(57)【要約】      （修正有）【課題】回生制動時のトルク抜けを軽減ないし防止する車両用駆動装置を提供する。【解決手段】車両用駆動装置は、エンジンが回転トルクを発生しておらず、かつ、モータジェネレータが第１出力軸及び／又は第２出力軸の回転トルクを受けることができる第１の状態において、クラッチを切断するとともに、モータジェネレータで第１出力軸及び／又は第２出力軸の回転トルクを受けるようトランスミッションを制御し、エンジンが回転トルクを発生しておらず、かつ、モータジェネレータが第１出力軸及び／又は第２出力軸の回転トルクを受けることができない第２の状態において、クラッチを接続するとともに、エンジンで第１出力軸及び／又は第２出力軸の回転トルクを受けるようトランスミッションを制御する。【選択図】図４
2015140163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転トルクを発生させる動力源と、
電力を用いて回転トルクを発生させるとともに、駆動輪に回転連結された出力軸の回転トルクを受けて発電を行うモータジェネレータと、
前記動力源及び／又は前記モータジェネレータと前記出力軸とを選択的に回転接続するためのトランスミッションと、
前記動力源と前記トランスミッションとを断接するクラッチと、
前記動力源と前記トランスミッションが前記クラッチにより切断され、前記モータジェネレータが前記出力軸に接続されることにより、前記駆動輪より回転トルクを受ける第１の状態において、コースト変速時に、前記モータジェネレータで前記駆動輪から前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御し、前記モータジェネレータが前記出力軸と切断され、回転トルクを受けることができない第２の状態において、前記クラッチを接続し、前記動力源で前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記動力源は、エンジンであることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
前記第２の状態は、前記動力源に回転トルク発生の要求がなく、前記出力軸の回転速度が減少しており、かつ、前記トランスミッションによるダウンシフトのために、前記出力軸と前記モータジェネレータとの回転連結が一時的に解除されている状況であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記第２の状態は、前記動力源に回転トルク発生の要求がなく、前記出力軸の回転速度が増加しており、かつ、前記トランスミッションによるアップシフトのために、前記出力軸と前記モータジェネレータとの回転連結が解除されている状況であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】
回転トルクを発生させる動力源と、
電力を用いて回転トルクを発生させるとともに、駆動輪に回転連結された出力軸の回転トルクを受けて発電を行うモータジェネレータと、
前記動力源及び／又は前記モータジェネレータと前記出力軸とを選択的に回転接続するためのトランスミッションと、
前記動力源と前記トランスミッションとを断接するクラッチと、
を備えた車両用駆動装置の制御方法であって、
前記動力源と前記トランスミッションが前記クラッチにより切断され、前記モータジェネレータが前記出力軸に接続されることにより、前記駆動輪より回転トルクを受ける第１の状態において、コースト変速時に、前記モータジェネレータで前記駆動輪から前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御し、前記モータジェネレータが前記出力軸と切断され、回転トルクを受けることができない第２の状態において、前記クラッチを接続し、前記動力源で前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御する第１の状態第２の状態ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータジェネレータで回生制動を行う車両用駆動装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンとモータジェネレータを備え、エンジン及び／又はモータジェネレータの回転トルクを駆動輪に回転連結された出力軸に出力するとともに、加速の要求がない場合（制動の要求がある場合を含む）には、出力軸の回転トルクを利用してモータジェネレータで発電（回生）を行うハイブリッド式の車両用駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このように駆動輪に回転連結された出力軸の回転トルクを回生に用いることを回生制動という。
【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８８７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなハイブリッド式の車両用駆動装置において、回生制動を行っている場合に、モータジェネレータと出力軸との間のトランスミッションの切換要求があり、トランスミッションにおいて、現ギヤから要求ギヤへの切り替えの際に、一時的にギヤがニュートラルの状態となって、出力軸とモータジェネレータとの間の回転連結が切断されると、それまでに回生制動においてモータジェネレータで受けていた出力軸の回転トルクをモータジェネレータで受けることができなくなり、いわゆるトルク抜けが生じる。
【０００６】
また、回生制動を行っている場合に、車両が下り坂を下っている場合などには、車両が加速して出力軸の回転トルクが増加し、回生を有効に行うことができるモータジェネレータの回転数の上限値を超えると、それ以上の回転トルクはモータジェネレータでは受けることができず、上限値を超えた回転トルクについて、いわゆるトルク抜けが発生する。そして、このようなトルク抜けを避けるためにモータジェネレータの回転数を減少させようとギヤの切り替えを行うと、上記と同様に、一時的にギヤがニュートラルの状態となって、出力軸とモータジェネレータとの回転連結が切断され、それまでにモータジェネレータで受けていた回転トルクをモータジェネレータで受けることができなくなり、トルク抜けが生じる。
【０００７】
これらの負のトルクのトルク抜けは、ドライバには加速感を与えることとなり、ドライバビリティが低下する。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、回生制動時のトルク抜けを軽減ないし防止する車両用駆動装置及びその制御方法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】
【０００９】
本発明の車両用駆動装置は、回転トルクを発生させる動力源と、電力を用いて回転トルクを発生させるとともに、駆動輪に回転連結された出力軸の回転トルクを受けて発電を行うモータジェネレータと、前記動力源及び／又は前記モータジェネレータと前記出力軸とを選択的に回転接続するためのトランスミッションと、前記動力源と前記トランスミッションとを断接するクラッチと、前記動力源と前記トランスミッションが前記クラッチにより切断され、前記モータジェネレータが前記出力軸に接続されることにより、前記駆動輪より回転トルクを受ける第１の状態において、コースト変速時に、前記モータジェネレータで前記駆動輪から前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御し、前記モータジェネレータが前記出力軸と切断され、回転トルクを受けることができない第２の状態において、前記クラッチを接続し、前記動力源で前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御する第１の状態第２の状態制御装置とを備えた構成を有している。
【００１０】
この構成によれば、第１の状態では、モータジェネレータで出力軸の回転トルクを利用して発電をする回生制動が行われるとともに、回生制動が有効にできずにトルク抜けが生じることになる第２の状態では、出力軸の回転トルクを動力源が受けるので、動力源において慣性による減速が実現され、よって、モータジェネレータで回生制動が有効に行われない場合にも、トルク抜けを軽減ないし防止できる。
【００１１】
上記の車両用駆動装置において、前記動力源は、エンジンであってよい。この構成によれば、第２の状態において、出力軸の回転トルクによる回生制動が有効に行われない場合に、いわゆるエンジンブレーキによってトルク抜けを軽減ないし防止できる。
【００１２】
上記の車両用駆動装置において、前記第２の状態は、前記動力源に回転トルク発生の要求がなく、前記出力軸の回転速度が減少しており、かつ、前記トランスミッションによるダウンシフトのために、前記出力軸と前記モータジェネレータとの回転連結が一時的に解除されている状況であってよい。
【００１３】
この構成によれば、モータジェネレータにおいて回生制動を行っている場合において、ダウンシフトをするためにトランスミッションのギヤをニュートラル位置にすることで出力軸とモータジェネレータとの回転連結が切断されて、モータジェネレータで出力軸の回転トルクを受けることができなくなったときに、動力源にて出力軸の回転トルクを受けるので、トルク抜けを有効に軽減ないし防止できる。
【００１４】
上記の車両用駆動装置において、前記第２の状態は、前記動力源に回転トルク発生の要求がなく、前記出力軸の回転速度が増加しており、かつ、前記トランスミッションによるアップシフトのために、前記出力軸と前記モータジェネレータとの回転連結が解除されている状況であってよい。
【００１５】
この構成によれば、モータジェネレータにおいて回生制動を行っている場合において、アップシフトをするためにトランスミッションのギヤをニュートラル位置にすることで出力軸とモータジェネレータとの回転連結が切断されて、モータジェネレータで出力軸の回転トルクを受けることができなくなったときに、動力源にて出力軸の回転トルクを受けるので、トルク抜けを有効に軽減ないし防止できる。
【００１６】
本発明の制御方法は、回転トルクを発生させる動力源と、電力を用いて回転トルクを発生させるとともに、駆動輪に回転連結された出力軸の回転トルクを受けて発電を行うモータジェネレータと、前記動力源及び／又は前記モータジェネレータと前記出力軸とを選択的に回転接続するためのトランスミッションと、前記動力源と前記トランスミッションとを断接するクラッチと、を備えた車両用駆動装置の制御方法であって、前記動力源と前記トランスミッションが前記クラッチにより切断され、前記モータジェネレータが前記出力軸に接続されることにより、前記駆動輪より回転トルクを受ける第１の状態において、コースト変速時に、前記モータジェネレータで前記駆動輪から前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御し、前記モータジェネレータが前記出力軸と切断され、回転トルクを受けることができない第２の状態において、前記クラッチを接続し、前記動力源で前記出力軸の回転トルクを受けるよう前記トランスミッションを制御する第１の状態第２の状態。
【００１７】
この構成によっても、第１の状態では、モータジェネレータで出力軸の回転トルクを利用して発電をする回生制動が行われるとともに、回生制動が有効にできずにトルク抜けが生じることになる第２の状態では、出力軸の回転トルクを動力源が受けるので、動力源において慣性による減速が実現され、よって、モータジェネレータで回生制動が有効に行われない場合にも、トルク抜けを軽減ないし防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、モータジェネレータによる回生制動が有効にできない状況でも、出力軸の回転トルクを動力源が受けるので、トルク抜けを軽減ないし防止でき、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における車両用駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態の車両用駆動装置のギヤトレイン例を示す図
【図３】従来の制御（コーストダウン変速）を行った場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャート
【図４】本発明の実施の形態の制御（コーストダウン変速）をした場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャート
【図５】従来の制御（アクセルオフアップ変速）を行った場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態の制御（アクセルオフアップ変速）をした場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の車両用駆動装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の車両用駆動装置の構成を示すブロック図である。車両用駆動装置１００は、制御部１、エンジン２、クラッチ３、第１自動変速機構４、接続機構５、モータジェネレータ６、第２自動変速機構７、インバータ８、バッテリ９、及びデファレンシャル１０を備えている。制御部１は、エンジン２、クラッチ３、第１自動変速機構４、第２自動変速機構７、インバータ８、及びバッテリ９に電気的に接続されており、それらを制御するために信号の授受を行う。なお、制御部１は、制御対象ごとのＥＣＵ（Electronic Control Unit）とＣＡＮ（Controller Area Network）等の相互通信部で構成されてよく、あるいは１つのＥＣＵで構成されてもよい。
【００２２】
エンジン２は、動力源としてガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を使用する内燃機関であり、具体的には、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。エンジン２は、回転トルクを発生して出力する。クラッチ３は、エンジン２の出力軸と第１自動変速機構４の入力軸とを断接する。第１自動変速機構４は、クラッチ３を介して伝達されるエンジン２の回転及び接続機構５を介して伝達されるモータジェネレータ６の回転を変速して出力軸から出力し、デファレンシャル１０に伝達する。接続機構５は、接続されることで、モータジェネレータ６の出力を第１自動変速機構４の入力軸に伝達し、切断されることでモータジェネレータ６の出力と第１自動変速機４の入力軸とを完全に切り離す。
【００２３】
第２自動変速機構７は、入力軸から入力されたモータジェネレータ６の回転を変速して出力軸から出力し、デファレンシャル１０に伝達する。第２自動変速機構７は、二段変速以上の変速が可能であり、モータジェネレータ６とデファレンシャル１０の入力軸とを完全に切り離すことが可能である。
【００２４】
バッテリ９は、インバータ８と接続されて、インバータ８にて変換された直流電流を蓄電するとともに、インバータ８に対して直流電流を供給する二次電池である。インバータ８は、モータジェネレータ６及びバッテリ９と電気的に接続され、発電機として機能するモータジェネレータ６にて発生した交流電力を、直流電流に変換するとともに、電圧を降下させて、バッテリ９に出力する。また、インバータ８は、バッテリ９から供給された直流電力を、昇圧するとともに交流電力に変換して、モータとして機能するモータジェネレータ６に供給する。モータジェネレータ６は、インバータ８から供給された電力を用いて回転トルクを発生するとともに、回転トルクを交流電流に変換してインバータ８に供給する。
【００２５】
デファレンシャル１０は、第１自動変速機構４及び第２自動変速機構７で変速された回転を左右の駆動輪Ｗｒ、Ｗｌに伝達する。また、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクは、デファレンシャル１０を介して第１自動変速機構４及び第２自動変速機構７の出力軸に伝達される。
【００２６】
図２は、本実施の形態の車両用駆動装置１００のギヤトレイン例を示す図である。なお、本実施の形態の車両用駆動装置１００のギヤトレインは、図２に示すものに限らず、動力をアシストするとともに回生を行うためのモータジェネレータが、駆動輪に回転連結された出力軸に選択的に回転連結可能な構成であればよい。
【００２７】
図２において、図１に対応する要素については、図１と同じ符号を付している。なお、図２におけるトランスミッション５０は、図１の第１自動変速機構４、接続機構５、及び第２自動変速機構７を合わせたものに相当する。
【００２８】
エンジン２から出力された回転トルクは、駆動軸４４に伝達される。クラッチ３は、駆動軸４４とトランスミッション５０の入力軸４１との間に設けられ、駆動軸４４と入力軸４１を断接するものであり、駆動軸４４と入力軸４１間の伝達トルクを電子制御可能な任意のタイプのクラッチである。この伝達トルクは、制御部１（図１参照）によって制御される。
【００２９】
トランスミッション５０は、エンジン２からの回転トルクを複数の変速段の変速比で変速して、デファレンシャル１０に出力する歯車機構式の自動変速機である。本実施形態のトランスミッション５０は、ドグクラッチ３１〜３４を備えたドグクラッチ式の自動変速機であるが、シンクロナイザリング等のシンクロ機構を有する自動変速機であってもよい。トランスミッション５０は、互いに平行に配置された入力軸４１、第１出力軸４２、及び第２出力軸４３を備えている。入力軸４１は、駆動軸４４と同軸である。
【００３０】
トランスミッション５０は、入力軸４１周りに第１ギヤ１１、第２ギヤ１２、第３ギヤ１３、第４ギヤ１４、及び第１ドグクラッチ３１を有し、第１出力軸４２周りに第５ギヤ１５、第６ギヤ１６、第７ギヤ１７、第８ギヤ１８、第９ギヤ１９、第２ドグクラッチ３２、及び第３ドグクラッチ３３を有し、第２出力軸４３周りに第１０ギヤ２０、第１１ギヤ２１、第１２ギヤ２２、及び第４ドグクラッチ３４を有する。各ドグクラッチ３１〜３４は、アクチュエータによって駆動されて隣接するギヤと接続され、又は切断される。
【００３１】
第１ギヤ１１及び第２ギヤ１２は、入力軸４１に相対回転不能に固定されて入力軸４１と一体回転する固定ギヤである。第１ギヤ１１の径は、第２ギヤ１２系より小さい。第３ギヤ１３及び第４ギヤ１４は、一体回転し、入力軸４１に対して相対回転（遊転）可能な遊転ギヤである。第３ギヤ１３の径は、第４ギヤ１４の径より小さい。第１ドグクラッチ３１は、一体回転する第３ギヤ１３及び第４ギヤ１４と入力軸４１とを接続し、又は切断する。第１ドグクラッチ３１が接続されると、第３ギヤ１３及び第４ギヤ１４は、入力軸４１と一体回転する。
【００３２】
第５ギヤ１５、第６ギヤ１６、第７ギヤ１７、及び第８ギヤ１８は、第１出力軸４２に対して相対回転（遊転）可能な遊転ギヤであり、それぞれ第１ギヤ１１、第２ギヤ１２、第３ギヤ１３、及び第４ギヤ１４に噛合して回転連結している。第５ギヤ１５と第６ギヤ１６とは、第２ドグクラッチ３２を介して隣り合っており、第５ギヤ１５の径は、第６ギヤ１６の径より大きい。第７ギヤ１７と第８ギヤ１８とは、第３ドグクラッチ３３を介して隣り合っており、第７ギヤ１７の径は、第８ギヤ１８の径より大きい。
【００３３】
第２ドグクラッチ３２は、第５ギヤ１５と第６ギヤ１６との間に位置し、それらのいずれかと接続する。第２ドグクラッチ３２が第５ギヤ１５と接続することで、第５ギヤ１５が第１出力軸４２と一体回転し、第２ドグクラッチ３２が第６ギヤ１６と接続することで、第６ギヤ１６が第１出力軸４２と一体回転し、第２ドグクラッチ３２が第５ギヤ１５及び第６ギヤ１６のいずれとも接続しないニュートラル状態にあるときは、第５ギヤ１５及び第６ギヤ１６のいずれもが第１出力軸４２に対して遊転する。
【００３４】
第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７と接続することで、第７ギヤ１７が第１出力軸４２と一体回転し、第３ドグクラッチ３３が第８ギヤ１８と接続することで、第８ギヤ１８が第１出力軸４２と一体回転し、第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７及び第８ギヤ１８のいずれとも接続しないニュートラル状態にあるときは、第７ギヤ１７及び第８ギヤ１８のいずれもが第１出力軸４２に対して遊転する。
【００３５】
第９ギヤ１９は、第１出力軸４２に相対回転不能に固定されて第１出力軸４２と一体回転する固定ギヤであり、デファレンシャルギヤ２３に噛合して回転連結している。
【００３６】
第１０ギヤ２０及び第１１ギヤ２１は、第２出力軸４３に対して相対回転（遊転）可能な遊転ギヤであり、それぞれ第２ギヤ１２及び第５ギヤ１５に噛合して回転連結している。第１０ギヤ２０と第１１ギヤ２１とは第４ドグクラッチ３４を介して隣り合っている。
【００３７】
第４ドグクラッチ３４は、第１０ギヤ２０と第１１ギヤ２１との間に位置し、それらのいずれかと接続する。第４ドグクラッチ３４が第１０ギヤ２０と接続することで、第１０ギヤ２０が第２出力軸４３と一体回転し、第４ドグクラッチ３４が第１１ギヤ２１と接続することで、第１１ギヤ２１が第２出力軸４３と一体回転し、第４ドグクラッチ３４が第１０ギヤ２０及び第１１ギヤ２１のいずれとも接続しないニュートラル状態にあるときは、第１０ギヤ２０及び第１１ギヤ２１のいずれもが第２出力軸４３に対して遊転する。
【００３８】
第１２ギヤ２２は、第２出力軸４３に相対回転不能に固定されて第２出力軸４３と一体回転する固定ギヤであり、図示はされていないがデファレンシャルギヤ２３に噛合して回転連結している。
【００３９】
モータジェネレータ６のモータ出力軸４５にはモータギヤ２４が固定されており、モータギヤ２４は、減速ギヤ２５に噛合して回転連結している。減速ギヤ２５は、第４ギヤ１４に噛合して回転連結している。
【００４０】
以上のように構成されたギヤトレインにおいて、各ドグクラッチ３１〜３４の断接は、制御部１（図１参照）が各ドグクラッチの対応するアクチュエータを駆動することで制御される。具体的には、トランスミッション５０が１速段を構成する場合は、第２ドグクラッチ３２が第５ギヤ１５に接続され、第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７に接続され、他のドグクラッチはニュートラル状態とされる。これにより、エンジン２からの回転トルクは、クラッチ３を介して駆動軸４４と連結される入力軸４１、入力軸４１と一体回転する第１ギヤ１１、第１ギヤ１１と回転連結する第５ギヤ１５、第２ドグクラッチ３２が接続されることで第５ギヤ１５と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。また、モータジェネレータ６の回転トルクは、減速ギヤ２５を介してモータギヤ２４と回転連結する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４と一体回転する第３ギヤ１３、第３ギヤ１３に回転連結した第７ギヤ１７、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第７ギヤ１７と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。
【００４１】
トランスミッション５０が２速段を構成する場合は、第１ドグクラッチ３１が第３ギヤ１３及び第４ギヤ１４に接続され、第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７に接続され、他のドグクラッチはニュートラル状態とされる。これにより、エンジン２からの回転トルクはクラッチ３を介して駆動軸４４と連結される入力軸４１、第１ドグクラッチ３１が接続されることで入力軸４１と一体回転する第３ギヤ１３、第３ギヤ１３と回転連結する第７ギヤ１７、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第７ギヤ１７と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。また、モータジェネレータ６の回転トルクは、減速ギヤ２５を介してモータギヤ２４と回転連結する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４と一体回転する第３ギヤ１３、第３ギヤ１３に回転連結した第７ギヤ１７、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第７ギヤ１７と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。
【００４２】
トランスミッション５０が３速段を構成する場合は、第４ドグクラッチ３４が第１１ギヤ２１に接続され、第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７又は第８ギヤ１８のいずれかに接続される。以下では、３速段において、第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７に接続される場合を３−１速段といい、第３ドグクラッチ３３が第８ギヤ１８に接続される場合を３−２速段という。これにより、エンジン２からの回転トルクはクラッチ３を介して駆動軸４４と連結される入力軸４１、入力軸４１と一体回転する第２ギヤ１２、第２ギヤ１２と回転連結する第１１ギヤ２１、第４ドグクラッチ３４が接続されることで第１１ギヤ２１と一体回転する第２出力軸４３をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。また、モータジェネレータ６の回転トルクは、３−１速段の場合は、減速ギヤ２５を介してモータギヤ２４と回転連結する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４と一体回転する第３ギヤ１３、第３ギヤ１３に回転連結した第７ギヤ１７、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第７ギヤ１７と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。３−２速段の場合は、モータジェネレータ６の回転トルクは、減速ギヤ２５を介してモータギヤ２４と回転連結する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４に回転連結した第８ギヤ１８、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第８ギヤ１８と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。
【００４３】
トランスミッション５０が４速段を構成する場合は、第１ドグクラッチ３１が第３ギヤ１３及び第４ギヤ１４に接続され、第３ドグクラッチ３３が第８ギヤ１８に接続され、他のドグクラッチはニュートラル状態とされる。これにより、エンジン２からの回転トルクはクラッチ３を介して駆動軸４４と連結される入力軸４１、第１ドグクラッチ３１が接続されることで入力軸４１と一体回転する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４と回転連結する第８ギヤ１８、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第８ギヤ１８と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。また、モータジェネレータ６の回転トルクは、減速ギヤ２５を介してモータギヤ２４と回転連結する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４に回転連結した第８ギヤ１８、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第８ギヤ１８と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。
【００４４】
トランスミッション５０が５速段を構成する場合は、第２ドグクラッチ３２が第６ギヤ１６に接続され、第３ドグクラッチ３３が第８ギヤ１８に接続され、他のドグクラッチはニュートラル状態とされる。これにより、エンジン２からの回転トルクはクラッチ３を介して駆動軸４４と連結される入力軸４１、入力軸４１と一体回転する第２ギヤ１２、第２ギヤ１２と回転連結する第６ギヤ１６、第２ドグクラッチ３２が接続されることで第６ギヤ１６と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。また、モータジェネレータ６の回転トルクは、減速ギヤ２５を介してモータギヤ２４と回転連結する第４ギヤ１４、第４ギヤ１４に回転連結する第８ギヤ１８、第３ドグクラッチ３３が接続されることで第８ギヤ１８と一体回転する第１出力軸４２をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。
【００４５】
トランスミッション５０がリバース段を構成する場合は、第４ドグクラッチ３４が第１０ギヤ２０に接続され、他のドグクラッチはニュートラル状態とされる。これにより、エンジン２からの回転トルクはクラッチ３を介して駆動軸４４と連結される入力軸４１、入力軸４１と一体回転する第１ギヤ１１、第１ギヤ１１と回転連結する第５ギヤ１５、第５ギヤ１５と回転連結する第１０ギヤ２０、第４ドグクラッチ３４が接続されることで第１０ギヤ２０と一体回転する第２出力軸４３をこの順に伝達して、デファレンシャルギヤ２３に出力される。このとき、デファレンシャルギヤ２３の回転方向は、上述の１速段〜５速段とは逆方向の回転となる。
【００４６】
次に、本実施の形態の自動変速制御について説明する。本実施の形態の車両用駆動装置１００の制御部１は、アクセルがオフとされて、加速要求がない場合、即ちエンジン２が回転トルクを発生しない場合に、クラッチ３を切断してモータジェネレータ６で回生を行っている際にギヤを切り替えることによるトルク抜けを防止するように、各ドグクラッチのアクチュエータを制御する。
【００４７】
まず、コーストダウン変速におけるトルク抜けを防止する制御について説明する。図３は、従来の制御によってコーストダウン変速を行った場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャートである。図３を参照して、コーストダウン変速におけるトルク抜けを説明する。図３の例は、アクセルがオフにされることで車速が減速しているときに行われるコーストダウン変速を示している。コースト時には、ドライバがアクセルをオフにしているので、図３に示すように、エンジン回転数及びアイドル回転数は一定値となる。
【００４８】
コースト時には、バッテリ９の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を回復させるために、クラッチ３を切断して、図３に示すように、要求エンジントルク（エンジンブレーキ）相当の回転トルクをモータジェネレータ６に負トルクとして出力する。これにより、回生制動が行われる。即ち、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからデファレンシャル１０を介して第１出力軸４２及び第２出力軸４３に伝達された回転トルクをモータジェネレータ６で受けることで、モータジェネレータ６が発電を行い、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌの回転は減速される。
【００４９】
４速段から３速段へのコーストダウン変速及び３速段から２速段へのコーストダウン変速の過程では、３−２速段から３−１速段への変速が行われる。即ち、第３ドグクラッチ３３は、第８ギヤ１８に接続されている状態から、ニュートラル状態を経て第７ギヤ１７に接続される。
【００５０】
３−２速段から３−１速段への切り替えのために、制御部１は、時刻ｔ３１において、３−２速段を構成するために第８ギヤ１８に接続されている第３ドグクラッチ３３に対して、アクチュエータを駆動することで、第８ギヤ１８との接続を解除するためのシフトを開始する。すると、３−１速段への切り替え、即ち第３ドグクラッチ３３と第７ギヤ１７との接続が完了する時刻ｔ３２までの間は、図３に示すように、モータジェネレータ６に与えられる負の回転トルクがゼロになり、よって、この間は制動がされないことになる。このような負トルクのトルク抜けによって、ドライバにはコースト時にもかかわらず加速感を与えることになる。
【００５１】
図４は、本実施の形態の制御によってコーストダウン変速を行った場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャートである。本実施の形態では、コーストダウン変速の際に、切断していたクラッチ３を接続して、エンジン２がエンジンフリクションにより負トルクを出力する。これにより、コーストダウン変速における３−２速段から３−１速段への切り替えの際に、回生は行われないが、制動はされることとなる。即ち、コーストダウン変速においてギヤを切り替えるために、一時的にモータジェネレータ６が駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けることができない場合には、クラッチ３を接続することで、エンジン２において駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けるようにする。
【００５２】
具体的には、図４に示すように、アクセルがオフにされることでモータジェネレータ６の回転数が減少し、変速線に達した（自動制御による変速要求がされた）時刻ｔ４１に、３−２速段から３−１速段への変速のために第３ドグクラッチ３３のアクチュエータを駆動するのに先立って、クラッチトルクを徐々に増加させてクラッチ３を徐々に接続していき、エンジン２に出力する駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを増加させていく。これに伴って、モータジェネレータ６が受ける駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルク（負トルク）は減少していく。そして、クラッチトルクが最大になって、クラッチ３が完全に接続され、それによってエンジン２に出力される回転トルクが最大になり、モータジェネレータ６が受ける駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルク（負トルク）がゼロになった時刻ｔ４２に、制御部１は、第３ドグクラッチ３３のアクチュエータを駆動する。
【００５３】
制御部１は、３−２速段から３−１速段への切り替えが完了した時刻ｔ４３に、再びモータジェネレータ６による回生制動を行うために、クラッチトルクを徐々に減少させて、クラッチ３を徐々に切断していき、エンジン２に出力する駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを減少させていく。これに伴って、モータジェネレータ６が受ける駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクが増加していく。そして、クラッチ３が完全に切断されると、時刻ｔ４４にて、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクはモータジェネレータ６のみで受けることとなり、回生制動が再開される。
【００５４】
即ち、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクは、時刻ｔ４１〜ｔ４２の間に、モータジェネレータ６からエンジン２に徐々にかけ替えられ、時刻ｔ４２〜ｔ４３の間は、完全にエンジン２にかけられ、時刻ｔ４３〜ｔ４４の間に、再びエンジン２からモータジェネレータ６にかけ替えられる。なお、少なくとも第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７又は第８ギヤ１８のいずれか一方に完全に係合している時刻ｔ４１以前及び時刻ｔ４４以降は、本発明の第１の状態に相当し、少なくとも駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクのモータジェネレータ６への伝達がゼロになる時刻ｔ４２〜ｔ４３の間は、本発明の第２の状態に相当する。
【００５５】
次に、アクセルオフアップ変速におけるトルク抜けを防止する制御について説明する。図５は、従来の制御によってアクセルオフアップ変速を行った場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャートである。図５を参照して、アクセルオフアップ変速におけるトルク抜けを説明する。図５の例は、アクセルをオフにしているにもかかわらず車速が増加しているとき（例えば、アクセルをオフにして長い下り坂を下っているとき）に行われるアクセルオフアップ変速を示している。このとき、ドライバがアクセルをオフにしているので、図５に示すように、エンジン回転数及びアイドル回転数は一定値となる。
【００５６】
この場合にも、バッテリ９の充電状態を回復させるために、クラッチ３を切断して、図５に示すように、要求エンジントルク（エンジンブレーキ）相当の回転トルクをモータジェネレータ６に負トルクとして出力する。これにより、回生制動が行われる。即ち、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからデファレンシャル１０を介して第１出力軸４２及び第２出力軸４３に伝達された回転トルクをモータジェネレータ６で受けることで、モータジェネレータ６が発電を行う。
【００５７】
このように、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクはモータジェネレータ６に出力され、それによって駆動輪Ｗｒ、Ｗｌには制動力が付与されるが、長い下り坂などでは、図５に示すように、そのような制動力にもかかわらず、慣性や重力によって駆動輪Ｗｒ、Ｗｌの回転速度が増加し、それに伴ってモータジェネレータ６の回転数が上昇することがある。モータジェネレータ６の回転数が上限値まで上昇して、それによってモータジェネレータ６のトルクが上昇すると（時刻ｔ５１〜）、それ以上にモータジェネレータ６で駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けることができなくなる（時刻ｔ５２）。よって、そのような場合には、３−１速段から３−２速段にアップ変速（アクセルオフアップ変速）を行ってモータジェネレータ６の回転数を減少させる必要が生じる。図５に示すように、アクセルオフアップ変速によって、モータジェネレータ６の回転数を抑えることができる。
【００５８】
３−１速段から３−２速段への切り替えのために、制御部１は、時刻ｔ５２において、３−２速段を構成するために第７ギヤ１７に接続されている第３ドグクラッチ３３に対して、アクチュエータを駆動することで、第７ギヤ１７との接続を解除するためのシフトを開始する。すると、３−２速段への切り替え、即ち第３ドグクラッチ３３と第８ギヤ１８との接続が完了する時刻ｔ５３までの間は、図５に示すように、モータジェネレータ６に与えられる負の回転トルクがゼロになり、よって、この間は制動がされないことになる。第３ドグクラッチ３３が第８ギヤ１８に完全に接続されると、モータジェネレータ６が完全に駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けることができるようになる（時刻ｔ５４）。このような負トルクのトルク抜けによって、ドライバにはアクセルをオフにしているにもかかわらず加速感を与えることになる。
【００５９】
図６は、本実施の形態の制御によってアクセルオフアップ変速を行った場合の回転数、シフトストローク、及びトルクのタイムチャートである。本実施の形態では、アクセルオフアップ変速の際に、切断していたクラッチ３を接続して、負トルクをエンジン２に出力する。これにより、アクセルオフアップ変速における３−１速段から３−２速段への切り替えの際に、モータジェネレータ６による回生制動は行われないが、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを十分に吸収して駆動輪Ｗｒ、Ｗｌに制動力を付与し、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌの回転の加速を抑制することができる。即ち、アクセルオフアップ変速においてギヤを切り替えるために、一時的にモータジェネレータ６が駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けることができない場合には、クラッチ３を接続することで、エンジン２において駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けるようにする。
【００６０】
具体的には、図６に示すように、アクセルがオフにされて、エンジン回転数及びアイドル回転数がゼロであるにもかかわらず、モータジェネレータ６の回転数が増加している場合には、モータジェネレータ６の回転数が増加し、変速線に達した（自動制御による変速要求がされた）時刻ｔ６１に、３−１速段から３−２速段への変速のために第３ドグクラッチ３３のアクチュエータを駆動するのに先立って、クラッチトルクを徐々に増加させてクラッチ３を徐々に接続していき、エンジン２に出力する駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを増加させていく。これに伴って、モータジェネレータ６が受ける回転トルクは減少していく。そして、クラッチトルクが最大になって、クラッチ３が完全に接続され、それによってエンジン２に出力される回転トルクが最大になり、モータジェネレータ６が受ける回転トルクがゼロになった時刻ｔ６２に、制御部１は、第３ドグクラッチ３３のアクチュエータを駆動する。
【００６１】
そして、制御部１は、３−１速段から３−２速段への切り替えが完了した時刻ｔ６３に、再びモータジェネレータ６による回生制動を行うために、クラッチトルクを徐々に減少させて、クラッチ３を徐々に切断していき、エンジン２に出力する駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを減少させていく。これに伴って、モータジェネレータ６が受ける回転トルクが増加していく。そして、クラッチ３が完全に切断されると、時刻ｔ６４にて、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクはモータジェネレータ６のみで受けることとなり、回生制動が再開される。
【００６２】
即ち、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクは、時刻ｔ６１〜ｔ６２の間に、モータジェネレータ６からエンジン２に徐々にかけ替えられ、時刻ｔ６２〜ｔ６３の間は、完全にエンジン２にかけられ、時刻ｔ６３〜ｔ６４の間に、再びエンジン２からモータジェネレータ６にかけ替えられる。なお、少なくとも第３ドグクラッチ３３が第７ギヤ１７又は第８ギヤ１８のいずれか一方に完全に係合している時刻ｔ６１以前及び時刻ｔ６４以降は、本発明の第１の状態に相当し、少なくとも駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクのモータジェネレータ６への伝達がゼロになる時刻ｔ６２〜ｔ６３の間は、本発明の第２の状態に相当する。
【００６３】
以上のように、本発明の実施の形態の車両用駆動装置１００によれば、コースト変速時に、切断していたクラッチ３を接続することで、エンジン２がエンジンフリクションにより負トルクを出力する。また、車両用駆動装置１００では、一時的にモータジェネレータ６が駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けることができない場合に、クラッチ３を接続することにより、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを受けるようにする。また、車両用駆動装置１００では、クラッチトルクを徐々に増加させてクラッチ３を徐々に接続させ、エンジン２に出力する駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクを増加させていく。
【００６４】
このような本発明の実施の形態の車両用駆動装置１００によれば、コーストダウン変速及びアクセルオフアップ変速の際に、切断していたクラッチ３を接続して、負トルクをエンジン２に出力するので、エンジンブレーキによって制動を行ってトルク抜けを防止できる。
【００６５】
なお、動力源は、エンジンに限らず、モータ又はモータジェネレータであってもよい。また、上記の実施の形態では、モータジェネレータが１つだけであったが、車両用駆動装置１００が複数のモータジェネレータを有していてもよい。
【００６６】
また、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからの回転トルクのモータジェネレータ６とエンジン２へとの間での架け替えのタイミングは、上記の図４及び図６の例に限られず、駆動輪Ｗｒ、Ｗｌからモータジェネレータ６に伝達される回転トルクがゼロであるときに、それまでにモータジェネレータ６が受けていた回転トルクの少なくとも一部の回転トルクがエンジン２にかけ替えられていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、モータジェネレータによる回生制動が有効にできない状況でも、出力軸の回転トルクを動力源が受けるので、トルク抜けを軽減ないし防止でき、ドライバビリティの低下を抑制できるという効果を有し、モータジェネレータで回生制動を行う車両用駆動装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１００…車両用駆動装置
１…制御部、２…エンジン、３…クラッチ、４…第１自動変速機構、５…接続機構、６…モータジェネレータ、７…第２自動変速機構、８…インバータ、９…バッテリ、１０…デファレンシャル
１１…第１ギヤ、１２…第２ギヤ、１３…第３ギヤ、１４…第４ギヤ、１５…第５ギヤ、１６…第６ギヤ、１７…第７ギヤ、１８…第８ギヤ、１９…第９ギヤ、２０…第１０ギヤ、２１…第１１ギヤ、２２…第１２ギヤ、２３…デファレンシャルギヤ、２４…モータギヤ、２５…減速ギヤ
３１…第１ドグクラッチ、３２…第２ドグクラッチ、３３…第３ドグクラッチ、３４…第４ドグクラッチ
４１…入力軸、４２…第１出力軸、４３…第２出力軸、４４…駆動軸、４５…モータ出力軸
５０…トランスミッション
【図１】
2015140163.tif 000003
【図２】
2015140163.tif 000004
【図３】
2015140163.tif 000005
【図４】
2015140163.tif 000006
【図５】
2015140163.tif 000007
【図６】
2015140163.tif 000008