JP2003063262A - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチの焼き付きを防止すると共に接続の
滑らかさを保持する。 【解決手段】 駆動軸と内燃機関の出力軸と電動機の回
転軸との３軸に接続された遊星歯車機構を備える動力出
力装置における電動機の回転軸と駆動軸とを接続して駆
動軸と回転軸と出力軸とを一体とするクラッチを接続す
る際に、二次電池の出力制限が行なわれており、かつ、
アクセル開度Ａｃｃが大きいときには、イナーシャ相が
開始する前であっても、低圧待機を開始してからの経過
時間が油圧回路の油温Ｔｏに基づいて設定されたガード
時間ｔｒ以上となったときに油圧の昇圧制御を開始する
（Ｓ１００〜Ｓ１１６）。これにより、電動機の回転軸
と駆動軸との回転数差が大きくなりすぎる前に昇圧制御
を開始することができる。この結果、クラッチの焼き付
きを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びその制御方法に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力
する動力出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術としては、回転数の
異なる入力軸と出力軸とをクラッチで接続するときに、
クラッチのトルク容量を徐々に上昇させることにより回
転数差を徐々に小さくして接続するものが提案されてい
る。出願人もこうした技術を自動変速機の変速制御に適
用すると共に、更に、クラッチへの油圧をまず低圧で待
機させ、入力軸と出力軸との回転数差に基づいて求めら
れるいわゆるイナーシャ相が開始されたときにクラッチ
のトルク容量の上昇を開始するものを提案している（特
願平９−２４０８６８）。これにより滑らかなクラッチ
の接続を実現している。こうした技術は、回転数差を有
する２軸をクラッチにより接続する際に適用できるか
ら、例えば、駆動軸と内燃機関の出力軸と電動機の回転
軸との３軸に接続された遊星歯車機構を備える動力出力
装置における電動機の回転軸と駆動軸とを接続して駆動
軸と回転軸と出力軸とを一体とするクラッチの接続にも
適用することもできる。なお、イナーシャ相の開始の判
定は、入力軸と出力軸との回転数差の２回微分値の積算
値が所定値以上になったときに行なわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
技術を動力出力装置に適用した場合、電動機と電力のや
り取りを行なっている二次電池の状態や動力出力装置へ
の要求動力によっては、イナーシャ相の開始が判定され
るまでに、内燃機関の出力軸と電動機の回転軸との回転
数差が大きくなって、摩擦熱によるクラッチの焼き付き
を生じる場合がある。二次電池が出力制限を受けている
場合、電動機は発電機として動作して二次電池を充電す
る必要から、その回転軸の回転数や回転方向は制限され
る。こうした二次電池の出力制限下で動力出力装置への
要求動力が大きいときには、内燃機関からの動力を大き
くする必要から、内燃機関の回転数、即ち出力軸の回転
数を大きくする。このため、イナーシャ相の開始が判定
されるまでに電動機の回転軸と内燃機関の出力軸とに大
きな回転数差が生じ、電動機の回転軸と駆動軸とを接続
して駆動軸と回転軸と出力軸とを一体として回転させる
ためのクラッチの接続の際に大きな摩擦熱が生じてしま
う。

【０００４】本発明の動力出力装置およびその制御方法
は、接続手段の焼き付きを防止することを目的の一つと
する。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法
は、接続手段による接続をより適正に行なうことを目的
の一つとする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびその制御方法は、上述の目的
の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っ
た。

【０００６】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を
出力する動力出力装置であって、前記駆動軸と同軸回転
する出力軸に動力を出力する内燃機関と、前記駆動軸と
該駆動軸と同軸回転する回転軸と前記出力軸との３軸に
接続され、該３軸の内のいずれか２軸に入出力される動
力を決定したとき、該決定された動力に基づいて残余の
軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手
段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機と、該電
動機と電力のやり取りが可能な二次電池と、前記駆動軸
と前記回転軸とを徐変可能な係合力をもって一体の回転
体として回転するよう接続可能な接続手段と、該接続手
段による接続が解除されていると共に前記内燃機関から
の動力の少なくとも一部が前記駆動軸に出力されるよう
該内燃機関と前記電動機とが制御されている状態から前
記接続手段によって前記駆動軸と前記回転軸とが接続さ
れ前記内燃機関からの動力が直接前記駆動軸に出力され
る状態への切替指示がなされ、前記接続手段が前記駆動
軸と前記回転軸とに前記係合力を作用させる準備を開始
した後、前記二次電池に出力制限がなされていないとき
には前記出力軸と前記回転軸との回転数差に基づいて判
定される第１のタイミングにより前記係合力の増加を開
始し、前記二次電池の出力制限がなされているとき及び
／又は前記駆動軸への要求動力が所定動力以上のときに
は前記第１のタイミングに至る前に前記準備の開始から
所定時間経過した第２のタイミングにより前記係合力の
増加を開始するよう前記接続手段を制御する接続制御手
段と、を備えることを要旨とする。

【０００７】この本発明の動力出力装置では、接続手段
による駆動軸と回転軸との接続が解除されていると共に
内燃機関からの動力の少なくとも一部が駆動軸に出力さ
れるよう内燃機関と電動機とが制御されている状態から
接続手段によって駆動軸と回転軸とが接続され内燃機関
からの動力が直接駆動軸に出力される状態へ切替指示が
なされたとき、接続手段が駆動軸と回転軸とに係合力を
作用させる準備を開始し、その後、二次電池に出力制限
がなされていないときには出力軸と回転軸との回転数差
に基づいて判定される第１のタイミングにより係合力の
増加を開始し、二次電池の出力制限がなされているとき
や駆動軸への要求動力が所定動力以上のときには第１の
タイミングに至る前に準備の開始から所定時間経過した
第２のタイミングにより係合力の増加を開始するよう接
続手段を制御する。即ち、二次電池が出力制限されてい
るときには電動機の回転軸の回転数やその回転方向が制
限されるために内燃機関の出力軸と電動機の回転軸との
回転数差が大きくなり、駆動軸への要求動力が大きいと
きには内燃機関からの動力の増加に伴って内燃機関の出
力軸の回転数が急増されるために内燃機関の出力軸と電
動機の回転軸との回転数差が大きくなるから、この回転
数差が小さいうちに接続手段による係合力の増加を開始
するのである。この結果、接続手段の摩擦熱による焼き
付きを防止することができる。

【０００８】こうした本発明の動力出力装置において、
前記接続手段は油圧を用いて前記係合力を徐変する手段
であり、前記係合力を作用させる準備は前記接続手段に
おける前記油圧の低圧待機状態であるものとすることも
できる。油圧を用いて係合力を徐変可能な接続手段で
は、係合力を徐変する前に係合力を作用させることがで
きる状態にする必要があり、その状態とするために低圧
待機を行なう。この態様の本発明の動力出力装置におい
て、前記所定時間は、前記接続手段による接続に用いる
油の温度に基づいて設定される時間であるものとするこ
ともできる。油は温度に伴ってその粘性が変化し、粘性
により圧力に対する移動速度が異なるからである。この
場合、所定時間は油の温度が高いほど短い時間となる傾
向により設定することもできる。通常、温度が高くなる
ほど粘性は低くなるからである。

【０００９】また、本発明の動力出力装置において、前
記第１のタイミングは、前記出力軸と前記回転軸との回
転数差の２回微分の積算値が所定値に至ったタイミング
であるものとすることもできる。いわゆるイナーシャ相
の開始により第１のタイミングとするものである。

【００１０】あるいは、本発明の動力出力装置におい
て、前記駆動軸と前記３軸式動力入出力手段との接続お
よび接続の解除が可能な駆動軸接続解除手段を備え、前
記接続制御手段は、前記駆動軸接続解除手段により前記
駆動軸と前記３軸式動力入出力手段とが接続された状態
において前記接続手段を制御する手段であるものとする
こともできる。

【００１１】本発明の動力出力装置の制御方法は、駆動
軸と同軸回転する出力軸に動力を出力する内燃機関と、
前記駆動軸と該駆動軸と同軸回転する回転軸と前記出力
軸との３軸に接続され該３軸の内のいずれか２軸に入出
力される動力を決定したとき該決定された動力に基づい
て残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力
入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機
と、該電動機と電力のやり取りが可能な二次電池と、前
記駆動軸と前記回転軸とを徐変可能な係合力をもって一
体の回転体として回転するよう接続可能な接続手段と、
を備える動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記
接続手段による接続が解除されていると共に前記内燃機
関からの動力の少なくとも一部が前記駆動軸に出力され
るよう該内燃機関と前記電動機とが制御されている状態
から前記接続手段によって前記駆動軸と前記回転軸とが
接続され前記内燃機関からの動力が直接前記駆動軸に出
力される状態への切替指示がなされたとき、前記接続手
段により前記駆動軸と前記回転軸とに前記係合力が作用
するよう準備を開始し、（ｂ）前記二次電池に出力制限
がなされていないときには前記出力軸と前記回転軸との
回転数差に基づいて判定される第１のタイミングにより
前記準備が完了したとして前記接続手段による前記係合
力の増加が開始されるよう該接続手段を制御し、前記二
次電池の出力制限がなされているとき及び／又は前記駆
動軸への要求動力が所定動力以上のときには前記第１の
タイミングに至る前に前記準備の開始から所定時間経過
した第２のタイミングにより前記準備の完了の有無に拘
わらず前記接続手段による前記係合力の増加が開始され
るよう該接続手段を制御することを要旨とする。

【００１２】この本発明の動力出力装置の制御方法で
は、接続手段による駆動軸と回転軸との接続が解除され
ていると共に内燃機関からの動力の少なくとも一部が駆
動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とが制御されて
いる状態から接続手段によって駆動軸と回転軸とが接続
され内燃機関からの動力が直接駆動軸に出力される状態
へ切替指示がなされたときに接続手段が駆動軸と回転軸
とに係合力を作用させる準備を開始し、その後、二次電
池に出力制限がなされていないときには出力軸と回転軸
との回転数差に基づいて判定される第１のタイミングに
より準備が完了したとして接続手段による係合力の増加
が開始されるよう接続手段を制御し、二次電池の出力制
限がなされているときや駆動軸への要求動力が所定動力
以上のときには第１のタイミングに至る前に準備の開始
から所定時間経過した第２のタイミングにより準備の完
了の有無に拘わらず接続手段による係合力の増加が開始
されるよう接続手段を制御する。即ち、二次電池が出力
制限されているときや駆動軸への要求動力が大きいとき
には、内燃機関の出力軸と電動機の回転軸との回転数差
が大きくなりすぎる前に接続手段による係合力の増加を
開始するのである。この結果、接続手段の摩擦熱による
焼き付きを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
車載用の動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図で
ある。実施例の動力出力装置２０は、図示するように、
エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクラン
クシャフト２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プ
ラネタリギヤ３０に接続された発電可能なモータ４０
と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレ
ンシャルギヤ６４を介して駆動輪６６ａ，６６ｂに接続
された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、装置全体をコ
ントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０と
を備える。

【００１４】エンジン２２は、ガソリンまたは軽油など
の炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であ
り、エンジン２２のクランクシャフト２４には、図示し
ない補機に供給する電力を発電すると共にエンジン２２
を始動するスタータモータ２６がベルト２８により取り
付けられている。エンジン２２の運転制御、例えば燃料
噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御，バルブタイ
ミング制御などは、エンジン用電子制御ユニット（以
下、エンジンＥＣＵという）２９により行なわれてい
る。エンジンＥＣＵ２９は、ハイブリッド用電子制御ユ
ニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユ
ニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制
御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関
するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出
力する。

【００１５】プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギ
ヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内
歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する第
１ピニオンギヤ３３と、この第１ピニオンギヤ３３とリ
ングギヤ３２と噛合する第２ピニオンギヤ３４と、第１
ピニオンギヤ３３と第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ
公転自在に保持するキャリア３５とを備え、サンギヤ３
１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として
差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１
にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア
３５にはモータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されて
おり、エンジン２２の出力をサンギヤ３１から入力する
と共にキャリア３５を介してモータ４０と出力のやりと
りを行なうことができる。キャリア３５はクラッチＣ１
により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５
０のインプットシャフト５１に接続できるようになって
おり、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とす
ることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリ
ア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回
転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモー
タ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト
５１とを一体の回転体とする。また、プラネタリギヤ３
０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回
転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。クラッチ
Ｃ２は、図２に例示するように、デューティソレノイド
９２，コントロールバルブ９４，アキュムレータ９６を
有する油圧回路９０からの油圧により駆動し、デューテ
ィソレノイド９２のデューティ比を調節することにより
コントロールバルブ９４の開閉を制御してクラッチＣ１
の係合力が調節できるようになっている。クラッチＣ２
およびブレーキＢ１も油圧回路から油圧により駆動する
が、その詳細な説明については省略する。

【００１６】モータ４０は、例えば発電機として駆動す
ることができると共に電動機として駆動できる周知の同
期発電電動機として構成されており、インバータ４３を
介して二次電池４４と電力のやりとりを行なう。モータ
４０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣ
Ｕという）４９により駆動制御されており、モータＥＣ
Ｕ４９には、モータ４０を駆動制御するために必要な信
号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えばモ
ータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出セ
ンサ４５からの信号や図示しない電流センサにより検出
されるモータ４０に印加される相電流，二次電池４４の
端子間に設置された電圧センサ４６からの端子間電圧，
二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流セ
ンサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けら
れた温度センサ４８からの電池温度などが入力されてお
り、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３へのスイッ
チング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４９で
は、二次電池４４を管理するために電流センサ４７によ
り検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（Ｓ
ＯＣ）を演算している。なお、モータＥＣＵ４９は、ハ
イブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハ
イブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によ
ってモータ４０を駆動制御すると共に必要に応じてモー
タ４０の運転状態や二次電池４４の状態に関するデータ
をハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

【００１７】ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプッ
トシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３
と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプッ
トシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４
と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープー
リー５４の溝に架けられたベルト５５と、プライマリー
プーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を
変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエ
ータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２
アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３お
よびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することに
よりインプットシャフト５１の動力を無段階に変速して
アウトプットシャフト５２に出力する。ＣＶＴ５０の変
速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶ
ＴＥＣＵという）５９により行なわれている。このＣＶ
ＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付け
られた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１
の回転数やアウトプットシャフト５２に取り付けられた
回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回
転数が入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１ア
クチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆
動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９は、
ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、
ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号に
よってＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じ
てＣＶＴ５０の運転状態に関するデータをハイブリッド
用電子制御ユニット７０に出力する。

【００１８】ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、
ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成
されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶す
るＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６
と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備え
る。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、回転数
センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ
や回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の
回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシ
フトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳ
Ｐ，アクセルペダル８２の踏み込み量を検出するアクセ
ルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度Ａｃ
ｃ，ブレーキペダル８４の踏み込み量を検出するブレー
キペダルポジションセンサ８５からのブレーキペダルポ
ジションＢＰ，車速センサ８６からの車速Ｖ，油圧回路
９０へのオイルを貯蔵するオイルパンに取り付けられた
温度センサ８８からの油温Ｔｏなどが入力ポートを介し
て入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニ
ット７０からは、クラッチＣ１の油圧回路９０に設けら
れたデューティソレノイド９２への駆動信号やクラッチ
Ｃ２やブレーキＢ１の油圧回路に設けられた図示しない
アクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して
出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニッ
ト７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２９やモー
タＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して
接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４
９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりと
りを行なっている。

【００１９】次に、こうして構成された実施例の動力出
力装置２０の動作、特にクラッチＣ２を接続状態とする
と共にクラッチＣ１とブレーキＢ１を接続解除状態とし
ている状態（トルク増幅モード）からクラッチＣ２を接
続状態（エンジン走行モード）とするときの動作につい
て説明する。トルク増幅モードは、クラッチＣ２が接
続、クラッチＣ１とブレーキＢ１が接続解除の状態で、
モータ４０でエンジントルクの反力をとり、エンジント
ルクを増幅してＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に
出力する。このモードは、主に二次電池４４のＳＯＣが
低いときの発進時や急登坂発進などの極低車速高負荷時
に用いられる。トルク増幅モードにおける共線図を図３
に示す。図３中の破線は車両が停止している状態であ
り、この状態からモータ４０の回転数を制御することに
より図中実線の低速走行状態とすることができる。エン
ジン走行モードは、クラッチＣ１とクラッチＣ２とが接
続、ブレーキＢ１が接続解除の状態で、エンジン２２の
クランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶ
Ｔ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とし
てエンジントルクを直接ＣＶＴ５０のインプットシャフ
ト５１に出力する。このモードは、主に低車速以上の中
負荷走行に用いられれる。トルク増幅モードからエンジ
ン走行モードに変更する際の共線図を図４に示す。図
中、破線がトルク増幅モードの共線図であり、実線がエ
ンジン走行モードの共線図である。トルク増幅モードか
らエンジン走行モードへの切り替えは、キャリア３５と
インプットシャフト５１とを接続するクラッチＣ１を接
続状態とすることにより行なわれるが、図４に示すよう
に、キャリア３５の回転数であるモータ４０の回転数Ｎ
ｍとインプットシャフト５１の回転数Ｎｉには相当な回
転数差が生じているから、トルクショックを生じないよ
うにするためにクラッチＣ１の係合力を徐々に大きくし
て回転数差を徐々に小さくすることにより行なう。

【００２０】こうしたトルク増幅モードからエンジン走
行モードへの切り替えの際にハイブリッド用電子制御ユ
ニット７０により実行されるクラッチ接続処理ルーチン
の一例を図５に示す。このルーチンは、図示しない走行
モード切替ルーチンにより車速センサ８６からの車速Ｖ
やアクセルペダルポジションセンサ８３からのＡｃｃな
どに基づいてトルク増幅モードからエンジン走行モード
への切替指示がなされたときに実行される。

【００２１】クラッチ接続処理ルーチンが実行される
と、まず、タイマをセットして（ステップＳ１００）、
デューティソレノイド９２を駆動してファーストクイッ
クフィルを実行すると共に低圧待機を開始する処理を実
行する（ステップＳ１０２）。ここで、ファーストクイ
ックフィルは、クラッチ板が摩擦係合するまでの隙間を
詰めるために、デューティー比１００％かあるいはそれ
に近いデューティー比によりオイルを急速導入する操作
である。したがって、ステップＳ１００の処理は、デュ
ーティソレノイド９２を短時間だけ１００％に近いデュ
ーティー比とした後に低いデューティー比にする処理と
なる。

【００２２】次に、イナーシャ相判定値Ｉｎと、出力制
限フラグＦｂｏと、アクセルペダルポジションセンサ８
３により検出されるアクセル開度Ａｃｃと、油温センサ
８８により検出される油圧回路９０に供給する油温Ｔｏ
と、タイマをセットしてからの経過時間ｔとを入力する
（ステップＳ１０４）。イナーシャ相判定値Ｉｎは、エ
ンジン２２の回転数Ｎｅとモータ４０の回転数Ｎｍとの
回転数差の２回微分値を積算して計算されるものであ
り、滑らかなクラッチＣ１の接続を行なうための低圧待
機状態からの昇圧開始のタイミングとしてのイナーシャ
相の開始を判断するものとして使用される。実施例では
イナーシャ相判定値Ｉｎは図示しないルーチンにより計
算されＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれるものと
し、ＲＡＭ７６の所定アドレスからイナーシャ相判定値
Ｉｎを読み込むものとした。また、出力制限フラグＦｂ
ｏは、二次電池４４に対して出力制限がなされているか
否かを記憶するフラグである。実施例では、図示しない
ルーチンによりモータＥＣＵ４９で計算されるＳＯＣや
走行状態などに基づいて設定され、ＲＡＭ７６の所定ア
ドレスに書き込まれるものとし、ＲＡＭ７６の所定アド
レスから出力制限フラグＦｂｏを読み込むものとした。

【００２３】こうして各データを入力すると、まずイナ
ーシャ相判定値Ｉｎが所定値Ｉｎｒ以上であるか否かを
判定し（ステップＳ１０６）、イナーシャ相判定値Ｉｎ
が所定値Ｉｎｒ以上のときには、イナーシャ相が開始さ
れたと判断し低圧待機状態からの油圧の昇圧制御を行な
って（ステップＳ１１６）、本ルーチンを終了する。

【００２４】一方、イナーシャ相判定値Ｉｎが所定値Ｉ
ｎｒ未満のときには、出力制限フラグＦｂｏが値１であ
るか否かアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒ以上であるか否
かを判定する（ステップＳ１０８，Ｓ１１０）。ここ
で、閾値Ａｒは運転者が大きな動力を要求しているか否
かを判定するために用いるものである。出力制限フラグ
Ｆｂｏが値０のときやアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒ未
満のときには、二次電池４４の出力制限は行なわれてい
ないか、運転者の要求動力は大きくないと判断してステ
ップＳ１０４の処理に戻ってイナーシャ相判定値Ｉｎが
所定値Ｉｎｒ以上となるのを待つ。

【００２５】出力制限フラグＦｂｏが値１であり、か
つ、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒであるときには、油
温Ｔｏに基づいてガード時間ｔｒを設定する（ステップ
Ｓ１１２）。ガード時間ｔｒは、イナーシャ相が開始し
なくても昇圧制御を開始するために設定される所定時間
であり、油温Ｔｏに基づいて設定される。油圧制御にお
ける低圧待機は、クラッチ板による摩擦係合によるクラ
ッチＣ１の滑らかな接続の開始を可能とするためのもの
であり、昇圧の開始は、通常、その接続が滑らかに行な
われるためにイナーシャ相の開始のタイミングで行なわ
れる。二次電池４４が出力制限されているときにはモー
タ４０は発電機として駆動制御され、その回転はインプ
ットシャフト５１の回転とは逆向きに制御される。ま
た、アクセル開度Ａｃｃが大きいときには、エンジン２
２から出力される動力を大きくするためにエンジン２２
を回転数Ｎｅが大きくなるよう制御する。こうしたモー
タ４０の制御とエンジン２２の制御は、インプットシャ
フト５１とキャリア３５との回転数差を大きくする制御
となるから、イナーシャ相が開始されるまで低圧待機し
て昇圧制御を開始しないと、クラッチＣ１による摩擦係
合の際の摩擦熱によりクラッチＣ１に焼き付きが生じる
ようになる。この焼き付きを防止するために、クラッチ
Ｃ１の接続における若干の滑らかさを失ってもイナーシ
ャ相の開始の前に昇圧制御を開始する必要がある。ガー
ド時間ｔｒはクラッチＣ１の接続における滑らかさをあ
る程度満たすと共にクラッチＣ１の焼き付きを防止する
ために設けられるのである。低圧待機の完了、即ちクラ
ッチＣ１の摩擦係合の準備の完了は、クラッチパッドへ
のオイルの導入性に左右され、その導入性はオイルの粘
性、即ち油温Ｔｏに左右される。したがって、実施例で
は、油温Ｔｏが高いほどガード時間ｔｒが短くなる傾向
としてガード時間ｔｒを設定している。具体的には油温
Ｔｏとガード時間ｔｒとの関係を求めてマップとして予
めＲＯＭ７４に記憶させておき、油温Ｔｏが与えられる
とそのマップから対応するガード時間ｔｒを導出するも
のとした。図６にガード時間ｔｒを設定する際に用いる
マップの一例を示す。

【００２６】こうしてガード時間ｔｒを設定すると、タ
イマをセットしてからの経過時間ｔがガード時間ｔｒ以
上であるか否かを判定し（ステップＳ１１４）、経過時
間ｔがガード時間ｔｒ以上であるときには、油圧の昇圧
制御を開始して（ステップＳ１１６）、本ルーチンを終
了し、経過時間ｔがガード時間ｔｒ未満のときにはステ
ップＳ１０４に戻ってイナーシャ相判定値Ｉｎが所定値
Ｉｎｒ以上となるか経過時間ｔがガード時間ｔｒを超え
るまで待つ。

【００２７】クラッチＣ１の接続時における各軸の回転
数Ｎｅ，Ｎｉ，Ｎｍとデューティソレノイド９２のデュ
ーティー比とイナーシャ相判定値Ｉｎの変化の様子の一
例を図７に示す。図示するように、時間ｔ１でトルク増
幅モードからエンジン走行モードへの切替指示がなされ
ると、タイマをセットすると共にわずかな時間だけデュ
ーティソレノイド９２のデューティー比を高くしてファ
ーストクイックフィルを行ない、その後デューティー比
の低い低圧待機を開始する。いま、二次電池４４が出力
制限を受けている状態で運転者がアクセルペダル８２を
大きく踏み込んだときを考える。この場合、エンジン２
２の回転数Ｎｅは運転者の要求に応じて大きくなるが、
モータ４０の回転数Ｎｍは二次電池４４を発電するため
にエンジン２２やインプットシャフト５１とは逆向きの
回転数に保持されるように制御されるから、インプット
シャフト５１の回転数Ｎｉとモータ４０の回転数Ｎｍは
その差が次第に大きくなっていく。タイマのセットから
の経過時間ｔがガード時間ｔｒを経過した時間ｔ２にな
ると、デューティソレノイド９２のデューティー比を徐
々に上げてクラッチＣ１の摩擦係合力を徐々に上げる昇
圧制御が開始される。この結果、エンジン２２の回転数
Ｎｅとインプットシャフト５１の回転数Ｎｉとモータ４
０の回転数Ｎｍとの各々の差が次第に小さくなり、時間
ｔ４にクラッチＣ１が完全に係合してエンジン２２の出
力軸であるクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸
であるキャリア３５とＣＶＴ５０の入力軸であるインプ
ットシャフト５１とが一体となって回転するようにな
る。なお、図７の例では、経過時間ｔがガード時間ｔｒ
に至る時間ｔ２はイナーシャ相の開始が判定される時間
ｔ３より前であるから、インプットシャフト５１の回転
数Ｎｉとモータ４０の回転数Ｎｍとの差がより大きくな
る前に油圧の昇圧制御を開始して、クラッチＣ１の焼き
付きを防止していることになる。

【００２８】以上説明した実施例の動力出力装置２０に
よれば、二次電池４４が出力制限を受けており運転者が
大きな動力を要求しているときには、トルク増幅モード
からエンジン走行モードへ切り替える際のクラッチＣ１
における低圧待機から昇圧制御の開始のタイミングをイ
ナーシャ相の開始のタイミングがその前であっても所定
時間経過したタイミングとすることにより、接続におけ
る若干の滑らかさを失うものの、クラッチＣ１の入力軸
と出力軸であるキャリア３５とインプットシャフト５１
との回転数差が大きくなりすぎる前に昇圧制御を開始す
ることができる。この結果、クラッチＣ１の焼き付きを
防止することができる。しかも、所定時間経過したタイ
ミングを油温Ｔｏによって定めるから、接続における滑
らかさをある程度保持することができる。

【００２９】実施例の動力出力装置２０では、二次電池
４４の出力制限が行なわれており、かつ、運転者が大き
な動力を要求しているときに、トルク増幅モードからエ
ンジン走行モードへ切り替える際のクラッチＣ１におけ
る低圧待機から昇圧制御の開始のタイミングをイナーシ
ャ相の開始のタイミングかその前であっても所定時間経
過したタイミングとしたが、二次電池４４の出力制限は
行なわれているが運転者は大きな動力を要求していない
ときや二次電池４４の出力制限は行なわれていないが運
転者が大きな動力を要求しているときに、トルク増幅モ
ードからエンジン走行モードへ切り替える際のクラッチ
Ｃ１における低圧待機から昇圧制御の開始のタイミング
をイナーシャ相の開始のタイミングかその前であっても
所定時間経過したタイミングとするものとしてもよい。
また、実施例の動力出力装置２０では、ガード時間ｔｒ
を油温Ｔｏに基づいて設定するものとしたが、油温Ｔｏ
を用いずに所定時間に設定するものとしてもよい。

【００３０】実施例の動力出力装置２０では、プラネタ
リギヤ３０を第１ピニオンギヤ３３と第２ピニオンギヤ
３４とを有するダブルピニオンのものとして構成し、サ
ンギヤ３１にエンジン２２のクランクシャフト２４を接
続すると共にキャリア３５にはモータ４０の回転軸４１
を接続し、リングギヤ３２にはクラッチＣ２を介してＣ
ＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続し、クラッチ
Ｃ１により回転軸４１が接続されたキャリア３５とイン
プットシャフト５１とを接続するものとしたが、モータ
４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフトと
を接続可能なクラッチを有していれば、プラネタリギヤ
３０のサンギヤ３１やキャリア３５，リングギヤ３２に
接続されるクランクシャフト２４や回転軸４１やインプ
ットシャフト５１の各軸の組合せは如何なるものでも差
し支えない。また、プラネタリギヤ３０をシングルピニ
オンにより構成するものとしても構わない。

【００３１】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である車載用の動力出力装置
２０の構成の概略を示す構成図である。

【図２】クラッチＣ１への油圧回路９０の構成の概略を
示す構成図である。

【図３】トルク増幅モードにおける停車時から低速走行
時に至る様子を共線図を用いて説明する説明図である。

【図４】トルク増幅モードからエンジン走行モードへの
切り替えの様子を共線図を用いて説明する説明図であ
る。

【図５】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０
により実行されるクラッチ接続処理ルーチンの一例を示
すフローチャートである。

【図６】ガード時間ｔｒを設定する際に用いるマップの
一例を示す説明図である。

【図７】クラッチＣ１の接続時における各軸の回転数Ｎ
ｅ，Ｎｉ，Ｎｍとデューティソレノイド９２のデューテ
ィー比とイナーシャ相判定値Ｉｎの変化の様子の一例を
示す説明図である。

【符号の説明】

２０ 動力出力装置、２２ エンジン、２４ クランク
シャフト、２６ スタータモータ、２８ ベルト、２９
エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、３
０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギ
ヤ、３３ 第１ピニオンギヤ、３４ 第２ピニオンギ
ヤ、３５ キャリア、３９ ケース、４０モータ、４１
回転軸、４３ インバータ、４４ 二次電池、４５
回転位置検出センサ、４６ 電圧センサ、４７ 電流セ
ンサ、４８ 温度センサ、４９モータ用電子制御ユニッ
ト（モータＥＣＵ）、５０ ＣＶＴ、５１ インプット
シャフト、５２ アウトプットシャフト、５３ プライ
マリープーリー、５４セカンダリープーリー、５５ ベ
ルト、５６ 第１アクチュエータ、５７ 第２アクチュ
エータ、５９ ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣ
Ｕ）、６１，６２ 回転数センサ、６４ ディファレン
シャルギヤ、６６ａ，６６ｂ 駆動輪、７０ ハイブリ
ッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯ
Ｍ、７６ＲＡＭ、８０ シフトレバー、８１ シフトポ
ジションセンサ、８２ アクセルペダル、８３ アクセ
ルペダルポジションセンサ、８４ ブレーキペダル、８
５ブレーキペダルポジションセンサ、８６ 車速セン
サ、８８ 油温センサ、９０ 油圧回路、９２ デュー
ティソレノイド、９４ コントロールバルブ、９６アキ
ュムレータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１ ブレーキ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA03 AA04 AA05 AB27 AC21 AC22 AC34 AD11 AD44 AD53 3J057 AA03 AA09 BB02 FF07 FF12 GA03 GB13 GB23 GC11 GE08 HH02 JJ01 5H115 PA08 PA15 PG04 PI16 PU01 PU10 PU21 PV09 SE09 UI40

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
   あって、 前記駆動軸と同軸回転する出力軸に動力を出力する内燃
   機関と、 前記駆動軸と該駆動軸と同軸回転する回転軸と前記出力
   軸との３軸に接続され、該３軸の内のいずれか２軸に入
   出力される動力を決定したとき、該決定された動力に基
   づいて残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式
   動力入出力手段と、 前記回転軸に動力を入出力可能な電動機と、 該電動機と電力のやり取りが可能な二次電池と、 前記駆動軸と前記回転軸とを徐変可能な係合力をもって
   一体の回転体として回転するよう接続可能な接続手段
   と、 該接続手段による接続が解除されていると共に前記内燃
   機関からの動力の少なくとも一部が前記駆動軸に出力さ
   れるよう該内燃機関と前記電動機とが制御されている状
   態から前記接続手段によって前記駆動軸と前記回転軸と
   が接続され前記内燃機関からの動力が直接前記駆動軸に
   出力される状態への切替指示がなされ、前記接続手段が
   前記駆動軸と前記回転軸とに前記係合力を作用させる準
   備を開始した後、前記二次電池に出力制限がなされてい
   ないときには前記出力軸と前記回転軸との回転数差に基
   づいて判定される第１のタイミングにより前記係合力の
   増加を開始し、前記二次電池の出力制限がなされている
   とき及び／又は前記駆動軸への要求動力が所定動力以上
   のときには前記第１のタイミングに至る前に前記準備の
   開始から所定時間経過した第２のタイミングにより前記
   係合力の増加を開始するよう前記接続手段を制御する接
   続制御手段と、 を備える動力出力装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記接続手段は、油圧を用いて前記係合力を徐変する手
   段であり、 前記係合力を作用させる準備は、前記接続手段における
   前記油圧の低圧待機状態である動力出力装置。
3. 【請求項３】 前記所定時間は、前記接続手段による接
   続に用いる油の温度に基づいて設定される時間である請
   求項２記載の動力出力装置。
4. 【請求項４】 前記所定時間は、前記油の温度が高いほ
   ど短い時間となる傾向により設定された時間である請求
   項３記載の動力出力装置。
5. 【請求項５】 前記第１のタイミングは、前記出力軸と
   前記回転軸との回転数差の２回微分の積算値が所定値に
   至ったタイミングである請求項１ないし４いずれか記載
   の動力出力装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか記載の動力出
   力装置であって、 前記駆動軸と前記３軸式動力入出力手段との接続および
   接続の解除が可能な駆動軸接続解除手段を備え、 前記接続制御手段は、前記駆動軸接続解除手段により前
   記駆動軸と前記３軸式動力入出力手段とが接続された状
   態において前記接続手段を制御する手段である動力出力
   装置。
7. 【請求項７】 駆動軸と同軸回転する出力軸に動力を出
   力する内燃機関と、前記駆動軸と該駆動軸と同軸回転す
   る回転軸と前記出力軸との３軸に接続され該３軸の内の
   いずれか２軸に入出力される動力を決定したとき該決定
   された動力に基づいて残余の軸に入出力される動力が決
   定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を
   入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやり取りが可
   能な二次電池と、前記駆動軸と前記回転軸とを徐変可能
   な係合力をもって一体の回転体として回転するよう接続
   可能な接続手段と、を備える動力出力装置の制御方法で
   あって、（ａ）前記接続手段による接続が解除されてい
   ると共に前記内燃機関からの動力の少なくとも一部が前
   記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電動機とが
   制御されている状態から前記接続手段によって前記駆動
   軸と前記回転軸とが接続され前記内燃機関からの動力が
   直接前記駆動軸に出力される状態への切替指示がなされ
   たとき、前記接続手段により前記駆動軸と前記回転軸と
   に前記係合力が作用するよう準備を開始し、（ｂ）前記
   二次電池に出力制限がなされていないときには前記出力
   軸と前記回転軸との回転数差に基づいて判定される第１
   のタイミングにより前記準備が完了したとして前記接続
   手段による前記係合力の増加が開始されるよう該接続手
   段を制御し、前記二次電池の出力制限がなされていると
   き及び／又は前記駆動軸への要求動力が所定動力以上の
   ときには前記第１のタイミングに至る前に前記準備の開
   始から所定時間経過した第２のタイミングにより前記準
   備の完了の有無に拘わらず前記接続手段による前記係合
   力の増加が開始されるよう該接続手段を制御する動力出
   力装置の制御方法。