JP5152418B2

JP5152418B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP5152418B2
Application number: JP2011538785A
Authority: JP
Inventors: 香治村上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2013-02-27
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Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

近年の車両では、燃費の向上等を目的として動力源として内燃機関であるエンジンの他にモータを用いる、いわゆるハイブリッド車両が増えている。このようなハイブリッド車両では、駆動系の構成や駆動制御の方法によって様々な形態が存在し、ハイブリッド車両の中には、エンジンを停止してモータで発生する動力のみで走行する車両がある。一方、車両で用いられるブレーキ装置では、運転者の踏力を油圧に変換して制動手段に伝達することにより制動力を発生させるブレーキ装置が多く用いられている。また、このようなブレーキ装置では、エンジンの運転時に吸気を行うことにより発生する負圧を利用して、作動油に伝達される運転者の踏力を増大させるブレーキ倍力装置を備えているものが多くなっている。

しかし、ハイブリッド車両で車両の走行中にエンジンを停止した場合、エンジンで負圧を発生させることができなくなるため、制動操作を繰り返した場合、ブレーキ倍力装置で使用する負圧であるブースタ負圧が不足し、ブレーキ倍力装置によって運転者の踏力を増大させることができなくなる場合がある。このため、従来のハイブリッド車両では、エンジンの停止時における負圧を確保する制御を行っているものがある。

例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、エンジンを停止し、モータで発生する動力のみによる走行中にブースタ負圧が所定値よりも低下した場合、駆動輪とエンジンとの間、或いはモータとエンジンとの間に位置するクラッチを係合状態、または半係合状態にして、エンジン回転数を上昇させる。これにより、負圧を発生させ、ブレーキ倍力装置で用いるブースタ負圧を確保することにより、運転者の踏力に対する制動力を確保する。

特開２００９−１３７４０５号公報

しかしながら、運転者が制動操作を行っている場合に、ブースタ負圧が低下していることによりエンジン回転数を上昇させてブースタ負圧を増加させた場合、ブースタ負圧が変化することによって踏力を増大する際における作用がブレーキペダルを介して運転者に伝わり、運転者が違和感を覚える場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者が違和感を覚えることなく、燃費性能と制動性能とを確保できるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るハイブリッド車両は、車両の走行時の動力源である内燃機関とモータとを備えると共に、ブレーキペダルの操作時における操作力を前記内燃機関の作動時に発生する負圧を利用して増大させるブレーキ倍力装置を備えるハイブリッド車両において、前記モータで発生する動力のみによる前記車両の走行中に、前記ブレーキ倍力装置で利用する前記負圧であるブースタ圧が所定の判定値である第１判定値よりも高い場合には、前記モータで発生する動力によって前記内燃機関を作動させることにより前記負圧を発生させる制御である負圧生成制御を行い、前記負圧生成制御では、前記ブースタ圧が、前記第１判定値よりも高い判定値である第２判定値より低い場合には、前記ブレーキペダルが踏み込まれていない場合にのみ前記内燃機関を作動させ、前記ブースタ圧が前記第２判定値以上の場合には、前記ブレーキペダルが踏み込まれていない場合、及び踏み込まれた状態の前記ブレーキペダルが戻される場合に、前記内燃機関を作動させることを特徴とする。

また、上記ハイブリッド車両において、前記車両の駆動輪と前記内燃機関との間の動力伝達経路には、係合と解放とを切り替えることにより、前記内燃機関と前記駆動輪との間で回転トルクの伝達と遮断とを切り替えることができるクラッチが配設されており、前記モータで発生する動力のみによって前記車両を走行させる場合には、前記内燃機関を停止させると共に前記クラッチを解放させ、前記負圧生成制御時に前記内燃機関を作動させる場合には、前記クラッチを係合させることによって前記モータで発生する動力を前記内燃機関に伝達させることが好ましい。

また、上記ハイブリッド車両において、前記モータは、前記内燃機関よりも前記動力伝達経路における前記駆動輪側に配設されており、前記クラッチは、前記モータと前記内燃機関との間に配設され、双方の間で回転トルクの伝達と遮断とを切り替え可能に設けられていることが好ましい。

また、上記ハイブリッド車両において、前記負圧生成制御において前記モータで発生する動力によって前記内燃機関を作動させる場合には、前記モータで発生する動力の補償を行うことが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両は、モータで発生する動力のみによる走行時に、ブースタ圧が第１判定値よりも高い場合には負圧生成制御を行うため、燃費性能と制動性能とを両立することができる。また、負圧生成制御では、ブースタ圧が第２判定値より低い場合には、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合にのみ内燃機関を作動させているため、ブースタ圧の変化が運転者に伝わるのを抑制することができる。さらに、負圧生成制御では、ブースタ圧が第２判定値以上の場合には、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合、及びブレーキペダルが戻される場合に、内燃機関を作動させているため、早くブースタ圧を確保することができる。これらにより、運転者が違和感を覚えることなく、燃費性能と制動性能とを確保することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系の構成を示す概略図である。図２は、図１に示す車両の要部構成図である。図３は、負圧生成制御の処理手順の概略を示すフロー図である。図４は、フィーリング重視制御ルーチンの処理手順を示すフロー図である。図５は、負圧生成制御時における各制御対象部の変化を示すタイムチャートである。図６は、負圧生成重視制御ルーチンの処理手順を示すフロー図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系の構成を示す概略図である。同図に示す車両１は、当該車両１の走行時における動力源として内燃機関であるエンジン１０と、同様に車両１の走行時における動力源として設けられる電動機であるモータ２０とを備えている。これらのエンジン１０とモータ２０とは、係合と解放とを切り替えることにより、エンジン１０とモータ２０との間で回転トルクの伝達と遮断とを切り替えることができるクラッチ２４を介して接続されている。つまり、エンジン１０は、出力軸１２がクラッチ２４を介してモータ２０に接続されている。このクラッチ２４は、例えばソレノイド等のアクチュエータ（図示省略）によって、運転者の意思に関わらず自動的に係合と解放とを切り替えることが可能に設けられており、また、係合力を任意で調節することにより、トルクの伝達率を自由に調節することが可能になっている。また、このエンジン１０には、出力軸１２の回転数を検出することによりエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１４が設けられている。また、このエンジン１０は、吸気バルブ（図示省略）や排気バルブ（図示省略）の開閉タイミングを変化させることができる、いわゆる可変バルブタイミング機構（図示省略）を備えている。

また、モータ２０は、回転軸におけるクラッチ２４に接続されている側の端部の反対側の端部が、変速機３０に接続されている。この変速機３０は、エンジン１０やモータ２０で発生した動力の回転数を、車両１の走行状態や運転者の運転操作に応じて自動的に変化させて駆動輪４６側に出力する自動変速機として設けられている。また、この変速機３０は、出力側の回転軸、即ち、駆動輪４６側の回転軸にファイナルドライブギア３２が接続されており、このファイナルドライブギア３２は、差動装置４０が有するリングギア４２に噛み合っている。このように、リングギア４２を有する差動装置４０には、さらに左右の駆動輪４６に結合される駆動軸４４が接続されており、エンジン１０やモータ２０で発生し、差動装置４０に伝達された動力は、駆動軸４４を介して駆動輪４６に伝達可能になっている。

変速機３０や差動装置４０等のエンジン１０から駆動輪４６にかけて配設され、エンジン１０で発生した動力やモータ２０で発生した動力を駆動輪４６に伝達する機器や部材等によって形成される経路は、動力伝達経路として設けられている。モータ２０は、このように設けられる動力伝達経路における、エンジン１０よりも駆動輪４６側に配設されている。また、クラッチ２４も同様に、エンジン１０と駆動輪４６との間に設けられる動力伝達経路に配設されており、これによりクラッチ２４は、エンジン１０と駆動輪４６との間で回転トルクの伝達と遮断とを切り替えることが可能になっている。

また、車両１には、走行時に制動力を発生する制動装置５０が設けられているが、この制動装置５０は、運転者が操作するブレーキペダル６０の操作時における操作力を、エンジン１０の作動時に発生する負圧を利用して増大させるブレーキ倍力装置５２を有している。このブレーキ倍力装置５２は、エンジン１０に接続される吸気通路１６におけるエンジン１０との接続部分と、吸気通路１６内を開閉するスロットルバルブ１８との間に、負圧経路５４を介して接続されている。また、この負圧経路５４には、当該ブレーキ倍力装置５２で利用可能な負圧であるブースタ圧を検出するブースタ圧センサ５６が設けられている。詳しくは、負圧経路５４には、ブレーキ倍力装置５２で利用可能な負圧を蓄える負圧タンク（図示省略）が設けられており、ブレーキ倍力装置５２は、負圧タンク内の負圧をブースタ圧として利用することが可能になっている。ブースタ圧センサ５６は、この負圧タンクに設けられている。また、ブレーキペダル６０の近傍には、ブレーキペダル６０の操作量を検出可能なブレーキペダルセンサ６２が設けられている。

これらのように設けられるエンジン１０等は、車両１に搭載されると共に、車両１の各部を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）７０に接続されている。つまり、エンジン１０、スロットルバルブ１８、モータ２０、クラッチ２４、変速機３０等の装置は、ＥＣＵ７０に接続され、ＥＣＵ７０によって制御可能に設けられている。さらに、エンジン回転数センサ１４、ブースタ圧センサ５６、ブレーキペダルセンサ６２等の検出手段は、ＥＣＵ７０に接続され、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態を検出し、ＥＣＵ７０に伝達可能に設けられている。

図２は、図１に示す車両の要部構成図である。ＥＣＵ７０には、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等を有する処理部７２や、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の記憶部９６、さらに入出力部９８が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ７０に接続されているエンジン１０、スロットルバルブ１８、モータ２０、クラッチ２４、変速機３０等の各装置、さらに、エンジン回転数センサ１４、ブースタ圧センサ５６、ブレーキペダルセンサ６２等のセンサ類は、入出力部９８に接続されており、入出力部９８は、これらのエンジン１０等との間で信号の入出力を行う。また、記憶部９６には、車両１を制御するコンピュータプログラムが格納されている。

また、このように設けられるＥＣＵ７０の処理部７２は、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態を取得する走行状態取得部７４と、車両１の走行時における複数の装置の制御を総合的に行う走行制御部７６と、エンジン１０の運転制御を行うエンジン制御部７８と、モータ２０の運転制御を行うモータ制御部８０と、クラッチ２４の係合状態を制御するクラッチ制御部８２と、変速機３０の変速制御を行う変速制御部８４と、ブレーキ倍力装置５２で使用することができる負圧が低い場合に負圧を生成する負圧生成制御を行う負圧生成制御部８６と、ブレーキ倍力装置５２で利用可能な負圧であるブースタ圧に基づいて負圧生成制御時における各判定を行うブースタ圧判定部８８と、負圧生成制御時における運転者の運転操作状態の判定を行う運転操作判定部９０と、負圧生成制御時におけるエンジン回転数の判定を行うエンジン回転数判定部９２と、を有している。

ＥＣＵ７０によって車両１の制御を行う場合には、例えば、エンジン回転数センサ１４等の検出結果に基づいて、処理部７２が上記コンピュータプログラムを当該処理部７２に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてスロットルバルブ１８等を作動させることにより制御する。その際に処理部７２は、適宜記憶部９６へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。

この実施形態に係るハイブリッド車両は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の走行時には、エンジン回転数等の車両１の走行状態や、アクセルペダル（図示省略）の操作量等の運転者による運転操作状態を、エンジン回転数センサ１４等の検出手段で検出し、この検出結果を、ＥＣＵ７０の処理部７２が有する走行状態取得部７４で取得する。走行状態取得部７４で取得した車両１の走行状態等は、ＥＣＵ７０の処理部７２が有する走行制御部７６に伝達される。

走行制御部７６は、走行状態取得部７４で取得したエンジン回転数等の車両１の走行状態や運転者による運転状態に基づいて、車両１の走行制御を行う。車両１の走行制御を行う場合には、走行状態取得部７４から伝達された走行状態等に応じて、エンジン１０やモータ２０で発生する動力や、変速機３０の変速段、クラッチ２４の係合状態等の制御量を演算する。走行制御部７６は、この演算により算出した制御量に基づいて、ＥＣＵ７０の処理部７２が有するエンジン制御部７８、モータ制御部８０、クラッチ制御部８２、変速制御部８４に対して制御信号を送信する。走行制御部７６から制御信号が送信された各制御部は、送信された制御信号に応じて各装置を制御する。

即ち、エンジン制御部７８は、送信された制御信号に応じてスロットルバルブ１８の開度等のエンジン１０の各部を制御することにより、所望の動力をエンジン１０に発生させる。また、モータ制御部８０は、送信された制御信号に応じてモータ２０の供給する電力を調節することにより、所望の動力をモータ２０に発生させる。また、クラッチ制御部８２は、送信された制御信号に応じてクラッチ２４を作動させるアクチュエータを制御することにより、クラッチ２４の係合や解放の切り替え制御を行う。また、変速制御部８４は、送信された制御信号に応じて変速機３０の変速制御を行う。これらの制御を行うことにより、エンジン１０やモータ２０は、運転者の運転操作の状態や車両１の走行状態に応じて動力を発生し、このように発生した動力は、変速機３０や差動装置４０を介して駆動輪４６に伝達されることにより、駆動輪４６で駆動力を発生する。

また、車両１には動力源としてエンジン１０とモータ２０とが備えられており、エンジン１０とモータ２０との間にはクラッチ２４が配設されている。このため、走行制御部７６は、車両１の走行状態や運転操作の状態に応じて、モータ２０で発生する動力のみによって駆動力を発生させ、車両１を走行させる制御を行う。このように、モータ２０で発生する動力のみによって車両１を走行させる場合には、走行制御部７６は、エンジン１０を停止させると共に、クラッチ２４を解放させる。これにより、エンジン１０とモータ２０との間では、回転トルクは伝達されなくなる。また、モータ２０は、エンジン１０よりも動力伝達経路における駆動輪４６側に配設されているため、クラッチ２４を解放させた状態で、モータ２０で動力を発生させた場合、モータ２０で発生した動力はエンジン１０に伝達されることなく、駆動輪４６側にのみ伝達される。これにより、車両１は、モータ２０で発生する動力のみによって走行する。

また、車両１の走行時には、駆動力を発生させるのみでなく、制動力も発生させて車速を調節するが、車両１に制動力を発生させる場合には、運転者はブレーキペダル６０を操作する。具体的には、ブレーキペダル６０に対して踏力を付与することによって操作力を入力し、この操作力によって制動装置５０で制動力を発生させるが、ブレーキペダル６０に対して操作力を入力した場合には、入力した操作力をブレーキ倍力装置５２で増大させて制動力を発生させる。

詳しくは、ブレーキ倍力装置５２は、負圧経路５４によって吸気通路１６に接続されており、このブレーキ倍力装置５２は、ブレーキペダル６０の操作時における操作力を、エンジン１０の作動時に吸気通路１６内に発生する負圧を利用して増大させる。ブレーキ倍力装置５２は、このように負圧を利用して操作力を増大させるが、ブレーキ倍力装置５２は、負圧経路５４に設けられる負圧タンクに蓄えられると共に、ブレーキ倍力装置５２で利用可能な負圧であるブースタ圧を利用して操作力を増大させる。制動装置５０は、このようにブレーキ倍力装置５２で増大させた操作力に応じた制動力を発生する。

ここで、車両１は、エンジン１０を停止させ、モータ２０で発生した動力のみによって走行する場合があるが、この場合、エンジン１０は負圧を発生しなくなる。ブレーキペダル６０を操作した場合には、ブレーキ倍力装置５２は、ブレーキペダル６０に対する操作力を、負圧タンクに蓄えられるブースタ圧を利用して増大させるが、このブースタ圧は、エンジン１０の作動時に発生した負圧が蓄えられたものになっている。このため、エンジン１０を停止させることによりエンジン１０で負圧を発生しなくなった場合、ブレーキペダル６０を操作するごとに負圧タンクに蓄えられるブースタ圧は消費され、ブースタ圧は高くなる。このように、ブースタ圧が高くなった場合、ブレーキペダル６０に対する操作力を、ブースタ圧を利用して増大させるブレーキ倍力装置５２は、操作力を増大させることが困難になる。このため、ブースタ圧が高くなった場合には、モータ２０で発生する動力によってエンジン１０を作動させることにより負圧を発生させる制御である負圧生成制御を行い、これによりブースタ圧を確保する。

なお、ブレーキ倍力装置５２で利用するブースタ圧は、大気圧に対して負圧になっており、大気圧に対して低くなっている圧力の差圧を利用して、ブレーキペダル６０の操作力を増大させる。このため、ブレーキ倍力装置５２では、ブースタ圧が所定の圧力よりも低い場合に操作力を増大させることができる。また、ブースタ圧は、エンジン１０で負圧を発生しなくなった場合には、ブレーキペダル６０を操作するごとに圧力が高くなり、ブースタ圧が高くなった場合には、ブレーキ倍力装置５２は、操作力を増大させ難くなる。

この負圧生成制御は、ブースタ圧センサ５６で検出したブースタ圧と所定の判定値とをＥＣＵ７０の処理部７２が有するブースタ圧判定部８８で比較し、その結果に応じて、負圧生成制御部８６で行う。負圧生成制御部８６で負圧生成制御を行う場合には、負圧生成制御部８６に対してクラッチ制御部８２に対して制御信号を送信し、クラッチ２４の係合状態を制御してクラッチ２４を係合させ、モータ２０で発生する動力をエンジン１０に伝達させることにより、エンジン１０を作動させる。これにより、エンジン１０で負圧を発生させ、ブレーキ倍力装置５２で利用可能なブースタ圧を確保する。

また、負圧生成制御部８６で負圧生成制御を行う場合には、ブースタ圧センサ５６で検出するブースタ圧により、エンジン１０で負圧を発生させるタイミングを異ならせる。具体的には、負圧生成制御を行う場合において、ブースタ圧が比較的低い場合には、運転者の運転操作のフィーリングを重視するフィーリング重視制御を行い、負圧生成制御を行う場合におけるブースタ圧が比較的高い場合には、負圧の生成を重視する負圧生成重視制御を行う。このうち、フィーリング重視制御では、ブレーキペダル６０を離している場合にのみ、エンジン１０を作動させて負圧を発生させる制御を行い、ブレーキペダル６０の操作時のフィーリングを確保する。また、負圧生成重視制御では、ブレーキペダル６０を離している場合のみでなく、ブレーキペダル６０を離す操作の途中でも負圧を発生させる制御を行い、負圧を生成する機会を多くし、エンジン１０でより多くの負圧を発生させる。

図３は、負圧生成制御の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態に係るハイブリッド車両における負圧生成制御の処理手順の概略について説明する。なお、以下の処理は、車両１の走行時に各部を制御する際に、所定の期間ごとに呼び出されて実行する。負圧生成制御を行う場合には、まず、ブースタ圧を取得する（ステップＳＴ１０１）。この取得は、ブースタ圧センサ５６で検出するブースタ圧の検出結果を、ＥＣＵ７０が有する走行状態取得部７４で取得する。

次に、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧が、制御開始判定値Ｐｓより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。この判定は、ブースタ圧判定部８８で行う。この判定を行う場合に用いる制御開始判定値Ｐｓは、負圧生成制御を行うか否かの判定を、ブースタ圧を用いて行う際の所定の判定値である第１判定値として予め設定され、ＥＣＵ７０の記憶部９６に記憶されている。ブースタ圧判定部８８は、このように記憶部９６に記憶されている制御開始判定値Ｐｓと、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧とを比較することにより、現在のブースタ圧＞制御開始判定値Ｐｓであるか否かを判定する。この判定により、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧は制御開始判定値Ｐｓ以下であると判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ判定）には、この処理手順から抜け出る。

これに対し、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧＞制御開始判定値Ｐｓであると判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ判定）には、次に、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧は制御切替基準値Ｐｊ未満であるか否かを、ブースタ圧判定部８８で判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定に用いる制御切替基準値Ｐｊは、負圧生成制御時に、フィーリング重視制御と負圧生成重視制御との切替えを、ブースタ圧に基づいて行う際におけるブースタ圧の基準値として予め設定され、ＥＣＵ７０の記憶部９６に記憶されている。具体的には、制御切替基準値Ｐｊは、制御開始判定値Ｐｓよりも高い判定値である第２判定値として設定されている。ブースタ圧判定部８８は、このように記憶部９６に記憶されている制御切替基準値Ｐｊと、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧とを比較することにより、現在のブースタ圧＜制御切替基準値Ｐｊであるか否かを判定する。

この判定により、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧は制御切替基準値Ｐｊ未満であると判定された場合（ステップＳＴ１０３、Ｙｅｓ判定）には、フィーリング重視制御を実行する（ステップＳＴ１０４）。これに対し、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧は制御切替基準値Ｐｊ以上であると判定された場合（ステップＳＴ１０３、Ｎｏ判定）には、負圧生成重視制御を実行する（ステップＳＴ１０５）。

図４は、フィーリング重視制御ルーチンの処理手順を示すフロー図である。図５は、負圧生成制御時における各制御対象部の変化を示すタイムチャートである。負圧生成制御時には、このように走行状態取得部７４で取得したブースタ圧に応じてフィーリング重視制御と負圧生成重視制御とが切替えられるが、まず、フィーリング重視制御の処理手順について説明する。フィーリング重視制御を実行する場合には、まず、ブレーキペダル６０がＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。この判定は、ＥＣＵ７０が有する運転操作判定部９０で行う。ブレーキペダル６０の近傍には、ブレーキペダル６０の操作量を検出可能なブレーキペダルセンサ６２が設けられており、ブレーキペダルセンサ６２の検出結果は、走行状態取得部７４で取得可能になっている。

運転操作判定部９０は、このように走行状態取得部７４で取得するブレーキペダル６０の操作量に基づいて、ブレーキペダル６０がＯＦＦであるか否か、即ち、ブレーキペダル６０は踏み込み操作がされておらず、完全に戻った状態であるか否かを判定する。この判定により、ブレーキペダル６０はＯＦＦではないと判定された場合（ステップＳＴ２０１、Ｎｏ判定）には、フィーリング重視制御ルーチンから抜け出て、元の処理手順に戻る。

これに対し、運転操作判定部９０での判定により、ブレーキペダル６０はＯＦＦであると判定された場合（ステップＳＴ２０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、クラッチ２４を半係合にする（ステップＳＴ２０２）。この場合における制御は、ＥＣＵ７０が有する負圧生成制御部８６で行う。即ち、負圧生成制御部８６からクラッチ制御部８２に対して制御信号を送信することにより、クラッチ制御部８２に対してクラッチ２４を半係合させる制御を行わせる。なお、この場合にクラッチ２４を半係合させる際におけるクラッチ２４のアクチュエータの制御量は、負圧生成制御時にクラッチ２４を半係合する際における制御量として予め設定され、ＥＣＵ７０の記憶部９６に記憶されている。

モータ２０で動力を発生させている状態で、このようにクラッチ２４を半係合することにより、モータ２０で発生した動力の一部は、半係合状態のクラッチ２４を介してエンジン１０に伝達される。これにより、エンジン１０の出力軸１２は、モータ２０から伝達された回転トルクによって回転し、エンジン１０は作動する（図５、ｔ１）。

次に、モータ２０で発生するトルクであるモータトルクの補償を行う（ステップＳＴ２０３）。このモータトルクの補償は、モータ２０で発生する動力のみによる車両１の走行時に、クラッチ２４を半係合させることによってモータ２０で発生する動力の一部がエンジン１０に伝達され、駆動輪４６側に伝達される動力が減少する際におけるモータトルクの補償になっている。負圧生成制御部８６は、このモータトルクを補償する制御を行うことにより、クラッチ２４を半係合した場合における駆動力の変動を低減する。

クラッチ２４を半係合する際におけるモータトルクの補償量を算出する場合は、半係合したクラッチ２４によって伝達するクラッチトルクの伝達率に基づいて算出する。このクラッチトルクの伝達率は、クラッチ２４が有する摩擦部材同士の摩擦係数μと、摩擦部材同士の間隔、即ち、アクチュエータの作動量で決まるので、これにより、クラッチ２４で伝達するトルクをある程度推定する。さらに、精度良くクラッチトルクの伝達率を算出する場合には、熱膨張等による補正や、クラッチ２４の擦り減り等の学習を行うことにより、クラッチトルクの伝達率を高い精度で算出することができる。

負圧生成制御部８６は、このように算出したクラッチトルクの伝達率に基づいて、クラッチ２４の半係合時にモータトルクの一部がエンジン１０側に伝達されることにより駆動輪４６側に伝達されるモータトルクの減少量を推定し、この分をモータトルクの補償量として算出する。モータトルクの補償量を算出した負圧生成制御部８６は、算出した補償量を上乗せしてモータ２０で動力を発生させるように、モータ制御部８０に対して制御信号を伝達する。モータ制御部８０は、負圧生成制御部８６から伝達された制御信号に基づいて補償量を上乗せすることにより、モータトルクの補償を行う（図５、ｔ１）。

次に、エンジン１０のスロットルバルブ１８を閉じ、バルブタイミングを進角させ、フューエルカットを行う（ステップＳＴ２０４）。これらの制御は、負圧生成制御部８６から負圧生成制御時におけるエンジン１０の制御に関する信号をエンジン制御部７８に伝達することによって行う。エンジン制御部７８は、この制御信号に基づいてエンジン１０を制御することにより、吸気通路を閉じるようにスロットルバルブ１８を制御し、また、燃料インジェクタ（図示省略）からの燃料を停止する（図５、ｔ１）。さらに、可変バルブタイミング機構によって吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを早める。

なお、これらのクラッチ２４を半係合にするステップ（ステップＳＴ２０２）と、モータトルク補償を行うステップ（ステップＳＴ２０３）と、スロットルバルブ１８を閉じる等を行うステップ（ステップＳＴ２０４）とは、同時に行う。特に、クラッチ２４を半係合にするステップと、モータトルク補償を行うステップとは、極力同時に行い、スロットルバルブ１８を閉じる等を行うステップは、可能であれば、クラッチ２４を半係合にするステップ等と同時に行う。

次に、エンジン回転数は負圧生成可能回転数Ｒｓより高いか否かを判定する（ステップＳＴ２０５）。この判定は、エンジン回転数センサ１４での検出結果より走行状態取得部７４で取得する現在のエンジン回転数に基づいて、エンジン回転数判定部９２で行う。この判定を行う場合に用いる負圧生成可能回転数Ｒｓは、停止中のエンジン１０をモータ２０の動力で作動させた場合に、エンジン１０によって負圧を生成することができ、且つ、エンジン音や振動が大きくなり過ぎない程度の低めのエンジン回転数として予め設定され、ＥＣＵ７０の記憶部９６に記憶されている。

エンジン回転数判定部９２は、このように記憶部９６に記憶されている負圧生成可能回転数Ｒｓと、走行状態取得部７４で取得したエンジン回転数とを比較することにより、現在のエンジン回転数＞負圧生成可能回転数Ｒｓであるか否かを判定する。この判定により、走行状態取得部７４で取得したエンジン回転数は負圧生成可能回転数Ｒｓ以下であると判定された場合（ステップＳＴ２０５、Ｎｏ判定）には、再びこの判定を行う。エンジン回転数は、半係合状態のクラッチ２４によってモータ２０からの回転トルクがエンジン１０に伝達されることにより、徐々に上昇するので、エンジン回転数判定部９２は、エンジン回転数が負圧生成可能回転数Ｒｓより高くなるまで、この判定を繰り返す。

これに対し、走行状態取得部７４で取得したエンジン回転数＞負圧生成可能回転数Ｒｓであると判定された場合（ステップＳＴ２０５、Ｙｅｓ判定）には、次に、クラッチトルクを低下して固定する（ステップＳＴ２０６）。このクラッチトルクの低下は、負圧生成制御部８６からクラッチ制御部８２に対して制御信号を伝達し、クラッチ制御部８２でクラッチ２４を制御することにより行う。これにより、半係合状態のクラッチ２４によって伝達可能なトルクを低下させた状態で、クラッチ２４の係合方向の変位を固定する。この場合、クラッチ２４は滑らせた状態が維持される（図５、ｔ２）。

次に、ブースタ圧は制御終了判定値Ｐｅ未満であるか否かを、ブースタ圧判定部８８で判定する（ステップＳＴ２０７）。この判定に用いる制御終了判定値Ｐｅは、現在のブースタ圧が、ブレーキペダル６０の操作時における操作力を、ブースタ圧を利用してブレーキ倍力装置５２で効果的に増大させる大きさになっているか否かの判定を行う際における判定値として予め設定され、ＥＣＵ７０の記憶部９６に記憶されている。

ブースタ圧判定部８８は、このように記憶部９６に記憶されている制御終了判定値Ｐｅと、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧とを比較することにより、現在のブースタ圧＜制御終了判定値Ｐｅであるか否かを判定する。この判定により、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧は制御終了判定値Ｐｅ以上であると判定された場合（ステップＳＴ２０７、Ｎｏ判定）には、再びこの判定を行う。ブースタ圧は、エンジン１０を作動させることにより、徐々に上昇するので、ブースタ圧判定部８８は、ブースタ圧が制御終了判定値Ｐｅより低くなるまで、この判定を繰り返す。なお、この判定に用いる制御終了判定値Ｐｅは、制御時におけるハンチングを抑制するため、制御終了判定値Ｐｅ＜制御開始判定値Ｐｓの関係になって設定されている。

これに対し、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧＜制御終了判定値Ｐｅであると判定された場合（ステップＳＴ２０７、Ｙｅｓ判定）には、スロットルバルブ１８をｉｓｃ（ｉｄｌｅｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌ）の開度にし、バルブタイミングを遅角させる（ステップＳＴ２０８）。つまり、負圧生成制御部８６からエンジン制御部７８に制御信号を送信することにより、スロットルバルブ１８の開度を、エンジン１０をアイドル運転させる場合における開度にする。また、可変バルブタイミング機構を制御することにより、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを進角させている状態から遅角させ、エンジン１０をアイドル運転させる場合におけるバルブタイミングにする。

次に、クラッチ２４を解放させる（ステップＳＴ２０９）。この制御は、負圧生成制御部８６からクラッチ制御部８２に対して制御信号を送信することにより、クラッチ２４のアクチュエータを作動させてクラッチ２４を解放させる（図５、ｔ３）。クラッチ２４を半係合させ、モータ２０から伝達された回転トルクによって作動していたエンジン１０は、このようにクラッチ２４を解放させることにより、モータ２０からの回転トルクの伝達が遮断されため、エンジン１０は停止する。

次に、モータトルクの補償を終了させる（ステップＳＴ２１０）。つまり、クラッチ２４を解放させることにより、モータ２０からエンジン１０への回転トルクの伝達が遮断されるため、負圧生成制御部８６は、モータトルクの上乗せを終了させる制御信号をモータ制御部８０に伝達する。これにより、モータ２０は、クラッチ２４を介してエンジン１０を作動させていた分のトルクが低下する（図５、ｔ４）。

これらの制御を行うことにより、ブースタ圧を確保し、クラッチ２４の係合状態やモータ２０の運転状態が、モータ２０で発生する動力のみで走行する際における通常の運転状態に戻ったら、元の制御手順に戻る。

図６は、負圧生成重視制御ルーチンの処理手順を示すフロー図である。モータ２０で発生する動力のみによる車両１の走行中にフィーリング重視制御を行う場合は、上記のようにブレーキペダル６０がＯＦＦの場合に、モータ２０で発生する動力によってエンジン１０を作動させることにより、ブースタ圧を確保する。負圧生成重視制御でもフィーリング重視制御と同様に、モータ２０で発生する動力を用いてエンジン１０を作動させることによりブースタ圧を確保するが、負圧生成重視制御では、エンジン１０で負圧を発生させるタイミングと、負圧を発生させる際におけるエンジン回転数が異なっている。

この負圧生成重視制御の処理手順について説明すると、負圧生成重視制御を実行する場合には、まず、ブレーキペダル６０はＯＦＦ、または、ブレーキペダル６０は離し中であるか否かを、運転操作判定部９０で判定する（ステップＳＴ３０１）。つまり、フィーリング重視制御では、ブレーキペダル６０は踏み込まれているか否かのみを判定するが（ステップＳＴ２０１）、負圧生成重視制御では、ブレーキペダル６０が踏み込まれているか否かのみでなく、踏み込まれた状態のブレーキペダル６０が戻されている状態であるか否かも含めて判定する。

運転操作判定部９０で、この判定を行う場合には、フィーリング重視制御時と同様に、走行状態取得部７４で取得するブレーキペダル６０の操作量に基づいて行う。この判定により、ブレーキペダル６０はＯＦＦではなく、また、離し中でもないと判定された場合（ステップＳＴ３０１、Ｎｏ判定）には、負圧生成重視制御ルーチンから抜け出て、元の処理手順に戻る。

これに対し、運転操作判定部９０での判定により、ブレーキペダル６０はＯＦＦ、または、離し中であると判定された場合（ステップＳＴ３０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、負圧生成制御部８６でクラッチ制御部８２に対してクラッチ２４の制御を行わせることにより、クラッチ２４を半係合にする（ステップＳＴ３０２）。これにより、エンジン１０の出力軸１２は、モータ２０から伝達された回転トルクによって回転し、エンジン１０は作動する。

次に、負圧生成制御部８６で、モータ制御部８０に対してモータトルクを上乗せさせる制御を行わせることにより、モータトルクの補償を行う（ステップＳＴ３０３）。次に、負圧生成制御部８６でエンジン制御部７８に対してエンジン１０の各部を制御させることにより、スロットルバルブ１８を閉じ、バルブタイミングを進角させ、フューエルカットを行う（ステップＳＴ３０４）。

次に、エンジン回転数は負圧生成重視回転数Ｒｊより高いか否かを、エンジン回転数判定部９２で判定する（ステップＳＴ３０５）。この判定を行う場合に用いる負圧生成重視回転数Ｒｊは、負圧生成可能回転数Ｒｓよりも負圧を早期に生成できるエンジン回転数として予め設定され、ＥＣＵ７０の記憶部９６に記憶されている。つまり、エンジン１０は、回転数が高い方が負圧を生成し易いので、負圧生成重視回転数Ｒｊと負圧生成可能回転数Ｒｓとの関係は、負圧生成重視回転数Ｒｊ＞負圧生成可能回転数Ｒｓになっている。

エンジン回転数判定部９２は、このように記憶部９６に記憶されている負圧生成重視回転数Ｒｊと、走行状態取得部７４で取得したエンジン回転数とを比較することにより、現在のエンジン回転数＞負圧生成重視回転数Ｒｊであるか否かを判定する。この判定により、エンジン回転数は負圧生成重視回転数Ｒｊ以下であると判定された場合（ステップＳＴ３０５、Ｎｏ判定）には、再びこの判定を行う。エンジン回転数判定部９２は、エンジン回転数が負圧生成重視回転数Ｒｊより高くなるまで、この判定を繰り返す。

これに対し、走行状態取得部７４で取得したエンジン回転数＞負圧生成重視回転数Ｒｊであると判定された場合（ステップＳＴ３０５、Ｙｅｓ判定）には、次に、負圧生成制御部８６でクラッチ制御部８２に対してクラッチ２４を制御させることにより、クラッチトルクを低下して固定する（ステップＳＴ３０６）。これによりクラッチ２４は、滑った状態が維持される。

次に、走行状態取得部７４で取得したブースタ圧は、記憶部９６に記憶されている制御終了判定値Ｐｅ未満であるか否かを、ブースタ圧判定部８８で判定する（ステップＳＴ３０７）。この判定により、ブースタ圧は制御終了判定値Ｐｅ以上であると判定された場合（ステップＳＴ３０７、Ｎｏ判定）には、再びこの判定を行う。ブースタ圧判定部８８は、ブースタ圧が制御終了判定値Ｐｅより低くなるまで、この判定を繰り返す。

これに対し、ブースタ圧＜制御終了判定値Ｐｅであると判定された場合（ステップＳＴ３０７、Ｙｅｓ判定）には、負圧生成制御部８６でエンジン制御部７８に対してエンジン１０の各部を制御させることにより、スロットルバルブ１８をｉｓｃの開度にし、バルブタイミングを遅角させる（ステップＳＴ３０８）。

次に、負圧生成制御部８６でクラッチ制御部８２に対してクラッチ２４の制御を行わせることにより、クラッチ２４を解放させる（ステップＳＴ３０９）。これにより、モータ２０からエンジン１０への回転トルクの伝達が遮断されため、エンジン１０は停止する。次に、負圧生成制御部８６で、モータ制御部８０に対してモータトルクを上乗せを終了させる制御を行わせることにより、モータトルクの補償を終了させる（ステップＳＴ３１０）。これにより、モータ２０は、クラッチ２４を介してエンジン１０を作動させていた分のトルクが低下する。

以上のハイブリッド車両は、モータ２０で発生する動力のみによる走行時に、ブースタ圧が制御開始判定値Ｐｓよりも高い場合には負圧生成制御を行い、モータ２０で発生する動力によってエンジン１０を作動させることによって負圧を発生させることにより、制動性能を確保している。このため、ブースタ圧が高い場合にエンジン１０で負圧を生成する場合でも、走行用のモータ２０の動力によってエンジン１０を作動させて生成するため、エンジン１０で燃料を消費することなく、負圧を生成することができる。また、負圧を生成するためにエンジン１０を作動させる場合には、エンジン１０のスタータ（図示省略）を使用せずに、走行用のモータ２０の動力によって作動させるため、車両１の走行中にスタータによって始動する場合のような違和感を抑制できる。

また、負圧生成制御では、ブースタ圧が制御切替基準値Ｐｊより低い場合には、ブレーキペダル６０がＯＦＦの場合にのみエンジン１０を作動させている。このため、負圧はブレーキペダル６０が踏み込まれていない状態で発生させるため、ブースタ圧を確保する際に、ブースタ圧の変化が運転者に伝わるのを抑制することができ、違和感を抑制できる。さらに、負圧生成制御では、ブースタ圧が制御切替基準値Ｐｊ以上の場合には、ブレーキペダル６０がＯＦＦの場合、及びブレーキペダル６０を離し中の場合に、エンジン１０を作動させている。このため、ブースタ圧が高く、早急に負圧を生成する必要がある場合には、ブレーキペダル６０がＯＦＦの場合のみでなく、ブレーキペダル６０を離し中の場合にも負圧を生成するため、ブレーキペダル６０がＯＦＦの場合にのみ負圧を生成する場合よりも早くブースタ圧を確保することができ、制動性能を確保することができる。これらの結果、運転者が違和感を覚えることなく、燃費性能と制動性能とを確保することができる。

また、負圧生成可能回転数Ｒｓは、エンジン音や振動が大きくなり過ぎない程度の低めのエンジン回転数として設定されており、フィーリング重視制御では、エンジン回転数が、この負圧生成可能回転数Ｒｓより高くなったらクラッチトルクを低下させるので、低めのエンジン回転数を維持して負圧を生成することができる。これにより、モータ２０で発生する動力のみによる走行時に、エンジン回転数が高くなり過ぎることを抑制でき、エンジン１０の作動音が大きくなることを抑制することができる。この結果、運転者の違和感を、より確実に抑制することができる。

また、エンジン１０と駆動輪４６との間の動力伝達経路にはクラッチ２４が配設されており、モータ２０で発生する動力のみによって車両１を走行させる場合には、エンジン１０を停止させると共にクラッチ２４を解放させている。これにより、モータ２０の動力のみによる走行時に、動力を発生しないエンジン１０を作動させることによってフリクションが発生することを抑制することができ、モータ２０で使用する電力消費量を抑えることができる。また、負圧生成制御時にエンジン１０を作動させる場合には、クラッチ２４を係合させることによってモータ２０で発生する動力をエンジン１０に伝達させるので、負圧生成制御時に、容易にモータ２０で発生する動力によってエンジン１０を作動させることができる。これらの結果、消費電力を抑えつつ、容易に制動性能を確保することができる。

また、モータ２０は、エンジン１０よりも駆動輪４６側に配設され、クラッチ２４は、モータ２０とエンジン１０との間に配設されている。このため、モータ２０の動力のみによる走行時は、クラッチ２４を解放することにより、モータ２０で発生した動力がエンジン１０のフリクションによって消費されることを、より確実に、且つ、容易に抑制することができ、電力消費量を抑えることができる。また、エンジン１０をモータ２０の動力で作動させる場合には、クラッチ２４を係合することにより、より確実に、且つ、容易に作動させることができ、制動性能を確保できる。この結果、より確実に、且つ、容易に、消費電力を抑えつつ制動性能を確保することができる。

また、負圧生成制御時に、モータ２０で発生する動力によってエンジン１０を作動させる場合には、モータトルクの補償を行うため、モータトルクの一部がエンジン１０の作動に用いられることに起因して駆動力に変動が生じることを抑制することができる。この結果、より確実に、運転者が違和感を抑えつつ制動性能を確保することができる。

また、実施形態に係る車両１では、従来の車両において多用されるブレーキ倍力装置５２が設けられており、モータ２０の動力のみによる車両１の走行時に、ブレーキ倍力装置５２で運転者の操作力を増大させる場合でも、モータ２０の動力でエンジン１０を作動させることにより、ブレーキ倍力装置５２で用いるブースタ圧を確保している。この結果、製造コストの低減を図りつつ、制動性能を確保することができる。

なお、上述したエンジン１０は可変タイミング機構が備えられており、負圧生成制御時には、可変タイミング機構でバルブタイミングも調節しているが、可変タイミング機構が備えられていないエンジン１０の場合には、バルブタイミングを調節しなくてもよい。バルブタイミングを調節しなくても、モータ２０で発生する動力でエンジン１０を作動させることにより、負圧を発生させることができる。

１車両
１０エンジン
１４エンジン回転数センサ
２０モータ
２４クラッチ
３０変速機
４０差動装置
４６駆動輪
５０制動装置
５２ブレーキ倍力装置
５６ブースタ圧センサ
６０ブレーキペダル
６２ブレーキペダルセンサ
７０ＥＣＵ
７４走行状態取得部
７６走行制御部
７８エンジン制御部
８０モータ制御部
８２クラッチ制御部
８４変速制御部
８６負圧生成制御部
８８ブースタ圧判定部
９０運転操作判定部
９２エンジン回転数判定部

Claims

車両の走行時の動力源である内燃機関とモータとを備えると共に、ブレーキペダルの操作時における操作力を前記内燃機関の作動時に発生する負圧を利用して増大させるブレーキ倍力装置を備えるハイブリッド車両において、
前記モータで発生する動力のみによる前記車両の走行中に、前記ブレーキ倍力装置で利用する前記負圧であるブースタ圧が所定の判定値である第１判定値よりも高い場合には、前記モータで発生する動力によって前記内燃機関を作動させることにより前記負圧を発生させる制御である負圧生成制御を行い、
前記負圧生成制御では、前記ブースタ圧が、前記第１判定値よりも高い判定値である第２判定値より低い場合には、前記ブレーキペダルが踏み込まれていない場合にのみ前記内燃機関を作動させ、前記ブースタ圧が前記第２判定値以上の場合には、前記ブレーキペダルが踏み込まれていない場合、及び踏み込まれた状態の前記ブレーキペダルが戻される場合に、前記内燃機関を作動させることを特徴とするハイブリッド車両。
前記車両の駆動輪と前記内燃機関との間の動力伝達経路には、係合と解放とを切り替えることにより、前記内燃機関と前記駆動輪との間で回転トルクの伝達と遮断とを切り替えることができるクラッチが配設されており、
前記モータで発生する動力のみによって前記車両を走行させる場合には、前記内燃機関を停止させると共に前記クラッチを解放させ、
前記負圧生成制御時に前記内燃機関を作動させる場合には、前記クラッチを係合させることによって前記モータで発生する動力を前記内燃機関に伝達させる請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記モータは、前記内燃機関よりも前記動力伝達経路における前記駆動輪側に配設されており、
前記クラッチは、前記モータと前記内燃機関との間に配設され、双方の間で回転トルクの伝達と遮断とを切り替え可能に設けられている請求項２に記載のハイブリッド車両。
前記負圧生成制御において前記モータで発生する動力によって前記内燃機関を作動させる場合には、前記モータで発生する動力の補償を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。