動機として内燃機関とモータとを備えたハイブリッド車両に有用であり、特に、2つの変速機構のうち一方の変速機構の入力軸にモータのロータが係合しているハイブリッド車両に有用である。
実施例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。 実施例1に係るデュアルクラッチ機構の構造を説明する模式図である。 実施例1に係る変形例のデュアルクラッチ機構の構造を説明する模式図である。 実施例1に係るハイブリッド車両のブレーキ装置の構成を示す模式図である。 実施例1に係るハイブリッド車両の制御手段(ECU)が実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。 実施例1に係るハイブリッド車両の制御手段(ECU)実行するクラッチ係合制御を示すフローチャートである。 実施例2に係るハイブリッド車両の制御手段(ECU)が実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。 実施例3に係るハイブリッド車両の制御手段(ECU)が実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。 実施例4に係るハイブリッド車両の制御手段(ECU)が実行するブレーキ倍力装置の負圧減少判定制御を示すフローチャートである。 実施例4に係るブレーキペダルの踏力センサの周辺構成を示す図である。
符号の説明
1 ハイブリッド車両
5 内燃機関
7a スロットル弁
7c インテークマニホールド
8 機関出力軸
10 駆動装置
20 デュアルクラッチ機構
21 第1クラッチ
22 第2クラッチ
27 第1入力軸
28 第2入力軸
30 第1変速機構
31,33,35,39 ギヤ段(変速段、歯車対)
37 第1出力軸
48 第2出力軸
40 第2変速機構
42,44,46 ギヤ段(変速段、歯車対)
50 モータ(モータジェネレータ)
52 モータのロータ
58 動力統合ギヤ
66 車両推進軸
70 終減速装置
80 駆動軸
88 駆動輪
90FR,90RL,90FL,90RR 摩擦ブレーキ
95FR,95RL,95RR,95FL ブレーキシリンダ
100,100B,100C,100D ハイブリッド車両用の電子制御装置(ECU、制御手段、負圧減少判定手段)
180 ブレーキ装置用の電子制御装置(ブレーキECU)
200 ブレーキ装置
210 ブレーキペダル
212 ブレーキペダル踏力センサ
216 ブレーキペダルストロークセンサ
220 ブレーキ倍力装置(ブレーキブースタ)
222 マスタシリンダ
224 ブースタ負圧センサ(負圧センサ)
228 マスタシリンダ圧センサ
230 ブレーキアクチュエータ

Claims (5)

  1. 原動機として内燃機関とモータとを備え、内燃機関の機関出力軸及びモータのロータから出力される機械的動力を、変速機構により変速して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両であって、
    機関出力軸からの機械的動力を第1入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第1変速機構と、
    機関出力軸及びロータからの機械的動力を、当該ロータと係合する第2入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して、駆動輪に向けて伝達可能な第2変速機構と、
    機関出力軸と第1入力軸とを係合可能な第1クラッチと、
    機関出力軸と第2入力軸とを係合可能な第2クラッチと、
    機関出力軸の回転により内燃機関が発生した負圧を負圧室に蓄えて、当該負圧室に蓄えられた負圧であるブースタ負圧を利用してブレーキペダルの操作力を増大させるブレーキ倍力装置と、
    第1クラッチ及び第2クラッチの係合/解放状態を制御可能な制御手段と、
    を備え、
    制御手段は、
    ブースタ負圧が、予め設定された判定値より減少したか否かを判定する負圧減少判定手段を含み、
    原動機としてモータのみを選択使用するモータ走行中において、ブースタ負圧が判定値以下に減少したと判定された場合には、第1及び第2クラッチのうち少なくとも一方を係合状態又は半係合状態にして、内燃機関の機関出力軸を回転させる
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 請求項1に記載のハイブリッド車両において、
    ブレーキ倍力装置には、負圧室に蓄えられたブースタ負圧を検出するブースタ負圧センサが設けられており、
    負圧減少判定手段は、検出されたブースタ負圧が、予め設定された判定値以下となった場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  3. 請求項1に記載のハイブリッド車両において、
    ブレーキ倍力装置は、ブレーキペダルの操作力を増大させてマスタシリンダに伝達するものであり、
    マスタシリンダ内のブレーキ液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサを備え、
    負圧減少判定手段は、検出されたマスタシリンダ圧の積算値が予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  4. 請求項1に記載のハイブリッド車両において、
    ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサを備え、
    負圧減少判定手段は、検出されたブレーキペダル操作量の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  5. 請求項1に記載のハイブリッド車両において、
    ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力センサを備え、
    負圧減少判定手段は、検出された踏力の積算値が、予め設定された判定値を超えた場合に、負圧室に蓄えられたブースタ負圧が減少したものと判定する
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
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