(57)【要約】【課題】モータジェネレータによるアシストに頼ることなく変速時における駆動力の中断をなくし、変速品質を向上させる。【解決手段】  第１及び第３のクラッチ（６４、２２）を締結し、かつ第２及び第４のクラッチ（６１、２３）を解放してエンジン（１１）の駆動力を第１の変速段（４３、５２）を介して駆動輪（１６）に伝達する状態から、第１のクラッチ（６４）を解放し第２のクラッチ（６１）を締結してエンジン（１１）の駆動力を駆動輪（１６）に伝達する状態に切り換えるときは、第３のクラッチ（２２）の締結力を減少させるとともに第４のクラッチ（２３）の締結力を増大させて車両駆動軸（１３）の回転速度を上昇させ、車両駆動軸（１３）の回転速度を上昇させた後に第２のクラッチ（６１）を締結し、第２のクラッチ（６１）を締結した状態で第１のクラッチ（６４）を解放する。【選択図】      図９
2006090347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
モータジェネレータと、
前記エンジンに接続されるエンジン駆動軸と、
前記モータジェネレータに接続されるＭＧ駆動軸と、
駆動輪に接続される車両駆動軸と、
前記エンジン駆動軸と前記ＭＧ駆動軸の間に介装され、締結されると前記エンジン駆動軸から前記ＭＧ駆動軸への駆動力の伝達を可能にする第１のクラッチと、
前記エンジン駆動軸と前記車両駆動軸の間に介装され、締結されると前記エンジン駆動軸から前記車両駆動軸への駆動力の伝達を可能にする第２のクラッチと、
前記ＭＧ駆動軸と前記車両駆動軸の間に介装され、第３のクラッチを締結すると前記ＭＧ駆動軸から前記車両駆動軸への駆動力の伝達を可能にする第１の変速段と、
前記ＭＧ駆動軸と前記車両駆動軸の間に介装され、第４のクラッチを締結すると前記ＭＧ駆動軸から前記車両駆動軸への駆動力の伝達を可能にし、前記第１の変速段よりも減速比が小さい第２の変速段と、
前記第１及び第３のクラッチを締結し、かつ前記第２及び第４のクラッチを解放して前記エンジンの駆動力を前記第１の変速段を介して前記駆動輪に伝達する状態から、前記第１のクラッチを解放し前記第２のクラッチを締結して前記エンジンの駆動力を前記駆動輪に伝達する状態に切り換えるときは、前記第３のクラッチの締結力を減少させるとともに第４のクラッチの締結力を増大させて前記車両駆動軸の回転速度を上昇させ、前記車両駆動軸の回転速度を上昇させた後に前記第２のクラッチを締結し、前記第２のクラッチを締結した状態で前記第１のクラッチを解放する動力伝達状態切換手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記動力伝達状態切換手段は、前記動力伝達状態の切換えの際、前記第２のクラッチの入力側回転速度と出力側回転速度とが一致するように前記第４のクラッチの締結力を調整することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記動力伝達状態切換手段は、前記動力伝達状態の切換えの際、前記車両駆動軸に伝達される駆動力が略一定に維持されるように前記モータジェネレータの駆動力を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記エンジン駆動軸、ＭＧ駆動軸及び車両駆動軸が平行に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記エンジン駆動軸に第１の歯車が固定されており、
前記車両駆動軸に前記第１の歯車に噛み合う第２の歯車が回転自在に支持されており、
前記ＭＧ駆動軸に前記第２の歯車に噛み合う第３の歯車が回転自在に支持されており、
前記第１のクラッチは、締結されると前記第３の歯車を前記ＭＧ駆動軸に連結するクラッチであり、
前記第２のクラッチは、締結されると前記第２の歯車を前記車両駆動軸に連結するクラッチである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記第１及び第２の変速段の少なくとも一つは、
前記車両駆動軸に固定された第４の歯車と、
前記ＭＧ駆動軸に回転自在に支持され、前記第４の歯車に噛み合う第５の歯車と、
締結されると前記第５の歯車を前記ＭＧ駆動軸に連結する第５のクラッチと、
で構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記動力伝達状態切換手段は、前記第４のクラッチを締結するとともに前記第３のクラッチを解放して前記モータジェネレータを回生動作させているときに、車速が低下し前記モータジェネレータの回転速度が低下したときは、前記第４のクラッチの締結力を減少させるとともに前記第３のクラッチの締結力を増大させて前記モータジェネレータの回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記動力伝達状態切換手段は、車両停車時、前記第１のクラッチを締結するとともに前記第２から第４のクラッチを解放し、前記エンジンの駆動力で前記モータジェネレータを回転させて前記モータジェネレータに発電させることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記動力伝達状態切換手段は、車両停車時でエンジンが停止しているとき、前記第１のクラッチを締結するとともに前記第２から第４のクラッチを解放し、前記モータジェネレータを力行させて前記エンジンをクランキングし、前記エンジンを始動させることを特徴とする請求項１から８のいずれかひとつに記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力源としてエンジンとモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低公害性と航続距離、およびエネルギ供給のインフラ等の要求から、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて搭載したハイブリッド車両の実用化が進められている。ハイブリッド車両では、運転状態に応じてより効率のよい駆動力源を選択することができるので、従来のエンジンのみを備えた車両に比べ、高い効率で運転することができる。
【０００３】
このようなハイブリッド車両に、トルクコンバータを有する自動変速機に比べ伝達効率の高い手動変速機の変速動作を自動化した変速機（以下、ＡＭＴ）を組み合わせることも提案されており、この構成によればさらなる高効率を実現することが可能である。しかし、ＡＭＴは、変速時にエンジンから駆動輪への駆動力（あるいはトルク）の伝達が途切れることから、変速時のショックが大きいという課題があった。
【０００４】
この点に関し、特許文献１に記載の技術は、駆動輪に伝達される駆動力の減少をモータジェネレータを力行させて補うことで、ＡＭＴ搭載車両における変速時のショックを抑えている。
【特許文献１】特開２００１−３４３０６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、変速時の駆動力変動をモータジェネレータで補うとなると、変速前までエンジンが発生していた駆動力をモータジェネレータで負担する必要があり、モータジェネレータが大型化し、コスト面、車両搭載性で不利になるという問題があった。また、バッテリに蓄えられている電力が十分でない場合は十分なアシストがなされず、変速時のショックを抑えることができないという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、ＡＭＴを搭載したハイブリッド車両において、モータジェネレータのアシストに頼ることなく変速時の駆動力変動を抑え、変速品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は以下の手段により解決される。カッコ内の数字は実施形態中の参照符号に対応するが、本発明の範囲を実施形態の構成に限定する趣旨ではない。
【０００８】
本発明にかかるハイブリッド車両においては、エンジン駆動軸（１２）とＭＧ駆動軸（１４）の間に介装され、締結されるとエンジン駆動軸（１２）からＭＧ駆動軸（１４）への駆動力の伝達を可能にする第１のクラッチ（６４）と、エンジン駆動軸（１２）と車両駆動軸（１３）の間に介装され、締結されるとエンジン駆動軸（１２）から車両駆動軸（１３）への駆動力の伝達を可能にする第２のクラッチ（６１）と、ＭＧ駆動軸（１４）と車両駆動軸（１４）の間に介装され、第３のクラッチ（２２）を締結するとＭＧ駆動軸（１４）から車両駆動軸（１３）への駆動力の伝達を可能にする第１の変速段（４３、５２）と、ＭＧ駆動軸（１４）と車両駆動軸（１３）の間に介装され、第４のクラッチ（２３）を締結するとＭＧ駆動軸（１４）から車両駆動軸（１３）への駆動力の伝達を可能にし、第１の変速段（４３、５２）よりも減速比（ギヤ比）が小さい第２の変速段（４４、５３）と、を備える。
【０００９】
第１及び第３のクラッチ（６４、２２）を締結し、かつ第２及び第４のクラッチ（６１、２３）を解放してエンジン（１１）の駆動力を第１の変速段（４３、５２）を介して駆動輪（１６）に伝達する第１の状態から、第１のクラッチ（６４）を解放し第２のクラッチ（６１）を締結してエンジン（１１）の駆動力を駆動輪（１６）に伝達する状態に切り換えるときは、第３のクラッチ（２２）の締結力を減少させるとともに第４のクラッチ（２３）の締結力を増大させて車両駆動軸（１３）の回転速度を上昇させ、車両駆動軸（１３）の回転速度を上昇させた後に第２のクラッチ（６１）を締結し、第２のクラッチ（６１）を締結した状態で第１のクラッチ（６４）を解放する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるハイブリッド車両においては、変速中、エンジンから駆動輪の間で少なくとも１つの動力伝達経路が確保されており、駆動力の伝達が中断することがないので、従来の手動変速機を自動化した変速機にみられたような変速ショックが生じることはなく、モータジェネレータを利用した駆動力調整ができない場合であっても、駆動力の中断がないことから必要最低限度の変速ショックの防止は常に確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は本発明にかかるハイブリッド車両の概略構成を示したものである。車両は、駆動力源として、エンジン１とモータジェネレータ１７を有している。エンジン１の駆動力はエンジン駆動軸１２、エンジン駆動軸１２と平行に設けられる車両駆動軸１３、デファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１６へと伝達され、モータジェネレータ１７の駆動力は車両駆動軸１３と平行に設けられるＭＧ駆動軸１４、車両駆動軸１３、デファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１６へと伝達される。
【００１３】
エンジン１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、スタータと発電機の機能を有するスタータジェネレータ２４によりクランキングされ始動される。なお、エンジン１は、後述するように、クラッチの締結状態を切り換え、所定の動力伝達経路を選択すれば、モータジェネレータ１７を力行させることによっても始動させることが可能である。
【００１４】
モータジェネレータ１７は三相交流式モータなどの電動機であり、発電、力行を切り換えて運転することが可能である。モータジェネレータ１７はインバータ１８によって制御され、インバータ１８にはバッテリ１９が接続されている。バッテリ１９は必要に応じてモータジェネレータ１７に電力を供給し、また、モータジェネレータ１７が発電した電力を受け入れ、内部に蓄える。
【００１５】
エンジン１とエンジン駆動軸１２の間には発進クラッチ２１が介装されており、発進クラッチ２１はエンジンの動力を駆動輪１６、モータジェネレータ１７に伝達する必要があるとき、あるいはモータジェネレータ１７でエンジン１をクランキングし、エンジン１を始動する必要があるときに締結される。
【００１６】
変速機構の構成についてさらに説明すると、エンジン駆動軸１２には歯車３１ないし３５がエンジン側から順に設けられている。歯車３１、３２、３５はエンジン駆動軸１２に固定されていてエンジン駆動軸１２と常に一体となって回転し、歯車３３、３４はエンジン駆動軸１２に対して回転自在に支持されている。歯車３３と３４の間のエンジン駆動軸１２上にはドグクラッチ（噛合いクラッチ）６２が設けられていて、これを軸前後方向（図中左右）に変位させて歯車３３あるいは３４と噛み合せれば、噛み合った歯車をエンジン駆動軸１２に固定し、その歯車を介しての駆動力伝達を可能にする。
【００１７】
同様に、車両駆動軸１３には歯車４１ないし４５が設けられており、歯車４１はカウンターギヤ３６を介してエンジン駆動軸１２に設けられている歯車３１と噛み合い、歯車４２ないし４５はそれぞれエンジン駆動軸１２に設けられている歯車３２ないし３５と噛み合っている。
【００１８】
歯車４３、４４は車両駆動軸１２に固定されていて車両駆動軸１３と常に一体となって回転し、歯車４１、４５は車両駆動軸１３に対して回転自在に支持されている。歯車４１と４２の間の車両駆動軸１３上にはドグクラッチ６１（第２のクラッチ）が設けられていて、これを軸前後方向（図中左右）に変位させて歯車４１あるいは４２と噛み合わせれば、噛み合った歯車を車両駆動軸１３に固定することができる。また、歯車４５の外側の車両駆動軸１３上にはドグクラッチ６３が設けられていて、これを歯車４５に噛み合せれば、歯車４５が車両駆動軸１３に固定される。
【００１９】
したがって、ドグクラッチ６１を歯車４１に噛み合せれば、エンジン１１の駆動力が歯車３１、３６、４１を介して駆動輪１６に伝達され、後進状態を作り出すことができる。また、ドグクラッチ６１を歯車４２に噛み合せれば、エンジン１１の駆動力が歯車３２、４２を介して駆動輪１６に伝達され、ドグクラッチ６２を歯車３３あるいは３４に噛み合せれば、エンジン１１の駆動力が歯車３３、４３あるいは歯車３４、４４を介して駆動輪１６に伝達される。また、ドグクラッチ６３を歯車４５に噛み合せればエンジン１１の駆動力が歯車３５、４５を介して駆動輪１６に伝達される。
【００２０】
また、ＭＧ駆動軸１４には歯車５１ないし５４が設けられており、歯車５１ないし５４は車両駆動軸１３に設けられた歯車４２ないし４５と噛み合っている。歯車５１ないし５４はいずれもＭＧ駆動軸１４に対して回転自在に支持されている。ＭＧ駆動軸１４にはドグクラッチ６４（第１のクラッチ）、摩擦クラッチ２２（第３のクラッチ）、摩擦クラッチ２３（第４のクラッチ）、ドグクラッチ６５が設けられており、これらのクラッチの締結状態を切り換えることで、ＭＧ駆動軸１４に固定される歯車を選択することができる。ドグクラッチ６４を歯車５１に噛み合せれば、歯車５１がＭＧ駆動軸１４に固定され、ドグクラッチ６５を歯車５４に噛み合せれば、歯車５４がＭＧ駆動軸１４に固定される。また、摩擦クラッチ２２、２３の締結力（締結圧）を調整すれば、歯車５２、５３を介してＭＧ駆動軸１４と車両駆動軸１３との間で伝達される駆動力の大きさを調整することができる。
【００２１】
なお、歯車３２、４２、５１が特許請求の範囲における第１ないし第３の歯車に対応し、歯車４３、５２及びクラッチ２２の組、あるいは歯車４４、５３及びクラッチ２３の組が、特許請求の範囲における第４、第５の歯車及び第５のクラッチからなる第１あるいは第２の変速段に対応する。
【００２２】
次にギヤ比（減速比）の関係について説明する。歯車３２と４２、歯車３３と４３、歯車３４と４４、歯車３５と４５のギヤ比をそれぞれＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とすると、ギヤ比の関係は以下のようになる。
【００２３】
Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５
ギヤ比Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は既存の手動変速機の２速ないし５速に相当するギヤ比である。歯車３２ないし３５、歯車４２ないし４５の歯数はこの関係を満たすように選定される。
【００２４】
また、ドグクラッチ６１を中立状態（解放）とし、ドグクラッチ６４を歯車５１に噛み合せれば、エンジン駆動軸１２とＭＧ駆動軸１４が接続される。このときのエンジン１１とモータジェネレータ１７の回転速度の比をＲｅｍ１とすれば、Ｒｅｍ１は歯車３２と歯車５１のギヤ比に等しくなり、ここでは、
Ｒｅｍ１＜１
となるように歯車５１の歯数を選定する。さらに、ドグクラッチ６３を中立状態（解放）とし、ドグクラッチ６５を歯車５４に締結すれば、これによってもエンジン駆動軸１２とＭＧ駆動軸１４が接続される。このときのエンジン１１とモータジェネレータ１７の回転速度の比をＲｅｍ２とすれば、Ｒｅｍ２は歯車３５と歯車５４のギヤ比に等しくなる。ここでは、
Ｒｅｍ２＜Ｒｅｍ１＜１
となるように歯車５４の歯数を選定する。
【００２５】
また、歯車５２と４３のギヤ比をＲｍｇＬ、歯車５３と４４のギヤ比をＲｍｇＨとすると、以下の関係が成り立つように歯車５２、５３の歯数を選定する。
【００２６】
ＲｍｇＬ＞Ｒ２＞ＲｍｇＨ＞Ｒ５
また、上記構成によれば、エンジン１１の駆動力をエンジン駆動軸１２からＭＧ駆動軸１４に入力し、ＭＧ駆動軸１４を介して車両駆動軸１３に伝達することが可能であり、そのような動力伝達経路としては以下に示す第１〜第４の動力伝達経路が可能である。
【００２７】
図２は第２の動力伝達経路を示す。ドグクラッチ６１を中立状態（解放）にする一方、ドグクラッチ６４を歯車５１に、摩擦クラッチ２２を歯車５２に締結することで、エンジン１１の駆動力をエンジン駆動軸１２から歯車３２、４２、５１を介してＭＧ駆動軸１４に伝達し、さらに、歯車５２、４３（第１の変速段）を介して車両駆動軸１３へと伝達している。このときのエンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３までの変速比Ｒｖ１は、
Ｒｖ１＝Ｒｅｍ１×ＲｍｇＬ
となり、ＲｍｇＬがギヤ比Ｒ２よりも大きいことから、Ｒｅｍ１の値を適切に設定することにより、変速比Ｒｖ１をギヤ比Ｒ２よりも大きくし、変速比が最も大きくなる最Ｌｏｗ変速比を実現することができる。この状態から、摩擦クラッチ２２を解放し、摩擦クラッチ２３を締結すると図３に示す第２の動力伝達経路になり。このときのエンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３までの変速比は、
Ｒｖ２＝Ｒｅｍ１×ＲｍｇＨ
となり、中間変速比を実現することができる。なお、摩擦クラッチ２２、２３の締結力を調整することにより、第１の動力伝達経路、第２の動力伝達経路を介して伝達される駆動力の比（駆動力配分）を調整することができる。
【００２８】
また、図４は第３の動力伝達経路を示す。ドグクラッチ６３を中立状態（解放）とする一方で、ドグクラッチ６５を歯車５４に、摩擦クラッチ２２を歯車５２にそれぞれ締結することで実現することができる。このとき、エンジン１１の駆動力は、エンジン駆動軸１２から歯車３５、４５、５４を介してＭＧ駆動軸１４に伝達され、さらに、歯車５２、４３（第１の変速段）を介して車両駆動軸１３へと伝達される。エンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３までの変速比は、
Ｒｖ３＝Ｒｅｍ２×ＲｍｇＬ
となり、中間変速比を実現することができる。この状態から摩擦クラッチ２２を解放し、摩擦クラッチ２３を締結すると図５に示す第４の動力伝達経路になり、このときのエンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３までの変速比は、
Ｒｖ４＝Ｒｅｍ２×ＲｍｇＨ
となる。
【００２９】
ギヤ比ＲｍｇＨはギヤ比Ｒ５よりも大きいが、ギヤ比Ｒｅｍ２が１よりも小さいので、Ｒｅｍ２を適切に設定することにより変速比Ｒｖ４をギヤ比Ｒ５よりも小さくし、変速比が最小となる最Ｈｉｇｈ変速比を実現することができる。
【００３０】
ここでは、ギヤ比、変速比が以下の関係を満たすように各歯車の歯数を設定し、第１の動力伝達経路で実現される変速比Ｒｖ１が既存の手動変速機の１速に相当する変速比となるようにし、第４の動力伝達経路で実現される変速比Ｒｖ４が既存の手動変速機の６速に相当するようにする。また、変速比Ｒｖ２、Ｒｖ３はギヤ比Ｒ２とＲ３の間の値、ギヤ比Ｒ３とＲ４の間の値となる中間変速比とし、変速時にこれらの中間変速比に変速することで変速比の段差を縮小し、変速品質を向上させる。
【００３１】
したがって、ギヤ比、変速比の関係は次のようになる。
【００３２】
Ｒｖ１＞Ｒ２＞Ｒｖ２＞Ｒ３＞Ｒｖ３＞Ｒ４＞Ｒ５＞Ｒｖ４
なお、発進クラッチ２１、ドグクラッチ６１ないし６５、摩擦クラッチ２２、２３にはそれぞれ図示しないクラッチアクチュエータが設けられており、コントローラ７０からの指令に応じて図示しない油圧源から油圧が供給され、締結状態が制御される。
【００３３】
各クラッチの締結状態と実現される動力伝達状態を表にすると図６に示すようになる。表中の「ＭＧアシストｏｒ回生」は、モータジェネレータ１７を力行させて駆動輪１６を駆動、あるいは、減速時にモータジェネレータ１７を回生させるときに用いられる動力伝達状態であり、また、「エンジン始動」は、車両停車中にモータジェネレータ１７を利用してエンジン１１をクランキングし始動するときに用いられる動力伝達状態、「アイドル充電」は、車両停車中にエンジン１１の駆動力を利用してモータジェネレータ１７で発電を行い、発電した電力でバッテリ１９を充電するときに用いられる動力伝達状態である。これらの動力伝達状態については後で説明する。
【００３４】
コントローラ７０には、図１に示すように、エンジン１１の回転速度を検出するセンサ８１、エンジン駆動軸１２の回転速度を検出するセンサ８２、車両駆動軸１３の回転速度を検出するセンサ８３、ＭＧ駆動軸１４の回転速度を検出するセンサ８４、アクセルペダルの操作量を検出するセンサ８５からの検出信号が入力され、エンジン１１、モータジェネレータ１７の運転状態を制御するとともに、車両駆動軸１３の回転速度とアクセル操作量に基づき、予め記憶されている変速パターンマップを参照して目標とする変速段を決定し、目標等する変速段が実現されるようにドグクラッチ６１ないし６５、摩擦クラッチ２２、２３の締結状態を変更する。
【００３５】
図８から図１０を参照しながら１−２変速時の動作について説明する。この実施形態においては、１速とは図２に示した第１の動力伝達経路でエンジン１１の駆動力を伝達する状態を指し、２速とはドグクラッチ６１を歯車４２に締結し、歯車３２、４２を介してエンジン１１の駆動力をエンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３に直接伝達する状態を指す。
【００３６】
図７は１−２変速制御の内容を示したフローチャートであり、コントローラ７０において車速、アクセル操作量から変速マップを参照して１速から２速への変速が必要であると判断されたときに実行される。変速直前の動力伝達経路は図９（Ａ）に示される経路（第１の動力伝達経路）となっており、このときの変速比はＲｖ１である。このフローに示される処理を実行するコントローラ７０が動力伝達状態切換手段を構成する。
【００３７】
これによると、まず、ステップＳ１でモータジェネレータ１７による駆動力調整を開始する。本発明にかかるハイブリッド車両においては後述するように変速時の駆動力の中断がないので駆動力の中断によるショックは生じないが、モータジェネレータ１７を利用して変速時の駆動力変動を抑えることで変速品質をさらに向上させる。モータジェネレータ１７による駆動力調整は図８に示すフローチャートに従って行われ、これについては後述する。
【００３８】
ステップＳ２では、摩擦クラッチ２２の締結力を低下させ、摩擦クラッチ２３の締結力を増大させる。摩擦クラッチ２２、２３の掛け換えが進むにつれ、図９（Ａ）に示される第１の動力伝達経路で伝達される駆動力が減少し、図９（Ｂ）に示される第２の動力伝達経路を介して伝達される駆動力が増大する。すなわち、駆動力配分が第１の動力伝達経路から第２の動力伝達経路にシフトする。このとき、第１の動力伝達経路に比べ第２の動力伝達経路のほうが変速比が小さいことから、車両駆動軸１３の回転速度は上昇する。
【００３９】
ステップＳ３では、摩擦クラッチ２３が完全に締結されたかどうかを判断する。完全に締結されたかどうかは摩擦クラッチ２３に供給される油圧が所定の完全締結油圧に達したかどうかで判断する。完全に締結されていればステップＳ４に進み、そうでなければステップＳ２の処理を繰り返す。
【００４０】
ステップＳ４に進むときには摩擦クラッチ２２はほぼ解放状態となっており、駆動力はほぼ全て第２の動力伝達経路を介して伝達される。ステップＳ４では、歯車４２の回転速度とドグクラッチ６１の回転速度が略一致しているかどうか（回転速度差が所定値以下かどうか）を判断し、両者の回転速度が略一致している場合はステップＳ６に進む。歯車４２の回転速度はエンジン駆動軸１２の回転速度から求めることができ、ドグクラッチ６１の回転速度は車両駆動軸１３の回転速度に等しい。
【００４１】
両者の回転速度が一致していない場合はステップＳ５に進んで摩擦クラッチ２３の締結力を調整し、両者の回転速度が一致するように車両駆動軸１３の回転速度を調整する。回転速度の調整は、摩擦クラッチ２３の締結力を減少させて摩擦クラッチ２３を滑らせることによって行う。
【００４２】
ステップＳ６ではドグクラッチ６１を歯車４２に締結する。このとき、歯車４２の回転速度とドグクラッチ６１の回転速度が一致しているので、締結時に歯車４２からドグクラッチ６１に入力されるトルクは略ゼロであり、クラッチアクチュエータを比較的小さな出力で駆動すればドグクラッチ６１を歯車４２に締結することができる。
【００４３】
ステップＳ７では摩擦クラッチ２３の締結力を低下させ、ステップＳ８ではモータジェネレータ１７による駆動力調整を終了する。
【００４４】
そして、この時点では、エンジン１１の駆動力は歯車３２、４２を介して車両駆動軸４２に伝達されるようになっているので、ステップＳ９でドグクラッチ６４を解放し、１速から２速への変速制御を終了する。この結果、変速終了時の動力伝達経路は図９（Ｃ）に示される経路になり、エンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３までの変速比はＲ２になる。また、ドグクラッチ６４を解放したことにより、ＭＧ駆動軸１４が車両駆動軸１３から解放され、モータジェネレータ１７が連れ回ることによる損失（引きずり損失）を低減することができる。
【００４５】
図８はモータジェネレータ１７による駆動力調整制御の内容を示したフローチャートである。このフローは図７のステップＳ１で駆動力調整が開始されてからステップＳ８で終了するまで、コントローラ７０において所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４６】
これによると、ステップＳ１１では、車両駆動軸１３の回転速度の変化量から車両の加速度を演算し、ステップＳ１２では加速度が正かどうかを判断する。そして、加速度が正の場合はステップＳ１３に進んでモータジェネレータ１７を回生動作として駆動力を吸収し、そうでない場合はステップＳ１４に進んでモータジェネレータ１７を力行動作として駆動力の落ち込みをモータジェネレータ１７の駆動力で補う。モータジェネレータ１７駆動力の調整は運転者に違和感を与えない範囲で行われる。
【００４７】
したがって、動力伝達経路の切換え時に生じる駆動力（トルク）の変動はモータジェネレータ１７の運転状態を適宜切り換えることによって吸収され、変速時におけるショックが一層抑えられ、高い変速品質が実現される。
【００４８】
図１０は、１−２変速時の様子を示したタイミングチャートである。時刻ｔ１で変速が開始されると、摩擦クラッチ２２の締結力を減少させるとともに摩擦クラッチ２３の締結力を増大させ、摩擦クラッチ２２、２３の掛け換えを開始する。
【００４９】
時刻ｔ２を過ぎて摩擦クラッチ２３が完全に締結すると、摩擦クラッチ２３の締結力を徐々に減少させて滑らし、歯車４２の回転速度とドグクラッチ６１の回転速度を一致させる。
【００５０】
時刻ｔ３で両者の回転速度が一致するとドグクラッチ６１を歯車４２に締結する。両者の回転速度が一致しており、かつ、駆動力のほぼすべてが歯車５３、４４を介して伝達されているので、締結時のショックはほとんどない。
【００５１】
その後、時刻ｔ４でドグクラッチ６４、摩擦クラッチ２２、２３を解放し、変速を終了する。なお、クラッチの掛け換え時に若干の駆動力変動が生じるが、変速を通じてモータジェネレータ１７により駆動力変動が吸収されるので、変速開始から終了にわたって滑らかな変速を実現することができる。
【００５２】
したがって、変速中、エンジン１１と駆動輪１６の間で少なくとも１つの動力伝達経路が確保されており、駆動力の伝達が中断することがないので、従来の手動変速機を自動化した変速機にみられたような変速ショックが生じることはない。また、変速時にモータジェネレータ１７により駆動力変動を抑えているが、仮に、バッテリ１９の残量が少なく、あるいは、バッテリ１９がフル充電状態となっていてモータジェネレータ１７を利用した駆動力調整ができない場合であっても、駆動力の中断がないことから大きな変速ショックが生じることはなく、必要最低限度の変速品質は常に確保される。
【００５３】
続いて、２−３変速時の動作について説明する。
【００５４】
図１１（Ａ）から（Ｃ）、図１２は、は２−３変速時に動力伝達経路が変更されるときの様子を示したものである。図１１（Ａ）は２速の状態であり、エンジン１１の駆動力が歯車３２、４２を解して車両駆動軸１３に伝達される。このときの変速比はＲ２である。
【００５５】
この状態から、図１１（Ｃ）に示される、エンジン１１の駆動力が歯車３３、４３を介して車両駆動軸１３に伝達される３速の状態に変速する場合には、まず、ドグクラッチ６５を歯車５４に締結し、かつ、摩擦クラッチ２２の締結力を増大させて、エンジン１１の駆動力が歯車３５、４５、５４を介してＭＧ駆動軸１４に伝達され、さらに、歯車５２、４３を介して車両駆動軸１３に伝達されるようにする（図１１（Ｂ）、時刻ｔ１からｔ３）。また、ドグクラッチ６５を歯車５４に締結した後に、ドグクラッチ６１を中立状態にする（時刻ｔ２）。
【００５６】
そして、摩擦クラッチ２２が完全に締結したら（時刻ｔ３過ぎ）、摩擦クラッチ２２の締結力を徐々に低下させて摩擦クラッチ２２を滑らせ、歯車３３の回転速度（車両駆動軸１３の回転速度に比例）とドグクラッチ６２の回転速度（＝エンジン駆動軸１２の回転速度）が一致したところでドグクラッチ６２を歯車３３に締結する（時刻ｔ４）。このとき、エンジン１１の駆動力はほぼ全て第３の動力伝達経路を介して伝達されるので、クラッチアクチュエータを比較的小さな出力で駆動すればドグクラッチ６２を歯車３３に締結することができる。
【００５７】
ドグクラッチ６２を歯車３３に締結したら、ドグクラッチ６５を中立状態にし、摩擦クラッチ２２を徐々に解放し（時刻ｔ５）、エンジン１１の駆動力のすべてが歯車３３、４３を介して車両駆動軸に伝達されるようにして、変速を終了する。
【００５８】
この２−３変速においても、変速中、エンジン１１から駆動輪１６までの動力伝達経路が少なくとも１つ確保されており、駆動力の伝達が中断することがないので、１−２変速時と同じく、駆動力が中断することによる変速ショックは確実に防止される。また、変速を通じてモータジェネレータ１７による駆動力調整が行われるので、駆動力の変動による変速ショックをさらに抑え、変速品質をより一層向上させることができる。また、変速終了後はドグクラッチ６５が中立状態になり、モータジェネレータ１７が車両駆動軸１３から切り離されるので、モータジェネレータ１７の引きずり損失を低減することができる。
【００５９】
続いて、３−４、５、６変速時の動作について説明する。
【００６０】
図１３（Ａ）から（Ｃ）、図１４は、は３−４変速時に動力伝達経路が変更されるときの様子を示したものである。図１３（Ａ）は３速の状態であり、エンジン１１の駆動力が歯車３３、４３を解して車両駆動軸１３に伝達される。このときの変速比はＲ３である。
【００６１】
この状態から図１３（Ｃ）に示される、エンジン１１の駆動力が歯車３４、４４を介してエンジン駆動軸１２から車両駆動軸１３に伝達される４速の状態（変速比Ｒ４）に変速するには、ドグクラッチ６５を歯車５４に締結するとともに、摩擦クラッチ２３の締結力を増大させ、エンジン１１の駆動力が歯車３５、４５、６５を介してＭＧ駆動軸１４に伝達され、さらに、歯車５３、４４を介して車両駆動軸１３に伝達されるようにする（第４の動力伝達経路、時刻ｔ１からｔ３）。また、ドグクラッチ６５を歯車５４に締結した後に、ドグクラッチ６２を中立状態とする（時刻ｔ３）。
【００６２】
そして、摩擦クラッチ２３が完全に締結したら（時刻ｔ３過ぎ）、摩擦クラッチ２３の締結力を徐々に低下させて摩擦クラッチ２３を滑らせ、歯車３４の回転速度（車両駆動軸１３の回転速度に比例）とドグクラッチ６２の回転速度（＝エンジン駆動軸１２の回転速度）が一致したところでドグクラッチ６２を歯車３４に締結する（時刻ｔ４）。このとき、エンジン１１の駆動力はほぼ全て第４の動力伝達経路を介して伝達されるので、クラッチアクチュエータを比較的小さな出力で駆動すればドグクラッチ６２を歯車３４に締結することができる。
【００６３】
ドグクラッチ６２を歯車３４に締結したら、ドグクラッチ６５を中立状態にし、摩擦クラッチ２３を徐々に解放し（時刻ｔ５）、エンジン１１の駆動力のすべてが歯車３４、４４を介して車両駆動軸に伝達されるようにして、変速を終了する。
【００６４】
エンジン１１の駆動力が歯車３５、４５を介して車両駆動軸１３に伝達される５速に変速するには、時刻ｔ４でドグクラッチ６２を歯車３４に締結することに代えて、ドグクラッチ６３を歯車４５に締結すればよい。具体的には、歯車４５の回転速度（エンジン駆動軸１２の回転速度に比例）とドグクラッチ６３の回転速度（＝車両駆動軸１３の回転速度）とが一致するように摩擦クラッチ２３の締結力を調整し、両者が一致したタイミングでドグクラッチ６３を歯車６３に締結するようにする。
【００６５】
また、エンジン１１の駆動力が第４の動力伝達経路で伝達される６速に変速するには、時刻ｔ３で実現された動力伝達経路をそのまま維持すればよいことから、時刻ｔ４でドグクラッチ６２を歯車３４に締結することに代えて、摩擦クラッチ２３を完全締結し、ドグクラッチ６５が歯車５４に締結された状態を維持するようにすればよい。
【００６６】
この３−４、５、６変速においても、変速中、エンジン１１から駆動輪１６までの動力伝達経路が少なくとも１つ確保されており、駆動力の伝達が中断することがないので、１−２変速時、２−３変速時と同じく、駆動力が中断することによる変速ショックは確実に防止される。また、変速を通じてモータジェネレータ１７による駆動力調整が行われるので、駆動力の変動による変速ショックをさらに抑え、変速品質をより一層向上させることができる。
【００６７】
また、６速に変速する場合を除き、変速終了後はドグクラッチ６５が中立状態になり、モータジェネレータ１７が車両駆動軸１３から切り離されるので、モータジェネレータ１７の引きずり損失を低減することができる。
【００６８】
このように、本発明にかかるハイブリッド車両においては、アップシフト変速時にエンジン１１から駆動輪１６への駆動力の伝達が途切れることがないので、変速時のショックを抑えることができ、かつ、変速中はモータジェネレータ１７を利用して駆動力変動を吸収するので、高い変速品質を実現することができる。
【００６９】
なお、本発明にかかるハイブリッド車両にあっては、上記変速時の駆動力変動の吸収の他、次のようなモータジェネレータ１７の利用が可能である。
【００７０】
車両減速時、摩擦クラッチ２２、２３を締結すればモータジェネレータ１７を回生動作させることができるが、このとき、摩擦クラッチ２２、２３の締結力を調整すればモータジェネレータ１７の回転速度を変化させることができるので、モータジェネレータ１７で減速エネルギを回生する際、モータジェネレータ１７の回生効率がより高くなる回転速度にモータジェネレータ１７を制御することができる。
【００７１】
これは、摩擦クラッチ２２を締結し歯車４３、５２を介して車両駆動軸１３からＭＧ駆動軸１４に回転力が伝達される場合（図１５（Ａ））と、摩擦クラッチ２３を締結し歯車４４、５３を介して車両駆動軸１３からＭＧ駆動軸１４に回転力が伝達される場合（図１５（Ｂ））とでは、歯車４３と５２のギヤ比と歯車４４と５３のギヤ比が異なり、ＭＧ駆動軸１４から車両駆動軸１３までの変速比が異なるからである。上記構成のハイブリッド車両においては、低速走行時には摩擦クラッチ２３の締結力を摩擦クラッチ２２よりも大きくし、車速が増大するにつれ摩擦クラッチ２３の締結力を減らすとともに摩擦クラッチ２２の締結力を増やし、高速走行時には摩擦クラッチ２２の締結力を摩擦クラッチ２３よりも大きくするようにすれば、モータジェネレータ１７を常に高速で回転させることができ、高い回生効率を維持することができる。
【００７２】
逆に、モータジェネレータ１７を力行させてモータジェネレータ１７の駆動力で駆動輪１６を駆動する場合には、必要とされる駆動力に応じて摩擦クラッチ２２、２３の締結力を調整すれば、駆動輪１６に伝達される駆動力を調整することができる。必要とされる駆動力が大きいほど摩擦クラッチ２２の締結力を大きくし、摩擦クラッチ２３の締結力を下げればよく、これにより、ＭＧ駆動軸１４から車両駆動軸１３までの変速比が大きくなってより大きな駆動力を伝達することができる。必要とされる駆動力が少なくなれば、それに応じて摩擦クラッチ２２から摩擦クラッチ２３への掛け換えを行えばよい。
【００７３】
また、車両停車時には、モータジェネレータ１７を力行させてエンジン１１を始動させたり、あるいは、エンジン１１の駆動力でモータジェネレータ１７を回転駆動し、モータジェネレータ１７に発電を行わせることでバッテリ１９を充電することも可能である。この場合、発進クラッチ２１とドグクラッチ６４のみ締結し、それ以外のドグクラッチ６１、６２、６３、６５、摩擦クラッチ２２、２３を全て解放するようにすればよい。
【００７４】
図１６はこのときの動力伝達経路を示したものである。車両駆動軸１３に駆動力を伝達することなくエンジン駆動軸１２からＭＧ駆動軸１４に、あるいはその逆のＭＧ駆動軸１４からエンジン駆動軸１２にＭＧ駆動力を伝達することができるので、車両停止中にも関わらず、エンジン１１でモータジェネレータ１７を回転駆動してモータジェネレータ１７に発電させたり、逆に、モータジェネレータ１７でエンジン１１を駆動することが可能になる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の構成に限定する趣旨ではない。例えば、上記実施形態においては、クラッチ６１から６５をドグクラッチとしているが、これらのクラッチを摩擦クラッチで置き換えることも可能である。摩擦クラッチで置き換えれば、クラッチ締結時のある程度の回転速度差を吸収できることから、変速時のショックをより低減することが可能になる。また、クラッチは、油圧でその締結力を制御するものの他、電磁クラッチ、磁気クラッチ等を用いるようにしてもよい。また、歯車はオイルを介して駆動力を伝達するトラクションドライブであっても構わない。また、歯車、クラッチの配置はこの実施形態で用いた配置以外の配置であっても構わない。
【００７６】
また、構成の簡略化のため、図１７、図１８に示すように、ドグクラッチ６５を省略しても構わない。図１７、図１８に示す構成では、ドグクラッチ６５を省略したことに伴い、歯車５４が省略され、ドグクラッチ６３の位置が変更され、歯車４５が車両駆動軸１３に固定されている。また、図１８の構成では６速状態を作り出すための歯車３７、４７がエンジン駆動軸１２、車両駆動軸１３に設けられている。
【００７７】
このようにドグクラッチ６５を省略すると高速段で変速時における駆動力中断による変速ショックを完全に防止することはできないが、駆動力中断による変速ショックが問題になるのは主に低速段での変速時であり、また、モータジェネレータ１７によりある程度の駆動力変動は吸収できるので、特に問題になることはない。ドグクラッチ６５を省略しても図９、図１０に示すように１−２変速時にはドグクラッチ６５を使用しないことから１−２変速時の駆動力中断による変速ショックは完全に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明にかかるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】第１の動力伝達経路を示した図である。
【図３】第２の動力伝達経路を示した図である。
【図４】第３の動力伝達経路を示した図である。
【図５】第４の動力伝達経路を示した図である。
【図６】クラッチ締結状態と実現される動力伝達状態の関係を示した表である。
【図７】１−２変速制御のフローチャートである。
【図８】モータジェネレータによる駆動力調整制御のフローチャートである。
【図９】１−２変速時の動力伝達経路を示した図である。
【図１０】１−２変速時の様子を示したタイムチャートである。
【図１１】２−３変速時の動力伝達経路を示した図である。
【図１２】２−３変速時の様子を示したタイムチャートである。
【図１３】３−４変速時の動力伝達経路を示した図であり、３−５変速時、３−６変速時の様子を破線で併せて示してある。
【図１４】３−４変速時の様子を示したタイムチャートであり、３−５変速時、３−６変速時の様子を破線で併せて示してある。
【図１５】モータジェネレータを回生動作あるいは力行動作させるときの動力伝達経路を示したものである。
【図１６】車両停車時、モータジェネレータでエンジンをクランキングするとき、あるいは、エンジンでモータジェネレータを回転駆動するときの動力伝達経路を示したものである。
【図１７】ドグクラッチの省略例を示した図である。
【図１８】ドグクラッチの別の省略例を示した図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１    エンジン
１２  エンジン駆動軸
１３  車両駆動軸
１４  ＭＧ駆動軸
１６  駆動輪
１７  モータジェネレータ
１８  インバータ
１９  バッテリ
２２、２３  摩擦クラッチ
６１〜６５  ドグクラッチ
７０  コントローラ
８１  エンジン回転速度センサ
８２  エンジン駆動軸回転速度センサ
８３  車両駆動軸回転速度センサ
８４  ＭＧ駆動軸回転速度センサ
８５  アクセル操作量センサ
【図１】
2006090347.tif 000003
【図２】
2006090347.tif 000004
【図３】
2006090347.tif 000005
【図４】
2006090347.tif 000006
【図５】
2006090347.tif 000007
【図６】
2006090347.tif 000008
【図７】
2006090347.tif 000009
【図８】
2006090347.tif 000010
【図９】
2006090347.tif 000011
【図１０】
2006090347.tif 000012
【図１１】
2006090347.tif 000013
【図１２】
2006090347.tif 000014
【図１３】
2006090347.tif 000015
【図１４】
2006090347.tif 000016
【図１５】
2006090347.tif 000017
【図１６】
2006090347.tif 000018
【図１７】
2006090347.tif 000019
【図１８】
2006090347.tif 000020