JP6280314B2

JP6280314B2 - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP6280314B2
Application number: JP2013113553A
Authority: JP
Inventors: 貴宏岡田; 洵弥小笠原
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: JP2014231318A

Description

本発明は、クラッチを備える車両用制御装置に関する。

動力源としてエンジンおよび走行用モータを備えるハイブリッド車両が開発されている。また、エンジンと駆動輪との間にクラッチを設けることにより、必要に応じて駆動輪からエンジンを切り離すようにしたハイブリッド車両が開発されている。このようなハイブリッド車両においては、走行モードとして、クラッチを解放して走行用モータのみを駆動するモータ走行モードや、クラッチを締結してエンジンおよび走行用モータを駆動するエンジン走行モードとしてのパラレル走行モード等が設定されている。また、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際には、クラッチを解放した状態のもとでエンジンを始動し、クラッチ前後の回転数を同期させてからクラッチを締結している（特許文献１参照）。

特開２０１１−２１９０２４号公報

しかしながら、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際に、クラッチ前後の回転数を同期させてからクラッチを締結することは、走行モードを切り換える際の応答性を低下させる要因となっていた。また、走行モードを切り換える際の応答性を高めるため、クラッチ前後の回転数を同期させることなくクラッチを締結することは、クラッチの締結ショックを招いて車両品質を低下させる要因となる。特に、低車速領域においては、エンジン始動直後のアイドリング回転数が、駆動輪側の回転数を上回る場合もあることから、クラッチ前後の回転数を素早く同期させることが困難となっていた。

本発明の目的は、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際の応答性を高めることにある。

本発明の車両用制御装置は、駆動輪に連結される走行用モータと、前記走行用モータとエンジンとの間に設けられるクラッチと、前記エンジンと前記クラッチとの間に設けられるトルクコンバータと、走行モードとして、前記エンジンを停止し、前記走行用モータを駆動するモータ走行モードを設定する第１モード設定部と、走行モードとして、前記クラッチを締結し、前記エンジンを駆動するエンジン走行モードを設定する第２モード設定部と、前記モータ走行モードでの走行中に、車速が第１閾値を下回る場合には、前記エンジンを停止した前記モータ走行モードが維持された状態のもとで、前記クラッチを解放状態から締結状態に制御するクラッチ制御部と、を有し、前記クラッチ制御部は、前記モータ走行モードが維持された状態のもとで、前記クラッチを締結状態に制御した後に、車速が前記第１閾値よりも高い第２閾値を上回る場合には、前記クラッチを締結状態から解放状態に制御する。

本発明によれば、モータ走行モードでの走行中にクラッチを締結状態に制御したので、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する際の応答性を高めることが可能となる。

車両に搭載されるパワーユニットの一例を示す概略図である。本発明の一実施の形態である車両用制御装置の構成を示す概略図である。モータ走行モードにおける車速とクラッチ圧との関係の一例を示す線図である。（ａ）〜（ｃ）はモータ走行モードにおける入力クラッチの作動状態を示す説明図である。モータ走行モードにおける入力クラッチの制御状態の移行状況を示す説明図である。クラッチ圧、タービン回転数、プライマリ回転数およびエンジン回転数の推移を示す線図である。クラッチ圧、タービン回転数、プライマリ回転数およびエンジン回転数の推移を示す線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両に搭載されるパワーユニット１０の一例を示す概略図である。図１に示すように、パワーユニット１０は、動力源としてエンジン１１および走行用モータ１２を有している。また、パワーユニット１０には無段変速機１３が設けられており、無段変速機１３にはプライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５が設けられている。プライマリプーリ１４の一方側には、トルクコンバータ１６を介してエンジン１１が連結される一方、プライマリプーリ１４の他方側には、走行用モータ１２が連結されている。また、セカンダリプーリ１５には、トルクリミッタとして機能するヒューズクラッチ１７を介して、駆動輪出力軸１８が連結されている。この駆動輪出力軸１８には、ディファレンシャル機構１９およびアクスル軸２０を介して駆動輪２１が連結されている。また、エンジン１１のクランク軸２２には、駆動ベルト２３を介してモータジェネレータ２４が連結されている。モータジェネレータ２４は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であり、モータジェネレータ２４を用いてクランク軸２２を始動回転させることが可能となる。

エンジン１１と走行用モータ１２との間には、解放状態と締結状態とに切り換えられる入力クラッチ（クラッチ）３０が設けられている。入力クラッチ３０は、トルクコンバータ１６のタービン軸３１に連結されるクラッチハブ３２と、プライマリ軸３３に連結されるクラッチドラム３４とを備えている。クラッチハブ３２には摩擦板３５が取り付けられており、クラッチドラム３４には摩擦板３５に対向する摩擦板３６が取り付けられている。また、クラッチドラム３４にはピストン３７が組み込まれており、ピストン３７の背面側には締結油室３８が区画されている。締結油室３８に作動油を供給することにより、ピストン３７を締結方向に移動させて摩擦板３５，３６を互いに押し付けることができ、入力クラッチ３０を締結状態に切り換えることが可能となる。一方、締結油室３８から作動油を排出することにより、図示しないリターンスプリングによってピストン３７を解放方向に移動させて摩擦板３５，３６の押し付けを解除することができ、入力クラッチ３０を解放状態に切り換えることが可能となる。また、締結油室３８に供給される作動油の圧力を調整することにより、入力クラッチ３０をスリップ状態に制御することが可能となる。なお、入力クラッチ３０のスリップ状態とは、いわゆる半クラッチ状態であり、摩擦板３５，３６同士が滑りながら押し当てられる状態である。このように、入力クラッチ３０は摩擦クラッチとして機能している。

入力クラッチ３０を解放状態に制御することにより、プライマリプーリ１４とエンジン１１とを切り離すことが可能となる。これにより、走行モードをモータ走行モードに設定することができ、エンジン１１を停止させて走行用モータ１２の動力のみを駆動輪２１に伝達することが可能となる。一方、入力クラッチ３０を締結状態に制御することにより、プライマリプーリ１４とエンジン１１とを接続することが可能となる。これにより、走行モードをエンジン走行モードとしてのパラレル走行モードに設定することができ、走行用モータ１２およびエンジン１１の動力を駆動輪２１に伝達することが可能となる。なお、エンジン走行モードとしては、走行用モータ１２とエンジン１１との双方を駆動するパラレル走行モードに限られることはなく、エンジン動力を駆動輪２１に伝達する走行モードであれば如何なる走行モードであっても良い。例えば、エンジン走行モードとして、走行用モータ１２を空転或いはトルクを発生させない状態とし、エンジン動力のみを駆動輪２１に伝達するエンジン走行モードを採用しても良い。

エンジン１１と入力クラッチ３０との間に設けられるトルクコンバータ１６は、クランク軸２２にフロントカバー４０を介して連結されるポンプインペラ４１と、このポンプインペラ４１に対向するとともにタービン軸３１に連結されるタービンランナ４２とを備えている。また、滑り要素であるトルクコンバータ１６には、定常走行等における動力伝達効率を向上させるため、フロントカバー４０とタービン軸３１とを直結するロックアップクラッチ４３が設けられている。

無段変速機１３は、走行用モータ１２に連結されるプライマリ軸３３と、これに平行となるセカンダリ軸４４とを有している。プライマリ軸３３にはプライマリプーリ１４が設けられており、プライマリプーリ１４の背面側にはプライマリ室４５が区画されている。また、セカンダリ軸４４にはセカンダリプーリ１５が設けられており、セカンダリプーリ１５の背面側にはセカンダリ室４６が区画されている。さらに、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５には駆動チェーン４７が巻き掛けられている。プライマリ室４５に供給されるプライマリ圧とセカンダリ室４６に供給されるセカンダリ圧とを調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン４７の巻き付け径を変化させることが可能となる。これにより、プライマリ軸３３からセカンダリ軸４４に対する無段変速が可能となる。

前述した無段変速機１３やトルクコンバータ１６等に対して作動油を供給するため、パワーユニット１０には、エンジン動力等によって駆動されるオイルポンプ５０（以下、メカポンプと記載する）と、電動モータ５１によって駆動されるオイルポンプ５２（以下、電動ポンプと記載する）とが設けられている。また、パワーユニット１０には、作動油の供給先や圧力を制御するため、複数の電磁バルブや油路によって構成されるバルブユニット５３が設けられている。そして、メカポンプ５０や電動ポンプ５２から吐出された作動油は、バルブユニット５３を経て、無段変速機１３やトルクコンバータ１６等に供給される。

メカポンプ５０は、一方向クラッチ５４を備えたチェーン機構５５を介してプライマリ軸３３に連結されるとともに、一方向クラッチ５６を備えたチェーン機構５７を介してトルクコンバータ１６に固定される中空軸５８に連結される。一方向クラッチ５４は、正転方向に回転するプライマリ軸３３からメカポンプ５０に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。同様に、一方向クラッチ５６は、正転方向に回転する中空軸５８からメカポンプ５０に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。すなわち、プライマリ軸３３が中空軸５８よりも速く回転する場合には、走行用モータ１２側のプライマリ軸３３によってメカポンプ５０が駆動される一方、中空軸５８がプライマリ軸３３よりも速く回転する場合には、エンジン１１側の中空軸５８によってメカポンプ５０が駆動される。なお、プライマリ軸３３の正転方向とは、前進走行時におけるプライマリ軸３３の回転方向である。また、中空軸５８の正転方向とは、エンジン駆動時におけるクランク軸２２の回転方向である。

このように、メカポンプ５０は、走行用モータ１２側のプライマリ軸３３によって駆動される構造を有するとともに、エンジン１１側の中空軸５８によって駆動される構造を有している。これにより、エンジン１１が駆動されるパラレル走行モードにおいては、エンジン１１によってメカポンプ５０を駆動することができ、メカポンプ５０からの作動油によって無段変速機１３等を油圧制御することが可能となる。また、エンジン１１が停止されるモータ走行モードにおいても、プライマリ軸３３が回転する車両走行時には、プライマリ軸３３によってメカポンプ５０を駆動することが可能となる。さらに、モータ走行モードにおいては、車速低下に伴ってプライマリ軸３３の回転速度が所定値を下回ると、メカポンプ５０の吐出圧力が低下することから電動ポンプ５２が駆動される。これにより、メカポンプ５０と電動ポンプ５２との双方からバルブユニット５３に作動油を供給することができ、無段変速機１３等を制御する油圧系の基本油圧であるライン圧を確保することが可能となる。なお、モータ走行モードでの車両停止時においても、電動ポンプ５２の駆動状態を継続することにより、油圧系のライン圧を確保するようにしている。

続いて、モータ走行モードからパラレル走行モードへの切り換えに備えた入力クラッチ３０の締結制御について説明する。図２は本発明の一実施の形態である車両用制御装置６０の構成を示す概略図である。図２において図１に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図２に示すように、車両用制御装置６０は、パワーユニット１０とこれの制御系とを備えている。また、車両用制御装置６０には、第１モード設定部、第２モード設定部およびクラッチ制御部として機能する制御ユニット６１が設けられている。制御ユニット６１には、タービン軸３１の回転速度（以下、タービン回転数と記載する）を検出するタービン回転センサ６２、プライマリ軸３３の回転速度（以下、プライマリ回転数と記載する）を検出するプライマリ回転センサ６３、セカンダリ軸４４の回転速度を検出するセカンダリ回転センサ６４、走行用モータ１２の回転速度を検出するモータ回転センサ６５、駆動輪２１の回転速度（以下、車速と記載する）を検出する車輪速センサ６６が接続されている。制御ユニット６１には、運転者によるアクセルペダルの操作状況を検出するアクセル開度センサ６７、運転者によるブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキスイッチ６８等が接続されている。また、制御ユニット６１はモータジェネレータ２４や図示しない補機類に接続されており、制御ユニット６１からの制御信号によってエンジン１１の作動状態が制御されている。さらに、制御ユニット６１は走行用モータ１２のインバータ６９に接続されており、制御ユニット６１からの制御信号によって走行用モータ１２の作動状態が制御されている。なお、制御ユニット６１は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成される。

走行モードとしてモータ走行モードを設定する際には、制御ユニット６１によってバルブユニット５３を制御することにより、締結油室３８から作動油が排出されて入力クラッチ３０が解放状態に制御される。一方、走行モードとしてパラレル走行モードを設定する際には、制御ユニット６１によってバルブユニット５３を制御することにより、締結油室３８に作動油が供給されて入力クラッチ３０が締結状態に制御される。また、制御ユニット６１は、アクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル開度と記載する）や車速等に基づいて走行モードを設定する。例えば、制御ユニット６１は、アクセルペダルが小さく踏み込まれた場合、つまり車両に対する要求駆動トルクが小さい場合には、入力クラッチ３０を解放するとともにエンジン１１を停止するモータ走行モードを設定する。一方、制御ユニット６１は、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合、つまり車両に対する要求駆動トルクが大きい場合には、入力クラッチ３０を締結するとともにエンジン１１を駆動するパラレル走行モードを設定する。すなわち、モータ走行モードが設定されている状態のもとで、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、走行モードがモータ走行モードからパラレル走行モードに切り換えられるため、エンジン１１を始動するとともに入力クラッチ３０を締結する必要がある。このように、エンジン１１を始動して入力クラッチ３０を締結することは、アクセルペダルが踏み込まれてからパラレル走行モードでの加速走行を行うまでの応答性を低下させる要因であった。そこで、車両用制御装置６０は、パラレル走モードへの切り換えに備え、モータ走行モードにおいて予め入力クラッチ３０を締結状態に制御している。

以下、入力クラッチ３０の締結制御について詳細に説明する。図３はモータ走行モードにおける車速Ｖとクラッチ圧Ｐｃとの関係の一例を示す線図である。なお、図３にはモータ走行モードでの減速走行から停車を経て加速走行を行う走行状況が示されている。また、図３に示されるクラッチ圧Ｐｃとは、バルブユニット５３から入力クラッチ３０の締結油室３８に供給される作動油の目標圧力である。図３に示すように、車速Ｖが所定の閾値Ｖａを上回る状況では、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ１（Ｐｈ１）に設定されることで、クラッチ圧Ｐｃがゼロに設定されて入力クラッチ３０が解放状態に制御される。そして、車速Ｖが所定の閾値Ｖｂを下回ると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ２（Ｐｈ２）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが所定の目標油圧Ｐ１に引き上げられる。フェーズ２とは、入力クラッチ３０の締結油室３８を作動油で満たすための制御状態であり、フェーズ２の維持時間は、入力クラッチ３０が前回解放されてからの経過時間に基づいて設定される。すなわち、入力クラッチ３０の解放時間が長くなる程に、締結油室３８から作動油が多く流出することから、作動油を充填するフェーズ２の維持時間も長く設定される。

所定の維持時間が経過してフェーズ２が完了すると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ３（Ｐｈ３）に設定される。フェーズ３においては、プライマリ軸３３の回転がタービン軸３１に伝達され始める初期のスリップ状態に入力クラッチ３０を制御するため、クラッチ圧Ｐｃが所定の待機圧Ｐ２に向けて調整される。このように、入力クラッチ３０をスリップ状態に制御するフェーズ３においては、クラッチ圧Ｐｃを待機圧Ｐ２に制御することにより、待機圧Ｐ２によって得られる所定の第１目標締結力に向けて入力クラッチ３０を制御している。また、フェーズ３での目標値となる待機圧Ｐ２は、入力クラッチ３０の個体差で締結されることが無いように、入力クラッチ３０を締結する際の学習制御等によって調整される。なお、待機圧Ｐ２の学習制御は、例えば、図示しないセレクトレバーを操作して走行レンジを切り換えるタイミング、つまり入力クラッチ３０を解放状態から締結状態に切り換えるタイミング等で実施される。そして、前述したフェーズ３の制御中に、車速Ｖが所定の閾値（第１閾値）Ｖｄを下回ると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ４（Ｐｈ４）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが徐々に引き上げられる。このフェーズ４においては、タービン回転数とプライマリ回転数との回転数差が所定範囲に収束するか否か、つまり入力クラッチ前後の回転速度が同期したか否かが判定される。フェーズ４において、タービン回転数とプライマリ回転数との回転数差が所定範囲に収束したと判定された場合には、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ５（Ｐｈ５）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが所定の目標油圧Ｐ３に向けて急速に引き上げられる。このフェーズ５を実行することにより、入力クラッチ３０はスリップ状態から締結状態に制御される。このように、モータ走行モードでの走行中に、車速Ｖが第１閾値Ｖｄを下回る場合には、入力クラッチ３０がスリップ状態を経て締結状態に制御される。

入力クラッチ３０の締結状態は、車速Ｖが所定の閾値Ｖｃを上回るまで継続される。車速Ｖが閾値Ｖｄよりも高い閾値（第２閾値）Ｖｃを上回ると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ６（Ｐｈ６）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが所定の目標油圧Ｐ４に向けて急速に引き下げられる。クラッチ圧Ｐｃが目標油圧Ｐ４に到達すると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ７（Ｐｈ７）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが待機圧Ｐ２に向けて徐々に引き下げられる。このように、入力クラッチ３０をスリップ状態に制御するフェーズ７においても、フェーズ３と同様に、クラッチ圧Ｐｃを待機圧Ｐ２に制御することにより、待機圧Ｐ２によって得られる第１目標締結力と同じ大きさの第２目標締結力に向けて入力クラッチ３０を制御している。すなわち、フェーズ３における入力クラッチ３０のスリップ状態と、フェーズ７における入力クラッチ３０のスリップ状態とは、同じ締結力で制御されるスリップ状態となっている。そして、車速Ｖが閾値Ｖａを上回ると、入力クラッチ３０の制御状態が再びフェーズ１（Ｐｈ１）に設定され、クラッチ圧Ｐｃがゼロに設定されて入力クラッチ３０が解放状態に制御される。このように、モータ走行モードでの走行中に、車速Ｖが第１閾値Ｖｄよりも高い第２閾値Ｖｃを上回る場合には、入力クラッチ３０がスリップ状態を経て解放状態に制御される。

ここで、図４（ａ）〜（ｃ）はモータ走行モードにおける入力クラッチ３０の作動状態を示す説明図である。前述したように、モータ走行モードにおいて、制御ユニット６１は、車速に基づき入力クラッチ３０の作動状態を制御している。すなわち、図４（ａ）に示すように、車両減速時に車速Ｖが閾値Ｖｂ以上になると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が解放状態に制御される。また、図４（ｂ）に示すように、車両減速時に車速Ｖが閾値Ｖｂを下回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０がスリップ状態に制御される。さらに、図４（ｃ）に示すように、車両減速時に車速Ｖが閾値Ｖｄを下回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が締結状態に制御される。このように、モータ走行モードでの車両減速時には、エンジン１１の停止状態を維持したまま、入力クラッチ３０が解放状態からスリップ状態を経て締結状態に制御される。

続いて、モータ走行モードでの車両加速時について説明する。図４（ｃ）に示すように、車両加速時に車速Ｖが閾値Ｖｃ以下となると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が締結状態に制御される。また、図４（ｂ）に示すように、車両加速時に車速Ｖが閾値Ｖｃを上回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０がスリップ状態に制御される。さらに、図４（ａ）に示すように、車両加速時に車速Ｖが閾値Ｖａを上回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が解放状態に制御される。このように、モータ走行モードでの車両加速時には、エンジン１１の停止状態を維持したまま、入力クラッチ３０が締結状態からスリップ状態を経て解放状態に制御される。なお、車両走行中に入力クラッチ３０がスリップ状態や締結状態に制御されると、エンジン１１のクランク軸２２が停止した状態のもとで、トルクコンバータ１６のタービン軸３１が回転することになる。すなわち、車両走行中に入力クラッチ３０がスリップ状態や締結状態に制御されると、トルクコンバータ１６はポンプインペラ４１とタービンランナ４２とを相対回転させるスリップ状態となる。

なお、前述した図３に示される走行状況とは、減速から停車を経て加速する走行状況であることから、入力クラッチ３０の制御状態は、フェーズ１、フェーズ２、フェーズ３、フェーズ４、フェーズ５、フェーズ６、フェーズ７の順に移行している。しかしながら、前述した各フェーズの移行順序に限られることはなく、車速が増減した場合には、他の順序で入力クラッチ３０の制御状態が移行することになる。ここで、図５はモータ走行モードにおける入力クラッチ３０の制御状態の移行状況を示す説明図である。図３および図５に符号Ｘ１で示すように、フェーズ２の実行中に車速が上昇して閾値Ｖａを上回る場合には、制御状態がフェーズ１に移行して入力クラッチ３０が解放状態に制御される。また、図３および図５に符号Ｘ２で示すように、フェーズ４の実行中に車速が上昇して閾値Ｖｃを上回る場合には、制御状態がフェーズ６に移行して入力クラッチ３０が解放過程でのスリップ状態に制御される。さらに、図３および図５に符号Ｘ３で示すように、フェーズ７の実行中に車速が低下して閾値Ｖｄを下回る場合には、制御状態がフェーズ４に移行して入力クラッチ３０が締結過程でのスリップ状態に制御される。

図５に符号Ｘ２，Ｘ３で示すように、増減する車速によっては、入力クラッチ３０の締結過程におけるスリップ状態と、入力クラッチ３０の解放過程におけるスリップ状態との間で、入力クラッチ３０の制御状態が切り換えられることがある。この場合においても、入力クラッチ３０を解放過程でスリップ状態に制御する場合や、入力クラッチ３０を締結過程でスリップ状態に制御する場合には、入力クラッチ３０の目標締結力が同じ大きさに設定されるため、入力クラッチ３０の制御状態を簡単かつスムーズに切り換えることが可能となる。すなわち、フェーズ３およびフェーズ７では、同じ大きさの待機圧Ｐ２に向けてクラッチ圧Ｐｃを制御することから、締結過程におけるスリップ状態と解放過程におけるスリップ状態とを、簡単かつスムーズに切り換えることが可能となる。

ここで、図６および図７はクラッチ圧Ｐｃ、タービン回転数Ｎｔ、プライマリ回転数Ｎｐおよびエンジン回転数Ｎｅの推移を示す線図である。図６にはモータ走行モードが維持される走行状況が示されており、図７にはモータ走行モードからパラレル走行モードに切り換えられる走行状況が示されている。また、図６および図７においては、図面の理解を容易にするため、部分的に回転数Ｎｔ，Ｎｐ，Ｎｅが重なる場合であっても、回転数Ｎｔ，Ｎｐ，Ｎｅを若干ずらして記載している。なお、図６および図７に示される所定値Ａ１とは、走行モードを設定するためにアクセル開度Ａｃｃと比較される値である。本実施の形態においては、アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１を下回る場合に走行モードとしてモータ走行モードを設定し、アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１以上となる場合に走行モードとしてパラレル走行モードを設定している。

図６に示すように、車速Ｖが閾値Ｖｂを下回ると（符号α１）、入力クラッチ３０が解放状態からスリップ状態に制御される。これにより、入力クラッチ３０を介してプライマリ軸３３からタービン軸３１に動力が伝達され、タービン回転数Ｎｔがプライマリ回転数Ｎｐに向けて上昇する。さらに、車速Ｖが低下して閾値Ｖｄを下回ると（符号α２）、クラッチ圧Ｐｃが徐々に引き上げられる。タービン回転数Ｎｔとプライマリ回転数Ｎｐとが同期すると（符号α３）、クラッチ圧Ｐｃが急速に引き上げられて入力クラッチ３０は締結状態に制御される。その後、アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１を超えない範囲でアクセルペダルが踏み込まれると、走行モードとしてモータ走行モードを維持したまま車速が上昇する。そして、車速Ｖが閾値Ｖｃを上回ると（符号α４）、入力クラッチ３０が締結状態からスリップ状態に制御される。続いて、車速Ｖが閾値Ｖａを上回ると（符号α５）、入力クラッチ３０がスリップ状態から解放状態に制御される。このように、モータ走行モードが維持される場合には、車速の低下状況に応じて入力クラッチ３０が解放状態から締結状態に制御され、車速の上昇状況に応じて入力クラッチ３０が締結状態から解放状態に制御される。

続いて、図７に示すように、車速Ｖが閾値Ｖｂを下回ると（符号α１）、入力クラッチ３０が解放状態からスリップ状態に制御される。これにより、入力クラッチ３０を介してプライマリ軸３３からタービン軸３１に動力が伝達され、タービン回転数Ｎｔがプライマリ回転数Ｎｐに向けて上昇する。さらに、車速Ｖが低下して閾値Ｖｄを下回ると（符号α２）、クラッチ圧Ｐｃが徐々に引き上げられる。タービン回転数Ｎｔとプライマリ回転数Ｎｐとが同期すると（符号α３）、クラッチ圧Ｐｃが急速に引き上げられて入力クラッチ３０は締結状態に制御される。その後、アクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１を超えると（符号α６）、走行モードとしてパラレル走行モードが設定され、エンジン１１が始動されてエンジン回転数Ｎｅが上昇する（符号α７）。また、パラレル走行モードの設定に伴って入力クラッチ３０は締結状態に維持されることから、エンジン回転数Ｎｅに向けてタービン回転数Ｎｔおよびプライマリ回転数Ｎｐが上昇する。このように、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、事前に締結された入力クラッチ３０を締結状態に保持したままエンジン１１が始動されるため、走行モードをモータ走行モードからパラレル走行モードに素早く切り換えることが可能となる。

これまで説明したように、モータ走行モードにおいて車速が低下した場合には、エンジン１１の停止状態を維持したまま、入力クラッチ３０を解放状態から締結状態に制御している。このように、モータ走行モードにおいて事前に入力クラッチ３０を締結状態に制御したので、走行モードがモータ走行モードからパラレル走行モードに切り換えられる場合には、入力クラッチ３０を締結したままエンジン１１を始動することで、直ちにパラレル走行モードでの加速走行に移行することが可能となる。すなわち、モータ走行モードにおいて予め入力クラッチ３０を締結したので、エンジン始動後に入力クラッチ前後の回転数を同期させる必要が無く、モータ走行モードからパラレル走行モードに切り換える際の応答性を高めることが可能となる。特に、低車速領域においては、エンジン始動直後にタービン回転数がプライマリ回転数を上回ることから、クラッチ前後の回転数を素早く同期させることが困難であった。この場合において、クラッチ前後の回転数を同期させて入力クラッチ３０を締結するためには、無段変速機１３をロー側に変速させることでプライマリ回転数を上昇させる必要があるため、入力クラッチ３０を素早く締結することが困難となっていた。このような低車速領域においても、モータ走行モードのもとで事前に入力クラッチ３０を締結することにより、モータ走行モードからパラレル走行モードに素早く切り換えることが可能となるのである。

また、モータ走行モードにおいて事前に入力クラッチ３０が締結したので、走行モードの切り換えに伴う入力クラッチ３０の締結ショックが発生することはなく、車両品質を向上させることが可能となる。また、低車速領域において入力クラッチ３０を締結するようにしたので、入力クラッチ３０の締結に伴って発生するエンジン１１の引き摺りトルクを抑制することが可能となる。また、入力クラッチ３０を締結する際には解放状態からスリップ状態を介して締結状態に制御し、入力クラッチ３０を解放する際には締結状態からスリップ状態を介して解放状態に制御している。このように、スリップ状態を介在させることにより、エンジン１１の引き摺りトルクを抑制しながら、入力クラッチ３０を締結状態や解放状態に素早く移行させることが可能となる。また、第１閾値Ｖｄよりも第２閾値Ｖｃを高く設定したので、入力クラッチ３０の作動状態が頻繁に切り換えられることを防止することが可能となる。

ところで、図７に示す場合には、停車状態からアクセルペダルを踏み込むことにより、走行モードをパラレル走行モードに切り換えているが、これに限られることはなく、低速走行中にアクセルペダルを踏み込んでパラレル走行モードに切り換えても良い。この場合であっても、モータ走行モードのもとで事前に入力クラッチ３０を締結することにより、入力クラッチ３０の締結ショックを発生させることなく、モータ走行モードからパラレル走行モードに切り換える際の応答性を高めることが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図示する場合には、クラッチとして油圧式の入力クラッチ３０を用いているが、これに限られることはなく、電磁力を用いて制御される電磁式の入力クラッチを採用しても良い。また、図示する場合には、クラッチとして複数枚の摩擦板を備えた多板式の入力クラッチ３０を用いているが、これに限られることはなく、クラッチとして単板式の入力クラッチを採用しても良い。また、前述の説明では、車速として駆動輪２１の回転速度を用いているが、これに限られることはなく、プライマリ軸３３やセカンダリ軸４４等の回転速度に基づいて車速を算出しても良い。

また、前述の説明では、第１閾値として閾値Ｖｄを例示し、第２閾値として閾値Ｖｃを例示しているが、これに限られることはない。例えば、第１閾値としては、入力クラッチ３０が解放状態からスリップ状態に移行する際の境界条件である閾値Ｖｂであっても良い。同様に、第２閾値としては、入力クラッチ３０がスリップ状態から解放状態に移行する際の境界条件である閾値Ｖａであっても良い。なお、モータ走行モードでの走行中に入力クラッチ３０を締結する速度範囲としては、例えば１０ｋｍ／ｈ以下や５ｋｍ／ｈ以下であることが好ましいが、この速度範囲に限られることはない。モータ走行モードで入力クラッチ３０を締結する速度範囲としては、エンジン１１、トルクコンバータ１６および入力クラッチ３０等の仕様に基づいて決定されることになる。

１１エンジン
１２走行用モータ
１６トルクコンバータ
２１駆動輪
３０入力クラッチ（クラッチ）
６０車両用制御装置
６１制御ユニット（第１モード設定部，第２モード設定部，クラッチ制御部）
Ｖｃ閾値（第２閾値）
Ｖｄ閾値（第１閾値）

Claims

駆動輪に連結される走行用モータと、
前記走行用モータとエンジンとの間に設けられるクラッチと、
前記エンジンと前記クラッチとの間に設けられるトルクコンバータと、
走行モードとして、前記エンジンを停止し、前記走行用モータを駆動するモータ走行モードを設定する第１モード設定部と、
走行モードとして、前記クラッチを締結し、前記エンジンを駆動するエンジン走行モードを設定する第２モード設定部と、
前記モータ走行モードでの走行中に、車速が第１閾値を下回る場合には、前記エンジンを停止した前記モータ走行モードが維持された状態のもとで、前記クラッチを解放状態から締結状態に制御するクラッチ制御部と、
を有し、
前記クラッチ制御部は、前記モータ走行モードが維持された状態のもとで、前記クラッチを締結状態に制御した後に、車速が前記第１閾値よりも高い第２閾値を上回る場合には、前記クラッチを締結状態から解放状態に制御する、車両用制御装置。
請求項１記載の車両用制御装置において、
前記クラッチ制御部は、前記クラッチを締結する際には前記クラッチを解放状態からスリップ状態を介して締結状態に制御し、前記クラッチを解放する際には前記クラッチを締結状態からスリップ状態を介して解放状態に制御する、車両用制御装置。
請求項２記載の車両用制御装置において、
前記クラッチ制御部は、前記クラッチの締結過程においては第１目標締結力で前記クラッチをスリップ状態に制御し、前記クラッチの解放過程においては前記第１目標締結力と同じ大きさの第２目標締結力で前記クラッチをスリップ状態に制御する、車両用制御装置。