(57)【要約】【課題】  半クラッチ状態の制御性を向上できる摩擦クラッチを提供すること。【解決手段】  第１回転部材M1および第２回転部材M2の軸方向に移動可能に設けられ、この軸方向移動により第１および第２回転部材M1,M2の間を締結・開放するピストンPと、ピストンPを液圧により付勢して上記（締結・開放側の両）軸方向に移動させる付勢制御手段と、上記液圧がゼロの状態で、ピストンPを弾性力により付勢して所定の軸方向位置に移動させ、第１および第２回転部材M1,M2の間に任意に設定した伝達トルクを発生する付勢手段と、を有することとした。【選択図】        図３
2009001165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧により第１回転部材および第２回転部材の間を締結・開放する付勢制御手段と、
前記液圧がゼロの状態で、前記第１および第２回転部材の間に任意に設定した伝達トルクを弾性力により発生する付勢手段と、
を有する摩擦クラッチ。
【請求項２】
第１回転部材に設けられた第１摩擦部材と、
第２回転部材に設けられた第２摩擦部材と、
移動することで前記第１および第２摩擦部材同士を押し付け可能なピストンと、
前記ピストンを液圧により付勢して移動させる付勢制御手段と、
前記液圧がゼロの状態で、前記ピストンを弾性力により付勢して所定の位置に移動させ、前記第１および第２回転部材の間に任意に設定した伝達トルクを発生する付勢手段と、
を有する摩擦クラッチ。
【請求項３】
第１回転部材に設けられた第１摩擦部材と、
第２回転部材に設けられた第２摩擦部材と、
前記第１および第２回転部材の軸方向に移動することで前記第１および第２摩擦部材同士を押し付け可能なピストンと、
前記ピストンを液圧により前記軸方向に付勢して移動させる付勢制御手段と、
前記液圧がゼロの状態で、前記ピストンを弾性力により付勢して所定の前記軸方向位置に移動させ、前記第１および第２回転部材の間に任意に設定した伝達トルクを発生する付勢手段と、
を有する摩擦クラッチ。
【請求項４】
前記付勢制御手段が、第１の前記軸方向への付勢力を増大させるとともに、前記第１の軸方向と反対側の第２の前記軸方向への付勢力を減少させることで、前記第１および第２回転部材の間を完全締結することを特徴とする請求項３に記載の摩擦クラッチ。
【請求項５】
前記付勢制御手段が、第１の前記軸方向への付勢力を減少させるとともに、前記第１の軸方向と反対側の第２の軸方向への付勢力を増大させることで、前記第１および第２回転部材の間を完全開放することを特徴とする請求項３または４に記載の摩擦クラッチ。
【請求項６】
駆動力源としてエンジンとモータジェネレータとを有し、
前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に締結要素が介装され、
前記エンジンの出力軸に前記第２回転部材が連結され、
前記モータジェネレータの回転子に前記第１回転部材が連結された車両の制御装置であって、
前記締結要素として請求項１ないし５のいずれかに記載の摩擦クラッチを用い、
前記摩擦クラッチを完全開放し前記モータジェネレータの駆動力のみで走行する第１走行モードと、前記摩擦クラッチを完全締結し前記エンジンと前記モータジェネレータの両方の駆動力で走行する第２走行モードと、を走行状態に応じて切り替え、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへの切替時に、前記液圧をゼロとすることで、前記モータジェネレータの駆動力を前記エンジンに伝達して前記エンジンの回転数を上昇させる車両の制御装置。
【請求項７】
第１回転部材に設けられた第１摩擦部材と、
第２回転部材に設けられた第２摩擦部材と、
前記第１および第２回転部材の軸方向に移動可能に設けられ、第１の軸方向の移動により前記第１および第２摩擦部材同士を押し付け可能なピストンと、
前記第１の軸方向に前記ピストンを押す第１油圧を発生する第１油圧室と、
前記第１の軸方向と反対側の第２の軸方向に前記ピストンを押す第２油圧を発生する第２油圧室と、
前記ピストンに一端が取り付けられ、前記軸方向に伸縮自在な弾性部材と、を有し、
前記弾性部材は、前記第１および第２油圧がゼロの状態では、その弾性力により前記ピストンを所定の位置に移動させ、前記第１および第２摩擦部材の間に所定の回転摩擦力を発生する摩擦クラッチ。
【請求項８】
前記弾性部材はコイルばねであることを特徴とする請求項７に記載の摩擦クラッチ。
【請求項９】
前記第１油圧を増大させるとともに、前記第２油圧を減少させることで、前記第１および第２回転部材の間を完全締結することを特徴とする請求項７または８に記載の摩擦クラッチ。
【請求項１０】
前記第１油圧を減少させるとともに、前記第２油圧を増大させることで、前記第１および第２回転部材の間を完全開放することを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
【請求項１１】
駆動力源としてエンジンとモータジェネレータとを有し、
前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に締結要素が介装され、
前記エンジンの出力軸に前記第２回転部材が連結され、
前記モータジェネレータの回転子に前記第１回転部材が連結された車両の制御装置であって、
前記締結要素として請求項７ないし１０のいずれかに記載の摩擦クラッチを用い、
前記摩擦クラッチを完全開放し前記モータジェネレータの駆動力のみで走行する第１走行モードと、前記摩擦クラッチを完全締結し前記エンジンと前記モータジェネレータの両方の駆動力で走行する第２走行モードと、を走行状態に応じて切り替え、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへの切替時に、前記第１および第２油圧をゼロとすることで、前記モータジェネレータの駆動力を前記エンジンに伝達して前記エンジンの回転数を上昇させる車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の発進装置や変速機に用いられ、トルク伝達側および被伝達側の回転部材の間で、摩擦力に応じたトルクを伝達する摩擦締結要素（以下、摩擦クラッチ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に摩擦クラッチは、トルク伝達側および被伝達側の回転部材にそれぞれ設けられた摩擦部材と、ストロークすることにより摩擦部材同士を押し付けて摩擦力を発生し、回転部材同士を締結・開放するピストンと、ピストンを弾性力により付勢して完全締結または完全開放位置に固定する弾性部材（ばね等）と、ピストンを上記弾性力に抗して液圧によりストロークさせ、その位置および伝達トルクを制御する液圧制御手段と、を備えている。
【０００３】
そして、トルク伝達側および被伝達側の回転部材の相対回転を許容しつつ所定値以下のトルクを伝達する半クラッチ制御が行われる場面がある。例えば、特許文献１には、ハイブリッド車両のエンジンとモータジェネレータとの間に設けられ、ハイブリッド車両がモータジェネレータの駆動力により走行している状態から、締結されることによりエンジンの始動（クランキング）を行う摩擦クラッチが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−８２２６０号公報
【０００４】
エンジン始動の際、モータジェネレータの出力トルクはエンジン始動のほか、車両駆動にも用いられるため、エンジン始動に費やされるトルクが過剰となりその分だけ車両の駆動トルクが低下することを避ける必要がある。そのためには、摩擦クラッチを半クラッチ状態として所望の伝達トルクを設定できることが望ましい。特許文献１に記載の摩擦クラッチでは、エンジン始動前、ピストンに供給する液圧をファーストフィル圧からスタンバイ圧へと変化させ、小さな伝達トルクを発生させることで、クランクシャフト位置を調整する。その後、ピストンに供給する液圧を増圧し、伝達可能トルク（伝達トルク容量）を大きくすることで、エンジンのクランキングを開始する。このように、ピストンに作用する液圧を制御することで半クラッチ状態を実現する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の摩擦クラッチでは、所望の半クラッチ状態を狙って液圧を微妙に制御することは困難だった。これは、液圧をコントロールする弁を構成するスプールの精度ばらつき・組み付け誤差や、作動液体の温度（粘度）等の影響が重畳することで、液圧の目標値と実値との間に誤差が生じることによる。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、半クラッチ状態の制御性を向上できる摩擦クラッチ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】
上記目的を達成するため、本発明の摩擦クラッチは、液圧により第１回転部材および第２回転部材の間を締結・開放する付勢制御手段と、前記液圧がゼロの状態で、前記第１および第２回転部材の間に任意に設定した伝達トルクを弾性力により発生する付勢手段と、を有することとした。
【発明の効果】
【０００８】
よって、液圧とは無関係に付勢手段の弾性力のみによって半クラッチ状態を制御できるため、半クラッチ状態の制御性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の摩擦クラッチを実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
［実施例１の構成]
図１は、本発明の摩擦クラッチが適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【００１１】
（駆動系の構成）
ハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有している。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
【００１２】
エンジンEは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。
【００１３】
第１クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装された締結要素であり、本発明の摩擦クラッチに該当する。第１クラッチCL1は、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、AT油圧コントロールバルブ内の第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により締結・開放が制御される。
【００１４】
モータジェネレータMGは、ロータR（回転子）に永久磁石を埋設し、ステータS（固定子）にステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からステータコイルへの電力供給を受けて回転駆動するモータ（電動機）として動作することができ、モータとしての駆動力により車両を駆動し、またエンジンEの始動を行う。また、ロータRが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせるジェネレータ（発電機）として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。
【００１５】
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと自動変速機ATとの間に介装された締結要素であり、後述するATコントローラ７からの制御指令に基づいて、AT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。
【００１６】
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速VSPやアクセル開度APO等に応じて自動的に切り換える変速機である。自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。
【００１７】
（走行モード）
このハイブリッド駆動系は、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて２つの走行モードを有している。第１の走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを駆動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２の走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。
【００１８】
上記「HEV走行モード」は、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
【００１９】
「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを駆動力源として駆動輪RR,RLを動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの２つを駆動力源として駆動輪RR,RLを動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを駆動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギーを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。
【００２０】
（ハイブリッドユニットの構成）
図２は、図１の点線部分で示すハイブリッドユニットHUの軸方向断面図である。ハイブリッドユニットHUは、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、を有している。
【００２１】
エンジン出力軸A1のエンジンE側にはフライホイールFWが設けられている。エンジン出力軸A1の自動変速機AT側の端には、エンジン出力軸A1と一体回転する第２回転部材M2が連結されている。
【００２２】
モータジェネレータMGのステータSの内周側にはロータRが配置され、ロータRの内周にはロータRと一体回転する第１回転部材M1が連結されている。また、第１回転部材M1と第２回転部材M2との間には、第１および第２回転部材M1,M2を断接する第1クラッチCL1が設けられている。
【００２３】
エンジン出力軸A1の自動変速機AT側の内周には、自動変速機入力軸A2が、エンジン出力軸A1と同軸に、エンジン出力軸A1に対して回転自在に嵌合されている。自動変速機入力軸A2の内部には、油路αの一部および油路βの一部が形成されている。油路αは、第１クラッチCLの第１油圧室r1と連通するとともに、ハイブリッドユニットHUのケースC内を通ってAT油圧コントロールバルブ内の第１クラッチ油圧ユニット６と連通している。油路βは、第1クラッチCLの第２油圧室r2と連通するとともに、油路αと同様、ケースC内を通って第１クラッチ油圧ユニット６と連通している。
【００２４】
自動変速機入力軸A2の外周には、ダンパDを介して、自動変速機入力軸A2と一体回転する第３回転部材M3が設けられている。第３回転部材M3と第１回転部材M1との間には、第１および第３回転部材M1,M3を断接する第２クラッチCL2が設けられている。第２クラッチCL2は摩擦クラッチであり、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチである。
【００２５】
（第1クラッチの構成）
図３は、第１クラッチCL1の軸方向部分断面図である。第１クラッチCL1は摩擦クラッチであり、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチである。
【００２６】
第１回転部材M1の内周のエンジンE側には、第１回転部材M1と一体回転する、第１部材M11および第２部材M12が設けられている。第１部材M11の外周は第１回転部材M1の内周に結合されている。袖状に形成された第１部材M11の内周はエンジン出力軸A1の外周に回転可能に嵌合されている。第１部材M11の内周の自動変速機AT側には第２部材M12が結合されている。第１部材M11および第２部材M12で囲まれた空間内には、ピストンPが軸方向に移動可能に設置されている。以下、軸方向とは、第１、第２回転部材M1,M2の回転軸の方向（エンジン出力軸A1、自動変速機入力軸A2の軸方向）をいう。
【００２７】
ピストンPに対してエンジンE側には、第１部材M11とピストンPとで囲まれた空間により第１油圧室r1が形成されている。ピストンPの外周と第１部材M11の間は、シール部材S1によりシールされている。ピストンPの内周と第１部材M11の間は、シール部材S2によりシールされている。第１油圧室r1は、第１部材M11に形成された油路孔H1を介して油路αと連通している。
【００２８】
ピストンPに対して自動変速機AT側には、第１、第２部材M11,M12とピストンPとで囲まれた空間により第２油圧室r2が形成されている。第２部材M12の外周とピストンPの間は、シール部材S3によりシールされている。第２油圧室r2は、第１部材M11に形成された油路孔H2、および第２部材M12に形成された油路孔H3を介して油路βと連通している。
【００２９】
第１回転部材M1の自動変速機AT側の内周には、複数の第１摩擦板F1が軸方向に移動可能にスプライン嵌合されている。また、第１回転部材M1の内周には、複数の摩擦板F1よりも自動変速機AT側にリテーナRtが固定結合されている。一方、エンジン出力軸A1に連結された第２回転部材M2の外周には、複数の第２摩擦板F2が軸方向に移動可能にスプライン嵌合されている。第１摩擦板F1と第２摩擦板F2は軸方向で交互に並ぶように配置されている。
【００３０】
第１油圧室r1には、圧縮ばねであるコイルばねSPRINGが軸方向に伸縮自在に設置されている。コイルばねSPRINGのエンジンE側の端は第１部材M11に取り付けられている。コイルばねSPRINGの自動変速機AT側の端はピストンPに取り付けられている。
【００３１】
ピストンPの外周の自動変速機AT側の端P0は、軸方向で第１摩擦板F1と第２摩擦板F2に対向している。ピストンPが自動変速機AT側へ移動すると、その端P0に接した第１摩擦板F1が自動変速機AT側へ移動し、この第１摩擦板F1に接した第２摩擦板F2も自動変速機AT側へ移動する、というように、第１摩擦板F1および第２摩擦板F2が互いの軸方向距離を縮めつつ自動変速機AT側へ移動する。
【００３２】
ピストンPの移動量が所定値よりも大きくなると、複数の第１摩擦板F1および第２摩擦板F2の間で回転方向の摩擦力（引き摺りトルク）が発生する程度に、複数の第１、第２摩擦板F1,F2同士の距離が小さくなる。このように、ピストンPが複数の第１、第２摩擦板F1,F2同士を押し付け、互いに近づけることで、第１クラッチCL1の伝達トルク容量、すなわち第１、第２回転部材M1,M2の間で伝達可能なトルクが発生する。
【００３３】
上記「引き摺りトルク」について説明する。第１クラッチCL1は湿式クラッチであり、第１摩擦板F1および第２摩擦板F2の間には作動油が充填されている。よって、相対回転する第１摩擦板F1と第２摩擦板F2の間では、作動油の粘性により、第１摩擦板F1と第２摩擦板F2の間の距離に反比例する粘性摩擦力が発生する。これが引き摺りトルクであり、上記距離が小さくなるほど大きくなる。
【００３４】
第１油圧室r1に第１クラッチ油圧ユニット６から作動油が供給されることで、自動変速機AT側への軸方向にピストンPを押す第１油圧p1が第１油圧室r1内に発生する。一方、第２油圧室r2に第１クラッチ油圧ユニット６から作動油が供給されることで、エンジンE側への軸方向にピストンPを押す第２油圧p2が第２油圧室r2内に発生する。
【００３５】
コイルばねSPRINGは、第１、第２油圧p1、p2がともにゼロの状態では、その弾性力によりピストンPを自動変速機AT側の所定の位置に移動させる。これにより全ての第１、第２摩擦板F1,F2同士の距離を縮める、いわゆるがた詰めを行い、さらに複数の第１、第２摩擦板F1,F2同士を所定の力で押し付ける。これにより、複数の第１、第２摩擦板F1,F2の間の軸方向距離を所定の大きさとし、これらの間で所定の引き摺りトルクを発生するように設置されている。上記所定の引き摺りトルクにより、第１クラッチCL1の伝達トルク容量（以下、伝達トルクという）は、ゼロよりも大きく、かつ完全締結時の最大伝達トルクよりも小さい範囲の所定の値となる。
【００３６】
すなわち、第１、第２油圧p1、p2がともにゼロの状態では、上記所定の伝達トルクを実現する半クラッチ状態となるように、コイルばねSPRINGの初期設定（弾性力等）が調整されている。
【００３７】
（第1クラッチの作用）
第１クラッチCL1の完全開放状態では、油路αを介して第１油圧室ｒ１から第１クラッチ油圧ユニット６に作動油が排出されることで、自動変速機AT側への軸方向にピストンPを押す第１油圧p1がゼロとなっている。一方、油路βを介して第２油圧室r2に第１クラッチ油圧ユニット６から作動油が供給されることで、エンジンE側への軸方向にピストンPを押す第２油圧p2が発生している。ここで、コイルばねSPRINGがピストンPを自動変速機AT側へ押す力よりも、第２油圧p2がピストンPをエンジンE側へ押す力のほうが大きいため、コイルばねSPRINGは押し潰され圧縮されるとともにピストンPはエンジンE側に最大変位している。よって、複数の第１、第２摩擦板F1,F2の間の距離は大きく、第１クラッチCL1の伝達トルクはゼロとなっている。
【００３８】
第１クラッチCL1の完全締結状態では、油路αを介して第１油圧室r1に第１クラッチ油圧ユニット６から作動油が供給されることで、自動変速機AT側への軸方向にピストンPを押す第１油圧p1が発生している。一方、油路βを介して第２油圧室r2から第１クラッチ油圧ユニット６に作動油が排出されることで、エンジンE側への軸方向にピストンPを押す第２油圧p2がゼロとなっている。ここで、第１油圧p1がピストンPを自動変速機AT側へ押す力により、ピストンPは自動変速機AT側に最大変位している。よって、複数の第１、第２摩擦板F1,F2の間の距離は最小となり、第１クラッチCL1は完全締結されて伝達トルクが最大となっている。
【００３９】
第１クラッチCL1を完全開放状態から締結するときは、第２油圧室r2から作動油を排出して第２油圧p2をゼロとする一方、第１油圧室r1に作動油を供給して第１油圧p1を発生させる。まず、第２油圧p2がゼロとなることにより、コイルばねSPRINGの反力（弾性力）でピストンPが所定の位置に移動して第１クラッチCL1が半クラッチ状態となり、所定の伝達トルクが発生する。その後、第１油圧p1の作用により、ピストンPは自動変速機AT側に変位して、第１クラッチCL1が完全締結状態となる。
【００４０】
逆に、第１クラッチCL1を完全締結状態から開放するときは、第１油圧室r1から作動油を排出して第１油圧p1をゼロとする一方、第２油圧室r2に作動油を供給して第２油圧p2を発生させる。まず、第１油圧p1がゼロとなることにより、コイルばねSPRINGの反力（弾性力）により第１クラッチCL1が半クラッチ状態となる所定の位置にピストンPが移動する。その後、第２油圧p2の作用により、ピストンPはさらにエンジンE側に変位して、第１クラッチCL1が完全開放状態となる。
【００４１】
（制御系の構成）
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。ハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ATコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有している。
【００４２】
尚、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ATコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が可能なCAN通信線１１を介して互いに接続されている。
【００４３】
エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報の入力を受け、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（エンジン回転数Ne，エンジントルクTe）を制御する指令を演算して、エンジンE（例えば、スロットルバルブアクチュエータ）へ出力する。エンジン回転数Neの情報は、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。
【００４４】
モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータRの回転位置を検出するレゾルバ１３（図２参照）からの情報の入力を受け、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令および目標モータジェネレータ回転数指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（モータ回転数Nm，モータトルクTm）を制御する指令を演算して、インバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視しており、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
【００４５】
第１クラッチコントローラ５は、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する油圧指令を演算して、AT油圧コントロールバルブ内の第１クラッチ油圧ユニット６（の比例ソレノイド）に出力する。
【００４６】
ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７とからのセンサ情報の入力を受け、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する油圧指令を演算して、AT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。尚、アクセル開度APと車速VSPの情報は、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
【００４７】
ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報の入力を受け、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。
【００４８】
統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせる機能を担うもので、モータジェネレータ回転数（以下、モータ回転数Nmという）を検出するモータ回転数センサ２１と、自動変速機入力回転数N2outを検出する自動変速機入力回転数センサ２２と、からの情報およびCAN通信線１１を介して得られた情報の入力を受ける。尚、自動変速機入力回転数N2outとは、自動変速機入力軸A2の回転数を指す。
【００４９】
また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンEの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。
【００５０】
（制御の内容）
以下に、図４に示すブロック図を用いて、統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有している。
【００５１】
目標駆動力演算部100では、所定の目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。
【００５２】
モード選択部200では、所定のEV-HEV選択マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」を目標モードとする。
【００５３】
目標充放電演算部300では、所定の目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。
【００５４】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクTe*と目標モータ回転数Nm*と目標モータジェネレータトルク（以下、目標モータトルクという）Tm*と目標自動変速シフトと第１クラッチ目標伝達トルクTCL1*と第２クラッチ目標伝達トルクTCL2*とを演算する。第１クラッチ目標伝達トルクTCL1*は、第１クラッチコントローラ５において、第１油圧p1の指令値である第１油圧指令p1*と、第２油圧p2の指令値である第２油圧指令p2*とに換算される。
【００５５】
変速制御部500では、予め設定されたシフトスケジュールに沿って、目標変速段と自動変速機AT内の各クラッチの目標伝達トルクを達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、このシフトスケジュールは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものであり、アップシフト線、ダウンシフト線等が設定されている。
【００５６】
（エンジン始動制御）
動作点指令部400には、車両発進時にアクセル開度APOが所定の低開度領域から高開度領域に移る場合等、EV走行モードからHEV走行モードに切り替えるときに、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジンEの始動制御を行うエンジン始動制御部410が設けられている。以下、エンジン始動制御部410の制御内容について説明する。
【００５７】
目標モードが切り替わってエンジン始動要求がなされると、第１クラッチコントローラ５に制御指令を出力して、第１クラッチCL1への第２油圧指令p2*をゼロに設定させる。これにより第２油圧p2を低下させる。第２油圧p2がゼロに近づくと、コイルばねSPRINGの弾性力により第１クラッチCL1の伝達トルクTCL1が徐々に大きくなって所定の半クラッチ状態が実現される。このとき、第１クラッチCL1の伝達トルクTCL1、すなわちモータジェネレータMGからエンジンEに伝達され得るトルクが、エンジンEの始動（クランキング）に必要なクランキングトルクにまで増大する。
【００５８】
このトルクによりエンジン出力軸A1が回され、エンジン回転数Neが所定の傾きで上昇する。所定条件が成立するとエンジン点火が行われ、エンジンEが自立回転を始める。エンジン回転数Neが自立回転を示す値になったことを確認すると、第１クラッチコントローラ５に制御指令を出力して、第１クラッチCL1への第1油圧指令P1*を一定割合で最大値まで上昇させる。これにより第１油圧P1を一定割合で増大させて最大値とし、第１クラッチCL1を完全締結状態として、エンジン始動を完了する。
【００５９】
尚、目標モードが切り替わってエンジン始動要求がなされると、第２クラッチCL2をスリップ制御すると同時に、モータジェネレータMGの制御をトルク制御から回転数制御へ切り替える。すなわち、第２クラッチ目標伝達トルクTCL2*を目標駆動力tFoOに応じて設定するとともに、モータジェネレータMGの目標モータ回転数Nm*を、自動変速機出力回転数N2outに所定スリップ量を加算した値に設定する。
【００６０】
このとき、モータ回転数Nmを自動変速機出力回転数N2outよりも高く維持するために、目標駆動力tFoOおよび第２クラッチ伝達トルクTCL2よりも大きな目標モータトルクTm*が自動的に設定される。また、上記のように第１クラッチ伝達トルクTCL1が増大する際、その分だけモータジェネレータMGに作用する負荷が増大するが、モータ回転数制御が実行されているため、負荷の増大分だけ高い目標モータトルクTm*が自動的に再設定される。よって、車両走行に必要な駆動力が減少することはなく、駆動輪RR,RLには第２クラッチCL2の伝達トルク相当値が確実に出力される。
【００６１】
このように、第２クラッチCL2の伝達トルクTCL2を制御することで、目標駆動力tFoOを達成しつつ、駆動輪RR,RL側に伝達トルクTCL2以上のトルクが出力されることを防止して、安定した走行または滑らかな発進を達成する。また、このスリップ制御中は、モータジェネレータMGの制御を回転数制御に切り替えることにより、第２クラッチCL2の過剰なスリップを防止できる。
【００６２】
エンジン始動が完了すると、モータジェネレータMGの回転数制御からトルク制御に再び切り換えると共に、第2クラッチCL2を完全締結する。
【００６３】
（エンジン停止制御）
HEV走行モードからEV走行モードに切り替わるとき等には、動作点指令部400は、エンジンEの停止制御を行う。目標モードが切り替わってエンジン停止要求がなされると、第１クラッチコントローラ５に制御指令を出力して、第１クラッチCL1の第1油圧指令p1*をゼロに設定させる。これにより第１油圧p1を低下させる。また、第１クラッチコントローラ５に制御指令を出力して、第２油圧指令P2*を最大値に設定させる。これにより第２油圧P2を増大させ、第１クラッチCL1を完全開放状態とし、エンジンEを停止する。
【００６４】
（実施例１の効果）
本実施例１の摩擦クラッチ（第1クラッチCL1）または車両の制御装置は、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００６５】
（１）本実施例１の摩擦クラッチ（第1クラッチCL1）は、液圧により第１回転部材M1および第２回転部材M2の間を締結・開放する付勢制御手段と、上記液圧がゼロの状態で、第１および第２回転部材M1,M2の間に任意に設定した伝達トルクを弾性力により発生する付勢手段と、を有することとした。
具体的には、第１回転部材M1に設けられた第１摩擦板F1と、第２回転部材M2に設けられた第２摩擦板M2と、第１および第２回転部材M1,M2の軸方向に移動可能に設けられ、自動変速機AT側への軸方向の移動により第１および第２摩擦板F1,F2同士を押し付け可能なピストンPと、自動変速機AT側への軸方向にピストンPを押す第１油圧p1を発生する第１油圧室r1と、エンジンE側への軸方向にピストンPを押す第２油圧p2を発生する第２油圧室r2と、ピストンPに一端が取り付けられ、上記軸方向に伸縮自在な弾性部材と、を有し、この弾性部材は、第１および第２油圧p1、p2がゼロの状態では、その弾性力によりピストンPを所定の位置に移動させ、第１および第２摩擦板F1,F2の間に所定の回転摩擦力を発生することとした。
【００６６】
従来の摩擦クラッチでは、クラッチピストンを付勢する液圧により半クラッチ状態を制御する。しかし、液圧をコントロールする弁の製造ばらつき・組み付け誤差や、作動液体の温度（粘度）等の影響が重畳するため、液圧の目標値と実値との間に誤差が生じ、所望の半クラッチ状態を狙って微妙に液圧を制御することは困難だった。
【００６７】
これに対し、本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）は、ピストンPの位置の制御に影響を及ぼす外乱要因が多い液圧（第１および第２油圧p1、p2）とは無関係に、付勢手段（弾性部材）の弾性力のみによって所望の半クラッチ状態を実現できる。すなわち、付勢手段（弾性部材）にバラツキがあったとしても、ピストンPの位置に影響を及ぼす要因はこのバラツキだけであり、液圧制御のように誤差が重畳することはない。よって、予め設定した任意の伝達トルクを簡便かつ正確に実現でき、半クラッチ状態の制御性を向上できる。
【００６８】
ここで、ピストンを液圧により締結側・開放側のいずれか一方の軸方向に移動させる付勢制御手段（油圧室）と、ピストンを弾性力により上記軸方向とは反対側の軸方向に押す弾性部材と、を有し、油圧ゼロの時は上記弾性力により完全締結または完全開放状態となる常閉または常開タイプの摩擦クラッチを考える（以下、比較例という）。この比較例では、クラッチを締結・開放するいずれか一方の場面で必ず、液圧を増加させるのではなく液圧を減少させることのみにより（開放側または締結側に）ピストンをストロークさせることになる。このため、ピストンストローク速度、すなわち応答性の向上を図ることができなかった。
【００６９】
これに対し、本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）では、上記のように、ピストンPを付勢して締結側・開放側の両方向に移動させる付勢制御手段、具体的には、自動変速機AT側にピストンPを押す第１油圧p1を発生する第１油圧室r1と、エンジンE側にピストンPを押す第２油圧p2を発生する第２油圧室r2と、を有することとした。よって、クラッチ締結・開放のいずれの場面でも、液圧（第１油圧p1または第２油圧p2）を減少させるのみならず液圧を増加させることによりピストンPを加圧ストロークできる。このため、ピストンストローク速度、すなわち応答性を向上できる。
【００７０】
また、比較例では、液圧を最大で供給しての完全締結または完全開放のいずれか一方の状態から、液圧を急速に減少させつつ、この液圧を微妙に制御することで半クラッチ状態を実現することになるが、このような制御は困難だった。これに対し、本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）は、上記のように液圧でなく弾性部材により半クラッチ状態を実現させてその制御性を向上しつつ、同時に、ピストンPに対して両方向から液圧を作用させることでクラッチの制御応答性を向上できる、という効果を有する。
【００７１】
（２）本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）は、上記付勢制御手段が、自動変速機AT側の軸方向への付勢力を増大させるとともに、エンジンE側の軸方向への付勢力を減少させることで、第１および第２回転部材M1,M2の間を完全締結することとした。
具体的には、第１油圧p1を増大させるとともに、第２油圧p2を減少させることで、第１および第２回転部材M1,M2の間を完全締結することとした。
【００７２】
例えば、上記比較例の常閉タイプ、すなわちピストンを液圧により開放側に移動させる付勢制御手段（油圧室）と、ピストンを弾性力により締結側に押す弾性部材と、を有し、液圧ゼロの時は上記弾性力により完全締結状態となる摩擦クラッチを考える。この比較例では、液圧を最大で供給しての完全開放状態から、液圧を急速に減少させつつ、この液圧を微妙に制御することで半クラッチ状態を実現することになるが、これは困難だった。
【００７３】
これに対し、本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）は、第２油圧p2を最大で供給しての完全開放状態から、第２油圧p2を急速にゼロまで減少させつつ、コイルばねSPRINGの反力（弾性力）により半クラッチ状態を実現する。その後、第１油圧p1を発生・増大させてピストンPを自動変速機AT側にストロークさせ、第１クラッチCL1を完全締結状態とする。よって、半クラッチ状態の制御性を向上しつつ、同時に、ピストンPを加圧ストロークさせることでクラッチの制御応答性を向上できる、という効果を有する。
【００７４】
（３）本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）は、上記付勢制御手段が、自動変速機AT側の軸方向への付勢力を減少させるとともに、エンジンE側の軸方向への付勢力を増大させることで、第１および第２回転部材M1,M2の間を完全開放することとした。
具体的には、第１油圧p1を減少させるとともに、第２油圧p2を増大させることで、第１および第２回転部材M1,M2の間を完全開放することとした。
【００７５】
上記（２）と同様、常閉タイプの比較例を考えると、この比較例では、液圧ゼロの完全締結状態から液圧を増大させ、ピストンを締結側に押す弾性部材の反力（弾性力）に抗してクラッチを開放することになる。これに対し、本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）では、第２油圧p2がゼロの完全締結状態から、まず、コイルばねSPRINGの反力（弾性力）により半クラッチ状態となる所定の位置にピストンPが移動する。その後、第１油圧p1をゼロまで減少させつつ第２油圧p2を増大すると、ピストンPはさらにエンジンE側に変位して、第１クラッチCL1が完全開放状態となる。このように、比較例に対し、クラッチ開放時の弾性部材（コイルばねSPRING）の反力が弱いため、ピストンストロークの応答性が向上される、という効果を有する。
【００７６】
（４）上記弾性部材はコイルばねSPRINGであることとした。
【００７７】
よって、ピストンPを付勢する弾性力の設定や管理を、正確かつ簡便に行うことができ、半クラッチ状態の制御性を向上できる、という効果を有する。
【００７８】
（５）実施例１の車両の制御装置は、駆動力源としてエンジンEとモータジェネレータMGとを有し、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に締結要素が介装され、エンジンEの出力軸A1に第２回転部材M2が連結され、モータジェネレータMGのロータRに第１回転部材M1が連結された車両の制御装置であって、上記締結要素として本実施例１の摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）を用い、第１クラッチCL1を完全開放しモータジェネレータMGの駆動力のみで走行するEV走行モードと、第1クラッチCL1を完全締結しエンジンEとモータジェネレータMGの両方の駆動力で走行するHEV走行モードと、を走行状態に応じて切り替え、EV走行モードからHEV走行モードへの切替時に、液圧（第１および第２油圧p1、p2）をゼロとすることで、モータジェネレータMGの駆動力をエンジンEに伝達してエンジンEの回転数Neを上昇させることとした。
【００７９】
すなわち、EV走行モードからHEV走行モードへ切り替わり、エンジン始動要求がなされると、完全開放状態（第１油圧p1がゼロ、第２油圧p2が最大の状態）にあった第１クラッチCL1の第２油圧p2をゼロに低下させる。すると、コイルばねSPRINGの弾性力により第１クラッチCL1のピストンPが締結側の所定位置までストロークし、伝達トルクTCL1が大きくなって所定の半クラッチ状態が実現される。この半クラッチ状態での伝達トルクTCL1によりエンジン回転数Neが上昇し、エンジンEが始動される。その後、第１油圧P1を一定割合で最大値まで上昇させることにより、第１クラッチCL1を速やかに完全締結状態にできる。
【００８０】
このように、エンジン始動時、クランキングトルクを供給する半クラッチ状態の制御性を向上しつつ、同時に、ピストンPを加圧ストロークさせることでエンジン始動の制御応答性を向上できる。したがって、エンジン始動を伴う発進性能や走行モード切替時の走行性能を向上できる、という効果を有する。
【００８１】
また、HEV走行モードからEV走行モードへの切り替え時にも、クラッチ開放時の弾性部材（コイルばねSPRING）の反力が弱いため、速やかに第１クラッチCL1を開放でき、走行モード切替の応答性を向上できる、という効果を有する。
【００８２】
以上、本発明の摩擦クラッチを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８３】
例えば、実施例１では、摩擦クラッチ（第１クラッチCL1）として湿式の多板クラッチを用いたが、乾式の摩擦クラッチを用いてもよいし、単板クラッチを用いてもよい。
【００８４】
また、実施例１では、ピストンPを自動変速機AT側に付勢するコイルばねSPRINGとして、圧縮ばねを第１油圧室r1に設けたが、引張ばねを第２油圧室r2に設けることとしてもよい。また、コイルばねSPRING以外の弾性部材として、皿ばね等を用いることとしてもよい。さらに、金属ばねのほか、ゴムばね等を用いることとしてもよい。
【００８５】
実施例１では、本発明の摩擦クラッチをハイブリッドユニットHUに適用した例を示したが、他の車両の発進装置や変速機に適用することとしてもよい。
【００８６】
実施例１に係るハイブリッドユニットHUでは、モータジェネレータMGと自動変速機ATとの間に第２クラッチCL2を追加して介装した例を示したが、第２クラッチCL2として自動変速機ATに内蔵されたクラッチを利用したり、または、自動変速機ATと駆動輪RR,RLとの間に第２クラッチCL2を追加して介装したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施例１の摩擦クラッチ（第1クラッチCL1）が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】図１の点線部分で示すハイブリッドユニットHUの軸方向断面図である。
【図３】実施例１の摩擦クラッチ（第1クラッチCL1）の軸方向部分断面図である。
【図４】実施例１の統合コントローラにおける演算処理を示す制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
A1  エンジン出力軸
A2  自動変速機入力軸
AT  自動変速機
CL1  第１クラッチ
CL2  第２クラッチ
E  エンジン
F1  第１摩擦部材
F2  第２摩擦部材
FW  フライホイール
HU  ハイブリッドユニット
M1  第１回転部材
M2  第２回転部材
MG  モータジェネレータ
P  ピストン
R  ロータ
r１  第１油圧室
r２  第２油圧室
SPRING  スプリング
５  第１クラッチコントローラ
６  第１クラッチ油圧ユニット
７  ATコントローラ
８  第２クラッチ油圧ユニット
１０  統合コントローラ
１２  エンジン回転数センサ
１６  アクセル開度センサ
１７  車速センサ
２１  モータ回転数センサ
100  目標駆動力演算部
200  モード選択部
400  動作点指令部
410  エンジン始動制御部
【図１】
2009001165.tif 000003
【図２】
2009001165.tif 000004
【図３】
2009001165.tif 000005
【図４】
2009001165.tif 000006