(57)【要約】【課題】エンジン、エンジン切り離しクラッチ、モータジェネレータ、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ、および自動変速機を備えた車両において、車両の制動力およびパワートレーンの耐久性を極力低下させることなく、エンジンおよびモータジェネレータの回転速度が高くなり過ぎることを抑制する。【解決手段】エンジン、エンジン切り離しクラッチ、モータジェネレータ、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ、および自動変速機を備えた車両において、ＥＣＵは、アクセルオフ状態あるいはブレーキオン状態であるにも関わらず車速が上昇している場合、エンジン切り離しクラッチを係合状態に維持しかつ自動変速機のギヤ段を現ギヤ段に維持しつつ、ロックアップクラッチを滑らせる。【選択図】図２
2015202768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンと駆動輪との間に設けられた自動変速機と、
前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられたモータジェネレータと、
前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に設けられた乾式クラッチと、
前記モータジェネレータと前記自動変速機との間に設けられ、内部に油が充填されるロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、
前記乾式クラッチ、前記ロックアップクラッチおよび前記自動変速機を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、ユーザによる加速要求操作がない状態およびユーザによる減速要求操作がある状態の少なくともいずれかの状態であるにも関わらず車速が上昇している場合、前記乾式クラッチを係合状態に維持しかつ前記自動変速機の変速比を現在の変速比に維持しつつ、前記ロックアップクラッチを滑らせる、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン、エンジン切り離し用クラッチ、モータジェネレータ、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ、および自動変速機を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−２２０３６２号公報（特許文献１）には、エンジン、エンジン切り離し用クラッチ、モータジェネレータ、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ、および自動変速機を備える車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２０３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された車両において、たとえば下り坂を走行している状況では、ユーザが加速要求操作を行なっていない状態（アクセルオフ状態）あるいはユーザが減速要求操作を行なっている状態（ブレーキオン状態）であっても、車速が上昇する場合が生じる。この場合、車速の上昇に伴ってエンジンおよびモータジェネレータの回転速度も上昇する。そのため、エンジンおよびモータジェネレータの回転速度が高くなり過ぎる（許容速度を超える）ことを抑制するための対策を講じることが望ましい。
【０００５】
その対策として、たとえば自動変速機の変速比（出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比）を小さくするアップ変速を行なうことが考えられる。しかしながら、アップ変速を行なうと、エンジンおよびモータのフリクションによる車両の制動力（いわゆるエンジンブレーキ力）が低下し過ぎてしまい、さらなる車速の上昇を促すことになってしまう。
【０００６】
他の対策として、たとえば乾式のエンジン切り離し用クラッチを滑らせることが考えられる。しかしながら、乾式のエンジン切り離し用クラッチを滑らせると、滑りによって生じる摩擦熱によってエンジン切り離し用クラッチの耐久性が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の制動力およびパワートレーンの耐久性を極力低下させることなく、エンジンおよびモータジェネレータの回転速度が高くなり過ぎることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る車両は、エンジンと、駆動輪と、エンジンと駆動輪との間に設けられた自動変速機と、エンジンと自動変速機との間に設けられたモータジェネレータと、エンジンとモータジェネレータとの間に設けられた乾式クラッチと、モータジェネレータと自動変速機との間に設けられ、内部に油が充填されるロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、乾式クラッチ、ロックアップクラッチおよび自動変速機を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ユーザによる加速要求操作がない状態（アクセルオフ状態）およびユーザによる減速要求操作がある状態（ブレーキオン状態）の少なくともいずれかの状態であるにも関わらず車速が上昇している場合、乾式クラッチを係合状態に維持しかつ自動変速機の変速比を現在の変速比に維持しつつ、ロックアップクラッチを滑らせる。
【０００９】
このような構成によれば、アクセルオフ状態およびブレーキオン状態の少なくともいずれかの状態であるにも関わらず車速が上昇している場合、アップ変速を行なわずに、ロックアップクラッチを滑らせる。そのため、アップ変速を行なう場合に比べて、エンジンおよびモータのフリクションによる車両の制動力を極力低下させることなく、エンジンおよびモータジェネレータの回転速度の上昇を抑制することができる。さらに、周囲が油で満たされるロックアップクラッチは、油よりも熱伝達性が劣る空気で周囲が満たされる乾式クラッチに比べて、放熱性がよく、滑りに対する耐久性に優れる。そのため、乾式クラッチを滑らせる場合に比べて、パワートレーンの耐久性を極力低下させることなく、エンジンおよびモータジェネレータの回転速度の上昇を抑制することができる。その結果、車両の制動力およびパワートレーンの耐久性を極力低下させることなく、エンジンおよびモータジェネレータの回転速度が高くなり過ぎることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両の全体構成図である。
【図２】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】エンジン回転速度ＮＥの変化態様の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
図１は、本実施の形態による車両１の全体構成図である。車両１は、エンジン１０と、エンジン切り離しクラッチ１２と、モータジェネレータ２０と、トルクコンバータ３０と、自動変速機４０と、駆動輪５０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００とを備える。さらに、車両１は、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）２１と、バッテリ２２と、シフトセンサ６０とを備える。
【００１３】
車両１は、エンジン１０およびモータジェネレータ２０の少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。
【００１４】
自動変速機４０は、エンジン１０と駆動輪５０との間の動力伝達経路上に設けられる。本実施の形態による自動変速機４０は、変速比（自動変速機４０の出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比）が異なる複数のギヤ段を選択的に形成可能な有段式の自動変速機である。
【００１５】
自動変速機４０は、油圧式の摩擦係合要素（クラッチ）４１を備える。この摩擦係合要素４１を解放することによって、自動変速機４０はニュートラル状態（動力を伝達しない状態）になる。すなわち、摩擦係合要素４１を解放することによって、モータジェネレータ２０は駆動輪５０から切り離される。そのため、以下では、摩擦係合要素４１を「モータ切り離しクラッチ４１」ともいう。
【００１６】
モータジェネレータ２０は、エンジン１０と自動変速機４０との間の動力伝達経路上に設けられる。モータジェネレータ２０は、たとえば、三相交流回転電機である。モータジェネレータ２０は、バッテリ２２からＰＣＵ（Power  Control  Unit）２１を経由して供給される電力によって駆動される。また、モータジェネレータ２０は、エンジン１０あるいは駆動輪５０から伝達される動力の一部を用いて発電することもできる。
【００１７】
エンジン切り離しクラッチ１２は、エンジン１０とモータジェネレータ２０との間の動力伝達経路上に設けられ、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて制御される。エンジン切り離しクラッチ１２は、周囲が油ではなく空気で満たされる乾式のクラッチである。エンジン１０と駆動輪５０との間で動力を伝達する場合には、エンジン切り離しクラッチ１２が係合される。エンジン１０を駆動輪５０から切り離す場合には、エンジン切り離しクラッチ１２は解放される。
【００１８】
トルクコンバータ３０は、モータジェネレータ２０と自動変速機４０との間に設けられる。トルクコンバータ３０は、ポンプインペラ３１と、タービンライナ３２と、ステータ３３と、ロックアップクラッチ３４とを備える。トルクコンバータ３０の内部には、ポンプインペラ３１とタービンライナ３２との間でトルクを伝達したりロックアップクラッチ３４を作動させたりするための油が充填される。したがって、ロックアップクラッチ３４の周囲は油で満たされている。
【００１９】
ロックアップクラッチ３４は、ＥＣＵ１００からの制御信号（油圧指令値）に基づいて、係合状態、解放状態、半係合状態（滑り状態）のいずれかに制御される。
【００２０】
ロックアップクラッチ３４が係合状態であると、ポンプインペラ３１とタービンライナ３２とが係合されて一体的に回転する。そのため、エンジン切り離しクラッチ１２が係合された状態において、エンジン１０の回転速度（以下「エンジン回転速度ＮＥ」という）とタービンライナ３２の回転速度（以下「タービン回転速度ＮＴ」という）の差は０となる。
【００２１】
ロックアップクラッチ３４が解放状態であると、ポンプインペラ３１とタービンライナ３２との間の動力伝達が作動油によって行われる。そのため、エンジン切り離しクラッチ１２が係合された状態において、エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの差（トルクコンバータ３０の滑り）が生じ得る状態となる。
【００２２】
ロックアップクラッチ３４が半係合状態（滑り状態）であると、ポンプインペラ３１とタービンライナ３２との間の動力伝達が作動油およびロックアップクラッチ３４によって行われる。そのため、エンジン切り離しクラッチ１２が係合された状態において、エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの差が生じ得るが、その差はロックアップクラッチ３４が係合状態である場合よりも小さくなる。
【００２３】
シフトセンサ６０は、ユーザによって操作されるシフトレバーの位置（以下「シフトポジション」）が、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、Ｍ（マニュアル）、＋（プラス）、−（マイナス）のいずれのポジションに位置するかを検出する。シフトセンサ６０は、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００２４】
さらに、図示していないが、車両１には、ユーザによるアクセルペダル操作量（アクセル開度）、ブレーキペダル操作量、エンジン回転速度ＮＥ、タービン回転速度ＮＴ、モータジェネレータ２０の回転速度（以下「モータ回転速度ＮＭ」という）、車速など、車両１を制御するために必要なさまざまな物理量を検出するための複数のセンサが設けられる。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ１００に送信する。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵する。ＥＣＵ１００は、各センサからの情報およびメモリに記憶された情報に基づいて所定の演算処理を実行し、演算結果に基づいて車両１の各機器を制御する。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、シフトポジション（シフトセンサ６０の検出結果）に基づいて、シフトレンジ（自動変速機４０の制御状態）を変更する。シフトポジションがＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍの各ポジションである場合、ＥＣＵ１００は、シフトレンジをＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍの各レンジにそれぞれ設定する。
【００２７】
Ｐレンジでは、ＥＣＵ１００は、図示しないパーキングロック装置によって自動変速機４０の出力軸を固定する。Ｒレンジでは、ＥＣＵ１００は、駆動輪５０を後進方向に回転させるように自動変速機４０を制御する。Ｎレンジでは、ＥＣＵ１００は、自動変速機４０内のモータ切り離しクラッチ４１を解放することによって、自動変速機４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）に制御する。
【００２８】
Ｄレンジでは、ＥＣＵ１００は、車速およびアクセル開度に応じて自動変速機４０のギヤ段を自動的に切り替える「自動変速」を行なう。一方、Ｍレンジでは、ＥＣＵ１００は、ユーザがシフトレバーをＭポジションから＋（プラス）ポジションに移動させる操作を行なった場合に自動変速機４０のギヤ段を１段高速側のギヤ段に切り替え、ユーザがシフトレバーをＭポジションから−（マイナス）ポジションに移動させる操作を行なった場合に自動変速機４０のギヤ段を１段低速側のギヤ段に切り替える「手動変速」を行なう。
【００２９】
なお、ＥＣＵ１００は、シフトレンジがＤレンジからＭレンジに変更された場合、自動変速機４０のギヤ段を１段低速側のギヤ段に変更する。すなわち、ユーザがシフトポジションをＤポジションからＭポジションに切り替えた時点でダウン変速が行なわれる。
【００３０】
以上のような構成を有する車両１において、たとえば下り坂を走行している状況では、アクセルオフ状態（ユーザがアクセルペダルを踏んでいない状態）あるいはブレーキオン状態（ユーザがブレーキペダルを踏んでいる状態）であっても、車速が上昇する場合が生じる。この場合、車速の上昇に伴ってエンジン回転速度ＮＥおよびモータ回転速度ＮＭも上昇する。そのため、エンジン回転速度ＮＥおよびモータ回転速度ＮＭが高くなり過ぎる（それぞれの許容速度を超える）ことを抑制するための対策を講じることが望ましい。
【００３１】
しかしながら、その対策として自動変速機４０のアップ変速を行なうと、エンジン１０およびモータジェネレータ２０のフリクションによる制動力（いわゆるエンジンブレーキ力）が低下し過ぎてしまうことになる。他の対策として乾式のエンジン切り離しクラッチ１２を滑らせると、熱によりエンジン切り離しクラッチ１２の耐久性が低下するおそれがある。
【００３２】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、アクセルオフ状態およびブレーキオン状態のいずれかの状態であるにも関わらず車速が上昇している場合、エンジン切り離しクラッチ１２を係合状態に維持しかつ自動変速機４０のギヤ段を現ギヤ段に維持しつつ、ロックアップクラッチ３４を滑らせる（半係合状態にする）。
【００３３】
図２は、ＥＣＵ１００が行なう処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン切り離しクラッチ１２、ロックアップクラッチ３４およびモータ切り離しクラッチ４１を係合した状態で車両１が走行している場合に、所定周期で繰り返し実行される。
【００３４】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、シフトレンジがＭレンジであるか否かを判定する。シフトレンジがＭレンジでない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を終了させる。
【００３５】
シフトレンジがＭレンジである場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０にて、アクセルオフ状態であるか否か、および、ブレーキオン状態であるか否かを判定する。アクセルオフ状態ではなく、かつブレーキオン状態でもない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を終了させる。
【００３６】
アクセルオフ状態である場合またはブレーキオン状態である場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０にて、車速が上昇中であるか否かを判定する。車速が上昇中でない場合（Ｓ３０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を終了させる。
【００３７】
車速が上昇中である場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ４０にて、エンジン回転速度ＮＥがしきい値ＮＥｓｈを超えたか否か、および、モータ回転速度ＮＭがしきい値ＮＭｓｈを超えたか否か、を判定する。しきい値ＮＥｓｈは、エンジン１０のハード構成などによって決まるエンジン１０の上限回転速度ＮＥｍａｘよりも所定速度低い値に設定される。同様に、しきい値ＮＭｓｈは、モータジェネレータ２０のハード構成などによって決まるモータジェネレータ２０の上限回転速度ＮＭｍａｘよりも所定速度低い値に設定される。
【００３８】
エンジン回転速度ＮＥがしきい値ＮＥｓｈを超えておらず、かつ、モータ回転速度ＮＭがしきい値ＮＭｓｈを超えていない場合（Ｓ４０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を終了させる。
【００３９】
エンジン回転速度ＮＥがしきい値ＮＥｓｈを超えている場合、または、モータ回転速度ＮＭがしきい値ＮＭｓｈを超えている場合（Ｓ４０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ５０にて、エンジン切り離しクラッチ１２を係合状態に維持しかつ自動変速機４０のギヤ段を現ギヤ段に維持しつつ、ロックアップクラッチ３４を半係合状態（滑り状態）にする。
【００４０】
図３は、アクセルオフ状態で車速が上昇する場合（たとえば下り坂を走行している場合）のエンジン回転速度ＮＥの変化態様の一例を示す図である。
【００４１】
時刻ｔ１以前においては、エンジン切り離しクラッチ１２およびロックアップクラッチ３４は係合された状態であり、Ｄレンジで第Ｎ速ギヤ段が形成されている。車速の上昇に伴ってエンジン回転速度ＮＥおよびタービン回転速度ＮＴも上昇している。
【００４２】
時刻ｔ１にて、ダウン変速によって減速させたいユーザがシフトポジションをＤポジションからＭポジションに切り替えると、シフトレンジがＤレンジからＭレンジに変更される。これに伴い、自動変速機４０のギヤ段が第Ｎ速ギヤ段から１段低速側の第（Ｎ−１）速ギヤ段に変更される。このダウン変速によって制動力（エンジンブレーキ力）が増加し、車速の上昇速度が緩やかになる。しかしながら、時刻ｔ１以降においても、車速は上昇し、車速の上昇に伴ってエンジン回転速度ＮＥおよびタービン回転速度ＮＴも上昇している。
【００４３】
時刻ｔ２にて、エンジン回転速度ＮＥがしきい値ＮＥｓｈに達すると、ＥＣＵ１００は、エンジン切り離しクラッチ１２を係合状態に維持しかつ現ギヤ段を維持しつつ、ロックアップクラッチ３４を滑らせる。これにより、エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの回転差が許容されるため、車速の上昇に伴ってタービン回転速度ＮＴが上昇してもエンジン回転速度ＮＥは上昇せずしきい値ＮＥｓｈ付近の値に維持される。これにより、エンジン回転速度ＮＥが上限回転速度ＮＥｍａｘを超えることが抑制される。
【００４４】
仮に時刻ｔ２にてアップ変速を行なうと、エンジン回転速度ＮＥがアップ変速後の変速比での同期回転速度まで低下する（一点鎖線参照）。そのため、エンジン回転速度ＮＥが上限回転速度ＮＥｍａｘを超えることは抑制されるが、エンジンブレーキ力が低下し過ぎてしまい、減速させたいとのユーザの意図に反して車速の上昇を促すことになってしまう。これに対し、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、アップ変速を行なうことなく、ロックアップクラッチ３４を滑らせる。そのため、エンジン回転速度ＮＥをしきい値ＮＥｓｈ付近の比較的高い値に維持しつつ（すなわち減速させたいとのユーザの意図に沿ってエンジンブレーキ力を極力低下させることなく）、エンジン回転速度ＮＥが上限回転速度ＮＥｍａｘを超えることを抑制することができる。
【００４５】
さらに、ロックアップクラッチ３４の周囲は油で満たされているのに対し、乾式のエンジン切り離しクラッチ１２の周囲は油よりも熱伝達性が劣る空気で満たされている。そのため、ロックアップクラッチ３４は、エンジン切り離しクラッチ１２に比べて、放熱性がよく、滑りに対する耐久性に優れる。そのため、エンジン切り離しクラッチ１２を滑らせる場合に比べて、車両１のパワートレーンの耐久性を低下させることなく、エンジン回転速度ＮＥが上限回転速度ＮＥｍａｘを超えることを抑制することができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、アクセルオフ状態およびブレーキオン状態の少なくともいずれかの状態であるにも関わらず車速が上昇している場合、エンジン切り離しクラッチ１２を係合状態に維持しかつ自動変速機４０のギヤ段を現ギヤ段に維持しつつ、ロックアップクラッチ３４を滑らせる。そのため、車両の制動力およびパワートレーンの耐久性を極力低下させることなく、エンジン回転速度ＮＥおよびモータ回転速度ＮＭが高くなり過ぎることを抑制することができる。
【００４７】
なお、上述の実施の形態は、たとえば以下のように変形することができる。
（１）  上述の実施の形態では、図２のＳ５０の処理にて、ロックアップクラッチ３４を半係合状態（滑り状態）にしたが、ロックアップクラッチ３４を解放することによって、トルクコンバータ３０の滑り（エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの差）をより大きくするようにしてもよい。
【００４８】
（２）  図２のＳ５０の処理にてロックアップクラッチ３４を半係合状態（滑り状態）にした後、ロックアップクラッチ３４の推定温度が所定値を超えた場合には、ロックアップクラッチ３４の滑り量を減らし（ロックアップクラッチ３４を完全係合させて滑り量を０にする場合を含む）、代わりに自動変速機４０内のモータ切り離しクラッチ４１を滑らせるようにしてもよい。これにより、ロックアップクラッチ３４の過熱を防止しつつ、エンジン回転速度ＮＥおよびモータ回転速度ＮＭの上昇を抑制することができる。
【００４９】
なお、ロックアップクラッチ３４の推定温度は、ロックアップクラッチ３４の滑り（エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの差）による発熱量、ロックアップクラッチ３４の内部の油圧などから推定することができる。
【００５０】
（３）  上述の実施の形態では、図２のＳ５０の処理にて、ロックアップクラッチ３４のみを滑らせたが、モータ切り離しクラッチ４１、エンジン切り離しクラッチ１２およびロックアップクラッチ３４の３つのクラッチで滑りを分担するようにしてもよい。たとえば、３つのクラッチの推定温度をそれぞれ算出し、算出された各クラッチの推定温度と許容温度との差分から各クラッチの滑り許容エネルギを求め、各クラッチの滑り許容エネルギの割合に応じて各クラッチの滑り量を決めるようにしてもよい。
【００５１】
このように３つのクラッチで滑りエネルギを分担することで、エンジン回転速度ＮＥおよびモータ回転速度ＮＭの上昇を抑制する制御をより長期間継続することができる。
【００５２】
（４）  上述の実施の形態では、有段式の自動変速機に本発明を適用する場合について説明したが、無段自動変速機に本発明を適用するようにしてもよい。
【００５３】
上述の実施の形態および変形例は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【００５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５５】
１  車両、１０  エンジン、１２  エンジン切り離しクラッチ、２０  モータジェネレータ、２１  ＰＣＵ、２２  バッテリ、３０  トルクコンバータ、３１  ポンプインペラ、３２  タービンライナ、３３  ステータ、３４  ロックアップクラッチ、４０  自動変速機、４１  モータ切り離しクラッチ、５０  駆動輪、６０  シフトセンサ、１００  ＥＣＵ。
【図１】
2015202768.tif 000003
【図２】
2015202768.tif 000004
【図３】
2015202768.tif 000005