JP6368344B2 - ハイブリッド車両の振動低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチの入出力軸の差回転に起因して生じる振動を低減するハイブリッド車両の振動低減装置に関する。

従来より、エンジンとモータ（モータ／ジェネレータ）とを駆動源として備えたハイブリッド車両として、第１および第２のクラッチを備え、エンジンのトルクを第１のクラッチを介して奇数変速段に伝達し、または、第２のクラッチを介して偶数変速段に伝達するようにした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記載の装置では、車両の発進と二次電池の充電とを同時に行うとき、エンジンのトルクを第２のクラッチを介して２速ギヤに伝達し、車両を２速で発進させるとともに、エンジンのトルクを第１のクラッチを介してモータ／ジェネレータに伝達し、二次電池を充電する。

特開２０１０−７６５４３号公報

ところで、車両発進時のようなクラッチの係合開始時には、クラッチの入出力軸の差回転に起因した振動が発生しやすく、この振動と車体との共振を避ける必要がある。しかしながら、上記特許文献１記載の装置のように車両発進時にモータ／ジェネレータを介して充電すると、走行駆動系からモータ／ジェネレータが切り離されるため、走行駆動系の固有値（固有振動数）が大きくなり、車体が共振するおそれがある。

本発明の一態様であるハイブリッド車両の振動低減装置は、原動機と、第１回転軸と第１ギヤ群に属する複数のギヤとを有し、第１回転軸の回転を第１ギヤ群に属するいずれかのギヤを介し変速して第３回転軸に出力する第１変速機構と、第２回転軸と第２ギヤ群に属する複数のギヤとを有し、第２回転軸の回転を第２ギヤ群に属するいずれかのギヤを介し変速して第３回転軸に出力する第２変速機構と、原動機の出力軸と第１回転軸とを接続または遮断し、原動機のトルクを第１回転軸に伝達または非伝達する第１クラッチと、原動機の出力軸と第２回転軸とを接続または遮断し、原動機のトルクを第２回転軸に伝達または非伝達する第２クラッチと、第１回転軸に接続された発電可能な電動機と、第１変速機構、第２変速機構、第１クラッチおよび第２クラッチを駆動する駆動手段と、第１モードにおいて、原動機のトルクを第１回転軸を介して電動機に出力するとともに、原動機のトルクを第２変速機構を介して第３回転軸に出力し、第２モードにおいて、原動機のトルクを第２変速機構を介して第３回転軸に出力するとともに、電動機のトルクを第１変速機構を介して第３回転軸に出力するように、駆動手段および電動機を制御する制御手段と、原動機の出力軸と第２回転軸との差回転を検出する差回転検出手段と、を備え、制御手段は、第１モードにおいて差回転検出手段により所定時間継続して、車体の共振が生じる範囲として予め設定された所定範囲内の差回転が検出されると、第１モードから第２モードに切り換えるように駆動手段と電動機に作用するトルクとを制御する。

本発明によれば、原動機のトルクを電動機と第３回転軸とに出力する第１モードにおいて、クラッチの入出力の差回転が所定時間継続して所定範囲内であるときに、第１モードから、原動機および電動機のトルクを第３回転軸に出力する第２モードへと切り換える。これにより、電動機を介して充電しながら発進または走行する場合に、車体の共振が発生するおそれのあるクラッチの差回転が生じたとき、走行駆動系の固有値を減少するように変速モードが切り換えられるので、車体の共振を未然に防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る振動低減装置が適用されるハイブリッド車両の走行駆動系の概略構成を示すスケルトン図。 クラッチの差回転と車体の振動との関係を示す図。 走行駆動系の固有値の一例を示す図。 図１の変速機の内部構成の一部を概略的に示す図。 本発明の実施形態に係る振動低減装置の要部構成を示すブロック図。 ２速プレＮモードにおける第２クラッチの入出力軸の差回転と車体の振動との関係を示す図。 ２速プレＮモードにおいてエンジンから第２主入力軸に作用する偶数クラッチトルクと車体の振動との関係を示す図。 クラッチの差回転周波数と車体の振動加速度との関係を示すタイムチャート。 図５の第１モード切換制御部によって実行される処理の一例を示すフローチャート。 モータトルクと走行駆動系の固有値との関係を示す図。 本発明の実施形態に係る振動低減装置による走行駆動系の動作の一例を示すタイミングチャート。 本発明の実施形態に係る振動低減装置による図１１よりも広い時間にわたる走行駆動系の動作の一例を示すタイムチャート。 図１２の変形例であり、第１モード復帰条件の成立前後の動作の一例を示すタイミングチャート。 図１２の変形例であり、第２モード復帰条件の成立前後の動作の一例を示すタイミングチャート。 図１２の変形例であり、第３モード復帰条件の成立前後の動作の一例を示すタイミングチャート。 本発明の実施形態に係る振動低減装置による伝達トルクとバッテリ算容量との関係を示す図であり、振動低減の処理が行われる領域を示す図。

以下、図１〜図１６を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る振動低減装置が適用されるハイブリッド車両の走行駆動系の概略構成を示すスケルトン図である。図１に示すように、ハイブリッド車両は、変速機１とエンジン２と電動機３とを備える。ハイブリッド車両は、エンジン２のみを駆動源とするエンジン走行、電動機３のみを駆動源とするモータ走行、およびエンジン２と電動機３の双方を駆動源とするハイブリッド走行が可能である。バッテリ５に充電しながらの走行（充電走行）も可能である。

変速機１は、エンジン２および電動機３の少なくとも一方の回転を速度段に応じた変速比で変速するギヤ機構１０と、エンジン２のトルクをギヤ機構１０に伝達または非伝達するクラッチ機構Ｃとを有する。ギヤ機構１０を介して出力されたトルクは、図示しない作動ギヤ機構、駆動軸等を介して駆動輪に伝達され、これにより車両が走行する。なお、エンジン２のトルクを、トルクコンバータを介して変速機１に出力することもできる。エンジン２とクラッチ機構Ｃとの間に、エンジン２の振動を吸収するダンパを設けることもできる。

ギヤ機構１０は、互いに略平行に配置され、それぞれが回転可能に支持された複数の回転軸、すなわち第１主入力軸１１と第２主入力軸１２と副入力軸１３と出力軸１４とアイドル軸１５とリバース軸１６とを有する。第２主入力軸１２は、第１主入力軸１１と同軸上にかつ第１主入力軸１１を包囲するように中空に形成される。変速機１は、例えば前進７速、後進１速の自動変速機である。

クラッチ機構Ｃは、例えば乾式のデュアルクラッチにより構成され、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを有する。第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とは、それぞれクラッチハウジングＣ３内に、プレートＣ３ａを介して互いに離間して配置されたクラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａを有する。クラッチハウジングＣ３は、エンジン２の出力軸２ａに同軸に固定される。

クラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａは、電磁切換弁や圧力調整弁等の制御弁（図５）を介して油圧ポンプから供給される油圧力によりクラッチハウジング内のプレートに向けて押動される。これによりクラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａはクラッチハウジング内のプレートに係合し、クラッチハウジングＣ３と一体に回転する。一方、クラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａは、図示しないリターンスプリングのばね力によりクラッチハウジング内のプレートから離間する。これによりクラッチハウジング内のプレートとの係合が解除され、クラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａがクラッチハウジングＣ３に対し独立して回転可能となる。

電動機３は、発電機としても機能するモータジェネレータであり、例えば３相のＤＣブラシレスモータにより構成される。電動機３は、図示しない電動機ハウジング内に回転可能に支持されたロータ３ａと、ロータ３ａの周囲に配置され、電動機ハウジングに固定されたステータ３ｂとを有する。第１主入力軸１１の一端部は、電動機３のロータ３ａに接続され、第１主入力軸１１はロータ３ａと一体に回転可能である。

ステータ３ｂは、ステータコアに巻回されたコイルを有し、コイルはパワードライブユニット４を介してバッテリ５に電気的に接続される。パワードライブユニット４の動作は電子制御ユニット（図５のＥＣＵ）により制御される。これによりバッテリ５からの電力による電動機３のトルク（モータトルク）を制御し、第１主入力軸１１にモータトルクを入力することができる。車両の制動時には、電動機３に回生エネルギを入力することもできる。バッテリ５には、パワードライブユニット４を介して電動機３が発電した電力が蓄電される。

第１主入力軸１１の他端部は、第１クラッチＣ１を介してエンジン２の出力軸２ａに接続され、第１クラッチＣ１の断接に応じて第１主入力軸１１と出力軸２ａとが結合または遮断される。すなわち、第１クラッチＣ１が接続すると、第１主入力軸１１と出力軸２ａとが結合され、第１主入力軸１１にエンジン２のトルク（エンジントルク）が入力される。一方、第１クラッチＣ１が遮断すると、第１主入力軸１１と出力軸２ａとが遮断され、エンジントルクの入力が遮断する。

第１クラッチＣ１は奇数変速段用のクラッチであり、第１主入力軸１１には１速駆動ギヤ２１と、３速駆動ギヤ２３と、５速駆動ギヤ２５と、７速駆動ギヤ２７とが配設される。これら駆動ギヤ２１，２３，２５，２７は、第１主入力軸１１の外周面に、それぞれベアリングを介し第１主入力軸１１に対して相対回転可能に支持される。なお、１速駆動ギヤ２１と３速駆動ギヤ２３とは、一体に回転可能に設けられる。第１主入力軸１１と駆動ギヤ２１，２３，２５，２７とは、奇数段変速機構ＣＭ１を構成する。

電動機３のロータ３ａと１速駆動ギヤ２１との間には、遊星歯車装置２０が配設される。遊星歯車装置２０は、第１主入力軸１１に固定されたサンギヤ２０ａと、サンギヤ２０ａの周囲に配置されたリングギヤ２０ｃと、サンギヤ２０ａとリングギヤ２０ｃとの間に配置され、サンギヤ２０ａとリングギヤ２０ｃとにそれぞれ噛合するプラネタリギヤ２０ｂと、プラネタリギヤ２０ｂを回転可能に支持するキャリア２０ｄとを有する。サンギヤ２０ａとキャリア２０ｄとは、それぞれ第１主入力軸１１を中心に回転可能に設けられ、リングギヤ２０ｃは変速機１のケーシング１ａに固定される。したがって、サンギヤ２０ａの回転により、サンギヤ２０ａの回転数に応じた回転数でキャリア２０ｄが回転する。

第２主入力軸１２の一端部は、第２クラッチＣ２を介してエンジン２の出力軸２ａに接続され、第２クラッチＣ２の断接に応じて第２主入力軸１２と出力軸２ａとが結合または遮断される。すなわち、第２クラッチＣ２が接続すると、第２主入力軸１２と出力軸２ａとが結合され、第２主入力軸１２にエンジントルクが入力される。一方、第２クラッチＣ２が遮断すると、第２主入力軸１２と出力軸２ａとが遮断され、エンジントルクの入力が遮断する。

第２主入力軸１２の他端部にはギヤ３１が固定される。ギヤ３１は、アイドル軸１５に固定されたアイドルギヤ３２に噛合し、アイドルギヤ３２は、副入力軸１３に固定されたギヤ３３に噛合する。これにより第２主入力軸１２のトルクがアイドルギヤ３２を介して副入力軸１３に伝達され、副入力軸１３は第２主入力軸１２とともに回転する。

第２クラッチＣ２は偶数変速段用のクラッチであり、副入力軸１３には、２速駆動ギヤ２２と、４速駆動ギヤ２４と、６速駆動ギヤ２６とが配設される。これら駆動ギヤ２２，２４，２６は、副入力軸１３の外周面に、それぞれベアリングを介して副入力軸１３に対し相対回転可能に支持される。副入力軸１３と駆動ギヤ２２，２４，２６とは、偶数段変速機構ＣＭ２を構成する。

リバース軸１６の一端部にはギヤ３４が固定される。ギヤ３４はアイドルギヤ３２と噛合し、これにより第２主入力軸１２のトルクがリバース軸１６に入力される。リバース軸１６の外周面には、ベアリングを介してリバース駆動ギヤ２８がリバース軸１６に対し相対回転可能に支持される。リバース駆動ギヤ２８は、５速駆動ギヤ２５とギヤ３１との間で第１主入力軸１１に固定されたリバース従動ギヤ３５に噛合する。

出力軸１４には、２−３速従動ギヤ４１と、６−７速従動ギヤ４２と、４−５速従動ギヤ４３と、パーキングギヤ４４と、ファイナルギヤ４５とが固定される。２−３速従動ギヤ４１は、２速駆動ギヤ２２と３速駆動ギヤ２３とにそれぞれ噛合する。６−７速従動ギヤ４２は、６速駆動ギヤ２６と７速駆動ギヤ２７とにそれぞれ噛合する。４−５速従動ギヤ４３は、４速駆動ギヤ２４と５速駆動ギヤ２５とにそれぞれ噛合する。

パーキングギヤ４４は、図示しないパーキングギヤ機構の係合爪と噛合し、パーキングギヤ機構の作動に応じてギヤ機構１０をロックおよびアンロックすることができる。変速機１から出力されたトルクは、ファイナルギヤ４５を介して、図示しない作動ギヤ機構に伝達され、さらに、駆動輪に伝達される。

変速機１は、第１主入力軸１１に対し相対回転可能な１速駆動ギヤ２１を第１主入力軸１１に結合する１速同期機構ＳＹ１と、第１主入力軸１１に対し相対回転可能な３速駆動ギヤ２３および７速駆動ギヤ２５のいずれかを第１主入力軸１１に結合する３−７速同期機構ＳＹ２と、第１主入力軸１１に対し相対回転可能な５速駆動ギヤ２５を第１主入力軸１１に結合する５速同期機構ＳＹ３と、副入力軸１３に対し相対回転可能な２速駆動ギヤ２２および６速駆動ギヤ２６のいずれかを副入力軸１３に結合する２−６速同期機構ＳＹ４と、副入力軸１３に対し相対回転可能な４速駆動ギヤ２４を副入力軸１３に結合する４速同期機構ＳＹ５と、リバース軸１６に対し相対回転可能なリバース駆動ギヤ２８をリバース軸１６に結合するリバース同期機構ＳＹ６とを有する。

１速同期機構ＳＹ１は、遊星歯車装置２０のキャリア２０ｄの外周面に固定されたハブＨＢ１と、ハブＨＢ１の周囲に配置された略円筒形状のスリーブＳＬ１とを有する。ハブＨＢ１の外周面およびスリーブＳＬ１の内周面にはそれぞれドグ歯（スプライン）が形成され、スリーブＳＬ１は、ドグ歯を介し、ハブＨＢ１の外周面に沿って軸方向に移動可能に支持される。１速駆動ギヤ２１の外周面にも、ハブＨＢ１のドグ歯と同軸かつ同一外径のドグ歯が形成される。

スリーブＳＬ１は、図示しないフォークを介してアクチュエータ（例えば電動モータ）の駆動により軸方向に移動される。スリーブＳＬ１が図示の中立位置にあるとき、スリーブＳＬ１のドグ歯は１速駆動ギヤ２１のドグ歯から離間する。このとき、ハブＨＢ１は１速駆動ギヤ２１に対し相対回転可能である。

スリーブＳＬ１が中立位置から１速駆動ギヤ２１に向けて駆動され、１速インギヤ位置まで移動すると、スリーブＳＬ１のドグ歯が１速駆動ギヤ２１のドグ歯に噛合（インギヤ）する。これにより１速駆動ギヤ２１がスリーブＳＬ１、ハブＨＢ１、キャリア２０ｄおよびサンギヤ２０ａを介して第１主入力軸１１に結合され、１速駆動ギヤ２１が第１主入力軸１１と一体に回転可能となる。

このとき、第１クラッチＣ１が接続すると、第１主入力軸１１がエンジントルクにより回転する。この第１主入力軸１１の回転は、サンギヤ２０ａ、プラネタリギヤ２０ｂ、キャリア２０ｄ、ハブＨＢ１、１速駆動ギヤ２１、３速駆動ギヤ２３および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、車両が１速段でエンジン走行する。

３−７速同期機構ＳＹ２と、５速同期機構ＳＹ３と、２−６速同期機構ＳＹ４と、４速同期機構ＳＹ５と、リバース同期機構ＳＹ６も、１速同期機構ＳＹ１と同様に構成される。すなわち、これらの同期機構ＳＹ２〜ＳＹ６も、第１主入力軸１１または副入力軸１３に固定されたハブＨＢ２〜ＨＢ６と、ハブＨＢ２〜ＨＢ６の外周面にドグ歯を介して軸方向に移動可能に設けられたスリーブＳＬ２〜ＳＬ６とをそれぞれ有する。そして、同期機構ＳＹ２〜ＳＹ６の動作に応じて、車両は所定の速度段で走行する。

例えば、２−６速同期機構ＳＹ４のスリーブＳＬ４が、図１の中立位置からスリーブＳＬ４のドグ歯と２速駆動ギヤ２２のドグ歯とが噛合する軸方向一方の２速インギヤ位置に移動すると、スリーブＳＬ４を介して２速駆動ギヤ２２がハブＨＢ４に結合する。これにより２速駆動ギヤ２２が副入力軸１３と一体に回転可能となる。このとき、第２クラッチＣ２が接続すると、第２主入力軸１２がエンジントルクにより回転する。この第２主入力軸１２の回転は、アイドルギヤ３２、ギヤ３３、副入力軸１３、ハブＨＢ４、２速駆動ギヤ２２、および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、車両が２速段でエンジン走行する。

また、３−７速同期機構ＳＹ２のスリーブＳＬ２が、図１の中立位置からスリーブＳＬ２のドグ歯と３速駆動ギヤ２３のドグ歯とが噛合する軸方向一方の３速インギヤ位置に移動すると、スリーブＳＬ２を介して３速駆動ギヤ２３がハブＨＢ２に結合する。これにより３速駆動ギヤ２３が第１主入力軸１１と一体に回転可能となる。このとき、第１クラッチＣ１が接続すると、第１主入力軸１１がエンジントルクにより回転する。この第１主入力軸１１の回転はハブＨＢ２、３速駆動ギヤ２３、および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、車両が３速段でエンジン走行する。

本実施形態に係る変速機１は、奇数段変速機構ＣＭ１と偶数段変速機構ＣＭ２とを有しており、一方の変速機構により所定の変速段が確立しているとき、他方の変速機構により要求駆動力に応じた変速段を選択する、いわゆるプレシフトが行われる。例えば奇数変速段で走行しているとき、要求駆動力に応じた偶数変速段の駆動ギヤがインギヤされ、偶数変速段で走行しているとき、要求駆動力に応じた奇数変速段の駆動ギヤがインギヤされる。これにより迅速な変速動作を実現できる。

車両は、エンジン走行だけでなく、モータ走行やハイブリッド走行も可能である。例えば、車両が２速段でエンジン走行しているときに、モータトルクが第１主入力軸１１に入力されると、第１主入力軸１１がモータトルクにより回転する。このとき、プレシフトにより１速段が選択されると、すなわちスリーブＳＬ１が１速インギヤ位置に移動してスリーブＳＬ１のドグ歯が１速駆動ギヤ２１のドグ歯に噛合すると、第１主入力軸１１の回転は、サンギヤ２０ａ、プラネタリギヤ２０ｂ、キャリア２０ｄ、ハブＨＢ１、１速駆動ギヤ２１、３速駆動ギヤ２３および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達される。これにより、車両がエンジントルクと１速駆動ギヤ２１を介したモータトルクとにより２速段でハイブリッド走行する。

また、車両が２速段でエンジン走行し、かつ、モータトルクが第１主入力軸１１に入力された状態で、プレシフトにより３速段が選択されると、すなわちスリーブＳＬ２が３速インギヤ位置に移動してスリーブＳＬ２のドグ歯が３速駆動ギヤ２３のドグ歯に噛合すると、第１主入力軸１１の回転は、ハブＨＢ２、３速駆動ギヤ２３、および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達される。これにより、車両がエンジントルクと３速駆動ギヤ２３を介したモータトルクとにより２速段でハイブリッド走行する。

以下では、上述したようにプレシフトにより１速段が選択された状態、換言すると、奇数段変速機構ＣＭ１が１速段に設定された状態での２速段での走行を、２速プレ１速走行と呼ぶ。また、プレシフトにより３速段が選択された状態、換言すると、奇数段変速機構ＣＭ１が３速段に設定された状態での２速段での走行を、２速プレ３速走行と呼ぶ。さらに、奇数段変速機構ＣＭ１が中立（同期機構ＳＹ１〜ＳＹ３が中立）に設定された状態での２速段での走行を、２速プレＮ走行と呼ぶ。２速プレ１速走行、２速プレ３速走行および２速プレＮ走行における変速機１の変速モードを、それぞれ簡易的に２速プレ１速モード、２速プレ３速モードおよび２速プレＮモードと呼ぶ。

２速プレＮモードでは、第１主入力軸１１が走行駆動系のトルク伝達経路に介在せず、電動機３が走行駆動系から切り離される。したがって、２速プレＮモードにおいて第１クラッチＣ１を接続すると、エンジントルクが電動機３に入力され、電動機３で発電することができる。

ところで、クラッチＣ１，Ｃ２を介した車両発進時あるいは低速走行時には、クラッチＣ１，Ｃ２の入力軸（エンジン２の出力軸２ａ）と出力軸（第１主入力軸１１，第２主入力軸１２）との間に差回転が生じる。図２は、クラッチＣ１，Ｃ２の差回転（クラッチ差回転周波数）と車体の振動（車体振動周波数）との関係を示す図である。図２に示すように、車体にはクラッチＣ１，Ｃ２の差回転に比例した周波数の振動が発生する。より具体的には、車体振動周波数とクラッチ差回転周波数とは同一である。このため、クラッチＣ１，Ｃ２を起震源とした車体の振動が問題となる。

図３は、走行駆動系の固有値（固有振動数）ｆの一例を示す図である。車両は、１速段、２速段および後進段で発進が可能である。したがって、図３では、１速段（Ｌｏｗ）、２速段（２ｎｄ）および後進段（Ｒｖｓ）の各変速モードにおける固有値ｆを示す。なお、図中の２−Ｎ，２−１，２−３は、２速プレＮモード，２速プレ１速モード，２速プレ３速モードである。１−Ｒおよび１−２は、１速段が確立した状態でプレシフトにより後進段および２速段が選択された場合の変速モード（１速プレＲモード、１速プレ２速モード）である。Ｒ−１は、後進段が確立した状態でプレシフトにより１速段が選択された場合の変速モード（後進プレ１速モード）である。

図３に示すように、２速プレＮモードにおける固有値ｆ１は、他の変速モードの固有値（例えば２速プレ１速モードにおける固有値ｆ２、２速プレ３速モードにおける固有値ｆ３）に比べて著しく大きい。この理由は、２速プレＮモードにおいては、第１主入力軸１１がトルク伝達経路に介在せず、大きな慣性モーメントを有する電動機３が、走行駆動系から切り離されるためである。このような２速プレＮモードにおいては、以下のように車体に振動が発生する。図４は、変速機１の内部構成の一部を概略的に示す図である。

図４に示すように、２速プレＮモードにおいて、クラッチＣ２の差回転に起因した副入力軸１３の振動（矢印Ａ）は、駆動ギヤ（例えば２速駆動ギヤ２２）および従動ギヤ（例えば従動ギヤ４１）を介して出力軸１４に伝達する。このとき、第１主入力軸１１の周囲の駆動ギヤ（例えば３速駆動ギヤ２３）と従動ギヤ（例えば従動ギヤ４１）との間にバックラッシュによる隙間があるため、出力軸１４にがたつき（矢印Ｂ）が生じる。その結果、出力軸１４が２速プレＮモードにおける固有値ｆ１で振動し、車体（走行駆動系）が共振するおそれがある。このような車体の共振を避けるため、本実施形態では、以下のように振動低減装置を構成する。

図５は、本実施形態に係る振動低減装置の要部構成を示すブロック図である。ＥＣＵ５０には、エンジン２の出力軸２ａの回転数（エンジン回転数）Ｎ１を検出する第１回転数検出器５１と、第２主入力軸１２の回転数（偶数クラッチ回転数）Ｎ２を検出する第２回転数検出器５２と、モータトルクＴｍを検出するトルク検出器５３と、車速ｖを検出する車速検出器５４と、バッテリ５の残容量ＳＯＣ(State of Charge)を検出する残容量検出器５５とからの信号が入力される。

ＥＣＵ５０には、クラッチＣ１，Ｃ２を断接するためにクラッチＣ１，Ｃ２へのクラッチ油圧の供給を制御するする制御弁６１と、同期機構ＳＹ１〜ＳＹ６のスリーブＳＬ１〜ＳＬ６を移動させるスリーブ移動用アクチュエータ６２と、モータトルクＴｍを調整するために電動機３を制御するパワードライブユニット４とが接続される。なお、電動機３を発電機として機能させる場合、電動機３はエンジントルクにより駆動されるため、モータトルクＴｍの値はマイナスとなる。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭその他の周辺回路を有する演算処理装置を含んで構成される。より具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジンコントローラ、変速機コントローラ、電動機コントローラ、バッテリコントローラ等を含む。特に本実施形態におけるＥＣＵ５０は、機能的構成として、第１モード切換制御部５０Ａと、第２モード切換制御部５０Ｂとを有する。ＥＣＵ５０は、検出器５１〜５５からの入力信号に基づいて所定の処理を実行し、制御弁６１とアクチュエータ６２とパワードライブユニット４とに制御信号を出力する。

まず、第１モード切換制御部５０Ａの構成を説明する。第１モード切換制御部５０Ａは、変速モードが２速プレＮモードである場合に、振動発生条件が所定時間継続したか否かを判定することにより、第１切換条件の成否を判定する。そして、第１切換条件が成立したときに、変速モードを２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えるように制御弁６１およびアクチュエータ６２を制御する。さらに、変速モードを２速プレ３速モードに切り換えたときに、電動機３が所定値以上のトルクを出力するようにパワードライブユニット４を制御する。

振動発生条件について説明する。図６は、２速プレＮモードにおける第２クラッチＣ２の入出力軸の差回転（差回転周波数ｆａ）と車体の振動（振動加速度Ｇ）との関係を示す図である。この関係は、実験あるいはシミュレーションによって得られる。図６に示すように、差回転周波数ｆａが所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の範囲で、振動加速度Ｇが所定値Ｇ１を越える。所定値ｆａ１，ｆａ２は固有値ｆ１（図３）に対応しており、差回転周波数ｆａが所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の範囲で共振が起こる。所定値ｆａ１，ｆａ２は、予めＥＣＵ５０のメモリに記憶される。以下、差回転周波数ｆａが所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の領域を共振領域と呼ぶ。

図７は、２速プレＮモードにおいてエンジン２から第２主入力軸１２に作用するトルク（偶数クラッチトルクＴ２）と車体の振動（振動加速度Ｇ）との関係を示す図である。この場合の偶数クラッチトルクＴ２は、エンジントルクＴｅにマイナスのモータトルクＴｍを加算することにより得られる。なお、エンジントルクＴｅは、周知の方法によりＥＣＵ５０で演算できる。図７の関係は、実験あるいはシミュレーションによって得られる。図７に示すように、偶数クラッチトルクＴ２の増加に伴い振動加速度Ｇが増加し、偶数クラッチトルクＴ２が所定値Ｔ２ａ以上になると、振動加速度Ｇが所定値Ｇ１を超える。所定値Ｔ２ａは、予めＥＣＵ５０のメモリに記憶される。

なお、図７の特性は、クラッチ機構Ｃの構成によって定まる。特に図１に示すように、クラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａがプレートＣ３ａを介して配置されるとともに、リターンスプリングのばね力に抗した油圧力によってクラッチディスクＣ１ａ，Ｃ２ａが押動されるものにあっては、偶数クラッチトルクＴ２の増加に伴い振動加速度Ｇが増加するような特性となる。

以上より、第１モード切換制御部５０Ａは、差回転周波数ｆａが共振領域内にあり、かつ、偶数クラッチトルクＴ２が所定値Ｔ２ａになると、振動発生条件が成立したと判定する。振動加速度Ｇは、以下に述べるように振動発生条件の継続時間が所定時間以上になると増大する。

図８は、偶数クラッチトルクＴ２が所定値Ｔ２ａ以上のときの、クラッチＣ２の差回転周波数ｆａと車体の振動加速度Ｇとの関係を示すタイムチャートである。この関係は、実験あるいはシミュレーションによって得られる。図８に示すように、時点ｔ１から時点ｔ２にかけて差回転周波数ｆａは所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の共振領域に含まれ、振動発生条件が成立する。しかしながら、この場合は振動発生条件の成立時間が短いため、振動加速度Ｇは大きくならず、所定値Ｇ１以下である。

一方、時点ｔ３から時点ｔ４まで、所定時間Δｔ１継続して差回転周波数ｆａが共振領域に含まれることにより振動発生条件が成立すると、その所定時間Δｔ１の経過後に振動加速度Ｇが所定値Ｇ１以上となる。以上を考慮して、第１モード切換制御部５０Ａは、振動発生条件が所定時間Δｔ１継続して成立するとき、第１切換条件が成立したと判定する。この場合の所定時間Δｔ１は、予めＥＣＵ５０のメモリに記憶される。

図９は、第１モード切換制御部５０Ａによって実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、２速段が確立し、かつ、電動機３で発電が可能な２速プレＮモード時に開始される。

第１モード切換制御部５０Ａは、まずステップＳ１で、第１回転数検出器５１により検出されたエンジン回転数Ｎ１から第２回転数検出器５２により検出された偶数クラッチ回転数Ｎ２を減算し、クラッチＣ２の差回転周波数ｆａを算出する。次いで、ステップＳ２で、エンジントルクＴｅに、トルク検出器５３によって検出されたモータトルクＴｍ（この場合、マイナスのモータトルクＴｍ）を加算して偶数クラッチトルクＴ２を算出する。

次いで、ステップＳ３で、算出されたクラッチＣ２の差回転周波数ｆａが予め記憶された共振領域内であり、かつ、算出された偶数クラッチトルクＴ２が予め記憶された所定値Ｔ２ａ以上であるか否か、すなわち振動発生条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ１に戻る。ステップＳ４では、振動発生条件が予め記憶された所定時間Δｔ１以上継続しているか否か、すなわち第１切換条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ１に戻る。

ステップＳ５では、パワードライブユニット４に制御信号を出力し、モータトルクＴｍを０にするとともに、制御弁６１に制御信号を出力し、第１クラッチＣ１を遮断する。次いで、ステップＳ６でアクチュエータ６２に制御信号を出力し、スリーブＳＬ２を３速インギヤ位置に移動させる。すなわち、奇数段変速機構ＣＭ１をプレシフトにより３速段に設定する。次いで、ステップＳ７でパワードライブユニット４に制御信号を出力し、モータトルクＴｍをプラスの所定値まで増加させる。これにより電動機３がアシストトルクを発生する。このとき、走行駆動トルクＴｄを一定とするため、アシストトルクの分、エンジントルクＴｅを減少させる。

図１０は、モータトルクＴｍと走行駆動系の固有値ｆとの関係を示す図である。この関係は、例えばシミュレーションにより得られる。図中、「○」は、２速プレ３速モードにおける固有値ｆであり、「△」は、２速プレ１速モードにおける固有値ｆである。図１０に示すように、２速プレ３速モードにおける固有値ｆは、モータトルクＴｍの増加に伴い減少し、モータトルクＴｍが所定値Ｔｍ１以上で所定値ｆ３（図３）となる。同様に、２速プレ１速モードにおける固有値ｆもモータトルクＴｍの増加に伴い減少し、モータトルクＴｍが所定値Ｔｍ２以上で所定値ｆ２（図３）となる。

そこで、ステップＳ７では、例えばモータトルクＴｍを所定値Ｔｍ１以上（例えば所定値Ｔｍ１だけ）増加させる。これにより走行駆動系の固有値ｆを減少させることができ、車体の共振を回避することができる。なお、本実施形態では、第１切換条件が成立したときに変速モードを２速プレ３速モードに切り換えるが、２速プレ１速モードに切り換えるようにしてもよく、この場合には、モータトルクＴｍを所定値Ｔｍ２以上増加させればよい。但し、２速プレＮモードで車両が発進した場合、次の動作として通常は３速段にシフトアップするため、この点を考慮すると、本実施形態のように２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えて３速段にプレシフトすることが好ましい。

図１１は、本発明の実施形態に係る振動低減装置による走行駆動系の動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１１では、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへのモード切換の前後の動作を抽出して示す。図中のＴｔ（点線）は、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへ切り換えた後、再び２速プレＮモードに切り換えるときの走行駆動トルクＴｄを一定とするために必要な偶数クラッチトルク、すなわちモード切換の前後で走行駆動トルクＴｄを一定とするための目標偶数クラッチトルクであり、これを伝達トルクと呼ぶ。

２速プレＮモード時における伝達トルクＴｔは、エンジントルクＴｅに負のモータトルクＴｍを加算することにより得られ、偶数クラッチトルクＴ２と等しい。一方、２速プレ３速モード時における伝達トルクＴｔは、エンジントルクＴｅに正のモータトルクＴｍを加算することにより、厳密には、正のモータトルクＴｍに奇数段と偶数段のギアレシオの比を乗算した値を加算することにより得られる。図１１に示すように、アクセルペダルの操作量に応じた走行駆動トルクＴｄが一定であれば、伝達トルクＴｔも一定である。伝達トルクＴｔは、ＥＣＵ５０が算出する。

本実施形態では、モード切換の前後で走行駆動トルクＴｄ（伝達トルクＴｔ）が一定となるように、ＥＣＵ５０（第１モード切換制御部５０Ａ、第２モード切換制御部５０Ｂ）が各部の制御を実行し、エンジントルクＴｅとモータトルクＴｍとを制御する。例えば図示しないスロットルバルブに制御信号を出力してエンジントルクＴｅを制御するとともに、パワードライブユニット４に制御信号を出力してモータトルクＴｍを制御する。したがって、モータトルクＴｍ（アシストトルク）が増大すれば、その分、エンジントルクＴｅは減少する。

図１１の時点ｔ１０において、クラッチＣ２の差回転周波数ｆａが斜線で示す共振領域内で、かつ、伝達トルクＴｔと等しい偶数クラッチトルクＴ２が斜線で示す所定値Ｔ２ａ以上の状態が所定時間Δｔ１継続することにより、第１切換条件が成立すると、モータトルクＴｍは０になるとともに、第１クラッチＣ１が遮断する（ステップＳ５）。これによりエンジントルクＴｅが減少し、モータトルクＴｍが０となる時点ｔ１１において、エンジントルクＴｅと偶数クラッチトルクＴ２とが等しくなる。

その後、時点ｔ１２にかけて奇数段変速機構ＣＭ１の３速段へのプレシフトを行う（ステップＳ６）。さらに、時点ｔ１２から時点ｔ１３にかけてモータトルクＴｍを所定値（例えば所定値Ｔｍ１）だけ増加させる（ステップＳ７）。これにより変速モードが２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換わり、走行駆動系に電動機３のアシストトルクが付加される。その結果、固有値ｆが減少し（図３）、車体の共振を回避することができる。このとき、モード切換の前後で走行駆動トルクＴｄは一定であり、エンジントルクＴｅおよび偶数クラッチトルクＴ２は、アシストトルクの分だけ減少する。

図１２は、本発明の実施形態に係る振動低減装置による図１１よりも広い時間にわたる走行駆動系の動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１２の時点ｔ１０〜時点ｔ１３の動作は、図１１に示したものと同一である。図１２の奇数クラッチトルクＴ１は、エンジン２から第１主入力軸１１に作用するトルクである。２速プレＮモードでは、エンジントルクＴｅにより電動機３を駆動しており、正の奇数クラッチトルクＴ１が発生する。図１２は、車両の低速走行時のタイミングチャートであり、時点ｔ２０でアクセルペダルが操作されると（アクセルペダル操作量ＡＰ１）、エンジントルクＴｅおよび偶数クラッチトルクＴ２が上昇し、偶数クラッチトルクＴ２が所定値Ｔ２ａ以上となる。そして、時点ｔ２１にかけて車速ｖがｖ１まで上昇し、車両が低速走行を開始する。

このとき、エンジン回転数Ｎｅが上昇するとともに、偶数クラッチ回転数Ｎ２がそれよりもゆっくりと上昇する。その結果、時点ｔ２１で差回転周波数ｆａが所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の共振領域内となり、振動発生条件が成立する。低速走行が維持されて、偶数クラッチトルクＴ２が所定値Ｔ２ａ以上、かつ、差回転周波数ｆａが共振周波数範囲内の状態が所定時間Δｔ１継続すると、時点ｔ１０において第１切換条件が成立する。その結果、変速モードが２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換わり、車体の共振を回避することができる。

次に、図５の第２モード切換制御部５０Ｂの構成を説明する。第２モード切換制御部５０Ｂは、変速モードが２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えられた後に、第２切換条件の成否を判定し、第２切換条件が成立したときに、変速モードを２速プレ３速モードから２速プレＮモードに復帰するように制御弁６１およびアクチュエータ６２を制御する。さらに、変速モードを２速プレＮモードに切り換えたときに、電動機３が発電するようにパワードライブユニット４を制御する。

第２切換条件は、変速モードを２速プレＮモードに復帰するための条件であり、第１モード復帰条件と第２モード復帰条件と第３モード復帰条件とを含む。第２モード切換制御部５０Ｂは、これら３つの条件のいずれかが成立すると、変速モードを２速プレＮモードに復帰させる。

まず、第１モード復帰条件について説明する。第１モード復帰条件は、第１振動回避条件が所定時間Δｔ２継続すると成立する。第１振動回避条件は、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへのモード切換直後の車速ｖ（図１２の時点ｔ１３での車速ｖ１）を基準車速とし、この基準車速ｖ１よりも所定値Δｖ１以上車速ｖが上昇すると成立する。すなわち、モード切換直後よりも車速ｖが所定値Δｖ１以上上昇すると、偶数クラッチ回転数Ｎ２が上昇し、差回転周波数ｆａが共振領域を外れると判断できる。よって、２速プレＮモードに戻しても振動発生条件が不成立となり、２速プレＮモードにおける車体の共振を回避できる。

この場合、第２モード切換制御部５０Ｂは、車速検出器５４からの信号に基づいて第１振動回避条件が所定時間Δｔ２継続して成立したか否か、すなわち第１モード復帰条件が成立したか否かを判定する。そして、第１モード復帰条件が成立と判定すると、パワードライブユニット４に制御信号を出力し、モータトルクＴｍを０にする。次いで、アクチュエータ６２に制御信号を出力し、スリーブＳＬ２を中立位置に移動させて、奇数段変速機構ＣＭ１を中立状態とする。その後、制御弁６１に制御信号を出力し、第１クラッチＣ１を接続するとともに、パワードライブユニット４に制御信号を出力し、エンジントルクＴｅにより電動機３を駆動して発電を開始させる。これにより変速モードが２速プレＮモードに切り換わる。

図１３は、図１２の変形例を示すタイミングチャート、すなわち、第１モード復帰条件の成立前後の動作の一例を示すタイミングチャートであり、アクセルペダルの操作量ＡＰが一定のまま、緩やかな登り勾配を低速ｖ１で登坂走行している場合のタイミングチャートである。なお、図１３は、２速プレＮモードから２速プレ３速モード、さらに２速プレＮモードへの切換を含む。

図１３に示すように、時点ｔ３０〜時点ｔ３１で第１切換条件が成立すると、図１２の時点ｔ１０〜時点ｔ１３と同様、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへと変速モードが切り換わる。この場合、図１２と異なり、エンジン２の負荷変動によりエンジン回転数Ｎｅが変化し、それに伴い差回転周波数ｆａも変化している。このため、差回転周波数ｆａが斜線の共振領域から外れ、振動発生条件が不成立となる。但し、振動発生条件が不成立となっても第１振動回避条件は成立せず、この時点では２速プレＮモードへの切換は行われない。

時点ｔ３２で、登り勾配が緩やかになると、車速ｖがモード切換時の基準車速ｖ１から上昇する。このとき、偶数クラッチ回転数Ｎ２が上昇し、差回転周波数ｆａが低下する。時点ｔ３３で車速ｖがｖ２まで上昇すると車速変化量が所定値Δｖ１に達し、第１振動回避条件が成立する。時点ｔ３４で、第１振動回避条件が所定時間Δｔ２継続すると、第１モード復帰条件が成立する。これにより時点ｔ３５でモータトルクＴｍが０になり、エンジントルクＴｅと偶数クラッチトルクＴ２とが上昇する。

時点ｔ３６では、奇数段変速機構ＣＭ１が中立状態となり、かつ、第１クラッチＣ１が接続する。これにより、モータトルクＴｍが負になって電動機３で発電を開始するとともに、エンジントルクＴｅと奇数クラッチトルクＴ１とが上昇し、モード切換の前後で伝達トルクＴｔ（走行駆動トルク）が一定となる。時点ｔ３７で、２速プレ３速モードから２速プレＮモードへのモード切換が完了する。このとき、差回転周波数ｆａは共振領域外にあるため、振動発生条件は成立せず、車両は２速プレＮモードで安定して走行できる。

次に、第２モード復帰条件について説明する。第２モード復帰条件は、第２振動回避条件が所定時間Δｔ３継続すると成立する。第２振動回避条件は、伝達トルクＴｔが所定値Ｔ２ａを下回ると成立する。すなわち、２速プレ３速モードで伝達トルクＴｔが所定値Ｔ２ａを下回ると、走行駆動トルクＴｄを一定としたまま２速プレＮモードに戻した際の偶数クラッチトルクＴ２も所定値Ｔ２ａを下回ることになる。よって、２速プレＮモードに戻しても振動発生条件が不成立となり、２速プレＮモードにおける車体の共振を回避できる。

この場合、第２モード切換制御部５０Ｂは、エンジントルクＴｅとトルク検出器５３により検出されたモータトルクＴｍとに基づいて伝達トルクＴｔを算出し、第２振動回避条件が所定時間Δｔ３継続して成立したか否か、すなわち第２モード復帰条件が成立したか否かを判定する。そして、第２モード復帰条件が成立と判定すると、第１モード復帰条件が成立したときと同様、奇数段変速機構ＣＭ１を中立状態にするとともに、第１クラッチＣ１を接続して、エンジントルクＴｅにより電動機３を駆動し、電動機３で発電を開始する。

図１４は、図１２の変形例を示すタイミングチャート、すなわち、第２モード復帰条件の成立前後の動作の一例を示すタイミングチャートであり、車速一定の低速走行で、緩やかな登り勾配を登坂走行している場合のタイミングチャートである。なお、図１４は、２速プレＮモードから２速プレ３速モード、さらに２速プレＮモードへの切換を含む。

図１４に示すように、時点ｔ４０〜時点ｔ４１で第１切換条件が成立すると、図１２の時点ｔ１０〜時点ｔ１３と同様、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへと変速モードが切り換わる。時点ｔ４２で、登り勾配が緩やかになり、アクセルペダルの操作量を低減すると、モータトルクＴｍとエンジントルクＴｅおよび偶数クラッチトルクＴ２とが低下し、伝達トルクＴｔが減少する。その後、時点ｔ４３で、伝達トルクＴｔが所定値Ｔ２ａを下回ると、第２振動回避条件が成立する。

時点ｔ４４で、第２振動回避条件が所定時間Δｔ３継続すると、第２モード復帰条件が成立する。これにより第１モード復帰条件が成立したとき（図１３の時点ｔ３４〜時点ｔ３７）と同様、変速モードが２速プレ３速モードから２速プレＮモードへと切り換わる。モード切換が完了した時点ｔ４５では、偶数クラッチトルクＴ２は、伝達トルクｔと等しく所定値Ｔ２ａ未満である。これにより振動発生条件が不成立となり、車両は２速プレＮモードで安定して走行できる。

次に、第３モード復帰条件について説明する。第３モード復帰条件は、バッテリ５の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下になると成立する。第２モード切換制御部５０Ｂは、２速プレ３速モードにおいて、残容量検出器５５により検出されたバッテリ５の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下か否かを判定し、所定値ＳＯＣ１以下と判定すると、第１モード復帰条件および第２モード復帰条件が成立したときと同様、奇数段変速機構ＣＭ１を中立状態にするとともに、第１クラッチＣ１を接続して、エンジントルクＴｅにより電動機３を駆動し、電動機３で発電を開始する。

図１５は、図１２の変形例を示すタイミングチャート、すなわち第３モード復帰条件の成立の前後における走行駆動系の動作の一例を示すタイミングチャートである。図１５の時点ｔ５０では、２速プレ３速モードにおいて第１モード復帰条件と第２モード復帰条件とがともに不成立である。このとき、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１を下回ると、第１モード復帰条件および第２モード復帰条件が成立したときと同様、変速モードが２速プレ３速モードから２速プレＮモードへと切り換わる。これにより電動機３で発電し、バッテリ５の充電が可能となる。

この場合、モード切換が完了した時点ｔ５１では、差回転周波数ｆａが共振領域内にあり、かつ、偶数クラッチトルクＴ２が所定値Ｔ２ａ以上である。このため、振動発生条件が成立し、変速モードが再び２速プレ３速モードに切り換わるおそれがある。そこで、本実施形態では、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下の場合には、振動発生条件の有無に拘わらず、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへのモード切換を禁止する。

具体的には、第１モード切換制御部５０Ａが、残容量検出器５５により検出されたバッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下か否かを判定する。そして、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下と判定すると、図９の処理（振動低減処理）を禁止する。これにより車両の振動低減よりもバッテリ５の充電を優先する。

図１６は、伝達トルクＴｔとバッテリ残容量ＳＯＣとの関係を複数の領域に区切って図式化したものである。図１６では、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下の第１領域、所定値ＳＯＣ１以上かつ所定値ＳＯＣ２以下の第２領域、および所定値ＳＯＣ２以上の第３領域に大別される。第２領域および第３領域においては、伝達トルクＴｔが例えば所定値Ｔｔ１以上かつ所定値Ｔｔ２以下のときに、上述した振動低減処理が行われ、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへの変速モードの切換が可能である。このとき、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ２以上であれば、充電の必要性は小さく、バッテリ５の電力を用いたモータトルクＴｍによるモータ走行が許可される。

一方、第一領域においては、振動低減処理が禁止され、伝達トルクＴｔが所定値Ｔｔ１以上となっても２速プレＮモードで走行することで、エンジントルクＴｅにより電動機３を駆動してバッテリ５を充電する。これによりバッテリ５の充電不足を防ぐことができる。また、伝達トルクＴｔが所定値Ｔｔ２以上になると、駆動力を優先し１速段のモード（例えば１速プレ２速モード）に切り換り、エンジントルクＴｅで走行する。これにより、電動機３によるアシストトルクがなくとも駆動力が確保できるため、バッテリ５の容量低下を防ぐことができる。なお、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ２以下のときは、エンジントルクＴｅを用いて車両が走行する。

本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係るハイブリッド車両の振動低減装置は、エンジン２と、第１主入力軸１１と奇数段の複数のギヤ２１，２３，２５，２７とを有し、第１主入力軸１１の回転をいずれかのギヤ２１，２３，２５，２７を介し変速して出力軸１４に出力する奇数段変速機構ＣＭ１と、第２主入力軸１２と偶数段の複数のギヤ２２，２４，２６とを有し、第２主入力軸１２の回転をいずれかのギヤ２２，２４，２６を介し変速して出力軸１４に出力する偶数段変速機構ＣＭ２と、エンジン２の出力軸２ａと第１主入力軸１１とを接続または遮断し、エンジントルクＴｅを第１主入力軸１１に伝達または非伝達する第１クラッチＣ１と、エンジン２の出力軸２ａと第２主入力軸１２とを接続または遮断し、エンジントルクＴｅを第２主入力軸１２に伝達または非伝達する第２クラッチＣ２と、第１主入力軸１１に接続された発電可能な電動機３と、奇数段変速機構ＣＭ１、偶数段変速機構ＣＭ２、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を制御する制御弁６１およびアクチュエータ６２と、２速プレＮモードにおいて、エンジントルクＴｅを第１主入力軸１１を介して電動機３に出力するとともに、エンジントルクＴｅを偶数段変速機構ＣＭ２を介して出力軸１４に出力し、２速プレ３速モードにおいて、エンジントルクＴｅを偶数段変速機構ＣＭ２を介して出力軸１４に出力するとともに、モータトルクＴｍを奇数段変速機構ＣＭ１を介して出力軸１４に出力するように、制御弁６１およびアクチュエータ６２を制御するとともにパワードライブユニット４を介して電動機３を制御するＥＣＵ５０と、エンジン２の出力軸２ａと第２主入力軸１２との差回転（差回転周波数ｆａ）を検出する第１回転数検出器５１、第２回転数検出器５２およびＥＣＵ５０（ステップＳ１）と、を備える（図１，５，９）。ＥＣＵ５０（第１モード切換制御部５０Ａ）は、２速プレＮモードにおいて第１回転数検出器５１と第２回転数検出器５２との検出値に基づいて所定時間Δｔ１継続して所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の共振領域内の差回転周波数ｆａが検出されると、２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えるように制御弁６１、アクチュエータ６２およびパワードライブユニット４を制御する（ステップＳ３〜ステップＳ７）。

このように車体の共振の発生のおそれのある差回転周波数ｆａが検出されたときに２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えて、モータトルクＴｍを第１主入力軸１１を介して出力軸１４に伝達するように構成することで、走行駆動系の固有値ｆが低くなり（図３）、車体の共振を防ぐことができる。

（２）ハイブリッド車両の振動低減装置は、第２主入力軸１２に作用する偶数クラッチトルクＴ２を検出するトルク検出器５３およびＥＣＵ５０（ステップＳ２）をさらに備える（図５，９）。第１モード切換制御部５０Ａは、２速プレＮモードにおいて第１回転数検出器５１と第２回転数検出器５２との検出値に基づいて所定時間Δｔ１継続して所定値ｆａ１以上かつ所定値ｆａ２以下の共振領域内の差回転周波数ｆａが検出され、かつ、トルク検出器５３の検出値に基づいて所定時間Δｔ１継続して所定値Ｔ２ａ以上の偶数クラッチトルクＴ２が検出されると、２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えるように制御弁６１、アクチュエータ６２およびパワードライブユニット４を制御する（ステップＳ３〜ステップＳ７）。これにより偶数クラッチトルクＴ２が小さいときに共振が生じない場合に（図７）、２速プレ３速モードへの無駄な切換を防ぐことができ、２速プレＮモードをより長時間にわたって継続できる。

（３）ハイブリッド車両の振動低減装置は、車速ｖを検出する車速検出器５４をさらに備える（図５）。ＥＣＵ５０（第２モード切換制御部５０Ｂ）は、２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えられた後、車速検出器５４によりこのモード切換の直後の車速ｖ１よりも所定値Δｖ１以上増加した車速が所定時間Δｔ２継続して検出されると、２速プレ３速モードから２速プレＮモードに切り換えるように制御弁６１、アクチュエータ６２およびパワードライブユニット４を制御する（図１３）。このため、２速プレＮモードに復帰させた際に振動発生条件は不成立となり、２速プレＮモードでの安定した走行を実現できる。すなわち、仮に差回転周波数ｆａが共振領域内から外れたことをモード復帰条件として２速プレＮモードに切り換えるようにすると、エンジン回転数Ｎｅがエンジン負荷変動によって増減した場合にも、２速プレＮモードに切り換えられるおそれがある。この場合には、振動発生条件が再度成立するおそれがあるため、安定した２速プレＮモードでの走行が難しい。この点、本実施形態のように車速ｖの変化量Δｖ１に基づいてモード復帰条件の成否を判定するようにすると、エンジン負荷変動の影響を受けずに安定した２速プレＮモードでの走行が可能である。

（４）ハイブリッド車両の振動低減装置は、トルク検出器５３の検出値に基づいて算出された偶数クラッチトルクＴ２に基づいて、２速プレ３速モードから２速プレＮモードへの切換の前後で走行駆動トルクＴｄを一定とするために必要な第２主入力軸１２に作用する伝達トルクＴｔを推定する第２モード切換制御部５０Ｂをさらに備える（図５０Ｂ）。第２モード切換制御部５０Ｂは、２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えられた後、第２モード切換制御部５０Ｂで推定された伝達トルクＴｔの推定値が所定時間Δｔ３継続して所定値Ｔ２ａ未満であるとき、２速プレ３速モードから２速プレＮモードに切り換えるように制御弁６１、アクチュエータ６２およびパワードライブユニット４を制御する（図１４）。これにより２速プレＮモードに復帰した際には振動発生条件が不成立であるため、安定した２速プレＮモードでの走行が可能である。

（５）ハイブリッド車両の振動低減装置は、電動機３で発電された電力を充電するバッテリ５と、バッテリの残容量ＳＯＣを検出する残容量検出器５５と、をさらに備える（図１，５）。第１モード切換制御部５０Ａは、残容量検出器５５により検出された残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下のとき、２速プレＮモードから２速プレ３速モードへの切換を禁止する（図１６）。これによりバッテリ５の消耗を防ぐことができ、早期にバッテリ５を所定容量まで充電することができる。

（６）第２モード切換制御部５０Ｂは、２速プレ３速モードにおいて残容量検出器５５により検出されたバッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下のとき、２速プレ３速モードから２速プレＮモードへ切り換えるように制御弁６１、アクチュエータ６２およびパワードライブユニット４を制御する（図１５）。これによりバッテリ残容量ＳＯＣが少ないときは、振動低減の動作よりも電動機３の発電によるバッテリ５の充電が優先されるため、バッテリ５の充電不足による車両の動作不良を防ぐことができる

（７）ＥＣＵ５０は、２速プレＮモードにおいて、エンジントルクＴｅを第１主入力軸１１を介して電動機３に出力するとともに、エンジントルクＴｅを第２主入力軸１２および２速駆動ギヤ２２を介して出力軸１４に出力し、２速プレ３速モードにおいて、エンジントルクＴｅを第２主入力軸１２および２速駆動ギヤ２２を介して出力軸１４に出力するとともに、モータトルクＴｍを第１主入力軸１１および３速駆動ギヤ２３を介して出力軸１４に出力するように、制御弁６１、アクチュエータ６２およびパワードライブユニット４を制御する（ステップＳ３〜ステップＳ７）。これにより２速段で発進あるいは登坂走行している場合等において、車体の共振を抑えつつ、２速段から３速段にスムーズに変速することができる。

−変形例−
上記実施形態は種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、第１回転軸としての第１主入力軸１１と第１ギヤ群としての奇数段駆動ギヤ２１，２３，２５，２７とを有する奇数段変速機構ＣＭ１を第１変速機構として構成し、第２回転軸としての第２主入力軸１２と第２ギヤ群としての偶数段駆動ギヤ２２，２４，２６とを有する偶数段変速機構ＣＭ２を第２変速機構として構成したが、第１変速機構と第２変速機構の構成はこれに限らない。例えば第２主入力軸１２に発電可能な電動機が接続される場合、偶数段変速機構を第１変速機構として構成することもできる。奇数段変速機構ＣＭ１と偶数段変速機構ＣＭ２の回転を第３回転軸としての出力軸１４に出力するようにしたが、第３回転軸の構成はこれに限らない。

上記実施形態では、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を乾式クラッチにより構成したが、原動機（エンジン）の出力軸と第１回転軸とを接続または遮断、および原動機の出力軸と第２回転軸とを接続または遮断するのであれば、第１クラッチおよび第２クラッチの構成はいかなるものでもよく、例えば湿式クラッチにより構成してもよい。上記実施形態では、奇数段変速機構ＣＭ１と偶数段変速機構ＣＭ２とを制御弁６１の切換により駆動するとともに、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とをアクチュエータ６２により駆動するようにしたが、第１変速機構、第２変速機構、第１クラッチおよび第２クラッチを駆動する駆動手段の構成はこれに限らない。例えば駆動手段が油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを含んでもよい。

上記実施形態では、制御手段としてのＥＣＵ５０およびパワードライブユニット４により、制御弁６１とアクチュエータ６２と電動機３とを制御して変速モードを２速プレＮモード（第１モード）から２速プレ３速モード（第２モード）に、または２速プレ３速モードから２速プレＮモードに切り換えるようしたが、これらの変速モードは変速機１の構成によって定まるものであり、第１モードおよび第２モードは上述したものに限らない。上記実施形態では、第１回転数検出器５１と第２回転数検出器５２とからの信号に基づいて第２クラッチＣ２の入出力軸の差回転を検出するようにしたが、差回転検出手段の構成はこれに限らない。

上記実施形態では、エンジントルクＴｅに、トルク検出器５３からの信号に基づいて、第２回転軸に作用するトルクとして偶数クラッチトルクＴ２を検出するようにしたが、トルク検出手段の構成はこれに限らない。上記実施形態では、２速プレＮモードにおいて、差回転周波数ｆａが所定時間Δｔ１継続して共振範囲内にあり、かつ、偶数クラッチトルクＴ２が所定時間Δｔ１継続して共振範囲内にあるときに、２速プレＮモードから２速プレ３速モードに切り換えるようにしたが、差回転周波数ｆａが所定時間Δｔ１継続して共振範囲内にあることを条件としてこのモード切換を行うようにしてもよく、制御手段の構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、車速検出器５４により車速を検出するようにしたが、車速検出手段の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、トルク検出器５３からの信号に基づいてＥＣＵ５０が伝達トルクＴｔを推定するようにしたが、トルク推定手段の構成はこれに限らない。振動発生条件としての偶数クラッチトルクＴ２の閾値と第２振動回避条件としての伝達トルクＴｔの閾値とを互いに同一の値Ｔ２ａに設定したが（図１１，１４）、互いに別々の値に設定してもよい。上記実施形態では、電動機３で発電された電力を二次電池としてのバッテリ５に充電するとともに、バッテリ残容量ＳＯＣを残容量検出器５５により検出するようにしたが、残容量検出手段の構成はこれに限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。

１ 変速機、２ エンジン、３ 電動機、４ パワードライブユニット、５ バッテリ、１１ 第１主入力軸、１２ 第２主入力軸、１４ 出力軸、２２ ２速駆動ギヤ、２３ ３速駆動ギヤ、５０ ＥＣＵ、５１ 第１回転数検出器、５２ 第２回転数検出器、５３ トルク検出器、５４ 車速検出器、５５ 残容量検出器、６１ 制御弁、６２ アクチュエータ、Ｃ１ 第１クラッチ、Ｃ２ 第２クラッチ、ＣＭ１ 奇数段変速機構、ＣＭ２ 偶数段変速機構

Claims (7)

1. 原動機と、
   第１回転軸と第１ギヤ群に属する複数のギヤとを有し、前記第１回転軸の回転を前記第１ギヤ群に属するいずれかのギヤを介し変速して第３回転軸に出力する第１変速機構と、
   第２回転軸と第２ギヤ群に属する複数のギヤとを有し、前記第２回転軸の回転を前記第２ギヤ群に属するいずれかのギヤを介し変速して前記第３回転軸に出力する第２変速機構と、
   前記原動機の出力軸と前記第１回転軸とを接続または遮断し、前記原動機のトルクを前記第１回転軸に伝達または非伝達する第１クラッチと、
   前記原動機の出力軸と前記第２回転軸とを接続または遮断し、前記原動機のトルクを前記第２回転軸に伝達または非伝達する第２クラッチと、
   前記第１回転軸に接続された発電可能な電動機と、
   前記第１変速機構、前記第２変速機構、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを駆動する駆動手段と、
   第１モードにおいて、前記原動機のトルクを前記第１回転軸を介して前記電動機に出力するとともに、前記原動機のトルクを前記第２変速機構を介して前記第３回転軸に出力し、第２モードにおいて、前記原動機のトルクを前記第２変速機構を介して前記第３回転軸に出力するとともに、前記電動機のトルクを前記第１変速機構を介して前記第３回転軸に出力するように、前記駆動手段および前記電動機を制御する制御手段と、
   前記原動機の出力軸と前記第２回転軸との差回転を検出する差回転検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１モードにおいて前記差回転検出手段により所定時間継続して、車体の共振が生じる範囲として予め設定された所定範囲内の差回転が検出されると、前記第１モードから前記第２モードに切り換えるように前記駆動手段および前記電動機を制御することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の振動低減装置において、
   前記第２回転軸に作用するトルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１モードにおいて前記差回転検出手段により前記所定時間継続して前記所定範囲内の差回転が検出され、かつ、前記トルク検出手段により前記所定時間継続して所定値以上のトルクが検出されると、前記第１モードから前記第２モードに切り換えるように前記駆動手段および前記電動機を制御することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の振動低減装置において、
   車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１モードから前記第２モードに切り換えた後、前記車速検出手段によりこのモード切換の直後の車速よりも所定値以上増加した車速が所定時間継続して検出されると、前記第２モードから前記第１モードに切り換えるように前記駆動手段および前記電動機を制御することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。
4. 請求項２に記載のハイブリッド車両の振動低減装置において、
   前記トルク検出手段の検出値に基づいて、前記第２モードから前記第１モードへの切換の前後で走行駆動トルクを一定とするために必要な前記第２回転軸に作用するトルクを推定するトルク推定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１モードから前記第２モードに切り換えた後、前記トルク推定手段により推定された推定値が所定時間継続して所定値未満であるとき、前記第２モードから前記第１モードに切り換えるように前記駆動手段および前記電動機を制御することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の振動低減装置において、
   前記電動機で発電された電力を充電する二次電池と、
   前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下のとき、前記第１モードから前記第２モードへの切換を禁止することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両の振動低減装置において、
   前記制御手段は、前記第２モードにおいて前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下のとき、前記第２モードから前記第１モードへ切り換えるように前記駆動手段および前記電動機を制御することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の振動低減装置において、
   前記第１ギヤ群は奇数段のギヤを有するとともに、前記第２ギヤ群は偶数段のギヤを有し、
   前記制御手段は、前記第１モードにおいて、前記原動機のトルクを前記第１回転軸を介して前記電動機に出力するとともに、前記原動機のトルクを前記第２回転軸および２速駆動ギヤを介して前記第３回転軸に出力し、前記第２モードにおいて、前記原動機のトルクを前記第２回転軸および前記２速駆動ギヤを介して前記第３回転軸に出力するとともに、前記電動機のトルクを前記第１回転軸および３速駆動ギヤを介して前記第３回転軸に出力するように、前記駆動手段および前記電動機を制御することを特徴とするハイブリッド車両の振動低減装置。

Images