JP3976717B2 - ハイブリッド車の駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数の駆動力源を有するハイブリッド車の駆動装置、特に、第１の駆動力源の動力を、回転装置および車輪に分配することの可能なハイブリッド車の駆動装置に関するものである。

従来、複数の駆動力源として、エンジンおよびモータを有するハイブリッド車の駆動装置が知られており、そのハイブリッド車の駆動装置の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、エンジンのクランクシャフトにフライホイールが連結され、フライホイールにはスリップクラッチおよびダンパを経由して入力軸が連結されている。この入力軸はハウジングの内部に配置されており、ハウジングの内部には、モータおよびジェネレータが配置されている。そして、モータとジェネレータとの間には遊星歯車が設けられている。

この遊星歯車は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャリヤとを有しており、サンギヤはジェネレータのロータに連結され、キャリヤは入力軸に連結され、モータのロータはリングギヤに連結されている。さらに、リングギヤにはスプロケットが連結され、スプロケットにはサイレントチェーンが巻き掛けられている。そして、特許文献１の発明においては、エンジントルクが急激に変化したり、あるいはモータトルクが急激に変化した場合にスリップクラッチの滑りが生じて、各ロータの質量が大きいことなどに起因する共振を防止するようになっている。
特開平１０−２６７１１４号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されているハイブリッド車の駆動装置においては、振動低減性能を一層向上させることが望まれていた。

この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、振動低減性能を向上させることの可能なハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の駆動力源の動力を回転装置および車輪に伝達する機能と、前記回転装置の動力を前記第１の駆動力源に伝達して、この第１の駆動力源の回転数を上昇させる機能とを兼備した動力分配装置と、前記第１の駆動力源とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する第２の駆動力源とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、この第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かに基づいて、前記回転装置から前記第１の駆動力源に至る動力伝達経路で生じる共振の程度を判断する共振判断手段と、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすい場合における前記第１の駆動力源の慣性質量よりも、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくい場合における前記第１の駆動力源の慣性質量を大きく設定する慣性質量制御手段とを有していることを特徴とするものである。ここで、「前記第１の駆動力源とは別に設けられた第２の駆動力源」には、「第１の駆動力源から車輪に至る動力の伝達経路と、第２の駆動力源から車輪に至る動力の伝達経路の一部が異なること」、「第１の駆動力源の動力発生原理と、第２の駆動力源の動力発生原理とが異なること」、「駆動力源が複数設けられていること」などの意味が含まれる。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記共振判断手段は、前記第１の駆動力源の回転抵抗、または、前記回転装置の出力の少なくとも一方に基づいて、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かを判断する手段を含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記共振判断手段は、前記第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値以上である場合に、前記第１の駆動力源の回転抵抗が小さく、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいと判断し、前記第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値未満である場合は、前記第１の駆動力源の回転抵抗が高く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくいと判断する手段を含むことを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項２の構成に加えて、前記共振判断手段は、前記回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値以上である場合は、前記回転装置の出力が高く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいと判断し、前記回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値未満である場合は、前記回転装置の出力が低く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくいと判断する手段を含むことを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの構成に加えて、前記第１の駆動力源は、燃料の燃焼により回転するエンジンであり、前記エンジンへの燃料の供給が停止している場合に、前記回転装置の動力により前記エンジンの回転数を上昇させ、かつ、前記エンジンへ燃料を供給して燃焼させて前記エンジンを自律回転させる始動条件が成立したか否かを判断する始動条件判断手段を有し、前記共振判断手段は、前記始動条件が成立して前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、この第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かを判断する手段を含むことを特徴とするものである。

各請求項において、「第１の駆動力源の回転数」は、「第１の駆動力源の回転速度」と等価のパラメータである。各請求項において、「共振の程度」には、共振の大小、共振の強弱、共振の振幅などの概念が含まれる。各請求項に記載されている「共振の程度を判断する」には、「共振が発生する以前に、共振の程度を予測もしくは推定すること」と、「共振が実際に発生してから、その共振の程度を検知すること」とが含まれる。また、各請求項において、「第１の駆動力源の慣性質量」とは「回転方向における慣性質量」を意味する。

請求項１の発明によれば、第１の駆動力源を車輪に伝達する場合と、回転装置の動力を第１の駆動力源に伝達する場合とで、共に同じ動力伝達経路を経由して動力が伝達される。そして、回転装置の動力により第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、この第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かに基づいて、前記回転装置から前記第１の駆動力源に至る動力伝達経路における共振の程度を判断する。そして、第１の駆動力源の回転数が上昇しやすい場合における前記第１の駆動力源の慣性質量よりも、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくい場合における前記第１の駆動力源の慣性質量を大きく設定する。したがって、第１の駆動力源の振動周波数と、回転装置から第１の駆動力源に至る動力伝達経路における振動周波数とが一致することが抑制され、共振の発生を抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の駆動力源の回転抵抗、または、回転装置の出力の少なくとも一方に基づいて、第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かが判断される。したがって、動力伝達経路における共振の程度を、一層確実に判断することが可能となる。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、前記第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値以上である場合に、前記第１の駆動力源の回転抵抗が小さく、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいと判断される。これに対して、前記第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値未満である場合は、前記第１の駆動力源の回転抵抗が高く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくいと判断される。

請求項４の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、前記回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値以上である場合は、前記回転装置の出力が高く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいと判断される。これに対して、前記回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値未満である場合は、前記回転装置の出力が低く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくいと判断される。

請求項５の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、エンジンへの燃料の供給が停止している場合に、前記回転装置の動力により前記エンジンの回転数を上昇させ、かつ、前記エンジンへ燃料を供給して燃焼させて前記エンジンを自律回転させる始動条件が成立して、前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、この第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かを判断する。

つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明を用いることの可能な車両の一例を示す。図１に示された車両Ｖｅは、Ｆ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動）形式のハイブリッド車（以下、「車両」と略記する）Ｖｅの概略構成図である。図１において、車両Ｖｅは、第１の駆動力源としてのエンジン（Ｅ／Ｇ）１を有している。エンジン１は燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。

前記エンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン１のクランクシャフト２は、車両Ｖｅの前後方向に配置された軸線（図示せず）を中心として回転可能であり、クランクシャフト２に用いる金属材料としては、例えば、機械構造用炭素鋼、合金鋼などが挙げられる。また、クランクシャフト２、具体的には、クランクシャフト２の後端にはフライホイール１００が形成されている。フライホイール１００に用いる金属材料としては、機械構造用炭素鋼などが挙げられる。

このフライホイール１００の構成を図２に示す。フライホイール１００は略円板形状を有しているとともに、フライホイール１００には、回転中心Ａ１を基準としてシリンダ１０１が形成されている。このシリンダ１０１は、フライホイール１００の円周方向に沿って、略等間隔おきに複数配置されている。これらのシリンダ１０１は、フライホイール１００の半径方向に沿って延ばされた長孔もしくは凹部もしくは溝部により構成されている。各シリンダ１０１内には可動マス（質量体）１０２が配置されており、各可動マス１０２は、シリンダ１０１内において、フライホイール１００の半径方向に動作可能に構成されている。図２の例では、可動マス１０２が球形状となっているが、可動マス１０２はピストン形状（円柱形状）であってもよい。また、可動マス１０２の構成材料としては、例えば、機械構造用炭素鋼など、比重の高い材料を選択することが可能である。

また、シリンダ１０１内であって、可動マス１０２よりも内側には弾性部材１０３が配置されている。弾性部材１０３としては、例えば、圧縮ばねを用いることが可能である。この弾性部材１０３の押圧力により、可動マス１０２が、フライホイール１００の半径方向で外側に向けて付勢される。一方、シリンダ１０１内であって、可動マス１０２よりも、フライホイール１００の半径方向における外側には、油圧室１０４が形成されている。さらに、フライホイール１００には、油路１０５が形成されており、その油路１０５の一端が油圧室１０４に接続されている。この油路１０５の他端は、クランクシャフト２に形成された油路（図示せず）または、後述するインプットシャフトに形成された油路（図示せず）に接続されている。上記構成のシリンダ１０１、可動マス１０２、弾性部材１０３、油圧室１０４、油路１０５、図示しない油路、後述する油圧制御装置などにより、慣性質量制御装置Ｂ１が構成されている。

一方、フライホイール１００には、ダンパ機構３を経由してインプットシャフト４が連結されている。また、ケーシング５が設けられており、ケーシング５の内部には、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）６およびモータ・ジェネレータ（ＭＧ）７が設けられている。このモータ・ジェネレータ６，７としては、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。すなわち、エンジン１とモータ・ジェネレータ６，７とでは、動力の発生原理が異なる。一方のモータ・ジェネレータ６は、ステータ８およびロータ９を有しており、ステータ８はケーシング５に固定されている。

また、ケーシング５の内部には、動力分配装置１０が設けられている。図１においては、この動力分配装置１０の一例として、シングルピニオン形式の遊星歯車機構が示されている。すなわち、動力分配装置１０は、中空シャフト１１に形成されたサンギヤ１２と、サンギヤ１２と同心状に配置されたリングギヤ１３と、サンギヤ１２およびリングギヤ１３に噛合するピニオンギヤ１４を保持したキャリヤ１５とを有している。そして、インプットシャフト４とキャリヤ１５とが一体回転するように連結されている。また、インプットシャフト４は中空シャフト１１内に配置され、インプットシャフト４と中空シャフト１１とは相対回転可能である。

前記クランクシャフト２およびフライホイール１００およびインプットシャフト４および動力分配装置１０は同軸上に配置されている。また、車両Ｖｅの前後方向（クランクシャフト２の軸線方向）において、フライホイール１００およびダンパ機構３と、動力分配装置１０との間にモータ・ジェネレータ６が配置され、そのモータ・ジェネレータ６のロータ９の内部空間を通過するように、インプットシャフト４が配置されている。さらに、車両Ｖｅの前後方向におけるインプットシャフト４の後端に、動力分配装置１０のキャリヤ１５が連結されている。このように、インプットシャフト４は、車両Ｖｅの前後方向において、モータ・ジェネレータ６および動力分配装置１０の配置長さ以上の長さを有する軸部材である。なお、インプットシャフト４に使用される金属材料としては、例えば、機械構造用合金鋼、炭素鋼、クロム鋼などが挙げられる。

一方、前記モータ・ジェネレータ７は、ステータ１７およびロータ１８を有している。ステータ１７はケーシング５に固定されている。さらに、モータ・ジェネレータ６，７との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置１０７が設けられている。蓄電装置１０７としては、二次電池、具体的にはバッテリ、キャパシタなどを用いることが可能である。

また、ケーシング５の内部、具体的には、モータ・ジェネレータ７からアウトプットシャフト（後述する）に至る動力伝達経路に変速機１９が設けられている。図１においては、変速機１９の一例として、遊星歯車機構を有する変速機が示されている。すなわち、変速機１９は、同心状に配置されたサンギヤ２０およびリングギヤ２１と、一体回転する大径ピニオンギヤ２２および小径ピニオンギヤ２３と、ショートピニオンギヤ５０と、大径ピニオンギヤ２２および小径ピニオンギヤ２３およびショートピニオンギヤ５０を一体的に公転可能、かつ、個々のギヤ毎に自転可能に保持するキャリヤ２４とを有している。

そして、ショートピニオンギヤ５０がサンギヤ２０およびリングギヤ２１に噛合され、このショートピニオンギヤ５０に大径ピニオンギヤ２２が噛合されている。また、大径ピニオンギヤ２２と一体回転する小径ピニオンギヤ２３が設けられており、小径ピニオンギヤ２３とサンギヤ２８とが噛合されている。なお、サンギヤ２８の歯数は、サンギヤ２０の歯数よりも多く設定されている。このように、変速機１９はラビニョ型遊星歯車機構を主体として構成されている。

前記キャリヤ２４にはアウトプットシャフト２５が一体回転するように連結され、インプットシャフト４とアウトプットシャフト２５とが同軸上に配置されている。また、アウトプットシャフト２５と、動力分配装置１０のリングギヤ１３とが一体回転するように連結されている。アウトプットシャフト２５の外側には中空シャフト２６が配置されており、アウトプットシャフト２５と中空シャフト２６とは相対回転可能である。この中空シャフト２６とモータ・ジェネレータ７のロータ１８とが一体回転するように連結されている。

さらに、中空シャフト２６とサンギヤ２０とが一体回転するように連結されている。さらにまた、サンギヤ２８は中空シャフト２６の外側に配置されており、サンギヤ２８の回転を許可または規制するブレーキＢ１が設けられている。さらにまた、リングギヤ２１の回転を許可または規制するブレーキＢ２が設けられている。この実施例においては、ブレーキＢ１，Ｂ２として油圧制御式の摩擦係合装置が用いられており、ブレーキＢ１，Ｂ２に対応して油圧室（図示せず）が別個に設けられている。

一方、アウトプットシャフト２５と、デファレンシャル２９の入力部材（図示せず）とが、プロペラシャフト（図示せず）により連結されている。また、デファレンシャル２９の回転部材（図示せず）とドライブシャフト３０とが連結されている。さらに、ドライブシャフト３０には車輪３１が連結されている。

つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明する。電子制御装置３２が設けられており、電子制御装置３２には、エンジン油温センサ５３の信号、シフトポジションセンサ５４の信号、車速センサ５５の信号、加速要求検知センサ５６の信号、制動要求検知センサ５７の信号、エンジン回転数センサ５８の信号、モータ・ジェネレータ６に供給可能な電力を検知する電力検知センサ１０６の信号、外気温センサ１０８の信号などが入力される。

前記エンジン油温センサ５３は、エンジン１の潤滑装置で用いられる潤滑油の温度を検知するセンサである。また、シフトポジションセンサ５４により検知されるシフトポジションとしては、例えば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジションがある。ここで、ＰポジションおよびＮポジションは、変速機１９を動力伝達不可能な状態とする場合に選択されるポジションであり、ＤポジションおよびＲポジションは、変速機１９を動力伝達可能な状態とする場合に選択されるポジションである。また、加速要求検知センサ５６は、アクセル開度またはスロットル開度を検知するセンサである。

電子制御装置３２からは、エンジン１を制御する信号、モータ・ジェネレータ６を制御する信号、モータ・ジェネレータ７を制御する信号、油圧制御装置５２を制御する信号などが出力される。油圧制御装置５２は、変速機１９のブレーキＢ１，Ｂ２に対応する各油圧室（図示せず）の油圧を制御する機能と、フライホイール１００に形成された油圧室１０４の油圧を制御する機能とを有している。

図１に示す車両Ｖｅにおいては、例えば、Ｄポジションが選択されている場合に、電子制御装置３２に入力される信号および電子制御装置３２に記憶されているデータに基づいて、エンジン走行モード、電気自動車（ＥＶ）モード、ハイブリッドモードなどのモードを選択的に切換可能である。エンジン走行モードが選択された場合は、エンジン１に燃料が供給されて、エンジン１が自律回転する一方、モータ・ジェネレータ７への電力の供給が停止される。エンジン１が自律回転している場合、エンジントルクは、インプットシャフト４、キャリヤ１５、リングギヤ１３を経由してアウトプットシャフト２５に伝達される。アウトプットシャフト２５のトルクは、プロペラシャフト（図示せず）、デファレンシャル２９、ドライブシャフト３０を経由して車輪３１に伝達されて、駆動力が発生する。

これに対して、電気自動車モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ７が電動機として起動され、モータ・ジェネレータ７のトルクが変速機１９を経由させて車輪３１に伝達される一方、エンジン１には燃料が供給されない。また、ハイブリッドモードが選択された場合は、エンジン１が自律回転し、かつ、モータ・ジェネレータ７に電力が供給され、エンジン１のトルクおよびモータ・ジェネレータ７のトルクが、共に車輪３１に伝達される。

このように、図２に示す車両Ｖｅは、エンジントルクを、動力分配装置１０を経由させて、車輪３１とモータ・ジェネレータ６とに機械的に分配できるとともに、エンジン１またはモータ・ジェネレータ７のうちの少なくとも一方を駆動力源とすることのできる機械分配式のハイブリッド車である。さらに、エンジントルクを動力分配装置１０に伝達する場合、エンジントルクの一部がモータ・ジェネレータ６に伝達されるとともに、動力分配装置１０のサンギヤ１２とキャリヤ１５とリングギヤ１３との差動機能により、モータ・ジェネレータ６が反力要素として機能する。したがって、モータ・ジェネレータ６の回転速度を制御することにより、エンジン回転数を無段階に（連続的に）制御することが可能である。つまり、動力分配装置１０は無段変速機としての機能をも有している。ここで、モータ・ジェネレータ６の回転方向の正逆を切り換え可能であり、モータ・ジェネレータ６の力行または回生も切換可能である。モータ・ジェネレータ６が回生する場合は、発生した電力が蓄電装置１０７に充電される。

前記電気自動車モードまたはハイブリッドモードが選択された場合は、変速機１９を制御するために、２種類の変速モードを選択可能であり、この変速モードに基づいて、変速機１９の変速比が制御される。この変速モードは、車速、要求駆動力などに基づいて判断され、低速モードまたは高速モードのいずれかを選択できる。要求駆動力は、加速要求検知センサ５６の信号に基づいて判断される。たとえば、車速が所定車速以下であり、かつ、要求駆動力が所定値以上である場合は、低速モードが選択される。これに対して、車速が所定車速を越え、かつ、要求駆動力が所定値未満である場合は、高速モードが選択される。

低速モードが選択された場合は、ブレーキＢ１が解放され、かつ、ブレーキＢ２が係合される。この低速モードが選択され、かつ、モータ・ジェネレータ７のトルクがサンギヤ２０に伝達された場合は、リングギヤ２１が反力要素となり、サンギヤ２０のトルクが、キャリヤ２４およびアウトプットシャフト２５およびデファレンシャル２９を経由して車輪３１に伝達される。ここで、モータ・ジェネレータ７の回転速度よりも、アウトプットシャフト２５の回転速度の方が低速となる。なお、低モードが選択された場合における変速機１９の変速比は、「ロー（最大変速比）」である。

一方、高速モードが選択された場合は、ブレーキＢ２が解放され、かつ、ブレーキＢ１が係合される。モータ・ジェネレータ７が電動機として駆動され、かつ、高速モードが選択された場合は、サンギヤ２８が反力要素となり、サンギヤ２０のトルクが、キャリヤ２４およびアウトプットシャフト２５およびデファレンシャル２９を経由して車輪３１に伝達される。なお、モータ・ジェネレータ７の回転速度よりも、アウトプットシャフト２５の回転速度の方が低速となる。そして、高速モードが選択された場合における変速機１９の変速比は「ハイ（小変速比）」であり、低速モードが選択された場合に設定される変速機１９の変速比よりも小さい。

さらに、Ｄポジションが選択され、かつ、車両Ｖｅが惰力走行する場合は、車両Ｖｅの運動エネルギを、車輪３１からモータ・ジェネレータ６，７の少なくとも一方に伝達するとともに、モータ・ジェネレータ６，７の少なくとも一方で発生した電力を蓄電装置１０７に充電することが可能である。なお、シフトポジションとしてＮポジションが選択された場合は、ブレーキＢ１，Ｂ２が共に解放される。

ところで、エンジン１への燃料の供給が停止している場合において、エンジン１を始動させる（クランキングさせる）条件が成立した場合は、モータ・ジェネレータ６に電力を供給して、モータ・ジェネレータ６を電動機として駆動させ、モータ・ジェネレータ６のトルクを、動力分配装置１０、インプットシャフト４を経由させてエンジン１に伝達して、エンジン回転数を上昇させるとともに、燃料の供給および燃焼をおこない、エンジン回転数が自律回転可能な回転数となった場合に、モータ・ジェネレータ６によるクランキングを終了する。

このようにエンジン１を始動する場合において、フライホイール１００の慣性質量を制御する一例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。まず、電子制御装置３２に入力される信号が処理され（ステップＳ１）、エンジン回転数が所定回転数以下であるか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で肯定的に判断される場合としては、例えば、エンジン１で燃料の燃焼がおこなわれず、かつ、エンジン回転数が零である第１の場合と、エンジン１で燃料の燃焼がおこなわれていないが、エンジン回転数が零よりも高い第２の場合とが挙げられる。ここで、第１の場合としては、車両Ｖｅが停止している場合、つまり車速が零である場合が挙げられる。これに対して、第２の場合としては、車両Ｖｅが惰力走行しており、車両Ｖｅの運動エネルギによりエンジン１が空転している場合と、モータ・ジェネレータ７の動力により車両Ｖｅが走行し、モータ・ジェネレータ７の動力の一部がエンジン１に伝達されて、エンジン１が空転している場合とが挙げられる。なお、第２の場合に相当するエンジン回転数は、エンジン１で燃料の燃焼をおこなっても、エンジン１が自律回転することができない回転数である。

ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、エンジン１を始動する条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ３）。ステップＳ３の判断は、例えば、加速要求検知センサ５６の信号などによりおこなわれる。このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、エンジン油温が所定温度以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４の意味は後述する。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ６に供給可能な電力が所定値以上であるか否かが判断される（ステップＳ５）。このステップＳ５の意味は後述する。このステップＳ５で肯定的に判断された場合は、フライホイール１００の慣性質量を「小」とする制御を実行し（ステップＳ６）、図１の制御ルーチンを終了する。

ここで、前記ステップＳ４ないしステップＳ６の技術的意味を説明する。前記ステップＳ４で肯定的に判断されるということは、エンジン１の可動部分に供給される潤滑油の粘度が所定値以下であり、エンジン１の回転抵抗が小さいことを意味する。また、ステップＳ５で肯定的に判断されるということは、モータ・ジェネレータ６の出力（トルク×回転数）を所定値以上に高めることが可能であり、エンジン１をクランキングするために必要なトルクを、モータ・ジェネレータ６で確保できることを意味する。つまり、ステップＳ４，Ｓ５で共に肯定判断されるということは、モータ・ジェネレータ６によるエンジン１のクランキングに際して、エンジン回転数が上昇しやすい条件が成立していることを意味する。

そこで、ステップＳ６では、フライホイール１００の慣性質量を「小」とすることで、エンジン１の始動容易性を高めている。このステップＳ６においては、具体的には、フライホイール１００の油圧室１０４の油圧を所定値以上に高めて、弾性部材１０３の押圧力に抗して可動マス１０２をフライホイール１００の回転中心Ａ１に向けて動作させることで、フライホイール１００の慣性質量が低下される。フライホイール１００の慣性質量が「小」に制御された場合は、エンジン１の振動周波数が高くなり、エンジン１の振動周波数と、エンジン１のクランキング時におけるインプットシャフト４の振動周波数とが同じになり、モータ・ジェネレータ６からエンジン１に至る動力伝達経路で共振が発生する可能性がある。しかしながら、エンジン回転数の上昇性能が高められているため、前記動力伝達経路で共振が発生する回転数領域となる時間を、極短時間とすることが可能である。言い換えれば、共振が発生する時間を短縮することが可能である。

前記ステップＳ５で否定的に判断されるということは、モータ・ジェネレータ６からエンジン１に伝達可能な実トルクが、所定値以下であることを意味する。言い換えれば、ステップＳ５で否定的に判断されるということは、ステップＳ５で肯定的に判断された場合に比べて、エンジン回転数が上昇しにくいことがある。そこで、ステップＳ５で否定的に判断された場合は、フライホイール１００の慣性質量を「中」とする制御を実行し（ステップＳ７）、図３の制御ルーチンを終了する。ここで、慣性質量「小」＜慣性質量「中」の関係にある。

ステップＳ７の処理における油圧室１０４の油圧は、ステップＳ６の処理における油圧室１０４の油圧よりも低圧に制御される。つまり、フライホイール１００の半径方向において、ステップＳ６の制御に相当する可動マス１０２の位置よりも、ステップＳ７の制御に相当する可動マス１０２の位置の方が外側となる。このように、ステップＳ７の処理を実行して、フライホイール１００の慣性質量を「中」にすると、エンジン１の振動周波数が、ステップＳ６の処理を実行した場合よりも低くなる。したがって、エンジン１の振動周波数と、動力伝達経路の振動周波数とが一致することを回避でき、動力伝達経路で共振が発生することを抑制できる。

一方、前記ステップＳ４で否定的に判断されるということは、クランキング抵抗が高いことを意味する。さらに、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ６に供給可能な電力が所定値以上であるか否かが判断される（ステップＳ８）。このステップＳ８で肯定的に判断されるということは、モータ・ジェネレータ６の出力を、エンジン１のクランキングに必要な目標出力に制御することが可能であり、クランキング抵抗が高くても、エンジン回転数の上昇性能を確保できることを意味する。そこで、ステップＳ８で肯定的に判断された場合は、ステップ６に進み、エンジン１の始動容易性を優先する。

これに対して、ステップＳ８で否定的に判断されるということは、モータ・ジェネレータ６の出力が、エンジン１のクランキングに必要な目標出力未満となることを意味する。そこで、ステップＳ８で否定的に判断された場合は、フライホイール１００の慣性質量を「大」とする処理を実行し（ステップＳ９）、図３の制御ルーチンを終了する。ステップＳ９における油圧室１０４の油圧は、ステップＳ７における油圧室１０４の油圧よりも低圧に制御される。つまり、フライホイール１００の半径方向において、ステップＳ７の処理を実行した場合における可動マス１０２の位置よりも、ステップＳ９の処理を実行した場合における可動マス１０２の位置の方が外側となる。その結果、ステップＳ９の処理を実行した場合におけるエンジン１の振動周波数は、ステップＳ７の処理を実行した場合におけるエンジン１の振動周波数よりも低くなり、動力伝達経路で共振が生じることを一層確実に抑制することが可能である。なお、前記ステップＳ２またはステップＳ３で否定的に判断された場合は、図３の制御ルーチンを終了する。

以上のように、この実施例においては、フライホイール１００の油圧室１０４の油圧を制御することにより、フライホイール１００の慣性質量を制御している。言い換えれば、フライホイール１００の固有振動数を調整することが可能である。したがって、動力伝達経路で共振が生じることを抑制可能である。このため、「実施例の装置とは異なる共振抑制装置」、例えば、「ダンパ機構にトルクリミッタを設けて、所定値以上のトルクがエンジン１に伝達されることを防止し、共振を抑制する装置」などを、この実施例では設けずに済む。このため、「実施例とは異なる共振抑制装置」を設けた場合に生じる可能性がある不具合、つまり、「エンジントルクをモータ・ジェネレータ６または車輪３１に伝達する場合に、トルクリミッタで滑りが生じてモータ・ジェネレータ６または車輪３１に伝達されるトルクが低下するという不具合」を、この実施例では未然に回避することが可能である。したがって、この実施例では、車輪３１に伝達されるトルクが低下して、車両Ｖｅの走行性能が低下することを抑制できる。また、この実施例では、エンジントルクの一部をモータ・ジェネレータ６に伝達し、モータ・ジェネレータ６で発電をおこなう場合に、モータ・ジェネレータ６における発電量の低下を抑制することが可能である。

さらに、従来では、トルクリミッタの滑りによる伝達トルクの低下を抑制するために、トルクリミッタのトルク容量を高く維持する一方、インプットシャフトのねじり剛性を、共振に耐えられるような剛性まで高めることも考えられていた。この場合、インプットシャフトの剛性を、トルクリミッタの伝達トルクのバラツキの上限に対応する値まで、高める必要があったが、インプットシャフトの剛性を高めることには限界があった。このため、従来は、伝達トルクの低下を抑制し、かつ、共振を抑制するという、相反する２つの課題を解決することは困難であった。しかしながら、この実施例によれば、トルクリミッタを用いずに済み、かつ、インプットシャフト４の剛性を高めずに済むため、相反する２つの課題を解決可能である。

なお、ステップＳ５，Ｓ８においては、モータ・ジェネレータ６に供給可能な電力を、蓄電装置１０７の充電状態から判断することも可能である。また、モータ・ジェネレータ７が発電機として起動され、モータ・ジェネレータ７で発電された電力が、蓄電装置１０７を経由することなくモータ・ジェネレータ６に供給される場合は、モータ・ジェネレータ７の発電量に基づいて、ステップＳ５，Ｓ８の判断をおこなうことも可能である。さらに、ステップＳ５，Ｓ８においては、外気温センサ１０８の信号に基づいて、モータ・ジェネレータ６に供給可能な電力を判断することも可能である。すなわち、蓄電装置１０７の電力が、低温時は低下する特性を利用する。

また、図３の制御ルーチンには示されていないが、車両Ｖｅが走行し、かつ、エンジン１が自律回転しているとともに、動力伝達経路で共振が発生せず、かつ、共振によるこもり音が生じないような車速において、加速要求が増加した場合は、フライホイール１００の慣性質量を小さくする制御を実行することが可能である。このような制御により、エンジン回転数が上昇しやすくなり、車両Ｖｅの加速性能が向上し、かつ、エンジン１の燃費が向上する。さらに、図１に示す実施例において、ダンパ機構３として、トルクリミッタを有するものを用いることも可能である。

さらに、この実施例において、可動マス１０２の質量、弾性部材１０３のばね定数などを調整することにより、フライホイール１００の慣性質量制御特性を変更可能である。したがって、車両の仕様などの変更などにより、フライホイール１００を除くエンジン１の構成の変更、インプットシャフト４の長さ、外径、剛性、金属材料などを変更する場合でも、対応可能である。さらに、特に図示しないが、可動マス１０２をフライホイール１００の半径方向で内側に押圧する弾性部材（図示せず）を設け、可動マス１０２をフライホイール１００の半径方向で外側に押圧する油圧を生じさせる油圧室（図示せず）を設ける構成を採用することも可能である。さらに図１においては、エンジンの軸線が、車両の前後方向に配置されているが、エンジンの軸線が車両の左右方向（幅方向）に配置されたパワートレーンに対しても、この発明を適用可能である。さらに、動力分配装置としては、シングルピニオン形式の遊星歯車機構が用いられているが、動力分配装置としてダブルピニオン形式の遊星歯車機構を用いた車両においても、この実施例を実施可能である。

ここで、この実施例の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、フライホイール１００自体、またはフライホイール１００を有するエンジン１が、この発明の第１の駆動力源に相当し、モータ・ジェネレータ６が、この発明の回転装置に相当し、モータ・ジェネレータ７が、この発明の第２の駆動力源に相当し、車両Ｖｅがこの発明のハイブリッド車に相当する。また、図３のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ３が、この発明の始動条件判断手段に相当し、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ８が、この発明の共振判断手段に相当し、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ９が、この発明の慣性質量制御手段に相当する。また、図３に示すフローチャートにおいては、エンジン１の回転抵抗を示すパラメータである「エンジン油温」、およびモータ・ジェネレータ６の出力を示すパラメータである「モータ・ジェネレータ６への供給可能電力」に基づいて、「第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否か」を判断している。

また、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６のルーチンと、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ７のルーチンとの関係を説明すると、ステップＳ４，Ｓ５を経由してステップＳ６に進むルーチンが、この発明の「第１の駆動力源の回転数が上昇しやすい場合」に相当し、ステップＳ４，Ｓ５を経由してステップＳ７に進むルーチンが、この発明の「第１の駆動力源の回転数が上昇しにくい場合」に相当する。

また、ステップＳ４，Ｓ８，Ｓ６のルーチンと、ステップＳ４，Ｓ８，Ｓ９のルーチンとの関係を説明すると、ステップＳ４，Ｓ８を経由してステップＳ６に進むルーチンが、この発明の「第１の駆動力源の回転数が上昇しやすい場合」に相当し、ステップＳ４，Ｓ８を経由してステップＳ９に進むルーチンが、この発明の「第１の駆動力源の回転数が上昇しにくい場合」に相当する。

さらに、ステップＳ４で肯定的に判断される場合が、この発明の「第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値以上である場合」に相当し、ステップＳ４で否定的に判断される場合が、この発明の「第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値未満である場合」に相当する。また、ステップＳ５で肯定的に判断される場合、またはステップＳ８で肯定的に判断される場合が、この発明の「回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値以上である場合」に相当し、ステップＳ５で否定的に判断される場合、またはステップＳ８で否定的に判断される場合が、この発明の「回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値未満である場合」に相当する。

さらに、特許請求の範囲の各請求項に記載された「制御手段」を、「制御器」または「制御用コントローラ」と読み替えることも可能である。この場合、図１に示された電子制御装置３２が、「制御器」、「制御用コントローラ」に相当する。さらに特許請求の範囲の各請求項に記載された「制御手段」を「制御ステップ」と読み替え、「ハイブリッド車の駆動装置」を、「ハイブリッド車の駆動方法」と読み替えることも可能である。この場合、図２に示されたステップＳ１ないしＳ９が、制御ステップに相当する。

この実施例で開示された特徴的な構成を記載すれば、以下のとおりである。すなわち、第１の特徴的な構成は、第１の駆動力源の動力を回転装置および車輪に伝達する機能と、前記回転装置の動力を前記第１の駆動力源に伝達して、この第１の駆動力源の回転数を上昇させる機能とを兼備した動力分配装置と、前記第１の駆動力源とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する第２の駆動力源とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、前記回転装置から前記第１の駆動力源に至る動力伝達経路で生じる共振の程度を判断するとともに、その判断結果に基づいて、前記回転装置から第１の駆動力源に至る動力伝達経路（主としてインプットシャフト４）の振動周波数と、前記第１の駆動力源の振動周波数との対応関係を制御する振動周波数制御手段（ステップＳ１ないしステップＳ９）を備えていることを特徴とするをハイブリッド車の駆動装置である。

第２の特徴的な構成は、第１の駆動力源の動力を回転装置および車輪に伝達する機能と、前記回転装置の動力を前記第１の駆動力源に伝達して、この第１の駆動力源の回転数を上昇させる機能とを兼備した動力分配装置と、前記第１の駆動力源とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する第２の駆動力源とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、前記回転装置から前記第１の駆動力源に至る動力伝達経路で生じる共振の程度を判断するとともに、その判断結果に基づいて、前記回転装置から第１の駆動力源に至る動力伝達経路（主としてインプットシャフト４）の振動周波数と、前記第１の駆動力源の振動周波数との対応関係を制御する振動周波数制御器（または振動周波数制御用コントローラ・電子制御装置３２）を備えていることを特徴とするをハイブリッド車の駆動装置である。

第３の特徴的な構成は、第１の駆動力源の動力を回転装置および車輪に伝達する機能と、前記回転装置の動力を前記第１の駆動力源に伝達して、この第１の駆動力源の回転数を上昇させる機能とを兼備した動力分配装置と、前記第１の駆動力源とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する第２の駆動力源とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、前記回転装置から前記第１の駆動力源に至る動力伝達経路で生じる共振の程度を判断するとともに、その判断結果に基づいて、前記回転装置から第１の駆動力源に至る動力伝達経路（主としてインプットシャフト４）の振動周波数と、前記第１の駆動力源の振動周波数との対応関係を制御する振動周波数制御ステップ（ステップＳ１ないしステップＳ９）を備えていることを特徴とするをハイブリッド車の駆動方法である。

第４の特徴的な構成は、第１の駆動力源の動力を回転装置および車輪に伝達する機能と、前記回転装置の動力を前記第１の駆動力源に伝達して、この第１の駆動力源の回転数を上昇させる機能とを兼備した動力分配装置と、前記第１の駆動力源とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する第２の駆動力源と、前記第１の駆動力源に形成された慣性質量体とを有し、前記第１の駆動力源および動力分配装置が同一軸線上に配置され、この軸線方向で、前記第１の駆動力源と動力分配装置との間に前記回転装置が配置されているとともに、動力分配装置が３つの回転要素から構成される遊星歯車機構を有しており、遊星歯車機構のいずれかの回転要素と第１の駆動力源とが軸部材（インプットシャフト４）により連結され、この軸部材が前記回転装置の内部空間を通過して配置されているハイブリッド車の駆動装置において、前記慣性質量体の慣性質量を制御する慣性質量制御装置が設けられていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。

この発明を実行可能なハイブリッド車のパワートレーンおよび制御系統を示す概念図である。 図１に示すフライホイールの慣性質量制御装置の構成例を示す正面断面図である。 図１に示すフライホイールの慣性質量を制御する場合の制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン、 ４…インプットシャフト、 ６，７…モータ・ジェネレータ、 １０…動力分配装置、 ３１…車輪、 １００…フライホイール、 １０７…蓄電装置、 Ｂ１…慣性質量制御装置、 Ｖｅ…車両。

Claims (5)

1. 第１の駆動力源の動力を回転装置および車輪に伝達する機能と、前記回転装置の動力を前記第１の駆動力源に伝達して、この第１の駆動力源の回転数を上昇させる機能とを兼備した動力分配装置と、前記第１の駆動力源とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する第２の駆動力源とを有するハイブリッド車の駆動装置において、
   前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、この第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かに基づいて、前記回転装置から前記第１の駆動力源に至る動力伝達経路で生じる共振の程度を判断する共振判断手段と、
   前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすい場合における前記第１の駆動力源の慣性質量よりも、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくい場合における前記第１の駆動力源の慣性質量を大きく設定する慣性質量制御手段と
   を有していることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
2. 前記共振判断手段は、前記第１の駆動力源の回転抵抗、または、前記回転装置の出力の少なくとも一方に基づいて、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かを判断する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
3. 前記共振判断手段は、前記第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値以上である場合に、前記第１の駆動力源の回転抵抗が小さく、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいと判断し、前記第１の駆動力源を潤滑する潤滑油の温度が所定値未満である場合は、前記第１の駆動力源の回転抵抗が高く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくいと判断する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の駆動装置。
4. 前記共振判断手段は、前記回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値以上である場合は、前記回転装置の出力が高く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいと判断し、前記回転装置に電力を供給する蓄電装置の電力が所定値未満である場合は、前記回転装置の出力が低く、前記第１の駆動力源の回転数が上昇しにくいと判断する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の駆動装置。
5. 前記第１の駆動力源は、燃料の燃焼により回転するエンジンを有し、
   前記エンジンへの燃料の供給が停止している場合に、前記回転装置の動力により前記エンジンの回転数を上昇させ、かつ、前記エンジンへ燃料を供給して燃焼させて前記エンジンを自律回転させる始動条件が成立したか否かを判断する始動条件判断手段を有し、
   前記共振判断手段は、前記始動条件が成立して前記回転装置の動力により前記第１の駆動力源の回転数を上昇させる場合に、この第１の駆動力源の回転数が上昇しやすいか否かを判断する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動装置。

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