説明

ハイブリッド車両

【課題】回生制動中の制動力低下の抑制とモータ/ジェネレータの接続された変速機構内の各変速段間での変速段の切り替えの両立。
【解決手段】内燃機関10と、第1及び第2の変速機構40,50と、第1及び第2のクラッチ61,62と、第1変速機構40に連結したモータ/ジェネレータ20と、を備え、電子制御装置100に、第1及び第2の変速機構40,50から各々選択された各変速段の入力側と出力側の夫々の歯車を係合状態にする変速制御手段と、第1及び第2のクラッチ61,62を解放状態にして行う回生制動中にモータ/ジェネレータ20の回転軸と係合状態にある第1変速機構40の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合、モータ/ジェネレータ20と係合状態にない第2変速機構50に係る第2クラッチ62を係合させるクラッチ制御手段と、を設けること。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動力源としての原動機及び電動機とデュアルクラッチ式変速機とを備えたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両用変速機の分野においては、動力源からの動力を途切れることなく駆動力として車輪に伝達させる所謂デュアルクラッチ式変速機(DCT:デュアルクラッチトランスミッション)というものが知られている。そのデュアルクラッチ式変速機は、大別すると、奇数の変速段(以下、「奇数段」という。)で構成された第1変速機構と、偶数の変速段(以下、「偶数段」という。)で構成された第2変速機構と、動力源と第1変速機構との間に介在して動力源からの動力を第1変速機構に伝達させ又は当該動力の伝達を遮断させる第1クラッチと、動力源と第2変速機構との間に介在して動力源からの動力を第2変速機構に伝達させ又は当該動力の伝達を遮断させる第2クラッチと、によって構成されている。このデュアルクラッチ式変速機は、一方のクラッチが係合しているときに他方のクラッチを解放させたまま当該他方のクラッチに係る変速機構の変速段を同調(シンクロ)した状態で待機させておき、その一方のクラッチの解放と共に他方のクラッチを係合して、動力を途切れることなく駆動力として車輪に伝達させる。
【0003】
例えば、下記の特許文献1には、デュアルクラッチ式変速機が搭載されたハイブリッド車両について開示されている。この特許文献1のハイブリッド車両は、動力源としての原動機(エンジン)及び電動機(モータ/ジェネレータ)と、このエンジンやモータ/ジェネレータの動力を第1又は第2の変速機構を介して車輪に伝えるデュアルクラッチ式変速機と、を備えており、そのデュアルクラッチ式変速機の第1又は第2のクラッチを係合させ、且つ、モータ/ジェネレータを発電機として作動させることによってエンジンを始動できる。
【0004】
尚、下記の特許文献2には、ハイブリッド車両において、回生制動手段による制動時に制動力が足りなければ、自動変速機を変速制御して、その不足分をエンジンブレーキによる制動力で補う、という技術が開示されている。また、この特許文献2には、モータ故障時に、自動変速機を変速制御してエンジンブレーキによる制動力で所望の制動力を発生させる、という技術についても開示されている。
【0005】
【特許文献1】特開2007−153335号公報
【特許文献2】特開平10−73161号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記特許文献1の如きデュアルクラッチ式変速機が搭載されたハイブリッド車両は、原動機を停止させて電動機のみで走行することができ、その走行状態において制動動作を行う際に、モータ/ジェネレータの電力回生を利用した回生制動力を駆動輪に発生させることができる。ここで、その回生制動の最中にモータ/ジェネレータが接続されている変速機構内の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合には、現在の変速段の歯車間の解放と次の変速段の歯車間の係合を行う為に、そのモータ/ジェネレータによる回生制動力(回生制動トルク)を一旦0にしなければならない。しかしながら、そのような回生制動力(回生制動トルク)の制御は、その減少分だけ駆動輪に発生する制動力(制動トルク)を低下させることになり、それ故に、運転者がブレーキ操作によって望む要求制動力(要求制動トルク)を駆動輪に発生させる為には他の手段で制動力を発生させるよう工夫が必要になる。
【0007】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、回生制動中に制動力の低下を抑えつつモータ/ジェネレータの接続された変速機構内の各変速段間で変速段の切り替えを行うことが可能なハイブリッド車両を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、出力軸から原動機トルクを出力する原動機と、この原動機の原動機トルクが伝達される第1入力軸及び当該第1入力軸に入力された入力トルクを変速する複数種類の変速段からなる第1変速段群を備え、その第1入力軸の入力トルクを第1変速段群の内の何れか1つの変速段により変速して出力する第1変速機構と、原動機の原動機トルクが伝達される第2入力軸及び当該第2入力軸に入力された入力トルクを変速する複数種類の変速段からなる第2変速段群を備え、その第2入力軸の入力トルクを前記第2変速段群の内の何れか1つの変速段により変速して出力する第2変速機構と、原動機の出力軸と第1変速機構の第1入力軸との間を係合又はこれらの間の係合を解放させる第1クラッチと、原動機の出力軸と第2変速機構の第2入力軸との間を係合又はこれらの間の係合を解放させる第2クラッチと、第1変速機構における変速後の出力トルクと第2変速機構における変速後の出力トルクを駆動輪に向けて伝達するトルク伝達手段と、ロータに連結された回転軸が第1変速機構の第1入力軸に係合され、電動機又は発電機として作動するモータ/ジェネレータと、第1変速段群の中から1つの変速段を選択して当該変速段での変速動作を実行可能な状態にし、且つ、第2変速段群の中から1つの変速段を選択して当該変速段での変速動作を実行可能な状態にし、その選択された各変速段の入力側と出力側の夫々の歯車を係合状態にする変速制御手段と、第1及び第2のクラッチに対して係合動作と係合の解放動作を実行させるクラッチ制御手段と、モータ/ジェネレータを電動機として作動させることで電動機トルクを出力させ又は発電機として作動させることで電力の回生を行わせる若しくは駆動輪に制動トルクを加える回生制動を行わせるモータ/ジェネレータ制御手段と、を備えている。そして、クラッチ制御手段は、第1及び第2のクラッチを解放状態にして行うモータ/ジェネレータによる回生制動中に当該モータ/ジェネレータの回転軸と係合状態にある第1入力軸を備えた第1変速機構の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合、そのモータ/ジェネレータと係合状態にない第2入力軸を備えた第2変速機構に係る第2クラッチを係合させるように構成している。
【0009】
回生制動中にモータ/ジェネレータの回転軸と係合状態にある第1入力軸を備えた第1変速機構の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合、その切り替えの為に回生制動時の制動トルクを0に減少させる必要があるが、この請求項1記載のハイブリッド車両においては、その制動トルクの減少分が第2クラッチを介した原動機の回転抵抗トルクによって補われる。
【0010】
ここで、請求項2記載の発明の如く、第1及び第2のクラッチを解放状態にして行うモータ/ジェネレータによる回生制動中に当該モータ/ジェネレータの回転軸と係合状態にある第1入力軸を備えた第1変速機構の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合、その切り替えを終えるまでモータ/ジェネレータ制御手段にモータ/ジェネレータによる回生制動時の制動トルクを0に減少させると共に、その減少分が原動機の回転抵抗トルクで補えるようクラッチ制御手段に第2クラッチの係合状態を制御させるよう構成する。
【0011】
また、請求項3記載の発明の如く、第2クラッチは、第2入力軸と原動機の出力軸との間の係合量を要求クラッチトルクに応じて調整可能なアクチュエータを備えたものとする。そして、クラッチ制御手段は、原動機の摩擦トルクと慣性トルクに基づいて前記回転抵抗トルクに係る第2クラッチの推定実クラッチトルクを推定し、その推定実クラッチトルクに基づき実クラッチトルクを要求クラッチトルクに制御するべく前記係合量の補正を行うように構成すればよい。
【0012】
第1変速機構の各変速段間における変速段の切り替えは、請求項4記載の発明のように、連続しない変速段間での飛ばし変速である。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係るハイブリッド車両は、モータ/ジェネレータが接続されている変速機構の或る変速段での回生制動中にその変速機構の他の変速段へと変速する場合、そのモータ/ジェネレータによる回生制動時の制動トルクの減少分を他方の変速機構のクラッチの係合量の制御によって原動機の回転抵抗トルクで補うので、その変速を制動力の低下を抑えつつ実行することができる。従って、このハイブリッド車両は、運転者がブレーキ操作によって望む要求制動力(要求制動トルク)を駆動輪に働かせた状態のまま、運転者に違和感を与えることなくモータ/ジェネレータが接続されている変速機構内の変速段間で変速段の切り替えを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下に、本発明に係るハイブリッド車両の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【0015】
本発明に係るハイブリッド車両の実施例を図1から図7に基づいて説明する。本発明に係るハイブリッド車両は、動力源としての原動機及び電動機と、その動力源の動力を駆動力として駆動輪に伝えるデュアルクラッチ式変速機を有する動力伝達装置と、を備えている。図1の符号1は、本実施例のハイブリッド車両を示す。
【0016】
最初に、本実施例のハイブリッド車両1の構成について図1を用いて説明する。
【0017】
このハイブリッド車両1には、原動機トルクを発生させる動力源としての原動機(ここでは機関トルクを発生させる内燃機関を例示する)10と、電動機トルクを発生させるもう一つの動力源たるモータ/ジェネレータ20と、その内燃機関10やモータ/ジェネレータ20の動力(原動機トルクや電動機トルク)を駆動力として左右夫々の駆動輪WL,WRに伝える動力伝達装置(後述する複数の変速段からなるデュアルクラッチ式変速機30や最終減速装置70)と、が設けられている。
【0018】
また、このハイブリッド車両1には、その内燃機関10,モータ/ジェネレータ20及びデュアルクラッチ式変速機30の動作を制御する電子制御装置(ECU)100が設けられている。その電子制御装置100は、図示しないCPU(中央演算処理装置),所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM(Read Only Memory),そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM(Random Access Memory),予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。
【0019】
内燃機関10は、燃焼室内で燃料を燃焼させ、これにより発生した熱エネルギを機械的エネルギに変換する熱機関である。ここでは、図示しないピストンの往復運動によって出力軸(クランクシャフト)11から機械的な動力を出力する往復ピストン機関について例示する。この内燃機関10には図示しない燃料噴射装置及び点火装置が設けられており、これら燃料噴射装置及び点火装置は、その動作が電子制御装置100の機関制御手段によって制御される。その機関制御手段は、燃料噴射装置の燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御すると共に、点火装置の点火時期を制御して、内燃機関10の出力軸11から出力される機械的な動力(つまり機関トルク)の大きさを調整する。また、その際、内燃機関10が図示しない電子制御式のスロットル装置や吸気バルブ及び排気バルブの駆動装置を備えているならば、機関制御手段は、そのスロットル装置のスロットルバルブの開度制御、吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期制御やリフト量制御を行って、機械的な動力の大きさの調整を行う。更に、この内燃機関10には、出力軸11の回転角度(クランク角)の検出を行うクランク角センサ12が用意されている。そのクランク角センサ12は、検出信号を電子制御装置100に送信し、電子制御装置100は、その検出信号に基づいて機関回転数Neの演算を行う。
【0020】
モータ/ジェネレータ20は、供給された電力を機械的な動力(つまり電動機トルク)に変換して出力する電動機としての機能と、入力された機械的な動力を電力に変換して回収する発電機としての機能と、を兼ね備えている。このモータ/ジェネレータ20は、例えば永久磁石型交流同期電動機として構成されており、インバータ27から三相の交流電力が供給されて回転磁界を形成するステータ21と、その回転磁界に引き付けられて回転する回転子としてのロータ22と、を有している。このモータ/ジェネレータ20においては、ロータ22の回転角位置を検出する図示しない回転センサ(レゾルバ)が設けられており、その回転センサが検出信号を電子制御装置100に送信する。
【0021】
本実施例においては、歯車対23を介してモータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)を後述する第1変速機構40に入力させる一方、その歯車対23を介して第1変速機構40からの機械的な動力に係るトルクをモータ/ジェネレータ20に入力させるように構成する。その歯車対23は、互いに噛み合い状態にある第1ギヤ23aと第2ギヤ23bとで構成する。その第1ギヤ23aは、ロータ22と一体になって回転できるようロータ22に連結された回転軸(つまりモータ/ジェネレータ20の出力軸)24に取り付ける。一方、第2ギヤ23bは、その第1ギヤ23aよりも大径に成形し、第1変速機構40の入力軸42と一体になって回転できるよう当該入力軸42に取り付ける。つまり、この歯車対23は、ロータ22の回転軸24の回転と第1変速機構40の入力軸42の回転を連動させるべく当該回転軸24と入力軸42との係合状態を作り出すものであり、ロータ22側から回転トルクが入力されることによって減速手段として作動する一方、第1変速機構40の入力軸42側から回転トルクが入力されることによって増速手段として作動する。従って、このモータ/ジェネレータ20は、電動機として作動させることによって、ロータ22から出力された電動機トルクを減速手段として機能する歯車対23を介して第1変速機構40に伝える。また、このモータ/ジェネレータ20は、発電機として作動させることによって、増速手段として機能する歯車対23を介して第1変速機構40の入力軸42からの出力トルクがロータ22に伝達される。
【0022】
ここで、二次電池28からの直流電力は、インバータ27で交流電力に変換してモータ/ジェネレータ20に供給することができる。その交流電力が供給されたモータ/ジェネレータ20は、電動機として作動して、ロータ22の回転軸24から機械的な動力(電動機トルク)を出力する。一方、このモータ/ジェネレータ20を発電機として作動させた際には、このモータ/ジェネレータ20からの交流電力をインバータ27で直流電力に変換して二次電池28に回収する(つまり電力の回生を行う)又は電力の回生を行いつつ駆動輪WL,WRに制動力を加える(つまり回生制動を行う)ことができる。その際、このモータ/ジェネレータ20は、第1変速機構40の入力軸42から出力された機械的な動力(出力トルク)が歯車対23を介してロータ22に入力されると、かかる入力トルクを交流電力に変換する。そのインバータ27の動作は、電子制御装置100のモータ/ジェネレータ制御手段によって制御される。
【0023】
また、このハイブリッド車両1には、その二次電池28の充電状態(SOC:state of charge)を検出する電池監視ユニット29が設けられている。その電池監視ユニット29は、検出した二次電池28の充電状態に係る信号(換言するならば、充電状態量(SOC量)に関する信号)を電子制御装置100に送信する。その電子制御装置100には、その信号に基づいて二次電池28の充電状態の判定を行い、その二次電池28の充電の要否を判定する電池制御手段が用意されている。
【0024】
動力伝達装置は、前述したように内燃機関10やモータ/ジェネレータ20の動力(機関トルクや電動機トルク)を駆動力として左右夫々の駆動輪WL,WRに伝えるものであって、その動力に係る出力トルクをデュアルクラッチ式変速機30及び最終減速装置70で変速及び減速して大きさを変化させ、左右夫々の駆動輪WL,WRに連結された駆動軸(ドライブシャフト)DL,DRに出力するものである。
【0025】
ここで例示するデュアルクラッチ式変速機30は、前進5段、後退1段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第1速ギヤ段41,第2速ギヤ段52,第3速ギヤ段43,第4速ギヤ段54及び第5速ギヤ段45を備え、且つ、後退用の変速段として後退ギヤ段59を備えている。前進用の変速段は、変速比が第1速ギヤ段41,第2速ギヤ段52,第3速ギヤ段43,第4速ギヤ段54,第5速ギヤ段45の順に小さくなるよう構成している。
【0026】
このデュアルクラッチ式変速機30には、複数種類の変速段からなる第1変速段群を有する第1変速機構40と、これらとは異なる複数種類の変速段からなる第2変速段群を有する第2変速機構50と、第1クラッチ61又は第2クラッチ62の内の何れか1つを用いて内燃機関10の出力軸11からの機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40又は第2変速機構50の内の何れか1つに伝達するデュアルクラッチ機構60と、が設けられている。
【0027】
先ず、第1変速機構40について詳述する。この第1変速機構40は、各々の変速段に応じた複数の歯車対を備える平行軸歯車装置として構成されたものであり、第1変速段群として奇数段の第1速ギヤ段41,第3速ギヤ段43及び第5速ギヤ段45を備えている。この第1変速機構40は、入力軸42に入力された入力トルクを第1変速段群(第1速ギヤ段41,第3速ギヤ段43又は第5速ギヤ段45)の内の何れか1つの変速段を用いて変速し、それをデュアルクラッチ式変速機30の出力軸31に向けて出力する。
【0028】
この第1変速機構40の入力軸42には、その一端側にデュアルクラッチ機構60の第1クラッチ61が連結され、他端側に前述したように歯車対23を介してモータ/ジェネレータ20が連結されている。従って、その入力軸42には、第1クラッチ61を介して内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を入力することができ、また、歯車対23を介してモータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)を入力することができる。つまり、この第1変速機構40の入力軸42への入力トルクとしては、第1クラッチ61を介した内燃機関10の機関トルクと、歯車対23を介したモータ/ジェネレータ20の電動機トルクと、が該当する。
【0029】
第1速ギヤ段41は、互いに噛み合い状態にある第1速メインギヤ41aと第1速カウンタギヤ41cの歯車対で構成する。その第1速メインギヤ41aは、第1変速機構40の入力軸42と一体になって回転できるよう当該入力軸42に取り付ける。一方、第1速カウンタギヤ41cは、第1変速機構40の出力軸44に対して相対回転できるよう当該出力軸44に取り付ける。その入力軸42と出力軸44は、所定の間隔を空けて平行に配置されている。
【0030】
ここで、第1変速機構40には、相対回転し得る第1速カウンタギヤ41cと出力軸44とが一体になって回転できるよう必要に応じてこれらを係合させる第1速カップリング機構41dを備えている。その第1速カップリング機構41dは、第1速カウンタギヤ41cと出力軸44とが一体回転するように係合させる係合状態と、その第1速カウンタギヤ41cと出力軸44とが相対回転するように解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成されている。この第1速カップリング機構41dは、その作動形態の切り替えが図示しないアクチュエータを介して電子制御装置100の変速制御手段に制御される。その変速制御手段は、第1速ギヤ段41が選択されたならば、第1速カップリング機構41dを係合状態となるように作動させて第1速ギヤ段41での変速動作が実行できるようにし、それ以外の変速段が選択されたならば、第1速ギヤ段41での変速動作を回避すべく第1速カップリング機構41dを解放状態(非係合状態)となるように作動させる。
【0031】
デュアルクラッチ式変速機30において第1速ギヤ段41が選択された場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第1速カウンタギヤ41cと出力軸44とが係合状態となるように第1速カップリング機構41dを作動させる。これにより、このデュアルクラッチ式変速機30においては、第1変速機構40の入力軸42における回転トルク(入力トルク)が第1速メインギヤ41aと第1速カウンタギヤ41cを介して出力軸44に伝わる。つまり、この場合には、入力軸42の回転トルクを第1速ギヤ段41で変速して変化させた回転トルク(出力トルク)が出力軸44に伝達される。
【0032】
第3速ギヤ段43は、互いに噛み合い状態にある第3速メインギヤ43aと第3速カウンタギヤ43cの歯車対で構成する。その第3速メインギヤ43aは、第1変速機構40の入力軸42と一体になって回転できるよう当該入力軸42に取り付ける。一方、第3速カウンタギヤ43cは、第1変速機構40の出力軸44に対して相対回転できるよう当該出力軸44に取り付ける。
【0033】
ここで、第1変速機構40には、相対回転し得る第3速カウンタギヤ43cと出力軸44とが一体になって回転できるよう必要に応じてこれらを係合させる第3速カップリング機構43dを備えている。その第3速カップリング機構43dは、第3速カウンタギヤ43cと出力軸44とが一体回転するように係合させる係合状態と、その第3速カウンタギヤ43cと出力軸44とが相対回転するように解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成されている。この第3速カップリング機構43dは、その作動形態の切り替えが図示しないアクチュエータを介して電子制御装置100の変速制御手段に制御される。その変速制御手段は、第3速ギヤ段43が選択されたならば、第3速カップリング機構43dを係合状態となるように作動させて第3速ギヤ段43での変速動作が実行できるようにし、それ以外の変速段が選択されたならば、第3速ギヤ段43での変速動作を回避すべく第3速カップリング機構43dを解放状態(非係合状態)となるように作動させる。
【0034】
デュアルクラッチ式変速機30において第3速ギヤ段43が選択された場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第3速カウンタギヤ43cと出力軸44とが係合状態となるように第3速カップリング機構43dを作動させる。これにより、このデュアルクラッチ式変速機30においては、第1変速機構40の入力軸42における回転トルク(入力トルク)が第3速メインギヤ43aと第3速カウンタギヤ43cを介して出力軸44に伝わる。つまり、この場合には、入力軸42の回転トルクを第3速ギヤ段43で変速して変化させた回転トルク(出力トルク)が出力軸44に伝達される。
【0035】
第5速ギヤ段45は、互いに噛み合い状態にある第5速メインギヤ45aと第5速カウンタギヤ45cの歯車対で構成する。その第5速メインギヤ45aは、第1変速機構40の入力軸42と一体になって回転できるよう当該入力軸42に取り付ける。一方、第5速カウンタギヤ45cは、第1変速機構40の出力軸44に対して相対回転できるよう当該出力軸44に取り付ける。
【0036】
ここで、第1変速機構40には、相対回転し得る第5速カウンタギヤ45cと出力軸44とが一体になって回転できるよう必要に応じてこれらを係合させる第5速カップリング機構45dを備えている。その第5速カップリング機構45dは、第5速カウンタギヤ45cと出力軸44とが一体回転するように係合させる係合状態と、その第5速カウンタギヤ45cと出力軸44とが相対回転するように解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成されている。この第5速カップリング機構45dは、その作動形態の切り替えが図示しないアクチュエータを介して電子制御装置100の変速制御手段に制御される。その変速制御手段は、第5速ギヤ段45が選択されたならば、第5速カップリング機構45dを係合状態となるように作動させて第5速ギヤ段45での変速動作が実行できるようにし、それ以外の変速段が選択されたならば、第5速ギヤ段45での変速動作を回避すべく第5速カップリング機構45dを解放状態(非係合状態)となるように作動させる。
【0037】
デュアルクラッチ式変速機30において第5速ギヤ段45が選択された場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第5速カウンタギヤ45cと出力軸44とが係合状態となるように第5速カップリング機構45dを作動させる。これにより、このデュアルクラッチ式変速機30においては、第1変速機構40の入力軸42における回転トルク(入力トルク)が第5速メインギヤ45aと第5速カウンタギヤ45cを介して出力軸44に伝わる。つまり、この場合には、入力軸42の回転トルクを第5速ギヤ段45で変速して変化させた回転トルク(出力トルク)が出力軸44に伝達される。
【0038】
この第1変速機構40の出力軸44には、この出力軸44と一体になって回転できるように第1駆動ギヤ44aが取り付けられている。また、その第1駆動ギヤ44aは、デュアルクラッチ式変速機30の出力軸31と一体になって回転する動力統合ギヤ32に噛み合わされている。従って、そのデュアルクラッチ式変速機30の出力軸31には、第1駆動ギヤ44aと動力統合ギヤ32のギヤ比に応じて変化させた第1変速機構40の出力軸44の回転トルク(出力トルク)が伝達される。その第1駆動ギヤ44a、動力統合ギヤ32及び出力軸31は、後述する最終減速装置70や駆動軸DL,DRと共に、第1変速機構40における変速後の出力トルクを駆動輪WL,WRに向けて伝達するトルク伝達手段を成す。
【0039】
次に、第2変速機構50について詳述する。この第2変速機構50は、第1変速機構40と同じように各々の変速段に応じた複数の歯車対を備える平行軸歯車装置として構成されたものであり、偶数段の第2速ギヤ段52及び第4速ギヤ段54と後退ギヤ段59とを第2変速段群として備えている。この第2変速機構50は、入力軸51に入力された入力トルクを第2変速段群(第2速ギヤ段52,第4速ギヤ段54又は後退ギヤ段59)の内の何れか1つの変速段を用いて変速し、それをデュアルクラッチ式変速機30の出力軸31に向けて出力する。
【0040】
この第2変速機構50の入力軸51には、その一端側にデュアルクラッチ機構60の第2クラッチ62が連結されている。従って、その入力軸51には、第2クラッチ62を介して内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を入力することができる。つまり、この第2変速機構50への入力トルクとしては、第2クラッチ62を介した内燃機関10の機関トルクが該当する。
【0041】
第2速ギヤ段52は、互いに噛み合い状態にある第2速メインギヤ52aと第2速カウンタギヤ52cの歯車対で構成する。その第2速メインギヤ52aは、第2変速機構50の入力軸51と一体になって回転できるよう当該入力軸51に取り付ける。一方、第2速カウンタギヤ52cは、第2変速機構50の出力軸53に対して相対回転できるよう当該出力軸53に取り付ける。その入力軸51と出力軸53は、所定の間隔を空けて平行に配置されている。
【0042】
ここで、第2変速機構50には、相対回転し得る第2速カウンタギヤ52cと出力軸53とが一体になって回転できるよう必要に応じてこれらを係合させる第2速カップリング機構52dを備えている。その第2速カップリング機構52dは、第2速カウンタギヤ52cと出力軸53とが一体回転するように係合させる係合状態と、その第2速カウンタギヤ52cと出力軸53とが相対回転するように解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成されている。この第2速カップリング機構52dは、その作動形態の切り替えが図示しないアクチュエータを介して電子制御装置100の変速制御手段に制御される。その変速制御手段は、第2速ギヤ段52が選択されたならば、第2速カップリング機構52dを係合状態となるように作動させて第2速ギヤ段52での変速動作が実行できるようにし、それ以外の変速段が選択されたならば、第2速ギヤ段52での変速動作を回避すべく第2速カップリング機構52dを解放状態(非係合状態)となるように作動させる。
【0043】
デュアルクラッチ式変速機30において第2速ギヤ段52が選択された場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第2速カウンタギヤ52cと出力軸53とが係合状態となるように第2速カップリング機構52dを作動させる。これにより、このデュアルクラッチ式変速機30においては、第2変速機構50の入力軸51における回転トルク(入力トルク)が第2速メインギヤ52aと第2速カウンタギヤ52cを介して出力軸53に伝わる。つまり、この場合には、入力軸51の回転トルクを第2速ギヤ段52で変速して変化させた回転トルク(出力トルク)が出力軸53に伝達される。
【0044】
第4速ギヤ段54は、互いに噛み合い状態にある第4速メインギヤ54aと第4速カウンタギヤ54cの歯車対で構成する。その第4速メインギヤ54aは、第2変速機構50の入力軸51と一体になって回転できるよう当該入力軸51に取り付ける。一方、第4速カウンタギヤ54cは、第2変速機構50の出力軸53に対して相対回転できるよう当該出力軸53に取り付ける。
【0045】
ここで、第2変速機構50には、相対回転し得る第4速カウンタギヤ54cと出力軸53とが一体になって回転できるよう必要に応じてこれらを係合させる第4速カップリング機構54dを備えている。その第4速カップリング機構54dは、第4速カウンタギヤ54cと出力軸53とが一体回転するように係合させる係合状態と、その第4速カウンタギヤ54cと出力軸53とが相対回転するように解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成されている。この第4速カップリング機構54dは、その作動形態の切り替えが図示しないアクチュエータを介して電子制御装置100の変速制御手段に制御される。その変速制御手段は、第4速ギヤ段54が選択されたならば、第4速カップリング機構54dを係合状態となるように作動させて第4速ギヤ段54での変速動作が実行できるようにし、それ以外の変速段が選択されたならば、第4速ギヤ段54での変速動作を回避すべく第4速カップリング機構54dを解放状態(非係合状態)となるように作動させる。
【0046】
デュアルクラッチ式変速機30において第4速ギヤ段54が選択された場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第4速カウンタギヤ54cと出力軸53とが係合状態となるように第4速カップリング機構54dを作動させる。これにより、このデュアルクラッチ式変速機30においては、第2変速機構50の入力軸51における回転トルク(入力トルク)が第4速メインギヤ54aと第4速カウンタギヤ54cを介して出力軸53に伝わる。つまり、この場合には、入力軸51の回転トルクを第4速ギヤ段54で変速して変化させた回転トルク(出力トルク)が出力軸53に伝達される。
【0047】
後退ギヤ段59は、後退メインギヤ59aと後退中間ギヤ59bと後退カウンタギヤ59cとで構成する。その後退メインギヤ59aは、第2変速機構50の入力軸51と一体になって回転できるよう当該入力軸51に取り付ける。後退中間ギヤ59bは、後退メインギヤ59a及び後退カウンタギヤ59cと噛み合い状態にあり、第2変速機構50の入力軸51や出力軸53とは別の回転軸59fと一体になって回転できるよう当該回転軸59fに取り付ける。後退カウンタギヤ59cは、第2変速機構50の出力軸53に対して相対回転できるよう当該出力軸53に取り付ける。
【0048】
ここで、第2変速機構50には、相対回転し得る後退カウンタギヤ59cと出力軸53とが一体になって回転できるよう必要に応じてこれらを係合させる後退カップリング機構59dを備えている。その後退カップリング機構59dは、後退カウンタギヤ59cと出力軸53とが一体回転するように係合させる係合状態と、その後退カウンタギヤ59cと出力軸53とが相対回転するように解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成されている。この後退カップリング機構59dは、その作動形態の切り替えが図示しないアクチュエータを介して電子制御装置100の変速制御手段に制御される。その変速制御手段は、後退ギヤ段59が選択されたならば、後退カップリング機構59dを係合状態となるように作動させて後退ギヤ段59での変速動作が実行できるようにし、それ以外の変速段が選択されたならば、後退ギヤ段59での変速動作を回避すべく後退カップリング機構59dを解放状態(非係合状態)となるように作動させる。
【0049】
デュアルクラッチ式変速機30において後退ギヤ段59が選択された場合、電子制御装置100の変速制御手段は、後退カウンタギヤ59cと出力軸53とが係合状態となるように後退カップリング機構59dを作動させる。これにより、このデュアルクラッチ式変速機30においては、第2変速機構50の入力軸51における回転トルク(入力トルク)が後退メインギヤ59aと後退中間ギヤ59bと後退カウンタギヤ59cを介して出力軸53に伝わる。つまり、この場合には、入力軸51の回転トルクを後退ギヤ段59で変速して変化させた回転トルク(出力トルク)が出力軸53に伝達される。
【0050】
この第2変速機構50の出力軸53には、この出力軸53と一体になって回転できるように第2駆動ギヤ53aが取り付けられている。また、その第2駆動ギヤ53aは、前述した動力統合ギヤ32に噛み合わされている。従って、デュアルクラッチ式変速機30の出力軸31には、第2駆動ギヤ53aと動力統合ギヤ32のギヤ比に応じて変化させた第2変速機構50の出力軸53の回転トルク(出力トルク)が伝達される。その第2駆動ギヤ53a、動力統合ギヤ32及び出力軸31は、後述する最終減速装置70や駆動軸DL,DRと共に、第2変速機構50における変速後の出力トルクを駆動輪WL,WRに向けて伝達するトルク伝達手段を成す。
【0051】
次に、デュアルクラッチ機構60について詳述する。このデュアルクラッチ機構60は、前述したように、第1クラッチ61又は第2クラッチ62の内の何れか1つを用いて内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40又は第2変速機構50の内の何れか1つに伝達させるものである。
【0052】
先ず、第1クラッチ61は、内燃機関10の出力軸11と第1変速機構40の入力軸42とを係合させる係合状態と、その出力軸11と入力軸42とを係合状態から解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成された摩擦クラッチ装置である。ここで言う係合状態とは、その出力軸11と入力軸42との間でトルクの伝達をし得る状態のことであり、解放状態(非係合状態)とは、その出力軸11と入力軸42との間でのトルクの伝達が行えない状態のことである。
【0053】
例えば、この第1クラッチ61としては、乾式又は湿式の単板クラッチ又は多板クラッチを使用すればよい。ここでは、円板状の摩擦板を有し、その摩擦板の摩擦力により内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40に伝達する摩擦式ディスククラッチを用いる。この第1クラッチ61は、係合動作を行って内燃機関10の出力軸11と第1変速機構40の入力軸42とを係合状態にすることで、その出力軸11から伝わってきた機械的な動力(機関トルク)を入力軸42に伝達する。これにより、第1変速機構40においては、その機械的な動力(機関トルク)が第1速ギヤ段41、第3速ギヤ段43又は第5速ギヤ段45の内の何れかで変速されて出力軸44に伝わる。
【0054】
また、第2クラッチ62は、内燃機関10の出力軸11と第2変速機構50の入力軸51とを係合させる係合状態と、その出力軸11と入力軸51とを係合状態から解放(非係合)させる解放状態(非係合状態)と、の切り替えができるように構成された摩擦クラッチ装置である。ここで言う係合状態とは、その出力軸11と入力軸51との間でトルクの伝達をし得る状態のことであり、解放状態(非係合状態)とは、その出力軸11と入力軸51との間でのトルクの伝達が行えない状態のことである。
【0055】
例えば、この第2クラッチ62としては、第1クラッチ61と同様に、乾式又は湿式の単板クラッチ又は多板クラッチを使用すればよい。ここでは、円板状の摩擦板を有し、その摩擦板の摩擦力により内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第2変速機構50に伝達する摩擦式ディスククラッチを用いる。この第2クラッチ62は、係合動作を行って内燃機関10の出力軸11と第2変速機構50の入力軸51とを係合状態にすることで、その出力軸11から伝わってきた機械的な動力(機関トルク)を入力軸51に伝達する。これにより、第2変速機構50においては、その機械的な動力(機関トルク)が第2速ギヤ段52、第4速ギヤ段54又は後退ギヤ段59の内の何れかで変速されて出力軸53に伝わる。
【0056】
第1クラッチ61と第2クラッチ62は、その作動形態の切り替えが夫々に図1に示すアクチュエータ61a,62aを介して電子制御装置100に制御される。その電子制御装置100は、第1クラッチ61又は第2クラッチ62の内の何れか一方のみを係合状態に切り替えて、他方を解放状態(非係合状態)に切り替えるクラッチ制御手段を備えている。これが為、デュアルクラッチ機構60は、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40又は第2変速機構50の内の何れか一方にのみ伝達させることができる。また、そのクラッチ制御手段は、第1クラッチ61と第2クラッチ62の双方を解放状態(非係合状態)に切り替えできるようにも構成されている。これが為、デュアルクラッチ機構60は、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40にも第2変速機構50にも伝えないようにすることが可能である。
【0057】
以下に、このデュアルクラッチ機構60の具体的な構造について図2を用いて詳述する。
【0058】
このデュアルクラッチ機構60は、第1クラッチ61を構成する環状又は円板状の摩擦板61bと、第2クラッチ62を構成する環状又は円板状の摩擦板62bと、これら夫々の摩擦板61b,62bを収容するクラッチハウジング63と、を備えている。そのクラッチハウジング63は、内燃機関10の出力軸11と同心円上に配置され、その出力軸11と結合状態にある。従って、このクラッチハウジング63は、内燃機関10の出力軸11と一体になって回転する。
【0059】
ここで、第1変速機構40の入力軸42と第2変速機構50の入力軸51は、図2に示す如く、同軸上に配置された2重軸構造になっている。ここでは、その第1変速機構40の入力軸42を中空軸として成形し、この入力軸42の内方に第2変速機構50の入力軸51を配設して相互に相対回転できるように構成している。その第2変速機構50の入力軸51は、その一端を第1変速機構40の入力軸42よりも内燃機関10の出力軸11側に向けて延伸させている。第1クラッチ61を成す摩擦板61bは、その第1変速機構40の入力軸42の一端に同心円上に取り付けられており、また、第2クラッチ62を成す摩擦板62bは、その第2変速機構50の入力軸51の一端に同心円上に取り付けられている。これら夫々の摩擦板61b,62bについても互いに相対回転を行う。
【0060】
尚、本実施例のデュアルクラッチ式変速機30においては、入力軸たる内燃機関10の出力軸11側から出力軸31側に向けて、第1変速機構40の第1速ギヤ段41、第3速ギヤ段43及び第5速ギヤ段45における第1速メインギヤ41a、第3速メインギヤ43a及び第5速メインギヤ45aが入力軸42上に配設され、次に、第2変速機構50の第2速ギヤ段52、第4速ギヤ段54及び後退ギヤ段59における第2速メインギヤ52a、第4速メインギヤ54a及び後退メインギヤ59aが入力軸51上に配設されている。
【0061】
第1クラッチ61は、上記の摩擦板61bに加えて、その摩擦板61bの摩擦材部分とは反対側の面に対向させて配置した摩擦板作動部材(図示略)と、この摩擦板作動部材を駆動させるアクチュエータ61aと、を備えている。そのアクチュエータ61aは、例えば油圧(以下、「第1クラッチ油圧」という。)の増減制御によって作動する。電子制御装置100のクラッチ制御手段は、第1クラッチ61を係合状態に切り替える際、第1クラッチ油圧を増圧制御して、その摩擦板作動部材が摩擦板61bをクラッチハウジング63に押し付けるようにアクチュエータ61aを作動させる。これにより、この第1クラッチ61は、摩擦板61bの摩擦材部分とクラッチハウジング63とが摩擦力によって一体になるので、内燃機関10の出力軸11と第1変速機構40の入力軸42とを係合させ、その出力軸11における機械的な動力(機関トルク)を入力軸42に伝達させる。
【0062】
また、そのクラッチ制御手段は、アクチュエータ61aの作動量(換言するならば、入力軸42と内燃機関10の出力軸11との間の係合量であって、ここでは第1クラッチ油圧)を調整して、摩擦板作動部材の移動量(換言するならば、摩擦板61bのクラッチハウジング63への押圧力)を制御することができる。つまり、第1クラッチ61は、大別すると、解放状態、半係合状態及び係合状態の3つの作動状態をクラッチ制御手段の制御動作によって作り出すことができる。ここで言う解放状態とは、摩擦板61bとクラッチハウジング63とが接触していない状態を指す。一方、半係合状態とは、摩擦板61bとクラッチハウジング63とがアクチュエータ61aの制御に伴い接触し、その摩擦板61bとクラッチハウジング63の回転(換言するならば、内燃機関10の出力軸11と第1変速機構40の入力軸42の回転)が同期するまでの状態を指す。これが為、ここで言う係合状態とは、その摩擦板61bとクラッチハウジング63の回転が同期してからの状態を指す。この解放状態、半係合状態及び係合状態については、第2クラッチ62においても同様である。
【0063】
ここで、この第1クラッチ61は、出力軸11と入力軸42との間における係合の解放動作を行って解放状態(非係合状態)へと切り替える際に、そのアクチュエータ61aの作動を停止させ、反発力等で摩擦板61bをクラッチハウジング63から切り離す形態のものであってもよく、そのアクチュエータ61aを係合動作のときとは逆方向に作動させ、摩擦板作動部材を動かして摩擦板61bをクラッチハウジング63から切り離す形態のものであってもよい。
【0064】
第2クラッチ62は、上記の摩擦板62bに加えて、第1クラッチ61と同様の摩擦板作動部材(図示略)とアクチュエータ62aを備えている。そのアクチュエータ62aは、例えば油圧(以下、「第2クラッチ油圧」という。)の増減制御によって作動する。電子制御装置100のクラッチ制御手段は、第2クラッチ62を係合状態に切り替える際、第2クラッチ油圧を増圧制御して、その摩擦板作動部材が摩擦板62bをクラッチハウジング63に押し付けるようにアクチュエータ62aを作動させる。これにより、この第2クラッチ62は、摩擦板62bの摩擦材部分とクラッチハウジング63とが摩擦力によって一体になるので、内燃機関10の出力軸11と第2変速機構50の入力軸51とを係合させ、その出力軸11における機械的な動力(機関トルク)を入力軸51に伝達させる。
【0065】
また、クラッチ制御手段は、アクチュエータ62aの作動量(換言するならば、入力軸51と内燃機関10の出力軸11との間の係合量であって、ここでは第2クラッチ油圧)を調整して、摩擦板作動部材の移動量(換言するならば、摩擦板62bのクラッチハウジング63への押圧力)を制御することができる。つまり、第2クラッチ62は、第1クラッチ61のときと同様に、大別すると、解放状態、半係合状態及び係合状態の3つの作動状態をクラッチ制御手段の制御動作によって作り出すことができる。
【0066】
この第2クラッチ62は、第1クラッチ61と同様に、出力軸11と入力軸51との間における係合の解放動作を行って解放状態(非係合状態)へと切り替える際に、そのアクチュエータ62aの作動を停止させ、反発力等で摩擦板62bをクラッチハウジング63から切り離す形態のものであってもよく、そのアクチュエータ62aを係合状態のときとは逆方向に作動させ、摩擦板作動部材を動かして摩擦板62bをクラッチハウジング63から切り離す形態のものであってもよい。
【0067】
最終減速装置70は、デュアルクラッチ式変速機30の出力軸31から入力された入力トルクを減速して、左右夫々の駆動軸DL,DRに分配するものである。この最終減速装置70は、その出力軸31の端部に取り付けたピニオンギヤ71と、このピニオンギヤ71に噛み合い、このピニオンギヤ71の回転トルクを減速させつつ回転方向を直交方向へと変換するリングギヤ72と、このリングギヤ72を介して入力された回転トルクを左右夫々の駆動軸DL,DRに分配する差動機構73と、を備えている。
【0068】
また、このハイブリッド車両1においては、空気調和機の圧縮機81をモータ/ジェネレータ20のロータ22の回転によって作動させる。従って、その圧縮機81の回転軸82は、図1に示すように、そのロータ22に取り付けられている。
【0069】
更に、このハイブリッド車両1には、夫々の車輪に個別の大きさの制動力を発生させることが可能な制動装置90が設けられている。尚、ここでは駆動輪WL,WRを例に挙げて制動装置90の説明を行うが、その制動装置90は、図示しない従動輪においても駆動輪WL,WRと同様に構成されている。
【0070】
制動装置90は、運転者が操作するブレーキペダル91と、ブレーキペダル91に入力された運転者のブレーキ操作に伴う操作圧力(ペダル踏力)を所定の倍力比で倍化させる制動倍力手段(ブレーキブースタ)92と、この制動倍力手段92により倍化されたペダル踏力をブレーキペダル91の操作量に応じたブレーキ液圧(以下、「マスタシリンダ圧」という。)へと変換するマスタシリンダ93と、そのマスタシリンダ圧をそのまま又は車輪毎に調圧するブレーキ液圧調整手段(以下、「ブレーキアクチュエータ」という。)94と、このブレーキアクチュエータ94を経たブレーキ液圧が伝えられる駆動輪WL,WRのブレーキ液圧配管95L,95Rと、この各ブレーキ液圧配管95L,95Rのブレーキ液圧が各々供給されて夫々の駆動輪WL,WRに制動力を発生させる制動力発生手段96L,96Rと、によって構成される。
【0071】
そのブレーキアクチュエータ94は、例えば、図示しないオイルリザーバ、オイルポンプ、夫々のブレーキ液圧配管95L,95Rに対してのブレーキ液圧を各々に増減する為の増減圧制御弁等よって構成されている。このブレーキアクチュエータ94は、そのオイルポンプや増減圧制御弁等が制動装置用の電子制御装置(ブレーキECU)105の制動制御手段によって駆動制御される。
【0072】
制動力発生手段96L,96Rは、駆動輪WL,WRと一体になって回転する部材に対して摩擦力を加え、これにより駆動輪WL,WRの回転を抑えて制動動作を行う摩擦ブレーキ装置である。例えば、この制動力発生手段96L,96Rは、駆動輪WL,WRと一体になるよう取り付けたディスクロータ96aと、このディスクロータ96aに押し付けて摩擦力を発生させる摩擦材としてのブレーキパッド96bと、車両本体に固定され、ブレーキアクチュエータ94から供給されたブレーキ液圧によってブレーキパッド96bをディスクロータ96aに向けて押動するキャリパ96cと、を備えている。この制動力発生手段96L,96Rは、ブレーキアクチュエータ94から送られてきたマスタシリンダ圧又は調圧後のブレーキ液圧に応じた押圧力でブレーキパッド96bがディスクロータ96aに押し付けられる。従って、駆動輪WL,WRには、そのマスタシリンダ圧又は調圧後のブレーキ液圧に応じた大きさの制動力(制動トルク)が発生する。以下においては、そのマスタシリンダ圧によって発生する制動力、制動トルクのことを夫々「マスタシリンダ圧制動力」、「マスタシリンダ圧制動トルク」という。また、そのマスタシリンダ圧を加圧した調圧後のブレーキ液圧によって発生する制動力、制動トルクのことを夫々「加圧制動力」、「加圧制動トルク」という。
【0073】
制動制御手段は、例えば運転者のブレーキ操作量に基づいて駆動輪WL,WRの要求制動力(要求制動トルク)を設定する。そのブレーキ操作量とは、ブレーキペダル91に入力されたペダル踏力やブレーキペダル91の踏み込み量(つまり移動量)などであり、図1に示すブレーキ操作量検出手段97で検出する。そして、この制動制御手段は、マスタシリンダ圧制動力(マスタシリンダ圧制動トルク)が要求制動力(要求制動トルク)に対して不足していれば、その不足分を補うことが可能な各制動力発生手段96L,96Rへの目標ブレーキ液圧を求め、その目標ブレーキ液圧に基づきブレーキアクチュエータ94を制御してマスタシリンダ圧の加圧を行い、その要求制動力(要求制動トルク)を満足させる加圧制動力(加圧制動トルク)を制動力発生手段96L,96Rに発生させる。
【0074】
以上示したハイブリッド車両1において、電子制御装置100は、主として、その変速制御手段が一方の変速機構における要求変速段のカップリング機構を係合状態となるように作動させ、その要求変速段に対応するクラッチをクラッチ制御手段が係合させる。その際、この電子制御装置100は、変速制御手段が他方の変速機構における次の要求変速段のカップリング機構を係合状態となるように作動させ、かかる要求変速段に対応する他方のクラッチをクラッチ制御手段が解放させておく。この電子制御装置100は、次の要求変速段へと変速させるときに、クラッチ制御手段が現在の要求変速段に対応するクラッチを解放させると同時に、次の要求変速段に対応する他方のクラッチを係合させる。これにより、このハイブリッド車両1は、次の要求変速段への素早い変速が可能になり、内燃機関10の機械的な動力を途切れることなく駆動力として駆動輪WL,WRに伝え続けることができる。
【0075】
具体的に、第1変速機構40における第1速ギヤ段41、第3速ギヤ段43又は第5速ギヤ段45の中から要求変速段が選択された場合、電子制御装置100は、変速制御手段によってその要求変速段のカップリング機構(第1速カップリング機構41d、第3速カップリング機構43d又は第5速カップリング機構45d)を係合状態に制御し、且つ、クラッチ制御手段によって第1クラッチ61を係合状態となるように制御すると共に第2クラッチ62を解放状態に制御する。
【0076】
これにより、このハイブリッド車両1においては、内燃機関10の出力軸11の回転トルク(機関トルク)が半係合状態又は係合状態の第1クラッチ61を介して第1変速機構40の入力軸42にのみ伝わり、その入力軸42の回転トルクが要求変速段を介して変速されて第1変速機構40の出力軸44に伝達される。そして、その出力軸44の回転トルク(第1変速機構40の出力トルク)は、第1駆動ギヤ44a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73によって左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。従って、この場合のハイブリッド車両1は、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40及び最終減速装置70で変速及び減速し、これにより得られる駆動力を各駆動輪WL,WRに伝達して走行する。その際、モータ/ジェネレータ20は、電動機として作動させても発電機として作動させてもよい。
【0077】
先ず、電子制御装置100の電池制御手段は、電池監視ユニット29から受信した二次電池28の充電状態に係る信号に基づいて、その二次電池28への充電が必要なのか否かを判断する。そして、この電子制御装置100のモータ/ジェネレータ制御手段は、その二次電池28の充電状態に応じてモータ/ジェネレータ20の作動形態を決定することができる。
【0078】
モータ/ジェネレータ制御手段は、二次電池28への充電が不要(つまり二次電池28が必要充電量を満たしている)又は二次電池28の放電が可能ならば、モータ/ジェネレータ20を電動機として作動させてもよい。モータ/ジェネレータ20を電動機として作動させた場合には、その回転軸24の回転トルク(電動機トルク)が歯車対23を介して第1変速機構40の入力軸42に入力される。これが為、その入力軸42には、内燃機関10とモータ/ジェネレータ20の夫々の機械的な動力を足し合わせたもの(機関トルクと電動機トルクを合わせた総出力トルク)が入力されている。従って、このときのハイブリッド車両1においては、その総出力トルクが要求変速段で変速された後に第1駆動ギヤ44a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73で左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。つまり、この場合には、第1変速機構40を介して伝えられた内燃機関10とモータ/ジェネレータ20による総出力トルクを利用してハイブリッド車両1を走行させることができる。
【0079】
ここで、モータ/ジェネレータ20を電動機として作動させない場合、その回転軸24には、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)によって回転している第1変速機構40の入力軸42の回転トルクが歯車対23を介して入力される。モータ/ジェネレータ制御手段は、インバータ27を制御して、二次電池28への充電が必要ならばモータ/ジェネレータ20を発電機として作動させ、二次電池28への充電が不要ならばロータ22を空回りさせればよい。つまり、この場合には、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第1変速機構40で変速してハイブリッド車両1を走行させつつ、その動力の一部を利用して電力の回生を行うこともできる。また、この場合には、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)のみを利用してハイブリッド車両1を走行させることもできる。
【0080】
そのような内燃機関10の機械的な動力で又は内燃機関10とモータ/ジェネレータ20の機械的な動力を合わせて走行している状態において、変速制御手段は、第2変速機構50における次の要求変速段(加速中ならばアップシフト側の変速段、減速中ならばダウンシフト側の変速段であって、第2速ギヤ段52又は第4速ギヤ段54)のカップリング機構(第2速カップリング機構52d又は第4速カップリング機構54d)を係合状態に制御しておく。ここで、このときの第2変速機構50の出力軸53には、第1変速機構40の出力軸44の回転トルクの一部が第1駆動ギヤ44a、動力統合ギヤ32及び第2駆動ギヤ53aを介して伝達されている。従って、このときには、その出力軸53の回転トルクが次の要求変速段で変速されて入力軸51に伝わり、その入力軸51を空転させる。つまり、このときの第2変速機構50においては、次の要求変速段を同調(シンクロ)した状態で待機させたまま入力軸51と出力軸53が第1変速機構40側の動力の一部によって回転している。かかる状態のときに、電子制御装置100のクラッチ制御手段は、第1クラッチ61を係合状態から解放状態に切り替えると共に、第2クラッチ62を解放状態から係合状態となるように切り替える。これにより、デュアルクラッチ式変速機30においては、次の要求変速段への変速が完了するので、内燃機関10の出力軸11の回転トルク(機関トルク)が第2変速機構50の入力軸51にのみ伝えられ、その入力軸51の回転トルクが次の要求変速段で変速されて第2変速機構50の出力軸53に伝達されるようになる。これが為、その際のハイブリッド車両1においては、その出力軸53の回転トルクが第2駆動ギヤ53a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73によって左右夫々の駆動軸DL,DRに分配されるようになる。このように、デュアルクラッチ式変速機30は、変速段を待機中の次の要求変速段へと素早く切り替えて、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を次の要求変速段に対して間髪入れずに伝えることが可能なので、その動力を途切れることなく駆動力として駆動輪WL,WRに伝達することができる。
【0081】
このハイブリッド車両1においては、上記の第2変速機構50における次の要求変速段の作動状態で変速制御手段が第1変速機構40における更に次の要求変速段(加速中ならばアップシフト側の変速段、減速中ならばダウンシフト側の変速段であって、第1速ギヤ段41、第3速ギヤ段43又は第5速ギヤ段45)のカップリング機構(第1速カップリング機構41d、第3速カップリング機構43d又は第5速カップリング機構45d)を係合状態に制御しておく。これにより、このときの第1変速機構40においては、更に次の要求変速段を介して入力軸42と出力軸44との間のトルク伝達が可能になっている。かかる状態においても、モータ/ジェネレータ20は、二次電池28の充電状態に応じて作動形態を決定してもよい。
【0082】
先ず、二次電池28への充電が不要又は二次電池28の放電が可能でモータ/ジェネレータ20を電動機として作動させた場合には、その回転軸24の回転トルク(電動機トルク)が歯車対23を介して第1変速機構40の入力軸42に入力される。このときには第1クラッチ61が解放状態になっているので、その入力軸42には、モータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)のみが入力されている。そして、その入力軸42の回転トルクは、更に次の要求変速段で変速されて出力軸44に伝わり、第1駆動ギヤ44a及び動力統合ギヤ32を介して出力軸31に伝達される。つまり、この場合には、第1変速機構40を経たモータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)と第2変速機構50を経た内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)とを足し合わせたもの(総出力トルク)がデュアルクラッチ式変速機30の出力軸31に伝えられている。これが為、このハイブリッド車両1においては、その総出力トルクによる出力軸31の回転トルクが最終減速装置70で減速させられ、その最終減速装置70の差動機構73で左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。従って、この場合には、第1変速機構40を介して伝えられたモータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)と、第2変速機構50を介して伝えられた内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)と、を利用してハイブリッド車両1を走行させることができる。
【0083】
一方、モータ/ジェネレータ20を電動機として作動させない場合、第1変速機構40の入力軸42には、第2変速機構50の出力軸53から出力された回転トルクの一部が第2駆動ギヤ53a、動力統合ギヤ32、第1駆動ギヤ44a、第1変速機構40の出力軸44及び上記の更に次の要求変速段を介して伝わる。これが為、この場合には、この入力軸42の回転トルクが歯車対23を介してモータ/ジェネレータ20の回転軸24に伝達される。そして、モータ/ジェネレータ制御手段は、インバータ27を制御して、二次電池28への充電が必要ならばモータ/ジェネレータ20を発電機として作動させ、二次電池28への充電が不要ならばロータ22を空回りさせる。つまり、この場合には、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)を第2変速機構50で変速してハイブリッド車両1を走行させつつ、その動力の一部を利用して電力の回生を行うこともできる。また、この場合には、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)のみを利用してハイブリッド車両1を走行させることもできる。
【0084】
このデュアルクラッチ式変速機30は、新たな要求変速段が変速制御手段によって選択されている間、上述した変速を第1変速機構40の変速段と第2変速機構50の変速段との間で交互に繰り返し行う。
【0085】
また、このハイブリッド車両1において第2変速機構50の後退ギヤ段59が要求変速段として選択された場合、電子制御装置100は、変速制御手段によってその後退ギヤ段59の後退カップリング機構59dを係合状態に制御し、且つ、クラッチ制御手段によって第2クラッチ62を係合状態となるように制御すると共に第1クラッチ61を解放状態に制御する。これにより、このハイブリッド車両1においては、内燃機関10の出力軸11の回転トルク(機関トルク)が半係合状態又は係合状態の第2クラッチ62を介して第2変速機構50の入力軸51に伝わり、その入力軸51の回転トルクが後退ギヤ段59を介して変速されて第2変速機構50の出力軸53に伝達される。そして、その出力軸53の回転トルクは、第2駆動ギヤ53a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73によって左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。従って、このハイブリッド車両1は、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)が駆動輪WL,WRに伝達されて後退走行を行う。
【0086】
また、このハイブリッド車両1は、次のようにして内燃機関10の動力を用いた走行とモータ/ジェネレータ20による発電を同時に行うことができる。先ず、変速制御手段は、モータ/ジェネレータ20が連結された第1変速機構40の全てのカップリング機構(第1速カップリング機構41d、第3速カップリング機構43d及び第5速カップリング機構45d)を解放状態に制御すると共に、第2変速機構50における要求変速段に係るカップリング機構(第2速カップリング機構52d、第4速カップリング機構54d又は後退カップリング機構59d)を係合状態に制御する。また、クラッチ制御手段は、第1及び第2のクラッチ61,62を係合状態となるように制御する。かかる状態においては、内燃機関10の出力軸11の回転トルク(機関トルク)が半係合状態又は係合状態の第2クラッチ62を介して第2変速機構50の入力軸51に伝わり、その入力軸51の回転トルクが要求変速段を介して変速されて第2変速機構50の出力軸53に伝達される。そして、その出力軸53の回転トルクは、第2駆動ギヤ53a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73によって左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。ここで、その出力軸53の回転トルクの一部は、動力統合ギヤ32及び第1駆動ギヤ44aを介して第1変速機構40の出力軸44に伝わるが、この第1変速機構40の全てのカップリング機構が解放状態になっているので、その入力軸42には伝達されない。一方、その入力軸42には、内燃機関10の出力軸11の回転トルク(機関トルク)が半係合状態又は係合状態の第1クラッチ61を介して伝達される。そして、その入力軸42の回転トルクは、歯車対23を介してモータ/ジェネレータ20の回転軸24に伝えられる。その際、電子制御装置100のモータ/ジェネレータ制御手段は、インバータ27を制御して、モータ/ジェネレータ20を発電機として作動させる。つまり、このときには、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)が要求変速段を介して駆動輪WL,WRに伝達されてハイブリッド車両1を走行させると共に、その動力の一部がモータ/ジェネレータ20に伝達されて電力の回生を行う。
【0087】
更に、このハイブリッド車両1は、モータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)のみでの走行も可能である。この場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第1変速機構40における第1速ギヤ段41、第3速ギヤ段43又は第5速ギヤ段45の中から要求変速段の選択を行う。また、電子制御装置100のモータ/ジェネレータ制御手段は、駆動輪WL,WRにおける要求駆動力に応じた電動機トルクを発生させるようにモータ/ジェネレータ20の制御を行う。そして、電子制御装置100は、変速制御手段によってその要求変速段のカップリング機構(第1速カップリング機構41d、第3速カップリング機構43d又は第5速カップリング機構45d)を係合状態に制御し、且つ、クラッチ制御手段によって第1及び第2のクラッチ61,62を解放状態に制御する。これにより、このハイブリッド車両1においては、ロータ22の回転軸24の回転トルク(電動機トルク)が歯車対23を介して第1変速機構40の入力軸42に伝わり、その入力軸42の回転トルクが要求変速段を介して変速されて第1変速機構40の出力軸44に伝達される。そして、その出力軸44の回転トルクは、第1駆動ギヤ44a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73によって左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。従って、このハイブリッド車両1は、モータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)のみを駆動輪WL,WRに伝達して走行することもできる(EV走行モード)。このハイブリッド車両1においては、モータ/ジェネレータ20が接続されている第1変速機構40の或る変速段を使用したEV走行モードでの走行中に、その第1変速機構40の他の変速段への変速(第3速ギヤ段43から第1速ギヤ段41への切り替えのような所謂連続しない変速段間の飛ばし変速)を行うことができる。
【0088】
また更に、このハイブリッド車両1は、モータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)を第2変速機構50に伝えて走行させることも可能である。この場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第1変速機構40におけるカップリング機構(第1速カップリング機構41d、第3速カップリング機構43d及び第5速カップリング機構45d)を全て解放状態に制御すると共に、第2変速機構50において選択した要求変速段のカップリング機構(第2速カップリング機構52d、第4速カップリング機構54d又は後退カップリング機構59d)を係合状態に制御する。また、この電子制御装置100のクラッチ制御手段は、第1及び第2のクラッチ61,62を双方とも係合状態となるように制御する。これにより、第1変速機構40の入力軸42に入力されたモータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)は、半係合状態又は係合状態の第1クラッチ61と第2クラッチ62を介して第2変速機構50の入力軸51に伝達され、この第2変速機構50の要求変速段で変速されて出力軸53に伝わる。そして、その出力軸53の回転トルクは、第2駆動ギヤ53a、動力統合ギヤ32及び最終減速装置70を介して減速され、その最終減速装置70の差動機構73によって左右夫々の駆動軸DL,DRに分配される。つまり、このハイブリッド車両1は、第1変速機構40を介さずに、第2変速機構50を経たモータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)で走行することもできる。
【0089】
また、このハイブリッド車両1においては、モータ/ジェネレータ20を発電機として作動させることによって、前述したように回生制動を行うことができる。この場合、電子制御装置100の変速制御手段は、第1変速機構40において選択した要求変速段のカップリング機構(第1速カップリング機構41d、第3速カップリング機構43d又は第5速カップリング機構45d)を係合状態に制御すると共に、第2変速機構50におけるカップリング機構(第2速カップリング機構52d、第4速カップリング機構54d及び後退カップリング機構59d)を全て解放状態に制御する。その要求変速段は、例えば二次電池28の充電状態に基づいて設定する。例えば、二次電池28の充電状態が低下しているほど(蓄電量が少ないほど)多量に充電を行う必要があるので、要求変速段は、二次電池28の充電状態が低下しているほどロータ22の回転を速めることのできる低速側の変速段を設定すればよい。また、このときの電子制御装置100のクラッチ制御手段は、第1及び第2のクラッチ61,62を双方とも解放状態に制御する。また、この電子制御装置100のモータ/ジェネレータ制御手段は、電力の回生が行われるようにインバータ27を制御して、モータ/ジェネレータ20を発電機として作動させる。尚、このときには、燃料を無駄に消費しないように、機関制御手段によって内燃機関10を停止させておくことが望ましい。かかる状態において、駆動輪WL,WRの回転トルクは、最終減速装置70、動力統合ギヤ32及び第1駆動ギヤ44aを介して第1変速機構40の出力軸44に入力される。その出力軸44の回転トルクは、要求変速段で変速されて第1変速機構40の入力軸42に伝達され、歯車対23を介してモータ/ジェネレータ20のロータ22に伝わる。その際、モータ/ジェネレータ20は、発電機として作動しているので、電力の回生を行うと共に、ロータ22の回転が駆動輪WL,WRの回転負荷となる。従って、このときのハイブリッド車両1においては、回生制動が行われて駆動輪WL,WRに制動力(以下、「回生制動力」という。)が加わるようになる。
【0090】
かかる回生制動は、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)のみでの走行中、モータ/ジェネレータ20の機械的な動力(電動機トルク)のみでの走行中、又は内燃機関10とモータ/ジェネレータ20の夫々の機械的な動力(機関トルクと電動機トルクとを合わせた総出力トルク)での走行中の何れの場合においても実行可能である。
【0091】
ここで、駆動輪WL,WRの要求制動力(要求制動トルク)は、前述したように制動装置90のマスタシリンダ圧制動力(マスタシリンダ圧制動トルク)又は加圧制動力(加圧制動トルク)のみで発生させてもよく、モータ/ジェネレータ20による回生制動力(回生制動トルク)のみで発生可能ならばそれでもよい。
【0092】
また、その要求制動力(要求制動トルク)については、マスタシリンダ圧制動力(マスタシリンダ圧制動トルク)又は加圧制動力(加圧制動トルク)と回生制動力(回生制動トルク)の双方によって実現させる場合もある。この場合、ブレーキECU105の制動制御手段は、ブレーキ操作量検出手段97で検出されたブレーキ操作量に基づいて駆動輪WL,WRの要求制動力(要求制動トルク)を設定する。その際、電子制御装置100の制動制御手段は、例えば運転者のブレーキ操作を契機にして、少なくとも二次電池28の充電状態に基づき回生制動の要否を判断する。例えば、二次電池28の充電状態が所定よりも低下していれば(蓄電量が所定量よりも少なくなっていれば)、電力を回収して二次電池28の充電量を上げることが望ましいので、電子制御装置100の制動制御手段は、回生制動が必要と判断する。この電子制御装置100の制動制御手段は、回生制動が必要と判断したならば、回生制動力(回生制動トルク)を例えばロータ22の回転速度やモータ/ジェネレータ20の温度などに基づいて演算し、その回生制動力(回生制動トルク)の情報をブレーキECU105に送信する。ブレーキECU105の制動制御手段においては、マスタシリンダ圧制動力(マスタシリンダ圧制動トルク)と回生制動力(回生制動トルク)によって要求制動力(要求制動トルク)を各制動力発生手段96L,96Rに発生させることができるのか否かを判断する。そして、この制動制御手段は、マスタシリンダ圧制動力(マスタシリンダ圧制動トルク)と回生制動力(回生制動トルク)とで要求制動力(要求制動トルク)を満足させることができないならば、その不足分を補うことが可能な各制動力発生手段96L,96Rへの目標ブレーキ液圧を求め、その目標ブレーキ液圧に基づきブレーキアクチュエータ94を制御して加圧制動力(加圧制動トルク)を制動力発生手段96L,96Rに発生させる。これにより、駆動輪WL,WRには、その加圧制動力(加圧制動トルク)と回生制動力(回生制動トルク)とによって要求制動力(要求制動トルク)が加わるようになる。
【0093】
ところで、このハイブリッド車両1においては、モータ/ジェネレータ20が接続されている第1変速機構40の或る変速段での上述した回生制動の最中に、その第1変速機構40の他の変速段への変速を行う場合がある。例えば、ダウンシフト側への変速を行ったときには、回生制動力を高めることができる。
【0094】
しかしながら、その場合には、そのモータ/ジェネレータ20による駆動輪WL,WRにおける回生制動トルク(以下、「MG回生制動トルク」という。)Tbkmを一旦0にしなければ、第1変速機構40の他の変速段への変速を行うことができない。これが為、そのMG回生制動トルクTbkmをモータ/ジェネレータ制御手段が0に向けて制御し始めてから変速完了後に再び回生制動状態に戻るまでの間においては、そのMG回生制動トルクTbkmの減少分だけ駆動輪WL,WRに発生する制動力(制動トルク)が低下してしまい、運転者がブレーキ操作によって望む要求制動力(要求制動トルクTbkrq)を駆動輪WL,WRに働かせることができなくなる。
【0095】
そこで、本実施例のハイブリッド車両1は、回生制動中に制動力の低下を抑えつつ第1変速機構40内の各変速段間で変速段の切り替えを行うことができるように構成する。具体的には、回生制動中に第1変速機構40内の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合に、MG回生制動トルクTbkmを0にして変速を行う点で変わりはないが、そのMG回生制動トルクTbkmの減少分に相当する駆動輪WL,WRの制動力が第2クラッチ62を介した内燃機関10の回転抵抗トルク(つまりエンジンブレーキトルクTbke)で補われるように構成する。
【0096】
以下においては、第1変速機構40の第3速ギヤ段43で回生制動を行っている最中にその第3速ギヤ段43から第1速ギヤ段41へと変速を行う場合を例に挙げて図3に基づき説明する。尚、ここでは、内燃機関10が停止しているものとして例示する。
【0097】
第3速ギヤ段43での回生制動中には、デュアルクラッチ式変速機30が次のような制御状態になっている。先ず、第1クラッチ61と第2クラッチ62は、各々解放状態に制御されている。また、第1変速機構40においては、第3速ギヤ段43の第3速カップリング機構43dが係合状態に制御され、他の変速段のカップリング機構(第1速カップリング機構41d及び第5速カップリング機構45d)が解放状態に制御されている。また、回生制動中、即ち減速中なので、第2変速機構50においては、ダウンシフト側の第2速ギヤ段52の第2速カップリング機構52dが係合状態に制御され、他の変速段のカップリング機構(第4速カップリング機構54d及び後退カップリング機構59d)が解放状態に制御されている。
【0098】
この制御状態において第1速ギヤ段41への変速が判断された際、電子制御装置100は、モータ/ジェネレータ制御手段によってモータ/ジェネレータ20によるMG回生制動トルクTbkmが0になるようインバータ27を制御すると同時に、クラッチ制御手段によって第2クラッチ62の第2クラッチ油圧Pc2を増圧制御する。その第2クラッチ油圧Pc2は、MG回生制動トルクTbkmの要求制動トルクTbkrqに対する減少分に相当するエンジンブレーキトルクTbkeが駆動輪WL,WRに逐一発生するよう増圧させる。この第2クラッチ油圧Pc2の設定方法については、後述する。かかる制御によって、図3に示す如く、MG回生制動トルクTbkmが徐々に0に向かって減少していくと共に、第2クラッチ油圧Pc2が徐々に上昇していく。その際、駆動輪WL,WRにおいては、MG回生制動トルクTbkmの減少に伴い回生制動力が低下していく。しかしながら、第2クラッチ油圧Pc2の上昇に伴い第2クラッチ62の係合状態が制御され、その第2クラッチ62が少なくとも半係合状態となることによって、駆動輪WL,WRの回転トルクは、最終減速装置70、動力統合ギヤ32、第2駆動ギヤ53a、第2速ギヤ段52及び第2クラッチ62を介して内燃機関10の出力軸11に伝達され始める。これが為、その内燃機関10においては、図3に示す如く機関回転数Neが上昇していくので、機関慣性トルクTeIe(>0)と機関摩擦トルクTefric(>0)が発生する。従って、駆動輪WL,WRにおいては、その機関慣性トルクTeIeと機関摩擦トルクTefricによるエンジンブレーキトルクTbkeが発生するようになり、回生制動力の低下分を補うことができる。尚、機関慣性トルクTeIeは、内燃機関10の正転方向に働くトルクであり、機関摩擦トルクTefricは、機関慣性トルクTeIeに対して逆方向に働くトルクである。また、そのエンジンブレーキトルクTbkeは、下記の式1に示す如く、機関摩擦トルクTefricから機関慣性トルクTeIeを減算したものに第2速ギヤ段52の変速比γ2、動力統合ギヤ32と第2駆動ギヤ53aとの間のギヤ比γg及び最終減速装置70の減速比γfを乗算して求めることができる。
【0099】
Tbke=(Tefric−TeIe)×γ2×γg×γf … (1)
【0100】
電子制御装置100は、MG回生制動トルクTbkmが0になったところで、その状態を保つべくモータ/ジェネレータ制御手段による上記の制御を停止させると共に、その際の油圧の状態でクラッチ制御手段が第2クラッチ油圧Pc2を保持させ、且つ、変速制御手段によって第3速ギヤ段43の第3速カップリング機構43dを係合状態から解放状態へと制御させる。これに伴い、モータ/ジェネレータ制御手段は、モータ/ジェネレータ20の回転数(以下、「MG回転数」という。)Nmgを図3に示す如く第3速ギヤ段43相当のものから第1速ギヤ段41相当のものへと切り替える為に、その切り替え前後で回転を同期させるトルク(以下、「MG回転同期トルク」という。)をモータ/ジェネレータ20に出力させる。そのMG回転同期トルクについては、MG回転数Nmgが第1速ギヤ段41相当のものに切り替わるまで出力させ続ける。その間もエンジンブレーキトルクTbkeによってMG回生制動トルクTbkmの減少分が補填されている。
【0101】
続いて、変速制御手段は、MG回転数Nmgが第1速ギヤ段41相当のものへと切り替わったところで、第1速ギヤ段41の第1速カップリング機構41dを解放状態から係合状態へと制御する。
【0102】
電子制御装置100は、その変速の終了を契機にして、モータ/ジェネレータ制御手段によってMG回生制動トルクTbkmが駆動輪WL,WRの要求制動トルクTbkrqとなるようインバータ27を制御すると同時に、要求制動トルクTbkrqに対する不足分をエンジンブレーキトルクTbkeで補いつつクラッチ制御手段によって第2クラッチ62の第2クラッチ油圧Pc2を0になるまで減圧制御する。この制御によって、図3に示す如く、MG回生制動トルクTbkmが徐々に要求制動トルクTbkrqに向かって増加していくと共に、第2クラッチ油圧Pc2が徐々に0に向かって低下していく。MG回生制動トルクTbkmが要求制動トルクTbkrqになる(第2クラッチ油圧Pc2が0になる)までは、そのMG回生制動トルクTbkmと第2クラッチ油圧Pc2の印加によるエンジンブレーキトルクTbkeとによって要求制動トルクTbkrqが発生させられる。そして、MG回生制動トルクTbkmが要求制動トルクTbkrqになってからは、このMG回生制動トルクTbkmのみで駆動輪WL,WRに要求制動トルクTbkrqを発生させている。
【0103】
本実施例のハイブリッド車両1においては、第1変速機構40の或る変速段での回生制動中にその第1変速機構40の他の変速段へと変速する場合、上記の如く制御することによって図3のハッチング部分で示すMG回生制動トルクTbkmの減少分をエンジンブレーキトルクTbke(つまり、第2クラッチ油圧Pc2の調整によって第2クラッチ62の係合状態を制御し、その係合状態に応じて変化させたエンジンブレーキトルクTbke)で補うので、その変速を制動力の低下を抑えつつ実行することができる。つまり、このハイブリッド車両1は、その場合に、運転者がブレーキ操作によって望む要求制動力(要求制動トルクTbkrq)を駆動輪WL,WRに働かせた状態のまま、運転者に違和感を与えることなく第1変速機構40内の変速段間で変速段の切り替えを行うことができる。
【0104】
ここで、第2クラッチ油圧Pc2の設定方法についての説明を行う。
【0105】
駆動輪WL,WRのMG回生制動トルクTbkmが増減した際には、その増減に比例して、回生制動に伴い第2クラッチ62に働く回転トルク(以下、「モータ回生トルク」という。)Tmc2についても増減する。これが為、第1変速機構40の或る変速段での回生制動中にその第1変速機構40の他の変速段へと変速する場合には、MG回生制動トルクTbkmの減少分に比例してモータ回生トルクTmc2も減少する。一方、駆動輪WL,WRのエンジンブレーキトルクTbkeが増減するときも同様に、機関摩擦トルクTefricと機関慣性トルクTeIeに伴って第2クラッチ62に働く回転トルク(以下、「第2クラッチトルク」という。)Tc2は、エンジンブレーキトルクTbkeの増減に比例して増減する。従って、第1変速機構40の或る変速段での回生制動中にその第1変速機構40の他の変速段へと変速する場合には、そのモータ回生トルクTmc2の減少分に相当する第2クラッチトルク(以下、「要求第2クラッチトルク」という。)Tc2rqを第2クラッチ62に加えることができれば、結果として、駆動輪WL,WRにおいて、MG回生制動トルクTbkmの減少分が要求第2クラッチトルクTc2rqに係るエンジンブレーキトルクTbkeで補われ、運転者のブレーキ操作に応じた要求制動力(要求制動トルクTbkrq)を発生させることができる。その際の第2クラッチ62においては、その要求第2クラッチトルクTc2rqに応じて第2クラッチ油圧Pc2(つまり入力軸51と内燃機関10の出力軸11との間の係合量)が調整される。
【0106】
その駆動輪WL,WRにおける要求制動トルクTbkrqとMG回生制動トルクTbkmとエンジンブレーキトルクTbkeとの間には、次の式2の如き関係が成立する。
【0107】
Tbkrq=Tbkm+Tbke … (2)
【0108】
また、第2クラッチ62の回転トルク(以下、「第2クラッチ制動トルク」という。)のみで駆動輪WL,WRに要求制動トルクTbkrqを発生させると仮定して、その為に必要な第2クラッチ制動トルク(以下、「要求第2クラッチ制動トルク」という。)Tbkc2rqについては、その第2クラッチ62におけるモータ回生トルクTmc2と要求第2クラッチトルクTc2rqとの間で次の式3の如き関係が成立する。
【0109】
Tbkc2rq=Tmc2+Tc2rq … (3)
【0110】
その要求第2クラッチ制動トルクTbkc2rqは、下記の式4に示す如く、運転者のブレーキ操作(ブレーキ操作量)に基づいて設定される要求制動トルクTbkrqを第2速ギヤ段52の変速比γ2、動力統合ギヤ32と第2駆動ギヤ53aとの間のギヤ比γg及び最終減速装置70の減速比γfで除算することによって演算できる。また、モータ回生トルクTmc2については、下記の式5に示す如く、MG回生制動トルクTbkmを第2速ギヤ段52の変速比γ2、動力統合ギヤ32と第2駆動ギヤ53aとの間のギヤ比γg及び最終減速装置70の減速比γfで除算することによって演算できる。
【0111】
Tbkc2rq=Tbkrq/(γ2×γg×γf) … (4)
【0112】
Tmc2=Tbkm/(γ2×γg×γf) … (5)
【0113】
従って、モータ回生トルクTmc2の減少分を補う要求第2クラッチトルクTc2rqは、その要求第2クラッチ制動トルクTbkc2rqとモータ回生トルクTmc2を用いて下記の式6(式3の変形式)から導くことができる。
【0114】
Tc2rq=Tbkc2rq−Tmc2 … (6)
【0115】
この要求第2クラッチトルクTc2rqは、電子制御装置100に設けた要求第2クラッチトルク設定手段によって演算及び設定を実行させる。その要求第2クラッチトルク設定手段は、先ず、図4のフローチャートに示す如く、要求第2クラッチ制動トルクTbkc2rqとモータ回生トルクTmc2を夫々例えば上記式4,5に基づいて演算する(ステップST1,ST2)。そして、この要求第2クラッチトルク設定手段は、その要求第2クラッチ制動トルクTbkc2rqとモータ回生トルクTmc2を上記式6に代入して要求第2クラッチトルクTc2rqを求める(ステップST3)。
【0116】
本実施例の電子制御装置100には、この要求第2クラッチトルクTc2rqを発生させる為の第2クラッチ油圧Pc2を導き出すトルク/油圧変換マップが用意されている。そのトルク/油圧変換マップは、予め実験やシミュレーションを行った際に得られた要求第2クラッチトルクTc2rqと第2クラッチ油圧Pc2との対応関係を示すものである。クラッチ制御手段は、要求第2クラッチトルクTc2rqが設定された際に、その要求第2クラッチトルクTc2rqとトルク/油圧変換マップから第2クラッチ油圧Pc2を演算し、その第2クラッチ油圧Pc2を発生させるように第2クラッチ62のアクチュエータ62aを制御する。これにより、第2クラッチ62においては、機関摩擦トルクTefricと機関慣性トルクTeIeによる要求第2クラッチトルクTc2rqが発生する。そして、これに伴って、駆動輪WL,WRにおいては、その要求第2クラッチトルクTc2rqに係るエンジンブレーキトルクTbkeと、モータ回生トルクTmc2に係るMG回生制動トルクTbkmと、によって要求第2クラッチ制動トルクTbkc2rqに係る要求制動トルクTbkrqが発生する。
【0117】
ところで、第2クラッチ62には、それ自体の固体ばらつき(摩擦板62bの摩擦材部分の摩擦係数のばらつき、その摩擦材部分とクラッチハウジング63との間隔のばらつき等)、環境ばらつき(油温ばらつき等)、経年変化に伴うその摩擦材部分の摩擦係数のばらつき等が存在する。これが為、この第2クラッチ62においては、上記の第2クラッチ油圧Pc2がアクチュエータ62aに印加されたとしても、そのようなばらつきが原因となって要求第2クラッチトルクTc2rqを必ずしも発生できるとは限らない。そして、その要求第2クラッチトルクTc2rqに対する実際の第2クラッチトルクTc2realのずれによって、エンジンブレーキトルクTbkeにもずれが生じるので、駆動輪WL,WRにおいては、MG回生制動トルクTbkmの減少分をエンジンブレーキトルクTbkeによって適切に補えなくなり、運転者の望む要求制動トルクTbkrqを発生させることが不可能になる。
【0118】
そこで、本実施例においては、その要求第2クラッチトルクTc2rqを正確に発生させるべく、実際の第2クラッチトルクTc2realに相当するものとして推定した第2クラッチトルク(以下、「推定実第2クラッチトルク」という。)Tc2preを求め、その推定実第2クラッチトルクTc2preに基づいて実際の第2クラッチトルクTc2realが要求第2クラッチトルクTc2rqとなるように第2クラッチ油圧Pc2をフィードバック制御する(つまり入力軸51と内燃機関10の出力軸11との間の係合量の補正を行う)。本実施例の電子制御装置100には、その第2クラッチ油圧Pc2の要求値(以下、「要求第2クラッチ油圧」という。)Pc2rqの設定を行う要求第2クラッチ油圧設定手段が用意されている。
【0119】
その推定実第2クラッチトルクTc2preは、エンジンブレーキトルクTbkeに係る第2クラッチ62においての実際の第2クラッチトルクTc2real相当の推定値であって、下記の式7の如く、機関摩擦トルクTefricから機関慣性トルクTeIeを減算して求めることができる。
【0120】
Tc2pre=Tefric−TeIe … (7)
【0121】
ここで、機関摩擦トルクTefricは、内燃機関10の機関回転数Neに応じて変化するので、その機関回転数Neと機関摩擦トルクTefricとの対応関係を示す摩擦トルク/回転数マップMAPfric(Ne)から推定する。その摩擦トルク/回転数マップMAPfric(Ne)は、その両者の関係について予め実験やシミュレーションを行って電子制御装置100に用意しておく。
【0122】
また、機関慣性トルクTeIeは、内燃機関10固有の慣性モーメントIeと機関回転数角加速度αneを用いて下記の式8から推定する。その機関回転数角加速度αneは、下記の式9の如く、機関回転数Neの変動(Ne−Neold)と演算周期等から決まる所定の比例係数Kの乗算値を時間で微分演算することによって求めることができる。
【0123】
TeIe=Ie×αne … (8)
【0124】
αne=K×(Ne−Neold)’ … (9)
【0125】
電子制御装置100には、その推定実第2クラッチトルクTc2preを求める第2クラッチトルク推定手段が用意されている。その第2クラッチトルク推定手段は、先ず、機関摩擦トルクTefricと機関慣性トルクTeIeの推定を行う。これが為、この第2クラッチトルク推定手段は、図5のフローチャートに示す如く、クランク角センサ12から機関回転数Neを検出し(ステップST11)、その機関回転数Neを摩擦トルク/回転数マップMAPfric(Ne)に当てはめて機関摩擦トルクTefricの推定を行う(ステップST12)。また、この第2クラッチトルク推定手段は、上記式9に基づいて機関回転数角加速度αneを演算し(ステップST13)、その機関回転数角加速度αneを上記式8に代入して機関慣性トルクTeIeの推定を行う(ステップST14)。そのステップST13においては、上記ステップST11で検出した機関回転数Neと、1つ前の演算周期で検出されて下記のステップST16で更新された機関回転数Neoldと、を用いる。
【0126】
機関摩擦トルクTefricと機関慣性トルクTeIeの推定を終えた後、第2クラッチトルク推定手段は、これらを上記式7に代入して推定実第2クラッチトルクTc2preを推定する(ステップST15)。そして、この第2クラッチトルク推定手段は、上記ステップST11で検出された機関回転数Neを機関回転数Neoldとして更新する(ステップST16)。その機関回転数Neoldは、上述したように、次の演算周期のステップST13における機関回転数角加速度αneの演算に使用する。
【0127】
電子制御装置100の要求第2クラッチ油圧設定手段は、図4のステップST3及び図5のステップST15で各々求めた要求第2クラッチトルクTc2rq及び推定実第2クラッチトルクTc2preを用いて、要求第2クラッチ油圧Pc2rqの設定を行う。
【0128】
この要求第2クラッチ油圧設定手段は、例えば、図6のフローチャートに示す如く、要求第2クラッチトルクTc2rqと上述したトルク/油圧変換マップを用いて、その要求第2クラッチトルクTc2rqを発生させる為に必要な要求第2クラッチ油圧(以下、「要求第2クラッチ油圧基準値」という。)Pc2rq0の演算を行う(ステップST21)。
【0129】
また、この要求第2クラッチ油圧設定手段は、その要求第2クラッチトルクTc2rqと推定実第2クラッチトルクTc2preとを比較する(ステップST22)。
【0130】
このステップST22で要求第2クラッチトルクTc2rqと推定実第2クラッチトルクTc2preとが一致していると判定された場合、要求第2クラッチ油圧設定手段は、実際に要求第2クラッチトルクTc2rqが発生していると判断して、上記ステップST21の要求第2クラッチ油圧基準値Pc2rq0を要求第2クラッチ油圧Pc2rqとして設定する(ステップST23)。
【0131】
一方、上記ステップST22で要求第2クラッチトルクTc2rqと推定実第2クラッチトルクTc2preとが不一致であると判定された場合、要求第2クラッチ油圧設定手段は、上記ステップST21の要求第2クラッチ油圧基準値Pc2rq0に対する要求第2クラッチ油圧の補正値(以下、「要求第2クラッチ油圧補正値」という。)Pc2rqcを演算する(ステップST24)。
【0132】
その要求第2クラッチ油圧補正値Pc2rqcは、例えば、要求第2クラッチトルクTc2rqと推定実第2クラッチトルクTc2preの差分を上記トルク/油圧変換マップに当てはめて求めることができる。つまり、この要求第2クラッチ油圧補正値Pc2rqcとは、その差分に相当する油圧のことである。具体的に、この要求第2クラッチ油圧補正値Pc2rqcは、推定実第2クラッチトルクTc2preが要求第2クラッチトルクTc2rqに対して不足していれば、その不足分を補う為に要求第2クラッチ油圧基準値Pc2rq0に対して補填する増分の油圧であり、ここでは正の値として算出される。また、この要求第2クラッチ油圧補正値Pc2rqcは、推定実第2クラッチトルクTc2preが要求第2クラッチトルクTc2rqに対して大きければ、その過剰分を減じる為に要求第2クラッチ油圧基準値Pc2rq0に対して減少させる油圧であり、ここでは負の値として算出される。
【0133】
要求第2クラッチ油圧設定手段は、この場合、下記の式10の如く、その要求第2クラッチ油圧補正値Pc2rqcを要求第2クラッチ油圧基準値Pc2rq0に加算して要求第2クラッチ油圧Pc2rqの設定を行う(ステップST25)。
【0134】
Pc2rq=Pc2rq0+Pc2rqc … (10)
【0135】
クラッチ制御手段は、このようにして設定した要求第2クラッチ油圧Pc2rqを第2クラッチ62のアクチュエータ62aに印加する。これにより、その第2クラッチ62においては、上述した第2クラッチ62のばらつきの影響を排除した正確な要求第2クラッチトルクTc2rqが発生する。従って、このハイブリッド車両1においては、その要求第2クラッチトルクTc2rqに係るエンジンブレーキトルクTbkeについても正確な大きさで駆動輪WL,WRに働かせることができるので、そのエンジンブレーキトルクTbkeによってMG回生制動トルクTbkmの減少分を適切に補えるようになり、運転者の望む要求制動トルクTbkrqの発生が可能になる。
【0136】
ところで、上述した本実施例のデュアルクラッチ式変速機30においては第1変速機構40の入力軸42と第2変速機構50の入力軸51を同軸上に配置した2重軸構造のものとして例示したが、例えば、その夫々の入力軸42,51は、図7に示す如く所定の間隔を空けて平行に配置してもよい。この場合のデュアルクラッチ機構60には、内燃機関10の出力軸11に当該出力軸11と一体になって回転するよう取り付けたメイン駆動ギヤ64と、このメイン駆動ギヤ64に噛み合う第1及び第2の駆動ギヤ65,66と、を設ける。この場合の第1クラッチ61は、その入力側(つまり内燃機関10側)に第1駆動ギヤ65を取り付けると共に、出力側に第1変速機構40の入力軸42を取り付け、内燃機関10の出力軸11に対してメイン駆動ギヤ64を介して係合状態にある第1駆動ギヤ65と第1変速機構40の入力軸42とを係合させることができる。一方、第2クラッチ62は、その入力側(つまり内燃機関10側)に第2駆動ギヤ66を取り付けると共に、出力側に第2変速機構50の入力軸51を取り付け、内燃機関10の出力軸11に対してメイン駆動ギヤ64を介して係合状態にある第2駆動ギヤ66と第2変速機構50の入力軸51とを係合させることができる。これら第1及び第2のクラッチ61,62は、例えば乾式又は湿式の単板クラッチ又は多板クラッチを用いればよい。この場合の電子制御装置100のクラッチ制御手段は、第1クラッチ61と第2クラッチ62を交互に係合状態と解放状態(非係合状態)とで切り替えさせるように構成し、内燃機関10の機械的な動力(機関トルク)が第1変速機構40又は第2変速機構50の内の何れか一方にのみ伝達されるようにする。
【0137】
更に、本実施例においてはモータ/ジェネレータ20と第1変速機構40の間に歯車対23を介在させているが、そのモータ/ジェネレータ20は、第1変速機構40の入力軸42にロータ22を取り付けてもよい。また、本実施例においてはモータ/ジェネレータ20を第1変速機構40側に設けたが、そのモータ/ジェネレータ20を第2変速機構50側に設けたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0138】
以上のように、本発明に係るハイブリッド車両は、原動機の動力を伝達可能な2つの変速機構を備え、その内の一方の変速機構にモータ/ジェネレータが接続されたデュアルクラッチ式変速機を有するものに有用であり、特に、回生制動中に制動力の低下を抑えつつモータ/ジェネレータの接続された変速機構内の各変速段間で変速段の切り替えを実現させる技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【0139】
【図1】本発明に係るハイブリッド車両の概略構成について説明する図である。
【図2】デュアルクラッチ機構の具体的構成を示す図である。
【図3】回生制動中に制動力の低下を抑えつつモータ/ジェネレータの接続された変速機構内の各変速段間で変速段の切り替えを行う際の各部のタイムチャートである。
【図4】要求第2クラッチトルクの演算に関するフローチャートである。
【図5】推定実第2クラッチトルクの推定演算に関するフローチャートである。
【図6】要求第2クラッチ油圧の設定に関するフローチャートである。
【図7】デュアルクラッチ機構の他の具体的構成を示す図である。
【符号の説明】
【0140】
1 ハイブリッド車両
10 内燃機関
11 出力軸
20 モータ/ジェネレータ
30 デュアルクラッチ式変速機
40 第1変速機構
41 第1速ギヤ段
42 入力軸
43 第3速ギヤ段
44 出力軸
45 第5速ギヤ段
50 第2変速機構
51 入力軸
52 第2速ギヤ段
53 出力軸
54 第4速ギヤ段
59 後退ギヤ段
60 デュアルクラッチ機構
61 第1クラッチ
62 第2クラッチ
61a,62a アクチュエータ
70 最終減速装置
100 電子制御装置
WL,WR 駆動輪

【特許請求の範囲】
【請求項1】
出力軸から原動機トルクを出力する原動機と、
この原動機の原動機トルクが伝達される第1入力軸及び当該第1入力軸に入力された入力トルクを変速する複数種類の変速段からなる第1変速段群を備え、前記第1入力軸の入力トルクを前記第1変速段群の内の何れか1つの変速段により変速して出力する第1変速機構と、
前記原動機の原動機トルクが伝達される第2入力軸及び当該第2入力軸に入力された入力トルクを変速する複数種類の変速段からなる第2変速段群を備え、前記第2入力軸の入力トルクを前記第2変速段群の内の何れか1つの変速段により変速して出力する第2変速機構と、
前記原動機の出力軸と前記第1変速機構の第1入力軸との間を係合又はこれらの間の係合を解放させる第1クラッチと、
前記原動機の出力軸と前記第2変速機構の第2入力軸との間を係合又はこれらの間の係合を解放させる第2クラッチと、
前記第1変速機構における変速後の出力トルクと前記第2変速機構における変速後の出力トルクを駆動輪に向けて伝達するトルク伝達手段と、
ロータに連結された回転軸が前記第1変速機構の第1入力軸に係合され、電動機又は発電機として作動するモータ/ジェネレータと、
前記第1変速段群の中から1つの変速段を選択して当該変速段での変速動作を実行可能な状態にし、且つ、前記第2変速段群の中から1つの変速段を選択して当該変速段での変速動作を実行可能な状態にし、該選択された各変速段の入力側と出力側の夫々の歯車を係合状態にする変速制御手段と、
前記第1及び第2のクラッチに対して係合動作と係合の解放動作を実行させるクラッチ制御手段と、
前記モータ/ジェネレータを電動機として作動させることで電動機トルクを出力させ又は発電機として作動させることで電力の回生を行わせる若しくは前記駆動輪に制動トルクを加える回生制動を行わせるモータ/ジェネレータ制御手段と、
を備えたハイブリッド車両において、
前記クラッチ制御手段は、前記第1及び第2のクラッチを解放状態にして行う前記モータ/ジェネレータによる回生制動中に当該モータ/ジェネレータの回転軸と係合状態にある前記第1入力軸を備えた前記第1変速機構の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合、該モータ/ジェネレータと係合状態にない第2入力軸を備えた前記第2変速機構に係る前記第2クラッチを係合させるように構成したことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項2】
前記第1及び第2のクラッチを解放状態にして行う前記モータ/ジェネレータによる回生制動中に当該モータ/ジェネレータの回転軸と係合状態にある前記第1入力軸を備えた前記第1変速機構の各変速段間で変速段の切り替えを行う場合、該切り替えを終えるまで前記モータ/ジェネレータ制御手段に前記モータ/ジェネレータによる回生制動時の制動トルクを0に減少させると共に、該減少分が前記原動機の回転抵抗トルクで補えるよう前記クラッチ制御手段に前記第2クラッチの係合状態を制御させるよう構成したことを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両。
【請求項3】
前記第2クラッチは、前記第2入力軸と前記原動機の出力軸との間の係合量を要求クラッチトルクに応じて調整可能なアクチュエータを備えており、
前記クラッチ制御手段は、前記原動機の摩擦トルクと慣性トルクに基づいて前記回転抵抗トルクに係る前記第2クラッチの推定実クラッチトルクを推定し、該推定実クラッチトルクに基づき実クラッチトルクを前記要求クラッチトルクに制御するべく前記係合量の補正を行うように構成したことを特徴とする請求項2記載のハイブリッド車両。
【請求項4】
前記第1変速機構の各変速段間における変速段の切り替えは、連続しない変速段間での飛ばし変速であることを特徴とする請求項1,2又は3に記載のハイブリッド車両。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2010−83454(P2010−83454A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−257709(P2008−257709)
【出願日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】