JP2009096258A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のクランキング中に機関出力軸に生じる回転速度変動を抑制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において、スタータモータ７の作動／非作動状態と、走行用モータ５０の出力トルクとを制御可能な制御手段としてＥＣＵ１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、スタータモータ７を作動状態にしたときに、走行用モータ５０から機関出力軸８に伝達される出力トルクを、機関出力軸８の回転速度変動を抑制するよう調整するものとしたので、スタータモータ７のみを用いてクランキングを行うと機関出力軸８に回転速度変動が生じるような場合であっても、走行用モータ５０からの出力トルクにより、これを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原動機として内燃機関と走行用モータを備えたハイブリッド車両に関する。

原動機として内燃機関とモータとを備えた車両（以下、ハイブリッド車両と記す）においては、原動機として設けられたモータ（以下、走行用モータと記す）の出力トルクを駆動輪に伝達させて回転駆動すると共に、走行モータの出力トルクを、内燃機関の機関出力軸に伝達させて、機関出力軸の回転駆動、すなわち内燃機関のクランキングを行うことが知られている。

このようなハイブリッド車両においては、内燃機関に設けられ、機関出力軸を回転駆動するスタータモータと、原動機として設けられた走行用モータとを併用して、内燃機関のクランキングを行うことが提案されている。例えば、下記の特許文献１には、スタータ（セルモータ）による内燃機関のクランキングを、走行用モータによりアシストすることが記載されている。また、下記の特許文献２には、車両の運転条件に応じて、車両の慣性力すなわち駆動輪の回転エネルギを、機関出力軸に伝達させることでクランキングを行って内燃機関を始動する「押しがけ始動」と、スタータモータによる始動とを使い分けることが記載されている。

特開２００５−８６９８８号公報 特開２００６−１８３５４７号公報

ところで、上述のようなハイブリッド車両において、内燃機関のクランキングを行うために、スタータモータを作動させると、機関出力軸に回転速度変動が生じることがある。内燃機関には、通常、ピストン往復動機関、いわゆるレシプロエンジンが用いられることが多く、このような内燃機関は、クランキングを行うと、機関出力軸に係合するピストンが内燃機関の作動流体を圧縮し、その圧縮反力がコンプレッショントルクとして機関出力軸に作用する。コンプレッショントルクは、機関出力軸の回転角位置に応じて作用するため、機関出力軸には、周期的な回転速度変動が生じることとなる。

内燃機関のクランキング中に、コンプレッショントルクの作用により、機関出力軸に周期的な回転速度変動が生じると、車両の乗員に不快な振動や音として知覚される虞がある。特に、ハイブリッド車両においては、車両走行中に内燃機関を始動することがあるため、内燃機関のクランキングを行う頻度が高く、クランキング中に生じる機関出力軸の回転速度変動を抑制する技術が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関のクランキング中に機関出力軸に生じる回転速度変動を抑制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走行用モータとを備えたハイブリッド車両であって、内燃機関の機関出力軸を回転駆動可能なスタータモータを備え、走行用モータは、出力トルクを機関出力軸に伝達可能であり、スタータモータの作動／非作動状態と、走行用モータの出力トルクとを制御可能な制御手段を備え、制御手段は、スタータモータを作動状態にしたときに、走行用モータから機関出力軸に伝達する出力トルクを、機関出力軸の回転速度変動を抑制するよう調整す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、制御手段は、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、機関回転速度が予め設定された目標回転速度を上回るか否かを判定する回転速度判定手段と、を含み、機関回転速度が目標回転速度を上回ると判定された場合には、走行用モータの出力トルクを低減させるものとすることができ、機関回転速度が目標回転速度以下であると判定された場合には、走行用モータの出力トルクを増大させ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、制御手段は、走行用モータの出力トルクを、機関出力軸に作用するコンプレッショントルクとは逆位相に変動させ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、制御手段は、機関出力軸の停止角ごとに、スタータモータの作動開始時点からの経過時間と走行用モータの出力トルクとの関係を規定する複数のトルクマップが、予め設定されている記憶手段と、機関出力軸の停止角を取得する停止角取得手段と、検出された停止角に対応したトルクマップを取得するトルクマップ取得手段と、を有し、停止角に応じて取得されたトルクマップに従って走行用モータの出力トルクを決定するものとすることができる。

本発明によれば、制御手段は、スタータモータを作動状態にしたときに、走行用モータから機関出力軸８に伝達する出力トルクを、機関出力軸の回転速度変動を抑制するよう調整するものとしたので、スタータモータのみを用いてクランキングを行うと、機関出力軸に回転速度変動が生じるような場合であっても、走行用モータからの出力トルクにより、これを抑制することができる。

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及び駆動装置の構成について、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、駆動装置に設けられたデュアルクラッチ機構の構造を説明する模式図である。図３は、変形例のデュアルクラッチ機構の構造を説明する模式図である。

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と走行用モータ５０とを備えている。走行用モータ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、走行用モータ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。

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、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。なお、内燃機関５には、機関出力軸８の回転角位置（以下、クランク角と記す）を検出するクランク角センサ９が設けられており、クランク角に係る信号をＥＣＵ１００に送出している。

内燃機関５には、機関出力軸８を回転駆動するため、スタータモータ７が装着されている。スタータモータ７の出力軸７ａは、機関出力軸８と係合している。スタータモータ７は、巻線界磁式直流電動機、いわゆるブラシ付きＤＣモータで構成されている。スタータモータ７は、作動状態となることで、出力軸７ａから機械的動力（トルク）を出力し、機関出力軸を回転駆動することが可能となっており、内燃機関５のクランキングを行うことができる。スタータモータ７における作動／非作動状態の切替え、及び作動時間は、ＥＣＵ１００により制御される。

このようにブラシ付きＤＣモータで構成されたスタータモータ７において、出力軸７ａの回転速度と、出力するトルク（以下、出力トルクと記す）は、略反比例の関係となっている。すなわちスタータモータ７は、出力軸７ａの回転速度が低いほど、高いトルクを出力する。したがって、スタータモータ７は、その作動開始から時間が経過し、機関出力軸８の回転速度が上昇するに従って、出力トルクが低下することとなる。

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及び走行用モータ５０からの機械的動力を、変速して、駆動輪８８に伝達する動力伝達装置として、機関出力軸８及び走行用モータ５０からの機械的動力を変速してトルクを変化させて車両推進軸６６に伝達可能な駆動装置１０と、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。

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に加えて、後進ギヤ段３９で構成されている。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（最高速段）となっている。

第１速ギヤ段３１は、第１入力軸２７に結合されている第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と噛み合う第１速カウンタギヤ３１ｃと、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を有している。

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、第１速ギヤ段３１と同様に、第１入力軸２７に結合されている第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と噛み合う第３速カウンタギヤ３３ｃと、第３速カウンタギヤ３３ｃと第１出力軸３７とを係合可能な第３速カップリング機構３３ｅを有している。

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、第１入力軸２７に結合されている第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と噛み合う第５速カウンタギヤ３５ｃと、第５速カウンタギヤ３５ｃと第１出力軸３７とを係合可能な第５速カップリング機構３５ｅを有している。

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後進カウンタギヤ３９ｃと、後進カウンタギヤ３９ｃと第１出力軸３７とを係合可能な後進カップリング機構３９ｅを有している。

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における各カップリング機構３１ｅ，３３ｅ，３５ｅ，３９ｅの係合状態と非係合状態（解放状態）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て、選択した変速段に対応するカップリング機構を係合状態にする。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から第１入力軸２７が受けた機械的動力を、各変速段（奇数段）３１，３３，３５，３９のうちいずれか１つにより変速し、トルクを変化させて第１出力軸３７から出力することが可能となっている。

第１変速機構３０において、第１出力軸３７には、第１推進軸駆動ギヤ３７ｃが結合されており、当該第１推進軸駆動ギヤ３７ｃは、車両推進軸６６に結合された動力統合ギヤ５８と噛み合っている。これにより、第１変速機構３０は、第１入力軸２７から第１出力軸３７に伝達された機械的動力を、第１推進軸駆動ギヤ３７ｃから動力統合ギヤ５８を介して車両推進軸６６に伝達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で構成されている。第２変速機構４０の変速段４２，４４，４６のうち、第２速ギヤ段４２が最も低速側の変速段となっている。

第２速ギヤ段４２は、第２入力軸２８に結合されている第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と噛み合う第２速カウンタギヤ４２ｃと、第２速カウンタギヤ４２ｃと第２出力軸４８とを係合可能な第２速カップリング機構４２ｅを有している。

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、第２入力軸２８に結合されている第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と噛み合う第４速カウンタギヤ４４ｃと、第４速カウンタギヤ４４ｃと第２出力軸４８とを係合可能な第４速カップリング機構４４ｅを有している。

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。

また、第６速ギヤ段４６は、第２入力軸２８に結合されている第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と噛み合う第６速カウンタギヤ４６ｃと、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を有している。

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における各カップリング機構４２ｅ，４４ｅ，４６ｅの係合状態と非係合状態（解放状態）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の各変速段４２，４４，４６のうちいずれか１つの変速段を選択して、選択した変速段に対応するカップリング機構４２ｅ，４４ｅ，４６ｅを係合状態にする。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及び走行用モータ５０のロータ５２からの機械的動力を、第２入力軸２８から受けた機械的動力を、変速段（偶数段）４２，４４，４６のうちいずれか１つにより変速し、トルクを変化させて第２出力軸４８から出力することが可能となっている。

第２出力軸４８には、第２推進軸駆動ギヤ４８ｃが結合されており、第２推進軸駆動ギヤ４８ｃは、車両推進軸６６に結合された動力統合ギヤ５８と噛み合っている。第１変速機構３０は、第２入力軸２８から第２出力軸４８に伝達された機械的動力を、第２推進軸駆動ギヤ４８ｃから動力統合ギヤ５８を介して車両推進軸６６に伝達することが可能となっている。第２変速機構４０が第２出力軸４８から出力する機械的動力は、第１変速機構３０が第１出力軸３７から出力する機械的動力と、動力統合ギヤ５８において統合されて、車両推進軸６６に伝達される。

また、駆動装置１０には、原動機としての走行用モータ５０が設けられている。走行用モータ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回転電機、いわゆるモータジェネレータである。走行用モータ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）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。

走行用モータ５０のロータ５２は、第２入力軸２８に結合されており、走行用モータ５０がロータ５２から出力するトルク（以下、出力トルクと記す）は、第２変速機構４０の第２入力軸２８に出力される。また、走行用モータ５０は、第２出力軸４８からロータ５２に伝達された機械的動力（トルク）を交流電力に変換することも可能となっている。走行用モータ５０の出力トルクは、後述するインバータ１１０を介して、ＥＣＵ１００により制御される。また、走行用モータ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。

また、ハイブリッド車両１には、走行用モータ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走行用モータ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、走行用モータ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から走行用モータ５０への電力供給、及び走行用モータ５０からの電力回収は、ＥＣＵ１００により制御される。

ＥＣＵ１００は、インバータ１１０を介して、走行用モータ５０の電動機／発電機としての機能の切替えと、走行用モータ５０のロータ５２から第２変速機構４０の第２入力軸２８に出力するトルク（以下、出力トルクと記す）を調整することが可能となっている。なお、以下の説明において、走行用モータ５０のロータ５２から機械的動力（トルク）を出力させることを、「力行」と記す。

また、ハイブリッド車両１の駆動装置１０には、内燃機関５の機関出力軸８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動力伝達手段として、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の係合状態と非係合状態（解放状態）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を介して車両推進軸６６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，３９ａ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。

以上のように構成されたデュアルクラッチ機構２０においては、図１に示すように、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を解放状態にすると、機関出力軸８と、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が係合する。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つの変速段により変速して、車両推進軸６６に伝達することが可能となる。

一方、ＥＣＵ１００が第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と、第２入力軸２８、第２出力軸４８、及び車両推進軸６６が係合する。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つの変速段により変速して、車両推進軸６６に伝達することが可能となる。

また、ハイブリッド車両１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と直交して噛み合うリングギヤ７２と、リングギヤ７２に固定された差動機構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及び走行用モータ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において、内燃機関５、駆動装置１０、及び走行用モータ５０の制御手段としてのＥＣＵ１００は、内燃機関５のクランク角に係る信号、二次電池１２０の蓄電状態（ＳＯＣ）に係る信号、走行用モータ５０のロータ５２の回転速度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。

これら信号に基づいて、ＥＣＵ１００は、各種制御変数を検出している。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、走行用モータ５０のロータ５２の回転速度（以下、ロータ回転速度と記す）と、ハイブリッド車両１の走行速度（以下、車速と記す）、二次電池１２０の蓄電状態等がある。

これら制御変数に基づいて、ＥＣＵ１００は、内燃機関５及び走行用モータ５０の運転状態を把握して、駆動装置１０、詳細には、第１及び第２変速機構３０，４０における変速段の選択、すなわち各カップリング機構３１ｅ〜４６ｅの係合／解放状態の切替えと、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２の係合／解放状態の切替えと、走行用モータ５０がロータ５２から出力する出力トルク、及びロータ回転速度を制御することが可能となっている。

また、ＥＣＵ１００は、スタータモータ７の作動／非作動状態の切替えを制御可能となっており、上述の制御変数から、内燃機関５を始動させる必要があると判断した場合には、スタータモータ７を作動状態にすることで、内燃機関５のクランキングを行うことが可能となっている。また、ＥＣＵ１００は、内燃機関５のクランキングが行われ、機関出力軸８の回転速度が、予め設定されたファイアリング可能回転速度に達した場合に、点火装置により筒内混合気の着火を行うことで、内燃機関５を始動させ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と車両推進軸６６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いる。

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の第１群（奇数段）の変速段３１〜３９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カップリング機構３３ｅ，３５ｅを解放状態にする。これと共に、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３１〜３９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から車両推進軸６６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の第２群（偶数段）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に対応する第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を空転させて、次の第２速ギヤ段４２への変速（アップシフト）時における第２クラッチ２２の係合動作に備えている。

そして、第２変速機構４０の第２群（偶数段）の変速段である第２速ギヤ段４２への変速（アップシフト）が選択されると、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、奇数段である第１速ギヤ段３１から、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から車両推進軸６６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と走行用モータ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及び走行用モータ５０を併用する「ＨＶ走行」、原動機として走行用モータ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、走行用モータ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、及び走行用モータ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から車両推進軸６６に伝達して駆動輪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、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、車両推進軸６６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と、これに係合するロータ５２は、ハイブリッド車両１の走行速度（以下、車速と記す）に応じて回転することとなる。

このとき、ＥＣＵ１００が走行用モータ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、内燃機関５からの機械的動力と走行用モータ５０からの機械的動力とを、それぞれ第１変速機構３０及び第２変速機構４０により変速し、動力統合ギヤ５８で統合して車両推進軸６６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、原動機として内燃機関５と走行用モータ５０とを併用する「ＨＶ走行」を実現することができる。

また、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から車両推進軸６６に伝達して駆動輪８８を回転駆動することができ、ハイブリッド車両１は、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、車両推進軸６６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）に応じて回転することとなる。

このとき、ＥＣＵ１００が走行用モータ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、内燃機関５からの機械的動力と走行用モータ５０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を介して車両推進軸６６に伝達することができ、ハイブリッド車両１は、原動機として内燃機関５と走行用モータ５０とを併用する「ＨＶ走行」を実現することができる。

一方、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ＨＶ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、走行用モータ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て、当該変速段に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、走行用モータ５０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、第２出力軸４８から車両推進軸６６に伝達する。

このようなハイブリッド車両１のモータ走行中においては、ＥＣＵ１００が第１及び第２クラッチ２１，２２の双方を解放状態にしているため、走行用モータ５０の力行により、非作動状態にある内燃機関５の機関出力軸８が回転駆動されて、内燃機関５のポンピングロス等の動力損失が生じてしまうことを防止している。

また、ハイブリッド車両１において、走行用モータ５０は、車両停止中において、出力トルクを機関出力軸８に伝達させることが可能となっている。具体的には、ＥＣＵ１００が、第２変速機構４０の各変速段４２，４４，４６にそれぞれ対応するカップリング機構４２ｅ，４４ｅ，４６ｅを全て解放状態にする。これと共に、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。これにより、走行用モータ５０のロータ５２は、駆動輪８８とは関係なく回転することが可能となり、且つロータ５２は、第２クラッチ２２及び第２入力軸２８を介して、走行用モータ５０のロータ５２に結合された状態となる。

この状態から、ＥＣＵ１００が走行用モータ５０を力行させることで、走行用モータ５０からの出力トルクは、第２入力軸２８及び第２クラッチ２２を介して、そのまま機関出力軸８に伝達することが可能となり、機関出力軸８を回転駆動することができる。このようにして、走行用モータ５０は、出力トルクを機関出力軸８に伝達させて、内燃機関５のクランキングを行うことが可能となっている。

また、走行用モータ５０は、モータ走行中においても、出力トルクを、機関出力軸８に伝達させることが可能となっている。第２変速機構４０の変速段４２，４４，４６のうちいずれか１つを選択してモータ走行を行っている場合、ＥＣＵ１００が第２クラッチ２２を係合状態にすると共に、走行用モータ５０のロータ回転速度を維持するよう出力トルクを増大させることで、走行用モータ５０は、その出力トルクを、第２クラッチ２２を介して機関出力軸８に伝達させて、内燃機関５のクランキングを行うことが可能となっている。

以上のように本実施例に係るハイブリッド車両１においては、内燃機関５に設けられたスタータモータ７と、原動機として駆動装置１０に設けられた走行用モータ５０とを選択使用して、機関出力軸８の回転駆動することが可能となっている。加えて、ＥＣＵ１００が、スタータモータ７を作動状態にすると共に、走行用モータ５０からの出力トルクを、第１クラッチ２１又は第２クラッチ２２を介して機関出力軸８に伝達させることで、スタータモータ７と走行用モータ５０とを併用して、機関出力軸８の回転駆動すなわち内燃機関５のクランキングを行うことが可能となっている。

ところで、本実施例に係る内燃機関５は、ピストン往復動機関（レシプロエンジン）であり、スタータモータ７のみを作動させてクランキングを行うと、機関出力軸８には、周期的な回転速度変動が生じる。以下、これについて図４を用いて説明する。図４は、スタータモータのみを用いて内燃機関のクランキングを行っているときの、機関出力軸に作用するトルクの時間変化を説明する図であり、（ａ）は、スタータモータから機関出力軸に伝達されるトルクを示し、（ｂ）は、ピストンから機関出力軸に伝達されるトルク（コンプレッショントルク）を示し、（ｃ）は、カムやピストンが動くときに生じる摩擦力によるフリクショントルクを示し、（ｄ）は、機関出力軸に作用するスタータ作動時機関出力トルクを示す図である。図５は、スタータモータのみを用いて内燃機関のクランキングを行っているときの機関回転速度の時間変化を示す図である。

内燃機関５のクランキングを行うため、スタータモータ７を作動状態にすると、図４（ａ）に示すように、スタータモータ７から出力され機関出力軸８に伝達されるトルクは、時間経過に応じて徐々に低下する。これは、スタータモータ７がブラシ付きＤＣモータで構成されているためであり、作動開始から時間経過が経過して、機関出力軸８と係合する出力軸７ａの回転速度が上昇するに従って、スタータモータ７が出力するトルクが低下していくからである。

このとき、機関出力軸８には、図４（ｂ）に示すように、内燃機関５の圧縮行程において、ピストン６が作動流体を圧縮し、その圧縮反力が機関出力軸８に伝達されて、機関出力軸８には、回転を減速させる負のトルクが作用する。圧縮上死点の直前のタイミングを図に点Ｃで示す。一方、膨張行程においては、圧縮行程とは逆に、機関出力軸８の回転を加速させる正のトルクが作用する。このように内燃機関５のクランキング中においては、圧縮／膨張行程において、機関出力軸の回転を加速／減速させるトルク（以下、コンプレッショントルクと記す）が作用する。

加えて、機関出力軸８には、図４（ｃ）に示すように、内燃機関においてカムやピストンが動作するときに生じる摩擦力によるフリクショントルクが作用する。フリクショントルクは、機関出力軸８の回転速度を減速させる方向のトルク（負のトルク）であり、機関出力軸８の回転速度が上昇するに従って絶対値が増大する。フリクショントルクは、スタータモータからのトルクや、コンプレッショントルクに比べて絶対値が小さいものとなっている。

このようにして、スタータモータ７から機関出力軸８に伝達されるトルクと、ピストンから機関出力軸８に伝達されるコンプレッショントルクと、フリクショントルクが合成されて、機関出力軸８には、図４（ｄ）に示すような、周期的に変動するトルク（以下、スタータ作動時機関出力トルクと記す）が作用することとなる。機関出力軸８は、スタータ作動時機関出力トルクにより回転駆動されることで、図５に示すように、機関回転速度は上昇する。機関回転速度は、コンプレッショントルクの作用により、周期的な変動が生じる。このように、内燃機関５のクランキングを行っているときに、機関出力軸８に周期的な回転速度変動が生じると、この回転速度変動が振動や音となって車両の運転者に知覚されてしまうという問題がある。

そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１において、制御手段としてのＥＣＵは、内燃機関のクランキングを行うため、スタータモータを作動状態にしたときに、機関出力軸に生じる回転速度変動を抑制するよう、走行用モータの出力トルクを調整して、当該出力トルクを機関出力軸に伝達させることを特徴としており、以下に、ＥＣＵが実行する内燃機関のクランキングに係る制御処理（以下、単に「クランキング制御」と記す）について、図１、図６及び図７−１、及び図７−２を用いて説明する。

図６は、ＥＣＵが実行するクランキング制御を示すフローチャートである。図７−１は、クランキング制御において予め設定されている目標回転速度を示す図である。図７−２は、クランキング制御において予め設定されている目標回転速度の変形例を示す図である。なお、図７−１及び図７−２には、スタータモータのみを用いてクランキングを行った場合の機関回転速度を二点鎖線で図示している。一例として、車両停止中に内燃機関のクランキングを行う場合について説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両１の停止中において、内燃機関５及び走行用モータ５０は非作動状態にあり、機関出力軸８は静止している。ＥＣＵ１００は、第２変速機構４０のカップリング機構４２ｅ，４４ｅ，４６ｅを全て解放状態にしている。さらに、ＥＣＵ１００は、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を係合状態にしている。これにより、ハイブリッド車両１において、走行用モータ５０と、機関出力軸８とを係合させることができ、走行用モータ５０の出力トルクを機関出力軸８に伝達させることが可能となっている。

そして、ＥＣＵ１００は、運転者により内燃機関５の始動が指示された場合や、二次電池１２０の蓄電状態が所定値以下に低下した場合等、内燃機関５の始動が必要であると判断した場合や他の制御ルーチンから内燃機関５の始動要求を受けた場合に、以下のクランキング制御を実行する。

図６に示すように、まず、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１００は、始動要求を受けてスタータモータ７を作動状態にする。スタータモータ７は、出力軸７ａからの出力するトルクにより、機関出力軸８の回転駆動を開始する（時点Ｔ１）。

そして、ステップＳ１０６において、現時点における機関回転速度と目標回転速度を取得する。目標回転速度は、図７に示すように、スタータモータ７の作動開始時点Ｔ１からの経過時間に応じて予め設定されている。目標回転速度は、スタータモータ７の作動開始時点Ｔ１から時間が経過するに従って滑らかに上昇するように設定されている。時点Ｔ１からの経過時間ごとの目標回転速度は、予め適合実験等により求められており、制御ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。

そして、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１００は、機関回転速度が、予め設定された目標回転速度を上回るか否かを判定する。すなわち、走行用モータ５０から機関出力軸８に伝達させるトルクを増大させる必要があるかないかを判定する。

機関回転速度が目標回転速度を上回っている（Ｙｅｓ）と判定された場合、ＥＣＵ１００は、走行用モータ５０の出力トルクを低減させる（Ｓ１１２）。これにより、ハイブリッド車両１は、走行用モータ５０から機関出力軸８に伝達されるトルクを低減して、機関回転速度を低下させる。

一方、機関回転速度が目標回転速度以下である（Ｎｏ）と判定された場合、ＥＣＵ１００は、走行用モータ５０の出力トルクを増大させる（Ｓ１１６）。これにより、ハイブリッド車両１は、走行用モータ５０から機関出力軸８に伝達されるトルクを増大させて、機関回転速度を上昇させることができる。

そして、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１００は、予め設定されたファイアリング条件を満たすか否かを判定する。ファイアリング条件は、例えば、機関回転速度が、予め設定されたファイアリング可能回転速度以上であるか否かを判定するものとすることができる。ファイアリング条件は、内燃機関５の気筒内に形成された混合気への着火（ファイアリング）を開始して、初爆を行うことが可能な条件である。ファイアリング条件を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合、ＥＣＵ１００は、内燃機関５においてファイアリングに係る制御を行って、このクランキング制御ルーチンを終了する。

一方、ファイアリング条件を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０６に戻り、前回取得してから所定時間経過後した機関回転速度と、目標回転速度とを取得して、機関回転速度が予め設定されたファイアリング可能回転速度に達するまで、走行用モータ５０の出力トルクの増減を繰り返し行う。

このように本実施例では、スタータモータ７の作動開始時点Ｔ１から所定時間経過ごとに、その時点における機関回転速度と、目標回転速度を比較して、走行用モータ５０の出力トルクを増減させて機関出力軸８に伝達させている。このようなフィードバック制御を行うことで、ＥＣＵ１００は、走行用モータ５０の出力トルクを、機関回転速度を、予め設定された目標回転速度（図７参照）に追従させることができる。走行用モータ５０の出力トルクを、機関出力軸８に作用するコンプレッショントルク（図４（ｂ）参照）を打ち消して、機関出力軸８に生じる回転速度変動を抑制することができる。

また、本実施例では、スタータモータ７と走行用モータ５０とを併用して機関出力軸８を回転駆動するので、スタータモータ７のみを用いた場合に比べて、クランキング開始すなわちスタータモータ７の作動開始時点Ｔ１から、所望のファイアリング可能回転速度に達するまでの時間を短縮することができる。

以上に説明したように本実施例において、制御手段としてのＥＣＵ１００は、スタータモータ７を作動状態にしたときに、走行用モータ５０から機関出力軸８に伝達する出力トルクを、機関出力軸８の回転速度変動を抑制するよう調整するものとしたので、スタータモータ７のみを用いてクランキングを行うと、機関出力軸８に回転速度変動が生じるような場合であっても、走行用モータ５０から機関出力軸８に伝達する出力トルクにより、これを抑制することができる。

また、本実施例において、制御手段としてのＥＣＵ１００は、機関回転速度を検出する機能である回転速度検出手段と、機関回転速度が予め設定された目標回転速度を上回るか否かを判定する機能である回転速度判定手段と、を含み、機関回転速度が目標回転速度を上回ると判定された場合には、走行用モータ５０の出力トルクを低減させ、機関回転速度が目標回転速度以下であると判定された場合には、走行用モータ５０の出力トルクを増大させるものとした。検出された機関回転速度に応じて、走行用モータ５０の出力トルクを増減させるフィードバック制御を行うことで、機関回転速度を、予め設定された目標回転速度に追従させることで、機関出力軸８の回転速度変動を抑制することができる。

なお、本実施例において、機関回転速度が目標回転速度を下回ると判定された場合は、走行用モータ５０の出力トルクを低減させるものとしたが、機関回転速度が目標回転速度に追従するよう低下させる手法は、これに限定されるものではない。例えば、走行用モータ５０の出力トルクが一部ゼロとなるように低減させても良いし、走行用モータ５０の出力トルクをマイナスの値、すなわち走行用モータ５０を発電機として機能させて回生を行い、ロータ５２に係合している機関出力軸８に制動力を伝達することで、機関回転速度を低下させるものとしても良い。

また、本実施例において、機関出力軸８の目標回転速度は、スタータモータ７のみを用いてクランキングを行った場合に比べて高い回転速度に設定されるものとしたが、目標回転速度の設定の態様は、これに限定されるものではない。例えば、図７−２に実線Ａで示すように目標回転速度を設定し、断続的に走行用モータ５０を力行させることで、機関回転速度を目標回転速度に追従させて回転速度変動を抑制するものとしても良い。また、破線Ｅで示すように目標回転速度を設定し、断続的に走行用モータ５０に回生制動を行わせることで、回転速度変動を抑制するものとしても良い。また、一点鎖線Ｂで示すように目標回転速度を設定し、走行用モータ５０において交互に力行と回生制動を行わせることで、回転速度変動を抑制するものとしても良い。

本実施例に係るハイブリッド車両において制御手段としてのＥＣＵが実行するクランキング制御について、図１、図８を用いて説明する。図８は、スタータモータの出力トルクと、コンプレッショントルクと、走行用モータの出力トルクとの時間変化の一例を示す図であり、（ａ）は、スタータモータの出力トルクを示し、（ｂ）は、コンプレッショントルクを示し、（ｃ）は、フリクショントルクを示し、（ｄ）走行用モータの出力トルクを示し、（ｅ）は、機関出力軸に作用する合成トルクを示している。図９は、ＥＣＵが実行するクランキング制御を示すフローチャートである。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に示すように、本実施例に係るハイブリッド車両１において、内燃機関５に設けられたクランク角センサ９は、２つの磁気センサ等を組み合わせて構成されており、機関出力軸８の正確なクランク角を検出して、ＥＣＵ１００Ｂに送出している。

ＥＣＵ１００Ｂは、クランク角センサ９からのクランク角に係る信号を検出して、内燃機関５を、前回、非作動状態にした際に、機関出力軸８の回転が停止した時のクランク角（以下、停止角と記す）を検出している。検出された停止角は、制御変数としてＥＣＵ１００Ｂに記憶しておく。

また、ＥＣＵ１００Ｂは、機関出力軸８の停止角ごとに、スタータモータ７の作動開始時点からの経過時間と、走行用モータ５０の出力トルクとの関係を規定するマップ（以下、トルクマップと記す）を有している。トルクマップは、予め適合実験等により求められており、停止角ごとに複数設定されている。複数のトルクマップは、制御定数としてＥＣＵ１００ＢのＲＯＭ（記憶手段）に記憶されている。

トルクマップにおける走行用モータ５０の出力トルクは、図８に示すように、スタータモータ７の出力特性、すなわち作動開始時点Ｔ１からの出力トルクの時間変化（図８（ａ）参照）と、停止角ごとのコンプレッショントルクの時間変化（図８（ｂ）参照）と、フリクショントルクの時間変化（図８（ｃ）参照）から求められる。スタータモータ７は、作動開始時点Ｔ１から時間が経過するに従って出力トルクが低下する特性のものが用いられている。走行用モータ５０の出力トルクは、図８（ｄ）に示すように、スタータモータ７の作動開始時点Ｔ１から、コンプレッショントルクを抑制するため、コンプレッショントルクとは逆位相に変動するように設定されている。加えて、走行用モータ５０の出力トルクの振幅は、コンプレッショントルクを打ち消すために、コンプレッショントルクの振幅と略同一に設定されている。

スタータモータ７の出力トルクと、コンプレッショントルクと、走行用モータ５０の出力トルクは、それぞれ機関出力軸８に伝達されて作用する。つまり、これらトルクを合成したトルクが、図８（ｅ）に示すように、スタータモータ７の作動開始時点Ｔ１からの時間経過に対して、周期的な変動が生じないように、走行用モータ５０の出力トルクの時間変化であるトルクマップは、設定されている。

ところで、スタータモータ７の作動開始時点からのコンプレッショントルクの時間変化は、前回、内燃機関５が非作動状態となって機関出力軸８が停止したとき停止角に応じて、異なったものとなる。そこで、本実施例に係るＥＣＵ１００Ｂが実行するクランキング制御は、図９に示すように、まず、ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１００Ｂは、前回、内燃機関５が非作動状態にしたときの、機関出力軸８の停止角を取得する。

そして、ステップＳ２０４において、ＥＣＵ１００Ｂは、取得された機関出力軸８の停止角に対応するトルクマップ、すなわち走行用モータ５０の出力トルクにおけるスタータモータ７作動開始時点Ｔ１からの時間変化を取得する。

そして、ステップＳ２０６において、ＥＣＵ１００Ｂは、スタータモータ７を作動状態にすると共に、ステップＳ２０８において、取得されたトルクマップに従って走行用モータ５０の出力トルクを調整して出力し、当該出力トルクを機関出力軸８に伝達させる。

そして、ステップＳ２１０において、ＥＣＵ１００Ｂは、予め設定されたファイアリング条件を満たすか否かを判定する。ファイアリング条件は、例えば、機関回転速度が、予め設定されたファイアリング可能回転速度以上であるか否かの条件とすることができる。ファイアリング条件を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合、ＥＣＵ１００Ｂは、このクランキング制御ルーチンを終了する。

一方、ファイアリング条件を満たさないと（Ｎｏ）と判定された場合は、ＥＣＵ１００Ｂは、ステップＳ２０８に戻り、走行用モータ５０の出力トルクの調整を継続する。

このようにハイブリッド車両１は、機関出力軸８の停止角に対応する、スタータモータ７の作動開始時点からの経過時間と走行用モータ５０の出力トルクとの関係を規定するトルクマップを取得し、スタータモータ７を作動状態にすると共に、当該トルクマップに従って走行用モータ５０の出力トルクを調整して出力し、当該出力トルクを機関出力軸８に伝達させる。

このトルクマップにおいて、走行用モータ５０の出力トルクは、コンプレッショントルクとは逆位相に変動するよう設定されており、且つ、出力トルクの振幅は、コンプレッショントルクの振幅と略同一に設定されている。このため、機関出力軸８に作用するトルク、すなわち、スタータモータ７の出力トルクと、コンプレッショントルクと、走行用モータ５０の出力トルクが合成された合成トルクを、周期的な回転速度変動が打ち消されたものにすることができる。これにより、機関出力軸８に生じる回転速度変動を抑制することができる。

以上に説明したように、制御手段としてのＥＣＵ１００Ｂは、走行用モータ５０の出力トルクを、コンプレッショントルクとは逆位相に変動させるものとしたので、当該コンプレッショントルクに起因する機関出力軸８の周期的な回転速度変動を抑制してクランキングを行うことができる。

また、本実施例においては、制御手段としてのＥＣＵ１００Ｂは、機関出力軸８の停止角ごとにスタータモータ７の作動開始時点からの経過時間と走行用モータ５０の出力トルクとの関係を規定する複数のトルクマップが予め設定された記憶手段（ＲＯＭ）と、機関出力軸８の停止角を取得する停止角取得手段と、検出された停止角に対応したトルクマップを取得するトルクマップ取得手段とを有し、スタータモータ７を作動状態にすると共に、停止角に応じて取得されたトルクマップに従って走行用モータ５０の出力トルクを決定するものとした。停止角ごとに異なる、スタータモータ７の作動開始時点からのコンプレッショントルクの時間変化に対応して、走行用モータ５０の出力トルクを調整することができ、コンプレッショントルクに起因する機関出力軸８の周期的な回転速度変動を抑制することができる。

なお、本実施例において、走行用モータ５０の出力トルクは、常に力行させる、すなわち出力トルクは正の値に設定されているものとしたが、トルクマップにおいて設定される走行用モータ５０の出力トルクの時間変化は、この態様に限定されるものではない。例えば、走行用モータ５０の出力トルクをゼロに設定しておくものとしても良いし、走行用モータ５０の出力トルクをマイナスの値、すなわち走行用モータ５０を発電機として機能させて回生を行って機関出力軸８を制動することで、走行用モータ５０の出力トルクを、コンプレッショントルクとは逆位相に変動させ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走行用モータ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は、これに限定されるものではない。原動機としてのモータは、変速機構の入力軸に機械的動力を出力できれば良く、例えば、供給電力を機械的動力に変換して出力する機能のみを有する電動機として構成しても良い。

以上のように、本実施例に係る動力出力装置は、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る。

実施例１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。 スタータモータのみを用いて内燃機関のクランキングを行っているときの、機関出力軸に作用するトルクの時間変化を説明する図であり、（ａ）は、スタータモータから機関出力軸に伝達されるトルクを示し、（ｂ）は、ピストンから機関出力軸に伝達されるトルク（コンプレッショントルク）を示し、（ｃ）は、ピストンやカムが動くときに生じる摩擦力によるフリクショントルクを示し、（ｄ）は、機関出力軸に作用するスタータ作動時機関出力トルクを示す図である。 スタータモータのみを用いて内燃機関のクランキングを行っているときの機関回転速度の時間変化を示す図である。 実施例１に係る制御手段としてのＥＣＵが実行するクランキング制御を示すフローチャートである。 実施例１に係るクランキング制御において予め設定されている目標回転速度を示す図である。 実施例１に係るクランキング制御において予め設定されている目標回転速度の変形例を示す図である。 実施例２において、スタータモータの出力トルクと、コンプレッショントルクと、走行用モータの出力トルクとの時間変化の一例を示す図であり、（ａ）は、スタータモータの出力トルクを示し、（ｂ）は、コンプレッショントルクを示し、（ｃ）は、フリクショントルクを示し、（ｄ）は、走行用モータの出力トルクを示し、（ｅ）は、機関出力軸に作用する合成トルクを示している。 実施例２に係る制御手段としてのＥＣＵが実行するクランキング制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハイブリッド車両
５ 内燃機関
７ スタータモータ
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）
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）
５０ 走行用モータ（モータジェネレータ）
５２ ロータ
６６ 車両推進軸（推進軸）
７０ 終減速装置
８０ 駆動軸
８８ 駆動輪
１００，１００Ｂ ハイブリッド車両用電子制御装置（ＥＣＵ、制御手段、回転速度検出手段、回転速度判定手段、記憶手段、停止角取得手段、トルクマップ取得手段）

Claims (4)

1. 原動機として内燃機関と走行用モータとを備えたハイブリッド車両であって、
   内燃機関の機関出力軸を回転駆動可能なスタータモータを備え、
   走行用モータは、出力トルクを機関出力軸に伝達可能であり、
   スタータモータの作動／非作動状態と、走行用モータの出力トルクとを制御可能な制御手段を備え、
   制御手段は、
   スタータモータを作動状態にしたときに、
   走行用モータから機関出力軸に伝達する出力トルクを、機関出力軸の回転速度変動を抑制するよう調整する
   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、
   制御手段は、
   機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   機関回転速度が予め設定された目標回転速度を上回るか否かを判定する回転速度判定手段と、
   を含み、
   機関回転速度が目標回転速度を上回ると判定された場合には、走行用モータの出力トルクを低減させ、
   機関回転速度が目標回転速度以下であると判定された場合には、走行用モータの出力トルクを増大させる
   ことを特徴とするハイブリッド車両。
3. 請求項１又は２に記載のハイブリッド車両において、
   制御手段は、
   走行用モータの出力トルクを、機関出力軸に作用するコンプレッショントルクとは逆位相に変動させる
   ことを特徴とするハイブリッド車両。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両において、
   制御手段は、
   機関出力軸の停止角ごとに、スタータモータの作動開始時点からの経過時間と走行用モータの出力トルクとの関係を規定する複数のトルクマップが、予め設定されている記憶手段と、
   機関出力軸の停止角を取得する停止角取得手段と、
   検出された停止角に対応したトルクマップを取得するトルクマップ取得手段と、
   を有し、
   停止角に応じて取得されたトルクマップに従って走行用モータの出力トルクを決定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両。

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