JP5246340B2

JP5246340B2 - 車両用駆動装置の制御装置

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Publication number: JP5246340B2
Application number: JP2011535227A
Authority: JP
Inventors: 充大葉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-10-05
Also published as: US20120190499A1; US8556773B2; CN102575593A; JPWO2011042951A1; CN102575593B; DE112009005300B4; WO2011042951A1; DE112009005300T5

Description

本発明は、走行中のエンジンの始動時に発生する異音を抑制させる車両用駆動装置の制御装置に関するものである。

エンジンの出力が伝達されることによってそれぞれ回転駆動される第１駆動輪および第２駆動輪と、その第１駆動輪と第２駆動輪との差動回転を制限する差動制限装置とを有する車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献１の車両用駆動装置がその一例である。特許文献１では、エンジンおよび電動機を有する駆動力源からの出力がトランスファを介して前側駆動輪および後側駆動輪に分配される四輪駆動用のハイブリッド車両が開示されている。

特開２００５−２９０６３号公報

ところで、上記従来の車両用駆動装置においては、前記エンジンが停止している電動機走行中に予め定められたエンジンの自動始動条件が満たされると、そのエンジンを自動始動するエンジン自動始動制御が行われる場合がある。このエンジン自動始動によって比較的大きな駆動トルクが伝達されると、エンジンと第１および第２駆動輪との間の動力伝達経路に存在するガタに起因して、異音すなわちガタ打ち音が発生するという問題があった。この問題に対して、例えば、車両用駆動装置で発生したガタ打ち音の車室空間内への伝達を抑制するために車両用駆動装置と車室空間との間に防音材を設けたり、或いは、上記ガタ打ち音の発生を抑制するために前記エンジン始動時の駆動トルク変動を小さくするように車両用駆動装置に設けられた電動機を作動させる等の解決策が考えられる。しかしながら、上記防音材を設けると部品が増加してコストが高まるという欠点があり、また、上記電動機を作動させる制御は難しい上にガタ打ち音を完全に無くすことはできないという欠点があった。

本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、走行中のエンジン始動時に発生する異音を低コスト且つ容易に抑制することができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
課題を解決するための手段

かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（１）エンジンの出力が伝達されることによってそれぞれ回転駆動される第１駆動輪および第２駆動輪と、その第１駆動輪と第２駆動輪との差動回転を制限する差動制限装置とを有する車両用駆動装置において、前記エンジンが停止している走行中に予め定められたエンジン自動始動条件が満たされたか否かを判定するエンジン自動始動判定手段と、そのエンジン自動始動条件が満たされたと判定された場合に前記エンジンを自動始動するエンジン自動始動制御手段とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、（２）前記エンジン自動始動制御手段による前記エンジンの自動始動に際して、前記差動制限装置により前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段を含み、（３）前記エンジン始動時差動制限手段は、予め記憶された関係から、前記エンジン自動始動制御手段により前記エンジンが始動されることで変動する駆動トルクに基づいて、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との差動回転を制限することにある。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、（１）前記第１駆動輪および前記第２駆動輪は、前記エンジンにより中央差動歯車装置を介して駆動される前側駆動輪および後側駆動輪であり、（２）前記差動制限装置は、前記中央差動歯車装置に設けられ、前記前側および後側駆動輪間の差動回転を制限するものであることにある。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、（１）前記第１駆動輪および前記第２駆動輪は、前記エンジンにより差動歯車装置を介して駆動される左右一対の駆動輪であり、（２）前記差動制限装置は、前記差動歯車装置に設けられ、前記左右一対の駆動輪間の差動回転を制限するものであることにある。

請求項１にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記エンジン自動始動制御手段による前記エンジンの自動始動に際して、前記差動制限装置により前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段を含むことから、上記差動制限装置による第１および第２駆動輪間の差動制限が付与されると、第１駆動輪および第２駆動輪の僅かな径差による循環トルクの発生によってエンジンと第１および第２駆動輪との間の動力伝達経路に存在するガタが詰められた状態でエンジン始動が行われるので、走行中のエンジン始動時に発生する異音すなわち上記ガタに起因するガタ打ち音を低コスト且つ容易に抑制することができる。例えば、車両用駆動装置で発生したガタ打ち音の車室空間内への伝達を抑制するために車両用駆動装置と車室空間との間に新たに防音材を設ける等の対策が必要なく、それによる部品増加によりコストが高まることもない。また、上記ガタ打ち音の発生を抑制するためにエンジン始動時の駆動トルク変動を小さくするように車両用駆動装置に設けられた電動機を作動させる等の難しい制御を実施する必要もない。また、前記エンジン始動時差動制限手段は、予め記憶された関係から、前記エンジン自動始動制御手段により前記エンジンが始動されることで変動する駆動力関連値に基づいて、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との差動回転を制限するものであることから、前記駆動力関連値たとえば駆動トルクが大きいときほど第１および第２駆動輪の差動回転の制限力（作動制限トルク）が大きくなるように制御することで、差動制限装置による必要最小限の差動制限によってエンジンと第１および第２駆動輪との間の動力伝達経路のガタ詰めが行われるので、差動制限装置による差動制限が必要以上に行われることによってドライバビリティや燃費が低下することが抑制される。

また、請求項２にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第１駆動輪および前記第２駆動輪は、前記エンジンにより中央差動歯車装置を介して駆動される前側駆動輪および後側駆動輪であり、前記差動制限装置は、前記中央差動歯車装置に設けられ、前記前側および後側駆動輪間の差動回転を制限するものであることから、走行中のエンジン始動に際して、差動制限装置による前側および後側駆動輪間の差動制限によってエンジンと前側および後側駆動輪との間の動力伝達経路のガタ詰めが行われるので、走行中のエンジン始動時に発生する異音を低コスト且つ容易に抑制することができる。

また、請求項３にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第１駆動輪および前記第２駆動輪は、前記エンジンにより差動歯車装置を介して駆動される左右一対の駆動輪であり、前記差動制限装置は、前記差動歯車装置に設けられ、前記左右一対の駆動輪間の差動回転を制限するものであることから、前輪駆動車両や後輪駆動車両であっても、走行中のエンジン始動に際して、差動制限装置による左右一対の駆動輪間の差動制限によってエンジンと左右一対の駆動輪との間の動力伝達経路のガタ詰めが行われるので、走行中のエンジン始動時に発生する異音を低コスト且つ容易に抑制することができる。

本発明の一実施例の車両用駆動装置およびそれを制御するための本発明の制御装置に相当する電子制御装置を説明する図である。図１に示す動力伝達装置およびトランスファの構成を説明する骨子図である。図２の変速部において各ギヤ段を成立させるための予め記憶された各クラッチおよび各ブレーキの係合作動表を示す図である。図１に示す電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１に示す差動制限クラッチの差動制限トルクとその差動制限クラッチの油圧アクチュエータの油圧との予め記憶された関係を示す図である。図１に示す電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、エンジン停止中且つモータ走行中においてエンジン自動始動要求に従ってエンジンを自動起動させるための制御作動を説明するフローチャートである。本発明の他の実施例の車両用駆動装置の構成を説明する図である。本発明の他の実施例の車両用駆動装置の構成を説明する図である。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例の車両用駆動装置８およびそれを制御するための本発明の制御装置に相当する電子制御装置１０を説明する図である。この車両用駆動装置８は、前置エンジン後輪駆動方式（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動（四輪駆動）のハイブリッド車両に好適に用いられるものである。図１において、車両用駆動装置８は、エンジン１２と、動力伝達装置１４と、トランスファ１６と、フロントプロペラシャフト１８と、前輪用差動歯車装置（フロントデフ）２０と、左右一対の前輪車軸２２と、リアプロペラシャフト２４と、後輪用差動歯車装置（リアデフ）２６と、左右一対の後輪車軸２８とを備えている。上記エンジン１２は、走行用の駆動力源として機能するものであって、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。このエンジン１２により発生させられた駆動力（トルク）は、後に詳述する動力伝達装置１４を介してトランスファ１６に伝達される。上記トランスファ１６は、動力伝達装置１４から入力された駆動力を前側駆動輪３０および後側駆動輪３２に分配する前後輪駆動力分配装置である。このトランスファ１６に伝達された駆動力は、フロントプロペラシャフト１８およびリアプロペラシャフト２４に分配される。そして、フロントプロペラシャフト１８に伝達された駆動力は、前輪用差動歯車装置２０および前輪車軸２２を介して左右一対の前側駆動輪３０へ伝達される。上記前輪用差動歯車装置２０は、良く知られた所謂傘歯車式のものであって、回転差を許容しつつ左右一対の前輪車軸２２を回転駆動する。一方、リアプロペラシャフト２４に伝達された駆動力は、後輪用差動歯車装置２６および後輪車軸２８を介して左右一対の後側駆動輪３２へ伝達される。上記後輪用差動歯車装置２６は、良く知られた所謂傘歯車式のものであって、回転差を許容しつつ左右一対の後輪車軸２８を回転駆動する。

図２は、図１に示す動力伝達装置１４およびトランスファ１６の構成を説明する骨子図である。図２において、動力伝達装置１４は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース３４（以下、ケース３４と表す）内において共通の軸心Ｃ上に直列的に配設され、エンジン１２のクランク軸に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接に連結された入力軸３６を有する電気的無段変速部３８と、その電気的無段変速部３８に伝達部材４０を介して連結された変速部４２と、この変速部４２に連結された出力軸４４とを備えている。なお、動力伝達装置１４および軸心Ｃ上に直列的に配設されたトランスファ１６の一部は、軸心Ｃに対して対称的に構成されているため、図２の骨子図においてはその下側が省略されている。

電気的無段変速部３８は、動力分配機構４６と、動力分配機構４６に動力伝達可能に連結されて動力分配機構４６の差動状態を制御する第１電動機Ｍ１と、伝達部材４０と一体的に回転するようにその伝達部材４０に連結されている第２電動機Ｍ２とを備え、入力軸３６に対する伝達部材４０の回転数比である変速比を無段階に変化させる。なお、伝達部材４０は、電気的無段変速部３８の出力側回転部材であるが、変速部４２の入力側回転部材にも相当するものである。

第１電動機Ｍ１及び第２電動機Ｍ２（以下、特に区別しない場合には電動機Ｍと記載する）は、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能、および機械的な駆動力から電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。第２電動機Ｍ２は、主駆動力源であるエンジン１２の代替として、或いはそのエンジン１２と共に走行用の駆動力を発生させる駆動力源（副駆動力源）として機能する。また、第１電動機Ｍ１は、回生により電気エネルギを発生させ、インバータ４８（図１参照）を介して他の電動機Ｍに供給したり、或いはその電気エネルギを蓄電装置５０（図１参照）に蓄積する。

動力分配機構４６は、エンジン１２に動力伝達可能に連結された差動歯車機構であって、例えばシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置として構成されており、入力軸３６に入力されたエンジン１２の出力を機械的に第１電動機Ｍ１および伝達部材４０に分配する機械的機構である。この動力分配機構４６は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転及び公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素として備えている。

上記動力分配機構４６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸３６すなわちエンジン１２に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材４０に連結されている。このように構成された動力分配機構４６では、各回転要素がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が働く差動状態とされることで、エンジン１２の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材４０とに分配されると共に、分配されたエンジン１２の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動される。そして、第１電動機Ｍ１の回転数が制御されてエンジン１２の所定回転に拘わらず伝達部材４０の回転が連続的に変化させられることで、動力動力分配機構４６の変速比γ０（入力軸３６の回転速度Ｎ_ＩＮ／伝達部材４０の回転速度Ｎ_４０）が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。

変速部４２は、たとえば、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置５４及びシングルピニオン型の第２遊星歯車装置５６を備え、機械的に複数の変速比が段階的に設定される有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段式自動変速機である。第１遊星歯車装置５４は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、および第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えている。第２遊星歯車装置５６は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、および第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えている。

上記第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６において、第１サンギヤＳ１は、第３クラッチＣ３を介して伝達部材４０に選択的に連結されると共に、第１ブレーキＢ１を介してケース３４に選択的に連結される。第１キャリヤＣＡ１は、第２リングギヤＲ２と一体的に設けられている。上記第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２は、第２クラッチＣ２を介して伝達部材４０に選択的に連結されると共に、第２ブレーキＢ２を介してケース３４に選択的に連結される。更に、第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２は、一方向クラッチＦ１を介して非回転部材であるケース３４に連結されており、エンジン１２と同方向の回転が許容され逆方向の回転が禁止されている。第１リングギヤＲ１は、第２キャリヤＣＡ２と一体的に設けられている。上記第１リングギヤＲ１および第２キャリヤＣＡ２は、出力軸４４に連結されている。第２サンギヤＳ２は、第１クラッチＣ１を介して伝達部材４０に選択的に連結される。

上記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと表す）は、よく知られた油圧式摩擦係合装置である。なお、上記油圧アクチュエータは、図１に示す油圧制御回路５８から供給される油圧に従って作動する。

このような変速部４２では、図３に示すような予め設定されて記憶された係合作動表に従って各クラッチＣおよび各ブレーキＢが係合させられることにより、複数のギヤ段（変速段）が選択的に成立させられる。そして、各ギヤ段に応じて各変速比γ（＝伝達部材４０の回転速度Ｎ_４０／出力軸４４の回転速度Ｎ_ＯＵＴ）が得られる。

図２において、トランスファ１６は、変速部４２から出力された駆動力をフロントプロペラシャフト１８とリアプロペラシャフト２４とに分配する中央差動歯車装置（センターデフ）６０と、フロントプロペラシャフト１８とリアプロペラシャフト２４との差動回転すなわち上記中央差動歯車装置６０の差動を制限して前後駆動力配分を制御する差動制限装置としての差動制限クラッチＣＬとを備えている。

上記中央差動歯車装置６０は、軸心Ｃ上に動力伝達装置１４と直列的に配設されたシングルピニオン型の遊星歯車装置から主体的に構成されている。すなわち、中央差動歯車装置６０は、第３サンギヤＳ３と、その第３サンギヤＳ３と同心状に配置された第３リングギヤＲ３と、それら第３サンギヤＳ３および第３リングギヤＲ３に噛み合わされた第３遊星歯車Ｐ３と、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３とを備えている。上記第３キャリヤＣＡ３は、出力軸４４に連結されており、上記第３リングギヤＲ３は、リアプロペラシャフト２４に連結されている。また、上記第３サンギヤＳ３は、フロントプロペラシャフト１８と同心に且つ動力伝達可能に設けられた回転軸６４に伝動装置６２を介して連結されている。上記伝動装置６２は、第３サンギヤＳ３に連結されたドライブギヤ６６と、回転軸６４に連結されたドリブンギヤ６８と、上記ドライブギヤ６６およびドリブンギヤ６８の外周部に巻き掛けられてそれらドライブギヤ６６とドリブンギヤ６８との間で駆動力を伝達する伝動ベルト７０とを備えるものである。このような中央差動歯車装置６０では、前記遊星歯車装置の各回転要素がそれぞれ相互に相対回転可能となる差動状態とされることで、変速部４２から第３キャリヤＣＡ３に入力された駆動力が、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とに分配されるようになっている。

前記差動制限クラッチＣＬは、中央差動歯車装置６０の第３キャリヤＣＡ３とドライブギヤ６６とを選択的に連結するものである。この差動制限クラッチＣＬは、前記クラッチＣやブレーキＢと同じような油圧式摩擦係合装置であって、例えば、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のものである。上記油圧アクチュエータは、図１に示す油圧制御回路５８から供給される油圧に従って作動するようになっている。そして、差動制限クラッチＣＬは、上記油圧アクチュエータの油圧が制御されることでトルク容量すなわち差動制限トルクＴＬが連続的に制御されるようになっている。

図１に戻って、電子制御装置１０は、車両用駆動装置８の作動を制御するためのものであり、本発明の車両用駆動装置の制御装置に相当するものである。この電子制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを複数含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより各種制御をそれぞれ実行する。上記各種制御には、例えば、エンジン１２および各電動機Ｍの要求出力を算出してその要求出力が得られるように各装置に指令を行うハイブリッド駆動制御、上記指令に従ってエンジンの出力を制御するエンジン出力制御、上記指令に従って各電動機Ｍによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機出力制御、および前後駆動力分配を制御するために差動制限クラッチＣＬの差動制限トルクＴＬを制御する差動制限トルク制御などがある。本実施例の電子制御装置１０には、上記エンジン出力制御などを実行するための所謂エンジン制御用コンピュータＥ／ＧＥＣＵから成るエンジン出力制御部７２と、上記ハイブリッド駆動制御および電動機出力制御などを実行するための所謂ハイブリッド制御用コンピュータＨＶＥＣＵから成るハイブリッド制御部７４と、上記差動制限トルク制御などを実行するための所謂四輪駆動制御用コンピュータ４ＷＤＥＣＵから成る四輪駆動制御部７６となどが、相互に通信可能に設けられている。

また、上記電子制御装置１０には、車両に設けられた各センサやスイッチなどから、例えば、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを表す信号、エンジン１２の冷却水温Ｔ_Ｗを表す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度Ｎ_Ｍ１を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２を表す信号、車速Ｖを表す信号、シフトポジションを表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、蓄電装置５０の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号、および蓄電装置５０のバッテリ温度を表す信号などの各種信号が、それぞれ供給される。

上記電子制御装置１０からは、例えば、エンジン１２の吸気管７８に備えられた電子スロットル弁８０のスロットル弁開度を操作するスロットルアクチュエータ８２への駆動信号、燃料噴射装置８４によるエンジン１２の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、点火装置８６によるエンジン１２の点火時期を指令する点火信号、各電動機Ｍの作動を指令する指令信号、電気的無段変速部３８や変速部４２の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路５８に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）等を作動させるバルブ指令信号、油圧制御回路５８に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧を調圧するための信号、およびそのライン油圧が調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号などの各種信号が、それぞれ出力される。

図４は、電子制御装置１０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図４において、ハイブリッド制御部７４にはハイブリッド制御手段８８が備えられており、このハイブリッド制御手段８８は、各センサやスイッチ等から電子制御装置１０に供給される各種信号に基づいてエンジン１２および各電動機Ｍの作動を制御する。例えば、エンジン１２を効率のよい作動域で作動させるようにエンジン出力制御部７２に指令する一方で、エンジン１２と第２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適に変化させて電気的無段変速部３８の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。具体的には、例えばアクセル開度Ａccおよび車速Ｖから算出した運転者の要求出力が得られるエンジン回転速度Ｎ_Ｅおよびエンジントルクとなるようにエンジン出力制御部７２に指令すると共に、電気的無段変速機３８および変速部４２の変速比を制御する。

ハイブリッド制御手段８８は、エンジン１２の停止中に蓄電装置５０からの電力により第２電動機Ｍ２を駆動してその第２電動機Ｍ２のみを走行用の駆動力源とするモータ走行（電動走行、ＥＶ走行）を実行することができる。例えば、上記モータ走行は、蓄電装置５０の充電容量ＳＯＣが所定値以上である、車速Ｖが所定値以下である、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセル開度Ａccが所定値以下である、エンジン冷却水温Ｔ_Ｗが所定値以上である等のモータ走行許可条件が全て満たされる場合に実行される。

また、ハイブリッド制御手段８８は、エンジン１２が停止しているか否かを判定するエンジン停止判定手段と、車両がモータ走行しているか否かを判定するモータ走行判定手段とを機能的に備えている。そして、エンジン停止判定手段によりエンジン１２が停止していると判定され且つモータ走行判定手段によりモータ走行していると判定されたときに、予め定められたエンジン自動始動条件が満たされたか否かを判定するエンジン自動始動判定手段９０を備えている。本実施例では、上記エンジン自動始動条件が満たされたか否かは、前記モータ走行許可条件が少なくとも１つ満たされなくなったか否かに基づき判定される。

エンジン出力制御部７２は、エンジン自動始動判定手段９０により上記エンジン自動始動条件が満たされたと判定された場合にエンジン１２を自動始動させるエンジン自動始動制御手段９２を備えている。例えば、エンジン自動始動制御手段９２は、上記エンジン１２の自動始動に際して、第２電動機Ｍ２にエンジン始動時の反力トルクを付加的に出させつつ第１電動機Ｍ１を作動させて第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１を引き上げることでエンジン回転速度Ｎ_Ｅを始動可能である予め設定された始動回転速度以上に引き上げるとともに、燃料噴射装置８４により燃料を供給させて点火装置８６により点火させるようにエンジン出力制御部７２に指令を行う。また、エンジン自動始動制御手段９２は、エンジン１２が始動完了したか否かを、エンジン回転速度Ｎ_Ｅが所定の始動完了判定用エンジン回転速度Ｎ_Ｅ’に達したか否かで判定する。上記始動完了判定用エンジン回転速度Ｎ_Ｅ’は、エンジン１２が自律回転可能となるエンジン回転速度のうちの可及的に低いエンジン回転速度Ｎ_Ｅであり、予め実験的に求められる。言い換えれば、エンジン自動始動制御手段９２はエンジン完爆判定手段を機能的に備えている。

エンジン出力制御部７２にはエンジン出力制御手段９６が備えられており、このエンジン出力制御手段９６は、ハイブリッド制御手段８８からの指令に基づきエンジン出力制御を行う。例えば、スロットルアクチュエータ８２により電子スロットル弁８０を開閉制御するスロットル制御を行う他、燃料噴射装置８４による燃料噴射量や噴射時期を制御する燃料噴射制御を行い、イグナイタ等の点火装置８６による点火時期を制御する点火時期制御を行う。

四輪駆動制御部７６は、差動制限クラッチＣＬの差動制限トルクＴＬを制御する差動制限トルク制御手段を機能的に備えている。具体的には、四輪駆動制御部７６は、たとえば、低摩擦路、荒地、悪路走行時において、予め定められた差動制限クラッチＣＬの油圧アクチュエータの油圧と差動制限トルクＴＬとの関係に従って油圧制御回路５８から上記油圧アクチュエータへ供給される油圧を制御することにより、差動制限トルクＴＬを制御する。

また、四輪駆動制御部７６は、エンジン自動始動制御手段９２によるエンジン１２の自動始動に際して、差動制限クラッチＣＬによりフロントプロペラシャフト１８とリアプロペラシャフト２４との差動回転すなわち前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段９４を備えている。本実施例では、エンジン始動時差動制限手段９４は、エンジン自動始動判定手段９０により上記エンジン自動始動条件が満たされたと判定された場合に、そのエンジン自動始動制御手段９２によるエンジン１２の自動始動に先立って、差動制限クラッチＣＬによる差動制限を一時的に行う。また、エンジン始動時差動制限手段９４は、エンジン自動始動制御手段９２によりエンジン１２が始動されるときの車両状態に基づいて変動する車両駆動力関連値例えば駆動トルクＴを算出し、例えば図５に示すような予め記憶された関係から、上記算出された駆動トルクＴに応じて差動制限クラッチＣＬによる差動制限を行う。本実施例では、エンジン始動時差動制限手段９４は、図５に示すように上記算出された駆動トルクＴが大きいほど差動制限クラッチＣＬによる差動制限トルクＴＬが大きくなるように、差動制限クラッチＣＬの油圧アクチュエータの油圧を制御する。また、エンジン始動時差動制限手段９４は、エンジン自動始動制御手段９２によりエンジン１２の始動が完了したと判定された場合には、上記差動制限クラッチＣＬによる差動制限制御を完了（終了）させる。

図６は、電子制御装置１０の制御作動の要部、すなわち、エンジン停止中且つモータ走行中においてエンジン自動始動要求に従ってエンジン１２を自動起動させるための制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、例えば、エンジン停止中且つモータ走行中であるときに、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図６において、先ず、エンジン自動始動判定手段９０に対応するステップ（以下、「ステップ」を省略する）Ｓ１においては、予め定められたエンジン自動始動条件が満たされたか否かが判定される。本実施例では、前記モータ走行許可条件が少なくとも１つ満たされなくなった場合に、上記エンジン自動始動条件が満たされたと判定される。

上記Ｓ１の判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合には、エンジン始動時差動制限手段９４に対応するＳ２において、エンジン始動時のガタ詰めによる異音発生防止のために、差動制限クラッチＣＬによりフロントプロペラシャフト１８とリアプロペラシャフト２４との差動回転すなわち前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との差動回転が一時的に制限される。例えば、エンジン１２が始動されるときの車両状態に基づいて変動する駆動トルクＴが算出され、例えば図５に示すような予め記憶された関係から、上記算出された駆動トルクＴに応じて差動制限クラッチＣＬによる差動制限が行われる。本実施例では、図５に示すように上記算出された駆動トルクＴが大きいほど、差動制限クラッチＣＬによる差動制限トルクＴＬが大きくなるように差動制限クラッチＣＬの油圧アクチュエータの油圧が制御される。

次いで、エンジン自動始動制御手段９２およびエンジン出力制御手段９６に対応するＳ３において、第１電動機Ｍ１に通電されて第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１が引き上げられることでエンジン回転速度Ｎ_Ｅが例えば始動可能な所定の回転速度例えばアイドル回転速度Ｎ_ＥＩＤＬ以上に引き上げられ、燃料噴射装置８４により燃料が供給されて点火装置８６により点火させられることでエンジン１２が始動される。

次いで、エンジン自動始動制御手段９２に対応するＳ４において、エンジン１２の始動が完了したか否かが、エンジン回転速度Ｎ_Ｅが、エンジン１２の自律回転が可能となったか否か、すなわちエンジン１２の完爆状態となったか否かを判定するための所定の始動完了判定用エンジン回転速度Ｎ_Ｅ’に達したか否かに基づいて判定される。

上記Ｓ４の判定が否定される場合には、Ｓ３以下が繰り返し実行されるが、肯定される場合には、エンジン始動時差動制限手段９４に対応するＳ５において、上記Ｓ２から行われている差動制限クラッチＣＬによる差動制限制御が終了させられて、本ルーチンが終了させられる。

上述のように、本実施例の車両用駆動装置８の制御装置としての電子制御装置１０によれば、エンジン自動始動制御手段９２によるエンジン１２の自動始動に先立って、差動制限クラッチ（差動制限装置）ＣＬにより前側駆動輪（第１駆動輪）３０と後側駆動輪（第２駆動輪）３２との差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段９４を含むことから、差動制限クラッチＣＬによる前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との間の差動制限によってエンジン１２と前側駆動輪３０および後側駆動輪３２との間の動力伝達経路に存在するガタが詰められた状態でエンジン始動が行われるので、走行中のエンジン始動時に発生する異音すなわち上記ガタに起因するガタ打ち音を低コスト且つ容易に抑制することができる。すなわち、エンジン起動時に差動制限クラッチＣＬに差動制限トルクＴＬが付与されると、前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との間の僅かな径差すなわち回転差によって車両のドライブライン（動力伝達経路）に循環トルクが発生させられることでスプライン等の噛合いのガタが詰められるので、エンジン起動時のトルク変化が生じても上記ガタに起因する異音の発生が好適に防止される。これにより、車両用駆動装置８で発生したガタ打ち音の車室空間内への伝達を抑制するために車両用駆動装置８と車室空間との間に新たに防音材を設ける等の対策が必要なく、それによりコストが高まることもない。また、上記ガタ打ち音の発生を抑制するためにエンジン始動時の駆動トルク変動を小さくするように電動機Ｍを作動させる等の難しい制御を実施する必要もない。

また、本実施例の電子制御装置１０によれば、エンジン始動時差動制限手段９４は、エンジン自動始動制御手段９２によりエンジン１２が始動されることで変動する駆動トルクＴを算出し、予め記憶された関係から、上記算出された駆動トルクＴに基づいて、その駆動トルクＴが大きいときほど前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との差動回転の制限力すなわち差動制限トルクＴＬが大きくなるように制御するものであることから、差動制限クラッチＣＬによる必要最小限の差動制限によってエンジン１２と前側駆動輪３０および後側駆動輪３２との間の動力伝達経路のガタ詰めを行うことができるので、差動制限クラッチＣＬによる差動制限が必要以上に行われることによってドライバビリティや燃費が低下することが抑制される。

次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、前述の実施例と重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７は、本発明の他の実施例の車両用駆動装置８を示す図である。図７に示すように、本実施例のトランスファ１６では、出力軸４４の動力をフロントプロペラシャフト１８に伝達するためにその出力軸４４に連結されたドライブギヤ６６、フロントプロペラシャフト１８に連結されたドリブンギヤ６８、それらドライブギヤ６６およびドリブンギヤ６８に巻き掛けられた伝動ベルト７０を有する伝動装置６２と、リアプロペラシャフト２４に一体的に連結された出力軸４４を伝動装置６２のドライブギヤ６６と選択的に連結する差動制限クラッチＣＬとが設けられている。また、前述の実施例１では設けられていた中央差動歯車装置６０が、本実施例のトランスファ１６には設けられていない。このようなトランスファ１６では、予め定められた差動制限クラッチＣＬの油圧アクチュエータの油圧と差動制限トルクＴＬとの関係に従って、所望の差動制限トルクＴＬが得られるように上記油圧アクチュエータの油圧が制御されることにより、差動制限トルクＴＬが制御されるようになっている。例えば、実施例１と同様に、エンジン１２が始動されることで変動する駆動トルクＴが大きいときほど、前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との差動回転の制限力すなわち差動制限トルクＴＬが大きくなるように、上記油圧アクチュエータの油圧が制御される。

本実施例の車両用駆動装置８の制御装置としての電子制御装置１０によれば、上記以外の構成は前述の実施例１と同じであり、エンジン自動始動制御手段９２によるエンジン１２の自動始動に先立って、差動制限クラッチ（差動制限装置）ＣＬにより前側駆動輪（第１駆動輪）３０と後側駆動輪（第２駆動輪）３２との差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段９４を含むことから、走行中のエンジン始動に際して、差動制限クラッチＣＬによる前側および後側駆動輪間の差動制限によってエンジン１２と前側駆動輪３０および後側駆動輪３２との間の動力伝達経路のガタ詰めが行われるので、実施例１と同様に走行中のエンジン始動時に発生するガタ打ち音を低コスト且つ容易に抑制することができるという効果が得られる。

図８は、本発明の他の実施例の車両用駆動装置８を説明する図である。本実施例の車両用駆動装置８は、左右一対の後側駆動輪３２を駆動輪とする後輪駆動（ＦＲ）車両に好適に用いられるものであって、前述の実施例１のトランスファ１６が設けられていない。また、後輪用差動歯車装置２６には、デフケース９８と後輪車軸２８の一方とを選択的に連結する差動制限クラッチ（差動制限装置）ＣＬが設けられている。上記差動制限クラッチＣＬは、左右一対の後側駆動輪３２の差動回転を制限するものである。このような後輪用差動歯車装置２６では、たとえば実施例１と同様に、予め定められた差動制限クラッチＣＬの油圧アクチュエータの油圧と差動制限トルクＴＬとの関係に従って、所望の差動制限トルクＴＬが得られるように上記油圧アクチュエータの油圧が制御されることにより、差動制限トルクＴＬが制御されるようになっている。例えば、エンジン１２が始動されることで変動する駆動トルクＴが大きいときほど、左右一対の後側駆動輪３２の間の差動回転の制限力すなわち差動制限トルクＴＬが大きくなるように、上記油圧アクチュエータの油圧が制御される。

本実施例の車両用駆動装置８の制御装置としての電子制御装置１０によれば、上記以外の構成は前述の実施例１と同じであり、エンジン自動始動制御手段９２によるエンジン１２の自動始動に先立って、差動制限クラッチ（差動制限装置）ＣＬにより左右一対の後側駆動輪（第２駆動輪）３２の間の差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段９４を含むことから、走行中のエンジン始動に際して、差動制限クラッチＣＬによる左右一対の後側駆動輪間の差動制限によってエンジン１２と後側駆動輪３２との間の動力伝達経路のガタ詰めが行われるので、実施例１と同様に走行中のエンジン始動時に発生するガタ打ち音を低コスト且つ容易に抑制することができるという効果が得られる。

以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。

たとえば、前述の実施例において、差動制限クラッチ（差動制限装置）ＣＬは、油圧式クラッチにより構成されていたが、これに限らず、例えば電磁式クラッチ、磁粉式クラッチなどを用いることができる。

また、前述の実施例１において、前後輪駆動車両に用いられるトランスファ１６の差動制限クラッチＣＬは、中央差動歯車装置６０の第３サンギヤＳ３とキャリヤＣＡ３との間に設けられていたが、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間や、第３キャリヤＣＡ３と第３リングギヤＲ３との間に設けられてもよい。

また、前述の実施例２において、前後駆動車両に用いられるトランスファ１６の差動制限クラッチＣＬに替えて、例えば、フロントプロペラシャフト１８やリアプロペラシャフト２４の途中、フロントプロペラシャフト１８と前輪用差動歯車装置２０との間、或いはリアプロペラシャフト２４と後輪用差動歯車装置２６との間に制御カップリング装置が設けられてもよい。

また、前述の実施例３において、後輪駆動車両に用いられる車両用駆動装置８の差動制限クラッチＣＬは、後輪用差動歯車装置２６のデフケース９８と後輪車軸２８の一方とを選択的に連結するものであったが、これに限らず、例えば、後輪車軸２８の一方および他方、或いはデフケース９８と後輪車軸２８の他方とを選択的に連結するものであってもよい。

また、前述の実施例１、２において、前後輪駆動車両に用いられる車両用駆動装置８の差動歯車装置２０および２６は、左右一対の駆動輪３０および３２の差動回転を制限する差動制限機能を有していなかったが、上記差動制限機能を有するものであってもよい。そして、上記差動制限機能が電気的に実現されるものであってもよいし、機械的に実現されるものであってもよい。なお、差動歯車装置２０および２６が電気的な差動制限機能を有する場合には、エンジン始動時差動制限手段９４による差動制限制御に際して、差動制限クラッチＣＬに加えて上記差動歯車装置２０および２６により差動制限を行うように制御されてもよい。この場合には、一層確実にガタ詰めが行われるようになる。

また、前述の実施例において、車両用駆動装置８は、前置エンジン後輪駆動方式（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動（四輪駆動）車両や、後側駆動輪３２を駆動輪とする後輪駆動車両に用いられるものであったが、これに限らず、前置エンジン前輪駆動方式（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両、および前側駆動輪３０を駆動輪とする前輪駆動車両など、その他の駆動方式の車両であっても好適に用いられ得る。

また、前述の実施例においては、第１電動機Ｍ１がエンジンスターターとして機能させられていたが、これに限らず、例えば始動専用の電動機がエンジンスターターとして設けられてもよい。

また、前述の実施例において、エンジン始動時差動制限手段９４は、エンジン自動始動制御手段９２によるエンジン１２の自動始動に先立って、差動制限クラッチＣＬにより前側駆動輪３０と後側駆動輪３２との差動回転を制限するものであったが、これに限らず、例えば、上記エンジン１２の自動始動と同時に差動回転制御を行うものであってもよい。

また、前述の実施例では、エンジン始動時差動制限手段９４により駆動力関連値として例えば駆動トルクＴが算出されて、予め記憶された関係から上記算出された駆動トルクＴに応じて差動制限クラッチＣＬによる差動制限が行われていたが、上記駆動力関連値は、上記駆動トルクＴに限らず、例えば、駆動力、変速部４２の出力トルク、エンジントルク、車両加速度、アクセル開度、スロットル開度など、その他の駆動力に関連する値を用いることができる。また、差動制限クラッチＣＬによる差動制限トルクＴＬは、予め設定された一定のトルクであっても差し支えない。

また、電子制御装置１０は、３つのコンピュータすなわちエンジン出力制御部７２、ハイブリッド制御部７４、および四輪駆動制御部７６から構成されていたが、それ以外のコンピュータを含むものであってもよいし、１つのコンピュータから構成されたものであってもよい。

また、前述の実施例１乃至３においては、動力伝達装置１４に有段変速式の変速部４２が設けられていたが、この変速部４２は必ずしも設けられなくてもよく、また、それに替えて例えばＣＶＴ等の無段変速式のものが設けられてもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

８：車両用駆動装置
１０：電子制御装置（制御装置）
１２：エンジン
２０：前輪用差動歯車装置（差動歯車装置）
２６：後輪用差動歯車装置（差動歯車装置）
３０：前側駆動輪
３２：後側駆動輪
６０：中央差動歯車装置
９０：エンジン自動始動判定手段
９２：エンジン自動始動制御手段
９４：エンジン始動時差動制限手段
ＣＬ：差動制限クラッチ（差動制限装置）
Ｔ：駆動トルク（駆動力関連値）

Claims

エンジンの出力が伝達されることによってそれぞれ回転駆動される第１駆動輪および第２駆動輪と、該第１駆動輪と該第２駆動輪との差動回転を制限する差動制限装置とを有する車両用駆動装置において、該エンジンが停止している走行中に予め定められたエンジン自動始動条件が満たされたか否かを判定するエンジン自動始動判定手段と、該エンジン自動始動条件が満たされたと判定された場合に該エンジンを自動始動するエンジン自動始動制御手段とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
前記エンジン自動始動制御手段による前記エンジンの自動始動に際して、前記差動制限装置により前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との差動回転を制限するエンジン始動時差動制限手段を含み、
前記エンジン始動時差動制限手段は、予め記憶された関係から、前記エンジン自動始動制御手段により前記エンジンが始動されることで変動する駆動トルクに基づいて、前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との差動回転を制限することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
前記第１駆動輪および前記第２駆動輪は、前記エンジンにより中央差動歯車装置を介して駆動される前側駆動輪および後側駆動輪であり、
前記差動制限装置は、該中央差動歯車装置に設けられ、該前側および後側駆動輪間の差動回転を制限するものであることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
前記第１駆動輪および前記第２駆動輪は、前記エンジンにより差動歯車装置を介して駆動される左右一対の駆動輪であり、
前記差動制限装置は、該差動歯車装置に設けられ、該左右一対の駆動輪間の差動回転を制限するものであることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置の制御装置。