車両用駆動システム
【課題】車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる車両用駆動システムを提供すること。
【解決手段】この車両用駆動システム１は、エンジン２と、変速機４と、エンジン２および変速機４の間に配置されるクラッチ３とを備える。また、車両用駆動システム１は、アクセル開度θを取得するアクセル開度センサ７２４と、加速要求取得手段の出力信号に基づいてエンジン２、変速機４およびクラッチ３を駆動制御する制御装置７とを備える。そして、制御装置７は、車両走行中かつ内燃機関２の休止中にて、ドライバの加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更すると共に、エンジン２を始動してクラッチ３を係合状態とする。
【解決手段】この車両用駆動システム１は、エンジン２と、変速機４と、エンジン２および変速機４の間に配置されるクラッチ３とを備える。また、車両用駆動システム１は、アクセル開度θを取得するアクセル開度センサ７２４と、加速要求取得手段の出力信号に基づいてエンジン２、変速機４およびクラッチ３を駆動制御する制御装置７とを備える。そして、制御装置７は、車両走行中かつ内燃機関２の休止中にて、ドライバの加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更すると共に、エンジン２を始動してクラッチ３を係合状態とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用駆動システムに関し、さらに詳しくは、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる車両用駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両用駆動システムでは、例えば、ハイブリッド車両などにおいて、車両走行中にエンジンを休止することにより燃費の向上を図るエコラン制御が行われている。ここで、車両走行中かつエンジン休止中には、所定の判定条件の成立により、エンジン始動制御（あるいはエンジン再始動制御）が行なわれる。
【０００３】
かかる構成を採用する従来の車両用駆動システムとして、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の車両用駆動システムでは、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて、エンジンの始動完了を契機として変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更し、その後にドライバのアクセル操作に応じて加速が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御では、速やかな加速が行われることが好ましい。
【０００６】
この発明は、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる車両用駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明にかかる車両用駆動システムは、内燃機関と、変速機と、前記内燃機関および前記変速機の間に配置されるクラッチとを備える車両用駆動システムであって、ドライバの加速要求を取得する加速要求取得手段と、前記加速要求取得手段の出力信号に基づいて前記内燃機関、前記変速機および前記クラッチを駆動制御する制御装置とを備え、且つ、前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中にて、前記加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として前記変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更すると共に、前記内燃機関を始動して前記クラッチを係合状態とすることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかる車両用駆動システムは、前記加速要求取得手段がアクセル開度およびアクセル速度の少なくとも一方を前記加速要求として取得することが好ましい。
【０００９】
また、この発明にかかる車両用駆動システムは、前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中であって前記加速要求が所定の閾値以下であるときに、前記変速機の変速段をニュートラルに設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明にかかる車両用駆動システムでは、車両走行中かつ内燃機関の休止中にて内燃機関を始動させるときに、ドライバの加速要求を契機として、内燃機関の始動前に、予め変速機の変速段を前進段に変更する。したがって、内燃機関の始動完了を契機として変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更する構成と比較して、速やかな加速を実現できる。これにより、ドライバの加速要求に迅速に対応できるので、車両のドライバビリティが向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明の実施の形態にかかる車両用駆動システムを示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用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、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００１３】
［車両用駆動システム］
図１は、この発明の実施の形態にかかる車両用駆動システムを示す構成図である。同図は、車両用駆動システムの一例として、エンジンおよびモータの２つの動力源を有するハイブリッド車両を示している。
【００１４】
この車両用駆動システム１は、エンジン２と、クラッチ３と、変速機４と、減速差動装置５と、モータ６と、制御装置７とを備える（図１参照）。この車両用駆動システム１は、例えば、エンジン２を動力源とするエンジン走行とモータ６を動力源とするモータ走行とを切り替えるハイブリッド走行を実現できる車両、減速走行中やフリーラン走行中にエンジン２を一時的に休止するエコラン走行を実現できる車両などに適用される。
【００１５】
エンジン２は、第一の動力源であり、駆動トルクを発生して出力軸２１から出力する。このエンジン２は、内燃機関あるいは外燃機関である。例えば、この実施の形態では、ガソリンを燃料とするレシプロ式エンジンが採用されている。
【００１６】
クラッチ３は、駆動トルクの伝達を許可および遮断できる機械要素である。このクラッチ３は、入力側回転部３１および出力側回転部３２を有し、入力側回転部３１にてエンジン２の出力軸２１に連結されて、エンジン２の後段に配置される。また、クラッチ３は、入力側回転部３１および出力側回転部３２の係合状態にてトルク伝達を許可し、これらの開放状態にてトルク伝達を遮断する。かかるクラッチ３として、例えば、摩擦式クラッチが採用され得る。
【００１７】
変速機４は、変速段（あるいは変速比）を自動的に変更できる自動変速機である。また、変速機４は、入力軸４１および出力軸４２を有し、入力軸４１にてクラッチ３の出力側回転部３２に連結されて、クラッチ３の後段に配置される。また、変速機４は、その変速段を切り替えることにより、その変速比＝（出力軸４２の回転数）／（入力軸４１の回転数）を変更できる。かかる変速機４として、有段変速機、ベルト式あるいはトロイダル式の無段変速機が採用され得る。例えば、この実施の形態では、変速機４として、ニュートラル（Ｎレンジ）と、４つの前進段４３〜４６（Ｄレンジ）と、１つの後進段４７（Ｒレンジ）とを切り替え可能に有する歯車式の有段自動変速機が採用されている。
【００１８】
減速差動装置５は、駆動トルクを減速して車両の左右輪（図示省略）に配分する機械要素である。この減速差動装置５は、入力軸５１と、駆動トルクを減速する減速機構５２と、車両の左右輪への駆動トルクの配分を調整する差動機構５３とを有する。また、減速差動装置５は、入力軸５１にて変速機４の出力軸４２に連結され、差動機構５３にて車輪の車軸に連結される。
【００１９】
モータ６は、第二の動力源であり、駆動トルクを発生して出力軸６１から出力する。このモータ６は、出力軸６１にて変速機４の出力軸４２に連結される。例えば、この実施の形態では、モータ６として、モータ機能およびジェネレータ機能を有する交流同期型のモータジェネレータが採用されている。
【００２０】
なお、この実施の形態では、モータ６が変速機４の出力軸４２に対して常時連結された状態にある（図１参照）。しかし、これに限らず、モータ６と変速機４の出力軸４２とがクラッチを介して連結および連結解除できるように構成されても良い（図示省略）。また、モータ６と変速機４の入力軸４１とがクラッチを介して連結および連結解除できるように構成されても良い（図示省略）。
【００２１】
制御装置７は、車両用駆動システム１の動作を制御する装置であり、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）７１と、センサユニット７２とを有する。ＥＣＵ７１は、取得した入力信号に基づいて所定の出力信号を出力する。このＥＣＵ７１は、エンジン２を駆動制御するエンジン制御部７１１と、クラッチ３を駆動制御するクラッチ制御部７１２と、変速機４を駆動制御する変速機制御部７１３と、モータ６を駆動制御するモータ制御部７１４と、後述するエンジン始動制御を行うエンジン始動制御部７１５と、アクセル開度θに基づいてアクセル速度（アクセルペダルの踏み込み速度）ｄθ／ｄｔを算出するアクセル速度算出部７１６と、所定の情報（例えば、各種の制御プログラム、制御マップや閾値などの制御データ）を記憶する記憶部７１７とを有する。センサユニット７２は、車速を検出する車速センサ７２１と、エンジン２の出力軸２１の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ７２２と、変速機４の入力軸４１の回転数（インプット回転数）Ｎｉｎを検出するインプット回転数センサ７２３と、アクセル開度θを検出するアクセル開度センサ７２４と、ブレーキペダルの踏み込みのＯＮ／ＯＦＦを検出するブレーキペダルセンサ７２５と、モータ６のバッテリ（図示省略）の充填状態を検出するＳＯＣ（state of charge）センサ７２６とを有する。この制御装置７では、ＥＣＵ７１がセンサユニット７２の出力信号に基づいて、エンジン２、クラッチ３、変速機４およびモータ６を駆動制御する。これにより、各種の制御が実現される。
【００２２】
この車両用駆動システム１では、車両のエンジン走行時には、制御装置７がクラッチ３を係合状態として、エンジン２を駆動する。すると、エンジン２が駆動トルクを発生し、この駆動トルクがクラッチ３を介して変速機４に伝達される。そして、この駆動トルクが変速機４にて変速され、減速差動装置５にて減速されて車両の左右輪に配分される。これにより、車両がエンジン２を動力源として走行する。
【００２３】
一方、車両のモータ走行時には、制御装置７がクラッチ３を開放状態としてエンジン２を車軸側の駆動系から分離し、モータ６を駆動する。すると、モータ６が駆動トルクを発生し、この駆動トルクが減速差動装置５を介して車両の左右輪に配分される。これにより、車両がモータ６を動力源として走行する。
【００２４】
また、車両用駆動システム１は、エンジン走行とモータ走行とを併用したハイブリッド走行を実現できる。例えば、車両の発進時や低速走行時には、制御装置７がエンジン２を停止してモータ６を駆動することによりモータ走行が行われ、中高速走行時には、制御装置７がモータ６を停止してエンジン２を駆動することよりエンジン走行が行われる。また、車速やバッテリの充電状態に応じて、エンジン走行とモータ走行との切り替えが行われる。これにより、効率的な走行が実現されて、燃費が向上する。
【００２５】
また、車両用駆動システム１は、車両走行中にて、エンジン２を一時的に停止させるエコラン制御を実現できる。例えば、車両の減速走行中やフリーラン走行中などの駆動トルクが不要な状態にあるときに、制御装置７がクラッチ３を開放状態としてエンジン２を停止させる。これにより、燃費が向上する。このとき、モータ６がジェネレータとして用いられて回生走行が行われても良いし、モータ６が駆動系から分離されて停止されても良い。
【００２６】
［車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御］
図２は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すフローチャートである。同図は、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御のフローを示している。
【００２７】
一般に、ハイブリッド車両では、車両走行中かつエンジン休止中にて、ドライバの加速要求によりエンジン始動制御（あるいはエンジン再始動制御）が行われる場合がある。このとき、ドライバの加速要求に応じて速やかな加速（あるいは再加速）が行われることが好ましい。
【００２８】
そこで、この車両用駆動システム１では、車両走行中かつエンジン休止中にてドライバの加速要求があったときの速やかな加速を実現するために、以下の制御が行われる（図２参照）。
【００２９】
ステップＳＴ０１では、車両走行中かつエンジン休止中であるか否かが判定される。車両走行中かつエンジン休止中の状態としては、例えば、車両走行中にて、エンジン２およびモータ６が停止している状態、エンジン２が停止してモータ６が回生発電している状態、エンジン２が停止してモータ６が駆動力を発生している状態などが想定される。なお、この実施の形態では、車速センサ７２１が車両の車速を検出しており、ＥＣＵ７１がこの車速センサ７２１の出力信号に基づいて車両走行中であるか否かの判定を行っている。また、エンジン回転数センサ７２２がエンジン回転数Ｎｅを検出しており、ＥＣＵ７１がこのエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン休止中であるか否かの判定を行っている。また、エンジン休止中には、クラッチ３が開放状態にあり、エンジン２と変速機４との間のトルク伝達が遮断されている。このステップＳＴ０１にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０２に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００３０】
ステップＳＴ０２では、変速機４の変速段がニュートラルであるか否かが判定される。例えば、この実施の形態では、変速機４が変速段を切り替える油圧シリンダ（図示省略）を有し、ＥＣＵ７１がこの油圧シリンダの油圧を取得して現在の変速機４の変速段を判定している。このステップＳＴ０２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０７に進む。
【００３１】
ステップＳＴ０３では、アクセル開度θが所定の閾値ｋ１以上（θ≧ｋ１）であるか否かが判定される。この判定条件は、ドライバの加速要求（要求トルク）が所定の閾値以上であることの判定条件に対応する。また、この判定条件は、後述する変速段を前進段に変更（ステップＳＴ０４）するための変速開始条件に対応する。なお、この実施の形態では、アクセル開度センサ７２４がアクセル開度θを検出しており、ＥＣＵ７１がこのアクセル開度θと記憶部７１７から読み込んだ所定の閾値ｋ１とを比較することにより、この判定を行っている。このステップＳＴ０３にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０４に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００３２】
なお、この閾値ｋ１は、θ≧ｋ１となる時期が後述するエンジン２の始動（ステップＳＴ０５）の開始時期よりも先となるように、実験値などに基づいて予め設定される。例えば、エンジン２の始動開始条件がアクセル開度θと所定の閾値ｋｅとの関係で規定される場合には、閾値ｋ１がこのエンジン始動開始用の閾値ｋｅよりも小さく設定される。また、閾値ｋ１は、車速、モータ６のバッテリ（図示省略）の充電状態などの車両状態量との関係で設定されても良い。
【００３３】
また、車両走行中かつエンジン休止中にアクセル開度θが所定の閾値ｋ１以上となる場合としては、例えば、モータ走行時にアクセルが踏み込まれてモータ走行からエンジン走行への切り替えが必要となる場合、フリーラン走行中にてブレーキペダルの踏み込みが解除されてアクセルペダルが踏み込まれる場合などが想定される。これらは、いずれもエンジン２の始動条件となる。
【００３４】
ステップＳＴ０４では、変速機４の変速段がニュートラルから前進段に変更される。すなわち、この変速段の変更開始は、ドライバの加速要求（ステップＳＴ０３の肯定判定）を契機として、エンジン始動開始（ステップＳＴ０５）に先立って行われる。なお、変更先の前進段（変速制御の目標値）は、任意に選択され得る。例えば、変更先の前進段が、車速およびアクセル開度θに基づいて設定されても良いし、後述するエンジン２の始動完了後（ステップＳＴ０５）のエンジン回転数Ｎｅに基づいて設定されても良い。なお、この実施の形態では、ＥＣＵ７１が所定の制御マップに基づいて変更先の前進段を設定し、この設定値を目標値として変速機４を駆動制御して、変速機４の変速段を変更している。このステップＳＴ０４の後に、ステップＳＴ０５に進む。
【００３５】
ステップＳＴ０５では、エンジン２の始動（あるいは再始動）が開始される。このエンジン２の始動開始制御は、変速段の変更が開始（ステップＳＴ０４）された後に行われる。ただし、このエンジン２の始動開始制御は、変速段の変更（ステップＳＴ０４）の完了後に行われても良いし、変速段の変更制御に並行して行われても良い。なお、この実施の形態では、ＥＣＵ７１が、エンジン２の始動開始時にてクラッチ３を開放状態として、エンジン２を始動させている。このステップＳＴ０５の後に、ステップＳＴ０６に進む。
【００３６】
ステップＳＴ０６では、クラッチ３が係合される。これにより、エンジン２が駆動系に連結されて、エンジン２を動力源としたエンジン走行が行われる。このとき、予め変速機４の変速段が前進段に変更されているので（ステップＳＴ０４）、クラッチ３の係合後に速やかな加速を実現できる。このステップＳＴ０６の後に、処理が終了される。
【００３７】
ステップＳＴ０７では、アクセル開度θが所定の閾値ｋ２以下（θ≦ｋ２）であるか否かが判定される。この判定は、ドライバの加速要求が所定値以下であるか否かの判定に対応する。また、閾値ｋ２は、例えば、車速、モータ６のバッテリ（図示省略）の充電状態などの車両状態量との関係で任意に設定され得る。なお、この実施の形態では、ＥＣＵ７１がアクセル開度θと記憶部７１７に記憶された所定の閾値ｋ２とを比較することによりこの判定を行っている。このステップＳＴ０７にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０８に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００３８】
ステップＳＴ０８では、変速機４の変速段がニュートラルに変更される。すなわち、車両走行中かつエンジン休止中（ステップＳＴ０１の肯定判定）にて、変速機４の変速段がニュートラル以外の変速段にある場合（ステップＳＴ０２の否定判定）には、アクセル開度θが所定の閾値ｋ２以下であること（ステップＳＴ０７の肯定判定）を条件として、変速機４の変速段がニュートラルに変更される。これにより、変速段が常に前進段に設定されている構成（図示省略）と比較して、車両の走行抵抗を低減できる。
【００３９】
［エンジン始動制御の実施例］
図３は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すタイムチャートである。同図は、図２に記載した車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御の実施例を示しており、より具体的には、エンジン２を停止してモータ走行しているときのエンジン始動制御の実施例を示している。以下、この実施例について、図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００４０】
ｔ＝０では、エンジン２が停止されてモータ６を駆動源としたモータ走行が行われている（ステップＳＴ０１の肯定判定）（図２参照）。また、変速機４の変速段がニュートラルにある（ステップＳＴ０２の肯定判定）（図３（ａ）参照）。また、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度θが一定となっている（図３（ｂ）参照）。また、クラッチ３が開放状態にあり、クラッチトルクＴｃがＴｃ＝０である（図３（ｃ）参照）。また、ＥＣＵ７１がアクセル開度θに基づいてモータ６のモータトルクＴｍを制御している（図３（ｄ）参照）。また、エンジントルクＴｅがＴｅ＝０である（図３（ｅ）参照）。また、エンジン回転数Ｎｅおよび変速機４のインプット回転数ＮｉｎがＮｅ＝０［ｒｐｍ］かつＮｉｎ＝０［ｒｐｍ］である（図３（ｆ）および（ｇ）参照）。
【００４１】
ｔ＝ｔ１では、ドライバの加速要求によりアクセルがさらに踏み込まれて、アクセル開度θが所定の閾値ｋ１に到達する（ステップＳＴ０３の肯定判定）（図３（ｂ）参照）。すると、ＥＣＵ７１が変速機４を駆動して、変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更する（ステップＳＴ０４）（図３（ａ）参照）。このとき、ＥＣＵ７１が、車速およびアクセル開度θと所定の制御マップとに基づいて変速先の前進段の目標値を設定し、変速機４を駆動制御する。これにより、変速機４の変速段が、ドライバの加速要求に応じた最適な変速段（要求変速段）となる。また、変速機４のインプット回転数Ｎｉｎが上昇する（図３（ｆ）参照）。
【００４２】
ｔ＝ｔ２では、変速機４の変速段の変更が完了すると（図３（ａ）参照）、ＥＣＵ７１がエンジン２の始動を開始して（ステップＳＴ０５）、エンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅが上昇する（図３（ｅ）および（ｆ）参照）。したがって、この実施例では、ＥＣＵ７１が変速段の変更完了後にエンジン２の始動を開始している。
【００４３】
ｔ＝ｔ３では、ＥＣＵ７１がクラッチ３の係合を開始して（ステップＳＴ０６）、クラッチトルクＴｃが上昇する（図３（ｃ）参照）。また、これと共に、エンジン２のエンジン回転数Ｎｅと変速機４のインプット回転数Ｎｉｎとが同期する（図３（ｆ）および（ｇ）参照）。また、ＥＣＵ７１がモータ６の駆動電力を漸減して、モータトルクＴｍを減少させる（図３（ｄ）参照）。
【００４４】
ｔ＝ｔ４では、クラッチ３が係合状態となり、モータ６が停止する。これにより、モータ走行から、エンジン２を動力源としたエンジン走行に切り替わる。このとき、予め変速機４の変速段が前進段に変更されているので（ステップＳＴ０４）、クラッチ３の係合後に速やかな加速を実現できる。
【００４５】
［エンジン始動制御の変形例］
図４は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用を示すフローチャートである。同図は、上記した車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御の変形例を示している。以下、この変形例について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４において、図２と同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図２に記載したエンジン始動制御では、アクセル開度θが所定の閾値ｋ１以上であることを条件（ステップＳＴ０３の肯定判定）として、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御を行っている。
【００４７】
しかし、これに限らず、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔが用いられて、エンジン始動制御が行われても良い。
【００４８】
すなわち、一般に、ドライバの加速要求が緩やかである場合には、アクセル速度ｄθ／ｄｔが略一定のままアクセル開度θが上昇する。一方で、ドライバの加速要求が急なときは、アクセルペダルが急激に踏み込まれるためアクセル速度ｄθ／ｄｔが急増する。したがって、アクセル速度ｄθ／ｄｔを用いることにより、ドライバの加速要求を精度良く推定できる。
【００４９】
そこで、この変形例では、次のステップＳＴ０９が設けられ、ステップＳＴ０３にて否定判定が行われた場合に、このステップＳＴ０９に進む（図４参照）。
【００５０】
ステップＳＴ０９では、アクセル速度ｄθ／ｄｔが所定の閾値ｋ１’以上（ｄθ／ｄｔ≧ｋ１’）であるか否かが判定される。例えば、この実施の形態では、ＥＣＵ７１が、アクセル開度センサ７２４の出力信号に基づいてアクセル速度ｄθ／ｄｔを算出し、このアクセル速度ｄθ／ｄｔと記憶部７１７に記憶された所定の閾値ｋ１’とを比較して、この判定を行っている。
【００５１】
このステップＳＴ０９にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０４に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。したがって、この変形例では、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔについて、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’の少なくとも一方の判定条件が成立することにより（ステップＳＴ０３の肯定判定またはステップＳＴ０９の肯定判定）、変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更する制御（ステップＳＴ０４）が行われる。
【００５２】
図５は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用を示すタイムチャートである。同図は、図４に記載したエンジン始動制御の実施例を示している。以下、この実施例について、図４および図５を参照しつつ説明する。
【００５３】
ｔ＝０では、エンジン２が停止されてモータ６を駆動源としたモータ走行が行われている（ステップＳＴ０１の肯定判定）（図４参照）。また、変速機４の変速段がニュートラルにある（ステップＳＴ０２の肯定判定）（図５（ａ）参照）。また、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度θが一定となっている（図５（ｂ）参照）。また、アクセル開度θが一定なので、アクセル速度ｄθ／ｄｔがｄθ／ｄｔ＝０となっている（図５（ｂ’）参照）。また、クラッチ３が開放状態にあり、クラッチトルクＴｃがＴｃ＝０である（図５（ｃ）参照）。また、ＥＣＵ７１がアクセル開度θに基づいてモータ６のモータトルクＴｍを制御している（図５（ｄ）参照）。また、エンジントルクＴｅがＴｅ＝０である（図５（ｅ）参照）。また、エンジン回転数Ｎｅおよび変速機４のインプット回転数ＮｉｎがＮｅ＝０［ｒｐｍ］かつＮｉｎ＝０［ｒｐｍ］である（図５（ｆ）および（ｇ）参照）。
【００５４】
ｔ＝ｔ１、ｔ１’では、ドライバがアクセルを急に踏み増しすること（ドライバの急な加速要求）により、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔが急上昇する（図５（ｂ）および（ｂ’）参照）。このとき、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔについて、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’のいずれか一方の判定条件が成立することにより（ステップＳＴ０３の肯定判定またはステップＳＴ０９の肯定判定）、ＥＣＵ７１が変速機４を駆動して変速機４の変速段の変更を開始する（ステップＳＴ０４）（図５（ａ）参照）。
【００５５】
例えば、この変形例では、アクセル速度ｄθ／ｄｔの判定条件（ｄθ／ｄｔ≧ｋ１’）がアクセル開度θの判定条件（θ≧ｋ１）よりも先に成立している（ｔ１’＜ｔ１）（図５（ａ）参照）。このため、アクセル速度ｄθ／ｄｔの判定条件の成立時ｔ＝ｔ１’を基準として、ＥＣＵ７１が変速段の変更を開始している。また、このとき、ＥＣＵ７１が、車速、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔと所定の制御マップとに基づいて変速先の前進段の目標値を設定し、変速機４を駆動制御している。これにより、変速機４の変速段が、ドライバの加速要求に応じた最適な変速段（要求変速段）となっている。
【００５６】
また、図５（ｂ）の破線は、ドライバが一定のアクセル速度ｄθ／ｄｔにて緩やかにアクセルを踏み込んだときのアクセル開度θの様子を示している。また、図５（ａ）、（ｆ）および（ｇ）の破線は、このときの変速機４の変速段、エンジン回転数Ｎｅおよびインプット回転数Ｎｉｎの変化をそれぞれ示している。図５に示すように、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’の判定条件の成立が遅くなるほど、エンジンの始動開始が遅れて加速が遅れることが分かる。
【００５７】
ｔ＝ｔ２〜ｔ４では、変速機４の変速段の変更（ステップＳＴ０４）が完了すると、ＥＣＵ７１がエンジン２の始動を開始して、クラッチ３を係合状態とする（ステップＳＴ０５およびステップＳＴ０６）（図４および図５参照）。これにより、車両の走行モードがモータ走行からエンジン走行に切り替わる。このときのエンジン２、クラッチ３および変速機４の動作は、図３に記載した実施例と同様なので、その説明を省略する。
【００５８】
なお、この変形例では、上記のように、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔについて、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’のいずれか一方の判定条件が成立することにより（ステップＳＴ０３の肯定判定またはステップＳＴ０９の肯定判定）、ＥＣＵ７１が変速機４の変速段の変更を開始している（ステップＳＴ０４）（図４参照）。しかし、これに限らず、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’の双方の判定条件が成立により、ＥＣＵ７１が変速機４の変速段の変更を開始しても良い（図示省略）。これにより、エンジン始動制御の信頼性が向上する。
【００５９】
［効果］
以上説明したように、この車両用駆動システム１は、内燃機関（エンジン）２と、変速機４と、内燃機関２および変速機４の間に配置されるクラッチ３とを備える（図１参照）。また、車両用駆動システム１は、ドライバの加速要求（例えば、アクセル開度θ、アクセル速度ｄθ／ｄｔなど）を取得する加速要求取得手段（例えば、アクセル開度センサ７２４、アクセル速度ｄθ／ｄｔを算出するアクセル速度算出部７１６）と、加速要求取得手段の出力信号に基づいて内燃機関２、変速機４およびクラッチ３を駆動制御する制御装置７とを備える。そして、制御装置７は、車両走行中かつ内燃機関２の休止中にて（ステップＳＴ０１の肯定判定）、ドライバの加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更する（ステップＳＴ０３の肯定判定あるいはステップＳＴ０９の肯定判定、および、ステップＳＴ０４）と共に、内燃機関２を始動してクラッチ３を係合状態とする（ステップＳＴ０５およびステップＳＴ０６）（図２および図４参照）。
【００６０】
かかる構成では、車両走行中かつ内燃機関２の休止中にて内燃機関２を始動させるときに、ドライバの加速要求を契機として、内燃機関２の始動前に、予め変速機４の変速段が前進段に変更される。したがって、内燃機関の始動完了を契機として変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更する構成（図示省略）と比較して、速やかな加速を実現できる。これにより、ドライバの加速要求に迅速に対応できるので、車両のドライバビリティが向上する利点がある。なお、車両走行中かつ内燃機関２の休止中の走行状態としては、例えば、減速走行中やフリーラン走行中におけるエコラン走行、モータ６を駆動源としたモータ走行、モータ６を発電機として用いた回生走行などの走行状態が想定される。
【００６１】
また、この車両用駆動システム１では、加速要求取得手段がアクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔの少なくとも一方をドライバの加速要求として取得する（図１参照）。これにより、ドライバの加速要求を精度良く取得できるので、変速段を前進段に変更する制御（ステップＳＴ０４）が適正に行われる利点がある。
【００６２】
また、この車両用駆動システム１では、制御装置７は、車両走行中かつ内燃機関２の休止中であってドライバの加速要求が所定の閾値以下（アクセル開度θ≦ｋ２）であるときに、前記変速機の変速段をニュートラルに設定する（ステップＳＴ０１の肯定判定、ステップＳＴ０７およびステップＳＴ０８）（図２および図４参照）。かかる構成では、車両走行中かつ内燃機関２の休止中であってドライバの加速要求が小さいときには、変速機４がニュートラルに設定される。これにより、変速機の変速段が常に前進段に設定されている構成（図示省略）と比較して、車両の走行抵抗を低減できる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、この発明にかかる車両用駆動システムは、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる点で有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 車両用駆動システム、２ エンジン（内燃機関）、２１ 出力軸、３ クラッチ、３１ 入力側回転部、３２ 出力側回転部、４ 変速機、４１ 入力軸、４２ 出力軸、４３〜４６ 前進段、４７ 後進段、５ 減速差動装置、５１ 入力軸、５２ 減速機構、５３ 差動機構、６ モータ、６１ 出力軸、７ 制御装置、７１ ＥＣＵ、７１１ エンジン制御部、７１２ クラッチ制御部、７１３ 変速機制御部、７１４ モータ制御部、７１５ エンジン始動制御部、７１６ アクセル速度算出部、７１７ 記憶部、７２ センサユニット、７２１ 車速センサ、７２２ エンジン回転数センサ、７２３ インプット回転数センサ、７２４ アクセル開度センサ（加速要求取得手段）、７２５ ブレーキペダルセンサ、７２６ ＳＯＣセンサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用駆動システムに関し、さらに詳しくは、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる車両用駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両用駆動システムでは、例えば、ハイブリッド車両などにおいて、車両走行中にエンジンを休止することにより燃費の向上を図るエコラン制御が行われている。ここで、車両走行中かつエンジン休止中には、所定の判定条件の成立により、エンジン始動制御（あるいはエンジン再始動制御）が行なわれる。
【０００３】
かかる構成を採用する従来の車両用駆動システムとして、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の車両用駆動システムでは、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて、エンジンの始動完了を契機として変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更し、その後にドライバのアクセル操作に応じて加速が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御では、速やかな加速が行われることが好ましい。
【０００６】
この発明は、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる車両用駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明にかかる車両用駆動システムは、内燃機関と、変速機と、前記内燃機関および前記変速機の間に配置されるクラッチとを備える車両用駆動システムであって、ドライバの加速要求を取得する加速要求取得手段と、前記加速要求取得手段の出力信号に基づいて前記内燃機関、前記変速機および前記クラッチを駆動制御する制御装置とを備え、且つ、前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中にて、前記加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として前記変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更すると共に、前記内燃機関を始動して前記クラッチを係合状態とすることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかる車両用駆動システムは、前記加速要求取得手段がアクセル開度およびアクセル速度の少なくとも一方を前記加速要求として取得することが好ましい。
【０００９】
また、この発明にかかる車両用駆動システムは、前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中であって前記加速要求が所定の閾値以下であるときに、前記変速機の変速段をニュートラルに設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明にかかる車両用駆動システムでは、車両走行中かつ内燃機関の休止中にて内燃機関を始動させるときに、ドライバの加速要求を契機として、内燃機関の始動前に、予め変速機の変速段を前進段に変更する。したがって、内燃機関の始動完了を契機として変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更する構成と比較して、速やかな加速を実現できる。これにより、ドライバの加速要求に迅速に対応できるので、車両のドライバビリティが向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明の実施の形態にかかる車両用駆動システムを示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用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、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００１３】
［車両用駆動システム］
図１は、この発明の実施の形態にかかる車両用駆動システムを示す構成図である。同図は、車両用駆動システムの一例として、エンジンおよびモータの２つの動力源を有するハイブリッド車両を示している。
【００１４】
この車両用駆動システム１は、エンジン２と、クラッチ３と、変速機４と、減速差動装置５と、モータ６と、制御装置７とを備える（図１参照）。この車両用駆動システム１は、例えば、エンジン２を動力源とするエンジン走行とモータ６を動力源とするモータ走行とを切り替えるハイブリッド走行を実現できる車両、減速走行中やフリーラン走行中にエンジン２を一時的に休止するエコラン走行を実現できる車両などに適用される。
【００１５】
エンジン２は、第一の動力源であり、駆動トルクを発生して出力軸２１から出力する。このエンジン２は、内燃機関あるいは外燃機関である。例えば、この実施の形態では、ガソリンを燃料とするレシプロ式エンジンが採用されている。
【００１６】
クラッチ３は、駆動トルクの伝達を許可および遮断できる機械要素である。このクラッチ３は、入力側回転部３１および出力側回転部３２を有し、入力側回転部３１にてエンジン２の出力軸２１に連結されて、エンジン２の後段に配置される。また、クラッチ３は、入力側回転部３１および出力側回転部３２の係合状態にてトルク伝達を許可し、これらの開放状態にてトルク伝達を遮断する。かかるクラッチ３として、例えば、摩擦式クラッチが採用され得る。
【００１７】
変速機４は、変速段（あるいは変速比）を自動的に変更できる自動変速機である。また、変速機４は、入力軸４１および出力軸４２を有し、入力軸４１にてクラッチ３の出力側回転部３２に連結されて、クラッチ３の後段に配置される。また、変速機４は、その変速段を切り替えることにより、その変速比＝（出力軸４２の回転数）／（入力軸４１の回転数）を変更できる。かかる変速機４として、有段変速機、ベルト式あるいはトロイダル式の無段変速機が採用され得る。例えば、この実施の形態では、変速機４として、ニュートラル（Ｎレンジ）と、４つの前進段４３〜４６（Ｄレンジ）と、１つの後進段４７（Ｒレンジ）とを切り替え可能に有する歯車式の有段自動変速機が採用されている。
【００１８】
減速差動装置５は、駆動トルクを減速して車両の左右輪（図示省略）に配分する機械要素である。この減速差動装置５は、入力軸５１と、駆動トルクを減速する減速機構５２と、車両の左右輪への駆動トルクの配分を調整する差動機構５３とを有する。また、減速差動装置５は、入力軸５１にて変速機４の出力軸４２に連結され、差動機構５３にて車輪の車軸に連結される。
【００１９】
モータ６は、第二の動力源であり、駆動トルクを発生して出力軸６１から出力する。このモータ６は、出力軸６１にて変速機４の出力軸４２に連結される。例えば、この実施の形態では、モータ６として、モータ機能およびジェネレータ機能を有する交流同期型のモータジェネレータが採用されている。
【００２０】
なお、この実施の形態では、モータ６が変速機４の出力軸４２に対して常時連結された状態にある（図１参照）。しかし、これに限らず、モータ６と変速機４の出力軸４２とがクラッチを介して連結および連結解除できるように構成されても良い（図示省略）。また、モータ６と変速機４の入力軸４１とがクラッチを介して連結および連結解除できるように構成されても良い（図示省略）。
【００２１】
制御装置７は、車両用駆動システム１の動作を制御する装置であり、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）７１と、センサユニット７２とを有する。ＥＣＵ７１は、取得した入力信号に基づいて所定の出力信号を出力する。このＥＣＵ７１は、エンジン２を駆動制御するエンジン制御部７１１と、クラッチ３を駆動制御するクラッチ制御部７１２と、変速機４を駆動制御する変速機制御部７１３と、モータ６を駆動制御するモータ制御部７１４と、後述するエンジン始動制御を行うエンジン始動制御部７１５と、アクセル開度θに基づいてアクセル速度（アクセルペダルの踏み込み速度）ｄθ／ｄｔを算出するアクセル速度算出部７１６と、所定の情報（例えば、各種の制御プログラム、制御マップや閾値などの制御データ）を記憶する記憶部７１７とを有する。センサユニット７２は、車速を検出する車速センサ７２１と、エンジン２の出力軸２１の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ７２２と、変速機４の入力軸４１の回転数（インプット回転数）Ｎｉｎを検出するインプット回転数センサ７２３と、アクセル開度θを検出するアクセル開度センサ７２４と、ブレーキペダルの踏み込みのＯＮ／ＯＦＦを検出するブレーキペダルセンサ７２５と、モータ６のバッテリ（図示省略）の充填状態を検出するＳＯＣ（state of charge）センサ７２６とを有する。この制御装置７では、ＥＣＵ７１がセンサユニット７２の出力信号に基づいて、エンジン２、クラッチ３、変速機４およびモータ６を駆動制御する。これにより、各種の制御が実現される。
【００２２】
この車両用駆動システム１では、車両のエンジン走行時には、制御装置７がクラッチ３を係合状態として、エンジン２を駆動する。すると、エンジン２が駆動トルクを発生し、この駆動トルクがクラッチ３を介して変速機４に伝達される。そして、この駆動トルクが変速機４にて変速され、減速差動装置５にて減速されて車両の左右輪に配分される。これにより、車両がエンジン２を動力源として走行する。
【００２３】
一方、車両のモータ走行時には、制御装置７がクラッチ３を開放状態としてエンジン２を車軸側の駆動系から分離し、モータ６を駆動する。すると、モータ６が駆動トルクを発生し、この駆動トルクが減速差動装置５を介して車両の左右輪に配分される。これにより、車両がモータ６を動力源として走行する。
【００２４】
また、車両用駆動システム１は、エンジン走行とモータ走行とを併用したハイブリッド走行を実現できる。例えば、車両の発進時や低速走行時には、制御装置７がエンジン２を停止してモータ６を駆動することによりモータ走行が行われ、中高速走行時には、制御装置７がモータ６を停止してエンジン２を駆動することよりエンジン走行が行われる。また、車速やバッテリの充電状態に応じて、エンジン走行とモータ走行との切り替えが行われる。これにより、効率的な走行が実現されて、燃費が向上する。
【００２５】
また、車両用駆動システム１は、車両走行中にて、エンジン２を一時的に停止させるエコラン制御を実現できる。例えば、車両の減速走行中やフリーラン走行中などの駆動トルクが不要な状態にあるときに、制御装置７がクラッチ３を開放状態としてエンジン２を停止させる。これにより、燃費が向上する。このとき、モータ６がジェネレータとして用いられて回生走行が行われても良いし、モータ６が駆動系から分離されて停止されても良い。
【００２６】
［車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御］
図２は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すフローチャートである。同図は、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御のフローを示している。
【００２７】
一般に、ハイブリッド車両では、車両走行中かつエンジン休止中にて、ドライバの加速要求によりエンジン始動制御（あるいはエンジン再始動制御）が行われる場合がある。このとき、ドライバの加速要求に応じて速やかな加速（あるいは再加速）が行われることが好ましい。
【００２８】
そこで、この車両用駆動システム１では、車両走行中かつエンジン休止中にてドライバの加速要求があったときの速やかな加速を実現するために、以下の制御が行われる（図２参照）。
【００２９】
ステップＳＴ０１では、車両走行中かつエンジン休止中であるか否かが判定される。車両走行中かつエンジン休止中の状態としては、例えば、車両走行中にて、エンジン２およびモータ６が停止している状態、エンジン２が停止してモータ６が回生発電している状態、エンジン２が停止してモータ６が駆動力を発生している状態などが想定される。なお、この実施の形態では、車速センサ７２１が車両の車速を検出しており、ＥＣＵ７１がこの車速センサ７２１の出力信号に基づいて車両走行中であるか否かの判定を行っている。また、エンジン回転数センサ７２２がエンジン回転数Ｎｅを検出しており、ＥＣＵ７１がこのエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン休止中であるか否かの判定を行っている。また、エンジン休止中には、クラッチ３が開放状態にあり、エンジン２と変速機４との間のトルク伝達が遮断されている。このステップＳＴ０１にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０２に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００３０】
ステップＳＴ０２では、変速機４の変速段がニュートラルであるか否かが判定される。例えば、この実施の形態では、変速機４が変速段を切り替える油圧シリンダ（図示省略）を有し、ＥＣＵ７１がこの油圧シリンダの油圧を取得して現在の変速機４の変速段を判定している。このステップＳＴ０２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０７に進む。
【００３１】
ステップＳＴ０３では、アクセル開度θが所定の閾値ｋ１以上（θ≧ｋ１）であるか否かが判定される。この判定条件は、ドライバの加速要求（要求トルク）が所定の閾値以上であることの判定条件に対応する。また、この判定条件は、後述する変速段を前進段に変更（ステップＳＴ０４）するための変速開始条件に対応する。なお、この実施の形態では、アクセル開度センサ７２４がアクセル開度θを検出しており、ＥＣＵ７１がこのアクセル開度θと記憶部７１７から読み込んだ所定の閾値ｋ１とを比較することにより、この判定を行っている。このステップＳＴ０３にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０４に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００３２】
なお、この閾値ｋ１は、θ≧ｋ１となる時期が後述するエンジン２の始動（ステップＳＴ０５）の開始時期よりも先となるように、実験値などに基づいて予め設定される。例えば、エンジン２の始動開始条件がアクセル開度θと所定の閾値ｋｅとの関係で規定される場合には、閾値ｋ１がこのエンジン始動開始用の閾値ｋｅよりも小さく設定される。また、閾値ｋ１は、車速、モータ６のバッテリ（図示省略）の充電状態などの車両状態量との関係で設定されても良い。
【００３３】
また、車両走行中かつエンジン休止中にアクセル開度θが所定の閾値ｋ１以上となる場合としては、例えば、モータ走行時にアクセルが踏み込まれてモータ走行からエンジン走行への切り替えが必要となる場合、フリーラン走行中にてブレーキペダルの踏み込みが解除されてアクセルペダルが踏み込まれる場合などが想定される。これらは、いずれもエンジン２の始動条件となる。
【００３４】
ステップＳＴ０４では、変速機４の変速段がニュートラルから前進段に変更される。すなわち、この変速段の変更開始は、ドライバの加速要求（ステップＳＴ０３の肯定判定）を契機として、エンジン始動開始（ステップＳＴ０５）に先立って行われる。なお、変更先の前進段（変速制御の目標値）は、任意に選択され得る。例えば、変更先の前進段が、車速およびアクセル開度θに基づいて設定されても良いし、後述するエンジン２の始動完了後（ステップＳＴ０５）のエンジン回転数Ｎｅに基づいて設定されても良い。なお、この実施の形態では、ＥＣＵ７１が所定の制御マップに基づいて変更先の前進段を設定し、この設定値を目標値として変速機４を駆動制御して、変速機４の変速段を変更している。このステップＳＴ０４の後に、ステップＳＴ０５に進む。
【００３５】
ステップＳＴ０５では、エンジン２の始動（あるいは再始動）が開始される。このエンジン２の始動開始制御は、変速段の変更が開始（ステップＳＴ０４）された後に行われる。ただし、このエンジン２の始動開始制御は、変速段の変更（ステップＳＴ０４）の完了後に行われても良いし、変速段の変更制御に並行して行われても良い。なお、この実施の形態では、ＥＣＵ７１が、エンジン２の始動開始時にてクラッチ３を開放状態として、エンジン２を始動させている。このステップＳＴ０５の後に、ステップＳＴ０６に進む。
【００３６】
ステップＳＴ０６では、クラッチ３が係合される。これにより、エンジン２が駆動系に連結されて、エンジン２を動力源としたエンジン走行が行われる。このとき、予め変速機４の変速段が前進段に変更されているので（ステップＳＴ０４）、クラッチ３の係合後に速やかな加速を実現できる。このステップＳＴ０６の後に、処理が終了される。
【００３７】
ステップＳＴ０７では、アクセル開度θが所定の閾値ｋ２以下（θ≦ｋ２）であるか否かが判定される。この判定は、ドライバの加速要求が所定値以下であるか否かの判定に対応する。また、閾値ｋ２は、例えば、車速、モータ６のバッテリ（図示省略）の充電状態などの車両状態量との関係で任意に設定され得る。なお、この実施の形態では、ＥＣＵ７１がアクセル開度θと記憶部７１７に記憶された所定の閾値ｋ２とを比較することによりこの判定を行っている。このステップＳＴ０７にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０８に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００３８】
ステップＳＴ０８では、変速機４の変速段がニュートラルに変更される。すなわち、車両走行中かつエンジン休止中（ステップＳＴ０１の肯定判定）にて、変速機４の変速段がニュートラル以外の変速段にある場合（ステップＳＴ０２の否定判定）には、アクセル開度θが所定の閾値ｋ２以下であること（ステップＳＴ０７の肯定判定）を条件として、変速機４の変速段がニュートラルに変更される。これにより、変速段が常に前進段に設定されている構成（図示省略）と比較して、車両の走行抵抗を低減できる。
【００３９】
［エンジン始動制御の実施例］
図３は、図１に記載した車両用駆動システムの作用を示すタイムチャートである。同図は、図２に記載した車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御の実施例を示しており、より具体的には、エンジン２を停止してモータ走行しているときのエンジン始動制御の実施例を示している。以下、この実施例について、図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００４０】
ｔ＝０では、エンジン２が停止されてモータ６を駆動源としたモータ走行が行われている（ステップＳＴ０１の肯定判定）（図２参照）。また、変速機４の変速段がニュートラルにある（ステップＳＴ０２の肯定判定）（図３（ａ）参照）。また、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度θが一定となっている（図３（ｂ）参照）。また、クラッチ３が開放状態にあり、クラッチトルクＴｃがＴｃ＝０である（図３（ｃ）参照）。また、ＥＣＵ７１がアクセル開度θに基づいてモータ６のモータトルクＴｍを制御している（図３（ｄ）参照）。また、エンジントルクＴｅがＴｅ＝０である（図３（ｅ）参照）。また、エンジン回転数Ｎｅおよび変速機４のインプット回転数ＮｉｎがＮｅ＝０［ｒｐｍ］かつＮｉｎ＝０［ｒｐｍ］である（図３（ｆ）および（ｇ）参照）。
【００４１】
ｔ＝ｔ１では、ドライバの加速要求によりアクセルがさらに踏み込まれて、アクセル開度θが所定の閾値ｋ１に到達する（ステップＳＴ０３の肯定判定）（図３（ｂ）参照）。すると、ＥＣＵ７１が変速機４を駆動して、変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更する（ステップＳＴ０４）（図３（ａ）参照）。このとき、ＥＣＵ７１が、車速およびアクセル開度θと所定の制御マップとに基づいて変速先の前進段の目標値を設定し、変速機４を駆動制御する。これにより、変速機４の変速段が、ドライバの加速要求に応じた最適な変速段（要求変速段）となる。また、変速機４のインプット回転数Ｎｉｎが上昇する（図３（ｆ）参照）。
【００４２】
ｔ＝ｔ２では、変速機４の変速段の変更が完了すると（図３（ａ）参照）、ＥＣＵ７１がエンジン２の始動を開始して（ステップＳＴ０５）、エンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅが上昇する（図３（ｅ）および（ｆ）参照）。したがって、この実施例では、ＥＣＵ７１が変速段の変更完了後にエンジン２の始動を開始している。
【００４３】
ｔ＝ｔ３では、ＥＣＵ７１がクラッチ３の係合を開始して（ステップＳＴ０６）、クラッチトルクＴｃが上昇する（図３（ｃ）参照）。また、これと共に、エンジン２のエンジン回転数Ｎｅと変速機４のインプット回転数Ｎｉｎとが同期する（図３（ｆ）および（ｇ）参照）。また、ＥＣＵ７１がモータ６の駆動電力を漸減して、モータトルクＴｍを減少させる（図３（ｄ）参照）。
【００４４】
ｔ＝ｔ４では、クラッチ３が係合状態となり、モータ６が停止する。これにより、モータ走行から、エンジン２を動力源としたエンジン走行に切り替わる。このとき、予め変速機４の変速段が前進段に変更されているので（ステップＳＴ０４）、クラッチ３の係合後に速やかな加速を実現できる。
【００４５】
［エンジン始動制御の変形例］
図４は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用を示すフローチャートである。同図は、上記した車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御の変形例を示している。以下、この変形例について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４において、図２と同一のステップには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図２に記載したエンジン始動制御では、アクセル開度θが所定の閾値ｋ１以上であることを条件（ステップＳＴ０３の肯定判定）として、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御を行っている。
【００４７】
しかし、これに限らず、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔが用いられて、エンジン始動制御が行われても良い。
【００４８】
すなわち、一般に、ドライバの加速要求が緩やかである場合には、アクセル速度ｄθ／ｄｔが略一定のままアクセル開度θが上昇する。一方で、ドライバの加速要求が急なときは、アクセルペダルが急激に踏み込まれるためアクセル速度ｄθ／ｄｔが急増する。したがって、アクセル速度ｄθ／ｄｔを用いることにより、ドライバの加速要求を精度良く推定できる。
【００４９】
そこで、この変形例では、次のステップＳＴ０９が設けられ、ステップＳＴ０３にて否定判定が行われた場合に、このステップＳＴ０９に進む（図４参照）。
【００５０】
ステップＳＴ０９では、アクセル速度ｄθ／ｄｔが所定の閾値ｋ１’以上（ｄθ／ｄｔ≧ｋ１’）であるか否かが判定される。例えば、この実施の形態では、ＥＣＵ７１が、アクセル開度センサ７２４の出力信号に基づいてアクセル速度ｄθ／ｄｔを算出し、このアクセル速度ｄθ／ｄｔと記憶部７１７に記憶された所定の閾値ｋ１’とを比較して、この判定を行っている。
【００５１】
このステップＳＴ０９にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ０４に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。したがって、この変形例では、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔについて、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’の少なくとも一方の判定条件が成立することにより（ステップＳＴ０３の肯定判定またはステップＳＴ０９の肯定判定）、変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更する制御（ステップＳＴ０４）が行われる。
【００５２】
図５は、図１に記載した車両用駆動システムの変形例の作用を示すタイムチャートである。同図は、図４に記載したエンジン始動制御の実施例を示している。以下、この実施例について、図４および図５を参照しつつ説明する。
【００５３】
ｔ＝０では、エンジン２が停止されてモータ６を駆動源としたモータ走行が行われている（ステップＳＴ０１の肯定判定）（図４参照）。また、変速機４の変速段がニュートラルにある（ステップＳＴ０２の肯定判定）（図５（ａ）参照）。また、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度θが一定となっている（図５（ｂ）参照）。また、アクセル開度θが一定なので、アクセル速度ｄθ／ｄｔがｄθ／ｄｔ＝０となっている（図５（ｂ’）参照）。また、クラッチ３が開放状態にあり、クラッチトルクＴｃがＴｃ＝０である（図５（ｃ）参照）。また、ＥＣＵ７１がアクセル開度θに基づいてモータ６のモータトルクＴｍを制御している（図５（ｄ）参照）。また、エンジントルクＴｅがＴｅ＝０である（図５（ｅ）参照）。また、エンジン回転数Ｎｅおよび変速機４のインプット回転数ＮｉｎがＮｅ＝０［ｒｐｍ］かつＮｉｎ＝０［ｒｐｍ］である（図５（ｆ）および（ｇ）参照）。
【００５４】
ｔ＝ｔ１、ｔ１’では、ドライバがアクセルを急に踏み増しすること（ドライバの急な加速要求）により、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔが急上昇する（図５（ｂ）および（ｂ’）参照）。このとき、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔについて、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’のいずれか一方の判定条件が成立することにより（ステップＳＴ０３の肯定判定またはステップＳＴ０９の肯定判定）、ＥＣＵ７１が変速機４を駆動して変速機４の変速段の変更を開始する（ステップＳＴ０４）（図５（ａ）参照）。
【００５５】
例えば、この変形例では、アクセル速度ｄθ／ｄｔの判定条件（ｄθ／ｄｔ≧ｋ１’）がアクセル開度θの判定条件（θ≧ｋ１）よりも先に成立している（ｔ１’＜ｔ１）（図５（ａ）参照）。このため、アクセル速度ｄθ／ｄｔの判定条件の成立時ｔ＝ｔ１’を基準として、ＥＣＵ７１が変速段の変更を開始している。また、このとき、ＥＣＵ７１が、車速、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔと所定の制御マップとに基づいて変速先の前進段の目標値を設定し、変速機４を駆動制御している。これにより、変速機４の変速段が、ドライバの加速要求に応じた最適な変速段（要求変速段）となっている。
【００５６】
また、図５（ｂ）の破線は、ドライバが一定のアクセル速度ｄθ／ｄｔにて緩やかにアクセルを踏み込んだときのアクセル開度θの様子を示している。また、図５（ａ）、（ｆ）および（ｇ）の破線は、このときの変速機４の変速段、エンジン回転数Ｎｅおよびインプット回転数Ｎｉｎの変化をそれぞれ示している。図５に示すように、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’の判定条件の成立が遅くなるほど、エンジンの始動開始が遅れて加速が遅れることが分かる。
【００５７】
ｔ＝ｔ２〜ｔ４では、変速機４の変速段の変更（ステップＳＴ０４）が完了すると、ＥＣＵ７１がエンジン２の始動を開始して、クラッチ３を係合状態とする（ステップＳＴ０５およびステップＳＴ０６）（図４および図５参照）。これにより、車両の走行モードがモータ走行からエンジン走行に切り替わる。このときのエンジン２、クラッチ３および変速機４の動作は、図３に記載した実施例と同様なので、その説明を省略する。
【００５８】
なお、この変形例では、上記のように、アクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔについて、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’のいずれか一方の判定条件が成立することにより（ステップＳＴ０３の肯定判定またはステップＳＴ０９の肯定判定）、ＥＣＵ７１が変速機４の変速段の変更を開始している（ステップＳＴ０４）（図４参照）。しかし、これに限らず、θ≧ｋ１およびｄθ／ｄｔ≧ｋ１’の双方の判定条件が成立により、ＥＣＵ７１が変速機４の変速段の変更を開始しても良い（図示省略）。これにより、エンジン始動制御の信頼性が向上する。
【００５９】
［効果］
以上説明したように、この車両用駆動システム１は、内燃機関（エンジン）２と、変速機４と、内燃機関２および変速機４の間に配置されるクラッチ３とを備える（図１参照）。また、車両用駆動システム１は、ドライバの加速要求（例えば、アクセル開度θ、アクセル速度ｄθ／ｄｔなど）を取得する加速要求取得手段（例えば、アクセル開度センサ７２４、アクセル速度ｄθ／ｄｔを算出するアクセル速度算出部７１６）と、加速要求取得手段の出力信号に基づいて内燃機関２、変速機４およびクラッチ３を駆動制御する制御装置７とを備える。そして、制御装置７は、車両走行中かつ内燃機関２の休止中にて（ステップＳＴ０１の肯定判定）、ドライバの加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として変速機４の変速段をニュートラルから前進段に変更する（ステップＳＴ０３の肯定判定あるいはステップＳＴ０９の肯定判定、および、ステップＳＴ０４）と共に、内燃機関２を始動してクラッチ３を係合状態とする（ステップＳＴ０５およびステップＳＴ０６）（図２および図４参照）。
【００６０】
かかる構成では、車両走行中かつ内燃機関２の休止中にて内燃機関２を始動させるときに、ドライバの加速要求を契機として、内燃機関２の始動前に、予め変速機４の変速段が前進段に変更される。したがって、内燃機関の始動完了を契機として変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更する構成（図示省略）と比較して、速やかな加速を実現できる。これにより、ドライバの加速要求に迅速に対応できるので、車両のドライバビリティが向上する利点がある。なお、車両走行中かつ内燃機関２の休止中の走行状態としては、例えば、減速走行中やフリーラン走行中におけるエコラン走行、モータ６を駆動源としたモータ走行、モータ６を発電機として用いた回生走行などの走行状態が想定される。
【００６１】
また、この車両用駆動システム１では、加速要求取得手段がアクセル開度θおよびアクセル速度ｄθ／ｄｔの少なくとも一方をドライバの加速要求として取得する（図１参照）。これにより、ドライバの加速要求を精度良く取得できるので、変速段を前進段に変更する制御（ステップＳＴ０４）が適正に行われる利点がある。
【００６２】
また、この車両用駆動システム１では、制御装置７は、車両走行中かつ内燃機関２の休止中であってドライバの加速要求が所定の閾値以下（アクセル開度θ≦ｋ２）であるときに、前記変速機の変速段をニュートラルに設定する（ステップＳＴ０１の肯定判定、ステップＳＴ０７およびステップＳＴ０８）（図２および図４参照）。かかる構成では、車両走行中かつ内燃機関２の休止中であってドライバの加速要求が小さいときには、変速機４がニュートラルに設定される。これにより、変速機の変速段が常に前進段に設定されている構成（図示省略）と比較して、車両の走行抵抗を低減できる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、この発明にかかる車両用駆動システムは、車両走行中かつエンジン休止中におけるエンジン始動制御にて速やかな加速を実現できる点で有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 車両用駆動システム、２ エンジン（内燃機関）、２１ 出力軸、３ クラッチ、３１ 入力側回転部、３２ 出力側回転部、４ 変速機、４１ 入力軸、４２ 出力軸、４３〜４６ 前進段、４７ 後進段、５ 減速差動装置、５１ 入力軸、５２ 減速機構、５３ 差動機構、６ モータ、６１ 出力軸、７ 制御装置、７１ ＥＣＵ、７１１ エンジン制御部、７１２ クラッチ制御部、７１３ 変速機制御部、７１４ モータ制御部、７１５ エンジン始動制御部、７１６ アクセル速度算出部、７１７ 記憶部、７２ センサユニット、７２１ 車速センサ、７２２ エンジン回転数センサ、７２３ インプット回転数センサ、７２４ アクセル開度センサ（加速要求取得手段）、７２５ ブレーキペダルセンサ、７２６ ＳＯＣセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、変速機と、前記内燃機関および前記変速機の間に配置されるクラッチとを備える車両用駆動システムであって、
ドライバの加速要求を取得する加速要求取得手段と、
前記加速要求取得手段の出力信号に基づいて前記内燃機関、前記変速機および前記クラッチを駆動制御する制御装置とを備え、且つ、
前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中にて、前記加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として前記変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更すると共に、前記内燃機関を始動して前記クラッチを係合状態とすることを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項２】
前記加速要求取得手段がアクセル開度およびアクセル速度の少なくとも一方を前記加速要求として取得する請求項１に記載の車両用駆動システム。
【請求項３】
前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中であって前記加速要求が所定の閾値以下であるときに、前記変速機の変速段をニュートラルに設定する請求項１または２に記載の車両用駆動システム。
【請求項１】
内燃機関と、変速機と、前記内燃機関および前記変速機の間に配置されるクラッチとを備える車両用駆動システムであって、
ドライバの加速要求を取得する加速要求取得手段と、
前記加速要求取得手段の出力信号に基づいて前記内燃機関、前記変速機および前記クラッチを駆動制御する制御装置とを備え、且つ、
前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中にて、前記加速要求が所定の閾値以上となったことを契機として前記変速機の変速段をニュートラルから前進段に変更すると共に、前記内燃機関を始動して前記クラッチを係合状態とすることを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項２】
前記加速要求取得手段がアクセル開度およびアクセル速度の少なくとも一方を前記加速要求として取得する請求項１に記載の車両用駆動システム。
【請求項３】
前記制御装置は、車両走行中かつ前記内燃機関の休止中であって前記加速要求が所定の閾値以下であるときに、前記変速機の変速段をニュートラルに設定する請求項１または２に記載の車両用駆動システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６６６１４（Ｐ２０１２−１６６６１４Ａ）
【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２０１１−２７５２６（Ｐ２０１１−２７５２６）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【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１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
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