JP2010076712A - 車両用駆動装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行を迅速かつスムーズに行う。
【解決手段】本発明の車両用駆動装置の制御方法は、電動モータ９を駆動してエンジン２を停止するモータ走行モードから、エンジン２を駆動して電動モータ９を停止または駆動するエンジン走行モードに移行する前に、流体伝動装置（４）のロックアップクラッチ７を締結するステップ（Ｓ１）と、上記モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時に、上記エンジン２を始動するとともに（Ｓ２）、エンジン２と車輪（Ｒ）との間で動力を伝達または切断する断続手段８の上流部と下流部とを同期させるステップ（Ｓ５）と、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が確認された後に上記断続手段８を締結するステップ（Ｓ８）とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンと、該エンジンに連結されて車輪を駆動する自動変速機と、該自動変速機を介さずに車輪を駆動する電動モータと、上記自動変速機とエンジンとの間で流体を介した動力伝達を行うとともに、内蔵されたロックアップクラッチにより両者を直結することが可能な流体伝動装置と、上記エンジンと車輪との間で動力を伝達または切断する断続手段とを備え、上記電動モータを駆動して上記エンジンを停止するモータ走行モードと、上記エンジンを駆動して上記電動モータを停止または駆動するエンジン走行モードとの間で駆動形式を切り替え可能な車両用駆動装置を制御する方法に関する。

近年、自動車の分野では、燃費性能が最重要視されてきており、より燃費性能に優れた自動車として、エンジンおよび電動モータからなる複数の動力源を組合せ、その動力源を状況に応じ同時にまたは個々に作動させて走行するいわゆるハイブリッド車が開発されてきたのは周知の通りである。

このようなハイブリッド車の一種として、例えば下記特許文献１に示されるものが知られている。具体的に、この下記特許文献１のハイブリッド車では、例えば通常の発進時や定常走行時等には専ら電動モータが走行用の動力源として用いられる一方、上記電動モータに電力を供給する蓄電装置の残容量が少なくなったときや、より大きな駆動力が必要となったときには、エンジン単体、もしくはエンジンおよび電動モータの両方が走行用の動力源として用いられるようになっている。
特開２００６−２００６４４号公報

ところで、上記のようなハイブリッド車において、電動モータのみを用いて走行するモータ走行モードから、エンジンのみ（もしくはエンジンおよび電動モータの両方）を用いて走行するエンジン走行モードに移行する際には、エンジンと車輪（駆動輪）とを断続するためのクラッチ等の断続手段を締結状態に復帰させる必要がある。例えば、上記特許文献１では、エンジンのクランク軸と自動変速機の入力軸との間に、両者を断続可能に連結するクラッチ（入力クラッチ）を設け、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際には、上記クラッチを解放状態から締結状態に復帰させてエンジンの駆動力を車輪に伝達するようにしている。

しかしながら、上記クラッチ等の断続手段を締結するときのエンジンの回転速度が、車両の走行速度に対応する回転速度に正確に一致していないような場合には、断続手段を締結したときに車輪に伝達される駆動力が急変して車室内の乗員にショックが加わるおそれがある。もちろん、断続手段の締結を徐々に行えば、上記のようなショックを緩和することができるが、このようにすると、断続手段の締結開始から完了までに時間がかかり、速やかに走行モードを変更することができなくなってしまう。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行を迅速かつスムーズに行うことが可能な車両用駆動装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンと、該エンジンに連結されて車輪を駆動する自動変速機と、該自動変速機を介さずに車輪を駆動する電動モータと、上記自動変速機とエンジンとの間で流体を介した動力伝達を行うとともに、内蔵されたロックアップクラッチにより両者を直結することが可能な流体伝動装置と、上記エンジンと車輪との間で動力を伝達または切断する断続手段とを備え、上記電動モータを駆動して上記エンジンを停止するモータ走行モードと、上記エンジンを駆動して上記電動モータを停止または駆動するエンジン走行モードとの間で駆動形式を切り替え可能な車両用駆動装置を制御する方法であって、上記モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する前に上記流体伝動装置のロックアップクラッチを締結するステップと、上記モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時に、上記エンジンを始動するとともに上記断続手段の上流部と下流部とを同期させるステップと、上記断続手段の上流部と下流部との同期が確認された後に上記断続手段を締結するステップとを含むことを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する前に、流体伝動装置のロックアップクラッチをあらかじめ締結してエンジンと自動変速機とを流体を介さず直接的に連結することにより、エンジン走行モードへの移行時に必要な同期処理、つまり、エンジンと車輪との間に介在する断続手段の上流部と下流部とをエンジン側トルクを増減させることで同期させる処理を、エンジンと自動変速機との間に流体による滑りが発生しない状態（つまりエンジン側トルクをダイレクトに反映できる状態）で行うことができるため、上記断続手段の上流部と下流部とを迅速かつ精度よく同期させることができる。そして、両者を同期させる処理が完了した後に上記断続手段を締結することにより、断続手段を素早く締結状態に切り替えたとしても、その上流部と下流部との回転速度差によるショックがほとんど発生することがない。このため、例えば断続手段を徐々に締結するといった措置をとらなくても、断続手段の締結時に車輪に伝達される駆動力が急変して乗員にショックが加わるといった事態を有効に回避でき、上記モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行を迅速かつスムーズに行えるという利点がある。

本発明において、好ましくは、上記断続手段を締結するステップの前に上記ロックアップクラッチを解放する（請求項２）。

このようにすれば、上記断続手段を締結するときに、その上流部と下流部との間に仮に誤差等による回転速度差が生じていたとしても、流体伝動装置内の流体により締結時のショックを吸収することができるため、多少の同期誤差（誤差による回転速度差）を許容しつつ、エンジン走行モードへの移行をスムーズに行えるという利点がある。

上記断続手段が、油圧回路から供給される油圧により駆動される油圧駆動式の断続手段である場合、上記断続手段の上流部と下流部との同期が確認される前に、上記断続手段を完全に締結するのに必要な圧力よりも低いプリチャージ圧まで上記油圧を高め、上記断続手段の上流部と下流部との同期が確認されると、上記油圧をさらに高めて上記断続手段の締結を完了させることが好ましい（請求項３）。

このように、断続手段の上流部と下流部との同期が確認される前にプリチャージ圧によって断続手段をあらかじめ締結直前の状態にしておき、同期が確認された時点で油圧をさらに高めて断続手段の締結を完了させるようにした場合には、必要時に断続手段を迅速に締結状態に切り替えることができるため、断続手段の締結時にショックが発生するのを高精度な同期処理により防止しながら、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行に要する時間をより効果的に短縮できるという利点がある。

上記自動変速機が、所定の変速段を形成するために締結が必要な複数の摩擦締結要素を有する場合、このうち変速段に応じた特定の摩擦締結要素を上記断続手段として締結または解放することにより、上記エンジンと車輪との間で動力を伝達または切断することが好ましい（請求項４）。

このように、自動変速機に本来的に備わる摩擦締結要素を断続手段として利用した場合には、例えば上記摩擦締結要素とは別の専用のクラッチを設けてこのクラッチにより動力の断続を行うようにした場合と異なり、走行モードに応じた動力の断続を簡単な構成で効率よく行えるという利点がある。

以上説明したように、本発明の車両用駆動装置の制御方法によれば、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行を迅速かつスムーズに行えるという利点がある。

図１は、本発明にかかる車両用駆動装置の制御方法が適用されるハイブリッド型車両１（以下、単に車両１という）の全体構成を示す概略平面図、図２は、車両用駆動装置の制御系を示すブロック図である。これらの図に示される車両用駆動装置は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関からなるエンジン２と、このエンジン２の駆動力を所定の減速比で減速しつつドライブシャフト１５に伝達する自動変速機５と、この自動変速機５の入力軸２０（図３参照）と上記エンジン２のクランク軸（図示省略）とを連動連結するトルクコンバータ４（本発明にかかる流体伝動装置に相当）と、このトルクコンバータ４とエンジン２との間に設けられ、エンジン２の始動および発電を行うＩＳＧ（Integrated Starter Generator）３と、上記エンジン２とは別体の動力源として設けられた電動モータ９と、上記ＩＳＧ３等で発電された電力を蓄える蓄電装置としてのバッテリ１４と、このバッテリ１４からの供給電力を交流に変換して上記電動モータ９を駆動するインバータ１３と、これら各部を統括的に制御するＥＣＵ１２とを備えている。

図１に示すように、上記ドライブシャフト１５の後端部（反エンジン側の端部）には差動装置１６が設けられており、エンジン２または電動モータ９により回転駆動される上記ドライブシャフト１５の駆動力が、この差動装置１６を介することにより左右一対の後輪Ｒに分配されて各後輪Ｒがそれぞれ回転駆動されるようになっている。すなわち、図例の車両１は、後輪Ｒのみが駆動されるいわゆるＦＲ車であり、前輪Ｆは従動輪である。

上記ＩＳＧ３は、エンジン２のクランク軸を強制回転させてエンジン２を始動するスタータとしての機能、およびエンジン２のクランク軸から駆動力を得て発電するオルタネータとしての機能の両方を兼ね備えたものである。また、ＩＳＧ３は、エンジン２の始動および発電だけでなく、加速時等にエンジン２にトルクを付与するいわゆるトルクアシストを行うことも可能とされている。

上記電動モータ９は、例えば３相の交流同期モータ等からなり、上記ドライブシャフト１５の途中部に減速ギヤ機構１０を介して連動連結されている。減速ギヤ機構１０にはモータクラッチ１１が内蔵され、このモータクラッチ１１を介して上記電動モータ９とドライブシャフト１５とが断続可能に連結されている。そして、上記電動モータ９は、必要時にバッテリ１４からインバータ１３を介して電力の供給を受けることにより、上記減速ギヤ機構１０を介してドライブシャフト１５を駆動する一方、減速時や下り坂走行時等には、上記ドライブシャフト１５から駆動力を得て発電を行い、その発電電力を上記バッテリ１４に蓄電するように構成されている。

図２に示すように、上記ＥＣＵ１２は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびＩ／Ｏ（入出力インターフェース）等を有し、このうちＲＯＭには、車両１の運転に必要な各種制御プログラムや、図４に示される締結表および図５に示される変速マップに相当する制御データ等があらかじめ格納されている。なお、ＲＡＭには制御プログラムの実行に必要な種々のワークメモリが格納されている。

上記ＥＣＵ１２には、車両１の各部に設けられた種々のセンサ類が電気的に接続されている。具体的に、ＥＣＵ１２には、車両１の走行速度（車速）Ｖを検出する車速センサ３０と、エンジン２の吸気系に設けられたスロットル弁を開閉操作する図外のアクセルペダルの開度ＡＯを検出するアクセル開度センサ３１と、エンジン２の吸入空気量を検出する吸入空気量センサ３２と、エンジン２のクランク軸の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ３３と、自動変速機５を操作する操作レバーの位置（Ｄレンジ、Ｐレンジ、Ｒレンジ等）を検出するレバー位置センサ３４と、ＩＳＧ３の軸回転速度を検出するＩＳＧ回転速度センサ３５と、バッテリ１４からＩＳＧ３に入力される入力電流またはＩＳＧ３で発電されてバッテリ１４に出力される出力電流を検出するＩＳＧ電流センサ３６と、電動モータ９の軸回転速度を検出するモータ回転速度センサ３７と、電動モータ９の入出力電流を検出するモータ電流センサ３８と、バッテリ１４の残容量を検出するバッテリセンサ３９と、ドライブシャフト１５の回転速度を検出するドライブシャフト回転速度センサ４０とがそれぞれ接続されており、これら各センサ３０〜４０により検出された各種制御情報が上記ＥＣＵ１２に電気信号として入力されるようになっている。

上記ＥＣＵ１２は、上記各センサ３０〜４０からの入力情報に基づいて種々の演算を実行し、その結果に基づいて上記エンジン２、ＩＳＧ３、トルクコンバータ４、自動変速機５、電動モータ９、インバータ１３、およびバッテリ１４の動作を統括的に制御する。そして、このようにＥＣＵ１２によって各部が制御されることにより、当実施形態の車両１では、例えば低速かつ低アクセル開度（低負荷）の運転状態のときに、電動モータ９を駆動してエンジン２を停止するモータ走行モードに切り替わり、低速かつ低アクセル開度以外の運転状態のときに、エンジン２を駆動して電動モータ９を停止するエンジン走行モードに切り替わるようになっている。

次に、上記トルクコンバータ４および自動変速機５の具体的構造について説明する。まず、トルクコンバータ４について説明すると、このトルクコンバータ４は、詳細な図示は省略するが、エンジン２のクランク軸と一体に回転するポンプインペラと、このポンプインペラに対向するように配置されたタービンランナと、これらポンプインペラおよびタービンランナの間に配置されたステータ（固定翼）とを有し、エンジン２により回転駆動された上記ポンプインペラの回転が、トルクコンバータ４内に充満された作動流体としてのオイル（以下、作動油という）を介して上記タービンランナに伝達されるようになっている。上記タービンランナは、トルクコンバータ４の出力軸となるタービン軸に連結されており、上記タービンランナがポンプインペラにより作動油を介して回転駆動されることにより、このタービンランナと一体にタービン軸が回転するようになっている。

上記トルクコンバータ４には、上記タービンランナとエンジン２のクランク軸とを直結するためのロックアップクラッチ７（図１）が内蔵されており、必要に応じてこのロックアップクラッチ７が締結されることにより、エンジン２と自動変速機５との間で動力がロスなく（流体による滑りなく）伝達されるようになっている。

図３は自動変速機５の骨子図であり、その入力軸２０よりも上側の部分のみを図示したものである。本図に示すように、自動変速機５は、第１遊星ギヤ機構２１および第２遊星ギヤ機構２２を有するとともに、これら各ギヤ機構２１，２２を含む動力伝達経路を切り替える摩擦締結要素として、フォワードクラッチＣ１、ローリバースブレーキＢ１、２−４ブレーキＢ２、３−４クラッチＣ２、およびリバースクラッチＣ３を有しており、これら各摩擦締結要素の断続に応じて、前進４段および後退段からなる複数の変速段を達成可能なように構成されている。そして、上記トルクコンバータ４のタービン軸と一体に回転する上記入力軸２０の回転が、上記各変速段に応じた減速比で減速された後に出力ギヤ１９に伝達されるようになっている。

上記各摩擦締結要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２は、図外の油圧回路からの油圧により駆動される油圧駆動式の摩擦締結要素であり、上記油圧回路に含まれるソレノイドバルブ等からなる切替弁の作動に応じて油路・油圧が切り替えまたは変更されることにより、上記各摩擦締結要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２が適宜締結または解放されるようになっている。

上記第１遊星ギヤ機構２１は、サンギヤ２１ｓおよびリングギヤ２１ｒと、これら両ギヤ２１ｓ，２１ｒの間に装着された複数のプラネタリギヤ２１ｐと、このプラネタリギヤ２１ｐを保持するキャリア２１ｃ等を備えており、このうちのキャリア２１ｃに出力ギヤ１９が一体的に連結されている。第２遊星ギヤ機構２２は、サンギヤ２２ｓおよびリングギヤ２２ｒと、これら両ギヤ２２ｓ，２２ｒの間に装着された複数のプラネタリギヤ２２ｐと、このプラネタリギヤ２２ｐを保持するキャリア２２ｃ等を備えている。

上記フォワードクラッチＣ１は、入力軸２０に固定された部材２３と、サンギヤ２１ｓに固定された部材２４との間に設けられており、入力軸２０とサンギヤ２１ｓとを断続可能に連結している。キャリア２１ｃは、部材２５を介してリングギヤ２２ｒと一体的に連結されており、キャリア２２ｃは、部材２６を介してリングギヤ２１ｒと一体的に連結されている。ローリバースブレーキＢ１は、自動変速機５のケースと上記部材２６との間に設けられ、リングギヤ２１ｒおよびキャリア２２ｃとケースとを断続可能に連結している。

サンギヤ２２ｓは部材２７に一体的に連結され、キャリア２２ｃは部材２８に一体的に連結されている。２−４ブレーキＢ２は、自動変速機５のケースと上記部材２７の間に設けられ、サンギヤ２２ｓとケースとを断続可能に連結している。３−４クラッチＣ２は、入力軸２０に固定された部材２９と上記部材２８との間に設けられ、キャリア２２ｃと入力軸２０とを断続可能に連結している。リバースクラッチＣ３は、上記部材２７と部材２９の間に設けられ、サンギヤ２２ｓと入力軸２０とを断続可能に連結している。

図４は、上記自動変速機５における１速〜４速および後退速の５つの変速段と、クラッチやブレーキからなる５つの摩擦締結要素Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の締結状態との関係を示す締結表であり、○印と●印が締結を示し、空欄が解放を示している。本図によれば、１速〜４速または後退速のときに、上記５つの摩擦締結要素Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２のうちの２つが選択的に締結され、他は解放状態とされる。なお、図４の締結表には、電動モータ９に連結された減速ギヤ機構１０のモータクラッチ１１の締結状態も記載されている。

次に、変速マップの一例について図５に基づいて説明する。この変速マップは、車速Ｖおよびアクセル開度ＡＯ（または吸入空気量）をパラメータとして、１速〜４速の変速段をどのように設定するかを示すものである。なお、実際には、通常の変速マップと同様に、ダウンシフトの変速ラインはアップシフトの変速ラインよりも幾分低速側にシフトして設定されているが、それらの変速ラインが共通のラインであるとして説明する。

図５において、低速かつ低アクセル開度（低負荷）の運転領域に設定された第１運転領域Ｍ（斜線で示す領域）では、電動モータ９を駆動してエンジン２を停止することにより、電動モータ９のみを動力源として用いるモータ走行モードで車両１が運転される領域である。一方、第１運転領域Ｍよりも高速・高負荷側に設定された第２運転領域Ｅは、電動モータ９を停止してエンジン２を駆動することにより、エンジン２のみを動力源として用いるエンジン走行モードで車両１が運転される領域である。

また、図５では、上記エンジン走行モードに対応する第２運転領域Ｅのうち、上記自動変速機５の変速段として１速（１ｓｔ）が選択される運転領域をＥ１、２速（２ｎｄ）が選択される運転領域をＥ２、３速（３ｒｄ）が選択される運転領域をＥ３、４速（４ｔｈ）が選択される運転領域をＥ４として表記している。一方、上記モータ走行モードに対応する第１運転領域Ｍのうち、上記１速〜４速の運転領域Ｍ１〜Ｅ４より低速・低負荷側の領域Ｍ１〜Ｍ４では、上記１速〜４速を形成するのに締結が必要な摩擦締結要素（Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２）のうちの１部が解放された擬似１速〜擬似４速が選択されるようになっている。

先の図４に示した締結表では、エンジン走行モードおよびモータ走行モードの両方で締結される摩擦締結要素を○印で、エンジン走行モードのときにのみ締結される（つまりモータ走行モードになると解放される）摩擦締結要素を●印でそれぞれ示している。すなわち、エンジン走行モードでは、○印および●印の両方の摩擦締結要素がともに締結されることにより、１速〜４速または後退速のいずれかが形成される一方、モータ走行モードでは、○印の摩擦締結要素が締結され、かつ●印の摩擦締結要素が解放されることにより、疑似１速〜擬似４速または擬似後退速のいずれかが形成される。

具体的に、図４の締結表によれば、擬似１速〜擬似３速ではフォワードクラッチＣ１のみが締結され、擬似４速では２−４ブレーキＢ２のみが締結され、擬似後退速ではローリバースブレーキＢ１のみが締結されるようになっている。このような擬似変速段（擬似１速〜擬似４速、擬似後退速）が選択される上記モータ走行モードでは、自動変速機５が遊転状態（擬似ニュートラル）となるため、後輪Ｒの回転がエンジン２に伝達されることはなく、エンジン２の引き摺り現象が発生しないようになっている。

図５の矢印Ｓ１〜Ｓ３は、車両１の運転状態がモータ走行モードに対応する第１運転領域Ｍにある状態（つまり電動モータ９が動力源として用いられている状態）で、図外のアクセルペダルが運転者により踏み込み操作されてアクセル開度ＡＯが開側に変位することにより、運転状態が高負荷側の第２運転領域Ｅに移行して、車両１の駆動形式が、上記モータ走行モードから、エンジン２を動力源としたエンジン走行モードに切り替わるところを示している。このうち、矢印Ｓ１は、上記第１運転領域Ｍのうち擬似２速が選択される運転領域Ｍ２から、上記第２運転領域Ｅのうち１速が選択される運転領域Ｍ１への移行を示している。また、同様に、矢印Ｓ２は、擬似３速の運転領域Ｍ３から２速の運転領域Ｍ２への移行を、矢印Ｓ３は、擬似４速の運転領域Ｍ４から３速のエンジン運転領域Ｍ３への移行をそれぞれ示している。

上記矢印Ｓ１のように運転領域がＭ２からＥ１に移行する際には、２速のときに締結が必要な２つの摩擦締結要素Ｃ１，Ｂ２のうち２−４ブレーキＢ２が解放された擬似２速の状態から、フォワードクラッチＣ１の締結が維持されたままローリバースブレーキＢ１が締結されることにより、自動変速機５の変速段が１速に変更され、その結果、上記領域移行時に始動されるエンジン２の駆動力が１速に対応する変速比でドライブシャフト１５に伝達されることになる。

同様に、上記矢印Ｓ２のように運転領域がＭ３からＥ２に移行する際には、３速のときに締結が必要な２つの摩擦締結要素Ｃ１，Ｃ２のうち３−４クラッチＣ２が解放された擬似３速の状態から、フォワードクラッチＣ１の締結が維持されたまま２−４ブレーキＢ２が締結されることにより、自動変速機５の変速段が２速に変更される。また、上記矢印Ｓ３のように運転領域がＭ４からＥ３に移行する際には、４速のときに締結が必要な２つの摩擦締結要素Ｃ２，Ｂ２のうち３−４クラッチＣ２が解放された擬似４速の状態から、２−４ブレーキＢ２が解放されかつフォワードクラッチＣ１および３−４クラッチＣ２が締結されることにより、自動変速機５の変速段が３速に変更される。

このように、上記矢印Ｓ１〜Ｓ３に示した領域移行の際には、２速〜４速のときに締結が必要な摩擦締結要素のうち●の要素Ｃ２，Ｂ２を解放した擬似２速〜擬似４速の状態から、１速〜３速のときに締結される●要素Ｃ２，Ｂ１，Ｂ２を含む摩擦締結要素が締結されることにより、自動変速機５の変速段が１速〜３速に変更されるようになっている。なお、上記矢印Ｓ１〜Ｓ３と逆方向の領域移行が行われる際には、上記各摩擦締結要素Ｃ２，Ｂ１，Ｂ２が解放される。

また、上記以外の領域移行、例えば、運転領域Ｍ１（またはＭ２，Ｍ３，Ｍ４）と運転領域Ｍ１（またはＥ２，Ｅ３，Ｅ４）との間での移行時等も、図４の締結表において●が付されたＣ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２を含む摩擦締結要素が適宜締結または解放されることにより、自動変速機５の変速段が、エンジン２とドライブシャフト１５との間の動力伝達を切断する変速段（擬似１速〜擬似４速または擬似後退速）と、エンジン２とドライブシャフト１５とを所定の減速比で連動連結する変速段（１速〜４速または後退速）との間で変更されるようになっている。

以上のように、モータ走行モードに対応する運転領域Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）と、エンジン走行モードに対応する運転領域Ｅ（Ｅ１〜Ｅ４）との間で車両１の運転状態が移行する際には、図４の●の摩擦締結要素Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２のいずれかを少なくとも締結もしくは解放することにより、エンジン２とドライブシャフト１５（およびこれに連結された後輪Ｒ）との間で動力の断続が行われる。以下では、このように走行モードの切り替え時に締結もしくは解放される摩擦締結要素Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２をまとめて、断続手段８（図１、図３参照）と言うことがある。

次に、以上のように構成された当実施形態の車両用駆動装置において、駆動形式がモータ走行モードからエンジン走行モードに切り替わる際に行われる制御動作について、図６および図７を用いて説明する。なお、図６は、モータ走行モードからエンジン走行モードに切り替わる際にＥＣＵ１２により実行される制御の内容を示すフローチャートであり、図７は、このときの各部の動作を時系列で示すタイムチャートである。

まず、モータ走行モードで車両１が運転されている状態で図６のフローチャートがスタートすると、ＥＣＵ１２は、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ７を締結する制御を実行する（ステップＳ１）。すなわち、図７（ｇ）の初期の部分に示すように、ロックアップクラッチ７を締結する旨の制御信号がＥＣＵ１２から出力されることにより、図７（ｈ）に示すようにロックアップクラッチ７が締結状態に切り替わり、これによってエンジン２のクランク軸とトルクコンバータ４のタービンランナとが直結される。

次いで、ＥＣＵ１２は、車両１の運転状態が、モータ走行モードに対応する運転領域Ｍから、エンジン走行モードに対応する運転領域Ｅに移行したか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、図７（ａ）（ｂ）に示すように、車両１を加速させる（つまり車速Ｖを増大させる）ために運転者が時点ｔ１でアクセルペダルを踏み込み、これに応じてアクセル開度ＡＯが開側に所定量変化したときに、現時点での車速Ｖとアクセル開度ＡＯの変化とが図５の変速マップに照らされて調べられることにより、車両１の運転状態が、モータ走行モードに対応する運転領域Ｍからエンジン走行モードに対応する運転領域Ｅに移行したか否かが判定される。

上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されてエンジン走行モードに対応する運転領域Ｅに移行したことが確認された場合、ＥＣＵ１２は、停止状態にあったエンジン２を始動する制御を実行する（ステップＳ３）。すなわち、図７（ｄ）に示すように、上記運転領域Ｅに移行した時点ｔ１から所定時間が経過した時点ｔ２で、ＩＳＧ３のトルクを駆動側に増大させてエンジン２のクランク軸を強制回転させるとともに、これに合わせて所定量の燃料をエンジン２に供給することにより、エンジン２を始動する（図７（ｅ）参照）。なお、上記ＩＳＧ３のトルクは、エンジン２の始動が開始されてから所定時間の間は比較的高い値に維持され、エンジン２に対するトルクアシストが行われる。これにより、図７（ｅ）に示すように、エンジン２の始動を開始した時点ｔ２の直後、エンジン２の回転速度は急速に上昇する。

また、ＥＣＵ１２は、上記エンジン２の始動開始とほぼ同時に、自動変速機５を擬似変速段（擬似１速〜擬似４速等）から所定の変速段（１速〜４速等）に切り替えるための準備として、上記断続手段８（図３のＣ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２のいずれか）にプリチャージ圧を供給する制御を実行する（ステップＳ４）。すなわち、図７（ｉ）の時点ｔ２に示すように、上記断続手段８に油圧を供給する油圧回路のライン圧を、断続手段８が完全に締結するのに必要な圧力よりも所定量小さいプリチャージ圧まで上げることにより、断続手段８を締結直前の状態にする。例えば、モータ走行モードからエンジン走行モードへの領域移行が、図５の矢印Ｓ３に示すように、擬似４速の運転領域Ｍ４から３速の運転領域Ｅ３への移行である場合には、変速段を３速に切り替えるために、断続手段８としての３−４クラッチＣ２を解放状態から締結状態に切り替える必要があるため（図４参照）、この３−４クラッチＣ２にプリチャージ圧を供給する。

なお、上記のように変速段を擬似４速から３速に切り替えるには、図４に示すように、上記３−４クラッチＣ２の締結以外に、２−４ブレーキＢ２を解放しかつフォワードクラッチＣ１を締結する必要があるが、これら２−４ブレーキＢ２やフォワードクラッチＣ１に対しては、上記のような領域移行が確認されてから速やかに解放および締結の指令が出される。すなわち、上記領域移行が確認された時点ｔ２の直後に、フォワードクラッチＣ１を完全に締結させるための高い油圧を油圧回路から供給し、かつ２−４ブレーキＢ２への供給油圧を解除する旨の指令がＥＣＵ１２から出力され、油圧系の応答遅れによる所定のタイムラグの後に、フォワードクラッチＣ１が完全に締結されかつ２−４ブレーキＢ２が解放される。このとき、上述したように、３−４クラッチＣ２にはプリチャージ圧しか供給されておらず、３−４クラッチＣ２は完全に締結されていないため、自動変速機５の変速段はこの時点で一時的に擬似４速から擬似３速に変化する。図７（ｃ）の破線部分の段差Ｐ１は、このような擬似変速段の間での変速段の変化を表わしている。なお、図７（ｃ）では、実質的にニュートラルとなる上記擬似変速段の状態を破線で示し、その状態から所定の変速段に変位して動力伝達が行われる状態を実線で示している。

上記のように断続手段８にプリチャージ圧を供給した後、ＥＣＵ１２は、上記ＩＳＧ３のトルク値を低下させてエンジン２の回転速度を現時点での車速Ｖに見合った値に調節することにより、上記断続手段８の上流部と下流部の回転速度差をほぼゼロにして両者を同期させる制御を開始する（ステップＳ５）。すなわち、上記ＩＳＧ３のトルク値を高い値（図７（ｄ）の時点ｔ２以後の値）に維持したままでは、エンジン２の回転速度が上昇を続けて現時点での車速Ｖに見合った値を超えてしまうので、図７（ｄ）の時点ｔ３においてＩＳＧ３のトルク値を低下させることにより、エンジン回転速度の上昇を抑えて適正値に収束させるようにする。

ここで、「現時点での車速Ｖに見合ったエンジン回転速度」とは、現時点での車速Ｖに応じた回転速度で回転するドライブシャフト１５に対し、自動変速機５の変速段に対応する速度比をもってクランク軸が回転するようにエンジン２を駆動制御したときのクランク軸の回転速度である。例えば、図５の矢印Ｓ３に示すように、運転領域がＭ４からＥ３に移行した場合、エンジン走行モードに切り替わる際に自動変速機５の変速段は３速になるので、断続手段８（この場合は３−４クラッチＣ２）の上流部と下流部とを同期させるには、現時点でのドライブシャフト１５の回転速度に対し３速の減速比の分だけ速い速度でエンジン２のクランク軸が回転するように、ＩＳＧ３のトルク値を調節してクランク軸の回転を制御すればよい。これにより、断続手段８としての３−４クラッチＣ２の上流部と下流部との回転速度差、すなわち、図３に示した入力軸２０側の部材２９と出力ギヤ１９側の部材２８との回転速度差をほぼゼロにして両者を同期させることができる。図７（ｆ）は、上記断続手段８の上流部と下流部との回転速度差を示しており、この図７（ｆ）によれば、上記ＩＳＧ３のトルク値を低下させる制御（回転同期制御）を開始してからまもなくして、上記回転速度差がゼロになり同期が完了していることが分かる。

なお、エンジン走行モードに切り替わる際の変速段が３速以外の場合でも、同様に、各変速段に応じた回転速度でクランク軸が回転するようにエンジン２を制御すればよい。例えば、図５の矢印Ｓ２に示すように、車両１の運転状態が２速の運転領域Ｅ２に移行することにより、エンジン走行モードに切り替わる際に自動変速機５の変速段が２速に設定される場合には、現時点でのドライブシャフト１５の回転速度に対し２速の減速比の分だけ速い速度でクランク軸が回転するようにエンジン２を制御すれば、断続手段８の上流部と下流部とを同期させることができる。２速の場合、図４に示したように２−４ブレーキＢ２が断続手段８に相当するが、この２−４ブレーキＢ２の上流部と下流部とは、それぞれ、図３に示される部材２７、および自動変速機５のケースに相当し、エンジン２のクランク軸が上記のような回転速度で回転することにより、部材２７の回転速度がケースと同じくゼロになって両者の同期が図られる。

このように断続手段８の上流部と下流部とを同期させる制御が開始されるのに引き続き、ＥＣＵ１２は、図７（ｇ）のＰ２部に示すように、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ７を解放すべく、このロックアップクラッチ７に対し解放を指示する旨の制御信号を出力する（ステップＳ６）。これにより、ロックアップクラッチ７を駆動する油圧系の応答遅れによる所定のタイムラグの後、図７（ｈ）のＰ３部に示すように、ロックアップクラッチ７が解放状態に切り替わり、これによってエンジン２のクランク軸とトルクコンバータ４のタービンランナとの直結が解除される。そして、このようにロックアップクラッチ７による動力の直結が解除されることにより、エンジン２と自動変速機５との間では、流体（作動油）を介して動力が伝達されるようになる。

上記のようにロックアップクラッチ７を解放する指示を出した後、ＥＣＵ１２は、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が完了したか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ７）。具体的には、エンジン回転速度センサ３３により検出されるクランク軸の回転速度と、ドライブシャフト回転速度センサ４０により検出されるドライブシャフト１５との回転速度とを比較して両者の速度比を求め、この速度比が、エンジン走行モード切替時に設定される自動変速機５の変速段に見合う速度比に一致するか否かに基づいて、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が完了したか否かを判定する。

上記ステップＳ７でＹＥＳと判定されて同期が確認された場合、ＥＣＵ１２は、同期が確認された図７（ｆ）の時点ｔ４から所定時間が経過した後に、上記断続手段８を完全に締結させるのに必要な油圧を断続手段８に供給することにより、断続手段８の締結を完了させる制御を実行する（ステップＳ８）。すなわち、図７（ｉ）に示すように、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が確認された時点ｔ４から所定時間が経過した時点ｔ５で、上記断続手段８に油圧を供給する油圧回路のライン圧が、断続手段８が完全に締結するのに必要な圧力まで高められ、これに応じて断続手段８が完全な締結状態へと切り替わる。このとき、断続手段８には事前にプリチャージ圧が供給されていることから、断続手段８の締結完了は速やかになされる。そして、このように断続手段８の締結が完了することにより、自動変速機５において所定の変速段（１速〜４速等）が形成され、その変速段に対応する減速比でエンジン２とドライブシャフト１５（およびこれに連結された後輪Ｒ）とが連動連結される。なお、上記断続手段８を完全に締結させる時点ｔ５は、ロックアップクラッチ７の解放が完了する時点（図７（ｈ）のＰ３部の時点）よりも遅い時点に設定される。

また、上記のように断続手段８の締結が完了するのに合わせて、ＥＣＵ１２は、上記インバータ１３から電動モータ９への電力供給を徐々にストップすることにより、図７（ｊ）に示すように、電動モータ９のトルク値を徐々にゼロにしてその駆動を停止する制御を実行する（ステップＳ９）。これにより、電動モータ９が完全に停止した時点ｔ６で、車両１の動力源が電動モータ９からエンジン２へと完全に切り替わり、エンジン１のみを動力源としたエンジン走行モードで車両１が運転されることになる。

以上説明したように、当実施形態の車両用駆動装置は、エンジン２と、該エンジン２に連結されて後輪Ｒを駆動する自動変速機５と、該自動変速機５を介さずに後輪Ｒを駆動する電動モータ９と、上記自動変速機５とエンジン２との間で流体（作動油）を介した動力伝達を行うとともに、内蔵されたロックアップクラッチ７により両者を直結することが可能な流体伝動装置としてのトルクコンバータ４と、上記エンジン２と後輪Ｒとの間で動力を伝達または切断する断続手段８とを備え、上記電動モータ９を駆動して上記エンジン２を停止するモータ走行モードと、上記エンジン２を駆動して上記電動モータ９を停止するエンジン走行モードとの間で駆動形式を切り替え可能に構成されている。そして、このような車両用駆動装置を制御するにあたり、当実施形態では、上記モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する前に、上記トルクコンバータ４のロックアップクラッチ７を締結するステップ（Ｓ１）と、上記モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時に（より具体的にはエンジン走行モードに対応する運転領域Ｅへの移行時点ｔ１から所定時間の間に）、上記エンジン２を始動するとともに上記断続手段８の上流部と下流部とを同期させるステップ（Ｓ３，Ｓ５）と、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が確認された後に上記断続手段８を締結するステップ（Ｓ８）とを行うようにした。このような方法によれば、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行を迅速かつスムーズに行えるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する前に、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ７をあらかじめ締結してエンジン２と自動変速機５とを流体を介さず直接的に連結することにより、エンジン走行モードへの移行時に必要な同期処理、つまり、エンジン２と後輪Ｒとの間に介在する断続手段８の上流部と下流部とをエンジン側トルクを増減させることで同期させる処理を、エンジン２と自動変速機５との間に流体による滑りが発生しない状態（つまりクランク軸とタービンランナとの間で回転速度の不一致がなく、エンジン側トルクの増減をダイレクトに断続手段８の上流部に反映できる状態）で行うことができるため、上記断続手段８の上流部と下流部とを迅速かつ精度よく同期させることができる。そして、両者を同期させる処理が完了した後に上記断続手段８を締結することにより、例えば図７（ｉ）に示すように断続手段８に対する供給油圧を急速に高めて断続手段８を素早く締結状態に切り替えたとしても、その上流部と下流部との回転速度差によるショックがほとんど発生することがない。このため、例えば断続手段８への供給油圧を段階的に高める等により断続手段８を徐々に締結するといった措置をとらなくても、断続手段８の締結時に後輪Ｒに伝達される駆動力が急変して乗員にショックが加わるといった事態を有効に回避でき、上記モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行を迅速かつスムーズに行えるという利点がある。

また、上記実施形態のように、断続手段８を締結するステップ（Ｓ８）の前に上記ロックアップクラッチ７を解放するようにした場合には（Ｓ６）、上記断続手段８を締結するときに、その上流部と下流部との間に仮に誤差等による回転速度差が生じていたとしても、トルクコンバータ４内の流体により締結時のショックを吸収することができるため、多少の同期誤差（誤差による回転速度差）を許容しつつ、エンジン走行モードへの移行をスムーズに行えるという利点がある。

また、上記実施形態では、油圧回路から供給される油圧により駆動される油圧駆動式の断続手段（摩擦締結要素Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２）を上記断続手段８として設けるとともに、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が確認される前に、上記断続手段８を完全に締結するのに必要な圧力よりも低いプリチャージ圧まで上記油圧を高め（図７（ｉ）の時点ｔ２）、上記断続手段８の上流部と下流部との同期が確認されると、上記油圧をさらに高めて上記断続手段８の締結を完了させるようにしたため（同図の時点ｔ５）、締結時のショックを防止しつつエンジン走行モードへの移行をより迅速化できるという利点がある。

すなわち、断続手段８の上流部と下流部との同期が確認される前にプリチャージ圧によって断続手段８をあらかじめ締結直前の状態にしておき、同期が確認された時点で上記油圧をさらに高めて断続手段８の締結を完了させることにより、必要時に断続手段８を迅速に締結状態に切り替えることができるため、断続手段８の締結時にショックが発生するのを高精度な同期処理により防止しながら、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行に要する時間をより効果的に短縮できるという利点がある。

なお、上記実施形態では、自動変速機５が、所定の変速段を形成するために締結が必要な複数の摩擦締結要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２）を有する場合において、このうち変速段に応じた特定の摩擦締結要素（Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２のいずれか）を上記断続手段８として締結または解放することにより、上記エンジン２と後輪Ｒとの間で動力を伝達または切断するようにしたが、このような方法に代えて、例えば自動変速機５の出力軸とドライブシャフト１５との間（図１のＸ部）等に、上記断続手段８として専用のクラッチを設け、このクラッチの断続により、エンジン２と後輪Ｒとの間で動力を伝達または切断するようにしてもよい。この方法による場合でも、モータ走行モードでクラッチを解放することによりエンジン２の引き摺り現象を防止できるとともに、エンジン走行モードではクラッチを締結することによりエンジン２の動力を後輪Ｒに伝達することができる。

ただし、このように専用のクラッチを設けた場合には、部品点数が増える分だけコストアップを招くといった問題がある。これに対し、上記実施形態のように、自動変速機５に本来的に備わる摩擦締結要素（Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２）を断続手段８として利用した場合には、上記のような部品点数の増大を招くことがなく、走行モードに応じた動力の断続を簡単な構成で効率よく行えるという利点がある。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明の制御方法はこのような例に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、エンジン走行モードに移行する際に、エンジン２を始動するとともに、図７（ｊ）に示したように電動モータ９を完全に停止することにより、車両１の動力源を電動モータ９からエンジン２に完全に切り替えるようにしたが、エンジン走行モードで電動モータ９を完全停止する必要は必ずしもなく、エンジン２および電動モータ９をともに駆動して両方の駆動力を車両１の動力源として利用するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、エンジン２の始動および発電を行うＩＳＧ３を、エンジン２とトルクコンバータ４との間に配置したが、例えばエンジン２の前面（反トルクバータ側の面）のうちクランク軸からオフセットした位置に上記ＩＳＧ３を配置し、このＩＳＧ３とクランク軸とを補機駆動ベルト等を介して連動連結するようにしてもよい。このことは、後述する図８〜図１１の変形例においても同様である。

また、上記実施形態では、エンジン２および電動モータ９がともに後輪Ｒを駆動するＦＲ式のハイブリッド型車両に本発明の制御方法を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明の制御方法は、以下に説明するような種々のハイブリッド型車両に適用可能である。なお、以下の説明では、上記実施形態と同一構成要素のものは同一符号を付してその説明を省略する。

（１）図８に示されるハイブリッド型車両１００は、エンジン２と、これに連結されたＩＳＧ３、トルクコンバータ４、および自動変速機５と、自動変速機５と前輪車軸５０とを連動連結する差動装置１６と、前輪車軸５０に駆動力を入力可能な電動モータ９とを備える。すなわち、図例の車両１００は、エンジン２および電動モータ９の駆動力がともに前輪車軸５０に入力されて前輪Ｆが回転駆動されるＦＦ式のハイブリッド型車両である。なお、ＥＣＵ１２、インバータ１３、バッテリ１４の各構成については、上記実施形態と同様である。

（２）図９に示されるハイブリッド型車両１０１は、図８の場合と同様の構成で前輪Ｆを駆動するエンジン２を備えるとともに、前輪Ｆを直接回転駆動することが可能ないわゆるインホイールモータからなる一対の電動モータ９を備えている。

（３）図１０に示されるハイブリッド型車両１０２は、図８の場合と同様の構成で前輪Ｆを駆動するエンジン２を備えるとともに、後輪Ｒの車軸（後輪車軸）５２に減速ギヤ機構１０および差動装置１６を介して駆動力を入力可能な電動モータ９を備えている。すなわち、図例の車両１０２では、エンジン２により前輪Ｆが駆動され、電動モータ９により後輪Ｒが駆動される。なお、この図１０の例において、電動モータ９を図９に示したようなインホイールモータとし、このインホイールモータにより直接後輪Ｒを駆動するようにしてもよい。

（４）図１１に示されるハイブリッド型車両１０３は、図１の実施形態の場合と同様の構成で後輪Ｒを駆動するエンジン２を備えるとともに、後輪Ｒを直接回転駆動するインホイールモータからなる一対の電動モータ９を備えている。すなわち、図例の車両１０３は、エンジン２および電動モータ９がともに後輪Ｒを駆動するＦＲ式のハイブリッド型車両であるが、図１の実施形態の場合と異なり、電動モータ９の駆動力がドライブシャフト１５ではなく、後輪Ｒに直接入力されるようになっている。なお、さらに別の変形例として、電動モータ９の駆動力を後輪車軸５２に入力することも当然に可能である。

（５）本発明の制御方法を適用可能なハイブリッド型車両は他にも種々考えられる。例えば、エンジン２および電動モータ９によってともに前輪Ｆおよび後輪Ｒの両方を駆動する４輪駆動式のハイブリッド型車両であってもよい。また、エンジン２の搭載位置は、車両の前部に限られず、車両の中央部もしくは後部であってもよい。

本発明にかかる車両用駆動装置の制御方法が適用されるハイブリッド型車両の全体構成を示す概略平面図である。 車両用駆動装置の制御系を示すブロック図である。 自動変速機の骨子図である。 自動変速機の各変速段と摩擦締結要素の締結状態との関係を示す締結表である。 自動変速機の変速マップを示すグラフである。 車両用駆動装置の制御動作の内容を示すフローチャートである。 図６のフローチャートによる制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。 本発明の変形例（その１）を説明するための図である。 本発明の変形例（その２）を説明するための図である。 本発明の変形例（その３）を説明するための図である。 本発明の変形例（その４）を説明するための図である。

符号の説明

２ エンジン
４ トルクコンバータ（流体伝動装置）
５ 自動変速機
７ ロックアップクラッチ
８（Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２） 断続手段
９ 電動モータ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２ 摩擦締結要素
Ｒ 後輪（車輪）

Claims (4)

1. エンジンと、該エンジンに連結されて車輪を駆動する自動変速機と、該自動変速機を介さずに車輪を駆動する電動モータと、上記自動変速機とエンジンとの間で流体を介した動力伝達を行うとともに、内蔵されたロックアップクラッチにより両者を直結することが可能な流体伝動装置と、上記エンジンと車輪との間で動力を伝達または切断する断続手段とを備え、上記電動モータを駆動して上記エンジンを停止するモータ走行モードと、上記エンジンを駆動して上記電動モータを停止または駆動するエンジン走行モードとの間で駆動形式を切り替え可能な車両用駆動装置を制御する方法であって、
   上記モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する前に上記流体伝動装置のロックアップクラッチを締結するステップと、
   上記モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時に、上記エンジンを始動するとともに上記断続手段の上流部と下流部とを同期させるステップと、
   上記断続手段の上流部と下流部との同期が確認された後に上記断続手段を締結するステップとを含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
2. 請求項１記載の車両用駆動装置の制御方法において、
   上記断続手段を締結するステップの前に上記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
3. 請求項１または２記載の車両用駆動装置の制御方法において、
   上記断続手段が、油圧回路から供給される油圧により駆動される油圧駆動式の断続手段であり、
   上記断続手段の上流部と下流部との同期が確認される前に、上記断続手段を完全に締結するのに必要な圧力よりも低いプリチャージ圧まで上記油圧を高め、上記断続手段の上流部と下流部との同期が確認されると、上記油圧をさらに高めて上記断続手段の締結を完了させることを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置の制御方法において、
   上記自動変速機が、所定の変速段を形成するために締結が必要な複数の摩擦締結要素を有し、
   このうち変速段に応じた特定の摩擦締結要素を上記断続手段として締結または解放することにより、上記エンジンと車輪との間で動力を伝達または切断するようにしたことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。

Images