車両用クラッチ装置
【課題】フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減すること。
【解決手段】クラッチ装置２０は、摩擦材２１と、プレート２２と、係合機構と、第２クラッチ装置とを備える。摩擦材２１は、内燃機関１１と連結される。プレート２２は、トルクコンバータ１３と連結される。係合機構は、摩擦材２１とプレート２２とを係合させる。第２クラッチ装置は、トルクコンバータ１３と車輪との間に設けられて、内燃機関１１の自立運転時に、トルクコンバータ１３と車輪との間における回転力の伝達を遮断する。そして、係合機構は、内燃機関１１の自立運転時に、摩擦材２１とプレート２２とを係合させる。
【解決手段】クラッチ装置２０は、摩擦材２１と、プレート２２と、係合機構と、第２クラッチ装置とを備える。摩擦材２１は、内燃機関１１と連結される。プレート２２は、トルクコンバータ１３と連結される。係合機構は、摩擦材２１とプレート２２とを係合させる。第２クラッチ装置は、トルクコンバータ１３と車輪との間に設けられて、内燃機関１１の自立運転時に、トルクコンバータ１３と車輪との間における回転力の伝達を遮断する。そして、係合機構は、内燃機関１１の自立運転時に、摩擦材２１とプレート２２とを係合させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用クラッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両（ＨＶ：Hybrid Vehicle）は、作動原理が異なる二つ以上の動力源として内燃機関とモータとを備えるものがある。そして、ハイブリッド車両は、状況によって２つの駆動源のうちのどちらか一方、または両方を用いて走行する。このようなハイブリッド車両は、例えば、特許文献１に開示されている技術のように、内燃機関と電動機との間にクラッチ装置を備えるものがある。前記クラッチ装置は、例えば、第１回転部材と、第２回転部材と、油圧室と、ピストンとを有する。クラッチ装置は、油圧室に作動油が導かれ、ピストンがストロークすることにより、第１回転部材と第２回転部材とを係合させる。これにより、クラッチ装置は、車輪側の回転力、すなわち、電動機が発生する回転力と、車輪から伝わる回転力とのうち少なくとも一方を内燃機関に伝達できる。
【０００３】
ここで、ハイブリッド車両に備えられる内燃機関は、例えば、排気ガスを浄化するための触媒の温度を迅速に上昇させるため、暖気運転がなされる場合がある。暖気運転時、前記内燃機関は、自立運転（アイドリング）する。ここでは、前記自立運転を、車輪に回転力が伝わらない状態での内燃機関の運転とする。この自立運転時に生じる振動及びノイズを低減するために、例えば、特許文献１に開示されている技術は、内燃機関の出力軸に設けられるフライホイールを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−００１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フライホイールは、内燃機関が発生する機関回転力で回転する回転部材の中でも、比較的質量が大きい。また、特許文献１に開示されている技術は、フライホイールが取り付けられるためのスペースが確保される必要がある。これにより、特許文献１に開示されている技術は、機関回転力を伝達するための動力伝達機構の質量が増加したり、前記動力伝達機構が大型化するおそれがあったりする。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用クラッチ装置は、車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、前記機関回転力を流体により伝達する流体伝達装置を介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、前記流体伝達装置と前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記流体伝達装置と前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、を備え、前記係合機構は、前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、前記第２回転部材は、前記流体伝達装置との間にモータジェネレータが介在されることが望ましい。
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用クラッチ装置は、車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、モータジェネレータを介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、前記モータジェネレータと前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記モータジェネレータと前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、を備え、前記係合機構は、前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ハイブリッド車両の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、クランクシャフトの回転軸を含む面におけるクラッチ装置及びクラッチ装置の周辺の構成要素を示す断面図である。
【図３】図３は、制御装置が有する機能を示すブロック図である。
【図４】図４は、制御装置が実行する一連の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両用クラッチ装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
（実施形態）
図１は、ハイブリッド車両の構成を模式的に示す説明図である。以下、車両用クラッチ装置を備える車両としてハイブリッド車両１０の構成を説明する。なお、車両はハイブリッド車両に限定されない。図１に示す本実施形態のハイブリッド車両１０は、内燃機関１１と、クラッチ装置２０と、モータジェネレータとしての電動機１２と、トルクコンバータ１３と、前後進切換機構１４と、変速装置１５と、減速装置１６と、差動装置１７と、ドライブシャフト１８と、車輪１９と、制御装置４０とを含む。内燃機関１１は、導かれる燃料に点火して機関回転力出力軸１１ａを回転させるものである。内燃機関１１は、レシプロ式でもよいし、ロータリー式でもよい。
【００１４】
電動機１２は、電気が供給されることでロータ１２ａを回転させるものである。なお、ロータ１２ａは、回転力を出力するのみではなく、例えば内燃機関１１が発生する機関回転力や、後述する車輪１９からの車輪回転力が入力される場合もある。クラッチ装置２０は、機関回転力出力軸１１ａとロータ１２ａとを連結可能にするものである。クラッチ装置２０は、機関回転力出力軸１１ａとロータ１２ａとの間で回転力を伝達する場合（クラッチ装置の係合）と、機関回転力出力軸１１ａとロータ１２ａと間での回転力の伝達を遮断する場合（クラッチ装置の開放）とがある。クラッチ装置２０のより詳細な説明は後述する。
【００１５】
流体伝達装置としてのトルクコンバータ１３は、機関回転力出力軸１１ａから伝えられた機関回転力（トルク）や、ロータ１２ａから伝えられたモータ回転力（トルク）を増幅して前後進切換機構１４に伝える。前後進切換機構１４は、トルクコンバータ１３から入力された回転力（機関回転力とモータ回転力とのうち少なくとも一方を含む回転力）の回転方向を切り替えできる。変速装置１５は、前後進切換機構１４から入力された回転力の回転速度を調節する。減速装置１６は、変速装置１５から入力された回転力を減速する。差動装置１７は、ハイブリッド車両１０が旋回中に、各車輪１９の回転速度差を低減する。ドライブシャフト１８は、差動装置１７から入力された回転力を車輪１９へ伝える。制御装置４０については後述する。
【００１６】
上記構成により、例えば、電動機１２が発生するモータ回転力は、トルクコンバータ１３と、前後進切換機構１４と、変速装置１５と、減速装置１６と、差動装置１７と、ドライブシャフト１８とを順に介して車輪１９に伝えられる。また、ハイブリッド車両１０は、クラッチ装置２０が係合すると、電動機１２が発生するモータ回転力や、車輪１９からの車輪回転力がクラッチ装置２０を介して機関回転力出力軸１１ａに入力される。これにより、内燃機関１１の機関回転力出力軸１１ａが回転して内燃機関１１が始動する。内燃機関１１が始動すると、内燃機関１１が発生する機関回転力は、クラッチ装置２０と、トルクコンバータ１３と、前後進切換機構１４と、変速装置１５と、減速装置１６と、差動装置１７と、ドライブシャフト１８とを順に介して車輪１９に伝えられる。
【００１７】
ハイブリッド車両１０は、内燃機関１１が発生する機関回転力のみによって走行する場合、ロータ１２ａが空転して内燃機関１１が発生する機関回転力をトルクコンバータ１３へ伝える。以上により、ハイブリッド車両１０は、車輪１９が回転して走行可能となる。また、ハイブリッド車両１０は、制動時に回生制動（回生ブレーキ）により、電動機１２が発電できる。この場合、車輪１９の車輪回転力は、差動装置１７と、減速装置１６と、変速装置１５と、前後進切換機構１４と、トルクコンバータ１３とを介して電動機１２に入力される。この車輪回転力によって、電動機１２は発電できる。また、車輪回転力が電力に変換されることにより、ハイブリッド車両１０は、制動できる。
【００１８】
図２は、クランクシャフトの回転軸を含む面におけるクラッチ装置及びクラッチ装置の周辺の構成要素を示す断面図である。クラッチ装置２０は、図３に示す第１クラッチ装置２０ａと、図１に示す回転力遮断装置としての第２クラッチ装置２０ｂとを含む。第１クラッチ装置２０ａは、図２に示す第１回転部材としての摩擦材２１と、第２回転部材としてのプレート２２と、第１係合機構とを含む。さらに、第１係合機構は、スナップリング２３と、ピストン２４と、油圧室２５と、リターンスプリング２６とを含む。摩擦材２１及びプレート２２は、それぞれ回転軸Ｚｒを中心に回転できる。本実施形態では、摩擦材２１及びプレート２２は、回転軸Ｚｒ方向に交互に、それぞれ複数設けられる。摩擦材２１及びプレート２２は、それぞれ回転軸Ｚｒ方向に移動できるように設けられる。
【００１９】
機関回転力出力軸１１ａからの機関回転力は、図２に右肩上がりの斜線で示す回転部材群２８を介して摩擦材２１に伝えられる。すなわち、摩擦材２１は、内燃機関１１に連結される。また、摩擦材２１が回転軸Ｚｒを中心に回転すると、摩擦材２１の回転力は回転部材群２８を介して機関回転力出力軸１１ａに伝えられる。ロータ１２ａからのモータ回転力は、図２に右肩下がりの斜線で示す回転部材群２９を介してプレート２２に伝えられる。また、プレート２２が回転軸Ｚｒを中心に回転すると、プレート２２の回転力（車輪回転力）は回転部材群２９を介してロータ１２ａに伝えられる。すなわち、プレート２２は、電動機１２を介して車輪１９と連結される。
【００２０】
スナップリング２３は、回転軸Ｚｒ方向に移動しないように、回転部材群２９のドラム２９ａに設けられる。スナップリング２３は、プレート２２と接触して、プレート２２及び摩擦材２１の回転軸Ｚｒ方向の移動を規制する。ピストン２４は、スナップリング２３との間に複数の摩擦材２１及び複数のプレート２２を回転軸Ｚｒ方向で挟むように設けられる。ピストン２４は、回転軸Ｚｒ方向に移動できるように設けられて、プレート２２を回転軸Ｚｒ方向に押し付ける。以下、ピストン２４がプレート２２に与える回転軸Ｚｒ方向に押し付ける力を推力という。
【００２１】
油圧室２５は、ピストン２４とドラム２９ａとで囲まれた空間である。油圧室２５は、オイルパン２５ｃからオイルポンプ２５ｂによって吸引された作動油が油路２５ａを介して導かれる。油圧室２５に作動油が充填され、さらに油圧室２５に作動油が導かれると、作動油はその圧力でピストン２４をスナップリング２３側に押し付ける。すなわち、油圧室２５は、ピストン２４を介して摩擦材２１及びプレート２２に推力を与える。リターンスプリング２６は、推力とは反対方向の力をピストン２４に与える。推力とは反対方向の力とは、ピストン２４がスナップリング２３から離れる方向の力である。以下、リターンスプリング２６がピストン２４に与える力を離反力という。
【００２２】
油圧室２５がピストン２４に与える推力が、リターンスプリング２６がピストン２４に与える離反力よりも大きくなると、摩擦材２１及びプレート２２は、推力によって回転軸Ｚｒ方向に移動する。これにより、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２との間の隙間が小さくなる。そして、離反力よりも大きい推力が摩擦材２１及びプレート２２に与えられると、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２とが互いに接触する。この状態で、油圧室２５が離反力と等しい推力を摩擦材２１及びプレート２２に与えると、摩擦材２１及びプレート２２は、互いに接触した状態が維持される。
【００２３】
さらに、離反力よりも大きい推力が摩擦材２１及びプレート２２に与えられると、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２との間に摩擦力が生じる。第１クラッチ装置２０ａは、この摩擦力が係合力となる。この係合力により、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２とが係合する。ここでいう係合には、２つの状態が含まれる。１つは、摩擦材２１とプレート２２とが相対的に回転し、すなわち、摩擦材２１とプレート２２とがスリップし、かつ、摩擦材２１とプレート２２との間で回転力が伝達されている状態、いわゆる半係合である。もう１つは、摩擦材２１とプレート２２とが相対的に回転せず、すなわち、摩擦材２１とプレート２２とがスリップせず、かつ、摩擦材２１とプレート２２との間で回転力が伝達されている状態である。
【００２４】
図１に示す第２クラッチ装置２０ｂは、電動機１２と車輪１９との間に設けられる。本実施形態では、第２クラッチ装置２０ｂは、トルクコンバータ１３と、変速装置１５の入力側回転部材１５ａとの間に設けられる。なお、第２クラッチ装置２０ｂは、変速装置１５のケーシングの内部に設けられることもある。また、変速装置１５に含まれるクラッチ装置が、本実施形態の第２クラッチ装置２０ｂとして機能してもよい。
【００２５】
第２クラッチ装置２０ｂは、第１回転部材３１と、第２回転部材３２と、第２係合機構３３とを含む。第１回転部材３１は、トルクコンバータ１３と連結される（本実施形態では前後進切換機構１４を介してトルクコンバータ１３と連結される）。第２回転部材３２は、入力側回転部材１５ａと連結される。第２係合機構３３は、第１回転部材３１と第２回転部材３２とを係合させたり、第１回転部材３１と第２回転部材３２との係合を解除したりする。第２クラッチ装置２０ｂの作動原理は、第１クラッチ装置２０ａと同様であるため、説明を省略する。
【００２６】
第１回転部材３１と第２回転部材３２とが係合する場合、内燃機関１１が発生する機関回転力や、電動機１２が発生するモータ回転力は、車輪１９に伝達される。一方、第１回転部材３１と第２回転部材３２との係合が解除されている場合、内燃機関１１が発生する機関回転力や、電動機１２が発生するモータ回転力は、車輪１９に伝達されない。すなわち、第１回転部材３１と、第２回転部材３２との係合が解除されている場合、ハイブリッド車両１０は停止状態となる。このように、第２クラッチ装置２０ｂは、トルクコンバータ１３と車輪１９との間の回転力の伝達を遮断できる。
【００２７】
ここで、回転力遮断装置は第２クラッチ装置２０ｂに限定されない。回転力遮断装置は、例えば、ハイブリッド車両１０が備えるパーキングギヤ機構であってもよい。前記パーキングギヤ機構は、後述のシフトレンジ変更装置Ｓがパーキングである場合に、トルクコンバータ１３（流体伝達装置）や電動機１２と車輪１９との間における回転力の伝達を遮断する。すなわち、回転力遮断装置は、車両が停止しているときの内燃機関１１の自立運転時に、車輪１９から路面への回転力を遮断し、車両を走行させないものであればよい。
【００２８】
制御装置４０は、図１に示すように、内燃機関１１と、電動機１２と、第１クラッチ装置２０ａと、第２クラッチ装置２０ｂとの各作動を制御する。本実施形態の制御装置４０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に含まれる。ＥＣＵは、内燃機関１１と、電動機１２と、第１クラッチ装置２０ａと、第２クラッチ装置２０ｂとの他に、図１に示すトルクコンバータ１３や、変速装置１５などのハイブリッド車両１０に含まれる各装置の作動を制御する。なお、制御装置４０は、ＥＣＵとは別個に設けられてもよい。制御装置４０は、具体的には、内燃機関１１が有する各部の作動を制御する。また、制御装置４０は、電動機１２の作動を制御する。また、制御装置４０は、図２に示すオイルポンプ２５ｂから吐出されて油圧室２５に導かれる作動油の圧力や流量を調節する。すなわち、制御装置４０は、図２に示す油圧室２５に導く作動油の液量や、油圧室２５に導く作動油の流速を調節し、摩擦材２１とプレート２２との係合力を調節する。また、制御装置４０は、第２係合機構３３による第１回転部材３１と第２回転部材３２との係合力を調節する。
【００２９】
制御装置４０は、図１に示すように、シフトレンジセンサＳ１から信号を取得する。シフトレンジセンサＳ１は、ハイブリッド車両１０に備えられるシフトレンジ変更装置Ｓのシフトレンジを検出し、前記シフトレンジに対応した信号を出力する。シフトレンジ変更装置Ｓは、ハイブリッド車両１０の車室に設けられて、運転者によって操作される。シフトレンジには、少なくとも、パーキングレンジ、または、ニュートラルレンジが含まれる。パーキングレンジ及びニュートラルレンジは、機関回転力とモータ回転力とのいずれも車輪１９へ伝達されない状態を実現するためのレンジである。すなわち、シフトレンジ変更装置Ｓがパーキングレンジ、または、ニュートラルレンジである場合、ハイブリッド車両１０は、機関回転力やモータ回転力によって走行しない。制御装置４０は、シフトレンジセンサＳ１から信号を取得することで、シフトレンジ変更装置Ｓの現在のシフトレンジを取得する。
【００３０】
図３は、制御装置が有する機能を示すブロック図である。制御装置４０は、入出力部４１と、記憶部４２と、処理部４３とを含む。入出力部４１は、内燃機関１１（具体的には、燃料を噴射するインジェクターや、点火プラグ）と、電動機１２と、オイルポンプ２５ｂ（具体的にはオイルポンプ２５ｂから吐出される作動油の圧力を調節する油圧回路）と、第２係合機構３３と、シフトレンジセンサＳ１とが電気的に接続される。記憶部４２は、処理部４３が一連の手順を実行するために必要な情報を記憶する。前記情報は、例えば、一連の手順が記されたコンピュータプログラムや、処理部４３が前記コンピュータプログラムを実行する際に用いる所定の閾値や、マップなどである。
【００３１】
処理部４３は、情報取得部４４と、演算部４５と、作動制御部４６とを含む。情報取得部４４は、入出力部４１を介してシフトレンジセンサＳ１から信号を取得する。すなわち、情報取得部４４は、シフトレンジＳｐを取得する。また、情報取得部４４は、記憶部４２から情報を取得する。演算部４５は、コンピュータプログラムに含まれる手順に従って演算をしたり、複数の手順の中から次に実行する手順を選択したりする。作動制御部４６は、内燃機関１１の各部の作動を制御するための信号と、電動機１２の作動を制御するための信号と、オイルポンプ２５ｂから吐出された油圧を調節するための信号と、第２係合機構３３の作動を制御するための信号とを生成する。そして、作動制御部４６は、入出力部４１を介して各装置へ制御用の信号を送信する。次に、制御装置４０が実行する一連の手順を説明する。
【００３２】
図４は、制御装置が実行する一連の手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ０１で、情報取得部４４は、シフトレンジセンサＳ１から現在のシフトレンジＳｐを取得する。次に、ステップＳＴ０２で、演算部４５は、現在のシフトレンジＳｐがパーキングレンジ、または、ニュートラルレンジであるか否かを判定する。現在のシフトレンジＳｐがパーキングレンジと、ニュートラルレンジとのいずれでもないと演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０２、Ｎｏ）、制御装置４０は、一連の手順の実行を終了する。現在のシフトレンジＳｐがパーキングレンジ、または、ニュートラルレンジであると演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０２、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳＴ０３へ進む。
【００３３】
ステップＳＴ０３で、演算部４５は、内燃機関１１を自立運転させるか否かを判定する。以下、ハイブリッド車両１０が停止した状態で内燃機関１１が稼動することを単に内燃機関１１の自立運転という。例えば、記憶部４２は、内燃機関１１を自立運転させるか否かの情報（フラグ）を有する。演算部４５は、この情報（フラグ）に基づいて、内燃機関１１を自立運転させるか否かを判定する。記憶部４２は、例えば、内燃機関１１の暖機が必要な場合や、ハイブリッド車両１０が備える触媒の暖機が必要な場合、内燃機関１１を自立運転させる必要がある旨の情報を記憶する。内燃機関１１を自立運転させないと演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０３、Ｎｏ）、制御装置４０は、一連の手順の実行を終了する。内燃機関１１を自立運転させると演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０３、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳＴ０４へ進む。
【００３４】
次に、ステップＳＴ０４で、作動制御部４６は、第１クラッチ装置２０ａを係合させる。ここでの係合には、摩擦材２１とプレート２２との半係合と、摩擦材２１とプレート２２との完全な係合が含まれる。また、ステップＳＴ０４で、作動制御部４６は、回転力遮断装置を作動させる。作動制御部４６は、本実施形態では、第２クラッチ装置２０ｂの係合を解除する。すなわち、作動制御部４６は、第１回転部材３１と第２回転部材３２とを係合させず、トルクコンバータ１３と車輪１９との間における回転力の伝達を遮断させる。なお、回転力遮断装置がパーキングギヤ機構である場合、作動制御部４６は、パーキングギヤ機構をロックする。
【００３５】
次に、ステップＳＴ０５で、作動制御部４６は、内燃機関１１を始動する。具体的には、作動制御部４６は、電動機１２を始動する。この時、第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とは係合している。よって、電動機１２が始動すると、モータ駆動力が第１クラッチ装置２０ａを介して内燃機関１１へ伝達される。これにより、内燃機関１１の機関回転力出力軸１１ａがモータ駆動力によって回転する。そして、作動制御部４６は、内燃機関１１のインジェクターに燃料を噴射させると共に、内燃機関１１の点火装置により燃料に点火する。これにより、内燃機関１１は始動する。この時、電動機１２は、例えば、第１クラッチ装置２０ａを介して入力される機関回転力によって空転する。なお、この時、第２クラッチ装置２０ｂの第１回転部材３１と第２回転部材３２とが係合していないため、車輪１９は駆動されない。すなわち、ハイブリッド車両１０は、アイドリング状態となる。
【００３６】
以上の一連の手順を制御装置４０が実行することにより、ハイブリッド車両１０は、内燃機関１１の自立運転時に、機関回転力出力軸１１ａと共にロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材とが回転することになる。これにより、ハイブリッド車両１０は、ロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材との質量が機関回転力出力軸１１ａに加わるため、機関回転力出力軸１１ａのイナーシャが増加する。よって、クラッチ装置２０は、内燃機関１１の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減できる。すなわち、クラッチ装置２０は、ロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材とにフライホイールと同様の機能を実現させることができる。これにより、ハイブリッド車両１０は、フライホイールを必要としない。結果として、クラッチ装置２０は、ハイブリッド車両１０が備える動力伝達機構が大型化するおそれを低減でき、かつ、前記動力伝達機構の質量を低減できる。
【００３７】
ここで、制御装置４０は、内燃機関１１の自立運転時に第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とを係合させることで、ロータ１２ａ及びトルクコンバータ１３の回転部材とを機関回転力で回転させている。しかしながら、制御装置４０は、内燃機関１１の自立運転時に第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とを係合させることで、ロータ１２ａのみを回転させてもよい。この場合、クラッチ装置２０は、例えば、第２クラッチ装置２０ｂが電動機１２とトルクコンバータ１３との間に設けられる。この場合であっても、クラッチ装置２０は、ロータ１２ａにフライホイールと同様の機能を実現させることができる。
【００３８】
また、制御装置４０は、車両が電動機１２を備えない場合、内燃機関１１の自立運転時に第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とを係合させることで、トルクコンバータ１３の回転部材のみを回転させてもよい。この場合であっても、クラッチ装置２０は、トルクコンバータ１３の回転部材にフライホイールと同様の機能を実現させることができる。このように、クラッチ装置２０は、内燃機関１１の自立運転時に、ロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材との少なくとも一方を回転させることで、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減できる。
【００３９】
本実施形態では、モータジェネレータを電動機１２として説明したが、モータジェネレータは、発電機であってもよい。なお、電動機は発電能力よりも回転力の出力に優れたものであり、発電機は回転力の出力よりも発電能力に優れたものであるが、動作の原理は同様である。この場合、第１クラッチ装置２０ａのプレート２２は、発電機を介して車輪と連結されることになる。この場合であっても、クラッチ装置２０は、モータジェネレータが電動機１２である場合と同様の効果を奏する。
【００４０】
また、本実施形態では、流体伝達装置をトルクコンバータ１３として説明したが、流体伝達装置は、例えば、フルードカップリングであってもよい。フルードカップリングは、流体を介して、回転力（トルク）を増幅させずに伝達するものである。この場合であっても、クラッチ装置２０は、フルードカップリングの回転部材にフライホイールと同様の機能を実現させることができる。よって、この場合であっても、クラッチ装置２０は、流体伝達装置がトルクコンバータ１３である場合と同様の効果を奏する。
【００４１】
また、本実施形態では、内燃機関１１の自立運転時に、電動機１２が第１クラッチ装置２０ａを介して入力される機関回転力によって空転するとして説明したが、電動機１２は、例えば、第１クラッチ装置２０ａを介して入力される機関回転力によって発電してもよい。これにより、ハイブリッド車両１０は、内燃機関１１の自立運転時に電池を充電できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明に係る車両用クラッチ装置は、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減する技術に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ ハイブリッド車両
１１ 内燃機関
１１ａ 機関回転力出力軸
１２ 電動機（モータジェネレータ）
１２ａ ロータ
１３ トルクコンバータ（流体伝達装置）
１４ 前後進切換機構
１５ 変速装置
１５ａ 入力側回転部材
１６ 減速装置
１７ 差動装置
１８ ドライブシャフト
１９ 車輪
２０ クラッチ装置
２０ａ 第１クラッチ装置
２０ｂ 第２クラッチ装置（回転力遮断装置）
２１ 摩擦材（第１回転部材）
２２ プレート（第２回転部材）
２３ スナップリング（係合機構）
２４ ピストン（係合機構）
２５ 油圧室（係合機構）
２５ａ 油路
２５ｂ オイルポンプ
２５ｃ オイルパン
２６ リターンスプリング（係合機構）
２８、２９ 回転部材群
２９ａ ドラム
３１ 第１回転部材
３２ 第２回転部材
３３ 第２係合機構
４０ 制御装置
４１ 入出力部
４２ 記憶部
４３ 処理部
４４ 情報取得部
４５ 演算部
４６ 作動制御部
Ｓ シフトレンジ変更装置
Ｓ１ シフトレンジセンサ
Ｓｐ シフトレンジ
Ｚｒ 回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用クラッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両（ＨＶ：Hybrid Vehicle）は、作動原理が異なる二つ以上の動力源として内燃機関とモータとを備えるものがある。そして、ハイブリッド車両は、状況によって２つの駆動源のうちのどちらか一方、または両方を用いて走行する。このようなハイブリッド車両は、例えば、特許文献１に開示されている技術のように、内燃機関と電動機との間にクラッチ装置を備えるものがある。前記クラッチ装置は、例えば、第１回転部材と、第２回転部材と、油圧室と、ピストンとを有する。クラッチ装置は、油圧室に作動油が導かれ、ピストンがストロークすることにより、第１回転部材と第２回転部材とを係合させる。これにより、クラッチ装置は、車輪側の回転力、すなわち、電動機が発生する回転力と、車輪から伝わる回転力とのうち少なくとも一方を内燃機関に伝達できる。
【０００３】
ここで、ハイブリッド車両に備えられる内燃機関は、例えば、排気ガスを浄化するための触媒の温度を迅速に上昇させるため、暖気運転がなされる場合がある。暖気運転時、前記内燃機関は、自立運転（アイドリング）する。ここでは、前記自立運転を、車輪に回転力が伝わらない状態での内燃機関の運転とする。この自立運転時に生じる振動及びノイズを低減するために、例えば、特許文献１に開示されている技術は、内燃機関の出力軸に設けられるフライホイールを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−００１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フライホイールは、内燃機関が発生する機関回転力で回転する回転部材の中でも、比較的質量が大きい。また、特許文献１に開示されている技術は、フライホイールが取り付けられるためのスペースが確保される必要がある。これにより、特許文献１に開示されている技術は、機関回転力を伝達するための動力伝達機構の質量が増加したり、前記動力伝達機構が大型化するおそれがあったりする。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用クラッチ装置は、車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、前記機関回転力を流体により伝達する流体伝達装置を介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、前記流体伝達装置と前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記流体伝達装置と前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、を備え、前記係合機構は、前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、前記第２回転部材は、前記流体伝達装置との間にモータジェネレータが介在されることが望ましい。
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用クラッチ装置は、車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、モータジェネレータを介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、前記モータジェネレータと前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記モータジェネレータと前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、を備え、前記係合機構は、前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ハイブリッド車両の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、クランクシャフトの回転軸を含む面におけるクラッチ装置及びクラッチ装置の周辺の構成要素を示す断面図である。
【図３】図３は、制御装置が有する機能を示すブロック図である。
【図４】図４は、制御装置が実行する一連の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両用クラッチ装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
（実施形態）
図１は、ハイブリッド車両の構成を模式的に示す説明図である。以下、車両用クラッチ装置を備える車両としてハイブリッド車両１０の構成を説明する。なお、車両はハイブリッド車両に限定されない。図１に示す本実施形態のハイブリッド車両１０は、内燃機関１１と、クラッチ装置２０と、モータジェネレータとしての電動機１２と、トルクコンバータ１３と、前後進切換機構１４と、変速装置１５と、減速装置１６と、差動装置１７と、ドライブシャフト１８と、車輪１９と、制御装置４０とを含む。内燃機関１１は、導かれる燃料に点火して機関回転力出力軸１１ａを回転させるものである。内燃機関１１は、レシプロ式でもよいし、ロータリー式でもよい。
【００１４】
電動機１２は、電気が供給されることでロータ１２ａを回転させるものである。なお、ロータ１２ａは、回転力を出力するのみではなく、例えば内燃機関１１が発生する機関回転力や、後述する車輪１９からの車輪回転力が入力される場合もある。クラッチ装置２０は、機関回転力出力軸１１ａとロータ１２ａとを連結可能にするものである。クラッチ装置２０は、機関回転力出力軸１１ａとロータ１２ａとの間で回転力を伝達する場合（クラッチ装置の係合）と、機関回転力出力軸１１ａとロータ１２ａと間での回転力の伝達を遮断する場合（クラッチ装置の開放）とがある。クラッチ装置２０のより詳細な説明は後述する。
【００１５】
流体伝達装置としてのトルクコンバータ１３は、機関回転力出力軸１１ａから伝えられた機関回転力（トルク）や、ロータ１２ａから伝えられたモータ回転力（トルク）を増幅して前後進切換機構１４に伝える。前後進切換機構１４は、トルクコンバータ１３から入力された回転力（機関回転力とモータ回転力とのうち少なくとも一方を含む回転力）の回転方向を切り替えできる。変速装置１５は、前後進切換機構１４から入力された回転力の回転速度を調節する。減速装置１６は、変速装置１５から入力された回転力を減速する。差動装置１７は、ハイブリッド車両１０が旋回中に、各車輪１９の回転速度差を低減する。ドライブシャフト１８は、差動装置１７から入力された回転力を車輪１９へ伝える。制御装置４０については後述する。
【００１６】
上記構成により、例えば、電動機１２が発生するモータ回転力は、トルクコンバータ１３と、前後進切換機構１４と、変速装置１５と、減速装置１６と、差動装置１７と、ドライブシャフト１８とを順に介して車輪１９に伝えられる。また、ハイブリッド車両１０は、クラッチ装置２０が係合すると、電動機１２が発生するモータ回転力や、車輪１９からの車輪回転力がクラッチ装置２０を介して機関回転力出力軸１１ａに入力される。これにより、内燃機関１１の機関回転力出力軸１１ａが回転して内燃機関１１が始動する。内燃機関１１が始動すると、内燃機関１１が発生する機関回転力は、クラッチ装置２０と、トルクコンバータ１３と、前後進切換機構１４と、変速装置１５と、減速装置１６と、差動装置１７と、ドライブシャフト１８とを順に介して車輪１９に伝えられる。
【００１７】
ハイブリッド車両１０は、内燃機関１１が発生する機関回転力のみによって走行する場合、ロータ１２ａが空転して内燃機関１１が発生する機関回転力をトルクコンバータ１３へ伝える。以上により、ハイブリッド車両１０は、車輪１９が回転して走行可能となる。また、ハイブリッド車両１０は、制動時に回生制動（回生ブレーキ）により、電動機１２が発電できる。この場合、車輪１９の車輪回転力は、差動装置１７と、減速装置１６と、変速装置１５と、前後進切換機構１４と、トルクコンバータ１３とを介して電動機１２に入力される。この車輪回転力によって、電動機１２は発電できる。また、車輪回転力が電力に変換されることにより、ハイブリッド車両１０は、制動できる。
【００１８】
図２は、クランクシャフトの回転軸を含む面におけるクラッチ装置及びクラッチ装置の周辺の構成要素を示す断面図である。クラッチ装置２０は、図３に示す第１クラッチ装置２０ａと、図１に示す回転力遮断装置としての第２クラッチ装置２０ｂとを含む。第１クラッチ装置２０ａは、図２に示す第１回転部材としての摩擦材２１と、第２回転部材としてのプレート２２と、第１係合機構とを含む。さらに、第１係合機構は、スナップリング２３と、ピストン２４と、油圧室２５と、リターンスプリング２６とを含む。摩擦材２１及びプレート２２は、それぞれ回転軸Ｚｒを中心に回転できる。本実施形態では、摩擦材２１及びプレート２２は、回転軸Ｚｒ方向に交互に、それぞれ複数設けられる。摩擦材２１及びプレート２２は、それぞれ回転軸Ｚｒ方向に移動できるように設けられる。
【００１９】
機関回転力出力軸１１ａからの機関回転力は、図２に右肩上がりの斜線で示す回転部材群２８を介して摩擦材２１に伝えられる。すなわち、摩擦材２１は、内燃機関１１に連結される。また、摩擦材２１が回転軸Ｚｒを中心に回転すると、摩擦材２１の回転力は回転部材群２８を介して機関回転力出力軸１１ａに伝えられる。ロータ１２ａからのモータ回転力は、図２に右肩下がりの斜線で示す回転部材群２９を介してプレート２２に伝えられる。また、プレート２２が回転軸Ｚｒを中心に回転すると、プレート２２の回転力（車輪回転力）は回転部材群２９を介してロータ１２ａに伝えられる。すなわち、プレート２２は、電動機１２を介して車輪１９と連結される。
【００２０】
スナップリング２３は、回転軸Ｚｒ方向に移動しないように、回転部材群２９のドラム２９ａに設けられる。スナップリング２３は、プレート２２と接触して、プレート２２及び摩擦材２１の回転軸Ｚｒ方向の移動を規制する。ピストン２４は、スナップリング２３との間に複数の摩擦材２１及び複数のプレート２２を回転軸Ｚｒ方向で挟むように設けられる。ピストン２４は、回転軸Ｚｒ方向に移動できるように設けられて、プレート２２を回転軸Ｚｒ方向に押し付ける。以下、ピストン２４がプレート２２に与える回転軸Ｚｒ方向に押し付ける力を推力という。
【００２１】
油圧室２５は、ピストン２４とドラム２９ａとで囲まれた空間である。油圧室２５は、オイルパン２５ｃからオイルポンプ２５ｂによって吸引された作動油が油路２５ａを介して導かれる。油圧室２５に作動油が充填され、さらに油圧室２５に作動油が導かれると、作動油はその圧力でピストン２４をスナップリング２３側に押し付ける。すなわち、油圧室２５は、ピストン２４を介して摩擦材２１及びプレート２２に推力を与える。リターンスプリング２６は、推力とは反対方向の力をピストン２４に与える。推力とは反対方向の力とは、ピストン２４がスナップリング２３から離れる方向の力である。以下、リターンスプリング２６がピストン２４に与える力を離反力という。
【００２２】
油圧室２５がピストン２４に与える推力が、リターンスプリング２６がピストン２４に与える離反力よりも大きくなると、摩擦材２１及びプレート２２は、推力によって回転軸Ｚｒ方向に移動する。これにより、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２との間の隙間が小さくなる。そして、離反力よりも大きい推力が摩擦材２１及びプレート２２に与えられると、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２とが互いに接触する。この状態で、油圧室２５が離反力と等しい推力を摩擦材２１及びプレート２２に与えると、摩擦材２１及びプレート２２は、互いに接触した状態が維持される。
【００２３】
さらに、離反力よりも大きい推力が摩擦材２１及びプレート２２に与えられると、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２との間に摩擦力が生じる。第１クラッチ装置２０ａは、この摩擦力が係合力となる。この係合力により、第１クラッチ装置２０ａは、摩擦材２１とプレート２２とが係合する。ここでいう係合には、２つの状態が含まれる。１つは、摩擦材２１とプレート２２とが相対的に回転し、すなわち、摩擦材２１とプレート２２とがスリップし、かつ、摩擦材２１とプレート２２との間で回転力が伝達されている状態、いわゆる半係合である。もう１つは、摩擦材２１とプレート２２とが相対的に回転せず、すなわち、摩擦材２１とプレート２２とがスリップせず、かつ、摩擦材２１とプレート２２との間で回転力が伝達されている状態である。
【００２４】
図１に示す第２クラッチ装置２０ｂは、電動機１２と車輪１９との間に設けられる。本実施形態では、第２クラッチ装置２０ｂは、トルクコンバータ１３と、変速装置１５の入力側回転部材１５ａとの間に設けられる。なお、第２クラッチ装置２０ｂは、変速装置１５のケーシングの内部に設けられることもある。また、変速装置１５に含まれるクラッチ装置が、本実施形態の第２クラッチ装置２０ｂとして機能してもよい。
【００２５】
第２クラッチ装置２０ｂは、第１回転部材３１と、第２回転部材３２と、第２係合機構３３とを含む。第１回転部材３１は、トルクコンバータ１３と連結される（本実施形態では前後進切換機構１４を介してトルクコンバータ１３と連結される）。第２回転部材３２は、入力側回転部材１５ａと連結される。第２係合機構３３は、第１回転部材３１と第２回転部材３２とを係合させたり、第１回転部材３１と第２回転部材３２との係合を解除したりする。第２クラッチ装置２０ｂの作動原理は、第１クラッチ装置２０ａと同様であるため、説明を省略する。
【００２６】
第１回転部材３１と第２回転部材３２とが係合する場合、内燃機関１１が発生する機関回転力や、電動機１２が発生するモータ回転力は、車輪１９に伝達される。一方、第１回転部材３１と第２回転部材３２との係合が解除されている場合、内燃機関１１が発生する機関回転力や、電動機１２が発生するモータ回転力は、車輪１９に伝達されない。すなわち、第１回転部材３１と、第２回転部材３２との係合が解除されている場合、ハイブリッド車両１０は停止状態となる。このように、第２クラッチ装置２０ｂは、トルクコンバータ１３と車輪１９との間の回転力の伝達を遮断できる。
【００２７】
ここで、回転力遮断装置は第２クラッチ装置２０ｂに限定されない。回転力遮断装置は、例えば、ハイブリッド車両１０が備えるパーキングギヤ機構であってもよい。前記パーキングギヤ機構は、後述のシフトレンジ変更装置Ｓがパーキングである場合に、トルクコンバータ１３（流体伝達装置）や電動機１２と車輪１９との間における回転力の伝達を遮断する。すなわち、回転力遮断装置は、車両が停止しているときの内燃機関１１の自立運転時に、車輪１９から路面への回転力を遮断し、車両を走行させないものであればよい。
【００２８】
制御装置４０は、図１に示すように、内燃機関１１と、電動機１２と、第１クラッチ装置２０ａと、第２クラッチ装置２０ｂとの各作動を制御する。本実施形態の制御装置４０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に含まれる。ＥＣＵは、内燃機関１１と、電動機１２と、第１クラッチ装置２０ａと、第２クラッチ装置２０ｂとの他に、図１に示すトルクコンバータ１３や、変速装置１５などのハイブリッド車両１０に含まれる各装置の作動を制御する。なお、制御装置４０は、ＥＣＵとは別個に設けられてもよい。制御装置４０は、具体的には、内燃機関１１が有する各部の作動を制御する。また、制御装置４０は、電動機１２の作動を制御する。また、制御装置４０は、図２に示すオイルポンプ２５ｂから吐出されて油圧室２５に導かれる作動油の圧力や流量を調節する。すなわち、制御装置４０は、図２に示す油圧室２５に導く作動油の液量や、油圧室２５に導く作動油の流速を調節し、摩擦材２１とプレート２２との係合力を調節する。また、制御装置４０は、第２係合機構３３による第１回転部材３１と第２回転部材３２との係合力を調節する。
【００２９】
制御装置４０は、図１に示すように、シフトレンジセンサＳ１から信号を取得する。シフトレンジセンサＳ１は、ハイブリッド車両１０に備えられるシフトレンジ変更装置Ｓのシフトレンジを検出し、前記シフトレンジに対応した信号を出力する。シフトレンジ変更装置Ｓは、ハイブリッド車両１０の車室に設けられて、運転者によって操作される。シフトレンジには、少なくとも、パーキングレンジ、または、ニュートラルレンジが含まれる。パーキングレンジ及びニュートラルレンジは、機関回転力とモータ回転力とのいずれも車輪１９へ伝達されない状態を実現するためのレンジである。すなわち、シフトレンジ変更装置Ｓがパーキングレンジ、または、ニュートラルレンジである場合、ハイブリッド車両１０は、機関回転力やモータ回転力によって走行しない。制御装置４０は、シフトレンジセンサＳ１から信号を取得することで、シフトレンジ変更装置Ｓの現在のシフトレンジを取得する。
【００３０】
図３は、制御装置が有する機能を示すブロック図である。制御装置４０は、入出力部４１と、記憶部４２と、処理部４３とを含む。入出力部４１は、内燃機関１１（具体的には、燃料を噴射するインジェクターや、点火プラグ）と、電動機１２と、オイルポンプ２５ｂ（具体的にはオイルポンプ２５ｂから吐出される作動油の圧力を調節する油圧回路）と、第２係合機構３３と、シフトレンジセンサＳ１とが電気的に接続される。記憶部４２は、処理部４３が一連の手順を実行するために必要な情報を記憶する。前記情報は、例えば、一連の手順が記されたコンピュータプログラムや、処理部４３が前記コンピュータプログラムを実行する際に用いる所定の閾値や、マップなどである。
【００３１】
処理部４３は、情報取得部４４と、演算部４５と、作動制御部４６とを含む。情報取得部４４は、入出力部４１を介してシフトレンジセンサＳ１から信号を取得する。すなわち、情報取得部４４は、シフトレンジＳｐを取得する。また、情報取得部４４は、記憶部４２から情報を取得する。演算部４５は、コンピュータプログラムに含まれる手順に従って演算をしたり、複数の手順の中から次に実行する手順を選択したりする。作動制御部４６は、内燃機関１１の各部の作動を制御するための信号と、電動機１２の作動を制御するための信号と、オイルポンプ２５ｂから吐出された油圧を調節するための信号と、第２係合機構３３の作動を制御するための信号とを生成する。そして、作動制御部４６は、入出力部４１を介して各装置へ制御用の信号を送信する。次に、制御装置４０が実行する一連の手順を説明する。
【００３２】
図４は、制御装置が実行する一連の手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ０１で、情報取得部４４は、シフトレンジセンサＳ１から現在のシフトレンジＳｐを取得する。次に、ステップＳＴ０２で、演算部４５は、現在のシフトレンジＳｐがパーキングレンジ、または、ニュートラルレンジであるか否かを判定する。現在のシフトレンジＳｐがパーキングレンジと、ニュートラルレンジとのいずれでもないと演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０２、Ｎｏ）、制御装置４０は、一連の手順の実行を終了する。現在のシフトレンジＳｐがパーキングレンジ、または、ニュートラルレンジであると演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０２、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳＴ０３へ進む。
【００３３】
ステップＳＴ０３で、演算部４５は、内燃機関１１を自立運転させるか否かを判定する。以下、ハイブリッド車両１０が停止した状態で内燃機関１１が稼動することを単に内燃機関１１の自立運転という。例えば、記憶部４２は、内燃機関１１を自立運転させるか否かの情報（フラグ）を有する。演算部４５は、この情報（フラグ）に基づいて、内燃機関１１を自立運転させるか否かを判定する。記憶部４２は、例えば、内燃機関１１の暖機が必要な場合や、ハイブリッド車両１０が備える触媒の暖機が必要な場合、内燃機関１１を自立運転させる必要がある旨の情報を記憶する。内燃機関１１を自立運転させないと演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０３、Ｎｏ）、制御装置４０は、一連の手順の実行を終了する。内燃機関１１を自立運転させると演算部４５が判定すると（ステップＳＴ０３、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳＴ０４へ進む。
【００３４】
次に、ステップＳＴ０４で、作動制御部４６は、第１クラッチ装置２０ａを係合させる。ここでの係合には、摩擦材２１とプレート２２との半係合と、摩擦材２１とプレート２２との完全な係合が含まれる。また、ステップＳＴ０４で、作動制御部４６は、回転力遮断装置を作動させる。作動制御部４６は、本実施形態では、第２クラッチ装置２０ｂの係合を解除する。すなわち、作動制御部４６は、第１回転部材３１と第２回転部材３２とを係合させず、トルクコンバータ１３と車輪１９との間における回転力の伝達を遮断させる。なお、回転力遮断装置がパーキングギヤ機構である場合、作動制御部４６は、パーキングギヤ機構をロックする。
【００３５】
次に、ステップＳＴ０５で、作動制御部４６は、内燃機関１１を始動する。具体的には、作動制御部４６は、電動機１２を始動する。この時、第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とは係合している。よって、電動機１２が始動すると、モータ駆動力が第１クラッチ装置２０ａを介して内燃機関１１へ伝達される。これにより、内燃機関１１の機関回転力出力軸１１ａがモータ駆動力によって回転する。そして、作動制御部４６は、内燃機関１１のインジェクターに燃料を噴射させると共に、内燃機関１１の点火装置により燃料に点火する。これにより、内燃機関１１は始動する。この時、電動機１２は、例えば、第１クラッチ装置２０ａを介して入力される機関回転力によって空転する。なお、この時、第２クラッチ装置２０ｂの第１回転部材３１と第２回転部材３２とが係合していないため、車輪１９は駆動されない。すなわち、ハイブリッド車両１０は、アイドリング状態となる。
【００３６】
以上の一連の手順を制御装置４０が実行することにより、ハイブリッド車両１０は、内燃機関１１の自立運転時に、機関回転力出力軸１１ａと共にロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材とが回転することになる。これにより、ハイブリッド車両１０は、ロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材との質量が機関回転力出力軸１１ａに加わるため、機関回転力出力軸１１ａのイナーシャが増加する。よって、クラッチ装置２０は、内燃機関１１の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減できる。すなわち、クラッチ装置２０は、ロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材とにフライホイールと同様の機能を実現させることができる。これにより、ハイブリッド車両１０は、フライホイールを必要としない。結果として、クラッチ装置２０は、ハイブリッド車両１０が備える動力伝達機構が大型化するおそれを低減でき、かつ、前記動力伝達機構の質量を低減できる。
【００３７】
ここで、制御装置４０は、内燃機関１１の自立運転時に第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とを係合させることで、ロータ１２ａ及びトルクコンバータ１３の回転部材とを機関回転力で回転させている。しかしながら、制御装置４０は、内燃機関１１の自立運転時に第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とを係合させることで、ロータ１２ａのみを回転させてもよい。この場合、クラッチ装置２０は、例えば、第２クラッチ装置２０ｂが電動機１２とトルクコンバータ１３との間に設けられる。この場合であっても、クラッチ装置２０は、ロータ１２ａにフライホイールと同様の機能を実現させることができる。
【００３８】
また、制御装置４０は、車両が電動機１２を備えない場合、内燃機関１１の自立運転時に第１クラッチ装置２０ａの摩擦材２１とプレート２２とを係合させることで、トルクコンバータ１３の回転部材のみを回転させてもよい。この場合であっても、クラッチ装置２０は、トルクコンバータ１３の回転部材にフライホイールと同様の機能を実現させることができる。このように、クラッチ装置２０は、内燃機関１１の自立運転時に、ロータ１２ａとトルクコンバータ１３の回転部材との少なくとも一方を回転させることで、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減できる。
【００３９】
本実施形態では、モータジェネレータを電動機１２として説明したが、モータジェネレータは、発電機であってもよい。なお、電動機は発電能力よりも回転力の出力に優れたものであり、発電機は回転力の出力よりも発電能力に優れたものであるが、動作の原理は同様である。この場合、第１クラッチ装置２０ａのプレート２２は、発電機を介して車輪と連結されることになる。この場合であっても、クラッチ装置２０は、モータジェネレータが電動機１２である場合と同様の効果を奏する。
【００４０】
また、本実施形態では、流体伝達装置をトルクコンバータ１３として説明したが、流体伝達装置は、例えば、フルードカップリングであってもよい。フルードカップリングは、流体を介して、回転力（トルク）を増幅させずに伝達するものである。この場合であっても、クラッチ装置２０は、フルードカップリングの回転部材にフライホイールと同様の機能を実現させることができる。よって、この場合であっても、クラッチ装置２０は、流体伝達装置がトルクコンバータ１３である場合と同様の効果を奏する。
【００４１】
また、本実施形態では、内燃機関１１の自立運転時に、電動機１２が第１クラッチ装置２０ａを介して入力される機関回転力によって空転するとして説明したが、電動機１２は、例えば、第１クラッチ装置２０ａを介して入力される機関回転力によって発電してもよい。これにより、ハイブリッド車両１０は、内燃機関１１の自立運転時に電池を充電できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明に係る車両用クラッチ装置は、フライホイールを必要とせずに、内燃機関の自立運転時に生じる振動及びノイズを低減する技術に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ ハイブリッド車両
１１ 内燃機関
１１ａ 機関回転力出力軸
１２ 電動機（モータジェネレータ）
１２ａ ロータ
１３ トルクコンバータ（流体伝達装置）
１４ 前後進切換機構
１５ 変速装置
１５ａ 入力側回転部材
１６ 減速装置
１７ 差動装置
１８ ドライブシャフト
１９ 車輪
２０ クラッチ装置
２０ａ 第１クラッチ装置
２０ｂ 第２クラッチ装置（回転力遮断装置）
２１ 摩擦材（第１回転部材）
２２ プレート（第２回転部材）
２３ スナップリング（係合機構）
２４ ピストン（係合機構）
２５ 油圧室（係合機構）
２５ａ 油路
２５ｂ オイルポンプ
２５ｃ オイルパン
２６ リターンスプリング（係合機構）
２８、２９ 回転部材群
２９ａ ドラム
３１ 第１回転部材
３２ 第２回転部材
３３ 第２係合機構
４０ 制御装置
４１ 入出力部
４２ 記憶部
４３ 処理部
４４ 情報取得部
４５ 演算部
４６ 作動制御部
Ｓ シフトレンジ変更装置
Ｓ１ シフトレンジセンサ
Ｓｐ シフトレンジ
Ｚｒ 回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、
前記機関回転力を流体により伝達する流体伝達装置を介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、
前記流体伝達装置と前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記流体伝達装置と前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、
を備え、
前記係合機構は、
前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする車両用クラッチ装置。
【請求項２】
前記第２回転部材は、前記流体伝達装置との間にモータジェネレータが介在されることを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチ装置。
【請求項３】
車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、
モータジェネレータを介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、
前記モータジェネレータと前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記モータジェネレータと前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、
を備え、
前記係合機構は、
前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする車両用クラッチ装置。
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、
前記機関回転力を流体により伝達する流体伝達装置を介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、
前記流体伝達装置と前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記流体伝達装置と前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、
を備え、
前記係合機構は、
前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする車両用クラッチ装置。
【請求項２】
前記第２回転部材は、前記流体伝達装置との間にモータジェネレータが介在されることを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチ装置。
【請求項３】
車両に搭載される内燃機関と連結され、前記内燃機関が発生する機関回転力が伝達される第１回転部材と、
モータジェネレータを介して前記車両の車輪と連結される第２回転部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材との少なくとも一方に回転軸方向の推力を与えて、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させる係合機構と、
前記モータジェネレータと前記車輪との間に設けられて、前記車両が停止しているときの前記内燃機関の自立運転時に、前記モータジェネレータと前記車輪との間における回転力の伝達を遮断する回転力遮断装置と、
を備え、
前記係合機構は、
前記内燃機関の自立運転時に、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合させることを特徴とする車両用クラッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１８９１４（Ｐ２０１１−２１８９１４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８６６７（Ｐ２０１０−８８６６７）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【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２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【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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