JP6229358B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

車両用駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6229358B2
JP6229358B2 JP2013159461A JP2013159461A JP6229358B2 JP 6229358 B2 JP6229358 B2 JP 6229358B2 JP 2013159461 A JP2013159461 A JP 2013159461A JP 2013159461 A JP2013159461 A JP 2013159461A JP 6229358 B2 JP6229358 B2 JP 6229358B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clutch
engine
transmission
torque
drive mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013159461A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015030315A (ja
Inventor
新也 原田
新也 原田
威士 東條
威士 東條
村上 芳弘
芳弘 村上
陽 宍戸
陽 宍戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Aisin Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2013159461A priority Critical patent/JP6229358B2/ja
Priority to EP14175298.0A priority patent/EP2832569B1/en
Priority to CN201410363457.9A priority patent/CN104340210B/zh
Publication of JP2015030315A publication Critical patent/JP2015030315A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6229358B2 publication Critical patent/JP6229358B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/547Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11Stepped gearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4808Electric machine connected or connectable to gearbox output shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10Change speed gearings
    • B60W2510/1005Transmission ratio engaged
    • B60W2510/101Transmission neutral state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/70Gearings
    • B60Y2400/76Automatic gearshift to neutral
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

本発明は、車両用駆動装置に関する。
動力源にエンジンとモータジェネレータを備えるハイブリッド車両の車両用駆動装置の一形式として、特許文献1に示されているものが知られている。ハイブリッド車両は、走行中にモータジェネレータを用いてエンジンを始動する際、モータジェネレータとエンジンとの間に設けられたクラッチの係合を2つのフェーズに分けて実施している。第1係合フェーズでは、エンジンの始動に必要な係合容量まで、係合容量の上昇速度を大きくして、素早くエンジンの始動を完了させている。第2係合フェーズでは、係合容量の上昇速度を小さくして、モータジェネレータの駆動トルクが必要以上にエンジン側に吸収されないようにしている。これにより、モータジェネレータによるエンジンの始動による駆動力の低下によって生じるハイブリッド車両の減速感を抑制している。
特開2012−131497号公報
しかしながら、上述した車両用駆動装置においては、走行中にモータジェネレータを用いてエンジンを始動する際、ハイブリッド車両の減速感を抑制することを目的に、係合容量を徐々に上昇させながらクラッチを係合している。すなわち、走行中にモータジェネレータによりエンジンを始動(点火)する際は、クラッチにかかる負担が大きくなるという問題があった。
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、車両用駆動装置において、走行中にモータジェネレータによりエンジンを始動する際、クラッチにかかる負担をできるだけ小さく抑制することを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る車両用駆動装置は、エンジンの駆動力を入力する入力軸と、変更されたエンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、入力軸と回転連結された入力要素、出力軸と回転連結された出力要素、および、入力要素と出力要素とを解放可能に係合する係合要素から構成され入力要素と出力要素との係合または解放をする変速機クラッチと、を備えている変速機と、変速機の係合要素を駆動する変速機駆動機構と、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との係合または解放をするクラッチと、クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、変速機の出力軸に駆動力を出力可能なモータジェネレータと、モータジェネレータの駆動力のみによる走行であるモータ走行中にエンジンの始動要求であるエンジン始動要求があったとき、変速機クラッチを係合させてクラッチのクラッチトルクを増大させるとともに、モータジェネレータのモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するクラッチ/モータトルク増大部と、クラッチトルクがエンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある変速機クラッチの係合要素を解放方向に向けて付勢する変速機駆動機構付勢部と、エンジンの回転速度が所定値に達した場合、エンジンの燃焼を開始する燃焼開始手段によってエンジンの燃焼を開始するエンジン燃焼開始部と、を備えている。
これによれば、エンジンの燃焼が開始されるまでは、モータジェネレータのモータトルクが出力要素、係合要素および入力要素を介してエンジンと係合しているクラッチに伝達しており、変速機クラッチは係合状態にある。すなわち、エンジンはモータジェネレータの駆動力によって回転されており、エンジントルクは負である。このとき、変速機駆動機構付勢部は、クラッチトルクがエンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある変速機クラッチの係合要素を解放方向に向けて付勢する。そして、モータジェネレータの駆動力によってエンジンの回転速度が所定値に達し、エンジンの燃焼が開始されると、それまで負であったエンジントルクは増大し正となる。この増大中において、当初の「モータジェネレータ側から変速機クラッチにかかるトルク>クラッチ側(エンジン側)から変速機クラッチにかかるトルク」状態が、「モータジェネレータ側から変速機クラッチにかかるトルク<クラッチ側(エンジン側)から変速機クラッチにかかるトルク」状態となるときがある。このとき、「モータジェネレータ側から変速機クラッチにかかるトルク」と「クラッチ側(エンジン側)から変速機クラッチにかかるトルク」がほぼ等しくなる場合、変速機駆動機構付勢部によって係合要素が解放方向に移動されて変速機クラッチが解放状態となる。
このように、エンジンの燃焼を開始させてその増大するトルクを利用して変速機クラッチを解放することで、解放した時点以降においては、クラッチを介して伝達するエンジントルクを駆動輪ひいてはモータジェネレータから切り離すことができる。したがって、クラッチが係合状態にあっても、走行中にモータジェネレータによりエンジンを始動する際、クラッチにかかるエンジントルクの負担をできるだけ小さく抑制することができる。
また、請求項1に係る発明は、入力要素または出力要素および係合要素のギヤ歯はドグ歯で構成されており、入力要素または出力要素と係合要素とを係合する際には両ドグ歯を直接噛合させている。
これによれば、いわゆるドグクラッチを備えた変速機においても、走行中にモータジェネレータによりエンジンを始動する際、クラッチにかかる負担をできるだけ小さく抑制することができる。
また、請求項1に係る発明は、エンジン燃焼開始部により開始されたエンジンの燃焼によって係合要素が解放状態にされた後(変速機クラッチが解放された後)、エンジンの回転速度が目標回転速度に達した場合、クラッチ駆動機構を駆動してクラッチを解放し、クラッチトルクが所定値より小さくなった場合、変速機駆動機構を駆動して係合要素を係合方向に付勢する第1の変速機クラッチ再係合部と、第1の変速機クラッチ再係合部によって変速機クラッチが係合された後、クラッチ駆動機構を駆動してクラッチを係合する第1のクラッチ再係合部と、をさらに備えている。
これによれば、変速機の入力軸(すなわち変速機クラッチの入力要素)の回転速度が比較的小さい場合には、クラッチと回転連結されている変速機クラッチの入力要素の回転速度がエンジントルクにより増大し、その後、クラッチの解放により回転速度が徐々に減少する。すなわち、回転速度が減少している変速機クラッチの入力要素と、モータジェネレータ側と回転連結されている出力要素との回転差が所定値(例えば100rpm)になるときがあるが、このとき、第1の変速機クラッチ再係合部によって係合要素が係合方向に移動されて変速機クラッチが係合状態となる。その後、クラッチが係合される。
このように、変速機の入力軸(すなわち変速機クラッチの入力要素)の回転速度が比較的小さい場合においても、変速機クラッチが解放されて、エンジンが始動された後にて、最初にクラッチを解放し、次に変速機クラッチを係合した後で、再びクラッチを係合するため、エンジン始動後にて両クラッチにかかる負担を小さく抑制しつつ両クラッチを確実に係合状態とすることができる。
また、請求項2に係る発明は、エンジンの駆動力を入力する入力軸と、変更されたエンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、入力軸と回転連結された入力要素、出力軸と回転連結された出力要素、および、入力要素と出力要素とを解放可能に係合する係合要素から構成され入力要素と出力要素との係合または解放をする変速機クラッチと、を備えている変速機と、変速機の係合要素を駆動する変速機駆動機構と、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との係合または解放をするクラッチと、クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、変速機の出力軸に駆動力を出力可能なモータジェネレータと、モータジェネレータの駆動力のみによる走行であるモータ走行中にエンジンの始動要求であるエンジン始動要求があったとき、変速機クラッチを係合させてクラッチのクラッチトルクを増大させるとともに、モータジェネレータのモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するクラッチ/モータトルク増大部と、クラッチトルクがエンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある変速機クラッチの係合要素を解放方向に向けて付勢する変速機駆動機構付勢部と、エンジンの回転速度が所定値に達した場合、エンジンの燃焼を開始する燃焼開始手段によってエンジンの燃焼を開始するエンジン燃焼開始部と、を備え、入力要素または出力要素および係合要素のギヤ歯はドグ歯で構成されており、入力要素または出力要素と係合要素とを係合する際には両ドグ歯を直接噛合させている。
また、エンジン燃焼開始部により開始されたエンジンの燃焼によって係合要素が解放状態にされた後(変速機クラッチが解放された後)、クラッチ駆動機構を駆動してクラッチを解放し、クラッチトルクが所定値より小さくなり、エンジンの回転速度が目標回転速度に達した場合、クラッチ駆動機構を駆動して解放状態中のクラッチを所定のクラッチトルクにて係合した後、再び解放し、その後、変速機駆動機構を駆動して係合要素を係合方向に付勢する第2の変速機クラッチ再係合部、第2の変速機クラッチ再係合部によって変速機クラッチが係合された後、クラッチ駆動機構を駆動してクラッチを係合する第2のクラッチ再係合部と、をさらに備えている。
これによれば、変速機の入力軸(すなわち変速機クラッチの入力要素)の回転速度が比較的大きい場合には、最初にクラッチを解放し、その後、エンジン回転速度が目標回転速度に達すると、解放状態中のクラッチを所定のクラッチトルクにて係合した後、再び解放することにより(いわゆるダブルクラッチ)、変速機クラッチの入力要素の回転速度を増大し、その後、クラッチの解放により回転速度を徐々に減少させる。すなわち、回転速度が減少している変速機クラッチの入力要素と、モータジェネレータ側と回転連結されている出力要素との回転差が所定値(例えば100rpm)になるときがあるが、このとき、第2の変速機クラッチ再係合部によって係合要素が係合方向に移動されて変速機クラッチが係合状態となる。その後、クラッチが係合される。
このように、変速機の入力軸(すなわち変速機クラッチの入力要素)の回転速度が比較的大きい場合においても、変速機クラッチが解放されて、エンジンが始動された後にて、最初にクラッチを解放しダブルクラッチを行って、次に変速機クラッチを係合した後で、再びクラッチを係合するため、エンジン始動後にて両クラッチにかかる負担を小さく抑制しつつ両クラッチを確実に係合状態とすることができる。
また、請求項3に係る発明は、エンジンの駆動力を入力する入力軸と、変更されたエンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、入力軸と回転連結された入力要素、出力軸と回転連結された出力要素、および、入力要素と出力要素とを解放可能に係合する係合要素から構成され入力要素と出力要素との係合または解放をする変速機クラッチと、を備えている変速機と、変速機の係合要素を駆動する変速機駆動機構と、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との係合または解放をするクラッチと、クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、変速機の出力軸に駆動力を出力可能なモータジェネレータと、モータジェネレータの駆動力のみによる走行であるモータ走行中にエンジンの始動要求であるエンジン始動要求があったとき、変速機クラッチを係合させてクラッチのクラッチトルクを増大させるとともに、モータジェネレータのモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するクラッチ/モータトルク増大部と、クラッチトルクがエンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある変速機クラッチの係合要素を解放方向に向けて付勢する変速機駆動機構付勢部と、エンジンの回転速度が所定値に達した場合、エンジンの燃焼を開始する燃焼開始手段によってエンジンの燃焼を開始するエンジン燃焼開始部と、を備えている。
また、入力要素および出力要素と係合要素との間にシンクロ機構が設けられており、入力要素または出力要素と係合要素とを係合する際にはシンクロ機構を作用させて入力要素または出力要素と係合要素とを係合させている。
これによれば、いわゆるシンクロ機構を備えた変速機においても、走行中にモータジェネレータによりエンジンを始動する際、クラッチにかかる負担をできるだけ小さく抑制することができる。
また、請求項3に係る発明は、エンジン燃焼開始部により開始されたエンジンの燃焼によって係合要素が解放状態にされた後(変速機クラッチが解放された後)、クラッチ駆動機構を駆動してクラッチを解放し、クラッチトルクが所定値より小さくなった場合、変速機駆動機構を駆動して係合要素を係合方向に付勢する第3の変速機クラッチ再係合部と、第3の変速機クラッチ再係合部によって変速機クラッチが係合された後、クラッチ駆動機構を駆動してクラッチを係合する第3のクラッチ再係合部と、をさらに備えている。
これによれば、いわゆるシンクロ機構を備えた変速機においても、最初にクラッチを解放し、その後、第3の変速機クラッチ再係合部によって係合要素が係合方向に移動されて変速機クラッチがシンクロ機構によって係合状態となる。その後、クラッチが係合される。このように、変速機クラッチが解放されて、エンジンが始動された後にて、最初にクラッチを解放し、次に変速機クラッチを係合した後で、再びクラッチを係合するため、エンジン始動後にて両クラッチにかかる負担を小さく抑制しつつ両クラッチを確実に係合状態とすることができる。
また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3の何れか一項に係る車両用駆動装置において、クラッチ/モータトルク増大部は、クラッチトルクを、クラッチトルクの増大によってエンジンの回転速度の上昇が開始する時点までにおいては時間が経つにつれて変化率が大きくなるように、クラッチトルクの増大によってエンジンの回転速度の上昇が開始する時点後においては時間が経つにつれて変化率が小さくなるような非線形にて増大させるように制御している。一方、クラッチにかかるエネルギーは、回転偏差×2×π/60×クラッチトルクの積算値で表される。回転偏差は、クラッチの出力軸(モータ側の軸)と入力軸(エンジン側の軸)との回転偏差である。
これによれば、エンジン回転速度の上昇が開始する時点までにおいては、回転偏差は一定であり、かつ、クラッチトルクは、線形的に増大する場合と比較すると、全体的に小さく抑制することができるため、クラッチにかかるエネルギーは、線形的に増大する場合と比較して、小さく抑制することができる。したがって、クラッチの係合状態において、クラッチにかかる負担を軽減することができる。
本発明による車両用駆動装置を備えたハイブリッド車両の第1実施形態の構成を示す概要図である。 図1に示す車両用駆動装置の概略構成を示したスケルトン図である。 図1に示した制御装置(HVECU)にて実行される制御プログラムのフローチャートである。 図3のフローチャートによる作動を示すタイムチャートである。 図4に示す時刻t1から時刻t3までの最適なクラッチトルクを説明するための図である。 図1に示した制御装置(HVECU)にて実行される他の制御プログラム(IN軸回転高制御)のフローチャートである。 図6のフローチャートによる作動を示すタイムチャートである。 本発明による車両用駆動装置を備えたハイブリッド車両の第2実施形態にかかる変速機クラッチの構成を示すスケルトン図である。 本発明による車両用駆動装置を備えたハイブリッド車両の第2実施形態にかかる制御プログラムのフローチャートである。 図9のフローチャートによる作動を示すタイムチャートである。
〔第1実施形態〕
まず、本発明による車両用駆動装置を適用したハイブリッド車両の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1はそのハイブリッド車両の構成を示す概要図であり、図2は車両用駆動装置の概略構成を示したスケルトン図である。
ハイブリッド車両Mは、図1に示すように、ハイブリッドシステムによって車輪例えば左右前輪Wfl,Wfrを駆動させる車両である。ハイブリッドシステムは、エンジン11およびモータジェネレータ20の2種類の動力源を組み合わせて使用するパワートレーンである。本実施形態の場合、エンジン11およびモータジェネレータ20の少なくとも何れか一方で車輪を駆動する方式である。
ハイブリッド車両Mは、エンジン11、モータジェネレータ20、クラッチ30、クラッチ駆動機構13、変速機40、変速機駆動機構57、ディファレンシャル装置12、車輪Wfl,Wfr(駆動輪;左右前輪)、および各ECU61〜66を備えている。車輪Wfl,Wfrは、エンジン11およびモータジェネレータ20の少なくとも何れか一方の駆動力によって駆動されるものである。
ハイブリッド車両Mの車両用駆動装置は、モータジェネレータ20、クラッチ30、クラッチ駆動機構13、変速機40、変速機駆動機構57、ハイブリッドECU66(または変速機ECU62、モータECU63およびクラッチECU65)を含んで構成されている。
エンジン11は、ハイブリッド車両Mに搭載されて車輪Wfl,Wfrを駆動するものである。エンジン11は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンがあり、燃料の燃焼によって作動され駆動力を発生させるものである。エンジン11の駆動力は、クランク軸(出力軸)11aから出力され、クラッチ30、変速機40およびディファレンシャル装置12を介して車輪Wfl,Wfrに伝達されるように構成されている。エンジン11は、エンジン11の燃焼を開始する燃焼開始手段である点火装置11b(点火プラグを含んで構成されている)を備えている。
モータジェネレータ20は、その駆動力を、ディファレンシャル装置12を介して、変速機40の出力軸42に出力可能なものであり、また車輪Wfl,Wfrに出力可能なものである。モータジェネレータ20は、同期モータ(例えば、IPMモータ等)で構成されている。具体的には、図2に示すように、ステータ21、ステータ21の係方向内側に同軸回転可能に配設されたロータ22およびモータ回転速度センサ23を備えている。
ステータ21には、ロータ22を回転させる磁界を形成するために複数のコイルが巻回されている。ロータ22には、複数の磁石が周方向に沿って設けられている。モータ回転速度センサ23は、ステータ21に配設され、ロータ22の回転速度(すなわちモータジェネレータ20の回転速度)を検出するものである。モータ回転速度センサ23が検出したモータジェネレータ20の回転速度は、モータECU63(後述する)に出力されるようになっている。なお、モータジェネレータ20は、車輪駆動用の同期モータに限定されるものではない。以下、回転速度と回転数は同じ意味で使用している。
モータジェネレータ20は、車両の加速時にはエンジン11の出力を補助し駆動力を高めるものであり、一方車両の制動時には発電を行って回生制動力を車輪に発生させるものである。
モータジェネレータ20の駆動力は、モータジェネレータ20の出力軸22a端に一体的に設けられた原動ギヤ24に伝達される。出力軸22aと平行に配設された中間減速軸25には、原動ギヤ24と噛み合う被駆動ギヤ25aと、ディファレンシャル装置12のリングギヤ12aと噛合する第2の駆動ギヤ25bと、が設けられ、モータジェネレータ20の駆動力は、所定の減速比にて、第2の駆動ギヤ25bに伝達される。
エンジン11およびモータジェネレータ20の出力は、リングギヤ12aに伝達され、ディファレンシャル装置12を介して、必要に応じて回転数の差を吸収した上で、アクスルシャフト12b,12b及び駆動輪Wfl,Wfrが駆動される。
クラッチ30は、図1,2に示すように、エンジン11と変速機40との間に設けられ、解放時にエンジン11と変速機40との間の動力伝達を遮断し、係合時に動力伝達が可能となるものである。クラッチ30は、エンジン11の出力軸11aに回転連結された入力部材31と、変速機40の入力軸41と回転連結された出力部材32とを備えている。クラッチ30は、入力部材31と出力部材32を係合又は解放することにより、エンジン11の出力軸11aと変速機40の入力軸41との係合または解放をするものである。本実施形態においては、クラッチ30は湿式多板クラッチであり、通常時(非制御時)に動力を伝達するノーマルクローズ型のクラッチである。
クラッチ駆動機構13は、電気や油圧により作動して、クラッチ30を油圧や電動によって駆動するためのものであり、図1に示すように、クラッチ30を係合又は解放するものである。クラッチ駆動機構13は、ストロークセンサ13aを備えている。ストロークセンサ13aは、クラッチ駆動機構13の作動量であるクラッチストロークを検出して、クラッチECU65(ハイブリッドECU66)に出力する。
変速機40は、図2に示すように、エンジンの駆動力を入力する入力軸41と、変更されたエンジンの駆動力を駆動輪Wfl,Wfr側に出力する出力軸42と、を備えている。
入力軸41は、クラッチ30側から順に1st駆動ギヤ43a、Rev駆動ギヤ44a、2nd駆動ギヤ45aが一体的に構成され、さらに3rd駆動ギヤ46a、4th駆動ギヤ47a、5th駆動ギヤ48aが回転自在に装着されている。また、出力軸42は、入力軸41と平行に設けられ、前記各ギヤとそれぞれ常時噛み合う位置に、1st被駆動ギヤ43b、2nd被駆動ギヤ45bが回転自在に、3rd被駆動ギヤ46b、4th被駆動ギヤ47b、5th被駆動ギヤ48bが一体的に装着されている。そして、出力軸42のクラッチ30側の端部には、ディファレンシャル装置12のリングギヤ12aと噛合する駆動ギヤ49が一体的に装着されている。
入力軸41の近傍には、入力軸41の回転速度を検出する入力軸回転速度センサ41aが設けられている。出力軸42の近傍には、出力軸42の回転速度を検出する出力軸回転速度センサ42aが設けられている。両回転速度センサ41a,42aの検出結果は、変速機ECU62に送信される。
さらに、変速機40には、入力軸41と平行な軸50が設けられ、Revアイドラギヤ51が回転自在に装着されている。Revアイドラギヤ51は軸方向にも移動可能で、クラッチ30側の位置ではRev駆動ギヤ44aとは噛み合わないが、2nd駆動ギヤ45a側の位置ではRev駆動ギヤ44aと噛み合い可能となっている。
入力軸41と出力軸42との間には、ギア噛み合い機構の一例として、第1〜第3変速機クラッチ52a〜52cが設けられている。第1変速機クラッチ52aは、1st被駆動ギヤ43bと2nd被駆動ギヤ45bとの間に配置されて出力軸42とスプライン嵌合等により一体的に回転するクラッチハブ53aと、クラッチハブ53aとスプライン嵌合等によりその外周を軸方向に摺動可能かつ一体的に回転するスリーブ54aと、1st被駆動ギヤ43bの側面に設けられスリーブ54aのドグ歯と互いに係合するドグ歯を備えたクラッチリング55a1と、2nd被駆動ギヤ45bの側面に設けられスリーブ54aのドグ歯と互いに歯合するドグ歯を備えたクラッチリング55a2と、を備えている。
なお、スリーブ54aには、さらに外周部に延びた部分にギヤ56が設けられ、ギヤ56はRevアイドラギヤ51がRev駆動ギヤ44aと噛み合った状態でRアイドラギヤ51と噛み合い、中立状態とRev駆動状態の2つの状態を構成する。
第2変速機クラッチ52bは、3rd駆動ギヤ46aと4th駆動ギヤ47aとの間に配置されて入力軸41とスプライン嵌合等により一体的に回転するクラッチハブ53bと、クラッチハブ53bとスプライン嵌合等によりその外周を軸方向に摺動可能かつ一体的に回転するスリーブ54bと、3rd駆動ギヤ46aの側面に設けられスリーブ54bのドグ歯と互いに係合するドグ歯を備えたクラッチリング55b1と、4th駆動ギヤ47aの側面に設けられスリーブ54bのドグ歯と互いに歯合するドグ歯を備えたクラッチリング55b2と、を備えている。
第3変速機クラッチ52cは、5th駆動ギヤ48aに隣設されて入力軸41とスプライン嵌合等により一体的に回転するクラッチハブ53cと、クラッチハブ53cとスプライン嵌合等によりその外周を軸方向に摺動可能かつ一体的に回転するスリーブ54cと、5th駆動ギヤ48aの側面に設けられスリーブ54cのドグ歯と互いに歯合するドグ歯を備えたクラッチリング55c1と、を備えている。
第1〜第3変速機クラッチ52a〜52cの各スリーブ54a〜54cは、変速機駆動機構57によって軸方向に沿って駆動される。図2においては、変速機駆動機構57のうち第2変速機クラッチ52bを駆動させる変速機駆動機構57bのみを示し、他の変速機駆動機構57a,57cを省略しており、本実施形態では変速機駆動機構57bの説明のみをする。
変速機駆動機構57bは、電動または油圧により作動する駆動アクチュエータ57b1よってフォークシャフト57b2の先端に設けられたフォーク57b3を介してスリーブ54bを軸方向に沿って往復動させるものである。スリーブ54bは、変速機駆動機構57bにより軸方向(図左右)に動かされることによって、スリーブ54bのドグ歯が左側のクラッチリング55b1および右側のクラッチリング55b2に構成されたドグ歯と噛み合い動力伝達可能な状態と、いずれのドグ歯とも噛み合わない中立状態になる。
フォーク57b3の先端部は、スリーブ54bの外周溝(図略)に係合されている。フォークシャフト57b2の近傍には、ストロークセンサ57b4が配置され、フォークシャフト57b2の移動量、即ちスリーブ54bの軸方向の移動量を検出する。ストロークセンサ57b4は、変速機ECU62に接続され、検出データを変速機ECU62に送信している。
なお、変速機クラッチ52a(または52b,52c)は、入力軸41と回転連結された入力要素である1st被駆動ギヤ43b(または2nd被駆動ギヤ45b)、出力軸42と回転連結された出力要素であるクラッチハブ53a、および、1st被駆動ギヤ43b(または2nd被駆動ギヤ45b)とクラッチハブ53aとを解放可能に係合する係合要素であるスリーブ54aから構成され1st被駆動ギヤ43b(または2nd被駆動ギヤ45b)とクラッチハブ53aとの係合または解放をするものである。
また、変速機クラッチ52bは、入力軸41と回転連結された入力要素であるクラッチハブ53b、出力軸42と回転連結された出力要素である3rd駆動ギヤ46a(または4th駆動ギヤ47a)、および、クラッチハブ53bと3rd駆動ギヤ46a(または4th駆動ギヤ47a)とを解放可能に係合する係合要素であるスリーブ54bから構成されクラッチハブ53bと3rd駆動ギヤ46a(または4th駆動ギヤ47a)との係合または解放をするものである。
また、変速機クラッチ52cは、入力軸41と回転連結された入力要素であるクラッチハブ53c、出力軸42と回転連結された出力要素である5th駆動ギヤ48a、および、クラッチハブ53cと5th駆動ギヤ48aとを解放可能に係合する係合要素であるスリーブ54bから構成されクラッチハブ53cと5th駆動ギヤ48aとの係合または解放をするものである。
ハイブリッド車両Mにおいては、エンジン11はエンジンECU61に電気的に接続され、変速機駆動機構57は変速機ECU62に電気的に接続されている。また、モータジェネレータ20は、バッテリ16に接続されているインバータ15を介してモータECU63に電気的に接続されている。バッテリ16は、バッテリECU64に電気的に接続されている。そして、クラッチ駆動機構13はクラッチECU65に電気的に接続されている。エンジンECU61、変速機ECU62、モータECU63、バッテリECU64およびクラッチECU65は、CAN等により互いに通信可能に接続されるとともに、これらECU61〜65はハイブリッドECU66ともCAN等により互いに通信可能に接続されている。
エンジンECU61は、エンジン11を制御するECU(エレクトロニック コントロール ユニット:電子制御装置。本明細書において同様。)であり、エンジン11の回転速度をエンジン11に設けられた回転速度センサ(図示省略)から入力している。回転速度センサはエンジン11の出力軸11aの回転速度(すなわちエンジン回転速度)を検出するものである。
変速機ECU62は、変速機40を制御するECUであり、変速機駆動機構57に制御指令を送信して各変速段を成立させるものである。モータECU63は、インバータ15を介してモータジェネレータ20を上述した各駆動となるように制御するECUである。インバータ15は、直流電源としてのバッテリ16に電気的に接続されており、モータジェネレータ20から入力した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ16に供給したり、逆にバッテリ16からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ20へ出力したりするものである。
そして、バッテリECU64は、バッテリ16の状態を監視するECUであり、バッテリ16に設けられたバッテリ状態検出センサ16aからの検出結果からSOC(State Of Charge)を導出している。また、クラッチECU65は、クラッチ30を制御するECUであり、クラッチ駆動機構13を構成する電磁切替弁および電動ポンプに制御指令をそれぞれ送信して、クラッチ30を係合または解放するように制御するものである。
ハイブリッドECU66は、各ECU61〜65を統合的に制御するECUである。例えば、ハイブリッドECU66は、車両発進時には、モータジェネレータ20でエンジン11を始動させ、車両加速時には、エンジン11の駆動力をモータジェネレータ20の駆動力でアシストさせ、高速クルージング時には、モータジェネレータ20のアシストなしでエンジン11の駆動力のみで駆動させるように、エンジン11、モータジェネレータ20、クラッチ30などを制御することができる。また、モータジェネレータ20の駆動力のみで走行させるように制御することができる。また、ハイブリッドECU66は、減速時(制動時)には、モータジェネレータ20を発電させて回生制動力を車輪に発生させるように制御(回生制御)する。
ハイブリッドECU66には、図1に示す車両Mが備えるアクセルペダル17に付設されてその開度を検出するアクセル開度センサ17aが電気的に接続されている。アクセル開度センサ17aの検出結果は、ハイブリッドECU66に送信されるようになっている。各ECU61〜66はそれぞれ、演算処理を実行するCPU部と、プログラムなどを保存するROMやRAMなどの記憶部と、情報を交換するための入出力部とを備えて構成されている。
次に、上述したハイブリッド車両Mにおける作動について、図3に示すフローチャートおよび図4に示すタイムチャートを参照して説明する。このとき、ハイブリッド車両Mはモータジェネレータ20の駆動力のみで走行するEV走行中であり、エンジン11は始動されていない。なお、ハイブリッド車両Mは、停止状態からEV走行を開始したものとし、その開始時には変速機40は第1速段にある(すなわち変速機クラッチ52aのスリーブ54aは1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1に噛合されている)とする。
ハイブリッドECU(以下、HVECUという。)66は、ステップS102において、EV走行中にエンジン11の始動要求があるまで「NO」の判定を繰り返し、EV走行中にエンジン11の始動要求があると(図4にて時刻t1)、プログラムをステップS104に進める。HVECU66は、ステップS104(クラッチ/モータトルク増大部)において、クラッチ駆動機構13によりクラッチストロークを0から増大させて解放状態にあるクラッチ30を徐々に係合状態側に制御し、クラッチトルクをエンジン始動必要トルクまで徐々に上昇させる。さらに、HVECU66は、ステップS104において、モータジェネレータトルク(以下、MGトルクという。)もドライバ要求トルクに相当する値からクラッチトルクの上昇(増大)分に対応させて上昇(増大)させる。
これにより、MGトルクはクラッチトルクと駆動トルクに利用されるが、クラッチトルクが増大しても、その分MGトルクを増大させているため、駆動トルクは減少しないので、ドライバ要求どおりのトルク(ドライバ要求トルク)でハイブリッド車両Mを走行させることができる。ドライバ要求トルクは、アクセル開度センサ17aによって検出されたアクセルペダル17の開度、変速機40の変速段に基づいて決定される。
なお、HVECU66は、所望のクラッチトルクをクラッチ30で発生させるために、クラッチストロークとクラッチトルクとの関係を表したクラッチストローク−クラッチトルクマップを参照して、所望のクラッチトルクに相当するクラッチストロークを取得し、取得したクラッチストロークとなるようにクラッチ駆動機構13を制御する。クラッチストローク−クラッチトルクマップは、クラッチストロークが0の状態ではクラッチトルクが0であり、クラッチストロークが増大するに従って、クラッチトルクも増大するように設定されている。
また、HVECU66は、ステップS104において、クラッチトルクを、クラッチトルクの増大によってエンジン回転速度の上昇が開始する時点まで(時刻t1から時刻t2まで)においては時間が経つにつれて変化率が大きくなるように、クラッチトルクの増大によってエンジン回転速度の上昇が開始する時点後(時刻t2から時刻t3まで)においては時間が経つにつれて変化率が小さくなるような非線形にて増大させるように制御している。
クラッチトルクの具体例は、例えば、図5に示すように二次遅れ系である。二次遅れ系にて増大するクラッチトルク(二次遅れ系)は、線形にて増大するクラッチトルク(線形)と比較すると、時刻t1から時刻t2までは、全体に亘り小さい値であり、時刻t2から時刻t3までは、全体に亘り大きい値である。
一方、クラッチにかかるエネルギーは、回転偏差×2×π/60×クラッチトルクの積算値で表される。回転偏差は、クラッチ30の出力部材32(TMインプット回転数(変速機40の入力軸41の回転数))と入力部材31(ENG回転数(エンジン11の出力軸11aの回転数))との回転偏差である。
時刻t1から時刻t2までは、エンジン回転数は0であり入力軸41の回転数は一定であるため、回転偏差は一定である。したがって、クラッチにかかるエネルギーは、クラッチトルク(線形)と比較して、クラッチトルク(二次遅れ系)のほうが小さい。
一方、時刻t2から時刻t3までは、エンジン回転数は0から増大し最終的に入力軸41の回転数と同一となるが、クラッチトルク(二次遅れ系)と同様に二次遅れ系で増大する。そうすると、回転偏差は、線形で増大するエンジン回転数(線形)と比較して、二次遅れ系のエンジン回転数(二次遅れ系)の方が小さい。したがって、クラッチにかかるエネルギーは、クラッチトルク(線形)と比較して、クラッチトルク(二次遅れ系)のほうが小さい。
これによれば、エンジン回転速度の上昇が開始する時点まで(時刻t1から時刻t2まで)においては、回転偏差は一定であり、かつ、クラッチトルクは、線形的に増大する場合と比較すると、全体的に小さく抑制することができるため、クラッチにかかるエネルギーは、線形的に増大する場合と比較して、小さく抑制することができる。したがって、クラッチの係合状態において、クラッチにかかる負担を軽減することができる。
クラッチストロークが徐々に増大されてクラッチトルクが徐々に上昇すると、完全解放状態にあるクラッチ30は入力部材31と出力部材32とが当接するが、クラッチトルクによるエンジン11を回転させる力より静止摩擦力が大きい間は、エンジン11は回転されない。クラッチトルクによるエンジン11を回転させる力が静止摩擦力より大きくなると、エンジン11の回転が開始される。HVECU66は、エンジン11の回転数(回転速度)が0より大きくなると(時刻t2)、ステップS106にて「YES」と判定し、プログラムをステップS108に進める。
HVECU66は、ステップS108において、クラッチトルクを、クラッチトルクの増大によってエンジン回転数(回転速度)の上昇が開始する時点(時刻t2)後においては、時間が経つにつれて変化率が小さくなるような非線形にて増大させるように制御する(クラッチ/モータトルク増大部)。時刻t2から時刻t3までは、エンジン回転数は0から増大し最終的に入力軸41の回転数と同一となるが、クラッチトルク(二次遅れ系)と同様に二次遅れ系で増大する。回転偏差は、線形で増大するエンジン回転数(線形)と比較して、二次遅れ系のエンジン回転数(二次遅れ系)の方が小さい。
これによれば、時刻t2から時刻t3までにおいては、クラッチにかかるエネルギーは、クラッチトルク(線形)と比較して、クラッチトルク(二次遅れ系)のほうが小さい。なお、クラッチトルクの非線形の設定によっては、クラッチかかるエネルギーは、クラッチトルク(線形)のほうが小さくなる場合がる。このときは、クラッチトルクは線形で増大させるのが好ましい。
クラッチトルクがさらに上昇して、エンジン11を始動させるために必要なトルクであるエンジン始動必要トルクに達すると(時刻t3)、HVECU66は、ステップS110にて「YES」と判定し、プログラムをステップS112に進める。HVECU66は、ステップS112において、クラッチトルクをエンジン始動必要トルクに維持する制御を開始し、同時に変速機駆動機構57によりシフト抜きを開始する。具体的には、HVECU66は、図示しない第1変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構を駆動させて、すなわち、第1変速機クラッチ52aの駆動アクチュエータに通電を開始して、1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1に噛合している変速機クラッチ52aのスリーブ54aに噛合解除向きの力(2nd被駆動ギヤ45b側への力)を付与する。このように噛合解除方向に力が付与されても、MGトルクによってエンジン11が回転されているため、1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1とスリーブ54aとは噛合しており、スリーブ54aは噛合解除方向に移動しない。
なお、HVECU66は、MGトルクも一定値に維持する制御を開始する。
HVECU66は、エンジン11の回転数(回転速度)が所定値X1rpmに達すると(時刻t4)、ステップS114にて「YES」と判定し、ステップS116にてエンジン11の点火を指示する。なお、所定値X1はエンジン11のアイドリング回転に設定されるのが好ましい。これにより、エンジン11がガソリンエンジンである場合、HVECU66は点火装置11bを点火させると、エンジン11の燃焼が開始する(エンジン11は始動する)。HVECU66は、その後ステップS118にてエンジン11の点火を完了する。
エンジン11の燃焼開始(始動)によってエンジン11自ら回転することで、負の値であったエンジントルクは増大し正の値に転じる。この増大中において、当初の「モータジェネレータ20側から変速機クラッチ52aにかかるトルク>クラッチ30側(エンジン11側)から変速機クラッチ52aにかかるトルク」状態が、「モータジェネレータ20側から変速機クラッチ52aにかかるトルク<クラッチ30側(エンジン11側)から変速機クラッチ52aにかかるトルク」状態となるときがある。このとき、「モータジェネレータ20側から変速機クラッチ52aにかかるトルク」と「クラッチ30側(エンジン11側)から変速機クラッチ52aにかかるトルク」がほぼ等しくなるときがある。このとき、1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1とスリーブ54aとの噛合が解除され、変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構によって解放側に付勢されているスリーブ54a(係合要素)が解放方向に移動されて、変速機クラッチ52aが解放状態となる。
HVECU66は、シフト抜きが完了すると(時刻t5)、ステップS120にて「YES」と判定し、プログラムをステップS122に進める。HVECU66は、ステップS120においては、第1変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構のストロークセンサによって検出されたストロークがN(中立位置)となれば、シフト抜きが完了したと判定する。
なお、HVECU66は、シフト抜きが完了したと判定すると、先にステップS112にて通電を開始した第1変速機クラッチ52aの駆動アクチュエータへの通電を終了する。
時刻t5から時刻t6までにおいては、エンジン11の燃焼が開始されると、エンジン11の回転数が急速に増大するためエンジン11による爆発トルクが生じるが、第1変速機クラッチ52aは解放状態にあるため、爆発トルクは第1変速機クラッチ52aより駆動輪側(ディファレンシャル装置12側)には伝達されない。
また、HVECU66は、MGトルクをドライバ要求トルクまで減少させるため、エンジン11と駆動輪Wfl,Wfr側が切り離されていても、駆動輪Wfl,Wfrにはモータジェネレータ20からドライバ要求トルクが付与されており、ドライバは違和感を生じない。さらに、HVECU66は、クラッチ30を係合状態のまま維持しているが、そのクラッチトルクをエンジン始動必要トルクに維持している。
HVECU66は、ステップS122において、上述したエンジン11の回転数が所定値X1rpmに達した時点(時刻t4)における入力軸回転速度センサ41aにより検出された変速機40の入力軸41の回転数(TMインプット回転数)が閾値Irpm以下であるか否かを判定する。なお、エンジン11の回転数が所定値X1rpmに達した時点でなく、クラッチトルクがエンジン始動必要トルクに達した時点(時刻t3)でもよい。なお閾値Iは、アイドリング回転数に所定値を加算した値に設定されるのが好ましい。
変速機40の入力軸41の回転数(TMインプット回転数)が閾値Irpm以下である場合には、HVECU66は、ステップS122にて「YES」と判定し、プログラムをステップS124以降に進めて、IN軸回転低制御を実施する。IN軸回転低制御は、変速機40の入力軸41の回転数がエンジン11のアイドリング回転数より比較的低い場合において、解放状態にある変速機クラッチ52を係合させるとともにクラッチ30を完全係合させる制御である。
一方、変速機40の入力軸41の回転数(TMインプット回転数)が閾値Irpmより大きい場合には、HVECU66は、ステップS122にて「NO」と判定し、プログラムをステップS200に進めて、IN軸回転高制御(後述する)を実施する。IN軸回転高制御は、変速機40の入力軸41の回転数がエンジン11のアイドリング回転数より比較的高い場合において、解放状態にある変速機クラッチ52を係合させるとともにクラッチ30を完全係合させる制御である。
IN軸回転低制御について詳述する。
HVECU66は、ステップS124において、エンジン11に対してエンジン11の回転数をフィードバック制御するエンジン回転数制御を開始する。HVECU66は、エンジン11の回転数が目標エンジン回転数と一致した場合(時刻t6)、ステップS126にて「YES」と判定し、プログラムをステップS128に進める。
HVECU66は、ステップS128において、クラッチ30を解放状態とするクラッチ断指示をクラッチ駆動機構13に送信する。クラッチ駆動機構13は、クラッチトルクを0にする(すなわちクラッチストロークを0にする)ように駆動する。そして、HVECU66は、クラッチトルクが0になると(すなわちクラッチストロークが0になると;時刻t7)、ステップS130にて「YES」と判定し、プログラムをステップS132に進める。
HVECU66は、ステップS132において、変速機駆動機構57によりシフト入りを開始する。具体的には、HVECU66は、第1変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構(図示省略)を駆動させて、すなわち、第1変速機クラッチ52aの駆動アクチュエータ(図示省略)に通電を開始して、1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1および2nd被駆動ギヤ45bのクラッチリング55a2のいずれにも噛合していない(すなわち中立位置にある)変速機クラッチ52aのスリーブ54aに、1st被駆動ギヤ43bと噛合する噛合方向の力(1st被駆動ギヤ43b側への力)を付与する。
HVECU66は、シフト入りが完了すると(時刻t8)、ステップS134にて「YES」と判定し、プログラムをステップS136に進める。HVECU66は、ステップS134においては、第1変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構のストロークセンサによって検出されたストロークがS1(噛合位置)となれば、シフト入りが完了したと判定する。
なお、HVECU66は、シフト入りが完了したと判定すると、先にステップS132にて通電を開始した第1変速機クラッチ52aの駆動アクチュエータへの通電を終了する。
HVECU66は、ステップS136において、クラッチ30を完全係合させるクラッチ係合処理を行う。クラッチ係合処理は、クラッチ30を解放状態から完全係合状態にするための処理であり、クラッチストロークが完全係合点となるようにクラッチ駆動機構13によって制御される。
HVECU66は、クラッチトルクが完全係合トルクに達するまでは、ステップS138にて「NO」と判定しクラッチ係合処理を繰り返し、クラッチトルクが完全係合トルクに達すると(時刻t9)、クラッチ係合処理を終了し、本フローチャートによる処理を終了する。ステップS138においては、クラッチトルクが完全係合トルクに達するか否かは、ストロークセンサ13aによって検出されたクラッチストロークが完全係合点以上となったか否かにより判定される。
上述した実施形態によれば、HVECU66は、モータジェネレータ20の駆動力のみによる走行であるモータ走行中(EV走行中)にエンジン11の始動要求であるエンジン始動要求があったとき(時刻t1)、変速機クラッチ52aを係合させてクラッチ30のクラッチトルクを増大させるとともに、モータジェネレータ20のモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するステップS104,108(クラッチ/モータトルク増大部)と、クラッチトルクがエンジン11を始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合(時刻t3、ステップS110で「YES」)、変速機駆動機構57を駆動させて係合状態にある変速機クラッチ52aの係合要素を解放方向に向けて付勢するステップS112(変速機駆動機構付勢部)と、エンジン11の回転速度(回転数)が所定値(X1)に達した場合(時刻t6、ステップS114で「YES」)、エンジン11の燃焼を開始する点火装置11b(燃焼開始手段)によってエンジン11の燃焼を開始するステップS116(エンジン燃焼開始部)と、を備えている。
これによれば、エンジン11の燃焼が開始されるまでは、モータジェネレータ20のモータトルクがクラッチハブ53a(出力要素)、スリーブ54a(係合要素)および1st被駆動ギヤ43b(入力要素)を介してエンジン11と係合しているクラッチ30に伝達しており、変速機クラッチ52aは係合状態にある。すなわち、エンジン11はモータジェネレータ20の駆動力によって回転されており、エンジントルクは負である。このとき、HVECU66(変速機駆動機構付勢部)は、クラッチトルクがエンジン11を始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合(時刻t3)、変速機駆動機構57を駆動させて係合状態にある変速機クラッチ52aのスリーブ54a(係合要素)を解放方向に向けて付勢する。そして、モータジェネレータ20の駆動力によってエンジン11の回転速度が所定値(X1)に達し、エンジン11の燃焼が開始されると、それまで負であったエンジントルクは増大し正となる。この増大中において、当初の「モータジェネレータ20側から変速機クラッチ52aにかかるトルク>クラッチ30側(エンジン11側)から変速機クラッチ52aにかかるトルク」状態が、「モータジェネレータ20側から変速機クラッチ52aにかかるトルク<クラッチ30側(エンジン11側)から変速機クラッチ52aにかかるトルク」状態となるときがある。このとき、「モータジェネレータ20側から変速機クラッチ52aにかかるトルク」と「クラッチ30側(エンジン11側)から変速機クラッチ52aにかかるトルク」がほぼ等しくなる場合、HVECU66(変速機駆動機構付勢部)によってスリーブ54a(係合要素)が解放方向に移動されて変速機クラッチ52aが解放状態となる。
このように、エンジン11の燃焼を開始させてその増大するトルクを利用して変速機クラッチ52aを解放することで、解放した時点以降においては、クラッチ30を介して伝達するエンジントルクを駆動輪Wfl,Wfrひいてはモータジェネレータ20から切り離すことができる。したがって、クラッチ30が係合状態にあっても、EV走行中にモータジェネレータ20によりエンジン11を始動する際、クラッチ30にかかるエンジントルクの負担をできるだけ小さく抑制することができる。
また、上述した車両用駆動装置において、入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)または出力要素(例えばクラッチハブ53a)および係合要素(例えばスリーブ54a)のギヤ歯はドグ歯で構成されており(いわゆるドグクラッチ)、入力要素または出力要素と係合要素とを係合する際には、シンクロ機構を介さないで両ドグ歯を直接噛合させている。
これによれば、いわゆるドグクラッチを備えた変速機においても、EV走行中にモータジェネレータ20によりエンジン11を始動する際、クラッチ30にかかる負担をできるだけ小さく抑制することができる。
また、上述した車両用駆動装置において、HVECU66は、ステップS116(エンジン燃焼開始部)により開始されたエンジン11の燃焼によって係合要素(例えばスリーブ54a)が解放状態にされた後(変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が解放された後)、エンジン回転速度(回転数)が目標回転速度(目標エンジン回転数(目標IN軸回転数とほぼ等しい))に達した場合、クラッチ駆動機構13を駆動してクラッチ30を解放し、クラッチトルクが所定値(例えば0Nm)より小さくなった場合(時刻t7、ステップS130で「YES」)、変速機駆動機構57を駆動して係合要素(例えばスリーブ54a)を係合方向に付勢するステップS132(第1の変速機クラッチ再係合部)と、ステップS132(第1の変速機クラッチ再係合部)によって変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が係合された後(時刻t8)、クラッチ駆動機構13を駆動してクラッチ30を係合(完全係合)するステップS136(第1のクラッチ再係合部)と、をさらに備えている。
これによれば、変速機40の入力軸41(すなわち変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b))の回転速度が比較的小さい場合には、クラッチ30と回転連結されている変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)の回転速度がエンジントルクにより増大し、その後、クラッチ30の解放により回転速度が徐々に減少する。すなわち、回転速度が減少している変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)と、モータジェネレータ20側と回転連結されている出力要素(例えばクラッチハブ53a)との回転差が所定値(例えば100rpm)になるときがあるが、このとき、ステップS132(第1の変速機クラッチ再係合部)によって係合要素(例えばスリーブ54a)が係合方向に移動されて変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が係合状態となる。その後、クラッチ30が係合される。
なお、前記所定値は、変速機クラッチ52aにおいて、入れる側(例えばスリーブ54a)と入れられる側(例えば1st被駆動ギヤ43b)の回転偏差が完全に0(位相同期)になると係合できないため、ある程度の回転偏差がある状態で係合を行うことができる値に設定されるのが好ましい。この所定値は強度設計に依存する。
このように、変速機40の入力軸41(すなわち変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b))の回転速度が比較的小さい場合においても、変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が解放されて、エンジン11が始動された後にて、最初にクラッチ30を解放し、次に変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)を係合した後で、再びクラッチ30を係合するため、エンジン始動後にて両クラッチにかかる負担を小さく抑制しつつ両クラッチを確実に係合状態とすることができる。
また、上述した車両用駆動装置において、ステップS104,108(クラッチ/モータトルク増大部)は、クラッチトルクを、クラッチトルクの増大によってエンジン回転速度の上昇が開始する時点(時刻t2)までにおいては時間が経つにつれて変化率が大きくなるように、クラッチトルクの増大によってエンジン回転速度の上昇が開始する時点(時刻t2)後においては時間が経つにつれて変化率が小さくなるような非線形にて増大させるように制御している。一方、クラッチ30にかかるエネルギーは、回転偏差×2×π/60×クラッチトルクの積算値で表される。回転偏差は、クラッチ30の出力軸32(モータジェネレータ20側の軸)と入力軸31(エンジン11側の軸)との回転偏差である。
これによれば、エンジン回転速度の上昇が開始する時点(時刻t2)までにおいては、回転偏差は一定であり、かつ、クラッチトルクは、線形的に増大する場合と比較すると、全体的に小さく抑制することができるため、クラッチにかかるエネルギーは、線形的に増大する場合と比較して、小さく抑制することができる。したがって、クラッチの係合状態において、クラッチにかかる負担を軽減することができる。
〔第1制御変形例〕
さらに、IN軸回転高制御について図6,7を参照して詳述する。
HVECU66は、ステップS202において、上述したステップS128と同様にクラッチ30を解放状態とするクラッチ断指示をクラッチ駆動機構13に送信する。クラッチ駆動機構13は、クラッチトルクを0にする(すなわちクラッチストロークを0にする)ように駆動する。そして、HVECU66は、クラッチトルクが0になると(すなわちクラッチストロークが0になると;図7に示す時刻t16)、ステップS204にて「YES」と判定し、プログラムをステップS206に進める。ステップS204は、上述したステップS130と同様な処理である。
HVECU66は、ステップS206において、上述したステップS124と同様にエンジン11に対してエンジン11の回転数をフィードバック制御するエンジン回転数制御を開始する。HVECU66は、エンジン11の回転数が目標エンジン回転数と一致した場合(時刻t17)、ステップS208(ステップS126と同様)にて「YES」と判定し、プログラムをステップS210に進める。
HVECU66は、ステップS210において、クラッチスリップ処理(ダブルクラッチ相当)を開始する。ダブルクラッチは、変速の際にクラッチ30を二度切ってギヤを切り替えることであるが、本実施形態では一回目のクラッチ断は時刻t16から時刻t17までであり、二回目のクラッチ断が時刻t19から時刻t21までである。
HVECU66は、クラッチ駆動機構13を駆動させて、解放状態中のクラッチ30のクラッチトルクを所定のクラッチトルクTcaまで増大させて(クラッチストロークがクラッチトルクTcaに相当するストロークに達すると;時刻t18)、その後再びクラッチトルクを減少させて最終的に0にする(クラッチストロークを0にすると;時刻t19)。クラッチトルクTcaは、以前よりエンジン回転数が大きくなったエンジン11のトルクが、半クラッチ状態のクラッチ30を介して変速機の入力軸41ひいては1st被駆動ギヤ43bの回転を短期間で所望の回転数まで増大させるために必要十分な値に設定されるのが好ましい。
このクラッチスリップ処理により、クラッチ30を介して伝達されるエンジン11のトルクにより入力軸41の回転数が増大される。
HVECU66は、クラッチスリップ処理が完了すると(時刻t19)、ステップS212において、ステップS132と同様に、変速機駆動機構57によりシフト入りを開始する。具体的には、HVECU66は、第1変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構(図示省略)を駆動させて、すなわち、第1変速機クラッチ52aの駆動アクチュエータ(図示省略)に通電を開始して、1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1および2nd被駆動ギヤ45bのクラッチリング55a2のいずれにも噛合していない(すなわち中立位置にある)変速機クラッチ52aのスリーブ54aに、1st被駆動ギヤ43bと噛合する噛合方向の力(1st被駆動ギヤ43b側への力)を付与する。
先にクラッチスリップ処理により回転数が増大される入力軸41に回転連結されている1st被駆動ギヤ43bのクラッチリング55a1と、モータジェネレータ20により回転されている出力軸42に回転連結されているクラッチハブ53aと、の回転数が同じになる場合がある。このとき、スリーブ54aは、1st被駆動ギヤ43b側へ付勢されているため、抵抗なく1st被駆動ギヤ43b側に移動し、1st被駆動ギヤ43bと噛合する。
HVECU66は、シフト入りが完了すると(時刻t20)、ステップS214にて「YES」と判定し、プログラムをステップS216に進める。HVECU66は、ステップS214においては、ステップS134と同様に第1変速機クラッチ52aを駆動させる変速機駆動機構のストロークセンサによって検出されたストロークがS1(噛合位置)となれば、シフト入りが完了したと判定する。
HVECU66は、ステップS216において、ステップS136と同様にクラッチ30を完全係合させるクラッチ係合処理を行う(時刻t21)。HVECU66は、クラッチトルクが完全係合トルクに達すると(時刻t22)、ステップS218にて「YES」と判定してクラッチ係合処理を終了し、本フローチャートによる処理を終了する。ステップS218は、ステップS138と同様な処理である。
上述した変形例に係る車両用駆動装置において、HVECU66は、ステップS116(エンジン燃焼開始部)により開始されたエンジン11の燃焼によって係合要素(例えばスリーブ54a)が解放状態にされた後(変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が解放された後)、クラッチ駆動機構13を駆動してクラッチ30を解放し、クラッチトルクが所定値(例えば0Nm)より小さくなり、エンジン回転速度が目標回転速度(目標エンジン回転数)に達した場合(時刻t17)、クラッチ駆動機構13を駆動して解放状態中のクラッチ30を所定のクラッチトルク(クラッチトルクTca)にて係合した後、再び解放し(時刻t17から時刻t19まで)、その後、変速機駆動機構57を駆動して係合要素(例えばスリーブ54a)を係合方向に付勢するステップS212(第2の変速機クラッチ再係合部)、ステップS212(第2の変速機クラッチ再係合部)によって変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が係合された後(時刻t20)、クラッチ駆動機構13を駆動してクラッチを係合するステップS216(第2のクラッチ再係合部)と、をさらに備えている。
これによれば、変速機40の入力軸41(すなわち変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b))の回転速度が比較的大きい場合には、最初にクラッチ30を解放し、その後、エンジン回転速度が目標回転速度に達すると、解放状態中のクラッチ30を所定のクラッチトルクTcaにて係合した後、再び解放することにより(いわゆるダブルクラッチ)、変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)の回転速度を増大し、その後、クラッチの解放により回転速度を徐々に減少させる。すなわち、回転速度が減少している変速機クラッチの入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)と、モータジェネレータ20側と回転連結されている出力要素(例えばクラッチハブ53a)との回転差が所定値(例えば100rpm)になるときがあるが、このとき、ステップS214(第2の変速機クラッチ再係合部)によって係合要素(例えばスリーブ54a)が係合方向に移動されて変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が係合状態となる。その後、クラッチ30が係合される。
このように、変速機40の入力軸41(すなわち変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)の入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b))の回転速度が比較的大きい場合においても、変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)が解放されて、エンジンが始動された後にて、最初にクラッチ30を解放しダブルクラッチを行って、次に変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ52a)を係合した後で、再びクラッチ30を係合するため、エンジン始動後にて両クラッチにかかる負担を小さく抑制しつつ両クラッチを確実に係合状態とすることができる。
〔第2実施形態〕
さらに、本発明による車両用駆動装置を適用したハイブリッド車両の第2実施形態について図面を参照して説明する。上述した第1実施形態においては、変速機クラッチをいわゆるドグクラッチで構成したが、本第2実施形態における変速機クラッチは、シンクロ機構を含んで構成するようにしている。
変速機クラッチ152は、図8に示すように、入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)および出力要素(例えばクラッチハブ153a)と係合要素(例えばスリーブ154a)との間にシンクロ機構154a1が設けられており、入力要素または出力要素と係合要素とを係合する際にはシンクロ機構を作用させて入力要素または出力要素と係合要素とを係合させている。
シンクロ機構154a1は、コンスタントロード式タイプである場合には、シンクロナイザーハブである。シンクロナイザーハブが直接入力要素に接して、入力要素と出力要素との回転が同期した時点で、入力要素または出力要素と係合要素とが係合される。
さらに、シンクロ機構に係る変速機クラッチによる制御について図9,10を参照して詳述する。
HVECU66は、図3に示すフローチャートにおいて、シフト抜きが完了すると(時刻t5)、ステップS120にて「YES」と判定し、プログラムを図9に示すステップS302に進める。HVECU66は、ステップS302において、上述したステップS128と同様にクラッチ30を解放状態とするクラッチ断指示をクラッチ駆動機構13に送信する。クラッチ駆動機構13は、クラッチトルクを0にする(すなわちクラッチストロークを0にする)ように駆動する。そして、HVECU66は、クラッチトルクが0になると(すなわちクラッチストロークが0になると;図10に示す時刻t26)、ステップS304にて「YES」と判定し、プログラムをステップS306に進める。ステップS304は、上述したステップS130と同様な処理である。
HVECU66は、ステップS306において、上述したステップS124と同様にエンジン11に対してエンジン11の回転数をフィードバック制御するエンジン回転数制御を開始する。さらに、HVECU66は、ステップS308において、上述したステップS132と同様に、変速機駆動機構57によりシフト入りを開始する。
変速機駆動機構57によって係合要素(例えばスリーブ154a)が、入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)に向けて移動すると、シンクロ機構154a1も同じ方向に移動し、シンクロ機構154a1が入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)に当接することで、入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)と出力要素(例えばクラッチハブ153a)が同期回転する。さらに、係合要素(例えばスリーブ154a)と入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)との噛合が開始する。
HVECU66は、シフト入りが完了すると(時刻t27)、ステップS310にて「YES」と判定し、プログラムをステップS312に進める。HVECU66は、ステップS310,312においては、それぞれ上述したステップS134,126と同様な処理を実施する。
HVECU66は、エンジン11の回転数が目標エンジン回転数と一致した場合(時刻t28)、ステップS312にて「YES」と判定し、プログラムをステップS314に進める。HVECU66は、ステップS314において、上述したステップS136と同様にクラッチ30を完全係合させるクラッチ係合処理を行う(時刻t28)。HVECU66は、クラッチトルクが完全係合トルクに達すると(時刻t29)、ステップS316にて「YES」と判定してクラッチ係合処理を終了し、本フローチャートによる処理を終了する。ステップS316は、ステップS138と同様な処理である。
本実施形態によれば、車両用駆動装置において、入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)および出力要素(例えばクラッチハブ153a)と係合要素(例えばスリーブ154a)との間にシンクロ機構154a1(シンクロナイザーハブ)が設けられており、入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)または出力要素(例えばクラッチハブ153a)と係合要素(例えばスリーブ154a)とを係合する際にはシンクロ機構を作用させて入力要素(例えば1st被駆動ギヤ43b)または出力要素(例えばクラッチハブ153a)と係合要素(例えばスリーブ154a)とを係合させている。
これによれば、いわゆるシンクロ機構を備えた変速機40においても、EV走行中にモータジェネレータ20によりエンジン11を始動する際、クラッチ30にかかる負担をできるだけ小さく抑制することができる。
また、本実施形態に係る車両用駆動装置において、HVECU66は、ステップS116(エンジン燃焼開始部)により開始されたエンジン11の燃焼によって係合要素(例えばスリーブ154a)が解放状態にされた後(変速機クラッチ152aが解放された後)、クラッチ駆動機構13を駆動してクラッチ30を解放し、クラッチトルクが所定値(例えば0Nm)より小さくなった場合、変速機駆動機構57を駆動して係合要素(例えばスリーブ154a)を係合方向に付勢するステップS308(第3の変速機クラッチ再係合部)と、ステップS308(第3の変速機クラッチ再係合部)によって変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ152a)が係合された後、クラッチ駆動機構13を駆動してクラッチ30を係合するステップS314(第3のクラッチ再係合部)と、をさらに備えている。
これによれば、いわゆるシンクロ機構を備えた変速機40においても、最初にクラッチ30を解放し、その後、ステップS308(第3の変速機クラッチ再係合部)によって係合要素(例えばスリーブ154a)が係合方向に移動されて変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ152a)がシンクロ機構154a1によって係合状態となる。その後、クラッチ30が係合される。このように、変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ152a)が解放されて、エンジン11が始動された後にて、最初にクラッチ30を解放し、次に変速機クラッチ(例えば変速機クラッチ152a)を係合した後で、再びクラッチ30を係合するため、エンジン始動後にて両クラッチにかかる負担を小さく抑制しつつ両クラッチを確実に係合状態とすることができる。
なお、上述した実施形態においては、エンジン11はガソリンエンジンであったが、ディーゼルエンジンでもよい。ディーゼルエンジンの場合、ガソリンエンジンのように点火装置はないため、エンジン11の燃焼を開始する燃焼開始手段は、圧縮によって高温となった空気中に燃料を噴射して着火(自然着火)させるようになっている。
11…エンジン、11a…クランク軸(出力軸)、13…クラッチ駆動機構、15…インバータ、16…バッテリ、17…アクセルペダル、20…モータジェネレータ、21…ステータ、22…ロータ、30…クラッチ、31…入力部材、32…出力部材、40…変速機、41…入力軸、42…出力軸、43b…1st被駆動ギヤ(入力要素)、52,52a〜52c…変速機クラッチ、53a…クラッチハブ(出力要素)、54a…スリーブ(係合要素)、57…変速機駆動機構、61…エンジンECU、62…変速機ECU、63…モータECU、65…クラッチECU、66…ハイブリッドECU(HVECU;クラッチ/モータトルク増大部、変速機駆動機構付勢部、エンジン燃焼開始部)。

Claims (4)

  1. エンジンの駆動力を入力する入力軸と、変更された前記エンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、前記入力軸と回転連結された入力要素、前記出力軸と回転連結された出力要素、および、前記入力要素と前記出力要素とを解放可能に係合する係合要素から構成され前記入力要素と前記出力要素との係合または解放をする変速機クラッチと、を備えている変速機と、
    前記変速機の前記係合要素を駆動する変速機駆動機構と、
    前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸との係合または解放をするクラッチと、
    前記クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、
    前記変速機の前記出力軸に駆動力を出力可能なモータジェネレータと、
    前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行であるモータ走行中に前記エンジンの始動要求であるエンジン始動要求があったとき、前記変速機クラッチを係合させて前記クラッチのクラッチトルクを増大させるとともに、前記モータジェネレータのモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するクラッチ/モータトルク増大部と、
    前記クラッチトルクが前記エンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、前記変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある前記変速機クラッチの前記係合要素を解放方向に向けて付勢する変速機駆動機構付勢部と、
    前記エンジンの回転速度が所定値に達した場合、前記エンジンの燃焼を開始する燃焼開始手段によって前記エンジンの燃焼を開始するエンジン燃焼開始部と、
    を備え、
    前記入力要素または前記出力要素および前記係合要素のギヤ歯はドグ歯で構成されており、前記入力要素または前記出力要素と前記係合要素とを係合する際には前記両ドグ歯を直接噛合させており、
    前記エンジン燃焼開始部により開始された前記エンジンの燃焼によって前記係合要素が解放状態にされた後、前記エンジンの回転速度が目標回転速度に達した場合、前記クラッチ駆動機構を駆動して前記クラッチを解放し、
    前記クラッチトルクが所定値より小さくなった場合、前記変速機駆動機構を駆動して前記係合要素を係合方向に付勢する第1の変速機クラッチ再係合部と、
    前記第1の変速機クラッチ再係合部によって前記変速機クラッチが係合された後、前記クラッチ駆動機構を駆動して前記クラッチを係合する第1のクラッチ再係合部と、をさらに備えた車両用駆動装置。
  2. エンジンの駆動力を入力する入力軸と、変更された前記エンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、前記入力軸と回転連結された入力要素、前記出力軸と回転連結された出力要素、および、前記入力要素と前記出力要素とを解放可能に係合する係合要素から構成され前記入力要素と前記出力要素との係合または解放をする変速機クラッチと、を備えている変速機と、
    前記変速機の前記係合要素を駆動する変速機駆動機構と、
    前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸との係合または解放をするクラッチと、
    前記クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、
    前記変速機の前記出力軸に駆動力を出力可能なモータジェネレータと、
    前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行であるモータ走行中に前記エンジンの始動要求であるエンジン始動要求があったとき、前記変速機クラッチを係合させて前記クラッチのクラッチトルクを増大させるとともに、前記モータジェネレータのモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するクラッチ/モータトルク増大部と、
    前記クラッチトルクが前記エンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、前記変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある前記変速機クラッチの前記係合要素を解放方向に向けて付勢する変速機駆動機構付勢部と、
    前記エンジンの回転速度が所定値に達した場合、前記エンジンの燃焼を開始する燃焼開始手段によって前記エンジンの燃焼を開始するエンジン燃焼開始部と、
    を備え、
    前記入力要素または前記出力要素および前記係合要素のギヤ歯はドグ歯で構成されており、前記入力要素または前記出力要素と前記係合要素とを係合する際には前記両ドグ歯を直接噛合させており、
    前記エンジン燃焼開始部により開始された前記エンジンの燃焼によって前記係合要素が解放状態にされた後、前記クラッチ駆動機構を駆動して前記クラッチを解放し、
    前記クラッチトルクが所定値より小さくなり、前記エンジンの回転速度が目標回転速度に達した場合、前記クラッチ駆動機構を駆動して解放状態中の前記クラッチを所定のクラッチトルクにて係合した後、再び解放し、
    その後、前記変速機駆動機構を駆動して前記係合要素を係合方向に付勢する第2の変速機クラッチ再係合部と、
    前記第2の変速機クラッチ再係合部によって前記変速機クラッチが係合された後、前記クラッチ駆動機構を駆動して前記クラッチを係合する第2のクラッチ再係合部と、をさらに備えた車両用駆動装置。
  3. エンジンの駆動力を入力する入力軸と、変更された前記エンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、前記入力軸と回転連結された入力要素、前記出力軸と回転連結された出力要素、および、前記入力要素と前記出力要素とを解放可能に係合する係合要素から構成され前記入力要素と前記出力要素との係合または解放をする変速機クラッチと、を備えている変速機と、
    前記変速機の前記係合要素を駆動する変速機駆動機構と、
    前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸との係合または解放をするクラッチと、
    前記クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、
    前記変速機の前記出力軸に駆動力を出力可能なモータジェネレータと、
    前記モータジェネレータの駆動力のみによる走行であるモータ走行中に前記エンジンの始動要求であるエンジン始動要求があったとき、前記変速機クラッチを係合させて前記クラッチのクラッチトルクを増大させるとともに、前記モータジェネレータのモータトルクを増大させたクラッチトルク量に相当するトルク量だけ増大させるように制御するクラッチ/モータトルク増大部と、
    前記クラッチトルクが前記エンジンを始動させるために必要なエンジン始動必要トルクに達した場合、前記変速機駆動機構を駆動させて係合状態にある前記変速機クラッチの前記係合要素を解放方向に向けて付勢する変速機駆動機構付勢部と、
    前記エンジンの回転速度が所定値に達した場合、前記エンジンの燃焼を開始する燃焼開始手段によって前記エンジンの燃焼を開始するエンジン燃焼開始部と、
    を備え、
    前記入力要素および前記出力要素と前記係合要素との間にシンクロ機構が設けられており、前記入力要素または前記出力要素と前記係合要素とを係合する際には前記シンクロ機構を作用させて前記入力要素または前記出力要素と前記係合要素とを係合させており、
    前記エンジン燃焼開始部により開始された前記エンジンの燃焼によって前記係合要素が解放状態にされた後、前記クラッチ駆動機構を駆動して前記クラッチを解放し、
    前記クラッチトルクが所定値より小さくなった場合、前記変速機駆動機構を駆動して前記係合要素を係合方向に付勢する第3の変速機クラッチ再係合部と、
    前記第3の変速機クラッチ再係合部によって前記変速機クラッチが係合された後、前記クラッチ駆動機構を駆動して前記クラッチを係合する第3のクラッチ再係合部と、をさらに備えた車両用駆動装置。
  4. 前記クラッチ/モータトルク増大部は、前記クラッチトルクを、前記クラッチトルクの増大によって前記エンジンの回転速度の上昇が開始する時点までにおいては時間が経つにつれて変化率が大きくなるように、前記クラッチトルクの増大によって前記エンジンの回転速度の上昇が開始する時点後においては時間が経つにつれて変化率が小さくなるような非線形にて増大させるように制御する請求項1乃至請求項3の何れか一項記載の車両用駆動装置。
JP2013159461A 2013-07-31 2013-07-31 車両用駆動装置 Active JP6229358B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013159461A JP6229358B2 (ja) 2013-07-31 2013-07-31 車両用駆動装置
EP14175298.0A EP2832569B1 (en) 2013-07-31 2014-07-01 Drive apparatus for vehicle
CN201410363457.9A CN104340210B (zh) 2013-07-31 2014-07-28 车辆的驱动设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013159461A JP6229358B2 (ja) 2013-07-31 2013-07-31 車両用駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015030315A JP2015030315A (ja) 2015-02-16
JP6229358B2 true JP6229358B2 (ja) 2017-11-15

Family

ID=51211001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013159461A Active JP6229358B2 (ja) 2013-07-31 2013-07-31 車両用駆動装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2832569B1 (ja)
JP (1) JP6229358B2 (ja)
CN (1) CN104340210B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113135176B (zh) * 2020-07-06 2022-05-31 长城汽车股份有限公司 混合动力车辆的模式切换控制方法、装置和车辆
EP4082815A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-02 Volvo Truck Corporation Electric propulsion system and method of controlling the propulsion system during braking
JP2023114123A (ja) * 2022-02-04 2023-08-17 スズキ株式会社 ハイブリッド車両の変速制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4529335B2 (ja) * 2001-08-31 2010-08-25 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車輌の制御装置
JP2012131497A (ja) * 2006-05-24 2012-07-12 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両のエンジン始動制御方法
JP5371200B2 (ja) * 2006-05-24 2013-12-18 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両のエンジン始動制御方法。
DE102010048857A1 (de) * 2010-10-19 2012-04-19 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Getriebe eines Hybridfahrzeugs mit Verbrennungsmotor und elektrodynamischer Vorrichtung
JP5698998B2 (ja) * 2011-02-09 2015-04-08 本田技研工業株式会社 車両用駆動装置
JP5467197B2 (ja) * 2011-05-24 2014-04-09 ジヤトコ株式会社 ハイブリッド駆動装置
JP2012245877A (ja) * 2011-05-27 2012-12-13 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
FR2977838B1 (fr) * 2011-07-13 2013-10-11 IFP Energies Nouvelles Groupe motopropulseur pour vehicule automobile a entrainement hybride
US9114805B2 (en) * 2011-10-06 2015-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Engine startup system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2832569B1 (en) 2015-12-09
JP2015030315A (ja) 2015-02-16
CN104340210A (zh) 2015-02-11
EP2832569A1 (en) 2015-02-04
CN104340210B (zh) 2018-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5664764B2 (ja) 車両用駆動装置
JP6982538B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
JP6919719B2 (ja) 車両の制御装置
JP5742948B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
WO2015041044A1 (ja) 車両の制御装置
JP6229358B2 (ja) 車両用駆動装置
EP2548780A2 (en) Power transmission control device for vehicle
EP2829773A2 (en) Automated transmission control apparatus
JP7025164B2 (ja) ハイブリッド車両のパワーユニット
JP6997584B2 (ja) ハイブリッド車両のパワーユニット
JP2020189592A (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
WO2014087515A1 (ja) ハイブリッド車両用駆動装置
US9776627B2 (en) Hybrid vehicle driving device
WO2012077380A1 (ja) 車両の動力伝達制御装置
JP5648739B2 (ja) 車両の制御システム
JP6969956B2 (ja) ハイブリッド車両のパワーユニット
JP6011515B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6912339B2 (ja) ハイブリッド車両のパワーユニット
JP5900062B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6969952B2 (ja) ハイブリッド車両のパワーユニット
JP7007142B2 (ja) ハイブリッド車両のパワーユニット
JP2010179711A (ja) ハイブリッド車両
JP2020097971A (ja) 車両の変速制御装置
JP2018192879A (ja) 電力回生装置
JP2021098485A (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160610

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170404

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171002

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6229358

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151