車両用駆動制御装置
【課題】エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両において、油圧ポンプの駆動損失を抑制しながら、冷機時にもエンジンを確実に始動可能とする。
【解決手段】エンジン２と、モータ３０と、該エンジン２とモータ３０との間に介設された非油圧供給状態で締結されるクラッチ４０とを備えた構成において、前記クラッチ４０に、ピストン４４をクラッチ締結方向に押圧するスプリング４５と、油圧の供給時にピストン４４をクラッチ解放方向に押圧する解放用油圧室４７と、油圧の供給時にピストン４４を前記スプリング４５と共にクラッチ締結方向に押圧する締結用油圧室４８とを設け、エンジンの始動時において、エンジンの温度が所定温度よりも高いときには前記締結用油圧室４８に油圧を供給せず、該温度が所定温度以下のときに前記締結用油圧室４８に油圧を供給するように構成する。
【解決手段】エンジン２と、モータ３０と、該エンジン２とモータ３０との間に介設された非油圧供給状態で締結されるクラッチ４０とを備えた構成において、前記クラッチ４０に、ピストン４４をクラッチ締結方向に押圧するスプリング４５と、油圧の供給時にピストン４４をクラッチ解放方向に押圧する解放用油圧室４７と、油圧の供給時にピストン４４を前記スプリング４５と共にクラッチ締結方向に押圧する締結用油圧室４８とを設け、エンジンの始動時において、エンジンの温度が所定温度よりも高いときには前記締結用油圧室４８に油圧を供給せず、該温度が所定温度以下のときに前記締結用油圧室４８に油圧を供給するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動制御装置、特に駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置に関し、車両の駆動技術の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両が実用化されており、その一例として、特許文献１には、既存のエンジン及び変速機を流用し、これらの間にモータと摩擦締結要素とを含む駆動ユニットを配設することにより、ハイブリッド化したものが開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の駆動ユニットＡは、図１１に示すように、エンジンＢの出力軸に連結された入力軸ａと、変速機Ｃへの出力軸ｂと、該入力軸ａと出力軸ｂとを断接するコーストクラッチｃと、該コーストクラッチｃの出力軸ｂ側にロータｄ’が連結されたモータｄと、前記入力軸ａと出力軸ｂとの間に前記コーストクラッチｃに並列に配置され、入力軸ａ側から出力軸ｂ側へのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチｅと、前記出力軸ｂにより駆動されてコーストクラッチ制御用等の油圧を発生する油圧ポンプｆとを備えた構成とされている。
【０００４】
この駆動ユニットＡによれば、モータｄを作動させれば、その出力が直接出力軸ｂに伝達されてモータ走行が実施される。また、コーストクラッチｃを接続することにより、モータｄでエンジンＢを始動することができ、エンジンＢが始動すれば、その出力が入力軸ａからワンウェイクラッチｅを介して出力軸ｂに伝達されてエンジン走行又はエンジン及びモータの併用走行が実施される。その際、コーストクラッチｃを解放すれば、エンジン走行中の減速時に、車両の慣性走行による運動エネルギが全てモータｄに伝達され、該モータｄによるエネルギ回生が効率よく行われる。
【０００５】
また、前記油圧ポンプｆがモータｄのロータｄ’に連結された出力軸ｂにより駆動されるので、該モータｄによりエンジンＢの非作動時にも油圧ポンプｆを作動させることができ、別途電動ポンプを備える必要がなくなるメリットがある。
【０００６】
さらに、この駆動ユニットＡにおいては、図示しないが、コーストクラッチｃはノーマルクローズ式、即ちピストンをクラッチ締結方向に押圧するスプリングを備え、該スプリングの押圧力により、油圧の非供給状態でクラッチを締結する構成とされている。したがって、前記モータｄでエンジンＢを始動するときに、コーストクラッチｃを締結するために前記油圧ポンプｆで油圧を立ち上げる必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２６７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記駆動ユニットＡのように、コーストクラッチｃをノーマルクローズ式とした際、潤滑油の粘度が小さく、エンジンのクランキング抵抗が小さい常温時においては、コーストクラッチｃの伝達可能な最大トルク（以下、「伝達トルク容量」という）が比較的小さくても、エンジンを始動させるためのモータｄの出力トルク（以下、「クランキングトルク」という）をエンジンに伝達することができる。
【０００９】
しかし、エンジンの冷機時に、潤滑油の粘性抵抗の増大に伴ってクランキングトルクが増大すると、コーストクラッチｃの伝達トルク容量がスプリングの押圧力だけでは相対的に不足することになり、エンジンの温度によっては該クラッチｃが始動に必要なクランキングトルクを伝達することができず、エンジンの始動不良を招くおそれがある。
【００１０】
これに対しては、油圧の非供給状態でコーストクラッチｃを締結するスプリングの押圧力を強くすることが考えられるが、この場合、該クラッチｃを解放するときに高い油圧が必要となり、走行中、該クラッチｃを解放状態に制御する場合、油圧ポンプｆの駆動損失が増大することになる。
【００１１】
ここで、例えば−３０℃においては、クランキング抵抗は常温時の１０〜数１０倍となり、スプリング力のみでこれに対応する伝達トルク容量を確保しようとすると、スプリング力を著しく強くしなければならず、これに伴ってコーストクラッチの解放圧も著しく高くしなければならないことになる。
【００１２】
そこで、本発明は、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両において、油圧ポンプの駆動損失を抑制しながら、冷機時にもエンジンを確実に始動させることができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明に係る車両用駆動制御装置は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１４】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンと、モータと、該エンジンとモータとの間に介設された非油圧供給状態で締結されるクラッチとを備え、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の出力を駆動輪に伝達すると共に、前記クラッチを締結させることによりモータでエンジンを始動可能とした車両用駆動制御装置であって、前記クラッチに、ピストンをクラッチ締結方向に押圧するスプリングと、油圧の供給時にピストンをクラッチ解放方向に押圧する解放用油圧室と、油圧の供給時にピストンを前記スプリングと共にクラッチ締結方向に押圧する締結用油圧室とを設けると共に、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、エンジンの始動時において、前記検出手段によって検出されたエンジンの温度が所定温度よりも高いときには前記締結用油圧室に油圧を供給せず、該温度が所定温度以下のときに前記締結用油圧室に油圧を供給する油圧制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記油圧制御手段は、前記エンジン温度検出手段によって検出されたエンジン温度が所定温度以下でのエンジン始動時に、該温度が低いほど締結用油圧室に供給する油圧を高くすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記締結用油圧室及び解放用油圧室に供給される油圧を発生する油圧ポンプが備えられ、該ポンプは、前記モータによって駆動されるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記クラッチは、解放用油圧室への油圧の供給時に、エンジンとモータとの間及びエンジンと駆動輪との間を切断するように構成されていると共に、エンジンと駆動輪との間に、該クラッチに並列にエンジン側から駆動輪側へのみ回転を伝達するワンウェイクラッチが設けられており、前記油圧制御手段は、エンジンの始動後、締結用油圧室を非油圧供給状態とすると共に、解放用油圧室に油圧を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
まず、請求項１に記載の発明によれば、モータによってエンジンを始動させるときに、該モータとエンジンとの間に介設されたクラッチがスプリングの押圧力で締結されているから、通常は、該クラッチに締結用の油圧を供給することなくエンジンを始動させることができ、したがって、油圧ポンプを駆動するエネルギが節約される。
【００１９】
一方、エンジン温度が所定温度以下の冷機時には、前記クラッチの締結用油圧室に、スプリングと共にピストンを締結方向に押圧する油圧が供給されるので、該クラッチの伝達トルク容量は、スプリング力によるものに油圧によるものを加えた大きさとなる。したがって、潤滑油の粘性抵抗の増大に伴ってモータから出力されるクランキングトルクが増大しても、そのトルクをエンジンに伝達することが可能となり、冷機時においてもエンジンを確実に始動させることが可能となる。
【００２０】
その場合に、本発明によれば、冷機時にクランキングトルクを伝達可能とするために前記クラッチのスプリング力を強くすることがないので、クラッチを解放するときに解放用油圧室に供給するる油圧を高く設定する必要がなく、これによっても、油圧ポンプの駆動エネルギが節約される。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、冷機時のエンジン始動時に、前記クラッチの締結用油圧室に供給される油圧が、エンジン温度が低いほど、即ち潤滑油の粘度が高くなり、クランキング抵抗が増大するほど高くされるので、クランキング抵抗に応じてモータから出力されるクランキングトルクが増大するときに、それに応じてクラッチの伝達トルク容量が増大する。したがって、始動に必要なトルクを確実に伝達することができると共に、伝達すべきトルクに対して必要以上に油圧を高くすることによるポンプ駆動エネルギの無駄な消費が抑制され、エネルギ効率が向上する。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記クラッチの解放用及び締結用油圧室に供給される油圧を発生する油圧ポンプが前記モータによって駆動されるので、冷機時に前記クラッチの締結用油圧室に油圧を供給するための電動ポンプを別途備える必要がなく、当該駆動装置及びその制御装置等が簡素に構成されることになる。
【００２３】
そして、請求項４に記載の発明によれば、エンジンの始動後は、前記クラッチの締結用油圧室は、常温の始動時にはもともと油圧が供給されず、冷機時の始動時には供給された油圧が排出されることにより、いずれの場合も非油圧供給状態とされると共に、解放用油圧室に油圧が供給されることにより、該クラッチは解放状態とされる。したがって、始動後のエンジンの出力は、前記クラッチに並列に配置されたワンウェイクラッチによって駆動輪側に伝達され、この状態でエンジン走行が実行される。
【００２４】
その場合に、このワンウェイクラッチは駆動輪側ないしモータ側からエンジン側へは回転を伝達しないので、走行中の減速時に、車両の慣性走行による運動エネルギは全てモータに伝達され、該モータを発電機として作動させれば、該モータによるエネルギ回生が効率よく行われることになる。また、モータ走行時に、エンジンを連れ回りさせることがなく、エネルギの無駄な消費が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置のシステム図である。
【図２】同実施形態が適用される駆動ユニットのエンジン始動時の状態を示す骨子図である。
【図３】同じくエンジン走行状態示す骨子図である。
【図４】同じくモータ発進、走行状態を示す骨子図である。
【図５】同じくモータ走行中におけるエンジン始動時の状態を示す骨子図である。
【図６】エンジンのクランキングトルクとクラッチの伝達トルク容量の関係の説明図である。
【図７】停車中のエンジン始動制御を示すフローチャートである。
【図８】同じくタイムチャートである。
【図９】同制御で用いられるエンジン油温とクラッチ締結圧の関係を示すマップである。
【図１０】モータ走行中のエンジン始動制御を示すフローチャートである。
【図１１】従来の同種の駆動ユニットを示す骨子図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１に示すように、この実施形態に係る駆動制御装置１が適用されるハイブリッド車両は、軸線が車両幅方向に配置されたフロントエンジン、フロントドライブ車であって、エンジン２と、該エンジン２に結合された駆動ユニット３と、該駆動ユニット３に結合された自動変速機４と、該変速機４と一体的に構成された差動装置５とを有し、該差動装置５の出力により車軸６、６を介して左右の前輪７、７が駆動されるようになっている。
【００２８】
前記駆動ユニット３は、ジェネレータとしても作動するモータ３０と、駆動力の伝達を制御するための摩擦締結要素としてコーストクラッチ４０と発進クラッチ５０とを備えており、さらに動力伝達要素としてワンウェイクラッチ６０（図２参照）を備えている。
【００２９】
また、これらの駆動ユニット構成要素を制御するためのコントロールユニット１０が備えられ、該制御ユニット１０からの信号により、インバータ１１を介して前記モータ３０の作動が制御されると共に、油圧制御ユニット１２を介して前記コーストクラッチ４０及び発進クラッチ５０が制御されるようになっている。また、前記インバータ１１を介してモータ３０に電源を供給し、或いは該モータ３０によって充電されるバッテリ１３が備えられている。
【００３０】
そして、前記コントロールユニット１０に、エンジン２を始動させるスタータスイッチ２１からの信号と、自動変速機４のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ２２からの信号と、エンジン温度としてエンジン２の潤滑油温を検出する油温センサ２３からの信号と、エンジン２の始動完了回転数を検出するエンジン回転数センサ２４からの信号とが入力されるようになっている。
【００３１】
次に、図２により前記駆動ユニット３の構成を説明すると、該駆動ユニット３は、エンジン２の出力軸２aと同一軸線上に配置され、フライホイール２ｂ及びダンパ２ｃを介して該エンジン出力軸２aに連結された入力軸７１と、該入力軸７１と同一軸線上に配置されて変速機４側に延びる出力軸７２とを有し、これらの軸７１、７２上に、前記モータ３０、コーストクラッチ４０、発進クラッチ５０及びワンウェイクラッチ６０が配置されている。
【００３２】
前記モータ３０は、当該駆動ユニット３のケース３aに固定されたステータ３１と、その内側に同心状に配置されたロータ３２とを有する。
【００３３】
また、コーストクラッチ４０は、前記モータ３０のロータ３２に結合されたドラム４１と、その内側に配置されて前記入力軸７１に結合されたハブ４２と、該ドラム４１とハブ４２との間に配置されて、これらに交互に係合された複数の摩擦板４３と、該摩擦板４３を締結させるピストン４４と、該ピストン４４を摩擦板４３の締結方向に押圧するスプリング４５と、ピストン４４の一方側に設けられて、油圧が導入されたときに前記スプリング４５の押圧力に抗してピストン４４を摩擦板４３の解放方向に押圧する解放用油圧室４７と、ピストン４４の他方側に設けられて、油圧が導入されたときにピストン４４を前記スプリング４５と共に摩擦板４３の締結方向に押圧する締結用油圧室４８とを有し、締結されたときに、前記入力軸７１とモータ３０のロータ３２とを結合する。
【００３４】
また、発進クラッチ５０は、前記コーストクラッチ４０のドラム４１に連結されたドラム５１と、その内側に配置されて前記出力軸７２に連結されたハブ５２と、該ドラム５１とハブ５２との間に配置されて、これらに交互に係合された複数の摩擦板５３と、該摩擦板５３を押圧するピストン５４と、該ピストン５４を摩擦板５３の解放方向に押圧するスプリング５５と、油圧の供給時に該スプリング５５の押圧力に抗してピストン５４を摩擦板５３の締結方向に押圧する油圧室５６とを有し、締結されたときに、前記モータ３０のロータ３２と出力軸７２とを結合する。
【００３５】
さらに、ワンウェイクラッチ６０は、前記コーストクラッチ４０のハブ４２に結合されて入力軸２１に連結されたアウタレース６１と、その内側に配置され、前記コーストクラッチ４０のドラム４１を介してモータ３０のロータ３２に結合されたインナレース６２と、該アウタレース６１とインナレース６２との間に介設された複数のロック部材６３とで構成され、所定の回転方向（エンジン回転方向）に対して、アウタレース６１側からインナレース６２側へのみ回転力を伝達するようになっている。
【００３６】
そして、この駆動ユニット３には、油圧ポンプ７３が備えられ、前記モータ３０のロータ３２に、発進クラッチ５０のドラム５１を介して連結され、該モータ３０によって駆動されるようになっている。
【００３７】
ここで、この駆動ユニット３のエンジン２の始動時の動作を説明する。
【００３８】
まず、エンジン２及びモータ３０が停止してる停車状態において、エンジン２を始動させるときは、モータ３０を作動させてロータ３２を回転させる。このとき、コーストクラッチ４０は、通常は、解放用油圧室４７及び締結用油圧室４８のいずれにも油圧が供給されていないが、スプリング４５の押圧力により締結されている。
【００３９】
したがって、図２に示すように、ロータ３２の回転がコーストクラッチ４０のドラム４１及びハブ４２を経由し、ワンウェイクラッチ６０のアウタレース５１及び入力軸７１を介してエンジン３に伝達され、該エンジン３をクランキングする。したがって、この状態で燃料を供給すれば、エンジン２が始動する。
【００４０】
なお、モータ３０を作動させたとき、ロータ３２の回転により発進クラッチ５０のドラム５１を介して油圧ポンプ７３が駆動され、油圧が立ち上がるが、前記のように、通常は、エンジン２の始動時には、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７及び締結用油圧室４８のいずれにも油圧は供給されない。
【００４１】
また、前記ワンウェイクラッチ６０は、ロータ３２の回転がインナレース６２側に入力されるのでロックせず、該ロータ３２の回転は、前記のように、コーストクラッチ４０のみを介してエンジン２に伝達される。
【００４２】
次に、上記のようにしてエンジン２が始動すれば、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該コーストクラッチ４０を解放すると共に、モータ３０の作動を終了する。このとき、図３に示すように、エンジン２の回転がワンウェイクラッチ６０にアウタレース６１側から入力されるので、該ワンウェイクラッチ６０がロックし、エンジン２の回転は、該ワンウェイクラッチ６０からコーストクラッチ４０のドラム４１を介して発進クラッチ５０のドラム５１に伝達される。
【００４３】
そして、自動変速機４がＤレンジ等の動力伝達状態に切換えられると、発進クラッチ５０の油圧室５６に油圧を供給して該クラッチ５０を締結する。これにより、エンジン２の回転はさらに発進クラッチ５０のハブ５２及び出力軸７２を介して変速機４に伝達され、当該車両が発進する。
【００４４】
一方、モータ３０で発進し、走行するときは、モータ３０を作動させてロータ３２を回転させればよく、このとき、図４に示すように、ロータ３２の回転により発進クラッチ５０のドラム５１を介して油圧ポンプ７３が駆動される。そして、自動変速機４がＤレンジ等の動力伝達状態に切換えられれば、前記ポンプ７３により立ち上げられた油圧を発進クラッチ５０の油圧室５６に供給し、該発進クラッチ５０を締結する。これにより、前記ロータ３２の回転が発進クラッチ５０及び出力軸７２を介して自動変速機４に伝達され、当該車両がモータ３０で発進し、モータ走行が実行される。
【００４５】
なお、この場合、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０を解放しておく。これにより、ワンウェイクラッチ６０はインナレース６２側からのみ回転が入力されて空転し、ロータ３２の回転がエンジン２側に伝達されることがない。
【００４６】
さらに、モータ３０による上記のような走行状態で、エンジン２を始動させる場合は、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に供給されている油圧を排出し、通常は、スプリング４５の押圧力により該クラッチ４０を締結する。そして、モータ３０の出力トルクを、車両走行に必要なトルクに加えて、エンジン２のクランキングに必要な分だけ増大する。
【００４７】
これにより、図５に示すように、ロータ３２の回転が、発進クラッチ５０及び出力軸７２を介して自動変速機４側に伝達され、当該車両の走行が維持されると共に、コーストクラッチ４０及び入力軸７１を介してエンジン２にも伝達され、燃料を供給することにより、該エンジン２が始動する。
【００４８】
そして、エンジン２が始動すれば、前記の場合と同様に、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０を解放する。これにより、エンジン２の出力は入力軸７１からワンウェイクラッチ６０を介してコーストクラッチ４０のドラム４１に伝達され、モータ３０の出力と合流して、発進クラッチ５０及び出力軸７２に伝達されて、大きな駆動力が自動変速機４に入力される。
【００４９】
以上のように、エンジン２の始動は、停車中の始動、モータ走行中の始動のいずれにおいても、モータ３０におけるロータ３２の回転をコーストクラッチ４０を介してエンジン２に伝達することにより行われ、その際、該クラッチ４０は、通常は、スプリング４５の押圧力によって締結された状態で、前記ロータ３２の回転をエンジン２側に伝達する。
【００５０】
しかし、エンジン２の冷機時であって、潤滑油の粘性抵抗の増大によりクランキング抵抗が大きくなっているときは、コーストクラッチ４０は、前記スプリング４５の押圧力のみによる締結では、エンジン２を始動させるだけのトルクを伝達することができない。
【００５１】
ここで、常温時及び冷機時のクランキングトルクとコーストクラッチ４０の伝達トルク容量との関係を図６に示すと、常温時のクランキングトルクは、スプリング４５の押圧力のみによる伝達トルク容量より小さいが、その１０〜数１０倍となる冷機時のクランキングトルクは、スプリング４５の押圧力のみによる伝達トルク容量を大幅に上回る。
【００５２】
そこで、この実施形態では、エンジン２の冷機状態での始動時には、コーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に油圧を供給することにより、スプリング４５の押圧力に加えて、油圧によってもピストン４４を締結方向に押圧し、該コーストクラッチ４０の伝達トルク容量を、モータ３０からのクランキングトルクを上回るようにしているのである。
【００５３】
次に、前記コントロールユニット１０によるエンジン２の冷機時を含む始動制御の動作を、図７〜図９のフローチャート及びタイムチャートに従って説明する。
【００５４】
図７のフローチャートはエンジン２及びモータ３０の両方とも停止した停車状態でエンジン２を始動する場合のもので、コントロールユニット１０は、まずステップＳ１で、エンジン２を始動させるスタータスイッチ２１がＯＮされたか否かを判定し、ＯＮされたときには、ステップＳ２で、シフトポジションセンサ２２からの信号に基づいて、自動変速機４のシフトポジションがエンジン２の始動を許可するＰレンジ又はＮレンジのいずれかであるか否かを判定する。
【００５５】
そして、Ｐレンジ又はＮレンジのいずれかである場合には、ステップＳ３で、バッテリ１３から供給される電力でインバータ１１を介してモータ３０を起動し、回転を上昇させる。このとき、ロータ３２の回転がコーストクラッチ４０のドラム４１及び発進クラッチ６０のドラム６１を介して油圧ポンプ７３に伝達され、図８のタイムチャートに符号ａで示すように、該ポンプ７３が駆動されて油圧が立ち上がる。
【００５６】
また、このとき、ロータ３２から出力されるモータ３０の出力トルクは、前記コーストクラッチ４０に入力されるが、該クラッチ４０はスプリング４５がピストン４４を締結方向に押圧しているので、入力トルクがスプリング力に比例する伝達トルク容量以下であれば、該トルクがハブ４２側に出力され、入力軸７１を介してエンジン２に伝達される。
【００５７】
その場合に、エンジン２の潤滑油温が比較的高い常温時は、該潤滑油の粘性抵抗が低く、エンジン２のクランキング抵抗も小さいので、モータ３０からのクランキングトルクは、前記コーストクラッチ４０のスプリング力に比例する伝達トルク容量以下で足り、したがって、この場合は、モータ３０の出力トルクがコーストクラッチ４０を介してエンジン２に伝達され、図８に符号ｂで示すように、該エンジン２をクランキングする。
【００５８】
そこで、コントロールユニット１０は、ステップＳ４で、油温センサ２３によって検出されるエンジン２の潤滑油温が所定温度より高ければ、次にステップＳ５を実行し、上記のようにしてクランキングされるエンジン２の完爆、即ち自力回転への移行を待ち、回転センサによって検出されるエンジン回転数が所定の完爆回転数に達した時点で、完爆したものと判断する。
【００５９】
これにより、エンジン２の始動が完了したことになり、コントロールユニット１０は、次にステップＳ６、Ｓ７を実行し、図８に符号ｃで示すように、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力して前記コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０をスプリング４５の押圧力に抗して解放すると共に、インバータ１１に制御信号を出力してモータ３０の作動を停止させ、エンジン２の始動制御を終了する。なお、モータ３０は、エンジン２の始動後は、作動を停止させてもロータ３２がエンジン回転数と同回転数で回転する。
【００６０】
以上のようにしてエンジン２が始動すると、図３に示すように、エンジン２の出力が入力軸７１からワンウェイクラッチ６０を介して発進クラッチ５０に伝達され、自動変速機４がＤレンジ等の走行レンジに切り換えられれば、該発進クラッチ５０を締結することにより、前記エンジン２の出力が発進クラッチ５０から自動変速機４及び差動装置５を介して駆動輪７、７に伝達され、当該車両が発進する。
【００６１】
ところで、エンジン２の潤滑油温が低く、潤滑油の粘性抵抗が大きくなっている冷機時は、該エンジン２のクランキング抵抗が増大するので、始動時にモータ３０から出力されるクランキングトルクも大きくなるが、このとき、前記コーストクラッチ４０は、スプリング４５の押圧力だけでは伝達トルク容量が不足し、スリップしてクランキングトルクをエンジン２に伝達することができない。
【００６２】
そこで、コントロールユニット１０は、図７のフローチャートのステップＳ４で油温が所定温度以下と判定したときは、次にステップＳ８で、コーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に油圧を供給するように、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力する。
【００６３】
これにより、図８に符号ｄで示すように、油圧ポンプ７３の吐出圧がコーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に供給され、該クラッチ４０の伝達トルク容量は、前記スプリング４５の押圧力に締結用油圧室４８に供給された油圧によるものを加えた値となる。その場合に、この油圧は、伝達トルク容量が冷機時のクランキングトルクを伝達可能な大きさとなるように設定される。
【００６４】
したがって、締結用油圧室４８内の油圧が立ち上がり、所定の値に達した時点で、コーストクラッチ４０がモータ３０から出力されるクランキングトルクを伝達可能となり、図８に符号ｅで示すように、その時点からエンジン２のクランキングが開始される。
【００６５】
そして、コントロールユニット１０は、ステップＳ９で、エンジン２の完爆を待ち、回転センサ２４によって検出されるエンジン回転数が所定の完爆回転数に達した時点で完爆したものと判断すると共に、ステップＳ１０で、コーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に供給している油圧を排出するように油圧制御ユニット１２に制御信号を出力する。
【００６６】
その後、前記の常温時と同様にステップＳ６、Ｓ７を実行し、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給して該クラッチ４０を解放すると共に、モータ３０の作動を停止させ、エンジン２の始動制御を終了する。
【００６７】
なお、エンジン２のクランキング抵抗は潤滑油の温度が低いほど大きくなり、これに応じてエンジン始動時のモータ３０の出力トルクも大きくなるので、この実施形態では、図９に示すように、潤滑油温が所定温度以下の領域で、図８に破線で示すコーストクラッチ４０の締結圧を、油温が低いほど高くなるように制御する。
【００６８】
これにより、エンジン２のクランキング抵抗ないしモータ３０からのクランキングトルクに応じたコーストクラッチ４０の伝達トルク容量が得られ、該容量がクランキングトルクに対して不足することによるエンジン２の始動不良や、該容量がクランキングトルクに対して過大であることによる油圧ポンプ７３の駆動損失の増大が防止され、常に必要最小限のエネルギで、エンジン２を確実に始動させることが可能となる。
【００６９】
なお、以上の説明は、車両の停車状態からエンジン２を始動させる場合であるが、既にモータ３０で走行している状態で、エンジン２を始動させる場合もほぼ同様で、この場合の制御は、図１０のフローチャートに従って実行される。
【００７０】
即ち、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１で、エンジン２を始動させるスタータスイッチ１１がＯＮされたか否かを判定し、ＯＮされたときには、ステップＳ１２で、モータ３０の出力をエンジン始動に必要な分だけ上昇させ、かつステップＳ１３で、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力し、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に供給されている油圧を排出する。これにより、コーストクラッチ４０がスプリング４５の押圧力により締結される。
【００７１】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１４で、油温センサ１３によって検出されるエンジン２の潤滑油温が所定温度より高いか否かを判定するが、その後のステップＳ１５〜Ｓ２０の制御は、前述の停車中のエンジン始動制御のステップＳ５〜１０と同様に行われる。
【００７２】
即ち、潤滑油温が所定温度より高い常温時は、コーストクラッチ４０は、前記スプリング４５の押圧力による伝達トルク容量でモータ３０からのクランキングトルクを伝達することができるから、そのままエンジン２の完爆を待つ。
【００７３】
一方、潤滑油温が前記所定温度以下の冷機時は、コーストクラッチ４０は、スプリング４５の押圧力だけでは、エンジン２のクランキング抵抗に対応するモータ３０からの大きなクランキングトルクを伝達することができないから、締結用油圧室４８に油圧を供給し、伝達トルク容量を増大させる。そして、エンジン２が完爆すれば、締結用油圧室４８から油圧を排出する。
【００７４】
そして、いずれの場合にも、コントロールユニット１０は、次にステップＳ１６、Ｓ１７を実行し、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力して前記コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０を解放すると共に、インバータ１１に制御信号を出力してモータ３０の出力をエンジン始動前の走行に必要な出力に戻し、これにより、エンジン２の始動制御を終了する。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る駆動制御装置１によれば、モータ３０によってエンジン２を始動させるときに、常温時は、コーストクラッチ４０のスプリング力による伝達トルク容量のみでエンジン２にクランキングトルクを伝達することができ、また、エンジン２のクランキング抵抗が増大する冷機時においては、コーストクラッチ４０に締結圧を供給することにより、該クラッチ４０の伝達トルク容量を大きくするので、この場合も、クランキングトルクを確実に伝達することができ、いずれの場合もエンジン２を確実に始動させることが可能となる。
【００７６】
その場合に、常温時には、コーストクラッチ４０を締結するための油圧を必要とせず、また、冷機時の大きなクランキングトルクを伝達するためにスプリング力を強くする方法を採用しないので、該クラッチ４０を解放するための油圧を必要以上に高くする必要がなく、いずれによっても油圧ポンプ７３の駆動損失が抑制されることになり、常温時および冷機時のいずれにおいても、小さなエネルギでエンジン２を始動することが可能となる。
【００７７】
なお、本実施形態によれば、コーストクラッチ４０の油圧室４７、４８及び発進クラッチ５０の油圧室５６等に供給する油圧を発生する油圧ポンプ７３が、エンジン２の停止時においてもモータ３０によって駆動されるので、電動ポンプを別途備える必要がなく、駆動ユニット３が簡素に構成される。
【００７８】
また、エンジン２の始動後はコーストクラッチ４０が解放され、エンジン出力がワンウェイクラッチ６０によって駆動輪７、７側に伝達されるので、走行中の減速時に、モータ３０を発電機として作動させることにより、該モータ３０によるエネルギ回生が効率よく行われることになる。さらに、モータ走行時に、エンジン２を連れ回りさせることがなく、エネルギの無駄な消費が回避される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明によれば、ハイブリッド車両において、無駄なエネルギ消費を抑制しながら、冷機時においてもエンジンを確実に始動させることが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００８０】
２ エンジン
３ 駆動ユニット
１０ コントロールユニット（油圧制御手段、モータ制御手段）
２３ 油温センサ（エンジン温度検出手段）
３０ モータ
４０ コーストクラッチ
４５ スプリング
４７ 解放用油圧室
４８ 締結用油圧室
５０ 発進クラッチ
６０ ワンウェイクラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動制御装置、特に駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置に関し、車両の駆動技術の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両が実用化されており、その一例として、特許文献１には、既存のエンジン及び変速機を流用し、これらの間にモータと摩擦締結要素とを含む駆動ユニットを配設することにより、ハイブリッド化したものが開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の駆動ユニットＡは、図１１に示すように、エンジンＢの出力軸に連結された入力軸ａと、変速機Ｃへの出力軸ｂと、該入力軸ａと出力軸ｂとを断接するコーストクラッチｃと、該コーストクラッチｃの出力軸ｂ側にロータｄ’が連結されたモータｄと、前記入力軸ａと出力軸ｂとの間に前記コーストクラッチｃに並列に配置され、入力軸ａ側から出力軸ｂ側へのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチｅと、前記出力軸ｂにより駆動されてコーストクラッチ制御用等の油圧を発生する油圧ポンプｆとを備えた構成とされている。
【０００４】
この駆動ユニットＡによれば、モータｄを作動させれば、その出力が直接出力軸ｂに伝達されてモータ走行が実施される。また、コーストクラッチｃを接続することにより、モータｄでエンジンＢを始動することができ、エンジンＢが始動すれば、その出力が入力軸ａからワンウェイクラッチｅを介して出力軸ｂに伝達されてエンジン走行又はエンジン及びモータの併用走行が実施される。その際、コーストクラッチｃを解放すれば、エンジン走行中の減速時に、車両の慣性走行による運動エネルギが全てモータｄに伝達され、該モータｄによるエネルギ回生が効率よく行われる。
【０００５】
また、前記油圧ポンプｆがモータｄのロータｄ’に連結された出力軸ｂにより駆動されるので、該モータｄによりエンジンＢの非作動時にも油圧ポンプｆを作動させることができ、別途電動ポンプを備える必要がなくなるメリットがある。
【０００６】
さらに、この駆動ユニットＡにおいては、図示しないが、コーストクラッチｃはノーマルクローズ式、即ちピストンをクラッチ締結方向に押圧するスプリングを備え、該スプリングの押圧力により、油圧の非供給状態でクラッチを締結する構成とされている。したがって、前記モータｄでエンジンＢを始動するときに、コーストクラッチｃを締結するために前記油圧ポンプｆで油圧を立ち上げる必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２６７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記駆動ユニットＡのように、コーストクラッチｃをノーマルクローズ式とした際、潤滑油の粘度が小さく、エンジンのクランキング抵抗が小さい常温時においては、コーストクラッチｃの伝達可能な最大トルク（以下、「伝達トルク容量」という）が比較的小さくても、エンジンを始動させるためのモータｄの出力トルク（以下、「クランキングトルク」という）をエンジンに伝達することができる。
【０００９】
しかし、エンジンの冷機時に、潤滑油の粘性抵抗の増大に伴ってクランキングトルクが増大すると、コーストクラッチｃの伝達トルク容量がスプリングの押圧力だけでは相対的に不足することになり、エンジンの温度によっては該クラッチｃが始動に必要なクランキングトルクを伝達することができず、エンジンの始動不良を招くおそれがある。
【００１０】
これに対しては、油圧の非供給状態でコーストクラッチｃを締結するスプリングの押圧力を強くすることが考えられるが、この場合、該クラッチｃを解放するときに高い油圧が必要となり、走行中、該クラッチｃを解放状態に制御する場合、油圧ポンプｆの駆動損失が増大することになる。
【００１１】
ここで、例えば−３０℃においては、クランキング抵抗は常温時の１０〜数１０倍となり、スプリング力のみでこれに対応する伝達トルク容量を確保しようとすると、スプリング力を著しく強くしなければならず、これに伴ってコーストクラッチの解放圧も著しく高くしなければならないことになる。
【００１２】
そこで、本発明は、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両において、油圧ポンプの駆動損失を抑制しながら、冷機時にもエンジンを確実に始動させることができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明に係る車両用駆動制御装置は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１４】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンと、モータと、該エンジンとモータとの間に介設された非油圧供給状態で締結されるクラッチとを備え、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の出力を駆動輪に伝達すると共に、前記クラッチを締結させることによりモータでエンジンを始動可能とした車両用駆動制御装置であって、前記クラッチに、ピストンをクラッチ締結方向に押圧するスプリングと、油圧の供給時にピストンをクラッチ解放方向に押圧する解放用油圧室と、油圧の供給時にピストンを前記スプリングと共にクラッチ締結方向に押圧する締結用油圧室とを設けると共に、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、エンジンの始動時において、前記検出手段によって検出されたエンジンの温度が所定温度よりも高いときには前記締結用油圧室に油圧を供給せず、該温度が所定温度以下のときに前記締結用油圧室に油圧を供給する油圧制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記油圧制御手段は、前記エンジン温度検出手段によって検出されたエンジン温度が所定温度以下でのエンジン始動時に、該温度が低いほど締結用油圧室に供給する油圧を高くすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記締結用油圧室及び解放用油圧室に供給される油圧を発生する油圧ポンプが備えられ、該ポンプは、前記モータによって駆動されるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記クラッチは、解放用油圧室への油圧の供給時に、エンジンとモータとの間及びエンジンと駆動輪との間を切断するように構成されていると共に、エンジンと駆動輪との間に、該クラッチに並列にエンジン側から駆動輪側へのみ回転を伝達するワンウェイクラッチが設けられており、前記油圧制御手段は、エンジンの始動後、締結用油圧室を非油圧供給状態とすると共に、解放用油圧室に油圧を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
まず、請求項１に記載の発明によれば、モータによってエンジンを始動させるときに、該モータとエンジンとの間に介設されたクラッチがスプリングの押圧力で締結されているから、通常は、該クラッチに締結用の油圧を供給することなくエンジンを始動させることができ、したがって、油圧ポンプを駆動するエネルギが節約される。
【００１９】
一方、エンジン温度が所定温度以下の冷機時には、前記クラッチの締結用油圧室に、スプリングと共にピストンを締結方向に押圧する油圧が供給されるので、該クラッチの伝達トルク容量は、スプリング力によるものに油圧によるものを加えた大きさとなる。したがって、潤滑油の粘性抵抗の増大に伴ってモータから出力されるクランキングトルクが増大しても、そのトルクをエンジンに伝達することが可能となり、冷機時においてもエンジンを確実に始動させることが可能となる。
【００２０】
その場合に、本発明によれば、冷機時にクランキングトルクを伝達可能とするために前記クラッチのスプリング力を強くすることがないので、クラッチを解放するときに解放用油圧室に供給するる油圧を高く設定する必要がなく、これによっても、油圧ポンプの駆動エネルギが節約される。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、冷機時のエンジン始動時に、前記クラッチの締結用油圧室に供給される油圧が、エンジン温度が低いほど、即ち潤滑油の粘度が高くなり、クランキング抵抗が増大するほど高くされるので、クランキング抵抗に応じてモータから出力されるクランキングトルクが増大するときに、それに応じてクラッチの伝達トルク容量が増大する。したがって、始動に必要なトルクを確実に伝達することができると共に、伝達すべきトルクに対して必要以上に油圧を高くすることによるポンプ駆動エネルギの無駄な消費が抑制され、エネルギ効率が向上する。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記クラッチの解放用及び締結用油圧室に供給される油圧を発生する油圧ポンプが前記モータによって駆動されるので、冷機時に前記クラッチの締結用油圧室に油圧を供給するための電動ポンプを別途備える必要がなく、当該駆動装置及びその制御装置等が簡素に構成されることになる。
【００２３】
そして、請求項４に記載の発明によれば、エンジンの始動後は、前記クラッチの締結用油圧室は、常温の始動時にはもともと油圧が供給されず、冷機時の始動時には供給された油圧が排出されることにより、いずれの場合も非油圧供給状態とされると共に、解放用油圧室に油圧が供給されることにより、該クラッチは解放状態とされる。したがって、始動後のエンジンの出力は、前記クラッチに並列に配置されたワンウェイクラッチによって駆動輪側に伝達され、この状態でエンジン走行が実行される。
【００２４】
その場合に、このワンウェイクラッチは駆動輪側ないしモータ側からエンジン側へは回転を伝達しないので、走行中の減速時に、車両の慣性走行による運動エネルギは全てモータに伝達され、該モータを発電機として作動させれば、該モータによるエネルギ回生が効率よく行われることになる。また、モータ走行時に、エンジンを連れ回りさせることがなく、エネルギの無駄な消費が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置のシステム図である。
【図２】同実施形態が適用される駆動ユニットのエンジン始動時の状態を示す骨子図である。
【図３】同じくエンジン走行状態示す骨子図である。
【図４】同じくモータ発進、走行状態を示す骨子図である。
【図５】同じくモータ走行中におけるエンジン始動時の状態を示す骨子図である。
【図６】エンジンのクランキングトルクとクラッチの伝達トルク容量の関係の説明図である。
【図７】停車中のエンジン始動制御を示すフローチャートである。
【図８】同じくタイムチャートである。
【図９】同制御で用いられるエンジン油温とクラッチ締結圧の関係を示すマップである。
【図１０】モータ走行中のエンジン始動制御を示すフローチャートである。
【図１１】従来の同種の駆動ユニットを示す骨子図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１に示すように、この実施形態に係る駆動制御装置１が適用されるハイブリッド車両は、軸線が車両幅方向に配置されたフロントエンジン、フロントドライブ車であって、エンジン２と、該エンジン２に結合された駆動ユニット３と、該駆動ユニット３に結合された自動変速機４と、該変速機４と一体的に構成された差動装置５とを有し、該差動装置５の出力により車軸６、６を介して左右の前輪７、７が駆動されるようになっている。
【００２８】
前記駆動ユニット３は、ジェネレータとしても作動するモータ３０と、駆動力の伝達を制御するための摩擦締結要素としてコーストクラッチ４０と発進クラッチ５０とを備えており、さらに動力伝達要素としてワンウェイクラッチ６０（図２参照）を備えている。
【００２９】
また、これらの駆動ユニット構成要素を制御するためのコントロールユニット１０が備えられ、該制御ユニット１０からの信号により、インバータ１１を介して前記モータ３０の作動が制御されると共に、油圧制御ユニット１２を介して前記コーストクラッチ４０及び発進クラッチ５０が制御されるようになっている。また、前記インバータ１１を介してモータ３０に電源を供給し、或いは該モータ３０によって充電されるバッテリ１３が備えられている。
【００３０】
そして、前記コントロールユニット１０に、エンジン２を始動させるスタータスイッチ２１からの信号と、自動変速機４のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ２２からの信号と、エンジン温度としてエンジン２の潤滑油温を検出する油温センサ２３からの信号と、エンジン２の始動完了回転数を検出するエンジン回転数センサ２４からの信号とが入力されるようになっている。
【００３１】
次に、図２により前記駆動ユニット３の構成を説明すると、該駆動ユニット３は、エンジン２の出力軸２aと同一軸線上に配置され、フライホイール２ｂ及びダンパ２ｃを介して該エンジン出力軸２aに連結された入力軸７１と、該入力軸７１と同一軸線上に配置されて変速機４側に延びる出力軸７２とを有し、これらの軸７１、７２上に、前記モータ３０、コーストクラッチ４０、発進クラッチ５０及びワンウェイクラッチ６０が配置されている。
【００３２】
前記モータ３０は、当該駆動ユニット３のケース３aに固定されたステータ３１と、その内側に同心状に配置されたロータ３２とを有する。
【００３３】
また、コーストクラッチ４０は、前記モータ３０のロータ３２に結合されたドラム４１と、その内側に配置されて前記入力軸７１に結合されたハブ４２と、該ドラム４１とハブ４２との間に配置されて、これらに交互に係合された複数の摩擦板４３と、該摩擦板４３を締結させるピストン４４と、該ピストン４４を摩擦板４３の締結方向に押圧するスプリング４５と、ピストン４４の一方側に設けられて、油圧が導入されたときに前記スプリング４５の押圧力に抗してピストン４４を摩擦板４３の解放方向に押圧する解放用油圧室４７と、ピストン４４の他方側に設けられて、油圧が導入されたときにピストン４４を前記スプリング４５と共に摩擦板４３の締結方向に押圧する締結用油圧室４８とを有し、締結されたときに、前記入力軸７１とモータ３０のロータ３２とを結合する。
【００３４】
また、発進クラッチ５０は、前記コーストクラッチ４０のドラム４１に連結されたドラム５１と、その内側に配置されて前記出力軸７２に連結されたハブ５２と、該ドラム５１とハブ５２との間に配置されて、これらに交互に係合された複数の摩擦板５３と、該摩擦板５３を押圧するピストン５４と、該ピストン５４を摩擦板５３の解放方向に押圧するスプリング５５と、油圧の供給時に該スプリング５５の押圧力に抗してピストン５４を摩擦板５３の締結方向に押圧する油圧室５６とを有し、締結されたときに、前記モータ３０のロータ３２と出力軸７２とを結合する。
【００３５】
さらに、ワンウェイクラッチ６０は、前記コーストクラッチ４０のハブ４２に結合されて入力軸２１に連結されたアウタレース６１と、その内側に配置され、前記コーストクラッチ４０のドラム４１を介してモータ３０のロータ３２に結合されたインナレース６２と、該アウタレース６１とインナレース６２との間に介設された複数のロック部材６３とで構成され、所定の回転方向（エンジン回転方向）に対して、アウタレース６１側からインナレース６２側へのみ回転力を伝達するようになっている。
【００３６】
そして、この駆動ユニット３には、油圧ポンプ７３が備えられ、前記モータ３０のロータ３２に、発進クラッチ５０のドラム５１を介して連結され、該モータ３０によって駆動されるようになっている。
【００３７】
ここで、この駆動ユニット３のエンジン２の始動時の動作を説明する。
【００３８】
まず、エンジン２及びモータ３０が停止してる停車状態において、エンジン２を始動させるときは、モータ３０を作動させてロータ３２を回転させる。このとき、コーストクラッチ４０は、通常は、解放用油圧室４７及び締結用油圧室４８のいずれにも油圧が供給されていないが、スプリング４５の押圧力により締結されている。
【００３９】
したがって、図２に示すように、ロータ３２の回転がコーストクラッチ４０のドラム４１及びハブ４２を経由し、ワンウェイクラッチ６０のアウタレース５１及び入力軸７１を介してエンジン３に伝達され、該エンジン３をクランキングする。したがって、この状態で燃料を供給すれば、エンジン２が始動する。
【００４０】
なお、モータ３０を作動させたとき、ロータ３２の回転により発進クラッチ５０のドラム５１を介して油圧ポンプ７３が駆動され、油圧が立ち上がるが、前記のように、通常は、エンジン２の始動時には、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７及び締結用油圧室４８のいずれにも油圧は供給されない。
【００４１】
また、前記ワンウェイクラッチ６０は、ロータ３２の回転がインナレース６２側に入力されるのでロックせず、該ロータ３２の回転は、前記のように、コーストクラッチ４０のみを介してエンジン２に伝達される。
【００４２】
次に、上記のようにしてエンジン２が始動すれば、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該コーストクラッチ４０を解放すると共に、モータ３０の作動を終了する。このとき、図３に示すように、エンジン２の回転がワンウェイクラッチ６０にアウタレース６１側から入力されるので、該ワンウェイクラッチ６０がロックし、エンジン２の回転は、該ワンウェイクラッチ６０からコーストクラッチ４０のドラム４１を介して発進クラッチ５０のドラム５１に伝達される。
【００４３】
そして、自動変速機４がＤレンジ等の動力伝達状態に切換えられると、発進クラッチ５０の油圧室５６に油圧を供給して該クラッチ５０を締結する。これにより、エンジン２の回転はさらに発進クラッチ５０のハブ５２及び出力軸７２を介して変速機４に伝達され、当該車両が発進する。
【００４４】
一方、モータ３０で発進し、走行するときは、モータ３０を作動させてロータ３２を回転させればよく、このとき、図４に示すように、ロータ３２の回転により発進クラッチ５０のドラム５１を介して油圧ポンプ７３が駆動される。そして、自動変速機４がＤレンジ等の動力伝達状態に切換えられれば、前記ポンプ７３により立ち上げられた油圧を発進クラッチ５０の油圧室５６に供給し、該発進クラッチ５０を締結する。これにより、前記ロータ３２の回転が発進クラッチ５０及び出力軸７２を介して自動変速機４に伝達され、当該車両がモータ３０で発進し、モータ走行が実行される。
【００４５】
なお、この場合、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０を解放しておく。これにより、ワンウェイクラッチ６０はインナレース６２側からのみ回転が入力されて空転し、ロータ３２の回転がエンジン２側に伝達されることがない。
【００４６】
さらに、モータ３０による上記のような走行状態で、エンジン２を始動させる場合は、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に供給されている油圧を排出し、通常は、スプリング４５の押圧力により該クラッチ４０を締結する。そして、モータ３０の出力トルクを、車両走行に必要なトルクに加えて、エンジン２のクランキングに必要な分だけ増大する。
【００４７】
これにより、図５に示すように、ロータ３２の回転が、発進クラッチ５０及び出力軸７２を介して自動変速機４側に伝達され、当該車両の走行が維持されると共に、コーストクラッチ４０及び入力軸７１を介してエンジン２にも伝達され、燃料を供給することにより、該エンジン２が始動する。
【００４８】
そして、エンジン２が始動すれば、前記の場合と同様に、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０を解放する。これにより、エンジン２の出力は入力軸７１からワンウェイクラッチ６０を介してコーストクラッチ４０のドラム４１に伝達され、モータ３０の出力と合流して、発進クラッチ５０及び出力軸７２に伝達されて、大きな駆動力が自動変速機４に入力される。
【００４９】
以上のように、エンジン２の始動は、停車中の始動、モータ走行中の始動のいずれにおいても、モータ３０におけるロータ３２の回転をコーストクラッチ４０を介してエンジン２に伝達することにより行われ、その際、該クラッチ４０は、通常は、スプリング４５の押圧力によって締結された状態で、前記ロータ３２の回転をエンジン２側に伝達する。
【００５０】
しかし、エンジン２の冷機時であって、潤滑油の粘性抵抗の増大によりクランキング抵抗が大きくなっているときは、コーストクラッチ４０は、前記スプリング４５の押圧力のみによる締結では、エンジン２を始動させるだけのトルクを伝達することができない。
【００５１】
ここで、常温時及び冷機時のクランキングトルクとコーストクラッチ４０の伝達トルク容量との関係を図６に示すと、常温時のクランキングトルクは、スプリング４５の押圧力のみによる伝達トルク容量より小さいが、その１０〜数１０倍となる冷機時のクランキングトルクは、スプリング４５の押圧力のみによる伝達トルク容量を大幅に上回る。
【００５２】
そこで、この実施形態では、エンジン２の冷機状態での始動時には、コーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に油圧を供給することにより、スプリング４５の押圧力に加えて、油圧によってもピストン４４を締結方向に押圧し、該コーストクラッチ４０の伝達トルク容量を、モータ３０からのクランキングトルクを上回るようにしているのである。
【００５３】
次に、前記コントロールユニット１０によるエンジン２の冷機時を含む始動制御の動作を、図７〜図９のフローチャート及びタイムチャートに従って説明する。
【００５４】
図７のフローチャートはエンジン２及びモータ３０の両方とも停止した停車状態でエンジン２を始動する場合のもので、コントロールユニット１０は、まずステップＳ１で、エンジン２を始動させるスタータスイッチ２１がＯＮされたか否かを判定し、ＯＮされたときには、ステップＳ２で、シフトポジションセンサ２２からの信号に基づいて、自動変速機４のシフトポジションがエンジン２の始動を許可するＰレンジ又はＮレンジのいずれかであるか否かを判定する。
【００５５】
そして、Ｐレンジ又はＮレンジのいずれかである場合には、ステップＳ３で、バッテリ１３から供給される電力でインバータ１１を介してモータ３０を起動し、回転を上昇させる。このとき、ロータ３２の回転がコーストクラッチ４０のドラム４１及び発進クラッチ６０のドラム６１を介して油圧ポンプ７３に伝達され、図８のタイムチャートに符号ａで示すように、該ポンプ７３が駆動されて油圧が立ち上がる。
【００５６】
また、このとき、ロータ３２から出力されるモータ３０の出力トルクは、前記コーストクラッチ４０に入力されるが、該クラッチ４０はスプリング４５がピストン４４を締結方向に押圧しているので、入力トルクがスプリング力に比例する伝達トルク容量以下であれば、該トルクがハブ４２側に出力され、入力軸７１を介してエンジン２に伝達される。
【００５７】
その場合に、エンジン２の潤滑油温が比較的高い常温時は、該潤滑油の粘性抵抗が低く、エンジン２のクランキング抵抗も小さいので、モータ３０からのクランキングトルクは、前記コーストクラッチ４０のスプリング力に比例する伝達トルク容量以下で足り、したがって、この場合は、モータ３０の出力トルクがコーストクラッチ４０を介してエンジン２に伝達され、図８に符号ｂで示すように、該エンジン２をクランキングする。
【００５８】
そこで、コントロールユニット１０は、ステップＳ４で、油温センサ２３によって検出されるエンジン２の潤滑油温が所定温度より高ければ、次にステップＳ５を実行し、上記のようにしてクランキングされるエンジン２の完爆、即ち自力回転への移行を待ち、回転センサによって検出されるエンジン回転数が所定の完爆回転数に達した時点で、完爆したものと判断する。
【００５９】
これにより、エンジン２の始動が完了したことになり、コントロールユニット１０は、次にステップＳ６、Ｓ７を実行し、図８に符号ｃで示すように、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力して前記コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０をスプリング４５の押圧力に抗して解放すると共に、インバータ１１に制御信号を出力してモータ３０の作動を停止させ、エンジン２の始動制御を終了する。なお、モータ３０は、エンジン２の始動後は、作動を停止させてもロータ３２がエンジン回転数と同回転数で回転する。
【００６０】
以上のようにしてエンジン２が始動すると、図３に示すように、エンジン２の出力が入力軸７１からワンウェイクラッチ６０を介して発進クラッチ５０に伝達され、自動変速機４がＤレンジ等の走行レンジに切り換えられれば、該発進クラッチ５０を締結することにより、前記エンジン２の出力が発進クラッチ５０から自動変速機４及び差動装置５を介して駆動輪７、７に伝達され、当該車両が発進する。
【００６１】
ところで、エンジン２の潤滑油温が低く、潤滑油の粘性抵抗が大きくなっている冷機時は、該エンジン２のクランキング抵抗が増大するので、始動時にモータ３０から出力されるクランキングトルクも大きくなるが、このとき、前記コーストクラッチ４０は、スプリング４５の押圧力だけでは伝達トルク容量が不足し、スリップしてクランキングトルクをエンジン２に伝達することができない。
【００６２】
そこで、コントロールユニット１０は、図７のフローチャートのステップＳ４で油温が所定温度以下と判定したときは、次にステップＳ８で、コーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に油圧を供給するように、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力する。
【００６３】
これにより、図８に符号ｄで示すように、油圧ポンプ７３の吐出圧がコーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に供給され、該クラッチ４０の伝達トルク容量は、前記スプリング４５の押圧力に締結用油圧室４８に供給された油圧によるものを加えた値となる。その場合に、この油圧は、伝達トルク容量が冷機時のクランキングトルクを伝達可能な大きさとなるように設定される。
【００６４】
したがって、締結用油圧室４８内の油圧が立ち上がり、所定の値に達した時点で、コーストクラッチ４０がモータ３０から出力されるクランキングトルクを伝達可能となり、図８に符号ｅで示すように、その時点からエンジン２のクランキングが開始される。
【００６５】
そして、コントロールユニット１０は、ステップＳ９で、エンジン２の完爆を待ち、回転センサ２４によって検出されるエンジン回転数が所定の完爆回転数に達した時点で完爆したものと判断すると共に、ステップＳ１０で、コーストクラッチ４０の締結用油圧室４８に供給している油圧を排出するように油圧制御ユニット１２に制御信号を出力する。
【００６６】
その後、前記の常温時と同様にステップＳ６、Ｓ７を実行し、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給して該クラッチ４０を解放すると共に、モータ３０の作動を停止させ、エンジン２の始動制御を終了する。
【００６７】
なお、エンジン２のクランキング抵抗は潤滑油の温度が低いほど大きくなり、これに応じてエンジン始動時のモータ３０の出力トルクも大きくなるので、この実施形態では、図９に示すように、潤滑油温が所定温度以下の領域で、図８に破線で示すコーストクラッチ４０の締結圧を、油温が低いほど高くなるように制御する。
【００６８】
これにより、エンジン２のクランキング抵抗ないしモータ３０からのクランキングトルクに応じたコーストクラッチ４０の伝達トルク容量が得られ、該容量がクランキングトルクに対して不足することによるエンジン２の始動不良や、該容量がクランキングトルクに対して過大であることによる油圧ポンプ７３の駆動損失の増大が防止され、常に必要最小限のエネルギで、エンジン２を確実に始動させることが可能となる。
【００６９】
なお、以上の説明は、車両の停車状態からエンジン２を始動させる場合であるが、既にモータ３０で走行している状態で、エンジン２を始動させる場合もほぼ同様で、この場合の制御は、図１０のフローチャートに従って実行される。
【００７０】
即ち、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１で、エンジン２を始動させるスタータスイッチ１１がＯＮされたか否かを判定し、ＯＮされたときには、ステップＳ１２で、モータ３０の出力をエンジン始動に必要な分だけ上昇させ、かつステップＳ１３で、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力し、コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に供給されている油圧を排出する。これにより、コーストクラッチ４０がスプリング４５の押圧力により締結される。
【００７１】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１４で、油温センサ１３によって検出されるエンジン２の潤滑油温が所定温度より高いか否かを判定するが、その後のステップＳ１５〜Ｓ２０の制御は、前述の停車中のエンジン始動制御のステップＳ５〜１０と同様に行われる。
【００７２】
即ち、潤滑油温が所定温度より高い常温時は、コーストクラッチ４０は、前記スプリング４５の押圧力による伝達トルク容量でモータ３０からのクランキングトルクを伝達することができるから、そのままエンジン２の完爆を待つ。
【００７３】
一方、潤滑油温が前記所定温度以下の冷機時は、コーストクラッチ４０は、スプリング４５の押圧力だけでは、エンジン２のクランキング抵抗に対応するモータ３０からの大きなクランキングトルクを伝達することができないから、締結用油圧室４８に油圧を供給し、伝達トルク容量を増大させる。そして、エンジン２が完爆すれば、締結用油圧室４８から油圧を排出する。
【００７４】
そして、いずれの場合にも、コントロールユニット１０は、次にステップＳ１６、Ｓ１７を実行し、油圧制御ユニット１２に制御信号を出力して前記コーストクラッチ４０の解放用油圧室４７に油圧を供給し、該クラッチ４０を解放すると共に、インバータ１１に制御信号を出力してモータ３０の出力をエンジン始動前の走行に必要な出力に戻し、これにより、エンジン２の始動制御を終了する。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る駆動制御装置１によれば、モータ３０によってエンジン２を始動させるときに、常温時は、コーストクラッチ４０のスプリング力による伝達トルク容量のみでエンジン２にクランキングトルクを伝達することができ、また、エンジン２のクランキング抵抗が増大する冷機時においては、コーストクラッチ４０に締結圧を供給することにより、該クラッチ４０の伝達トルク容量を大きくするので、この場合も、クランキングトルクを確実に伝達することができ、いずれの場合もエンジン２を確実に始動させることが可能となる。
【００７６】
その場合に、常温時には、コーストクラッチ４０を締結するための油圧を必要とせず、また、冷機時の大きなクランキングトルクを伝達するためにスプリング力を強くする方法を採用しないので、該クラッチ４０を解放するための油圧を必要以上に高くする必要がなく、いずれによっても油圧ポンプ７３の駆動損失が抑制されることになり、常温時および冷機時のいずれにおいても、小さなエネルギでエンジン２を始動することが可能となる。
【００７７】
なお、本実施形態によれば、コーストクラッチ４０の油圧室４７、４８及び発進クラッチ５０の油圧室５６等に供給する油圧を発生する油圧ポンプ７３が、エンジン２の停止時においてもモータ３０によって駆動されるので、電動ポンプを別途備える必要がなく、駆動ユニット３が簡素に構成される。
【００７８】
また、エンジン２の始動後はコーストクラッチ４０が解放され、エンジン出力がワンウェイクラッチ６０によって駆動輪７、７側に伝達されるので、走行中の減速時に、モータ３０を発電機として作動させることにより、該モータ３０によるエネルギ回生が効率よく行われることになる。さらに、モータ走行時に、エンジン２を連れ回りさせることがなく、エネルギの無駄な消費が回避される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明によれば、ハイブリッド車両において、無駄なエネルギ消費を抑制しながら、冷機時においてもエンジンを確実に始動させることが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００８０】
２ エンジン
３ 駆動ユニット
１０ コントロールユニット（油圧制御手段、モータ制御手段）
２３ 油温センサ（エンジン温度検出手段）
３０ モータ
４０ コーストクラッチ
４５ スプリング
４７ 解放用油圧室
４８ 締結用油圧室
５０ 発進クラッチ
６０ ワンウェイクラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、モータと、該エンジンとモータとの間に介設された非油圧供給状態で締結されるクラッチとを備え、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の出力を駆動輪に伝達すると共に、前記クラッチを締結させることによりモータでエンジンを始動可能とした車両用駆動制御装置であって、前記クラッチに、ピストンをクラッチ締結方向に押圧するスプリングと、油圧の供給時にピストンをクラッチ解放方向に押圧する解放用油圧室と、油圧の供給時にピストンを前記スプリングと共にクラッチ締結方向に押圧する締結用油圧室とを設けると共に、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、エンジンの始動時において、前記検出手段によって検出されたエンジンの温度が所定温度よりも高いときには前記締結用油圧室に油圧を供給せず、該温度が所定温度以下のときに前記締結用油圧室に油圧を供給する油圧制御手段とを備えたことを特徴とする車両用駆動制御装置。
【請求項２】
前記油圧制御手段は、前記エンジン温度検出手段によって検出されたエンジン温度が所定温度以下でのエンジン始動時に、該温度が低いほど締結用油圧室に供給する油圧を高くすることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項３】
前記締結用油圧室及び解放用油圧室に供給される油圧を発生する油圧ポンプが備えられ、該ポンプは、前記モータによって駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項４】
前記クラッチは、解放用油圧室への油圧の供給時に、エンジンとモータとの間及びエンジンと駆動輪との間を切断するように構成されていると共に、エンジンと駆動輪との間に、該クラッチに並列にエンジン側から駆動輪側へのみ回転を伝達するワンウェイクラッチが設けられており、前記油圧制御手段は、エンジンの始動後、締結用油圧室を非油圧供給状態とすると共に、解放用油圧室に油圧を供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項１】
エンジンと、モータと、該エンジンとモータとの間に介設された非油圧供給状態で締結されるクラッチとを備え、前記エンジン及びモータの少なくとも一方の出力を駆動輪に伝達すると共に、前記クラッチを締結させることによりモータでエンジンを始動可能とした車両用駆動制御装置であって、前記クラッチに、ピストンをクラッチ締結方向に押圧するスプリングと、油圧の供給時にピストンをクラッチ解放方向に押圧する解放用油圧室と、油圧の供給時にピストンを前記スプリングと共にクラッチ締結方向に押圧する締結用油圧室とを設けると共に、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、エンジンの始動時において、前記検出手段によって検出されたエンジンの温度が所定温度よりも高いときには前記締結用油圧室に油圧を供給せず、該温度が所定温度以下のときに前記締結用油圧室に油圧を供給する油圧制御手段とを備えたことを特徴とする車両用駆動制御装置。
【請求項２】
前記油圧制御手段は、前記エンジン温度検出手段によって検出されたエンジン温度が所定温度以下でのエンジン始動時に、該温度が低いほど締結用油圧室に供給する油圧を高くすることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項３】
前記締結用油圧室及び解放用油圧室に供給される油圧を発生する油圧ポンプが備えられ、該ポンプは、前記モータによって駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用駆動制御装置。
【請求項４】
前記クラッチは、解放用油圧室への油圧の供給時に、エンジンとモータとの間及びエンジンと駆動輪との間を切断するように構成されていると共に、エンジンと駆動輪との間に、該クラッチに並列にエンジン側から駆動輪側へのみ回転を伝達するワンウェイクラッチが設けられており、前記油圧制御手段は、エンジンの始動後、締結用油圧室を非油圧供給状態とすると共に、解放用油圧室に油圧を供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４２２０７（Ｐ２０１１−４２２０７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９０８１８（Ｐ２００９−１９０８１８）
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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