JP2016196243A - ハイブリッド車両の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ走行中走行用モータを使ってエンジン始動する時、モータのトルク変動が駆動輪に伝達されてしまうのを抑制しつつエンジン始動を可能とし、且つ、エンジン始動するためのクラッチの差回転の増加を抑制することができるハイブリッド車両の動力伝達装置を提供する。【解決手段】エンジンＥの駆動力を駆動輪Ｄに対して伝達又は遮断可能な第１クラッチ手段１ａと、モータＭの駆動力を駆動輪Ｄに対して伝達又は遮断可能な第２クラッチ手段１ｂとを具備し、車両の走行状況に応じて第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを任意に作動可能とされたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるものである。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行状況に応じて第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を任意に作動可能とされたハイブリッド車両の動力伝達装置に関するものである。

近時において、燃費向上及び環境対策の観点から、駆動源としてエンジンとモータの両方を具備したハイブリッド車両が注目されるに至っている。かかるハイブリッド車両は、その走行状況に応じてエンジン又はモータの何れかを任意選択的に駆動させ、或いは同時に駆動させることにより、専らエンジンのみで走行するものに比べ、燃費を向上させるとともに排出ガスの低減を図り得るようになっている。

かかるハイブリッド車両の動力伝達装置として、例えば、モータ走行中、走行用モータのトルクを増加してエンジン始動する時、エンジン始動するためのクラッチ（第１クラッチ）を作動させてエンジン回転を上昇させるとともに、変速段を構成する自動変速機の締結クラッチの中で最大伝達トルク容量を持つクラッチを第２クラッチとして選択し、スリップ締結による第２クラッチの伝達トルク容量制御を実施するものが提案されている（特許文献１参照）。また、モータ走行中、走行用モータの回転エネルギを使ってエンジン始動する時、発進クラッチ（第２クラッチ）をスリップ制御しながらモータの回転を上昇させ、所定の回転速度に達したとき、エンジン始動するためのクラッチを接続させるものも提案されている（特許文献２参照）。

特開２００７−１３１０７０号公報 特開２０００−２５５２８５号公報

しかしながら、上記従来技術のハイブリッド車両の動力伝達装置においては、モータ走行中のエンジン始動時、第２クラッチをスリップ制御することにより、モータのトルク変動が駆動輪に伝達されてしまうのを抑制しつつエンジン始動を可能とすることができるものの、エンジン始動するためのクラッチ（第１クラッチ）の差回転が増加してしまうという問題があった。すなわち、第２クラッチをスリップ制御すると、そのクラッチの入力回転数と出力回転数との間に差（差回転）が生じ、モータの回転数が高くなるため、第２クラッチをスリップ制御しない方式と比べて、第１クラッチの差回転が増加し、第１クラッチを作動させてエンジン回転を上昇させる時の第１クラッチの熱ダメージが増加してしまう虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、モータ走行中走行用モータを使ってエンジン始動する時、モータのトルク変動が駆動輪に伝達されてしまうのを抑制しつつエンジン始動を可能とし、且つ、エンジン始動するためのクラッチの差回転の増加を抑制することができるハイブリッド車両の動力伝達装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、車両が搭載するエンジンから駆動輪に至る動力伝達系の途中に配設されて当該エンジンの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第１クラッチ手段と、車両が搭載するモータから駆動輪に至る動力伝達系の途中に配設されて当該モータの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第２クラッチ手段とを具備し、車両の走行状況に応じて前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を任意に作動可能とされたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記第２クラッチ手段による伝達トルクから前記第１クラッチ手段による伝達トルクを除いたトルクが、所定トルクになるように前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記エンジン及びモータと前記駆動輪との間の動力伝達系に配設された変速機を備え、アクセル開度、車速及び変速レシオに応じて目標変速機入力トルクが設定されるとともに、前記所定トルクが当該目標変速機入力トルクとなるように前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記エンジンの回転を上げる前に、前記モータの回転数を高くするように、前記第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第１クラッチ手段は、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記エンジンの回転を上げる前に、前記第１クラッチ手段の摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とすることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第１クラッチ手段は、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記エンジンがセルフ始動回転数以上になったとき、前記第１クラッチ手段の摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とすることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記第１クラッチ手段をスリップ制御させているとき、前記エンジンが回転した状態で、且つ、燃料の供給を再開すればエンジンの始動が可能なセルフ始動回転数より低い状態で、当該エンジンに燃料の供給を行わせることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記エンジンが始動した後、当該エンジンのみによる走行状態に切り替える際、前記第１クラッチ手段の差回転が所定値以内になってから、前記第２クラッチ手段をオフさせて前記モータにおける回転エネルギの回生を行わせることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させるので、モータとエンジンとの間で生じる差回転を第１クラッチ手段と第２クラッチ手段とで分担させることができる。したがって、走行用モータを使ってエンジン始動する時、モータのトルク変動が駆動輪に伝達されてしまうのを抑制しつつエンジン始動を可能とし、且つ、エンジン始動するためのクラッチの差回転の増加を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、第２クラッチ手段による伝達トルクから第１クラッチ手段による伝達トルクを除いたトルクが、所定トルクになるように第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させるので、モータのトルク変動やエンジントルク変動が生じても、第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段のスリップにより当該トルク変動を吸収でき、駆動輪に伝達されるトルクが所定トルクにて安定させることができるので、円滑なエンジン始動を行わせることができる。

請求項３の発明によれば、エンジン及びモータと駆動輪との間の動力伝達系に配設された変速機を備え、アクセル開度、車速及び変速レシオに応じて目標変速機入力トルクが設定されるとともに、所定トルクが当該目標変速機入力トルクとなるように第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させるので、エンジン始動中にアクセル操作、車速変化又は変速レシオ変化があった場合でも目標変速機入力トルクになるよう制御でき、駆動輪に伝達されるトルクを運転者の要求に応じたトルクに制御しつつエンジン始動を行わせることができる。

請求項４の発明によれば、モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、エンジンの回転を上げる前に、モータの回転数を高くするように、第２クラッチ手段をスリップ制御させるので、モータの回転エネルギを使ってエンジンを始動させる場合でも第２クラッチ手段をスリップ制御させることで第１クラッチ手段の差回転の増加を抑制することができる。

請求項５の発明によれば、第１クラッチ手段は、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、エンジンの回転を上げる前に、第１クラッチ手段の摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とするので、エンジン回転を上げる際、第２クラッチ手段の伝達トルクの変化に対する第１クラッチ手段の伝達トルクの変化の遅れを抑制して応答性を向上させることができる。

請求項６の発明によれば、エンジン始動するためのクラッチ（第１クラッチ手段）は、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、エンジンがセルフ始動回転数以上になったとき、第１クラッチ手段の摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とするので、エンジン単独でも確実に回転を上昇させることができるとともに、第１クラッチ手段の差回転が所定値以内になった場合、第１クラッチ手段の伝達トルクを大きくし、締結状態とする際、第１クラッチ手段の伝達トルク変化の遅れを抑制して応答性を向上させることができる。

請求項７の発明によれば、モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、第１クラッチ手段をスリップ制御させているとき、エンジンが回転した状態で、且つ、燃料の供給を再開すればエンジンの始動が可能なセルフ始動回転数より低い状態で、当該エンジンに燃料の供給を行わせるので、第１クラッチ手段の伝達トルクと併せてエンジンのトルクも使ってエンジン回転を素早く上昇させることができる。

請求項８の発明によれば、エンジンが始動した後、当該エンジンのみによる走行状態に切り替える際、第１クラッチ手段の差回転が所定値以内になってから、第２クラッチ手段をオフさせてモータにおける回転エネルギの回生を行わせるので、駆動力に与える影響を防止しつつモータの回転エネルギの回生を行わせることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置の全体構成を示す模式図 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における制御内容を示すタイミングチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるメイン制御を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるレシオ特性マップを示すグラフ 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における車速及びアクセル開度に対応した変速機入力トルクを示すグラフ 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるモータ制御を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるクラッチ制御（第１クラッチ手段の制御）を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における第１クラッチ手段のクラッチ容量特性を示すグラフ 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるクラッチ制御（第２クラッチ手段の制御）を示すフローチャート 同ハイブリッド車両の動力伝達装置における第２クラッチ手段のクラッチ容量特性を示すグラフ 同ハイブリッド車両の動力伝達装置におけるエンジン制御を示すフローチャート

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置は、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジンＥ及びモータＭによる駆動力を車輪（駆動輪Ｄ）に伝達又は遮断するためのものであり、図１及び図２に示すように、第１クラッチ手段１ａと、第２クラッチ手段１ｂと、変速機Ａと、クラッチ制御手段３、モータ制御手段４及びエンジン制御手段５を有したハイブリッドＥＣＵ２とを主に有している。

本実施形態に係る動力伝達装置おいては、図１に示すように、ハイブリッド車両が搭載するエンジンＥから駆動輪Ｄに至る動力伝達系に配設されて当該エンジンＥの駆動力を駆動輪Ｄに対して伝達又は遮断可能な第１クラッチ手段１ａと、ハイブリッド車両が搭載するモータＭから駆動輪Ｄに至る動力伝達系に配設されて当該モータＭの駆動力を駆動輪Ｄに対して伝達又は遮断可能な第２クラッチ手段１ｂとを有しており、第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂによりユニット化されたクラッチ手段１を構成している。

エンジンＥは、ハイブリッド車両の駆動源の一つ（内燃機関）であり、図２に示すように、その駆動力が出力シャフトＬを介してクラッチ手段１（第１クラッチ手段１ａ）の入力部Ｌａに伝達可能とされている。なお、同図中符号Ｓ、Ｇは、エンジンを始動させるためのスタータ、ダンパをそれぞれ示している。そして、エンジンＥを駆動させると、第１クラッチ手段１ａが締結状態又はスリップ状態のとき、当該エンジンＥの駆動力が第１クラッチ手段１ａの入力部Ｌａ及び出力部Ｌｃを介して変速機Ａに伝達されるようになっている。

モータＭは、ステータＭａ及びロータＭｂを有して構成されるとともに、ハイブリッド車に搭載されたインバータＩ及びバッテリＢと接続され、バッテリＢから電力供給がなされると、その駆動力がクラッチ手段１（第２クラッチ手段１ｂ）の入力部Ｌｂに伝達可能とされている。そして、モータＭを駆動させると、第２クラッチ手段１ｂが締結状態又はスリップ状態のとき、当該モータＭの駆動力が第２クラッチ手段１ｂの入力部Ｌｂ及び出力部Ｌｃを介して変速機Ａに伝達されるようになっている。

なお、第１クラッチ手段１ａにおいては、エンジンＥの駆動と共に回転する入力部Ｌａに駆動側クラッチ板１ａａが形成されるとともに、出力部Ｌｃに被動側クラッチ板１ａｂが形成され、これら駆動側クラッチ板１ａａと被動側クラッチ板１ａｂとが交互に積層形成されている。これにより、隣り合う駆動側クラッチ板１ａａと被動側クラッチ板１ａｂとが圧接（クラッチ内のピストン（図示されていない）に作動オイルが供給されクラッチ板に圧接力が作用した状態）されることにより動力を伝達するとともに、その圧接力が解放されることにより動力の伝達が遮断されることとなる。なお、隣り合う駆動側クラッチ板１ａａと被動側クラッチ板１ａｂとがスリップすることにより、所定容量の動力の伝達が可能とされている。

また、第２クラッチ手段１ｂにおいては、モータＭの駆動と共に回転する入力部Ｌｂに駆動側クラッチ板１ｂａが形成されるとともに、出力部Ｌｃに被動側クラッチ板１ｂｂが形成され、これら駆動側クラッチ板１ｂａと被動側クラッチ板１ｂｂとが交互に積層形成されている。これにより、隣り合う駆動側クラッチ板１ｂａと被動側クラッチ板１ｂｂとが圧接されることにより動力を伝達するとともに、その圧接力が解放されることにより動力の伝達が遮断されることとなる。なお、隣り合う駆動側クラッチ板１ｂａと被動側クラッチ板１ｂｂとがスリップすることにより、所定容量の動力の伝達が可能とされている。

変速機Ａは、エンジンＥ及びモータＭと駆動輪Ｄとの間の動力伝達系に配設されるとともに、当該変速機の変速比（レシオ）を変更することにより、エンジンＥ及びモータＭの駆動力を調整して駆動輪Ｄに伝達可能な無段変速機から成るもので、ドライブプーリＡａ及びドリブンプーリＡｂを有して構成されている。そして、本実施形態においては、モータＭの回転を調整可能なものとされている。すなわち、モータＭの駆動力による走行時（モータＭの単独の駆動力による走行時又はモータＭ及びエンジンＥの両方の駆動力による走行時）、変速機Ａを作動させることにより、駆動輪Ｄに伝達される駆動力を任意に変更し、モータＭの回転を調整し得るよう構成されているのである。なお、モータＭの回転を調整した際、駆動輪Ｄで必要とされるアクセル開度に応じた駆動力（トルク）は、モータＭに付与される電流又は電圧を制御してモータトルクを調整することにより得られることとなる。

しかして、エンジンＥ及びモータＭの何れか一方が駆動（エンジン走行又はモータ走行）、或いはエンジンＥ及びモータＭの両方が駆動（ハイブリッド走行）され、第１クラッチ手段１ａ又は第２クラッチ手段１ｂが動力伝達状態（締結した状態又はスリップした状態）とされていると、当該エンジンＥ又はモータＭの駆動力が変速機Ａを介して駆動輪Ｄに伝達されて走行可能とされている。

また、本実施形態においては、図２に示すように、オイルの温度（油温）を検知し得るセンサｓ１、変速機Ａに対する入力回転数を検知し得るセンサｓ２、モータＭの回転数を検知し得るセンサｓ３、車速を検知し得るセンサｓ４を具備しており、これらセンサｓ１〜ｓ４で検知された電気信号がハイブリッドＥＣＵ２に送信されるようになっている。なお、同図中符号Ｆは、車両が具備するディファレンシャルギアを示している。

ハイブリッドＥＣＵ２は、例えば車両に搭載されたマイコン等から成り、車両の走行状況に応じて油圧制御回路６を制御し得るもので、クラッチ制御手段３、モータ制御手段４及びエンジン制御手段５を有して構成されている。クラッチ制御手段３は、油圧制御回路６を制御することにより第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを任意に作動させ、動力を伝達可能な状態（締結した状態若しくはスリップした状態）と、動力の伝達を遮断させた状態（オフした状態）とを切換可能とされている。

モータ制御手段４は、ハイブリッドＥＣＵ２に形成され、アクセル開度やブレーキ操作、或いはセンサ類からの検出値等に基づいてモータＭの駆動を制御するためのものである。エンジン制御手段４は、ハイブリッドＥＣＵ２に形成され、アクセル開度やブレーキ操作、或いはセンサ類からの検出値等に基づいてエンジンＥの駆動を制御するためのものである。

ここで、本実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置は、ハイブリッドＥＣＵ２により、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、図３に示すように、第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるよう構成されている。すなわち、モータＭで走行中、当該モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂの両方をスリップ制御させて、エンジンＥに対して始動のための動力を伝達させることが可能とされている。

さらに、本実施形態に係るハイブリッドＥＣＵ２は、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、第２クラッチ手段１ｂによる伝達トルクから第１クラッチ手段１ａによる伝達トルクを除いたトルクが、所定トルクになるように第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させている。より具体的には、本実施形態においては、上述のように、エンジンＥ及びモータＭと駆動輪Ｄとの間の動力伝達系に配設された変速機Ａを備えており、例えば図６に示すように、アクセル開度、車速及び変速レシオに応じて目標変速機入力トルクが設定されるとともに、図３（特に、変速機入力トルク（ＴＩ）の目標値を示すグラフにおける走行モードのエンジン開始まで参照）に示すように、所定トルクが当該目標変速機入力トルクとなるように第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるのである。

またさらに、本実施形態に係るハイブリッドＥＣＵ２は、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、図３（特に、モータ回転数（ＮＭ）変速機入力回転数（ＮＩ）を示すグラフにおける走行モードのハイブリッド開始時からエンジンが始動開始するまで参照）に示すように、エンジンＥの回転を上げる前に、モータＭの回転数を高くするように、第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるよう構成されている。

加えて、本実施形態に係る第１クラッチ手段１ａは、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、図３（特に、第１クラッチ圧（ＰＣ１）を示すグラフにおける走行モードのハイブリッド開始時からエンジンが始動開始するまでの間参照）エンジンＥの回転を上げる前に、第１クラッチ手段１ａの摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とするよう構成されている。

また、本実施形態においては、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、図３（特に、第１クラッチ圧（ＰＣ１）を示すグラフにおけるエンジンが運転開始してから走行モードのエンジン開始時までの間参照）に示すように、エンジンＥがセルフ始動回転数以上になったとき、第１クラッチ手段１ａの摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とする。

さらに、本実施形態においては、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、図３（特に、エンジントルク（ＴＥ）を示すグラフにおけるエンジンの噴射開始時参照）に示すように、第１クラッチ手段１ａをスリップ制御させているとき、エンジンＥが回転した状態で、且つ、燃料の供給を再開すればエンジンＥの始動が可能なセルフ始動回転数より低い状態で、当該エンジンＥに燃料の供給を行わせるよう構成されている。

またさらに、本実施形態においては、図３（特に、モータトルク（ＴＭ）を示すグラフにおけるモータが回生する間参照）に示すように、エンジンＥが始動した後、当該エンジンＥのみによる走行状態に切り替える際、第１クラッチ手段１ａの差回転が所定値以内になってから、第２クラッチ手段１ｂをオフさせてモータＭにおける回転エネルギの回生を行わせるよう構成されている。

次に、本実施形態に係るメイン制御について、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、バッテリ残量があるときはモータＭで走行するとともに、発進時は必ずモータＭによる発進、及びバッテリ残量が少なくなったときは、モータＭ又はスタータＳでエンジン始動することを想定している。
先ず、図５に示すように、アクセル開度と車速に応じて、同図に示す変速マップにより変速レシオを設定し、その変速レシオになるように変速機Ａを変速制御する（Ｓ１）とともに、図６に示すように、アクセル開度、車速及び変速レシオに応じて、目標変速機入力トルク（ＴＩ）を設定する（Ｓ２）。なお、図６は、レシオがＬＯＷのときのマップを示している）。

その後、Ｓ３において、バッテリ残量が所定量以下か否かが判断され、バッテリ残量が所定量より多いと判断された場合、Ｓ６に進んで走行モードをモータに設定するとともに、バッテリ残量が所定量以下であると判断された場合、Ｓ４に進んで変速機入力回転（ＮＩ）が所定回転数以下か否かが判断される。Ｓ４において、変速機入力回転（ＮＩ）が所定回転数より大きいと判断された場合、Ｓ５に進み、エンジン回転（ＮＥ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定差回転数以内の状態で所定時間経過したか否かが判断されるとともに、変速機入力回転数（ＮＩ）が所定回転数以下であると判断された場合、Ｓ５をスキップしてＳ７に進む。すなわち、変速機入力回転（ＮＩ）が低回転且つバッテリ残量が少ない状態であるので、エンジン始動するためにＳ７に進んで、ハイブリッドに設定するのである。

Ｓ５において、エンジン回転（ＮＥ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定差回転数以内の状態で所定時間経過していると判断された場合、Ｓ８に進んで走行モードをエンジンに設定するとともに、エンジン回転（ＮＥ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定差回転数以内の状態で所定時間経過していないと判断された場合、Ｓ７に進み、走行モードをハイブリッドに設定する。以上で、走行モードが「モータ」（Ｓ６）、「ハイブリッド」（Ｓ７）及び「エンジン」（Ｓ８）の何れかに設定されることとなり、その後、図７に示すモータ制御Ｓ９、図８、１０に示すクラッチ制御Ｓ１０、及び図１２に示すエンジン制御Ｓ１１が行われる。

次に、本実施形態に係るモータ制御について、図７のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、Ｓ１にて走行モードがモータか否か判断され、当該走行モードがモータである場合、Ｓ６に進み、モータトルク（ＴＭ）を目標変速機入力トルク（ＴＩ）に設定した後、Ｓ９にてモータＭを運転状態とする。Ｓ１において、走行モードがモータでないと判断された場合、Ｓ２に進み、走行モードがエンジンか否かが判断され、当該走行モードがエンジンであると判断された場合、Ｓ８に進み、モータ回転（ＮＭ）が０より大きいか否かが判断される。そして、Ｓ８において、モータ回転（ＮＭ）が０より大きいと判断された場合、Ｓ１１にてモータＭによるモータの回転エネルギの回生が行われるとともに、モータ回転（ＮＭ）が０と判断された場合、Ｓ１２にてモータＭを停止させる。

一方、Ｓ２において、走行モードがエンジンでない（すなわち、ハイブリッドである）と判断されると、Ｓ３に進み、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数以上か否かが判断され、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数以上であると判断された場合、Ｓ５に進み、エンジン回転（ＮＥ）が変速機入力回転（ＮＩ）以上か否かが判断される。そして、Ｓ５において、エンジン回転（ＮＥ）が変速機入力回転（ＮＩ）より小さいと判断された場合、Ｓ６に進み、モータトルク（ＴＭ）を目標変速機入力トルク（ＴＩ）に設定した後、Ｓ９にてモータＭを運転状態とするとともに、エンジン回転（ＮＥ）が変速機入力回転（ＮＩ）以上であると判断された場合、Ｓ７に進み、モータトルク（ＴＭ）を目標変速機入力トルク（ＴＩ）からエンジントルク（ＴＥ）を除いた値（減算した値）に設定した後、Ｓ９にてモータＭを運転状態とする。

さらに、Ｓ３において、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数より小さいと判断された場合、Ｓ４に進み、モータトルク（ＴＭ）を目標変速機入力トルク（ＴＩ）とエンジン始動トルクとを加えた値（加算した値）に設定した後、Ｓ１０にてエンジンＥを始動させる。なお、Ｓ４において、モータＭの最大トルクで上限をチェックするものとする。以上の工程により、モータＭの制御として、「運転」（Ｓ９）、「エンジン始動」（Ｓ１０）、「回生」（Ｓ１１）及び「停止」（Ｓ１２）の何れかが選択されることとなる。

次に、本実施形態に係るクラッチ制御（第１クラッチ手段１ａの制御）について、図８のフローチャートに基づいて説明する。なお、第１クラッチ手段１ａは、図９に示すような容量特性とされており、ＴＭＩＮは、第１クラッチ手段１ａの摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態を示している。
先ず、Ｓ１にて走行モードがモータであるか否か判断され、走行モードがモータであると判断された場合、Ｓ７に進み、第１クラッチ手段１ａのクラッチ容量（ＴＣ１）を０に設定するとともに、走行モードがモータでないと判断された場合、Ｓ２に進み、走行モードがエンジンであるか否かが判断される。

Ｓ２において、走行モードがエンジンであると判断された場合、Ｓ６に進み、エンジン回転（ＮＥ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定回転数以内か否かが判断され、所定回転数以内であると判断された場合、Ｓ１１に進んでクラッチ容量（ＴＣ１）を最大値（ＴＭＡＸ）に設定する。また、Ｓ６において、エンジン回転（ＮＥ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定回転数以内でないと判断された場合、Ｓ１０に進んでクラッチ容量（ＴＣ１）をΔＴＣ１だけ加えた値（加算した値）に設定する。なお、Ｓ１０においては、ＴＭＡＸで上限をチェックするものとする。

一方、Ｓ２において、走行モードがエンジンでないと判断されると、Ｓ３に進んでエンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数以上か否かが判断され、セルフ始動回転数以上であると判断された場合、Ｓ８に進んでクラッチ容量（ＴＣ１）をＴＭＩＮに設定する。また、Ｓ３において、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数より小さいと判断されると、Ｓ４に進み、ＴＣ１がＴエンジン始動出力中であるか否かが判断され、ＴＣ１がＴエンジン始動出力中でないと判断された場合、Ｓ５にて、モータ回転（ＮＭ）が所定回転数以上か否かが判断される。なお、Ｓ４において、ＴＣ１がＴエンジン始動出力中であると判断された場合、Ｓ５をスキップしてＳ９に進むこととなる。

Ｓ５において、モータ回転（ＮＭ）が所定回転数以上であると判断されると、エンジン始動のための回転エネルギが蓄積完了と判断し、Ｓ９に進み、クラッチ容量（ＴＣ１）をエンジン始動に必要な値に設定する。また、Ｓ５において、モータ回転（ＮＭ）が所定回転数以上でないと判断されると、Ｓ８に進み、クラッチ容量（ＴＣ１）を最小値（ＴＭＩＮ）に設定する。以上で、第１クラッチ手段１ａの制御として、クラッチ容量（ＴＣ１）が０（Ｓ７）、ＴＭＩＮ（Ｓ８）、エンジン始動に必要な値（Ｓ９）、ΔＴＣ１を加算した値（Ｓ１０）及びＴＭＡＸ（Ｓ１１）の何れかが選択され、図９に示すグラフに基づいて、第１クラッチ圧（第１クラッチ手段１ａのクラッチ圧）が算出される（Ｓ１２）こととなる。

次に、本実施形態に係るクラッチ制御（第２クラッチ手段１ｂの制御）について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。なお、第２クラッチ手段１ｂは、図１１示すような容量特性とされている。
先ず、Ｓ１にて走行モードがモータであるか否か判断され、走行モードがモータであると判断された場合、Ｓ４に進み、モータ回転（ＮＭ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定回転数以内か否かが判断される。そして、Ｓ４において、モータ回転（ＮＭ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定回転数以内であると判断された場合、Ｓ６に進み、ＴＣ２ＨをΔＴＣ２だけ除いた値（減算した値）に設定した後、Ｓ９にて、クラッチ容量（ＴＣ２）をＴ１＋ＴＣ１＋ＴＣ２Ｈに設定する。

また、Ｓ４において、モータ回転（ＮＭ）と変速機入力回転（ＮＩ）との差回転が所定回転数以内でないと判断された場合、Ｓ７に進み、ＴＣ２ＨをΔＴＣ２だけ加えた値（加算した値）に設定した後、Ｓ９にて、クラッチ容量（ＴＣ２）をＴ１＋ＴＣ１＋ＴＣ２Ｈに設定する。一方、Ｓ１において、走行モードがモータでないと判断された場合、Ｓ２に進み、走行モードがエンジンであるか否かが判断されるとともに、走行モードがエンジンであると判断されると、Ｓ１０に進み、クラッチ容量（ＴＣ２）をＴ１−ＴＣ１に設定する。

さらに、Ｓ２において、走行モードがエンジンでないと判断されると、Ｓ３に進み、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転以上か否か判断されるとともに、セルフ始動回転以上であると判断されると、Ｓ４に進み、上述と同様の工程が順次行われる。Ｓ３において、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転以上でないと判断されると、Ｓ５に進み、モータトルク（ＴＭ）から目標変速機入力トルク（ＴＩ）を除いた値（減算した値）が所定トルク以下か否かが判断される。

Ｓ５において、モータトルク（ＴＭ）から目標変速機入力トルク（ＴＩ）を除いた値（減算した値）が所定トルク（モータによるエンジン始動に必要なトルク）以下であると判断される（モータによるエンジン始動に必要なトルクが足りない）と、Ｓ８に進み、ＴＩに所定係数を乗算して補正を行った後、Ｓ９に進み、クラッチ容量（ＴＣ２）をＴ１＋ＴＣ１＋ＴＣ２Ｈに設定する。なお、Ｓ５において、モータトルク（ＴＭ）から目標変速機入力トルク（ＴＩ）を除いた値（減算した値）が所定トルク以下でないと判断されると、Ｓ８をスキップしてＳ９に進むこととなる。以上により、クラッチ容量（ＴＣ２）が求められ、図１１に示すグラフに基づいて、第２クラッチ圧（第２クラッチ手段１ｂのクラッチ圧）が算出される（Ｓ１１）こととなる。

次に、本実施形態に係るエンジン制御について、図１２のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、Ｓ１にて走行モードがモータであるか否か判断され、走行モードがモータであると判断されると、Ｓ８に進んでエンジンＥを停止状態とした後、Ｓ１３にて燃料カット状態（フューエルカット）とする。また、Ｓ１において、走行モードがモータでないと判断されると、Ｓ２に進んで、走行モードがエンジンであるか否かが判断され、走行モードがエンジンである場合、Ｓ１１にてエンジンＥを運転状態とした後、Ｓ１５にて燃料制御（噴射或いは燃料カット）が行われる。

一方、Ｓ２において、走行モードがエンジンでないと判断されると、Ｓ３に進み、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数以上か否かが判断され、セルフ始動回転数以上であると判断されると、Ｓ１１に進み、上述と同様の工程が行われる。また、Ｓ３において、エンジン回転（ＮＥ）がセルフ始動回転数以上でないと判断されると、Ｓ４にてモータによる始動中であるか否か判断され、モータによる始動中でないと判断されると、Ｓ５に進み、スタータによる始動中であるか否かが判断される。なお、Ｓ４において、モータによる始動中であると判断されると、Ｓ５、Ｓ６をスキップしてＳ７に進むこととなる。

Ｓ５において、スタータによる始動中であると判断されると、Ｓ１０にてスタータによる始動が行われた後、Ｓ１５にて燃料制御（噴射或いは燃料カット）が行われる。また、Ｓ５において、スタータによる始動中でないと判断されると、Ｓ６に進み、車速が所定車速以下か否かが判断され、所定車速以下であると判断されると、Ｓ１０に進み、上述と同様の工程が行われる。さらに、Ｓ６において、車速が所定車速以下でないと判断されると、Ｓ７に進み、ＴＣ１がＴエンジン始動出力中か否かが判断される。

そして、Ｓ７において、ＴＣ１がＴエンジン始動出力中であると判断されると、Ｓ９に進み、モータによる始動が行われた後、Ｓ１２にて、エンジン回転（ＮＥ）が燃料噴射回転数以上か否かが判断されるとともに、Ｓ１４に進み、燃料噴射が行われる。なお、Ｓ７において、ＴＣ１がＴエンジン始動出力中でないと判断されると、Ｓ８に進み、上述と同様の工程が行われることとなる。以上の工程により、エンジンＥの制御として、「燃料カット」（Ｓ１３）、「燃料噴射」（Ｓ１４）、「燃料制御」（Ｓ１５）の何れかが選択されることとなる。

本実施形態によれば、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるので、モータＭとエンジンＥとの間で生じる差回転を第１クラッチ手段１ａと第２クラッチ手段１ｂとで分担させることができる。したがって、モータ走行中のエンジン始動時、モータＭのトルク変動が駆動輪Ｄに伝達されてしまうのを抑制しつつエンジン始動を可能とし、且つ、エンジン始動するためのクラッチの差回転の増加を抑制することができる。

また、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、第２クラッチ手段１ｂによる伝達トルクから第１クラッチ手段１ａによる伝達トルクを除いたトルクが、所定トルクになるように第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるので、モータＭのトルク変動やエンジントルク変動が生じても、第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂのスリップにより当該トルク変動を吸収でき、駆動輪Ｄに伝達されるトルクが所定トルクにて安定させることができるので、円滑なエンジン始動を行わせることができる。

さらに、エンジンＥ及びモータＭと駆動輪Ｄとの間の動力伝達系に配設された変速機Ａを備え、アクセル開度、車速及び変速レシオに応じて目標変速機入力トルクが設定されるとともに、所定トルクが当該目標変速機入力トルクとなるように第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるので、エンジン始動中にアクセル操作、車速変化又は変速レシオ変化があった場合でも目標変速機入力トルクになるよう制御でき、駆動輪Ｄに伝達されるトルクを運転者の要求に応じたトルクに制御しつつエンジン始動を行わせることができる。

またさらに、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、エンジンＥの回転を上げる前に、モータＭの回転数を高くするように、第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させるので、モータＭの回転エネルギを使ってエンジンＥを始動させる場合でも第２クラッチ手段１ｂをスリップ制御させることで第１クラッチ手段１ａの差回転の増加を抑制することができる。

加えて、本実施形態に係る第１クラッチ手段１ａは、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、エンジンＥの回転を上げる前に、第１クラッチ手段１ａの摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とするので、エンジン回転を上げる際、第２クラッチ手段１ｂの伝達トルクの変化に対する第１クラッチ手段１ａの伝達トルクの変化の遅れを抑制して応答性を向上させることができる。

また、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、エンジンＥがセルフ始動回転数以上になったとき、無効ストローク詰め状態とするので、エンジン単独でも確実に回転を上昇させることができるとともに、第１クラッチ手段１ａの差回転が所定値以上になった場合、第１クラッチ手段１ａの伝達トルクを大きくし、締結状態とする際、第１クラッチ手段１ａの伝達トルク変化の遅れを抑制して応答性を向上させることができる。

さらに、モータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、第１クラッチ手段１ａをスリップ制御させているとき、エンジンＥが回転した状態で、且つ、燃料の供給を再開すればエンジンＥの始動が可能なセルフ始動回転数より低い状態で、当該エンジンＥに燃料の供給を行わせるので、第１クラッチ手段１ａの伝達トルクと併せてエンジンＥのトルクも使ってエンジン回転を素早く上昇させることができる。

特に、本実施形態においては、エンジンＥが始動した後、当該エンジンＥのみによる走行状態に切り替える際、第１クラッチ手段１ａの差回転が所定値以内になってから、第２クラッチ手段１ｂをオフさせてモータＭにおける回転エネルギの回生を行わせるので、駆動力Ｄに与える影響を防止しつつモータＭの回転エネルギの回生を行わせることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、坂道で車両停止（クリープ）中に走行用モータを使ってエンジン始動するもの、第１クラッチ手段１ａが無効ストローク詰め状態とならないもの、エンジンＥが始動した後、当該エンジンＥのみによる走行状態に切り替える際、モータＭの回生を行わせないもの、或いはモータＭから第１クラッチ手段１ａ及び第２クラッチ手段１ｂを介してエンジンＥに動力を伝達させて当該エンジンＥを始動する際、エンジンＥの回転を上げる前に、モータＭの回転数を高くしないもの等に適用することができる。なお、エンジンＥは、内燃機関であれば足り、ガソリンを燃料とするものに代えて軽油を燃料とするディーゼルエンジン等であってもよい。

モータから第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介してエンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させるハイブリッド車両の動力伝達装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

１ クラッチ手段
２ ハイブリッドＥＣＵ
３ クラッチ制御手段
４ モータ制御手段
５ エンジン制御手段
６ 油圧制御回路
Ｅ エンジン
Ｍ モータ
Ａ 変速機
Ｄ 駆動輪

Claims (8)

1. 車両が搭載するエンジンから駆動輪に至る動力伝達系の途中に配設されて当該エンジンの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第１クラッチ手段と、
   車両が搭載するモータから駆動輪に至る動力伝達系の途中に配設されて当該モータの駆動力を駆動輪に対して伝達又は遮断可能な第２クラッチ手段と、
   を具備し、車両の走行状況に応じて前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を任意に作動可能とされたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
   前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
2. 前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記第２クラッチ手段による伝達トルクから前記第１クラッチ手段による伝達トルクを除いたトルクが、所定トルクになるように前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
3. 前記エンジン及びモータと前記駆動輪との間の動力伝達系に配設された変速機を備え、アクセル開度、車速及び変速レシオに応じて目標変速機入力トルクが設定されるとともに、前記所定トルクが当該目標変速機入力トルクとなるように前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
4. 前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記エンジンの回転を上げる前に、前記モータの回転数を高くするように、前記第２クラッチ手段をスリップ制御させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
5. 前記第１クラッチ手段は、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記エンジンの回転を上げる前に、前記第１クラッチ手段の摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
6. 前記第１クラッチ手段は、オフしている状態で摩擦材が接触しないよう隙間を設けるものとされるとともに、前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記エンジンがセルフ始動回転数以上になったとき、前記第１クラッチ手段の摩擦材が接触して隙間がなく、且つ、伝達トルクが小さい無効ストローク詰め状態とすることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
7. 前記モータから前記第１クラッチ手段及び第２クラッチ手段を介して前記エンジンに動力を伝達させて当該エンジンを始動する際、前記第１クラッチ手段をスリップ制御させているとき、前記エンジンが回転した状態で、且つ、燃料の供給を再開すればエンジンの始動が可能なセルフ始動回転数より低い状態で、当該エンジンに燃料の供給を行わせることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
8. 前記エンジンが始動した後、当該エンジンのみによる走行状態に切り替える際、前記第１クラッチ手段の差回転が所定値以内になってから、前記第２クラッチ手段をオフさせて前記モータにおける回転エネルギの回生を行わせることを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。

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