JP5481344B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるツインクラッチ式変速機を備えた車両用駆動装置の制御装置に関する。

従来、内燃機関と電動モータと、ツインクラッチ式変速機を備えた車両用駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の車両用駆動装置は、第１クラッチを介して奇数段変速部が内燃機関に接続され、第２クラッチを介して偶数段変速部が内燃機関に接続されるとともに偶数段変速部が電動モータに直結され、偶数段変速部を介して電動モータの動力でＥＶ走行を行うことができるように構成されている。

また、特許文献１では、偶数段変速部を介してＥＶ走行中に電動モータで内燃機関を始動することが開示されており、その際、奇数段変速部の変速ギヤ段のうち高速側のギヤ段から順に、クラッチ係合時に必要回転速度を満たすか否かを判定し、予め設定された必要回転数以上となり且つ最も回転数が低くなる奇数段変速部の変速ギヤ段を選択して内燃機関を始動することが開示されている。

特許第４２８５５７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用駆動装置では、奇数段変速部の変速ギヤ段のうち高速側のギヤ段から順に全ての変速ギヤ段についてクラッチ係合時に必要回転数を満たすか否かを判定し、必要回転数を満たした変速ギヤ段のうちから最も回転数が低くなる変速ギヤ段を選択するため、制御に時間がかかりそのため内燃機関の始動時の応答が悪化する虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機による内燃機関始動時の応答遅れを抑制可能な車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
内燃機関（例えば、後述の実施形態におけるエンジン６）と、
電動機（例えば、後述の実施形態における電動モータ７）と、
前記電動機に動力を供給する蓄電部（例えば、後述の実施形態のバッテリ３）と、
第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチ４１）を介して前記内燃機関に接続され、第１切替手段（例えば、後述の実施形態のロック機構６１、第１奇数段変速用シフター５１Ａ、第２奇数段変速用シフター５１Ｂ）により複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の遊星歯車機構３０、第３速用駆動ギヤ２３ａ、第５速用駆動ギヤ２５ａ、第７速用駆動ギヤ９７ａ）を選択可能な第１変速部（例えば、後述の実施形態の奇数段変速部）と、
第２断接手段（例えば、後述の実施形態の第２クラッチ４２）を介して前記内燃機関に接続され、第２切替手段（例えば、後述の実施形態の第１偶数段変速用シフター５２Ａ、第２偶数段変速用シフター５２Ｂ）により複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の第２速用駆動ギヤ２２ａ、第４速用駆動ギヤ２４ａ、第６速用駆動ギヤ９６ａ）を選択可能な第２変速部（例えば、後述の実施形態の偶数段変速部）と、を備え、
前記第１変速部には、前記内燃機関と前記電動機の少なくとも一方の動力が入力され、
前記第２変速部には、前記内燃機関の動力が入力され、
前記電動機の動力で前記第１変速部を介してＥＶ走行中に前記第１又は第２断接手段を締結することで前記内燃機関を始動可能な車両用駆動装置（例えば、後述の実施形態の車両用駆動装置１）の制御装置（例えば、後述の実施形態の電気制御ユニット５）であって、
前記第１変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に前記電動機の動力で前記内燃機関を始動するとき、前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関の始動が可能か否かのみを判定し、
前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関の始動が可能な場合に、前記第２断接手段を締結して前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関を始動し、
前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関の始動が不可能な場合に、前記第１断接手段を締結して前記第１変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関を始動することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記第１変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に、前記第２切替手段により前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い変速ギヤ段にプレシフトしておくことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２の構成に加えて、
前記プレシフトは、前記蓄電部のＳＯＣがＥＶ走行を許可する領域からＥＶ走行を条件付でのみ許可する領域に突入することが予測される場合に行われることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項の構成に加えて、
前記第１又は第２断接手段を締結して前記内燃機関をクランキングして点火した段階で、一旦、前記締結した第１又は第２断接手段を開放することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加えて、
前記内燃機関の回転が安定した後、走行状態に応じて前記第１変速部又は前記第２変速部を介して内燃機関走行することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５の構成に加えて、
要求駆動力が内燃機関始動時より大幅に増えた場合には、前記第２切替手段の接続位置をＥＶ走行中していた前記第１変速部における変速ギヤ段より１段低い又は最低段の前記第２変速部における変速ギヤ段に変更し、前記第２断接手段を締結することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ＥＶ走行中に電動機の動力で内燃機関を始動するとき、現在の変速ギヤ段より１段高い変速ギヤ段で内燃機関の始動が可能か否かのみを判定するだけでよいので、全ての変速ギヤ段における内燃機関の始動の可能性を判定する場合に比べて制御を容易にすることができ、内燃機関の始動時間を短縮することができる。

請求項２及び３の発明によれば、予め第２切替手段により第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い第２変速部における変速ギヤ段にプレシフトしておくことで、より早い内燃機関の始動が可能となる。

請求項４の発明によれば、クランキング後は内燃機関が始動するまではトルク変動が激しいため締結した第１又は第２断接手段を一旦開放することで、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

請求項５の発明によれば、内燃機関を始動した変速用ギヤ段と走行に適した変速用ギヤ段は異なるため、走行状態に応じて適切な変速用ギヤ段を選択することでドライバビリティを向上させることができる。

請求項６の発明によれば、適切な要求駆動力で走行することができ、要求駆動力が内燃機関始動時より大幅に増えた場合であってもドライバビリティの悪化を抑制することができる。

本発明の車両用駆動装置を示す概略図である。 バッテリのＳＯＣと制御マップとの関係を示す模式図である。 車速とその車速における想定されるエンジン回転数との関係を示すグラフである。 エンジン始動時のクラッチトルクとモータトルクとの関係を示すグラフである。 第３速ＥＶ走行時における車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第３速ＥＶ走行中に第１クラッチを締結してエンジン始動する際の車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第３速ＥＶ走行中に第２クラッチを締結して第２速用ギヤを介してエンジン始動する際の車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第３速ＥＶ走行中に第２クラッチを締結して第４速用ギヤを介してエンジン始動する際の車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第３速エンジン走行時における車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第２速エンジン走行中のモータアシスト時における車両用駆動装置のトルクの伝達状況を示す図である。

以下、本発明の制御装置が適用可能な車両用駆動装置の一実施形態ついて図面を参照しながら説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

車両用駆動装置１は、図１に示すように、車両（図示せず）の駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関（以下「エンジン」という）６と、電動モータ７と、動力を駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達するための変速機２０と、を備えている。

エンジン６は、例えばガソリンエンジン又はディーゼルエンジンであり、このエンジン６のクランク軸６ａには、変速機２０の第１クラッチ４１と第２クラッチ４２が設けられている。

電動モータ７は、３相ブラシレスＤＣモータでありステータ７１と、このステータ７１に対向するように配置されたロータ７２とを有し、後述する遊星歯車機構３０のリングギヤ３５の外周側に配置されている。ロータ７２は、遊星歯車機構３０のサンギヤ３２に連結されて、遊星歯車機構３０のサンギヤ３２と一体に回転するように構成されている。

遊星歯車機構３０は、サンギヤ３２と、このサンギヤ３２と同軸上に配置され、かつ、このサンギヤ３２の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ３５と、サンギヤ３２とリングギヤ３５に噛合されたプラネタリギヤ３４と、このプラネタリギヤ３４を自転可能、かつ、公転可能に支持するキャリア３６とを有し、サンギヤ３２とリングギヤ３５とキャリア３６が、相互に差動回転自在に構成されている。

リングギヤ３５には、同期機構を有しリングギヤ３５の回転を停止（ロック）可能に構成されたロック機構６１が設けられている。なお、ロック機構６１としてブレーキ機構等を用いてもよい。

変速機２０は、前述した第１クラッチ４１と第２クラッチ４２と、遊星歯車機構３０と、後述する複数の変速ギヤ段を備えた、いわゆるツインクラッチ式変速機である。

より具体的に、変速機２０は、エンジン６のクランク軸６ａと同軸（回転軸線Ａ１）上に配置された第１主軸１１、第２主軸１２、連結軸１３と、回転軸線Ａ１と平行な回転軸線Ｂ１を中心として回転自在なカウンタ軸１４と、回転軸線Ａ１と平行な回転軸線Ｃ１を中心として回転自在な第１中間軸１５と、回転軸線Ａ１と平行な回転軸線Ｄ１を中心として回転自在な第２中間軸１６と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｅ１を中心として回転自在なリバース軸１７と、を備えている。

第１主軸１１には、エンジン６側に第１クラッチ４１が設けられ、エンジン６側とは反対側に遊星歯車機構３０のサンギヤ３２と電動モータ７のロータ７２が第１主軸１１と一体で回転するように設けられている。従って、第１主軸１１は、第１クラッチ４１によって選択的にエンジン６のクランク軸６ａと連結されるとともに電動モータ７と直結され、エンジン６及び/又は電動モータ７の動力が入力されるように構成されている。

第２主軸１２は、第１主軸１１より短く中空に構成されており、第１主軸１１のエンジン６側の周囲を覆うように相対回転自在に配置されている。また、第２主軸１２には、エンジン６側に第２クラッチ４２が設けられ、エンジン６側とは反対側にアイドル駆動ギヤ２７ａが第２主軸１２と一体で回転するように設けられている。従って、第２主軸１２は、第２クラッチ４２によって選択的にエンジン６のクランク軸６ａと連結され、エンジン６の動力がアイドル駆動ギヤ２７ａへ入力されるように構成されている。

連結軸１３は、第１主軸１１より短く中空に構成されており、第１主軸１１のエンジン６側とは反対側の周囲を覆うように第１主軸１１と相対回転自在に配置されている。また、連結軸１３には、エンジン６側に第３速用駆動ギヤ２３ａが連結軸１３と一体で回転するように設けられ、エンジン６側とは反対側に遊星歯車機構３０のキャリア３６が連結軸１３と一体で回転するように設けられている。従って、プラネタリギヤ３４の公転により連結軸１３に設けられたキャリア３６と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転するように構成されている。

さらに、第１主軸１１には、連結軸１３に設けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと第２主軸１２に設けられたアイドル駆動ギヤ２７ａとの間に、第３速用駆動ギヤ２３ａとともに奇数段変速部を構成する第７速用駆動ギヤ９７ａと第５速用駆動ギヤ２５ａとが、第３速用駆動ギヤ２３ａ側からこの順に第１主軸１１と相対回転自在に設けられている。また、第５速用駆動ギヤ２５ａとアイドル駆動ギヤ２７ａとの間には、第１主軸１１と一体に回転する後進用従動ギヤ２８ｂが設けられている。

第３速用駆動ギヤ２３ａと第７速用駆動ギヤ９７ａとの間には、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａ又は第７速用駆動ギヤ９７ａとを連結又は開放する第１奇数段変速用シフター５１Ａが設けられ、第７速用駆動ギヤ９７ａと第５速用駆動ギヤ２５ａとの間には、第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結又は開放する第２奇数段変速用シフター５１Ｂが設けられている。

そして、第１奇数段変速用シフター５１Ａが第３速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが連結して一体に回転し、第７速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第７速用駆動ギヤ９７ａが連結して一体に回転し、第１奇数段変速用シフター５１Ａがニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第３速用駆動ギヤ２３ａと第７速用駆動ギヤ９７ａに対し相対回転する。なお、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転するとき、第１主軸１１に設けられたサンギヤ３２と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３で連結されたキャリア３６が一体に回転するとともに、リングギヤ３５も一体に回転し、遊星歯車機構３０が一体となる。

第２奇数段変速用シフター５１Ｂがインギヤするときには、第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａが連結して一体に回転し、ニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第５速用駆動ギヤ２５ａに対し相対回転する。

第１中間軸１５には、第２主軸１２に設けられたアイドル駆動ギヤ２７ａと噛合する第１アイドル従動ギヤ２７ｂが第１中間軸１５と一体で回転するように設けられている。

第２中間軸１６には、第１中間軸１５に設けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと噛合する第２アイドル従動ギヤ２７ｃが第２中間軸１６と一体で回転するように設けられている。第２アイドル従動ギヤ２７ｃは、前述したアイドル駆動ギヤ２７ａと第１アイドル従動ギヤ２７ｂとともに第１アイドルギヤ列２７Ａを構成し、エンジン６の動力が第２主軸１２から第１アイドルギヤ列２７Ａを介して第２中間軸１６に伝達される。

また、第２中間軸１６には、第１主軸１１に設けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと第７速用駆動ギヤ９７ａと第５速用駆動ギヤ２５ａと対応する位置に、それぞれ偶数段変速部を構成する第２速用駆動ギヤ２２ａと第６速用駆動ギヤ９６ａと第４速用駆動ギヤ２４ａとが第２中間軸１６と相対回転自在に設けられている。

第２速用駆動ギヤ２２ａと第６速用駆動ギヤ９６ａとの間には、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａ又は第６速用駆動ギヤ９６ａとを連結又は開放する第１偶数段変速用シフター５２Ａが設けられ、第６速用駆動ギヤ９６ａと第４速用駆動ギヤ２４ａとの間には、第２中間軸１６と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結又は開放する第２偶数段変速用シフター５２Ｂが設けられている。

そして、第１偶数段変速用シフター５２Ａが第２速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａが連結して一体に回転し、第６速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第６速用駆動ギヤ９６ａが連結して一体に回転し、第１偶数段変速用シフター５２Ａがニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６は第２速用駆動ギヤ２２ａと第６速用駆動ギヤ９６ａに対し相対回転する。

第２偶数段変速用シフター５２Ｂがインギヤするときには、第２中間軸１６と第４速用駆動ギヤ２４ａが連結して一体に回転し、ニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６は第４速用駆動ギヤ２４ａに対し相対回転する。

カウンタ軸１４には、エンジン６側とは反対側から順に第１共用従動ギヤ２３ｂと、第２共用従動ギヤ９６ｂと、第３共用従動ギヤ２４ｂと、パーキングギヤ２１と、ファイナルギヤ２６ａとが一体回転可能に設けられている。

ここで、第１共用従動ギヤ２３ｂは、連結軸１３に設けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと噛合して第３速用駆動ギヤ２３ａと共に第３速用ギヤ２３を構成し、第２中間軸１６に設けられた第２速用駆動ギヤ２２ａと噛合して第２速用駆動ギヤ２２ａと共に第２速用ギヤ２２を構成する。

第２共用従動ギヤ９６ｂは、第１主軸１１に設けられた第７速用駆動ギヤ９７ａと噛合して第７速用駆動ギヤ９７ａと共に第７速用ギヤ９７を構成し、第２中間軸１６に設けられた第６速用駆動ギヤ９６ａと噛合して第６速用駆動ギヤ９６ａと共に第６速用ギヤ９６を構成する。

第３共用従動ギヤ２４ｂは、第１主軸１１に設けられた第５速用駆動ギヤ２５ａと噛合して第５速用駆動ギヤ２５ａと共に第５速用ギヤ２５を構成し、第２中間軸１６に設けられた第４速用駆動ギヤ２４ａと噛合して第４速用駆動ギヤ２４ａと共に第４速用ギヤ２４を構成する。

ファイナルギヤ２６ａは差動ギヤ機構８と噛合して、差動ギヤ機構８は、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。従って、カウンタ軸１４に伝達された動力はファイナルギヤ２６ａから差動ギヤ機構８、駆動軸９，９、駆動輪ＤＷ，ＤＷへと出力される。

リバース軸１７には、第１中間軸１５に設けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと噛合する第３アイドル従動ギヤ２７ｄがリバース軸１７と一体回転可能に設けられている。第３アイドル従動ギヤ２７ｄは、前述したアイドル駆動ギヤ２７ａと第１アイドル従動ギヤ２７ｂとともに第２アイドルギヤ列２７Ｂを構成し、エンジン６の動力が第２主軸１２から第２アイドルギヤ列２７Ｂを介してリバース軸１７に伝達される。また、リバース軸１７には、第１主軸１１に設けられた後進用従動ギヤ２８ｂと噛合する後進用駆動ギヤ２８ａがリバース軸１７と相対回転自在に設けられている。後進用駆動ギヤ２８ａは、後進用従動ギヤ２８ｂとともに後進用ギヤ列２８を構成している。さらに後進用駆動ギヤ２８ａのエンジン６側とは反対側にリバース軸１７と後進用駆動ギヤ２８ａとを連結又は開放する後進用シフター５３が設けられている。

そして、後進用シフター５３が後進用接続位置でインギヤするときには、リバース軸１７と後進用駆動ギヤ２８ａとが一体に回転し、後進用シフター５３がニュートラル位置にあるときには、リバース軸１７と後進用駆動ギヤ２８ａとが相対回転する。

なお、第１、第２奇数段変速用シフター５１Ａ、５１Ｂ、第１、第２偶数段変速用シター５２Ａ、５２Ｂ、後進用シフター５３は、接続する軸とギヤの回転数を一致させる同期機構を有するクラッチ機構を用いている。

このように構成された変速機２０には、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１上に第３速用駆動ギヤ２３ａと第７速用駆動ギヤ９７ａと第５速用駆動ギヤ２５ａからなる奇数段変速部が構成され、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６上に第２速用駆動ギヤ２２ａと第６速用駆動ギヤ９６ａと第４速用駆動ギヤ２４ａからなる偶数段変速部が構成される。

以上の構成により、本実施形態の車両用駆動装置１は、以下の第１〜第５の伝達経路を有している。

（１）第１伝達経路は、エンジン６の動力が、第１主軸１１、遊星歯車機構３０、連結軸１３、第３速用ギヤ２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される伝達経路である。ここで、遊星歯車機構３０の減速比は、第１伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるエンジントルクが第１速相当となるように設定されている。即ち、遊星歯車機構３０の減速比と第３速用ギヤ２３の減速比をかけ合わせた減速比が第１速相当となるように設定されている。この第１伝達経路を介して、第１クラッチ４１を締結し、ロック機構６１をロックするとともに第１、第２奇数段変速用シフター５１Ａ、５１Ｂをニュートラルにすることで、第１速走行がなされる。

（２）第２伝達経路は、エンジン６の動力が、第２主軸１２、第１アイドルギヤ列２７Ａ（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第２アイドル従動ギヤ２７ｃ）、第２中間軸１６、第２速用ギヤ２２（第２速用駆動ギヤ２２ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）又は第４速用ギヤ２４（第４速用駆動ギヤ２４ａ、第３共用従動ギヤ２４ｂ）又は第６速用ギヤ９６（第６速用駆動ギヤ９６ａ、第２共用従動ギヤ９６ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される伝達経路である。この第２伝達経路を介して、第２クラッチ４２を締結し、第１偶数段変速用シフター５２Ａを第２速用接続位置でインギヤすることで第２速走行がなされ、第２偶数段変速用シフター５２Ｂをインギヤすることで第４速走行がなされ、第１偶数段変速用シフター５２Ａを第６速用接続位置でインギヤすることで第６速走行がなされる。

（３）第３伝達経路は、エンジン６の動力が、第１主軸１１、第３速用ギヤ２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）又は第５速用ギヤ２５（第５速用駆動ギヤ２５ａ、第３共用従動ギヤ２４ｂ）又は第７速用ギヤ９７（第７速用駆動ギヤ９７ａ、第２共用従動ギヤ９６ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、遊星歯車機構３０を介さずに、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される伝達経路である。この第３伝達経路を介して、第１クラッチ４１を締結し、第１奇数段変速用シフター５１Ａを第３速用接続位置でインギヤすることで第３速走行がなされ、第２奇数段変速用シフター５１Ｂをインギヤすることで第５速走行がなされ、第１奇数段変速用シフター５１Ａを第７速用接続位置でインギヤすることで第７速走行がなされる。

（４）第４伝達経路は、電動モータ７の動力が、遊星歯車機構３０又は第３速用ギヤ２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）又は第５速用ギヤ２５（第５速用駆動ギヤ２５ａ、第３共用従動ギヤ２４ｂ）又は第７速用ギヤ９７（第７速用駆動ギヤ９７ａ、第２共用従動ギヤ９６ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される伝達経路である。この第４伝達経路を介して、第１及び第２クラッチ４１、４２を切断した状態で、ロック機構６１をロックするとともに第１、第２奇数段変速用シフター５１Ａ、５１Ｂをニュートラルにすることで第１速ＥＶ走行がなされ、ロック機構６１のロックを解除し第１奇数段変速用シフター５１Ａを第３速用接続位置でインギヤすることで第３速ＥＶ走行がなされ、ロック機構６１のロックを解除し第２奇数段変速用シフター５１Ｂをインギヤすることで第５速ＥＶ走行がなされ、ロック機構６１のロックを解除し第１奇数段変速用シフター５１Ａを第７速用接続位置でインギヤすることで第７速ＥＶ走行がなされる。

（５）第５伝達経路は、エンジン６の動力が、第２主軸１２、第２アイドルギヤ列２７Ｂ（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第３アイドル従動ギヤ２７ｄ）、リバース軸１７、後進用ギヤ列２８（後進用駆動ギヤ２８ａ、後進用従動ギヤ２８ｂ）、遊星歯車機構３０、連結軸１３、第３速用ギヤ２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結される伝達経路である。この第５伝達経路を介して、第２クラッチ４２を締結し後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤし且つロック機構６１をロックすることで後進走行がなされる。

また、電動モータ７は、その動作を制御するパワーコントロールユニット（ＰＤＵ）４を介してバッテリ（ＢＡＴＴ）３に接続され、バッテリ３からの電力供給と、バッテリ３へのエネルギー回生がパワーコントロールユニット４を介して行われるようになっている。即ち、電動モータ７は、バッテリ３からパワーコントロールユニット４を介して供給された電力によって駆動され、また、減速走行時における駆動輪ＤＷ，ＤＷの回転や、エンジン６の動力により回生発電を行って、バッテリ３の充電を行う。さらに、パワーコントロールユニット４は、車両全体の各種制御をするための制御装置である電気制御ユニット（ＥＣＵ）５に接続されている。電気制御ユニット５は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、電気制御ユニット５には、加速要求、制動要求、エンジン回転数、モータ回転数、第１、第２主軸１１，１２の回転数、カウンタ軸１４等の回転数、車速、シフトポジション、ＳＯＣなどが入力される。一方、電気制御ユニット５からは、エンジン６を制御する信号、電動モータ７を制御する信号、バッテリ３における発電状態・充電状態・放電状態などを示す信号、第１、第２奇数段変速用シフター５１Ａ，５１Ｂ、第１、第２偶数段変速用シフター５２Ａ，５２Ｂ、後進用シフター５３を制御する信号、ロック機構６１のロックを制御する信号などが出力される。

この電気制御ユニット５は、バッテリ３のＳＯＣに応じて各種制御の実施可否を判定する図２に示す制御マップＭａｐを有しており、基本的にはこの制御マップＭａｐに基づいて、ＥＮＧ始動、アイドルストップ、減速回生、ＥＶ走行の可否を判定している。なお、図２中、○は実施可能、×は禁止、△は条件付実施可能となっている。

この制御マップＭａｐでは、ＳＯＣを少ない方から多い方にＣゾーン、Ｂゾーン、Ａゾーン、Ｄゾーンの４つに分類するとともに、さらにＡゾーンをＳＯＣの少ない方から多い方にＡ−Ｌゾーン、Ａ−Ｍゾーン、Ａ−Ｈゾーンの３つに分類し、トータルで６つのゾーンに区分けしている。そして、最大充電量に近いＤゾーンでは、減速回生を条件付で許容し、ＢゾーンとＣゾーンではＥＶ走行やアイドルストップを禁止し、Ａゾーンを目標充電量として制御している。

このように構成された車両用駆動装置１は、第１及び第２クラッチ４１、４２の断接を制御するとともに第１、第２奇数段変速用シフター５１Ａ、５１Ｂ、第１、第２偶数段変速用シフター５２Ａ、５２Ｂおよび後進用シフター５３の接続位置を制御することにより、エンジン６で第１〜第７速走行および後進走行を行うことができ、電動モータ７で第１、３、５、７速ＥＶ走行を行うことができる。また、エンジン走行中に電動モータ７でアシストしたり回生したり、さらにアイドリング中にエンジン６を電動モータ７で始動したりバッテリを充電することもできる。さらに、ＥＶ走行中に電動モータ７でエンジン６を始動することもできる。

図５は、第３速ＥＶ走行時における車両用駆動装置１のトルクの伝達状況を示す図である。
上述したように、第３速ＥＶ走行では、第１及び第２クラッチ４１、４２を切断した状態で、ロック機構６１のロックを解除し第１奇数段変速用シフター５１Ａを第３速用接続位置でインギヤすることで電動モータ７の動力が第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。

電気制御ユニット５は、ＥＶ走行中にバッテリ減少しＡ−ＭゾーンからＡ−Ｌゾーンに突入した際、Ｂゾーンに突入する前にエンジン６を始動させる。図５に示した第３速ＥＶ走行中にエンジン６を始動する方法としては、例えば、図６に示す第１クラッチ４１を締結する方法と、図７及び図８に示す第１、第２偶数段変速用シフター５２Ａ，５２Ｂのいずれかをインギヤさせて第２クラッチ４２を締結する方法が考えられる。なお、図７は、第１偶数段変速用シフター５２Ａが第２速用接続位置でインギヤしている状態を示しており、図８は、第２偶数段変速用シフター５２Ｂがインギヤしている状態を示している。

図６に示すエンジン始動方法では、電動モータ７のモータトルクが第３速用ギヤ２３を介して駆動トルクとして駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるとともに、第１クラッチ４１を締結することで第１主軸１１の回転が第１クラッチ４１を介してエンジン６のクランク軸６ａに伝達される。このとき、第１奇数段変速用シフター５１Ａが第３速用接続位置でインギヤしているので、第３速ＥＶ走行時の第１主軸１１の回転数でエンジン６をかけにいくことなる。

一方、図７に示すエンジン始動方法では、電動モータ７のモータトルクが第３速用ギヤ２３を介して駆動トルクとして駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるとともに、第２クラッチ４２を締結することで第２速用ギヤ２２から第２中間軸１６→第１アイドルギヤ列２７Ａ→第２主軸１２に伝達され、第２主軸１２の回転が第２クラッチ４２を介してエンジン６のクランク軸６ａに伝達される。このとき、第１偶数段変速用シフター５２Ａが第２速用接続位置でインギヤしているため、第２クラッチ４２を締結すると、カウンタ軸１４の回転が第２速用ギヤ２２を介してエンジン６に伝達されるため、図６に示すエンジン始動方法に比べて高い回転数でエンジン６をかけにいくこととなる。

これに対し、図８に示すエンジンの始動方法では、電動モータ７のモータトルクが第３速用ギヤ２３を介して駆動トルクとして駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるとともに、第２クラッチ４２を締結することで第４速用ギヤ２４から第２中間軸１６→第１アイドルギヤ列２７Ａ→第２主軸１２に伝達され、第２主軸１２の回転が第２クラッチ４２を介してエンジン６のクランク軸６ａに伝達される。このとき、第２偶数段変速用シフター５２Ｂが第４速用接続位置でインギヤしているため、第２クラッチ４２を締結すると、カウンタ軸１４の回転が第４速用ギヤ２４を介してエンジン６に伝達されるため、図６に示すエンジン始動方法に比べて低い回転数でエンジン６をかけにいくこととなる。

ここで本実施形態の電機制御ユニット５は、奇数段変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に電動モータ７の動力でエンジン６を始動するとき、奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能か否かのみを判定し、奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能な場合に、第２クラッチ４２を締結してその偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６を始動し、奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が不可能な場合に、第１クラッチ４１を締結して奇数段変速部における現在の変速ギヤ段を介してエンジン６を始動することとしている。

言い換えると、本実施形態の電機制御ユニット５は、奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能か否かのみを判定し、他の変速用ギヤ段におけるエンジン６の始動の可能性の判定を行なわないことを特徴とする。

即ち、図５〜図８で示した第３速ＥＶ走行を例に説明すると、電機制御ユニット５は、第３速走行中にエンジン６の始動をする場合、第４速用ギヤ段を構成する第４速用ギヤ２４を介してエンジン６の始動が可能か否かのみを判定し、図７で示した第２速用ギヤ２２等の他の変速用ギヤ段でのエンジン始動の可能性を判定せず、第４速用ギヤ２４を介してのエンジン始動が可能な場合には、図５に示す第３速ＥＶ走行の状態から第２偶数段変速用シフター５２Ｂを第４速用接続位置でインギヤさせ第２クラッチ４２を締結させて図８に示す状態でエンジン６を始動し、４速用ギヤ２４を介してのエンジン始動が不可能な場合には、図５に示す第３速ＥＶ走行の状態からそのまま第１クラッチ４１を締結させて図６に示す状態でエンジン６を始動する。

エンジン６の始動が可能か否かの判定は、図３に示す車速とその車速における各変速ギヤ段でのエンジン回転数との関係から、想定されるエンジン回転数が始動可能エンジン回転数以上か否かに基づいて行なわれる。即ち、図３のグラフから第３速ＥＶ走行（３ｒｄ）中における車速が車速Ａより低ければ第４速ギヤ２４（４ｔｈ）を介して回転するエンジン回転数が始動可能エンジン回転数Ｂより低くなるためエンジン６を始動することができず、車速Ａ以上であれば想定されるエンジン回転数が始動可能回転数Ｂを上回るのでエンジン６を始動することができる。

即ち、電機制御ユニット５は、第３速ＥＶ走行中に車速が車速Ａ以上であれば第４速ギヤ２４を介するエンジン始動を許可し、車速Ａより低ければ第４速ギヤ２４を介するエンジン始動を不許可とする。なお、本制御を第３速ＥＶ走行を例示して説明したが、第１、３、５速ＥＶ走行をしている場合にも同様の制御が行なわれるが、第７速ＥＶ走行では第８速用ギヤを設けていないため、そのまま第１クラッチ４１を締結することでエンジン始動がなされる。

ここで、図４を参照してエンジン始動時のクラッチトルクとモータトルクとの関係について説明する。図６に示すエンジン６の始動方法であっても、図８に示すエンジンの始動方法であっても、停止しているクランク軸６ａを連れまわすに際し、締結するクラッチ（図６では第１クラッチ４１、図８では第２クラッチ４２）には、クラッチを締結し始めてエンジン６が回転するまでにエンジン引きずりトルク（ＥＮＧ引きずりトルク）が作用し、エンジン６の回転後には始動可能回転数までエンジン回転数を引き上げる引き上げトルク（ＮＥ引き上げトルク）が作用する（以下、ＥＮＧ引きずりトルクとＮＥ引き上げトルクとを足し合わせたトルクをクラッチトルクと呼ぶ。）。従って、ＥＶ走行中のエンジン始動時には、乗員にクラッチ締結によるショックを与えないように駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達すべき駆動トルク（DRV要求トルク）にクラッチトルクを加えたクラッチ始動モータトルク（クラッチ始動ＭＯＴトルク）を電動モータ７が出力する必要がある。

このことから、エンジン始動時の電動モータ７の持ち出しエネルギーは、クラッチ始動モータトルクにモータ回転数と時間を乗算して得られるエネルギー（クラッチ始動ＭＯＴトルク×ＮＭＯＴ×時間）に等しく、そのうち、クラッチトルクにクラッチの回転数（ＮＣＬ）とエンジンの回転数（ＮＥ）との差（ΔＮ）と時間を乗算して得られるエネルギー（クラッチトルク×ΔＮ×時間）がクラッチの熱損失として消費されるとともに、エンジン引きずりトルクにエンジン回転数（ＮＥ）と時間を乗算したエネルギー（ＮＥ引き上げトルク×ＮＥ×時間）がエンジン引きずり損失として消費される。一方、エンジンの引き上げトルクにエンジン回転数（ＮＥ）と時間を乗算したエネルギー（ＮＥ引き上げトルク×ＮＥ×時間）がエンジン利得としてエンジン６に保存される。従って、クラッチの回転数（ＮＣＬ）とエンジンの回転数（ＮＥ）との差（ΔＮ）が低ければ低いほど、クラッチにおける熱損失が低減され燃費が向上することとなる。

従って、図３で示したように、車速Ａより高ければ第４速ギヤ２４を介するエンジン始動を行なうことで、第３速用ギヤ２３のままクラッチを締結するエンジン始動に比べて、クラッチにおける熱損失が低減され燃費が向上することとなる。また、クラッチ始動モータトルクも低く抑えることができ、運転可能モータトルクを十分に確保できる。

本実施形態では、図６に示すエンジン６の始動方法であっても、図８に示すエンジンの始動方法であっても、エンジン６の点火を開始しエンジン６が完爆した後、一旦、締結したクラッチを開放することとしている。エンジン完爆直後はトルク変動が激しいため締結したクラッチを一旦開放しエンジン６の回転が安定した後、再度クラッチを締結することで、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

そして、エンジン完爆後、ＥＶ走行からエンジン走行に移行する際のギヤ段の選択は、内燃機関を始動した変速用ギヤ段と走行に適した変速用ギヤ段は異なるため、走行状態に応じて適切な変速用ギヤ段を選択する。例えば、図８に示すエンジン６の始動方法でエンジン６を始動後、第２偶数段変速用シフター５２Ｂをニュートラル位置に戻して電動モータ７を駆動させずにエンジン６のみで第３速走行（図９参照）をしてもよく、要求駆動力がエンジン始動時より大幅に増えた場合には、図１０に示すように、第２偶数段変速用シフター５２Ｂをニュートラル位置に戻すとともに第１偶数段変速用シフター５２Ａを第２速用接続位置でインギヤして、エンジン６による第２速走行をしてもよい。このとき、駆動力が必要な場合には電動モータ７でアシストしたり、減速する場合には電動モータ７で回生することができる。なお、図１０はエンジン６で第２速走行中に電動モータ７でアシストしている状態を示している。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用駆動装置１によれば、奇数段変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に電動モータ７の動力でエンジン６を始動するとき、奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能か否かのみを判定し、奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能な場合に、第２クラッチ４２を締結して偶数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６を始動することにより、全ての変速ギヤ段におけるエンジン始動の可能性を判定する場合に比べて制御を容易にすることができ、エンジン６の始動時間を短縮することができる。また、締結するクラッチ（第１クラッチ４１又は第２クラッチ４２）の回転数とエンジン６の回転数との差を小さくすることができるので、クラッチにおける熱損失が低減され燃費が向上することとなる。

従って、ＥＶ走行中にＳＯＣがＡ−ＭゾーンからＡ−Ｌゾーンに突入することが予測される場合には、予め奇数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い偶数段変速部における変速ギヤ段にプレシフトしておくことが好ましい。即ち、図５に示した第３速ＥＶ走行中であれば、予め第２偶数段変速用シフター５２Ｂを第４速用接続位置でインギヤ（プレシフト）させておくことが好ましい。これにより、より早いエンジン６の始動が可能となる。

また、エンジン６をクランキングして点火した段階で、一旦、締結したクラッチを開放することにより、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。エンジン６の回転が安定した後、走行状態に応じて適切な変速用ギヤ段を介してエンジン走行することにより、ＳＯＣの減少を抑制しつつ、ドライバの要求に従った快適な走行を実現することができる。

また、エンジン始動後、要求駆動力がエンジン始動時より大幅に増えた場合には、ＥＶ走行中していた奇数段変速部における変速ギヤ段より１段低い又は最低段の偶数段ギヤ段における変速ギヤ段に変更し、第２クラッチ４２を締結することで、適切な要求駆動力で走行することができドライバビリティの悪化を防止できる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本実施形態では、電動モータ７を奇数段変速部に接続したが、偶数段変速部に接続してもよい。この場合、偶数段変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に電動モータ７の動力でエンジン６を始動するとき、偶数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い奇数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能か否かのみを判定し、偶数段変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い奇数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６の始動が可能な場合に、奇数段変速部とエンジン６を接続するクラッチを締結してその奇数段変速部における変速ギヤ段を介してエンジン６を始動する。

１ 車両用駆動装置
３ バッテリ（蓄電部）
６ エンジン（内燃機関）
７ 電動モータ（電動機）
４１ 第１クラッチ（第１断接手段）
４２ 第２クラッチ（第２断接手段）
６１ ロック機構（第１切替手段）
５１Ａ 第１奇数段変速用シフター（第１切替手段）
５１Ｂ 第２奇数段変速用シフター（第１切替手段）
５２Ａ 第１偶数段変速用シフター（第２切替手段）
５２Ｂ 第２偶数段変速用シフター（第２切替手段）
２２ａ 第２速用駆動ギヤ
２３ａ 第３速用駆動ギヤ
２４ａ 第４速用駆動ギヤ
２５ａ 第５速用駆動ギヤ
９６ａ 第６速用駆動ギヤ
９７ａ 第７速用駆動ギヤ

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   電動機と、
   前記電動機に動力を供給する蓄電部と、
   第１断接手段を介して前記内燃機関に接続され、第１切替手段により複数のギヤを選択可能な第１変速部と、
   第２断接手段を介して前記内燃機関に接続され、第２切替手段により複数のギヤを選択可能な第２変速部と、を備え、
   前記第１変速部には、前記内燃機関と前記電動機の少なくとも一方の動力が入力され、
   前記第２変速部には、前記内燃機関の動力が入力され、
   前記電動機の動力で前記第１変速部を介してＥＶ走行中に前記第１又は第２断接手段を締結することで前記内燃機関を始動可能な車両用駆動装置の制御装置であって、
   前記第１変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に前記電動機の動力で前記内燃機関を始動するとき、前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関の始動が可能か否かのみを判定し、
   前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関の始動が可能な場合に、前記第２断接手段を締結して前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関を始動し、
   前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い前記第２変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関の始動が不可能な場合に、前記第１断接手段を締結して前記第１変速部における変速ギヤ段を介して前記内燃機関を始動することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
2. 前記第１変速部を介して所定の変速ギヤ段でＥＶ走行中に、前記第２切替手段により前記第１変速部における現在の変速ギヤ段より１段高い変速ギヤ段にプレシフトしておくことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置の制御装置。
3. 前記プレシフトは、前記蓄電部のＳＯＣがＥＶ走行を許可する領域からＥＶ走行を条件付でのみ許可する領域に突入することが予測される場合に行われることを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置の制御装置。
4. 前記第１又は第２断接手段を締結して前記内燃機関をクランキングして点火した段階で、一旦、前記締結した第１又は第２断接手段を開放することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
5. 前記内燃機関の回転が安定した後、走行状態に応じて前記第１変速部又は前記第２変速部を介して内燃機関走行することを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動装置の制御装置。
6. 要求駆動力が内燃機関始動時より大幅に増えた場合には、前記第２切替手段の接続位置をＥＶ走行中していた前記第１変速部における変速ギヤ段より１段低い又は最低段の前記第２変速部における変速ギヤ段に変更し、前記第２断接手段を締結することを特徴とする請求項５に記載の車両用駆動装置の制御装置。