JP2014061846A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動時におけるドライバビリティの悪化を防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】デュアルクラッチ式の変速機１０と、変速機１０の第１入力軸１３と動力伝達可能に接続された第１ＭＧ３と、変速機１０の第２入力軸１４と動力伝達可能に接続された第２ＭＧ４とを備えたハイブリッド車両１に適用される制御装置において、第１ＭＧ３又は第２ＭＧ４で車両１を走行させるＥＶ走行モードでは、車両１の走行に関与していない非走行側の入力軸と出力系１２とが、非走行側のクラッチを半クラッチ状態にした場合に非走行側のＭＧが最大出力を出力可能な所定回転数以上で回転し、かつ内燃機関２をクランキングできる回転数で非走行側の入力軸が回転するギヤ列で動力伝達可能に接続されるように変速機１０が制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、デュアルクラッチ式の変速機を備え、その変速機の２つの入力軸にそれぞれ電動機が接続されたハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。

第１入力軸と出力系との間及び第２入力軸と出力系との間のそれぞれにギヤ列が設けられ、それら２つの入力軸のいずれか一方を選択的に内燃機関と接続するデュアルクラッチ式の変速機が知られている。また、このようなデュアルクラッチ式の変速機が搭載され、２つの入力軸のうちの一方の入力軸にモータ（電動機）が接続されたハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１の車両では、モータのみで車両を走行させているモータ走行中に内燃機関をクランキングする場合、クランキング時の内燃機関の回転速度が予め設定された必要回転速度以上となり且つ最も低くなるように、モータが接続されていない他方の入力軸側の変速段を選択する。そして、その他方の入力軸側のクラッチを係合状態にして内燃機関をクランキングする。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

特開２００９−０８３５２０号公報 特開２０１２−０７６５９４号公報

デュアルクラッチ式の変速機が搭載されたハイブリッド車両では、２つの入力軸のそれぞれに電動機を接続することができる。このような車両では、一方の入力軸側のギヤ列が使用されるとともにその一方の入力軸側の電動機で車両を走行させ、他方の入力軸側では次の変速に備えて現在の変速段よりも高速段側のギヤ列を準備しておく場合がある。このような場合には、他方の電動機の回転数が最大出力を出力可能な所定回転数未満になるおそれがある。そのため、このような場合に内燃機関のクランキングを行うと、他方の電動機から十分な駆動力を出力できず、ドライバビリティが悪化するおそれがある。

そこで、本発明は、内燃機関の始動時におけるドライバビリティの悪化を防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関と第１クラッチを介して接続された第１入力軸と、前記内燃機関と第２クラッチを介して接続された第２入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力系と、一部が前記第１入力軸と前記出力系との間に介在するとともに残りが前記第２入力軸と前記出力系との間に介在し、かつ互いに変速比が相違する複数のギヤ列と、前記第１入力軸と前記出力系との間の動力伝達をそれらの間に介在するギヤ列のうちの１つにより選択的に成立させることが可能な第１変速機構と、前記第２入力軸と前記出力系との間の動力伝達をそれらの間に介在するギヤ列のうちの１つにより選択的に成立させることが可能な第２変速機構と、を有するデュアルクラッチ式の変速機と、前記第１入力軸と動力伝達可能に接続された第１電動機と、前記第２入力軸と動力伝達可能に接続された第２電動機と、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうち前記駆動輪の駆動に関与していない非走行側の入力軸と前記出力系との間に介在するギヤ列のうちのいずれか１つのギヤ列により、前記非走行側の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立するように前記第１変速機構又は前記第２変速機構を制御するプレシフト制御を実行するプレシフト制御手段と、を備え、前記内燃機関を停止させ、前記第１電動機及び前記第２電動機のいずれか一方の電動機で前記駆動輪を駆動するＥＶ走行モードでは、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチをいずれも解放状態に切り替え、かつ前記プレシフト制御を実行するハイブリッド車両に適用され、前記ＥＶ走行モードの実行中であり、かつ前記内燃機関を始動する所定の始動条件が成立した場合には、前記第１電動機及び前記第２電動機のうち前記駆動輪の駆動に関与していない他方の電動機が接続されている前記非走行側の入力軸に設けられている非走行側のクラッチを、前記内燃機関と前記非走行側の入力軸とが異なる回転数で回転しつつ前記内燃機関と前記非走行側の入力軸との間で動力が伝達される半クラッチ状態に切り替えて前記内燃機関をクランキングする始動手段を備え、前記プレシフト制御手段は、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側のクラッチを前記半クラッチ状態に切り替えたと仮定した場合に、前記他方の電動機が最大出力を出力可能な所定回転数以上で回転し、かつ前記内燃機関をクランキングできる回転数で前記非走行側の入力軸が回転するように、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側の入力軸と前記出力系との間の動力伝達に用いる１つのギヤ列を設定するギヤ列設定手段を備えている（請求項１）。

本発明の制御装置によれば、ＥＶ走行モードの実行中に非走行側の入力軸が出力系と動力伝達可能に接続されているので、非走行側のクラッチを半クラッチ状態にすれば内燃機関をクランキングできる。そのため、内燃機関の始動時間を短縮できる。また、本発明では、ＥＶ走行モードの実行中における非走行側の入力軸と出力系とを接続するギヤ列として、非走行側のクラッチを半クラッチ状態にしたときに他方の電動機が最大出力を出力可能な所定回転数以上で回転し、かつ内燃機関をクランキングできる回転数で非走行側の入力軸が回転するギヤ列が設定される。そのため、内燃機関の始動時に各電動機から十分な駆動力を出力できる。従って、内燃機関を始動でき、かつその始動時におけるドライバビリティの悪化を防止できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記ギヤ列設定手段は、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側のクラッチを、前記内燃機関と前記非走行側の入力軸とが一体に回転する完全係合状態に切り替えたと仮定した場合に、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関が自立運転可能となる所定の自立回転数以上になるように、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側の入力軸と前記出力系との間の動力伝達に用いる１つのギヤ列を設定してもよい（請求項２）。この形態によれば、内燃機関を始動すべく非走行側のクラッチを半クラッチ状態や完全係合状態にしたときに、内燃機関の始動ができない状況になることを抑制できる。

以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、内燃機関の始動時に各電動機から十分な駆動力を出力できるので、内燃機関の始動時におけるドライバビリティの悪化を防止できる。

本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。 車両制御装置が実行するプレシフト変速段設定ルーチンを示すフローチャート。 図２に続くフローチャート。 ＭＧの出力特性の一例を示す図。 車両制御装置が実行するモード切替制御ルーチンを示すフローチャート。 図５に続くフローチャート。

図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を概略的に示している。この車両１は、走行用動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２と、第１電動機としての第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）３と、第２電動機としての第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）４とを備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、複数の気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。また、第１ＭＧ３及び第２ＭＧ４は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。そのため、これらに関する詳細な説明を省略する。

車両１には、複数の変速段（１速〜５速及び後進）に変速可能な変速機１０が搭載されている。この変速機１０は、デュアルクラッチ式の変速機として構成されている。変速機１０は入力系１１と、出力系１２とを備えている。入力系１１は、第１入力軸１３と、第２入力軸１４とを備えている。第１入力軸１３は、第１クラッチ１５を介してエンジン２と接続されている。第２入力軸１４は、第２クラッチ１６を介してエンジン２と接続されている。第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６は、エンジン２と入力軸１３、１４とが一体に回転する完全係合状態及びエンジン２と入力軸１３、１４との間の動力伝達が遮断される解放状態に切替可能な周知の摩擦クラッチである。また、クラッチ１５、１６は、エンジン２と入力軸１３、１４とが異なる回転数で回転しつつこれらの間で動力が伝達される半クラッチ状態にすることができる。

出力系１２は、第１出力軸１７と、第２出力軸１８と、駆動軸１９とを備えている。この図に示すように第１出力軸１７には、第１出力ギヤ２０が設けられている。また、第２出力軸１８には、第２出力ギヤ２１が設けられている。駆動軸１９には、被駆動ギヤ２２が設けられている。そして、第１出力ギヤ２０及び第２出力ギヤ２１は、それぞれ被駆動ギヤ２２と噛み合っている。駆動軸１９は、デファレンシャル機構５と動力伝達可能なように接続されている。デファレンシャル機構５は、入力された動力を左右の駆動輪６に分配する周知の機構である。

入力系１１と出力系１２との間には、第１〜第５ギヤ列Ｇ１〜Ｇ５及び後進ギヤ列ＧＲが介在している。この図に示すように第１ギヤ列Ｇ１、第３ギヤ列Ｇ３、及び第５ギヤ列Ｇ５は、第１入力軸１３と第１出力軸１７との間に介在している。第２ギヤ列Ｇ２、第４ギヤ列Ｇ４、及び後進ギヤ列ＧＲは、第２入力軸１４と第２出力軸１８との間に介在している。このように複数の変速段は奇数段と偶数段とに分けて配置されている。

第１ギヤ列Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギヤ２３及び第１ドリブンギヤ２４にて構成され、第２ギヤ列Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギヤ２５及び第２ドリブンギヤ２６にて構成されている。第３ギヤ列Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギヤ２７及び第３ドリブンギヤ２８にて構成され、第４ギヤ列Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギヤ２９及び第４ドリブンギヤ３０にて構成されている。第５ギヤ列Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギヤ３１及び第５ドリブンギヤ３２にて構成されている。第１〜第５ギヤ列Ｇ１〜Ｇ５は、ドライブギヤとドリブンギヤとが常時噛み合うように設けられている。各ギヤ列Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１ギヤ列Ｇ１、第２ギヤ列Ｇ２、第３ギヤ列Ｇ３、第４ギヤ列Ｇ４、第５ギヤ列Ｇ５の順に小さい。そのため、第１ギヤ列Ｇ１が１速に、第２ギヤ列Ｇ２が２速に、第３ギヤ列Ｇ３が３速に、第４ギヤ列Ｇ４が４速に、第５ギヤ列Ｇ５が５速にそれぞれ対応する。後進ギヤ列ＧＲは、後進ドライブギヤ３３、中間ギヤ３４、及び後進ドリブンギヤ３５にて構成されている。

第１ドライブギヤ２３、第３ドライブギヤ２７、第５ドライブギヤ３１は、第１入力軸１３と一体に回転するように第１入力軸１３に固定されている。一方、第１ドリブンギヤ２４、第３ドリブンギヤ２８、及び第５ドリブンギヤ３２は、第１出力軸１７に対して相対回転可能なように第１出力軸１７に支持されている。第２ドライブギヤ２５、第４ドライブギヤ２９、及び後進ドライブギヤ３３は、第２入力軸１４と一体に回転するように第２入力軸１４に固定されている。一方、第２ドリブンギヤ２６、第４ドリブンギヤ３０、及び後進ドリブンギヤ３５は、第２出力軸１８に対して相対回転可能なように第２出力軸１８に支持されている。中間ギヤ３４は、変速機１０の不図示のケースに回転自在に支持されている。この図に示すように中間ギヤ３４は、後進ドライブギヤ３３及び後進ドリブンギヤ３５のそれぞれと噛み合っている。

第１出力軸１７には、第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が設けられている。これらのスリーブ３６、３８、４０は、第１出力軸１７と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように第１出力軸１７に支持されている。第１スリーブ３６は、第１出力軸１７と第１ドリブンギヤ２４とが一体に回転するように第１ドリブンギヤ２４と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。第３スリーブ３８は、第１出力軸１７と第３ドリブンギヤ２８とが一体に回転するように第３ドリブンギヤ２８と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。第５スリーブ４０は、第１出力軸１７と第５ドリブンギヤ３２とが一体に回転するように第５ドリブンギヤ３２と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。なお、以降では、第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が全て解放位置に切り替えられている場合をニュートラル状態と呼ぶことがある。このように第１出力軸１７と各ドリブンギヤ２４、２８、３２との間の動力伝達を制御することにより、第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が本発明の第１変速機構として機能する。そして、第１スリーブ３６が係合位置に切り替えられた場合、第３スリーブ３８が係合位置に切り替えられた場合、又は第５スリーブ４０が係合位置に切り替えられた場合が本発明の係合状態に相当する。

第２出力軸１８には、第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が設けられている。これらのスリーブ３７、３９、４１は、第２出力軸１８と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように第２出力軸１８に支持されている。第２スリーブ３７は、第２出力軸１８と第２ドリブンギヤ２６とが一体に回転するように第２ドリブンギヤ２６と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。第４スリーブ３９は、第２出力軸１８と第４ドリブンギヤ３０とが一体に回転するように第４ドリブンギヤ３０と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。後進スリーブ４１は、第２出力軸１８と後進ドリブンギヤ３５とが一体に回転するように後進ドリブンギヤ３５と噛み合う係合位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切替可能に設けられている。なお、以降では、第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が全て解放位置に切り替えられている場合をニュートラル状態と呼ぶことがある。このように第２出力軸１８と各ドリブンギヤ２６、３０、３５との間の動力伝達を制御することにより、第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が本発明の第２変速機構として機能する。そして、第２スリーブ３７が係合位置に切り替えられた場合、第４スリーブ３９が係合位置に切り替えられた場合、又は後進スリーブ４１が係合位置に切り替えられた場合が本発明の係合状態に相当する。

なお、図示は省略したが各出力軸１７、１８には、各スリーブ３６〜４１と各ドリブンギヤ２４、２６、２８、３０、３２、３５とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させるシンクロ機構がドリブンギヤ毎に設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。

第１入力軸１３には、第１被駆動ギヤ４２が設けられている。第１ＭＧ３の出力軸３ａには、第１被駆動ギヤ４２と噛み合う第１駆動ギヤ４３が設けられている。これにより第１ＭＧ３が第１入力軸１３と動力伝達可能に接続される。なお、第１駆動ギヤ４３と第１被駆動ギヤ４２との間の変速比は、第１ＭＧ３の回転が減速して第１入力軸１３に伝達されるように設定されている。第２入力軸１４には、第２被駆動ギヤ４４が設けられている。第２ＭＧ４の出力軸４ａには、第２被駆動ギヤ４４と噛み合う第２駆動ギヤ４５が設けられている。これにより第２ＭＧ４が第２入力軸１４と動力伝達可能に接続される。なお、第２駆動ギヤ４５と第２被駆動ギヤ４４との間の変速比は、第２ＭＧ４と第２入力軸１４とが略同じ回転数で回転するように設定されている。このように第１駆動ギヤ４３と第１被駆動ギヤ４２との間の変速比と第２駆動ギヤ４５と第２被駆動ギヤ４４との間の変速比とは互いに異なるように設定されている。

第１クラッチ１５、第２クラッチ１６、及び各スリーブ３６〜４１の動作は、車両制御装置５０にて制御される。また、エンジン２、第１ＭＧ３、及び第２ＭＧ４の動作も車両制御装置５０にて制御される。車両制御装置５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置５０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置５０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２及び各ＭＧ３、４等の制御対象に対する制御を行っている。車両制御装置５０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置５０には、例えば車速センサ５１及びアクセル開度センサ５２が接続されている。車速センサ５１は、車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する。アクセル開度センサ５２は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に対応した信号を出力する。また、車両制御装置５０には、不図示のシフトレバーも接続されている。この他にも車両制御装置５０には種々のセンサやスイッチ等が接続されているが、それらの図示は省略した。

車両制御装置５０は、車速等に基づいて車両１の走行モードを切り替える。走行モードとしては、第１ＭＧ３又は第２ＭＧ４で駆動輪６を駆動するＥＶ走行モードと、主にエンジン２で駆動輪６を駆動するエンジン走行モードとが設定されている。車両制御装置５０は、車速が所定の判定速度未満の場合には走行モードをＥＶ走行モードに切り替える。なお、ＥＶ走行モードでは、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６をいずれも解放状態に切り替え、エンジン２を切り離す。一方、車速が判定速度以上の場合又はＭＧ３、４に接続されているバッテリ（不図示）の容量が判定値以下になった場合等には、走行モードをエンジン走行モードに切り替える。エンジン走行モードでは、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６のうち、車両１の走行に使用する変速段がある入力軸側のクラッチを完全係合状態に切り替え、他方のクラッチを解放状態に切り替える。

また、車両制御装置５０は、車速及びアクセル開度に基づいて変速機１０の変速段を切り替える。車両制御装置５０のＲＯＭには、車両及びアクセル開度と変速段との関係を示した変速線図がマップとして記憶されている。車両制御装置５０は、この変速線図に基づいて現在の車両１の走行状態に応じた変速段を設定する。そして、変速機１０がこの設定した変速段に切り替わるように各スリーブ３６〜４１の動作を制御する。この場合、この車両１では、一方の入力軸側の変速段を設定した変速段に切り替えるとともに、他方の入力軸側の変速段も他方の入力軸と出力系１２とが動力伝達されるように切り替えておく。なお、以降では、車両１の走行に使用されている一方の入力軸を走行側の入力軸と呼び、車両１の走行に使用されていない他方の入力軸を非走行側の入力軸と呼ぶことがある。

図２及び図３は、車両制御装置５０がＥＶ走行モードの実行中に他方の入力軸側の変速段のうちのいずれの変速段を動力伝達可能に切り替えるか設定するプレシフト変速段設定ルーチンを示している。このルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。

このルーチンにおいて車両制御装置５０は、まずステップＳ１１で車両１の状態を取得する。車両１の状態としては、例えば車速及びアクセル開度が取得される。次のステップＳ１２において車両制御装置５０は、第１入力軸１３が非走行側の入力軸か否か判定する。この判定は、例えば現在の変速段に基づいて行えばよい。第１入力軸１３が非走行側の入力軸であると判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置５０は設定変速段Ａ１に、第１入力軸１３側の最高段、すなわち５速を設定する。

次のステップＳ１４において車両制御装置５０は、設定変速段Ａ１のギヤ列で出力系１２と第１入力軸１３とが接続されたと仮定した場合の第１入力軸１３の回転数Ｂ１を算出する。この回転数Ｂ１は、現在の車速、デファレンシャル機構５の変速比、及び設定変速段Ａ１のギヤ列の変速比に基づいて算出すればよい。続くステップＳ１５において車両制御装置５０は、判定回転数Ｔ１を算出する。判定回転数Ｔ１は、エンジン２のクランキング時に第１ＭＧ３から十分な駆動力を出力可能か否か判定する基準として設定される。図４は、ＭＧ３、４の出力特性を示している。この図に示すようにＭＧ３、４は、回転数が所定の最大出力回転数Ｒ以上にならないと最大出力を出力できない。判定回転数Ｔ１には、第１クラッチ１５を半クラッチ状態にしたときにエンジン２をクランキングでき、かつ第１ＭＧ３の回転数が最大出力回転数Ｒ以上になる回転数のうち最も低い回転数が設定される。

次のステップＳ１６において車両制御装置５０は、回転数Ｂ１が判定回転数Ｔ１より大きいか否か判定する。回転数Ｂ１が判定回転数Ｔ１以下と判定した場合はステップＳ１７に進み、設定変速段Ａ１を現在の変速段から第１入力軸１３側にある変速段のうちで１段低速側の変速段に変更する。すなわち、現在が５速であれば３速に、現在が３速であれば１速に変更する。その後、ステップＳ１３に戻り、車両制御装置５０は回転数Ｂ１が判定回転数Ｔ１より大きくなるまでステップＳ１４〜Ｓ１７の処理を繰り返し実行する。

一方、回転数Ｂ１が判定回転数Ｔ１より大きいと判定した場合はステップＳ１８に進み、車両制御装置５０は、変速段を現在の変速段から１段上の変速段に切り替えるアップシフト、又は変速段を現在の変速段から１段下の変速段に切り替えるダウンシフトの直前であるか否か判定する。この判定は、車速及びアクセル開度と上述した変速線図とを参照して周知の方法で行えばよい。アップシフト又はダウンシフトの直前であると判定した場合はステップＳ１９に進み、車両制御装置５０はアップシフト又はダウンシフトで要求される次の変速段を設定変速段Ａ１に設定する。具体的には、例えば現在の変速段が４速でアップシフト直前の場合は設定変速段Ａ１に５速を設定する。また、例えば現在の変速段が４速でダウンシフト直前の場合は設定変速段Ａ１に３速を設定する。

ステップＳ１８が否定判定された場合、又はステップＳ１９で設定変速段Ａ１を設定した後はステップＳ２０に進み、車両制御装置５０はプレシフト制御を実行する。このプレシフト制御では、第１入力軸１３と出力系１２とが設定変速段Ａ１のギヤ列にて動力伝達可能に接続されるように第１スリーブ３６、第３スリーブ３８、及び第５スリーブ４０が制御される。その後、今回のルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１２において第２入力軸１４が非走行側の入力軸であると判定した場合は図３のステップＳ２１に進み、車両制御装置５０は設定変速段Ａ２に、第２入力軸１４側の最高段、すなわち４速を設定する。

次のステップＳ２２において車両制御装置５０は、設定変速段Ａ２のギヤ列で出力系１２と第２入力軸１４とが接続されたと仮定した場合の第２入力軸１４の回転数Ｂ２を算出する。この回転数Ｂ２は、現在の車速、デファレンシャル機構５の変速比、及び設定変速段Ａ２のギヤ列の変速比に基づいて算出すればよい。続くステップＳ２３において車両制御装置５０は、判定回転数Ｔ２を算出する。判定回転数Ｔ２は、上述した判定回転数Ｔ１と同様の方法で算出される。そのため、判定回転数Ｔ２には、第２クラッチ１６を半クラッチ状態にしたときにエンジン２をクランキングでき、かつ第２ＭＧ４の回転数が最大出力回転数Ｒ以上になる回転数のうち最も低い回転数が設定される。

次のステップＳ２４において車両制御装置５０は、回転数Ｂ２が判定回転数Ｔ２より大きいか否か判定する。回転数Ｂ２が判定回転数Ｔ２以下と判定した場合はステップＳ２５に進み、設定変速段Ａ２を現在の変速段から第２入力軸１４側にある変速段のうちで１段低速側の変速段に変更する。すなわち、現在が４速であれば２速に変更される。ただし、現在が２速であればそのまま２速が維持される。その後、ステップＳ２２に戻り、車両制御装置５０は回転数Ｂ２が判定回転数Ｔ２より大きくなるまでステップＳ２２〜Ｓ２５の処理を繰り返し実行する。

一方、回転数Ｂ２が判定回転数Ｔ２より大きいと判定した場合はステップＳ２６に進み、車両制御装置５０は、アップシフト又はダウンシフトの直前であるか否か判定する。この判定は、上述したステップＳ１８と同様の方法で行えばよい。アップシフト又はダウンシフトの直前であると判定した場合はステップＳ２７に進み、車両制御装置５０はアップシフト又はダウンシフトで要求される次の変速段を設定変速段Ａ２に設定する。具体的には、例えば現在の変速段が３速でアップシフト直前の場合は設定変速段Ａ１に４速を設定する。また、例えば現在の変速段が３速でダウンシフト直前の場合は設定変速段Ａ２に２速を設定する。

ステップＳ２６が否定判定された場合、又はステップＳ２７で設定変速段Ａ２を設定した後はステップＳ２８に進み、車両制御装置５０はプレシフト制御を実行する。このプレシフト制御では、第２入力軸１４と出力系１２とが設定変速段Ａ２のギヤ列にて動力伝達可能に接続されるように第２スリーブ３７、第４スリーブ３９、及び後進スリーブ４１が制御される。その後、今回のルーチンを終了する。

図５及び図６は、車両１の走行モードをＥＶ走行モードからエンジン走行モードに切り替えるために車両制御装置５０が実行するモード切替制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。

この制御ルーチンにおいて車両制御装置５０は、まずステップＳ３１で現在の車両１の走行モードがＥＶ走行モードか否か判定する。現在の走行モードがエンジン走行モードと判定した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、現在の走行モードがＥＶ走行モードと判定した場合はステップＳ３２に進み、車両制御装置５０はエンジン２を始動する所定の始動条件が成立したか否か判定する。始動条件は、例えば上述したように車速が判定速度以上の場合、又はＭＧ３、４に接続されているバッテリ（不図示）の容量が判定値以下になった場合等に成立したと判定される。始動条件が不成立と判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、始動条件が成立したと判定した場合にはステップＳ３３に進み、車両制御装置５０は第１クラッチ１５及び第２クラッチ１６のうちの非走行側の入力軸に設けられているクラッチ（非走行側のクラッチ）を半クラッチ状態にしてエンジン２のクランキングを開始する。上述したようにＥＶ走行モードでは非走行側の入力軸は出力系１２と動力伝達可能に接続されている。そのため、非走行側のクラッチを半クラッチ状態に切り替えることでエンジン２のクランキングが開始される。続くステップＳ３４において車両制御装置５０は、第１ＭＧ３及び第２ＭＧ４による駆動力制御を実行する。この駆動力制御では、第１ＭＧ３の出力と第２ＭＧ４の出力の合計が、運転者が車両１に要求する駆動力とエンジン２のクランキングに使用される駆動力の合計になるように２つのＭＧ３、４が制御される。

次のステップＳ３５において車両制御装置５０は、エンジン２が自立運転可能か否か判定する。この判定はエンジン２の回転数に基づいて行われ、エンジン２の回転数が所定の自立回転数以上の場合に自立運転可能と判定される。エンジン２の自立運転が不可能と判定した場合はステップＳ３４に戻り、車両制御装置５０はエンジン２が自立運転可能になるまでステップＳ３４及びステップＳ３５を繰り返し実行する。

一方、エンジン２が自立運転可能と判定した場合はステップＳ３６に進み、車両制御装置５０は非走行側のクラッチを解放状態に切り替える。続くステップＳ３７において車両制御装置５０は、エンジン始動制御を実行する。このエンジン始動制御では、エンジン２への燃料供給を開始したり点火プラグの制御を開始するなどのエンジン２を運転状態にするための種々の処理が行われる。

次の図６のステップＳ３８において車両制御装置５０は、走行側の入力軸に設けられているクラッチ（走行側のクラッチ）の係合制御を実行する。この係合制御では、エンジン２がエンストしないようにエンジン２の回転数を調整しつつ走行側のクラッチを解放状態から半クラッチ状態を経由して完全係合状態に切り替える。続くステップＳ３９において車両制御装置５０は、モード移行制御を実行する。このモード移行制御では、第１ＭＧ３の出力と第２ＭＧ４の出力の合計が、運転者が車両１に要求する駆動力からエンジン２の出力を引いた値になるように２つのＭＧ３、４が制御される。

次のステップＳ４０において車両制御装置５０は、運転者が車両１に要求する駆動力をエンジン２から出力可能か否か判定する。周知のように始動直後はエンジン２の出力が制限される。そこで、エンジン２の暖機運転が完了した場合等に要求駆動力をエンジン２から出力可能と判定される。要求駆動力をエンジン２から出力不可能と判定した場合はステップＳ３９に戻り、車両制御装置５０は要求駆動力をエンジン２から出力できるようになるまでステップＳ３９及びステップＳ４０を繰り返し実行する。一方、要求駆動力をエンジン２から出力可能と判定した場合はステップＳ４１に進み、車両制御装置５０は車両１の走行モードをエンジン走行モードに切り替える。この処理では、例えば第１ＭＧ３及び第２ＭＧ４から駆動力が出力されないようにこれらＭＧ３、４を制御し、エンジン２の駆動力のみで車両１を走行させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

以上に説明したように、本発明によれば、ＥＶ走行モードの実行中にエンジン２を始動する場合には非走行側のクラッチを半クラッチ状態にすればエンジン２をクランキングできる。そのため、エンジン２の始動時間を短縮できる。そして、本発明では、クラッチ１５、１６を半クラッチ状態にしたときに入力軸１３、１４の回転数が、エンジン２をクランキングでき、かつＭＧ３、４の回転数が最大出力回転数Ｒ以上になる変速段が非走行側の入力軸の変速段に設定される。そのため、エンジン２の始動時に各ＭＧ３、４から十分な駆動力を出力できる。従って、エンジン２を始動でき、かつドライバビリティの悪化を防止できる。

さらに、このように非走行側の入力軸の変速段を設定した場合には、その変速段には高速段側の変速段が設定される。この場合、非走行側の入力軸の回転数を低く抑えることができるので、非走行側の入力軸のＭＧの回転数が低くなる。そのため、このＭＧの連れ回りで消費される無駄なエネルギを低減できる。従って、燃費悪化を抑制できる。また、このように非走行側の入力軸の回転数を低く抑えることにより、非走行側のクラッチを半クラッチ状態にしたときの摩擦損失を低減できる。そのため、燃費悪化をさらに抑制できる。

なお、図５のステップＳ３２及びステップＳ３３を実行することにより、車両制御装置５０が本発明の始動手段として機能する。また、図２及び図３のルーチンを実行することにより、車両制御装置５０が本発明のプレシフト制御手段として機能する。そして、図２のステップＳ１４〜Ｓ１７又は図３のステップＳ２２〜Ｓ２５を実行することにより、車両制御装置５０が本発明のギヤ列設定手段として機能する。

本発明における判定回転数Ｔ１、Ｔ２の設定方法は上述した方法に限定されない。判定回転数Ｔ１、Ｔ２には、例えば非走行側のクラッチを完全係合状態にしたときにエンジン２の回転数が所定の自立回転数以上になる回転数のうち最も低い回転数を設定してもよい。そして、この場合には、非走行側のクラッチを完全係合状態にしたときにエンジン２の回転数が自立回転数以上になる変速段が、設定変速段Ａ１、Ａ２に設定される。このように判定回転数Ｔ１、Ｔ２を設定することにより、非走行側のクラッチを半クラッチ状態や完全係合状態にしたときに、エンジン２の始動ができない状況になることを抑制できる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した形態では、入力軸とモータ・ジェネレータとをギヤを介して動力伝達可能に接続したが、モータ・ジェネレータの出力軸を入力軸と直接接続してもよい。本発明が適用されるハイブリッド車両の変速機は、前進５速の変速機に限定されず、前進４速の変速機又は前進６速以上の変速機であってもよい。

１ ハイブリッド車両
２ 内燃機関
３ 第１モータ・ジェネレータ
４ 第２モータ・ジェネレータ
６ 駆動輪
１０ 変速機
１２ 出力系
１３ 第１入力軸
１４ 第２入力軸
１５ 第１クラッチ
１６ 第２クラッチ
３６ 第１スリーブ（第１変速機構）
３７ 第２スリーブ（第２変速機構）
３８ 第３スリーブ（第１変速機構）
３９ 第４スリーブ（第２変速機構）
４０ 第５スリーブ（第１変速機構）
４１ 後進スリーブ（第２変速機構）
５０ 車両制御装置（始動手段、プレシフト制御手段、ギヤ列設定手段）
Ｇ１〜Ｇ５、ＧＲ ギヤ列

Claims (2)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関と第１クラッチを介して接続された第１入力軸と、前記内燃機関と第２クラッチを介して接続された第２入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力系と、一部が前記第１入力軸と前記出力系との間に介在するとともに残りが前記第２入力軸と前記出力系との間に介在し、かつ互いに変速比が相違する複数のギヤ列と、前記第１入力軸と前記出力系との間の動力伝達をそれらの間に介在するギヤ列のうちの１つにより選択的に成立させることが可能な第１変速機構と、前記第２入力軸と前記出力系との間の動力伝達をそれらの間に介在するギヤ列のうちの１つにより選択的に成立させることが可能な第２変速機構と、を有するデュアルクラッチ式の変速機と、
   前記第１入力軸と動力伝達可能に接続された第１電動機と、
   前記第２入力軸と動力伝達可能に接続された第２電動機と、
   前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうち前記駆動輪の駆動に関与していない非走行側の入力軸と前記出力系との間に介在するギヤ列のうちのいずれか１つのギヤ列により、前記非走行側の入力軸と前記出力系との間の動力伝達が成立するように前記第１変速機構又は前記第２変速機構を制御するプレシフト制御を実行するプレシフト制御手段と、を備え、
   前記内燃機関を停止させ、前記第１電動機及び前記第２電動機のいずれか一方の電動機で前記駆動輪を駆動するＥＶ走行モードでは、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチをいずれも解放状態に切り替え、かつ前記プレシフト制御を実行するハイブリッド車両に適用され、
   前記ＥＶ走行モードの実行中であり、かつ前記内燃機関を始動する所定の始動条件が成立した場合には、前記第１電動機及び前記第２電動機のうち前記駆動輪の駆動に関与していない他方の電動機が接続されている前記非走行側の入力軸に設けられている非走行側のクラッチを、前記内燃機関と前記非走行側の入力軸とが異なる回転数で回転しつつ前記内燃機関と前記非走行側の入力軸との間で動力が伝達される半クラッチ状態に切り替えて前記内燃機関をクランキングする始動手段を備え、
   前記プレシフト制御手段は、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側のクラッチを前記半クラッチ状態に切り替えたと仮定した場合に、前記他方の電動機が最大出力を出力可能な所定回転数以上で回転し、かつ前記内燃機関をクランキングできる回転数で前記非走行側の入力軸が回転するように、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側の入力軸と前記出力系との間の動力伝達に用いる１つのギヤ列を設定するギヤ列設定手段を備えている制御装置。
2. 前記ギヤ列設定手段は、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側のクラッチを、前記内燃機関と前記非走行側の入力軸とが一体に回転する完全係合状態に切り替えたと仮定した場合に、前記内燃機関の回転数が前記内燃機関が自立運転可能となる所定の自立回転数以上になるように、前記ＥＶ走行モードの実行中に前記非走行側の入力軸と前記出力系との間の動力伝達に用いる１つのギヤ列を設定する請求項１に記載の制御装置。

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