ハイブリッド車両用駆動装置
【課題】シリーズ走行からエンジン走行への切換制御が簡易化されたハイブリッド車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジン１４および第１モータジェネレータ（発電機）ＭＧ１と前輪１６との間に設けられる第１クラッチＣ１は、エンジン１４から前輪１６への動力伝達を許容するが前輪１６からエンジン１４への動力伝達を阻止する一方向クラッチであることから、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際に第１クラッチＣ１を係合させるための係合制御およびその第１クラッチＣ１前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であるので、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御を簡易化することができる。
【解決手段】エンジン１４および第１モータジェネレータ（発電機）ＭＧ１と前輪１６との間に設けられる第１クラッチＣ１は、エンジン１４から前輪１６への動力伝達を許容するが前輪１６からエンジン１４への動力伝達を阻止する一方向クラッチであることから、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際に第１クラッチＣ１を係合させるための係合制御およびその第１クラッチＣ１前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であるので、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御を簡易化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリーズ走行とエンジン走行とを実施するハイブリッド車両用駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１駆動輪に連結されたエンジンと、そのエンジンと直列に連結された発電機と、それらエンジンおよび発電機と前記第１駆動輪との間に設けられた制御クラッチと、前記第１駆動輪または第２駆動輪に連結された電動機とを備え、前記エンジンにより前記発電機を駆動してその発電機で発電させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるシリーズ走行と、前記エンジンにより前記第１駆動輪を駆動させるエンジン走行とを行うハイブリッド車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献１および２に記載されたものがそれである。上記特許文献１では、第２電動機が第１駆動輪に連結されている。また、上記特許文献２では、第２電動機が第２電動機に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０５０７６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２９６９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来のハイブリッド車両用駆動装置においては、シリーズ走行からエンジン走行へ切り換える際に、エンジンと第１駆動輪との間に設けられた前記クラッチを係合させるための電気的な制御が必要であると共に、そのクラッチ係合時のショックを抑制するための回転同期制御が必要であるため、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御が複雑となり制御性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御が簡易化されたハイブリッド車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、（ａ）第１駆動輪に連結されたエンジンと、そのエンジンと直列に連結された発電機と、それらエンジンおよび発電機と前記第１駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記第１駆動輪または第２駆動輪に連結された電動機とを備え、前記エンジンにより前記発電機を駆動してその発電機で発電させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるシリーズ走行と、前記エンジンにより前記第１駆動輪を駆動させるエンジン走行とを行うハイブリッド車両用駆動装置であって、（ｂ）前記クラッチは、前記エンジンから前記第１駆動輪への動力伝達を許容するが前記第１駆動輪から前記エンジンへの動力伝達を阻止する一方向クラッチであることにある。
【０００７】
また、第２発明の要旨とするところは、第１発明において、（ａ）前記エンジンおよび前記発電機と前記第１駆動輪との間に設けられた変速機と、（ｂ）その変速機の変速比または前記エンジンの回転速度を制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える制御装置とを備えることにある。
【０００８】
また、第３発明の要旨とするところは、第２発明において、前記制御装置は、前記クラッチの前記エンジン側の回転速度をそのクラッチの前記第１駆動輪側の回転速度以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行へ切り換えることにある。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、エンジンおよび発電機と第１駆動輪との間に設けられるクラッチは、エンジンから第１駆動輪への動力伝達を許容するが第１駆動輪からエンジンへの動力伝達を阻止する一方向クラッチであることから、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際にクラッチを係合させる係合制御およびそのクラッチ前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であるので、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御を簡易化することができる。
【００１０】
また、第２発明によれば、エンジンおよび発電機と第１駆動輪との間に設けられた変速機と、その変速機の変速比またはエンジンの回転速度を制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える制御装置とを備える。このようにすれば、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際にクラッチを係合させる係合制御およびそのクラッチ前後の回転を同期させる回転同期制御が不要であり、変速機の変速比やエンジン回転速度を変化させるための比較的簡単な制御によりシリーズ走行とエンジン走行とを切り換えることができる。
【００１１】
また、第３発明によれば、前記制御装置は、クラッチのエンジン側の回転速度をクラッチの第１駆動輪側の回転速度以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行への切り換えを行う。このようにすれば、変速機の変速比やエンジン回転速度を変化させてクラッチ前後の回転速度比を変化させる比較的簡単な制御によりシリーズ走行からエンジン走行へ切り換えることができる。
【００１２】
ここで、好適には、（ａ）前記変速機と前記第１駆動輪との間に設けられた第２クラッチを備え、（ｂ）前記クラッチは、前記エンジンおよび前記発電機と前記変速機との間に設けられ、（ｃ）前記制御装置は、前記エンジンおよび前記発電機を停止させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるＥＶ走行から、前記シリーズ走行へ切り換える際に、前記第２クラッチを係合させて前記第１駆動輪により前記変速機の入力軸を回転させてから、前記エンジンを始動させる。このようにすれば、エンジン始動時には既に第２クラッチが係合されて第１駆動輪により変速機が回転させられ、エンジンを始動しても前記クラッチの開放状態が維持されるので、エンジン始動時のエンジン始動装置（エンジンスタータ）の負荷が少なくなる。そのため、エンジン始動時のエンジン始動装置の電力消費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例のハイブリッド車両用駆動装置を備えた車両の構成を概念的に示す図である。
【図２】図１の車両の走行モード毎の各装置の作動状態を示した表である。
【図３】図１の車両に設けられた制御系統の要部を示すブロック線図である。
【図４】図３の電子制御装置に備えられた制御機能のうちの走行モード切換制御のための制御機能を説明する機能ブロック線図である。
【図５】図３の電子制御装置の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例のハイブリッド車両用駆動装置（以下、駆動装置と記載する）１０を備えた車両１２の構成を概念的に示す図である。図１において、車両１２は、複数種類の駆動力源、すなわちエンジン１４と、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２とを備えたハイブリッド車両である。
【００１６】
駆動装置１０は、駆動力源としてエンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１を備え、左右一対の前輪（第１駆動輪）１６を駆動するフロント駆動部１０Ａと、駆動力源として第２モータジェネレータＭＧ２を備え、左右一対の後輪（第２駆動輪）１８を駆動するリヤ駆動部１０Ｂとを含む。
【００１７】
上記フロント駆動部１０Ａは、エンジン１４と、そのエンジン１４と前輪１６との間の動力伝達経路にエンジン１４側から順に配設され、相互に直列に連結された第１モータジェネレータＭＧ１、第１クラッチＣ１、変速機２０、第２クラッチＣ２、第１ギヤ対２２、および前輪用差動歯車装置２４とを備えている。エンジン１４は、それら第１モータジェネレータＭＧ１、第１クラッチＣ１、変速機２０、第２クラッチＣ２、第１ギヤ対２２、および前輪用差動歯車装置２４を順に介して前輪１６に連結されている。
【００１８】
エンジン１４は、良く知られた内燃機関から構成され、例えば吸入空気量、燃料噴射量、および点火時期などを制御することで出力が調節される。エンジン始動時には、第１モータジェネレータＭＧ１がエンジン始動装置（エンジンスタータ）として機能する。
【００１９】
第１モータジェネレータＭＧ１は、電動機としても発電機としても機能する交流同期型のモータジェネレータから構成され、インバータ２６を介して蓄電装置２８と電気的に接続されている。第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度はインバータ２６により制御される。なお、第１モータジェネレータＭＧ１は、本発明における発電機に相当する。
【００２０】
変速機２０は、第１クラッチＣ１を介して第１モータジェネレータＭＧ１に連結された入力側溝幅可変プーリ３０と、その入力側溝幅可変プーリ３０と平行に配置され、第２クラッチＣ２を介して第１ギヤ対２２に連結された出力側溝幅可変プーリ３２と、それらのプーリ３０および３２にそれぞれ巻き掛けられた伝動ベルト３４とを備える良く知られたベルト式無段変速機から構成されている。この変速機２０では、油圧制御回路３６によって溝幅可変プーリ３２の溝幅およびベルト挟圧力がそれぞれ制御されることで入出力回転速度比すなわち変速比γが変化させられるようになっている。上記変速比γは、入力側溝幅可変プーリ３０の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦと出力側溝幅可変プーリ３２の回転速度すなわち出力側プーリ回転速度ＮＣＲとの比（ＮＣＦ／ＮＣＲ）である。
【００２１】
第１クラッチＣ１は、一方向すなわちエンジン１４から前輪１６への方向の動力伝達を許容するが、前輪１６からエンジン１４への方向の動力伝達を阻止する良く知られた一方向クラッチから構成される。この第１クラッチＣ１は、その第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度たとえばエンジン回転速度Ｎｅが、その第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度たとえば入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上となった場合において機械的に係合させられる。なお、第１クラッチＣ１は、本発明におけるクラッチに相当するものである。
【００２２】
第２クラッチＣ２は、良く知られた湿式多板クラッチから構成される。この第２クラッチＣ２の係合状態は、油圧制御回路３６により制御される。
【００２３】
また、前記リヤ駆動部１０Ｂは、第２モータジェネレータＭＧ２と、その第２モータジェネレータＭＧ２と後輪１８との間の動力伝達経路に第２モータジェネレータＭＧ２側から順に配設され、相互に直列に連結された第２ギヤ対３８、第３クラッチＣ３、第３ギヤ対４０、および後輪用差動歯車装置４２とを備えている。第２モータジェネレータＭＧ２は、それら第２ギヤ対３８、第３クラッチＣ３、第３ギヤ対４０、および後輪用差動歯車装置４２を順に介して後輪１８に連結されている。
【００２４】
第２モータジェネレータＭＧ２は、第１モータジェネレータＭＧ１と同様に電動機としても発電機としても機能する交流同期型のモータジェネレータから構成され、インバータ２６を介して蓄電装置２８に電気的に接続されている。第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度はインバータ２６により制御される。なお、第２モータジェネレータＭＧ２は、本発明における電動機に相当する。
【００２５】
第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２と同様に、良く知られた湿式多板クラッチから構成され、油圧制御回路３６によって係合状態が制御される。
【００２６】
以上のように構成された駆動装置１０は、図２に示す作動パターンに従って各装置を作動させることで車両１２を走行させる。なお、図２の表において、エンジン１４の欄で“ＯＮ”は作動させることを示し、また“ＯＦＦ”は停止させることを示している。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の欄で“発電”は発電機として作動させることを示し、また“力行”は電動機として作動させることを示し、また“ＯＦＦ”は停止させることを示している。そして、第１クラッチＣ１の欄で“ＯＮ”は係合していることを示し、また“ＯＦＦ”は開放していることを示している。そして、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の欄で“ＯＮ”は係合させることを示し、また“ＯＦＦ”は開放させることを示している。
【００２７】
図２に示すように、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２を開放させて第３クラッチＣ３を係合させ、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１を停止させつつ第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、第２モータジェネレータＭＧ２により後輪１８を駆動させるＥＶ走行を行う。このＥＶ走行中において、第１クラッチＣ１は開放状態とされる。そして、車両１２は後輪駆動状態とされる。
【００２８】
また、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３をそれぞれ係合させ、エンジン１４により第１モータジェネレータＭＧ１を駆動してその第１モータジェネレータＭＧ１で発電させつつ第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、蓄電装置２８を必要に応じて充電しつつ第２モータジェネレータＭＧ２により後輪１８を駆動させるシリーズ走行を行う。このシリーズ走行中において、第１クラッチＣ１は開放状態とされる。そして、車両１２は後輪駆動状態とされる。
【００２９】
また、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２を係合させ、エンジン１４を作動させることにより、エンジン１４により前輪１６を駆動させる第１エンジン走行を行う。この第１エンジン走行中において、第１クラッチＣ１は係合状態すなわち動力伝達状態とされる。この際、第３クラッチＣ３は係合および開放のどちらでもよいが、例えば発進加速走行時や悪路走行時等に第３クラッチＣ３を係合させて第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、車両１２を一時的に４輪駆動状態とすることができる。なお、第３クラッチＣ３を開放させて第２モータジェネレータＭＧ２を作動を停止させると、車両１２は２輪駆動状態となる。また、例えば発進加速走行時などに第１モータジェネレータＭＧ１を力行させることにより、エンジン１４の出力を第１モータジェネレータＭＧ１により補助させることができる。この第１エンジン走行において、車両１２は、駆動力がエンジン１４と第１モータジェネレータＭＧ１との両方またはいずれか一方から並列的に得られるパラレルハイブリッド方式となる。
【００３０】
また、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３をそれぞれ係合させ、エンジン１４の動力の一部により第１モータジェネレータＭＧ１を駆動してその第１モータジェネレータＭＧ１で発電させつつ第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、エンジン１４により前輪１６を駆動させると共に、蓄電装置２８を充電しつつ第２モータジェネレータＭＧ２により後輪１８を駆動させる第２エンジン走行を行う。この第２エンジン走行中において、第１クラッチＣ１は係合状態すなわち動力伝達状態とされる。そして、車両１２は４輪駆動状態とされる。この第２エンジン走行において、車両１２は、駆動力がエンジン１４と第２モータジェネレータＭＧ２との両方から得られ、且つ第１モータジェネレータＭＧ１で発電を行うシリーズ・パラレルハイブリッド方式となる。
【００３１】
図３は、車両１２に設けられた制御系統の要部を示すブロック線図である。図３において、電子制御装置４４は、駆動装置１０の制御装置としての機能を有するものであって、本発明における制御装置に相当するものである。この電子制御装置４４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１４の出力制御、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の出力制御、変速機２０の変速比制御、および第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３の係合制御などを実行する。
【００３２】
電子制御装置４４には、車両に設けられた各センサにより検出された各種入力信号が供給される。上記入力信号は、例えば、電池監視ユニット４６により検出された蓄電装置２８の温度や電圧や電流等の状態を表す信号、車速センサ４８により検出された車速Ｖを表す信号、エンジン回転速度センサ５０により検出されたエンジン回転速度Ｎｅを表す信号などである。
【００３３】
また、電子制御装置４４からは、車両に設けられた各装置に各種出力信号が供給される。上記出力信号は、例えば、エンジン１４の出力制御のためにそのエンジン１４に供給される信号、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の出力制御のためにインバータ２６に供給される信号、変速機２０の変速比制御および第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３の係合制御のために油圧制御回路３６に供給される信号などである。
【００３４】
電子制御４４は、変速機２０の変速比γまたはエンジン回転速度Ｎｅを制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える走行モード切換制御を行う。図４は、電子制御装置４４に備えられた制御機能の要部すなわち上記走行モード切換制御のための制御機能を説明する機能ブロック線図である。図４において、ＳＯＣ算出手段５０は、蓄電装置２８の状態を表す信号に基づいてその蓄電装置２８の充電残量（充電状態）ＳＯＣを算出する。
【００３５】
ＥＶ走行制御手段５２は、たとえば予め定められた車両の低速低負荷領域すなわちアクセル開度に基づく要求駆動力が所定値以下の領域においては充電残量ＳＯＣが所定以上であることを条件としてＥＶ走行を判定し、前記図２の作動表に従ってエンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の作動をそれぞれ制御することで、車両１２の走行状態をＥＶ走行状態とするためのＥＶ走行制御を行う。
【００３６】
ＥＶ走行判定手段５４は、ＥＶ走行制御手段５２の制御信号に基づいて、車両１２がＥＶ走行中であるか否かを判定する。
【００３７】
シリーズ走行移行判定手段５６は、車両１２がＥＶ走行中であるときに、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、ＥＶ走行からシリーズ走行への移行を実施するか否かを判定する。例えば、シリーズ走行移行判定手段５６は、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第１充電残量ＳＯＣ１以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電無しの状態において第２モータジェネレータだけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第１車速Ｖ１以上である場合に、シリーズ走行への移行判断をする。
【００３８】
第２クラッチ係合手段５８は、シリーズ走行移行判定手段５６によりシリーズ走行への移行が判定された場合に、第２クラッチＣ２を係合させる。
【００３９】
第１変速制御手段６０は、第２クラッチ係合手段５８により第２クラッチＣ２が係合された後に、第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となる予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも大きくなるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γを制御する。
【００４０】
エンジン始動手段６２は、第１変速制御手段６０により入力側プーリ回転速度ＮＣＦが最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも大きくされてから、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１４を始動させる。
【００４１】
シリーズ走行制御手段６４は、前記図２の作動表に従ってエンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の作動をそれぞれ制御することで、車両１２の走行状態をシリーズ走行状態とするためのシリーズ走行制御を行う。
【００４２】
シリーズ走行判定手段６６は、シリーズ走行制御手段６４の制御信号に基づいて、車両１２がシリーズ走行中であるか否かを判定する。
【００４３】
エンジン走行移行判定手段６８は、車両１２がシリーズ走行中であるときに、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、シリーズ走行からエンジン走行（第１エンジン走行または第２エンジン走行）への移行を実施するか否かを判定する。例えば、エンジン走行移行判定手段６８は、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第２充電残量ＳＯＣ２以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電有りでも第２モータジェネレータＭＧ２だけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第２車速Ｖ２以上である場合等に、エンジン走行への移行判断をする。
【００４４】
第２変速制御手段７０は、第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となる予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓ以下となるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γおよび／またはエンジン回転速度Ｎｅを制御する。この制御により、第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅが第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上とされ、第１クラッチＣ１が係合状態とされる。
【００４５】
エンジン走行制御手段７２は、前記図２の作動表に従ってエンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の作動をそれぞれ制御することで、車両１２の走行状態を第１エンジン走行状態または第２エンジン走行状態とするためのエンジン走行制御を行う。
【００４６】
図５は、電子制御装置４４の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。このフローチャートは、電子制御装置４４による制御作動のうちの走行モード切換制御のための制御作動を説明するためのものであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００４７】
図５において、ＥＶ走行判定手段５４に対応するステップ（以下、「ステップ」を省略する）Ｓ１においては、車両１２がＥＶ走行中であるか否かが判定される。
【００４８】
Ｓ１での判定が否定される場合には、Ｓ７以下が実行される。また、Ｓ１での判定が肯定される場合には、シリーズ走行移行判定手段５６に対応するＳ２において、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、ＥＶ走行からシリーズ走行への移行を実施するか否かが判定される。例えば、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第１充電残量ＳＯＣ１以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電無しの状態において第２モータジェネレータだけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第１車速Ｖ１以上である場合に、シリーズ走行への移行判断が為される。
【００４９】
Ｓ２での判定が否定される場合には、Ｓ２以下が繰り返し実行される。また、Ｓ２での判定が肯定される場合には、第２クラッチ係合手段５８に対応するＳ３において、第２クラッチＣ２が係合させられる。シリーズ走行のためには必ずしも第２クラッチＣ２の係合を要しないが、シリーズ走行からエンジン走行への切り換えを予定して予め第２クラッチＣ２が係合される。
【００５０】
Ｓ３に次いで、第１変速制御手段６０に対応するＳ４においては、シリーズ走行を可能とするために、入力側プーリ回転速度ＮＣＦが最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも大きくなるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γが制御される。
【００５１】
Ｓ４に次いで、エンジン始動手段６２に対応するＳ５においては、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１４が始動させられる。
【００５２】
Ｓ５に次いで、シリーズ走行制御手段６４に対応するＳ６では、車両１２のシリーズ走行制御が実施される。
【００５３】
Ｓ６に次いで、シリーズ走行判定手段６６に対応するＳ７においては、車両１２がシリーズ走行中であるか否かが判定される。
【００５４】
Ｓ７での判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられる。また、Ｓ７での判定が肯定される場合には、エンジン走行移行判定手段６８に対応するＳ８において、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、シリーズ走行からエンジン走行（第１エンジン走行または第２エンジン走行）への移行を実施するか否かが判定される。例えば、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第２充電残量ＳＯＣ２以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電有りでも第２モータジェネレータＭＧ２だけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第２車速Ｖ２以上である場合等に、エンジン走行への移行判断が為される。
【００５５】
Ｓ８での判定が否定される場合には、Ｓ８以下が繰り返し実施される。またＳ８での判定が肯定される場合には、第２変速制御手段７０に対応するＳ９において、第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となる予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓ以下となるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γおよび／またはエンジン回転速度Ｎｅが制御される。この制御により、第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅが第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上とされ、第１クラッチＣ１が係合状態とされる。
【００５６】
Ｓ９に次いで、エンジン走行制御手段７２に対応するＳ１０では、車両１２のエンジン走行制御が実施される。
【００５７】
本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、エンジン１４および第１モータジェネレータ（発電機）ＭＧ１と前輪（第１駆動輪）１６との間に設けられる第１クラッチ（クラッチ）Ｃ１は、エンジン１４から前輪１６への動力伝達を許容するが前輪１６からエンジン１４への動力伝達を阻止する一方向クラッチであることから、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際に第１クラッチＣ１を係合させるための係合制御およびその第１クラッチＣ１前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であるので、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御を簡易化することができる。
【００５８】
また、本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１と前輪１６との間に設けられた変速機２０と、その変速機２２の変速比γまたはエンジン回転速度Ｎｅを制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える電子制御装置（制御装置）４４とを備える。このようにすれば、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際に第１クラッチＣ１を係合させる係合制御およびその第１クラッチＣ１前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であり、変速機２０の変速比γやエンジン回転速度Ｎｅを変化させるための比較的簡単な制御によりシリーズ走行とエンジン走行とを切り換えることができる。
【００５９】
また、本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、電子制御装置４４は、第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅを第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行への切り換えを行う。このようにすれば、変速機２０の変速比γやエンジン回転速度Ｎｅを変化させて第１クラッチＣ１前後の回転速度比を変化させる比較的簡単な制御によりシリーズ走行からエンジン走行へ切り換えることができる。
【００６０】
また、本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、変速機２０と前輪１６との間に設けられた第２クラッチＣ２を備え、第１クラッチＣ１は、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１と変速機２０との間に設けられ、電子制御装置４４は、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１を停止させつつ第２モータジェネレータＭＧ２により後輪（第２駆動輪）１８を駆動させるＥＶ走行から、前記シリーズ走行へ切り換える際に、第２クラッチＣ２を係合させて変速機２０の変速比γを所定値に変更してから、エンジン１４を始動させる。上記所定値は、変速機２０の入力回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となるように予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも高くなるように設定されている。このようにすれば、エンジン始動時には既に第２クラッチＣ２が係合されて前輪１６により変速機２０が回転させられ、エンジン１４を始動しても第１クラッチＣ１の開放状態が維持されるので、エンジン始動時にエンジン始動装置として機能する第１モータジェネレータＭＧ１の負荷が少なくなる。そのため、エンジン始動時の第１モータジェネレータＭＧ１の電力消費を低減することができる。
【００６１】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００６２】
例えば、前述の実施例において、第２モータジェネレータＭＧ２は、後輪１８に連結されていたが、これに限らず、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１と並列に前輪１６に駆動可能に連結されてもよい。
【００６３】
また、前述の実施例においては、一方向クラッチから成る第１クラッチＣ１が第1モータジェネレータＭＧ１と変速機２０との間に設けられ、湿式多板クラッチから成る第２クラッチＣ２が変速機２０と前輪１６との間に設けられていたが、これに限らず、一方向クラッチから成る第１クラッチＣ１が変速機２０と前輪１６との間に設けられ、湿式多板クラッチから成る第２クラッチＣ２が第1モータジェネレータＭＧ１と変速機２０との間に設けられてもよい。
【００６４】
また、前述の実施例においては、ＥＶ走行からシリーズ走行へ切り換える際に第２クラッチＣ２を係合させた後、シリーズ走行中は常にその第２クラッチＣ２の係合を継続させるように構成されていたが、これに限らず、ＥＶ走行からシリーズ走行への切り換えの際にエンジン始動が完了したら第２クラッチＣ２を開放し、シリーズ走行からエンジン走行へ切り換える際に第２クラッチＣ２を係合させるように構成してもよい。これにより、シリーズ走行中にエンジンと無段変速機との連結が解除され、その無段変速機のひきずりが無くなる分だけ第１電動機の発電効率が高められる。
【００６５】
また、前述の実施例においては、シリーズ走行からエンジン走行へ切り換える際に第２クラッチＣ２を係合させて変速比γを所定値に制御した後、エンジン始動を行っていたが、これに限らず、エンジン始動を行ってから第２クラッチＣ２を係合させて変速比γを所定値に制御してもよい。なお、実施例のように第２クラッチＣ２を係合させて変速比γを所定値に制御した後にエンジン始動を行うことで、エンジン始動の際の第１モータジェネレータＭＧ１の消費電力を抑えることができるという効果が得られる。
【００６６】
また、前述の実施例においては、ＥＶ走行中は第２クラッチが開放されていたが、これに限らず係合されてもよい。なお、ＥＶ走行中に第２クラッチが開放されることで、そのＥＶ走行中に変速機２０がひきずられないという効果が得られる。
【００６７】
また、前述の実施例においては、第1モータジェネレータＭＧ１がエンジン１４と第1クラッチＣ１との間に設けられていたが、これに限らず、エンジン１４が第1モータジェネレータＭＧ１と第1クラッチＣ１との間に設けられてもよい。
【００６８】
また、前述の実施例においては、変速機２０は、ベルト式無段変速機であったが、これに限らず、たとえば遊星歯車式の有段変速機など、その他の公知の変速機であってもよい。
【００６９】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０：ハイブリッド車両駆動装置
１４：エンジン
１６：前輪（第１駆動輪）
１８：後輪（第２駆動輪）
２０：変速機
４４：電子制御装置（制御装置）
Ｃ１：第１クラッチ（クラッチ，一方向クラッチ）
ＭＧ１：第１モータジェネレータ（発電機）
ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動機）
Ｎｅ：エンジン回転速度（クラッチのエンジン側の回転速度）
ＮＣＦ：入力側プーリ回転速度（クラッチの第１駆動輪側の回転速度）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリーズ走行とエンジン走行とを実施するハイブリッド車両用駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１駆動輪に連結されたエンジンと、そのエンジンと直列に連結された発電機と、それらエンジンおよび発電機と前記第１駆動輪との間に設けられた制御クラッチと、前記第１駆動輪または第２駆動輪に連結された電動機とを備え、前記エンジンにより前記発電機を駆動してその発電機で発電させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるシリーズ走行と、前記エンジンにより前記第１駆動輪を駆動させるエンジン走行とを行うハイブリッド車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献１および２に記載されたものがそれである。上記特許文献１では、第２電動機が第１駆動輪に連結されている。また、上記特許文献２では、第２電動機が第２電動機に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０５０７６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２９６９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来のハイブリッド車両用駆動装置においては、シリーズ走行からエンジン走行へ切り換える際に、エンジンと第１駆動輪との間に設けられた前記クラッチを係合させるための電気的な制御が必要であると共に、そのクラッチ係合時のショックを抑制するための回転同期制御が必要であるため、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御が複雑となり制御性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御が簡易化されたハイブリッド車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、（ａ）第１駆動輪に連結されたエンジンと、そのエンジンと直列に連結された発電機と、それらエンジンおよび発電機と前記第１駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記第１駆動輪または第２駆動輪に連結された電動機とを備え、前記エンジンにより前記発電機を駆動してその発電機で発電させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるシリーズ走行と、前記エンジンにより前記第１駆動輪を駆動させるエンジン走行とを行うハイブリッド車両用駆動装置であって、（ｂ）前記クラッチは、前記エンジンから前記第１駆動輪への動力伝達を許容するが前記第１駆動輪から前記エンジンへの動力伝達を阻止する一方向クラッチであることにある。
【０００７】
また、第２発明の要旨とするところは、第１発明において、（ａ）前記エンジンおよび前記発電機と前記第１駆動輪との間に設けられた変速機と、（ｂ）その変速機の変速比または前記エンジンの回転速度を制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える制御装置とを備えることにある。
【０００８】
また、第３発明の要旨とするところは、第２発明において、前記制御装置は、前記クラッチの前記エンジン側の回転速度をそのクラッチの前記第１駆動輪側の回転速度以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行へ切り換えることにある。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、エンジンおよび発電機と第１駆動輪との間に設けられるクラッチは、エンジンから第１駆動輪への動力伝達を許容するが第１駆動輪からエンジンへの動力伝達を阻止する一方向クラッチであることから、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際にクラッチを係合させる係合制御およびそのクラッチ前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であるので、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御を簡易化することができる。
【００１０】
また、第２発明によれば、エンジンおよび発電機と第１駆動輪との間に設けられた変速機と、その変速機の変速比またはエンジンの回転速度を制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える制御装置とを備える。このようにすれば、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際にクラッチを係合させる係合制御およびそのクラッチ前後の回転を同期させる回転同期制御が不要であり、変速機の変速比やエンジン回転速度を変化させるための比較的簡単な制御によりシリーズ走行とエンジン走行とを切り換えることができる。
【００１１】
また、第３発明によれば、前記制御装置は、クラッチのエンジン側の回転速度をクラッチの第１駆動輪側の回転速度以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行への切り換えを行う。このようにすれば、変速機の変速比やエンジン回転速度を変化させてクラッチ前後の回転速度比を変化させる比較的簡単な制御によりシリーズ走行からエンジン走行へ切り換えることができる。
【００１２】
ここで、好適には、（ａ）前記変速機と前記第１駆動輪との間に設けられた第２クラッチを備え、（ｂ）前記クラッチは、前記エンジンおよび前記発電機と前記変速機との間に設けられ、（ｃ）前記制御装置は、前記エンジンおよび前記発電機を停止させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるＥＶ走行から、前記シリーズ走行へ切り換える際に、前記第２クラッチを係合させて前記第１駆動輪により前記変速機の入力軸を回転させてから、前記エンジンを始動させる。このようにすれば、エンジン始動時には既に第２クラッチが係合されて第１駆動輪により変速機が回転させられ、エンジンを始動しても前記クラッチの開放状態が維持されるので、エンジン始動時のエンジン始動装置（エンジンスタータ）の負荷が少なくなる。そのため、エンジン始動時のエンジン始動装置の電力消費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例のハイブリッド車両用駆動装置を備えた車両の構成を概念的に示す図である。
【図２】図１の車両の走行モード毎の各装置の作動状態を示した表である。
【図３】図１の車両に設けられた制御系統の要部を示すブロック線図である。
【図４】図３の電子制御装置に備えられた制御機能のうちの走行モード切換制御のための制御機能を説明する機能ブロック線図である。
【図５】図３の電子制御装置の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例のハイブリッド車両用駆動装置（以下、駆動装置と記載する）１０を備えた車両１２の構成を概念的に示す図である。図１において、車両１２は、複数種類の駆動力源、すなわちエンジン１４と、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２とを備えたハイブリッド車両である。
【００１６】
駆動装置１０は、駆動力源としてエンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１を備え、左右一対の前輪（第１駆動輪）１６を駆動するフロント駆動部１０Ａと、駆動力源として第２モータジェネレータＭＧ２を備え、左右一対の後輪（第２駆動輪）１８を駆動するリヤ駆動部１０Ｂとを含む。
【００１７】
上記フロント駆動部１０Ａは、エンジン１４と、そのエンジン１４と前輪１６との間の動力伝達経路にエンジン１４側から順に配設され、相互に直列に連結された第１モータジェネレータＭＧ１、第１クラッチＣ１、変速機２０、第２クラッチＣ２、第１ギヤ対２２、および前輪用差動歯車装置２４とを備えている。エンジン１４は、それら第１モータジェネレータＭＧ１、第１クラッチＣ１、変速機２０、第２クラッチＣ２、第１ギヤ対２２、および前輪用差動歯車装置２４を順に介して前輪１６に連結されている。
【００１８】
エンジン１４は、良く知られた内燃機関から構成され、例えば吸入空気量、燃料噴射量、および点火時期などを制御することで出力が調節される。エンジン始動時には、第１モータジェネレータＭＧ１がエンジン始動装置（エンジンスタータ）として機能する。
【００１９】
第１モータジェネレータＭＧ１は、電動機としても発電機としても機能する交流同期型のモータジェネレータから構成され、インバータ２６を介して蓄電装置２８と電気的に接続されている。第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度はインバータ２６により制御される。なお、第１モータジェネレータＭＧ１は、本発明における発電機に相当する。
【００２０】
変速機２０は、第１クラッチＣ１を介して第１モータジェネレータＭＧ１に連結された入力側溝幅可変プーリ３０と、その入力側溝幅可変プーリ３０と平行に配置され、第２クラッチＣ２を介して第１ギヤ対２２に連結された出力側溝幅可変プーリ３２と、それらのプーリ３０および３２にそれぞれ巻き掛けられた伝動ベルト３４とを備える良く知られたベルト式無段変速機から構成されている。この変速機２０では、油圧制御回路３６によって溝幅可変プーリ３２の溝幅およびベルト挟圧力がそれぞれ制御されることで入出力回転速度比すなわち変速比γが変化させられるようになっている。上記変速比γは、入力側溝幅可変プーリ３０の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦと出力側溝幅可変プーリ３２の回転速度すなわち出力側プーリ回転速度ＮＣＲとの比（ＮＣＦ／ＮＣＲ）である。
【００２１】
第１クラッチＣ１は、一方向すなわちエンジン１４から前輪１６への方向の動力伝達を許容するが、前輪１６からエンジン１４への方向の動力伝達を阻止する良く知られた一方向クラッチから構成される。この第１クラッチＣ１は、その第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度たとえばエンジン回転速度Ｎｅが、その第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度たとえば入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上となった場合において機械的に係合させられる。なお、第１クラッチＣ１は、本発明におけるクラッチに相当するものである。
【００２２】
第２クラッチＣ２は、良く知られた湿式多板クラッチから構成される。この第２クラッチＣ２の係合状態は、油圧制御回路３６により制御される。
【００２３】
また、前記リヤ駆動部１０Ｂは、第２モータジェネレータＭＧ２と、その第２モータジェネレータＭＧ２と後輪１８との間の動力伝達経路に第２モータジェネレータＭＧ２側から順に配設され、相互に直列に連結された第２ギヤ対３８、第３クラッチＣ３、第３ギヤ対４０、および後輪用差動歯車装置４２とを備えている。第２モータジェネレータＭＧ２は、それら第２ギヤ対３８、第３クラッチＣ３、第３ギヤ対４０、および後輪用差動歯車装置４２を順に介して後輪１８に連結されている。
【００２４】
第２モータジェネレータＭＧ２は、第１モータジェネレータＭＧ１と同様に電動機としても発電機としても機能する交流同期型のモータジェネレータから構成され、インバータ２６を介して蓄電装置２８に電気的に接続されている。第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度はインバータ２６により制御される。なお、第２モータジェネレータＭＧ２は、本発明における電動機に相当する。
【００２５】
第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２と同様に、良く知られた湿式多板クラッチから構成され、油圧制御回路３６によって係合状態が制御される。
【００２６】
以上のように構成された駆動装置１０は、図２に示す作動パターンに従って各装置を作動させることで車両１２を走行させる。なお、図２の表において、エンジン１４の欄で“ＯＮ”は作動させることを示し、また“ＯＦＦ”は停止させることを示している。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の欄で“発電”は発電機として作動させることを示し、また“力行”は電動機として作動させることを示し、また“ＯＦＦ”は停止させることを示している。そして、第１クラッチＣ１の欄で“ＯＮ”は係合していることを示し、また“ＯＦＦ”は開放していることを示している。そして、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の欄で“ＯＮ”は係合させることを示し、また“ＯＦＦ”は開放させることを示している。
【００２７】
図２に示すように、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２を開放させて第３クラッチＣ３を係合させ、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１を停止させつつ第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、第２モータジェネレータＭＧ２により後輪１８を駆動させるＥＶ走行を行う。このＥＶ走行中において、第１クラッチＣ１は開放状態とされる。そして、車両１２は後輪駆動状態とされる。
【００２８】
また、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３をそれぞれ係合させ、エンジン１４により第１モータジェネレータＭＧ１を駆動してその第１モータジェネレータＭＧ１で発電させつつ第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、蓄電装置２８を必要に応じて充電しつつ第２モータジェネレータＭＧ２により後輪１８を駆動させるシリーズ走行を行う。このシリーズ走行中において、第１クラッチＣ１は開放状態とされる。そして、車両１２は後輪駆動状態とされる。
【００２９】
また、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２を係合させ、エンジン１４を作動させることにより、エンジン１４により前輪１６を駆動させる第１エンジン走行を行う。この第１エンジン走行中において、第１クラッチＣ１は係合状態すなわち動力伝達状態とされる。この際、第３クラッチＣ３は係合および開放のどちらでもよいが、例えば発進加速走行時や悪路走行時等に第３クラッチＣ３を係合させて第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、車両１２を一時的に４輪駆動状態とすることができる。なお、第３クラッチＣ３を開放させて第２モータジェネレータＭＧ２を作動を停止させると、車両１２は２輪駆動状態となる。また、例えば発進加速走行時などに第１モータジェネレータＭＧ１を力行させることにより、エンジン１４の出力を第１モータジェネレータＭＧ１により補助させることができる。この第１エンジン走行において、車両１２は、駆動力がエンジン１４と第１モータジェネレータＭＧ１との両方またはいずれか一方から並列的に得られるパラレルハイブリッド方式となる。
【００３０】
また、駆動装置１０は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３をそれぞれ係合させ、エンジン１４の動力の一部により第１モータジェネレータＭＧ１を駆動してその第１モータジェネレータＭＧ１で発電させつつ第２モータジェネレータＭＧ２を力行させることにより、エンジン１４により前輪１６を駆動させると共に、蓄電装置２８を充電しつつ第２モータジェネレータＭＧ２により後輪１８を駆動させる第２エンジン走行を行う。この第２エンジン走行中において、第１クラッチＣ１は係合状態すなわち動力伝達状態とされる。そして、車両１２は４輪駆動状態とされる。この第２エンジン走行において、車両１２は、駆動力がエンジン１４と第２モータジェネレータＭＧ２との両方から得られ、且つ第１モータジェネレータＭＧ１で発電を行うシリーズ・パラレルハイブリッド方式となる。
【００３１】
図３は、車両１２に設けられた制御系統の要部を示すブロック線図である。図３において、電子制御装置４４は、駆動装置１０の制御装置としての機能を有するものであって、本発明における制御装置に相当するものである。この電子制御装置４４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１４の出力制御、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の出力制御、変速機２０の変速比制御、および第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３の係合制御などを実行する。
【００３２】
電子制御装置４４には、車両に設けられた各センサにより検出された各種入力信号が供給される。上記入力信号は、例えば、電池監視ユニット４６により検出された蓄電装置２８の温度や電圧や電流等の状態を表す信号、車速センサ４８により検出された車速Ｖを表す信号、エンジン回転速度センサ５０により検出されたエンジン回転速度Ｎｅを表す信号などである。
【００３３】
また、電子制御装置４４からは、車両に設けられた各装置に各種出力信号が供給される。上記出力信号は、例えば、エンジン１４の出力制御のためにそのエンジン１４に供給される信号、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の出力制御のためにインバータ２６に供給される信号、変速機２０の変速比制御および第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３の係合制御のために油圧制御回路３６に供給される信号などである。
【００３４】
電子制御４４は、変速機２０の変速比γまたはエンジン回転速度Ｎｅを制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える走行モード切換制御を行う。図４は、電子制御装置４４に備えられた制御機能の要部すなわち上記走行モード切換制御のための制御機能を説明する機能ブロック線図である。図４において、ＳＯＣ算出手段５０は、蓄電装置２８の状態を表す信号に基づいてその蓄電装置２８の充電残量（充電状態）ＳＯＣを算出する。
【００３５】
ＥＶ走行制御手段５２は、たとえば予め定められた車両の低速低負荷領域すなわちアクセル開度に基づく要求駆動力が所定値以下の領域においては充電残量ＳＯＣが所定以上であることを条件としてＥＶ走行を判定し、前記図２の作動表に従ってエンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の作動をそれぞれ制御することで、車両１２の走行状態をＥＶ走行状態とするためのＥＶ走行制御を行う。
【００３６】
ＥＶ走行判定手段５４は、ＥＶ走行制御手段５２の制御信号に基づいて、車両１２がＥＶ走行中であるか否かを判定する。
【００３７】
シリーズ走行移行判定手段５６は、車両１２がＥＶ走行中であるときに、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、ＥＶ走行からシリーズ走行への移行を実施するか否かを判定する。例えば、シリーズ走行移行判定手段５６は、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第１充電残量ＳＯＣ１以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電無しの状態において第２モータジェネレータだけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第１車速Ｖ１以上である場合に、シリーズ走行への移行判断をする。
【００３８】
第２クラッチ係合手段５８は、シリーズ走行移行判定手段５６によりシリーズ走行への移行が判定された場合に、第２クラッチＣ２を係合させる。
【００３９】
第１変速制御手段６０は、第２クラッチ係合手段５８により第２クラッチＣ２が係合された後に、第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となる予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも大きくなるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γを制御する。
【００４０】
エンジン始動手段６２は、第１変速制御手段６０により入力側プーリ回転速度ＮＣＦが最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも大きくされてから、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１４を始動させる。
【００４１】
シリーズ走行制御手段６４は、前記図２の作動表に従ってエンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の作動をそれぞれ制御することで、車両１２の走行状態をシリーズ走行状態とするためのシリーズ走行制御を行う。
【００４２】
シリーズ走行判定手段６６は、シリーズ走行制御手段６４の制御信号に基づいて、車両１２がシリーズ走行中であるか否かを判定する。
【００４３】
エンジン走行移行判定手段６８は、車両１２がシリーズ走行中であるときに、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、シリーズ走行からエンジン走行（第１エンジン走行または第２エンジン走行）への移行を実施するか否かを判定する。例えば、エンジン走行移行判定手段６８は、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第２充電残量ＳＯＣ２以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電有りでも第２モータジェネレータＭＧ２だけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第２車速Ｖ２以上である場合等に、エンジン走行への移行判断をする。
【００４４】
第２変速制御手段７０は、第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となる予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓ以下となるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γおよび／またはエンジン回転速度Ｎｅを制御する。この制御により、第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅが第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上とされ、第１クラッチＣ１が係合状態とされる。
【００４５】
エンジン走行制御手段７２は、前記図２の作動表に従ってエンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３の作動をそれぞれ制御することで、車両１２の走行状態を第１エンジン走行状態または第２エンジン走行状態とするためのエンジン走行制御を行う。
【００４６】
図５は、電子制御装置４４の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。このフローチャートは、電子制御装置４４による制御作動のうちの走行モード切換制御のための制御作動を説明するためのものであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００４７】
図５において、ＥＶ走行判定手段５４に対応するステップ（以下、「ステップ」を省略する）Ｓ１においては、車両１２がＥＶ走行中であるか否かが判定される。
【００４８】
Ｓ１での判定が否定される場合には、Ｓ７以下が実行される。また、Ｓ１での判定が肯定される場合には、シリーズ走行移行判定手段５６に対応するＳ２において、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、ＥＶ走行からシリーズ走行への移行を実施するか否かが判定される。例えば、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第１充電残量ＳＯＣ１以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電無しの状態において第２モータジェネレータだけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第１車速Ｖ１以上である場合に、シリーズ走行への移行判断が為される。
【００４９】
Ｓ２での判定が否定される場合には、Ｓ２以下が繰り返し実行される。また、Ｓ２での判定が肯定される場合には、第２クラッチ係合手段５８に対応するＳ３において、第２クラッチＣ２が係合させられる。シリーズ走行のためには必ずしも第２クラッチＣ２の係合を要しないが、シリーズ走行からエンジン走行への切り換えを予定して予め第２クラッチＣ２が係合される。
【００５０】
Ｓ３に次いで、第１変速制御手段６０に対応するＳ４においては、シリーズ走行を可能とするために、入力側プーリ回転速度ＮＣＦが最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも大きくなるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γが制御される。
【００５１】
Ｓ４に次いで、エンジン始動手段６２に対応するＳ５においては、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１４が始動させられる。
【００５２】
Ｓ５に次いで、シリーズ走行制御手段６４に対応するＳ６では、車両１２のシリーズ走行制御が実施される。
【００５３】
Ｓ６に次いで、シリーズ走行判定手段６６に対応するＳ７においては、車両１２がシリーズ走行中であるか否かが判定される。
【００５４】
Ｓ７での判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられる。また、Ｓ７での判定が肯定される場合には、エンジン走行移行判定手段６８に対応するＳ８において、予め記憶された関係から例えばアクセル開度に基づく要求駆動力、充電残量ＳＯＣ、および車速Ｖに基づいて、シリーズ走行からエンジン走行（第１エンジン走行または第２エンジン走行）への移行を実施するか否かが判定される。例えば、充電残量ＳＯＣが予め記憶された第２充電残量ＳＯＣ２以下であり充電が必要である場合、或いは車速Ｖが、充電有りでも第２モータジェネレータＭＧ２だけでは駆動力が要求駆動力に対して不足する予め記憶された第２車速Ｖ２以上である場合等に、エンジン走行への移行判断が為される。
【００５５】
Ｓ８での判定が否定される場合には、Ｓ８以下が繰り返し実施される。またＳ８での判定が肯定される場合には、第２変速制御手段７０に対応するＳ９において、第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となる予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓ以下となるように、例えば車速Ｖに基づいて変速機２０の変速比γおよび／またはエンジン回転速度Ｎｅが制御される。この制御により、第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅが第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上とされ、第１クラッチＣ１が係合状態とされる。
【００５６】
Ｓ９に次いで、エンジン走行制御手段７２に対応するＳ１０では、車両１２のエンジン走行制御が実施される。
【００５７】
本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、エンジン１４および第１モータジェネレータ（発電機）ＭＧ１と前輪（第１駆動輪）１６との間に設けられる第１クラッチ（クラッチ）Ｃ１は、エンジン１４から前輪１６への動力伝達を許容するが前輪１６からエンジン１４への動力伝達を阻止する一方向クラッチであることから、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際に第１クラッチＣ１を係合させるための係合制御およびその第１クラッチＣ１前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であるので、シリーズ走行からエンジン走行への切換制御を簡易化することができる。
【００５８】
また、本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１と前輪１６との間に設けられた変速機２０と、その変速機２２の変速比γまたはエンジン回転速度Ｎｅを制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える電子制御装置（制御装置）４４とを備える。このようにすれば、シリーズ走行とエンジン走行とを切り換える際に第１クラッチＣ１を係合させる係合制御およびその第１クラッチＣ１前後の回転を同期させる回転同期制御が共に不要であり、変速機２０の変速比γやエンジン回転速度Ｎｅを変化させるための比較的簡単な制御によりシリーズ走行とエンジン走行とを切り換えることができる。
【００５９】
また、本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、電子制御装置４４は、第１クラッチＣ１のエンジン１４側の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅを第１クラッチＣ１の前輪１６側の回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦ以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行への切り換えを行う。このようにすれば、変速機２０の変速比γやエンジン回転速度Ｎｅを変化させて第１クラッチＣ１前後の回転速度比を変化させる比較的簡単な制御によりシリーズ走行からエンジン走行へ切り換えることができる。
【００６０】
また、本実施例のハイブリッド車両用駆動装置１０によれば、変速機２０と前輪１６との間に設けられた第２クラッチＣ２を備え、第１クラッチＣ１は、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１と変速機２０との間に設けられ、電子制御装置４４は、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１を停止させつつ第２モータジェネレータＭＧ２により後輪（第２駆動輪）１８を駆動させるＥＶ走行から、前記シリーズ走行へ切り換える際に、第２クラッチＣ２を係合させて変速機２０の変速比γを所定値に変更してから、エンジン１４を始動させる。上記所定値は、変速機２０の入力回転速度すなわち入力側プーリ回転速度ＮＣＦが、エンジン１４の効率が最適となるように予め記憶された最適エンジン回転速度Ｎｅｓよりも高くなるように設定されている。このようにすれば、エンジン始動時には既に第２クラッチＣ２が係合されて前輪１６により変速機２０が回転させられ、エンジン１４を始動しても第１クラッチＣ１の開放状態が維持されるので、エンジン始動時にエンジン始動装置として機能する第１モータジェネレータＭＧ１の負荷が少なくなる。そのため、エンジン始動時の第１モータジェネレータＭＧ１の電力消費を低減することができる。
【００６１】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００６２】
例えば、前述の実施例において、第２モータジェネレータＭＧ２は、後輪１８に連結されていたが、これに限らず、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１と並列に前輪１６に駆動可能に連結されてもよい。
【００６３】
また、前述の実施例においては、一方向クラッチから成る第１クラッチＣ１が第1モータジェネレータＭＧ１と変速機２０との間に設けられ、湿式多板クラッチから成る第２クラッチＣ２が変速機２０と前輪１６との間に設けられていたが、これに限らず、一方向クラッチから成る第１クラッチＣ１が変速機２０と前輪１６との間に設けられ、湿式多板クラッチから成る第２クラッチＣ２が第1モータジェネレータＭＧ１と変速機２０との間に設けられてもよい。
【００６４】
また、前述の実施例においては、ＥＶ走行からシリーズ走行へ切り換える際に第２クラッチＣ２を係合させた後、シリーズ走行中は常にその第２クラッチＣ２の係合を継続させるように構成されていたが、これに限らず、ＥＶ走行からシリーズ走行への切り換えの際にエンジン始動が完了したら第２クラッチＣ２を開放し、シリーズ走行からエンジン走行へ切り換える際に第２クラッチＣ２を係合させるように構成してもよい。これにより、シリーズ走行中にエンジンと無段変速機との連結が解除され、その無段変速機のひきずりが無くなる分だけ第１電動機の発電効率が高められる。
【００６５】
また、前述の実施例においては、シリーズ走行からエンジン走行へ切り換える際に第２クラッチＣ２を係合させて変速比γを所定値に制御した後、エンジン始動を行っていたが、これに限らず、エンジン始動を行ってから第２クラッチＣ２を係合させて変速比γを所定値に制御してもよい。なお、実施例のように第２クラッチＣ２を係合させて変速比γを所定値に制御した後にエンジン始動を行うことで、エンジン始動の際の第１モータジェネレータＭＧ１の消費電力を抑えることができるという効果が得られる。
【００６６】
また、前述の実施例においては、ＥＶ走行中は第２クラッチが開放されていたが、これに限らず係合されてもよい。なお、ＥＶ走行中に第２クラッチが開放されることで、そのＥＶ走行中に変速機２０がひきずられないという効果が得られる。
【００６７】
また、前述の実施例においては、第1モータジェネレータＭＧ１がエンジン１４と第1クラッチＣ１との間に設けられていたが、これに限らず、エンジン１４が第1モータジェネレータＭＧ１と第1クラッチＣ１との間に設けられてもよい。
【００６８】
また、前述の実施例においては、変速機２０は、ベルト式無段変速機であったが、これに限らず、たとえば遊星歯車式の有段変速機など、その他の公知の変速機であってもよい。
【００６９】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０：ハイブリッド車両駆動装置
１４：エンジン
１６：前輪（第１駆動輪）
１８：後輪（第２駆動輪）
２０：変速機
４４：電子制御装置（制御装置）
Ｃ１：第１クラッチ（クラッチ，一方向クラッチ）
ＭＧ１：第１モータジェネレータ（発電機）
ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動機）
Ｎｅ：エンジン回転速度（クラッチのエンジン側の回転速度）
ＮＣＦ：入力側プーリ回転速度（クラッチの第１駆動輪側の回転速度）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動輪に連結されたエンジンと、該エンジンと直列に連結された発電機と、該エンジンおよび該発電機と前記第１駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記第１駆動輪または第２駆動輪に連結された電動機とを備え、前記エンジンにより前記発電機を駆動して該発電機で発電させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるシリーズ走行と、前記エンジンにより前記第１駆動輪を駆動させるエンジン走行とを行うハイブリッド車両用駆動装置であって、
前記クラッチは、前記エンジンから前記第１駆動輪への動力伝達を許容するが該第１駆動輪から該エンジンへの動力伝達を阻止する一方向クラッチであることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項２】
前記エンジンおよび前記発電機と前記第１駆動輪との間に設けられた変速機と、
該変速機の変速比または前記エンジンの回転速度を制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える制御装置と
を備えることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記クラッチの前記エンジン側の回転速度を該クラッチの前記第１駆動輪側の回転速度以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行へ切り換えることを特徴とする請求項２のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項１】
第１駆動輪に連結されたエンジンと、該エンジンと直列に連結された発電機と、該エンジンおよび該発電機と前記第１駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記第１駆動輪または第２駆動輪に連結された電動機とを備え、前記エンジンにより前記発電機を駆動して該発電機で発電させつつ前記電動機により前記第２駆動輪を駆動させるシリーズ走行と、前記エンジンにより前記第１駆動輪を駆動させるエンジン走行とを行うハイブリッド車両用駆動装置であって、
前記クラッチは、前記エンジンから前記第１駆動輪への動力伝達を許容するが該第１駆動輪から該エンジンへの動力伝達を阻止する一方向クラッチであることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項２】
前記エンジンおよび前記発電機と前記第１駆動輪との間に設けられた変速機と、
該変速機の変速比または前記エンジンの回転速度を制御することにより前記シリーズ走行と前記エンジン走行とを切り換える制御装置と
を備えることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記クラッチの前記エンジン側の回転速度を該クラッチの前記第１駆動輪側の回転速度以上とすることにより前記シリーズ走行から前記エンジン走行へ切り換えることを特徴とする請求項２のハイブリッド車両用駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６６６８７（Ｐ２０１２−１６６６８７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９１７２（Ｐ２０１１−２９１７２）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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