(57)【要約】【課題】  エネルギ消費を抑制しつつ変速品質の高い変速が可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】  出力軸６・入力軸１１、１２間にドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｃにより選択して動力伝達可能な歯車組２０Ａ〜２０Ｆを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１によりエンジン１に接続可能であり、第２入力軸１２はモータジェネレータ３に接続され且つ第１入力軸１１に第２クラッチＣ２により接続可能な変速機を備え、制御手段１４は、運転者の駆動力要求が閾値以上あり、車速が閾値以下かつモータジェネレータ３がトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行へ移行する際は、モータジェネレータ３のトルクアシスト状態とし、エンジン１始動後、第１クラッチＣ１を締結して第１入力軸１１を第２入力軸１２と締結可能な回転数まで上昇させて第２クラッチＣ２を締結するようにした。【選択図】    図４
2005163807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つ第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、
エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、運転者の駆動力要求が予め設定した閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータがトルクアシスト可能な運転点であるとき、
モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、
前記モータジェネレータのトルクアシスト状態において、第１クラッチを締結して第１入力軸の回転数を第２入力軸と締結可能な回転数まで上昇させて前記第２クラッチを締結するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、運転者の駆動力要求が閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータがトルクアシスト可能な運転点であるとき、
モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、
前記モータジェネレータのトルクアシスト状態において、
前記第１クラッチの締結力を制御することで、第１入力軸の回転数を第２入力軸に第２クラッチを介して締結可能な回転数まで上昇させ、
前記第２のクラッチを締結し、
前記第２クラッチの締結後に、第１クラッチの締結力を徐々に増加させ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の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、運転者の駆動力要求が閾値以上であり且つ車速が閾値以下であり、しかも、前記バッテリの容量が下限値付近のとき、
噛合い式クラッチを締結し、前記第１クラッチを締結し、その後、前記第２のクラッチを締結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の駆動制御装置。
【請求項４】
出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つ第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、
エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記モータジェネレータがトルクアシスト可能な運転点であるとき、
モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、
前記モータジェネレータのトルクアシスト状態において、
前記モータジェネレータのトルク増加させて前記第２クラッチを介して前記第１入力軸の回転数をエンジン駆動走行時の歯車組を達成する噛合い式クラッチが締結可能な回転数まで上昇させ、
前記噛合い式クラッチ締結後に前記第１クラッチを締結することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記モータジェネレータのトルクアシストが限界付近のとき、
モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、
第１クラッチの締結力を制御することでエンジン駆動走行時の歯車組を達成する噛合い式クラッチが締結可能な回転数まで上昇させ、
前記噛合い式クラッチ締結後に前記第１のクラッチを締結することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記バッテリの容量が下限値付近のとき、
モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、
第１クラッチの締結力を制御することでエンジン駆動走行時の歯車組を達成する噛合い式クラッチが締結可能な回転数まで上昇させ、
前記噛合い式クラッチ締結後に前記第１のクラッチを締結することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項７】
出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つエンジンに第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、
エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記モータジェネレータのトルクアシストが限界付近のとき、
モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、
第１クラッチの締結力を制御して第１入力軸の回転数をエンジン駆動走行時の歯車組を達成する噛合い式クラッチが締結可能な回転数まで上昇させ、
前記噛合い式クラッチ締結後に前記第１のクラッチを締結することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータジェネレータとを組合せて搭載したハイブリッド車両の駆動装置に関し、特に、出力軸と少なくとも２つの入力軸との間に選択的に作動可能な多数の歯車組を有する変速機を備え、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つエンジン若しくは第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能なハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から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装置（以下、ＡＭＴ）をベースとして変速時のトルク中断によるショックを防止するため、夫々クラッチを介して２つの入力軸をエンジンに接続可能とし、一方の入力軸をモータジェネレータ（モータジェネレータ）で駆動可能として、モータジェネレータの動作点を比較的、自由に選択できるツインクラッチ式ＡＭＴ−ＨＥＶが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、変速前に次の変速段のドッグクラッチを締結するプリシフトにより、変速前にドッグクラッチを締結し、変速時の動作を２つのクラッチの掛け換え制御のみとすることで、変速時の駆動力抜けに起因する空走感（運転者に違和感を与える）の低減と、変速時間の短縮を実現するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−８９５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、モータジェネレータ駆動による走行を行う場合は、ツインクラッチＡＭＴを構成する２つの入力軸のうち、モータジェネレータが接続する入力軸上の歯車組にドッグクラッチを締結する。このとき、変速品質を上げるため、プリシフトにより他方の入力軸も連れ回し状態とすることができるが、回転慣性の増加やフリクション等による駆動力損失が発生するため、モータジェネレータの発生トルクが大きくなり、エネルギ消費が増大する。
【０００５】
このエネルギ消費の増大を抑制するために前記したプリシフトを禁止すると、モータジェネレータのエネルギ消費を最小に抑えることが可能であるが、モータジェネレータの駆動力が直接伝達していない入力軸の回転を停止させると、変速品質が低下するという問題が生ずる。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エネルギ消費を抑制しつつ変速品質の高い変速が可能なハイブリッド車両の駆動装置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】
本発明は、出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つ第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、運転者の駆動力要求が予め設定した閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータがトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータのトルクアシスト状態において、第１クラッチを締結して第１入力軸の回転数を第２入力軸と締結可能な回転数まで上昇させて前記第２クラッチを締結するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明では、出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つ第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、エンジン、変速機およびモータジェネレータの制御手段とを備え、前記制御手段は、運転者の駆動力要求が予め設定した閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータがトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータのトルクアシスト状態において、第１クラッチを締結して第１入力軸の回転数を第２入力軸と締結可能な回転数まで上昇させて前記第２クラッチを締結するようにした。
【０００９】
このため、モータジェネレータ駆動走行状態では、エンジンが停止され、第１クラッチと第２クラッチ、および、ドッグクラッチを解放したモータジェネレータのみによる、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができる高効率な駆動状態を得ることができる。
【００１０】
しかも、運転者の駆動力要求が予め設定した閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータがトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータのトルクアシスト状態において、第１クラッチを締結して第１入力軸の回転数を第２入力軸と締結可能な回転数まで上昇させて前記第２クラッチを締結するため、プリシフトがなくとも、スムーズなモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のハイブリッド車両の駆動装置を各実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第１実施形態を示すシステム構成図である。
【００１３】
図１において、第１実施形態のハイブリッド車両の駆動装置は、原動機であるエンジン１と、エンジン１により駆動される一対の入力軸１１、１２と出力軸（車両駆動軸）６とを備える変速装置（ＡＭＴ）２と、変速装置２の一方の入力軸１２に連結され、その入力軸１２を介して回生若しくは力行が可能なモータジェネレータ３と、インバータ４を介してモータジェネレータ３へ電力供給および充電受入などを行うバッテリ５とを備え、変速装置２の出力軸（車両駆動軸）６は、デファレンシャル装置７を介して駆動輪８に連結されている。
【００１４】
前記エンジン１には、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９（Ｓ/Ｇ）が装備され、スタータ・ジェネレータ９により始動される。エンジン１は、図示しない電子制御式スロットル弁をエンジンコントローラ１０により開閉制御することでアクセルペダルと独立してエンジントルクおよびエンジン回転数を制御することが可能である。
【００１５】
前記変速装置（ＡＭＴ）２は、平行に配置されてエンジン１により駆動される第１入力軸１１および第２入力軸１２と、これら第１入力軸１１および第２入力軸１２と平行に配置された出力軸６を備える。前記第１入力軸１１および第２入力軸１２は、それぞれの第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を介してエンジン１の出力軸Ｘｅに連結可能である。第１入力軸１１および第２入力軸１２には複数の入力歯車が回転可能に取付けられ、各々の入力歯車は出力軸６に固定された複数の出力歯車のいずれか一つと常時噛合う歯車組２０Ａ〜２０Ｇを構成し、第１または第２入力軸１１、１２とドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄを介して連結された際には、（図１は概略図であり、ギヤ比に対応するよう各歯車の外径が画かれていないが）夫々ギヤ比で設定する所定の変速段により車両を駆動可能である。例えば、前進６段後退１段の変速段を達成可能である。前記ドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄは、具体的構造が図示されていないが、夫々入力軸１１、１２と一体となって回転し且つ軸方向に摺動可能なカップリングスリーブにより構成される。
【００１６】
前記ドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄは、入力歯車に形成したカップリングと係合することで入力軸１１、１２と入力歯車との連結が達成されるよう構成され、入力歯車の間の入力軸１１、１２に配置される場合（２１Ｂ〜２１Ｄ）には、その両側の入力歯車のいずれかを選択して入力軸１１、１２に連結可能であり、入力歯車の側部に位置して配置される場合（２１Ａ）には、その入力歯車を入力軸１１、１２に連結可能である。複数のドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄは、ＡＴＭコントローラ１３により、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２と共に、いずれかが自動選択（自動変速）され、その締結動作および解除動作は自動的に実行される。
【００１７】
前記モータジェネレータ３は、変速装置２の第２入力軸１２に連結され、第２入力軸１２上のドッグクラッチ２１Ａ、２１Ｂを介して選択した入力歯車および出力歯車からなる歯車組２０Ａ〜２０Ｃを介して出力軸６を駆動する力行および出力軸６よりの駆動力により被駆動されて回生による発電が可能である。また、第２クラッチＣ２が締結された際には、エンジン１により被駆動されることによっても発電が可能である。力行時の電力はインバータ４を介してバッテリ５から供給され、発電時の電力はインバータ４を介してバッテリ５に充電される。
【００１８】
システムコントローラ１４は、基本的には、検出されたアクセル操作量および車速等に基づき運転者が要求する駆動力を求め、要求駆動力が実現されるように、エンジンコントローラ１０を介してエンジン１を制御し、また、ＡＴＭコントローラ１３を介して変速段を選択し且つモータジェネレータ３のトルクを制御する。具体的には、運転者の要求駆動力および車速などにより、モータジェネレータ３のみによる駆動走行からエンジン１による駆動走行へ移行する条件を予め設定している。一般的には、エンジン１を比較的燃料効率の高い中負荷で運転させる為に、低負荷ではモータジェネレータ３のみにより走行し、要求駆動力が大きくなるに連れて、モータジェネレータ３による走行からエンジン１による走行へ、更に要求駆動力が大きくなる場合には、エンジン１とモータジェネレータ３との両者による走行へと移行させる。
【００１９】
以上の構成になるハイブリッド車両の駆動装置の変速動作について以下に説明する。ここでは、例えば、ハイブリッド車両において、長時間、渋滞路での低車速、低負荷走行を強いられてバッテリ５の残存量が少なく、高効率なモータジェネレータ駆動による走行が要求される状態からエンジン駆動による走行へ移行する場合の作動を一例として、その動作を説明する。
【００２０】
図２（Ａ）〜（Ｃ）はハイブリッド車両の駆動装置のモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの動力伝達状態を示した説明図、図３は低車速でモータジェネレータ駆動による走行をしている状態からエンジン始動し、エンジン駆動走行状態の充電開始までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャートである。なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）では、第２入力軸１２と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ａのギヤ比は、第１入力軸１１と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ｅのギヤ比よりも大きい（低速段）ものとしており、第２入力軸１２と出力軸６との低変速段の歯車組２０Ａによる発進状態の制御、および、車両が増速されて第１入力軸１１と出力軸６との高速段の歯車組２０Ｅへのアップシフトする場合の制御について説明する。
【００２１】
図２（Ａ）は、ドッグクラッチ２１Ａのみを歯車組２０Ａに締結し、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２、および、ドッグクラッチ２１Ｃを解放したモータジェネレータ駆動による走行状態である（図３のｔ０〜ｔ１参照）。エンジン１は停止されている。この状態では、モータジェネレータ３がトルクを発生すれば、第２入力軸１２と車両駆動軸６が回転するだけであるため、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができ、高効率である。
【００２２】
車速が上昇し、エンジン１の駆動力で走行する状態への移行要求指令がシステムコントローラ１４から出力され、エンジンコントローラ１０はエンジン１を始動させる（図３の時点ｔ１参照）。車速が上昇しているため、低速段である第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａによる駆動力伝達から高速段である第１入力軸１１と出力軸６との間の歯車組２０Ｅによる駆動力伝達へ切換える変速動作が開始される。変速動作は選択する変速段を歯車組２０Ａから歯車組２０Ｅへ変更する動作であり、ドッグクラッチ２１Ｃを歯車組２０Ｅへ締結させる必要がある。
【００２３】
ところで、第１入力軸１１を回転数がゼロの停止状態としている場合には、ドッグクラッチ２１Ｃを車速に連動して回転している歯車組２０Ｅに締結することはできない。そこで、第１入力軸１１を歯車組２０Ｅに見合った回転数まで上昇させることが必要となる。第１入力軸１１の回転数上昇の方法として、ドッグクラッチ２１Ｃを締結して、出力軸６よりの回転エネルギを供給する方法が考えられるが、ドッグクラッチ２１Ｃ締結時にショックを伴う場合もあり、運転者に違和感を与える虞があり、実用的ではない。
【００２４】
本実施形態においては、ショックの発生原因が歯車組２０Ｅと第１入力軸１１の回転数差であるため、第１入力軸１１の回転数を上昇させるようにする。即ち、図２（Ｂ）に示すように、第１クラッチＣ１の締結力を一時的に上昇させ、同時にエンジントルクも一時的に上昇させる（図３の時点ｔ２〜ｔ３参照）。エンジン１のトルク上昇は第１クラッチＣ１の締結力上昇により第１入力軸１１へ伝達して第１入力軸１１の回転数を上昇させる。
【００２５】
第１入力軸１１の回転数が出力軸６と共に回転している歯車組２０Ｅの入力側歯車の回転数と略一致する時点ｔ３において、図２（Ｃ）に示すように、ドッグクラッチ２１Ｃを締結させることができ、エンジントルクおよび第１クラッチＣ１の締結力の一時的上昇を停止させ（図３の時点ｔ３）、エンジン１の回転数を歯車組２０Ｅ相当の回転数となるように制御する（ｔ４〜ｔ５）。第１入力軸１１の回転数上昇制御により、第１入力軸１１の回転数と歯車組２０Ｅの回転数がほぼ一致しているため、ドッグクラッチ２１Ｃ締結時のショックは発生しない。
【００２６】
ドッグクラッチ２１Ｃ締結後、第１クラッチＣ１の締結を開始し（ｔ５〜ｔ６）、エンジン１の上昇させると共に第１クラッチＣ１の締結力を上昇させ（ｔ５）、エンジン駆動力を歯車組２０Ｅを介して出力軸６に伝達してエンジン駆動走行へ移行する。エンジン１による駆動力の増加に応じて、ここまでの駆動力を発生していたモータジェネレータ３のトルクを徐々に低下させる（ｔ５〜ｔ６）。そして、エンジン駆動走行へ移行後、モータジェネレータ３のトルクをゼロとしたときに、ドッグクラッチ２１Ａを解放する（ｔ７）。これにより、高効率なモータジェネレータ駆動走行からスムーズなエンジン駆動走行への移行が完了する。
【００２７】
続いて、バッテリ５の残存量が少ないため、充電の必要があり、このため、走行中充電を行うための制御を行う。モータジェネレータ３の回転数はエンジン１の回転数よりも高い状態であるので、先ず、モータジェネレータ３に発電トルクを付与し（ｔ８）、モータジェネレータ３のイナーシャを発電吸収させて、その回転数をエンジン１に一致させる（ｔ８〜ｔ９）。次いで、第２クラッチＣ２を締結して（ｔ９〜ｔ１０）エンジン１とモータジェネレータ３を接続する。このように、モータジェネレータ３の回転数はエンジン１の回転数と一致させてから第２クラッチＣ２を締結させることにより、ショックは発生しない。第２クラッチＣ２の締結（ｔ１０〜）後、エンジン１のトルクを発電負荷に対応して上昇させて、走行中充電を行う（ｔ１１〜）。
【００２８】
走行中での充電時におけるモータジェネレータ３の状態は複数存在する。上記の状態以外にも、例えば、エンジン１の駆動力の一部を出力軸６側から歯車組２０Ａを介して充電する方式がある。この方式では、モータジェネレータ３の回転数をエンジン１よりも高くできるため、モータジェネレータ３の充電時の運転点が高効率な場合がある。しかし、エンジン１の動力の伝達経路に２個の歯車組２０Ｅおよび２０Ａを介在させるため、伝達損失が発生する。一般的にモータジェネレータ３の高効率領域は広いため、高効率な充電を行う方式としては、上記のように、第２クラッチＣ２を締結して充電を行う方式が適していると考える。
【００２９】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３０】
（ア）出力軸６と少なくとも２つの入力軸１１、１２との間において噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｄにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組２０Ａ〜２０Ｇを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能であり、第２入力軸１２はモータジェネレータ３に接続され且つエンジン１に第２クラッチＣ２を介して接続可能であり、各歯車組２０Ａ〜２０Ｇは噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｄを介して動力伝達可能となる変速機２と、エンジン１およびモータジェネレータ３を制御すると共に第１，２クラッチＣ１、Ｃ２の締結力および噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｄを制御する制御手段１０、１３、１４とを備え、前記制御手段は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記モータジェネレータ３のトルクアシストが限界付近のとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、第１クラッチＣ１の締結力を制御して第１入力軸１１の回転数をエンジン駆動走行時の歯車組２０Ｅを達成する噛合い式クラッチ２１Ｃが締結可能な回転数まで上昇させ、前記噛合い式クラッチ２１Ｃ締結後に前記第１クラッチＣ１を締結するようにした。
【００３１】
このため、モータジェネレータ駆動走行状態では、エンジン１が停止され、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２、および、ドッグクラッチ２１Ｃを解放したモータジェネレータ３のみによる、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができる高効率な駆動状態を得ることができる。
【００３２】
しかも、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記モータジェネレータ３のトルクアシストが限界付近のとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、第１クラッチＣ１の締結力を制御して第１入力軸１１の回転数をエンジン駆動走行時の歯車組２０Ｅを達成する噛合い式クラッチ２１Ｃが締結可能な回転数まで上昇させ、前記噛合い式クラッチ２１Ｃ締結後に前記第１クラッチＣ１を締結するため、プリシフトがなくとも、スムーズなモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行が可能となった。
【００３３】
（第２実施形態）
図４〜図７は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第２実施形態を示し、図４はハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成図、図５はハイブリッド車両の駆動装置のモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行へ移行する場合の動力伝達状態を示す説明図、図６は図５におけるモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態の充電開始までの各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャート、図７はモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行状態への移行時における急速加速時の各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャートである。本実施形態においては、第２入力軸が第１入力軸に第２クラッチを介して接続される構成が第１実施形態と相違する。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３４】
図４において、第２実施形態のハイブリッド車両の駆動装置は、エンジン１により駆動される変速装置２Ａ（ＡＭＴ）の構成が、第１実施形態に対して相違し、その他の構成は第１実施形態と同様に構成される。
【００３５】
本実施形態の変速装置２Ａは、出力軸（車両駆動軸）６と第１および第２入力軸１１、１２との間に選択的に作動可能な多数の歯車組２０Ａ〜２０Ｆを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能である構成で第１実施形態の変速機と共通し、モータジェネレータ３に接続される第２入力軸１２が第１入力軸１１に第２クラッチＣ２を介して接続可能となっている構成で第１実施形態の変速装置２と相違している。図示例では、第１および第２入力軸１１、１２は同軸に配置され、両入力軸１１、１２間に第２クラッチＣ２を備える「ハイブリッドＡＭＴ」を構成している。
【００３６】
以上の構成になるハイブリッド車両の駆動装置の動作について、図６に示す説明図および図７に示す各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャートに基づいて、以下に説明する。ここで、図６（Ａ）〜（Ｂ）では、第２入力軸１２と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ａのギヤ比は、第１入力軸１１と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ｅのギヤ比よりも大きい（低速段）ものとしており、第２入力軸１２と出力軸６との低変速段の歯車組２０Ａをモータジェネレータ３による駆動状態からエンジン１による駆動状態への制御について説明する。
【００３７】
図５（Ａ）は、ドッグクラッチ２１Ａのみを歯車組２０Ａに締結し、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２、および、ドッグクラッチ２１Ｃを解放したモータジェネレータ駆動による走行状態である（図６のｔ０〜ｔ１参照）。エンジン１は停止されている。この状態では、モータジェネレータ３がトルクを発生すれば、第２入力軸１２と車両駆動軸６が回転するだけであるため、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができ、高効率である。
【００３８】
車速が上昇し、エンジン１の駆動力で走行する状態への移行要求指令がシステムコントローラ１４から出力され、エンジンコントローラ１０はエンジン１を始動させる（図６の時点ｔ１参照）。エンジン１の駆動力を車両駆動軸６に伝達させるためには、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を締結させる必要がある。
【００３９】
ところで、第１入力軸１１を回転数がゼロの停止状態としている場合には、第２クラッチＣ２を強制的に締結すると、第１入力軸１１の慣性に起因するショックが発生して、運転者に違和感を与える虞があり、実用的ではない。
【００４０】
本実施形態においては、ショックの発生原因が第１入力軸１１と第２入力軸１２の回転数差であるため、第１入力軸１１の回転数を上昇させるようにする。即ち、図５（Ｂ）に示すように、第１クラッチＣ１の締結力を上昇させ、同時にエンジントルクも上昇させる（図６の時点ｔ２〜ｔ３参照）。エンジン１のトルク上昇は第１クラッチＣ１の締結力上昇により第１入力軸１１へ伝達して第１入力軸１１の回転数を上昇させる。
【００４１】
第１クラッチＣ１の完全締結後、エンジン１のトルクを上げて（図６の時点ｔ３−ｔ４）、エンジン１と第１入力軸１１の回転数を第２入力軸１２の回転数以上、もしくは、同程度に上げる。ここまでは図５（Ｂ）の状態で走行している。
【００４２】
次いで、第２クラッチＣ２の締結制御を行いつつモータジェネレータ３の駆動トルクを低下させる。第１入力軸１１（エンジン回転数）と第２入力軸１２との回転数差が小さい状態で第２クラッチＣ２の締結を行うため、運転者に違和感を与えるようなショックは発生しない（図６の時点ｔ４−ｔ５参照）。また、第２クラッチＣ２の締結力の増加に応じて、ここまで車両を駆動していたモータジェネレータ３のトルクを低下させることにより、スムーズなエンジン駆動走行への移行が完了する。以上の制御により、運転者に違和感のないモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行が可能である。
【００４３】
続いて、バッテリ５の残存量が少ない場合には充電の必要があり、このため、走行中充電を行うための制御を行う。モータジェネレータ３の発電トルクに応じてエンジン１のトルクを増加する（図６の時点ｔ６〜参照）ことにより、容易に走行中充電が可能である。
【００４４】
次に、図７に基づいて、モータジェネレータ駆動走行から車両を急速加速させるエンジン駆動走行状態への移行制御（ローンチコントロール、Ｌａｕｎｃｈ  ｃｏｎｔｒｏｌ）について説明する。これは、トルク増幅機能を持たない変速機に特有の発進・加速方式であり、エンジンを空吹かししてその回転数を上昇させてエンジンのストールを防止しながら、発進クラッチを滑り制御して、エンジンの回転数上昇による増加した駆動トルクのみを伝達させる発進・加速方式である。なお、２組のクラッチを並列に配置する第１実施形態のツインクラッチＡＭＴ−ＨＥＶも同様な発進・加速方式が可能であり、その場合には、第１または第２クラッチをすべり制御させる既存の変速機と同様である。それに対し、２組のクラッチを直列に配置する第２実施形態のハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶでは、各々のクラッチの制御方式が若干異なる。
【００４５】
図７において、急加速要求が発せられる時点ｔ１までは、モータジェネレータ駆動走行、即ち、図５（Ａ）の状態で走行している。運転者のアクセルペダルの踏込み等による急加速要求があると、システムコントローラ１４はエンジンコントローラ１０を介してエンジン１を始動させると同時に最大トルク発生回転数へ向けてエンジントルクを上昇させる（時点ｔ１）。
【００４６】
エンジン１の始動後、第１クラッチＣ１の締結力を徐々に上げ、エンジン１のトルクで第１入力軸１１の回転数を上昇させる（時点ｔ２〜、図５（Ｂ）参照）。
【００４７】
エンジン１の回転数が最大トルク発生回転数程度に上昇し、かつ、第１入力軸１１の回転数が第２入力軸１２の回転数以上となったとき（時点ｔ３）、第２クラッチＣ２の締結を開始する。第１入力軸１１の回転数が第２入力軸１２の回転数以上の状態であるから、第２クラッチＣ２の締結開始時には車両駆動力の低下は生じない。第２クラッチＣ２の締結力の増加に連れて、第１クラッチＣ１を経由して第１入力軸１１に伝達されたエンジントルクが第２クラッチＣ２、第２入力軸１２、ドッグクラッチ２１Ａ、歯車組２０Ａを経由して車両駆動軸に伝達され、車両は加速される（時点ｔ３〜ｔ４）。その伝達トルクは、第１クラッチＣ１の締結力により制御することができる。即ち、ハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶでは、直列に配置した２組のクラッチＣ１およびＣ２でトルク伝達量やエンジン回転数の制御ができるため、制御自由度が高く、ツインクラッチＡＭＴ-ＨＥＶよりも効率的なローンチコントロールが可能である。
【００４８】
第１クラッチＣ１の締結力を徐々に上昇させると、第１、２入力軸１１、１２の回転数が上昇して（時点ｔ４〜ｔ５）車速が上昇する。車速の上昇により第２入力軸１２とエンジン１および第１入力軸１１の回転数が同程度となる時点ｔ５において、第１クラッチＣ１を完全締結させる。各要素の回転数差が小さいため、運転者に違和感を与えるようなショックや極端な駆動力の低下は発生しない。ここでは、図５（Ｃ）の状態で走行している。
【００４９】
ローンチコントロールでは，エンジン１のストールを防止しながら，クラッチ締結力相当のトルクを変速機に伝達できる。エンジン１は低回転領域でトルクが小さいため，発進時には，クラッチＣ１およびＣ２を直結して駆動力伝達をするよりも，ローンチコントロールによる駆動力伝達のほうが大きな駆動力となる。
【００５０】
さらに，トルクアシストが可能なモータジェネレータ３を有するハイブリッド車両では，ゼロ回転で最大トルクを発生するモータジェネレータ３のトルク特性も寄与し，エンジン１のみの従来の車両よりも大幅な発進加速性能を実現することができる。
【００５１】
本実施形態においては、以下に記載した効果を奏することができる。
【００５２】
（イ）出力軸６と少なくとも２つの入力軸１１、１２との間において噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組２０Ａ〜２０Ｆを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能であり、第２入力軸１２はモータジェネレータ３に接続され且つ第１入力軸１１に第２クラッチＣ２を介して接続可能であり、各歯車組２０Ａ〜２０Ｆは噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃを介して動力伝達可能となる変速機２Ａと、エンジン１、変速機２Ａおよびモータジェネレータ３の制御手段１０、１３、１４とを備え、前記制御手段は、運転者の駆動力要求が予め設定した閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータ３がトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータ３のトルクアシスト状態において、第１クラッチＣ１を締結して第１入力軸１１の回転数を第２入力軸１２と締結可能な回転数まで上昇させて前記第２クラッチＣ２を締結するようにした。
【００５３】
このため、モータジェネレータ駆動走行状態では、エンジン１が停止され、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２、および、ドッグクラッチ２１Ｃを解放したモータジェネレータ３のみによる、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができる高効率な駆動状態を得ることができる。
【００５４】
しかも、運転者の駆動力要求が予め設定した閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータ３がトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータ３のトルクアシスト状態において、第１クラッチＣ１を締結して第１入力軸１１の回転数を第２入力軸１２と締結可能な回転数まで上昇させて前記第２クラッチＣ２を締結するため、プリシフトがなくとも、スムーズなモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行が可能となった。
【００５５】
（ウ）図７に示す例では、制御手段１０、１３、１４は、運転者の駆動力要求が閾値以上であり、車速が閾値以下かつ前記モータジェネレータ３がトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータ３のトルクアシスト状態において、前記第１クラッチＣ１の締結力を制御することで、第１入力軸１１の回転数を第２入力軸１２に第２クラッチＣ２を介して締結可能な回転数まで上昇させ、前記第２クラッチＣ２を締結し、前記第２クラッチＣ２の締結後に、第１クラッチＣ１の締結力を徐々に増加させるため、エンジン１のストールを防止しながら，クラッチ締結力相当のトルクを変速機に伝達でき、クラッチを直結して駆動力伝達をするよりもローンチコントロールによる駆動力伝達により大きな駆動力を得ることができる。しかも、トルクアシストが可能なモータジェネレータ３を有するハイブリッド車両では，ゼロ回転で最大トルクを発生するモータジェネレータ３のトルク特性も寄与し，エンジン１のみの車両よりも大幅な発進加速性能を実現することができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図８および図９は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第３実施形態を示し、図８はハイブリッド車両の駆動装置のモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する場合の動力伝達状態を示す説明図、図９は図８におけるモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャートである。本実施形態においては、第２実施形態の図４に示すハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶにおいて、緩加速時にエンジンに余計な燃料を消費させず、また、エンジンからの排気も悪化させずに、スムーズなモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行を可能とする制御方式である。なお、第２実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００５７】
本実施形態のハイブリッド車両の駆動装置の低車速でのモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの緩加速制御は、バッテリ残存量が十分で、かつ、モータジェネレータ３にトルク余裕がある場合に行うものである。以下、本実施形態の緩加速時の駆動制御について、図８に示す説明図および図９に示す変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャートに基づいて、説明する。
【００５８】
なお、図８（Ａ）〜（Ｃ）では、第２入力軸１２と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ａのギヤ比は、第１入力軸１１と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ｅのギヤ比よりも大きい（低速段）ものとしている。また、比較的車速が高く、低負荷であり、第２入力軸１２と出力軸６との低変速段の歯車組２０Ａから第１入力軸１１と出力軸６とのそれより高速段の歯車組２０Ｅへのアップシフトしてエンジン駆動走行させる場合を想定している。また、バッテリ残存量およびモータジェネレータ３のトルク余裕があることを前提としている。
【００５９】
図８（Ａ）は、ドッグクラッチ２１Ａのみを歯車組２０Ａに締結し、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２、および、ドッグクラッチ２１Ｃを解放したモータジェネレータ駆動による走行状態である（図９のｔ０〜ｔ１参照）。エンジン１は停止されている。この状態では、モータジェネレータ３がトルクを発生すれば、第２入力軸１２と車両駆動軸６が回転するだけであるため、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができ、高効率である。
【００６０】
車速が上昇し、エンジン１の駆動力で走行する状態への移行要求指令がシステムコントローラ１４から出力され、エンジンコントローラ１０はエンジン１を始動させる（図９の時点ｔ１参照）。エンジン１は大型のスタータ９を有しており、そのスタータ９により瞬時にエンジン１は始動する。このとき、第１クラッチＣ１が解放されているため、エンジン１の始動に起因する振動などは車両に伝わらない。また、スタータ９の負荷も軽くて済む。また、比較的車速が高いため、エンジン駆動走行に適したギヤ比が歯車組２０Ｅとなり、ドッグクラッチ２１Ｃを締結する必要がある。
【００６１】
ところで、モータジェネレータ駆動走行中は、第１入力軸１１は回転数がゼロの停止状態としているため、ドッグクラッチ２１Ｃを車速に連動して回転している歯車組２０Ｅに締結することはできない。そこで、第１入力軸１１を歯車組２０Ｅに見合った回転数まで上昇させることが必要となる。第１入力軸１１の回転数上昇の方法として、ドッグクラッチ２１Ｃを強制的に締結して、出力軸６よりの回転エネルギを供給する方法が考えられるが、ドッグクラッチ２１Ｃ締結時にショックを伴う場合もあり、運転者に違和感を与える虞があり、実用的ではない。
【００６２】
本実施形態においては、モータジェネレータ３と第２クラッチＣ２の協調制御により、第１入力軸１１の回転数を上昇させるようにしている。即ち、モータジェネレータ３の駆動トルクを上昇させると共に、第２クラッチＣ２の締結力を上昇させ、第１入力軸１１の回転数を上昇させる（ｔ２−ｔ３）。このとき、モータジェネレータ３の応答性に比べ第２クラッチＣ２の応答性が遅いため、モータジェネレータ３のトルク指令は第２クラッチＣ２の応答性に合うように遅れ特性を持たせる。モータジェネレータ３と第２クラッチＣ２を同期させることにより、駆動力に変動を与えずに第１入力軸１１の回転数を上昇させることができる。このとき、第１クラッチＣ１は解放状態であるので、エンジン１のイナーシャの影響は受けない。
【００６３】
第１入力軸１１の回転数が、歯車組２０Ｅよりも高くなったとき、モータジェネレータ３のトルクと第２クラッチＣ２の締結力を下げる（ｔ３）。モータジェネレータ３と第２クラッチＣ２の協調制御により、第１入力軸１１は歯車組２０Ｅと同程度の回転数となり、ドッグクラッチ２１Ｃが締結可能となる。
【００６４】
第２クラッチＣ２が解放状態となった後に、図８（Ｂ）に示すように、ドッグクラッチ２１Ｃを歯車組２０Ｅに締結する（時点ｔ４参照）。ドッグクラッチ２１Ｃと歯車組２０Ｅとの回転数差が小さく、また、第２クラッチＣ２も解放状態であるので、ショックは発生しない。
【００６５】
その後、エンジン１の回転数を上昇させ（ｔ５−ｔ６）、第１入力軸１１の回転数と同程度（第１入力軸１１の回転数以上若しくは同程度）となった時点ｔ６で、第１クラッチＣ１を締結し（時点ｔ６〜ｔ７参照）、図８（Ｃ）に示すように、エンジン駆動走行へ移行する。エンジン１の回転数が、第１入力軸１１の回転数と同程度であるため、駆動力に大きな変動を与えることなく第１クラッチＣ１は締結可能である。
【００６６】
以上説明したハイブリッド車両の駆動制御装置においては、エンジン１は回転数制御をする際、自身の慣性に打勝つだけのトルクを発生するだけであるため、無駄な燃料消費を抑制できる。また、急激な回転数変化が抑制されているため、過渡時の燃料増量や排気の悪化を回避することができる。
【００６７】
本実施形態においては、第２実施形態における効果（イ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００６８】
（エ）出力軸６と少なくとも２つの入力軸１１、１２との間において噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組２０Ａ〜２０Ｆを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能であり、第２入力軸１２はモータジェネレータ３に接続され且つ第１入力軸１１に第２クラッチＣ２を介して接続可能であり、各歯車組２０Ａ〜２０Ｆは噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃを介して動力伝達可能となる変速機２Ａと、エンジン１およびモータジェネレータ３を制御すると共に第１，２クラッチＣ１、Ｃ２の締結力および噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃを制御する制御手段１０、１３、１４とを備え、前記制御手段は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり且つ前記モータジェネレータ３がトルクアシスト可能な運転点であるとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、前記モータジェネレータ３のトルクアシスト状態において、前記モータジェネレータ３のトルク増加させて前記第２クラッチＣ２を介して前記第１入力軸１１の回転数をエンジン駆動走行時の歯車組２０Ｅを達成する噛合い式クラッチ２１Ｃが締結可能な回転数まで上昇させ、前記噛合い式クラッチ２１Ｃ締結後に前記第１クラッチＣ１を締結するようにした。このため、エンジン１が余計な燃料を消費しなくともスムーズなモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行が可能である。
【００６９】
（第４実施形態）
図１０および図１１は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第４実施形態を示し、図１０はハイブリッド車両の駆動制御装置におけるモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態への移行時の動力伝達状態を示した説明図、図１１は図１０におけるモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャートである。本実施形態においては、第２実施形態の図４に示すハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶにおいて、緩加速時にバッテリやモータジェネレータに余力が無い場合でも、スムーズなモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行への移行を可能とする制御方式である。なお、第２実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００７０】
本実施形態のハイブリッド車両の駆動装置の低車速でのモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの緩加速制御を、図１０に示す説明図および図１１に示す変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャートに基づいて、説明する。
【００７１】
なお、図１０（Ａ）〜（Ｃ）では、第２入力軸１２と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ａのギヤ比は、第１入力軸１１と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ｅのギヤ比よりも大きい（低速段）ものとしている。また、比較的車速が高く、低負荷であり、第２入力軸１２と出力軸６との低変速段の歯車組２０Ａから第１入力軸１１と出力軸６とのそれより高速段の歯車組２０Ｅへのアップシフトしてエンジン駆動走行させる場合を想定している。また、バッテリ残存量が少なく、もしくは、モータジェネレータ３にトルク余裕が無い場合を想定している。
【００７２】
図１０（Ａ）は、ドッグクラッチ２１Ａのみを歯車組２０Ａに締結し、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２、および、ドッグクラッチ２１Ｃを解放したモータジェネレータ駆動による走行状態である（図１１のｔ０〜ｔ１参照）。エンジン１は停止されている。この状態では、モータジェネレータ３がトルクを発生すれば、第２入力軸１２と車両駆動軸６が回転するだけであるため、回転慣性を可能な限り小さくできて連れ回りに起因するフリクションを減らすことができ、高効率である。
【００７３】
車速が上昇し、エンジン１の駆動力で走行する状態への移行要求指令がシステムコントローラ１４から出力され、エンジンコントローラ１０はエンジン１を始動させる（図１１の時点ｔ１参照）。エンジン１は大型のスタータ９を有しており、そのスタータ９により瞬時にエンジン１は始動する。このとき、第１クラッチＣ１が解放されているため、エンジン１の始動に起因する振動などは車両に伝わらない。また、スタータ９の負荷も軽くて済む。また、比較的車速が高いため、エンジン駆動走行に適したギヤ比が歯車組２０Ｅとなり、ドッグクラッチ２１Ｃを締結する必要がある。
【００７４】
ところで、モータジェネレータ駆動走行中は、第１入力軸１１は回転数がゼロの停止状態としているため、ドッグクラッチ２１Ｃを車速に連動して回転している歯車組２０Ｅに締結することはできない。そこで、第１入力軸１１を歯車組２０Ｅに見合った回転数まで上昇させることが必要となる。第１入力軸１１の回転数上昇の方法として、ドッグクラッチ２１Ｃを強制的に締結して、出力軸６よりの回転エネルギを供給する方法が考えられるが、ドッグクラッチ２１Ｃ締結時にショックを伴う場合もあり、運転者に違和感を与える虞があり、実用的ではない。また、モータジェネレータ３と第２クラッチＣ２の協調制御方式が考えられるが、バッテリ残存量とモータジェネレータ３のトルク余裕が少ないため適用は困難である。
【００７５】
本実施形態においては、エンジン１と第１クラッチＣ１の協調制御により、第１入力軸１１の回転数を上昇させるようにしている。即ち、エンジン１の駆動トルクを上昇させると共に、第１クラッチＣ１の締結力を上昇させ、第１入力軸１１の回転数を上昇させる（ｔ２−ｔ３）。エンジン１と第１クラッチＣ１を同期させることにより、モータジェネレータ３による駆動力に変動を与えずに第１入力軸１１の回転数を上昇させることができる。このとき、第２クラッチＣ２は解放状態であるので、モータジェネレータ３のイナーシャの影響は受けない。
【００７６】
第１入力軸１１の回転数が歯車組２０Ｅの回転数程度となったとき（ｔ３）、第１クラッチＣ１の締結力を低下させ、解放状態とするとともに、エンジン１も過回転とならないようにトルクを絞る。エンジン１と第１クラッチＣ１の協調制御により、第１入力軸１１は歯車組２０Ｅと同程度の回転数となり、ドッグクラッチ２１Ｃが締結可能となる。
【００７７】
第１クラッチＣ１が解放状態となった後に、図１０（Ｂ）に示すように、ドッグクラッチ２１Ｃを歯車組２０Ｅに締結する（時点ｔ４参照）。ドッグクラッチ２１Ｃと歯車組２０Ｅとの回転数差が小さく、また、第１クラッチＣ１も解放状態であるので、ショックは発生しない。その後、エンジン１の回転数を歯車組２０Ｅの回転数以上に維持する。
【００７８】
エンジン１の回転数が第１入力軸１１の回転数と同程度（第１入力軸１１の回転数以上若しくは同程度）に維持された状態で、第１クラッチＣ１の締結を開始し（時点ｔ５〜参照）、図１０（Ｃ）に示すように、エンジン駆動走行を開始する。エンジン１の回転数が、第１入力軸１１の回転数と同程度であるため、駆動力に大きな変動を与えることなく第１クラッチＣ１は締結可能である。その後、第１クラッチＣ１の締結力の上昇に応じてエンジン１の駆動トルクを上昇させる一方、モータジェネレータ３の駆動トルクを低下させることで、エンジン駆動走行への移行が完了（時点ｔ６参照）し、必要に応じてモータジェネレータ３での発電によるバッテリ５への充電が実施される。
【００７９】
以上のように、本実施形態では、比較的車速が高く、低負荷であり、バッテリ残存量およびモータジェネレータ３のトルク余裕が無い場合において、エンジン１と第１クラッチＣ１の協調制御により第１入力軸１１の回転数を上昇させるため、バッテリ５やモータジェネレータ３の状態に寄らず、スムーズなエンジン走行への移行が可能である。
【００８０】
本実施形態においては、第２実施形態における効果（イ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００８１】
（オ）制御手段１０、１３、１４は、運転者の駆動力要求および車速が閾値以下であり、前記モータジェネレータ３のトルクアシストが限界付近のとき、または、前記バッテリ５の容量が下限値付近のとき、モータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態へ移行する際に、第１クラッチＣ１の締結力を制御することでエンジン駆動走行時の歯車組２０Ｅを達成する噛合い式クラッチ２１Ｃが締結可能な回転数まで上昇させ、前記噛合い式クラッチ２１Ｃ締結後に前記第１クラッチＣ１を締結するため、比較的高車速の状態で、モータジェネレータ３の運転点が最大トルク付近、または、バッテリ５の残存量が少なくても、エンジン制御により、スムーズなモータジェネレータ走行からエンジン走行への移行が可能である。
【００８２】
（第５実施形態）
図１２および図１３は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第５実施形態を示し、図１２はハイブリッド車両の駆動装置のバッテリやモータジェネレータに余力が無い場合におけるスムーズな急速発進時の動力伝達状態を示す説明図、図１３は図１２における急速発進時の各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャートである。本実施形態においては、第２実施形態の図４に示すハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶにおいて、バッテリやモータジェネレータに余力が無い場合でもスムーズな急速発進を可能とする制御方式である。なお、第２実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００８３】
本実施形態のハイブリッド車両の駆動装置のバッテリ５やモータジェネレータ３に余力が無い場合におけるスムーズな急速発進制御を、図１２に示す説明図および図１３に示すタイムチャートに基づいて、説明する。
【００８４】
なお、図１２（Ａ）〜（Ｂ）では、バッテリ残存量が少ない状態、若しくは、モータジェネレータ３にトルク余裕が無い状態で、モータジェネレータ３での発進が困難な場合を前提としており、発進時には、先ずエンジン１を始動し、第２入力軸１２と出力軸６との間で最低速段を実現する歯車組２０Ａにより車両駆動軸６を駆動する場合を想定している。
【００８５】
図１２（Ａ）は、バッテリ残存量が少ないためにモータジェネレータ３での発進が不可能であるため、運転者のアクセルペダル踏込みなどの運転操作により急発進要求が発せられた時点ｔ１において、システムコントローラ１４により、先ずエンジン１を始動し、最低速段である歯車組２０Ａを選択すべく、ドッグクラッチ２１Ａを締結した状態を示している（時点ｔ１〜ｔ２参照）。車両は停止状態であり、第２入力軸１２も回転数がゼロ状態であるため、ドッグクラッチ２１Ａは容易に締結できる。
【００８６】
エンジン１の始動後、第１クラッチＣ１の締結力を上げ、エンジン１のトルクで第１入力軸１１の回転数を上昇させる（ｔ２−ｔ４）。第１入力軸１１の回転数が上昇すると、図１２（Ｂ）に示すように、第２クラッチＣ２の締結を開始する（時点ｔ３）。エンジンコントローラ１０は、この間、エンジン１の負荷となる軸の慣性が増えるため、徐々にトルクを増加させる。第２クラッチＣ２の締結力の増加に応じて、車両駆動軸６には駆動トルクが発生する（ｔ３−ｔ５）。この状態では、各要素の回転数は、（エンジン１＞第１入力軸１１＞第２入力軸１２）となっているため、車両駆動軸６上には駆動力が増加するのみで、引込み等は発生しない。
【００８７】
その後、車速が上昇し、第２入力軸１２とエンジン１および第１入力軸１１の回転数が同程度となる時点ｔ５において、第２クラッチＣ２を完全締結させる。各要素の回転数差が小さいため、運転者に違和感を与えるようなショックや、極端な駆動力の低下は発生しない。
【００８８】
このように、ハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶでは、直列に配置した２組のクラッチＣ１およびＣ２でトルクの伝達量やエンジン回転数の制御ができるため、制御自由度が高く、ツインクラッチＡＭＴ-ＨＥＶよりも効率的なエンジン発進が可能である。
【００８９】
本実施形態においては、第２実施形態における効果（イ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００９０】
（カ）制御手段１０、１３、１４は、運転者の駆動力要求が閾値以上であり、しかも、前記バッテリ５の容量が下限値付近のとき、噛合い式クラッチ２１Ａを締結し、前記第１クラッチＣ１を締結し、その後、前記第２クラッチＣ２を締結するため、発進時にバッテリ５の残存量が少なくても発進可能である。
【００９１】
（第６実施形態）
図１４は、本発明によるハイブリッド車両の駆動装置の第６実施形態を示すシステムコントローラ１４の駆動制御形態判定の制御フローチャートである。本実施形態においては、第２実施形態の図４に示すハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶにおいて、運転者による要求駆動力や車速等の車両状態およびバッテリ容量等から、第２実施形態から第５実施形態までのいずれかの駆動制御形態を選択判定し、選択判定した駆動制御形態を実行させるようにしたものである。なお、第２〜５実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００９２】
システムコントローラ１４には、図４に示すように、アクセルペダルの踏込み開度ＡＰＯと車両速度ＶＳＰおよび図示しないバッテリ５の残存容量が入力され、更に、エンジンコントローラ１０およびＡＴＭコントローラ１３からの運転情報が入力される。また、コントローラ１４には、モータジェネレータ３の運転ポイントマップが記憶され、モータジェネレータ３の各運転ポイントにおけるトルク余裕が参照できるようになっている。システムコントローラ１４は、これらの情報から、ハイブリッド車両の駆動制御装置として最適な駆動制御形態を選択・判定してエンジンコントローラ１０およびＡＴＭコントローラ１３を制御する。
【００９３】
図１４は、システムコントローラ１４により実行される駆動制御形態選択・判定の制御フローチャートであり、運転者の駆動力要求の変化に応じて実行される。以下、駆動制御形態選択・判定を図１４の制御フローチャートに基づいて説明する。
【００９４】
運転者の駆動力要求がなされると、ステップＳ１では、運転者の要求駆動力がエンジン駆動力を必要としているか否かを判別する。エンジン駆動力を必要としていない場合にはステップＳ５へ進み、モータジェネレータ３での駆動走行を継続する。エンジン駆動力が必要な場合はステップＳ２へ進む。
【００９５】
ステップＳ２では、前記要求駆動力が最低速段の歯車組２０Ａ、即ち１速での加速を必要とする閾値以上かどうかを判断する。１速が必要な場合はステップＳ３へ進み、１速以外の場合はステップＳ４へ進む。
【００９６】
ステップＳ３では、バッテリ５の残存容量（ＳＯＣ）が予め設定された下限値以上で且つモータジェネレータ３がその運転ポイントでトルク余裕があるかどうかが判定される。バッテリ５の残存容量が十分にあり且つモータジェネレータ３にトルク余裕がある場合にはステップＳ６を選択し、バッテリ５の残存容量若しくはモータジェネレータ３のトルク余裕のいずれかが欠けている場合にはステップＳ７を選択する。
【００９７】
即ち、１速での加速を必要とし、バッテリ５の残存容量が十分にあり且つモータジェネレータ３にトルク余裕がある場合には、ステップＳ６を選択して、モータジェネレータ３のアシスト状態において車両を加速駆動する第２実施形態の駆動制御形態が選択される。
【００９８】
他方、１速での加速を必要とし、バッテリ５の残存容量若しくはモータジェネレータ３のトルク余裕のいずれかが欠けている場合にはステップＳ７を選択して、モータジェネレータ３によるアシスト状態に頼ることなくエンジン１の駆動力により車両を加速駆動する第５実施形態の駆動制御形態が選択される。
【００９９】
ステップＳ４では、ステップＳ３と同様に、バッテリ５の残存容量（ＳＯＣ）が予め設定された下限値以上で且つモータジェネレータ３がその運転ポイントでトルク余裕があるかどうかが判定される。バッテリ５の残存容量が十分にあり且つモータジェネレータ３にトルク余裕がある場合にはステップＳ８を選択し、バッテリ５の残存容量若しくはモータジェネレータ３のトルク余裕のいずれかが欠けている場合にはステップＳ９を選択する。
【０１００】
即ち、２速での緩加速を必要とし、バッテリ５の残存容量が十分にあり且つモータジェネレータ３にトルク余裕がある場合には、ステップＳ８を選択して、モータジェネレータ３のアシスト力を利用して２速変速のために第１入力軸１１を回転上昇させて車両を緩加速駆動する第３実施形態の駆動制御形態を選択する。
【０１０１】
他方、２速での緩加速を必要とし、バッテリ５の残存容量若しくはモータジェネレータ３のトルク余裕のいずれかが欠けている場合にはステップＳ９を選択して、モータジェネレータ３のアシスト力を利用して２速変速のために第１入力軸１１を回転上昇させることなく、エンジントルクにより２速変速のために第１入力軸１１を回転上昇させて車両を緩加速駆動する第４実施形態の駆動制御形態を選択する。
【０１０２】
以上のように、運転者による要求駆動力や車速等の車両状態およびバッテリ容量等から、第２実施形態から第５実施形態までのいずれかの駆動制御形態を適切に選択判定でき、選択判定した駆動制御形態により車両を駆動制御することができる。
【０１０３】
本実施形態においては、第２実施形態における効果（イ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【０１０４】
（キ）運転者による要求駆動力や車速等の車両状態およびバッテリ容量等から、第２実施形態から第５実施形態までのいずれかの駆動制御形態を適切に選択判定でき、選択判定した駆動制御形態により車両を駆動制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成図。
【図２】同じくハイブリッド車両の駆動装置のモータジェネレータ駆動走行態からエンジン駆動走行状態までの動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｃ）に分けて示した説明図。
【図３】同じくモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャート。
【図４】本発明の第２実施形態を示すハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成図。
【図５】同じくモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行へ移行する場合の動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｃ）に分けて示した説明図。
【図６】同じくモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャート。
【図７】同じくモータジェネレータ駆動走行からエンジン駆動走行状態への移行時における急速加速時の各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャート。
【図８】本発明の第３実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置におけるモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態への移行時の動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｃ）に分けて示した説明図。
【図９】同じくモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャート。
【図１０】本発明の第４実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置におけるモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態への移行時の動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｃ）に分けて示した説明図。
【図１１】同じくモータジェネレータ駆動走行状態からエンジン駆動走行状態までの各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャート。
【図１２】本発明の第５実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置における急速発進時の動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｂ）に分けて示した説明図。
【図１３】図１２における急速発進時の各要素の回転数およびトルクの推移を示すタイムチャート。
【図１４】本発明の第６実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置におけるシステムコントローラの駆動制御形態判定の制御フローチャート。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｃ１  第１クラッチ
Ｃ２  第２クラッチ
１  エンジン
２、２Ａ  変速装置
３  モータジェネレータ
４  インバータ
５  バッテリ
６  出力軸、車両駆動軸
７  デファレンシャル装置
８  駆動輪
９  スタータ・ジェネレータ
１０  エンジンコントローラ
１１  第１入力軸
１２  第２入力軸
１３  ＡＴＭコントローラ
１４  システムコントローラ
２０Ａ〜２０Ｇ  歯車組
２１Ａ〜２１Ｄ  ドッグクラッチ、噛合い式クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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