JP2017094854A - 車両駆動装置 - Google Patents

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clutch
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motor generator
power
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朋亮 ▲柳▼田
朋亮 ▲柳▼田
Tomoaki Yanagida
伊藤　良雄
Yoshio Ito
良雄 伊藤
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Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】エンジンをモータジェネレータによって始動させる際に、エンジン切り離しクラッチにかかるトルクを低減でき、エンジン切り離しクラッチの係合要素の増加や体格の大型化を抑制する。【解決手段】エンジン２と、エンジン２から動力が伝達されるトルクコンバータ４と、トルクコンバータ４から伝達されるトルクを駆動輪２０に伝達する出力軸１２と、出力軸１２に対して動力伝達可能なモータジェネレータ７と、エンジン２とトルクコンバータ４との間に設けた、エンジン２とトルクコンバータ４との間の動力伝達を断接するエンジン切り離しクラッチ３とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、車両駆動装置に関する。
特許文献１には、補機としてＭＧが設けられ、ＭＧによってエンジンを始動させたり、切替ブレーキを制動状態に切り替えるとともに駆動輪側クラッチを係合状態に切り替えることによりＭＧによって車両を駆動したりする構成が開示されている。
特開２０１１−２３１８４４号公報
通常、停止状態にあるエンジンをＭＧの動力によって駆動させる場合、エンジンが停止した状態から、ＭＧを駆動するとともにエンジン切り離しクラッチを開放状態から半係合状態にする。しかしながら、従来の車両駆動装置においては、ＭＧからエンジンに動力を伝達させる経路において、トルクコンバータはエンジン切り離しクラッチよりもエンジン側、すなわち下流側に存在している。そのため、ＭＧの動力によって停止状態にあるエンジンを始動させる場合、ＭＧはエンジンの回転数を上昇させるのみならず、トルクコンバータの回転数を上昇させる必要がある。
この場合、エンジン切り離しクラッチの耐久性を向上させるには、エンジン切り離しクラッチのトルク容量を大きくする必要がある。すなわち、エンジン切り離しクラッチの耐久性を向上させて保護するためには、クラッチの係合要素の枚数を増やしたり、クラッチの体格を大きくしたりする必要がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンをモータジェネレータによって始動する際に、エンジン切り離しクラッチにかかるトルクを低減することができ、エンジン切り離しクラッチにおける係合要素の増加や体格の大型化を抑制できる車両駆動装置を提供することにある。
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る車両駆動装置は、エンジンと、前記エンジンから動力が伝達されるトルクコンバータと、前記トルクコンバータから伝達される動力を駆動輪に伝達する出力軸と、前記出力軸に対して動力伝達可能なモータジェネレータと、前記エンジンと前記トルクコンバータとの間に設けられ、前記エンジンと前記トルクコンバータとの間の動力伝達を断接するエンジン切り離しクラッチと、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る車両駆動装置は、上記の発明において、前記モータジェネレータと前記出力軸との間に、前記モータジェネレータと前記出力軸との間の動力伝達を断接するモータジェネレータ切り離しクラッチが設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、モータジェネレータを出力軸から切り離すことができるので、惰性走行を行っている間において、モータジェネレータ切り離しクラッチを開放状態にすることで、出力軸にかかる負荷を低減できる。
本発明の一態様に係る車両駆動装置は、上記の発明において、前記エンジンは、前記モータジェネレータに動力を伝達可能であることを特徴とする。
この構成によれば、エンジンの駆動力によってモータジェネレータを駆動させることができるので、モータジェネレータによる発電が可能になる。
本発明の一態様に係る車両駆動装置は、上記の発明において、前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に、前記エンジンから前記モータジェネレータへの動力伝達を許容する一方、前記モータジェネレータから前記エンジンへの動力伝達を許容しないワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、ワンウェイクラッチによって、モータジェネレータからエンジンへの動力伝達を遮断することができるので、モータジェネレータの動力がエンジンに直接伝達することを回避できる。
本発明の一態様に係る車両駆動装置は、上記の発明において、前記エンジンが停止しているとともに前記エンジン切り離しクラッチが開放状態で走行している惰性走行から前記エンジンを再始動させる際に、前記エンジン切り離しクラッチをスリップ係合させるとともに前記モータジェネレータを駆動させることによって、前記エンジンの回転数を上昇させる制御を行う制御部を備えることを特徴とする。
この構成によれば、惰性走行からの復帰時におけるエンジンの再始動時において、出力軸の回転によるトルクをエンジンに伝達させることができるので、エンジンの回転数を上昇させることができる。
本発明の一態様に係る車両駆動装置は、上記の発明において、前記トルクコンバータがロックアップクラッチを有し、前記制御部は、前記惰性走行を開始する際に、前記ロックアップクラッチが開放状態の場合に前記ロックアップクラッチを締結させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、ロックアップクラッチを締結させることによって、トルクコンバータにおけるポンプとタービンとにおける差回転の発生を抑制でき、車両の惰性走行中において、トルクコンバータを回転させておくことができるので、エンジンを再始動させる際に、出力軸のトルクをエンジンに効率良く伝達できる。
本発明の一態様に係る車両駆動装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記エンジンの回転数を上昇させる制御を行った後、前記エンジンの回転数が前記エンジンの自立運転可能な回転数よりも大きくなった場合に、前記エンジン切り離しクラッチを開放させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、エンジンが自立運転可能になった後、モータジェネレータのトルクを出力軸および駆動輪に速やかに伝達させることができる。
本発明に係る車両駆動装置によれば、モータジェネレータからエンジンに動力を伝達する経路において、エンジン切り離しクラッチがトルクコンバータに対して下流側に位置することになるため、モータジェネレータによってエンジンを始動する場合に、係合状態のエンジン切り離しクラッチにかかるトルクを低減できるとともに、エンジン切り離しクラッチの大型化を抑制することが可能となる。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両駆動装置を備えた車両の構成を示すスケルトン図である。 図２は、本発明の一実施形態による車両駆動装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。 図３は、本発明の一実施形態による車両駆動装置に対する制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 図４は、図１に対応した車両駆動装置の概略を示す構成図である。 図５は、従来技術による車両駆動装置の概略を示す構成図である。 図６は、本発明の一実施形態の第１変形例による車両駆動装置の概略を示す構成図である。 図７は、本発明の一実施形態の第２変形例による車両駆動装置の概略を示す構成図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。
まず、本発明の一実施形態による車両駆動装置を備えた車両の構成について説明する。図１は、この一実施形態による車両駆動装置を備えた車両の概略構成を示す。
図１に示すように、この一実施形態における車両駆動装置１は、車両Ｖｅに搭載される。車両Ｖｅは、エンジン２、エンジン切り離しクラッチ３、トルクコンバータ４、変速機構５、減速差動機構６、モータジェネレータ（ＭＧ）７、第１動力伝達部３６（第１動力伝達経路）と第２動力伝達部３７（第２動力伝達経路）とからなる駆動機構９、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１０、および電動オイルポンプ（ＥＯＰ）１８を備える。
エンジン２から出力された動力は、エンジン切り離しクラッチ３およびトルクコンバータ４を介して変速機構５に入力され、変速機構５から減速差動機構６を介して駆動輪２０（図１中、図示せず）に伝達される。エンジン２と駆動輪２０との間に動力伝達経路が構成されている。
エンジン２は、車両Ｖｅの動力源であり、燃料の燃焼エネルギをクランクシャフト（出力軸）１１の回転運動に変換して出力できる。エンジン２は、その始動時に、例えばＭＧ７によってクランキングされる。
エンジン切り離しクラッチ３は、動力伝達経路上におけるエンジン２とトルクコンバータ４との間に配置され、エンジン２とトルクコンバータ４との間の動力伝達を断接可能に構成されている。エンジン切り離しクラッチ３は、より詳細には、エンジン２のクランクシャフト１１とトルクコンバータ４の入力軸との間に配置されている。エンジン切り離しクラッチ３は、例えば摩擦係合式のクラッチ装置である。エンジン切り離しクラッチ３が係合状態になることによって、エンジン２とトルクコンバータ４との間の動力伝達が接続されて、エンジン２が動力伝達経路に接続される。一方、エンジン切り離しクラッチ３が開放状態になることによって、エンジン２とトルクコンバータ４との間の動力伝達が遮断され、エンジン２が動力伝達経路から切り離される。
トルクコンバータ４は、作動流体（作動油）を介して、エンジン２から出力された動力を伝達する流体伝達装置である。トルクコンバータ４は、動力伝達経路上において、エンジン切り離しクラッチ３と変速機構５との間に配置されている。トルクコンバータ４は、ポンプインペラ４ａ、タービンランナ４ｂおよびステータ４ｃを備えて構成されている。ポンプインペラ４ａは、エンジン２のクランクシャフト１１に接続され、エンジン２からの動力が入力される入力部材である。タービンランナ４ｂは、変速機構５のインプットシャフト１２に接続され、エンジン２から入力された動力を出力する出力部材である。変速機構５のインプットシャフト１２は、トルクコンバータ４から伝達される動力を駆動輪２０に伝達する出力軸として機能する。ステータ４ｃは、ワンウェイクラッチを有してトルク増幅機能を有する。
トルクコンバータ４は、ロックアップクラッチ１３を有する。トルクコンバータ４は、ロックアップクラッチ１３が開放状態の場合、作動油を介してエンジン２のクランクシャフト１１に接続されたポンプインペラ４ａと、変速機構５のインプットシャフト１２に接続されたタービンランナ４ｂとで動力を伝達する。一方、トルクコンバータ４は、ロックアップクラッチ１３が締結状態の場合、ポンプインペラ４ａとタービンランナ４ｂとが直結され、作動流体を介さずにクランクシャフト１１とインプットシャフト１２とで直接動力を伝達する。
ロックアップクラッチ１３の締結および開放は、トルクコンバータ４に供給される作動油の油圧により制御される。トルクコンバータ４に供給される作動油の油圧は、ロックアップ制御回路（図示せず）により制御される。ロックアップ制御回路は、ＥＣＵ１０からの制御指令に応じて、ロックアップクラッチ１３を締結させることができる。
変速機構５は、トルクコンバータ４を介してエンジン２から出力された動力を変速する機能を有する。変速機構５は、動力伝達経路上のトルクコンバータ４と減速差動機構６との間に配置されている。この一実施形態において変速機構５は、具体的には、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）である。変速機構５は、エンジン２側のプライマリプーリ１４、駆動輪側のセカンダリプーリ１５、およびプライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１５とに巻回されて動力伝達を行う金属ベルト１６を有する。変速機構５は、ＥＣＵ１０からの制御指令に応じて、クラッチＣ１やブレーキＢ１の係合や開放を適宜制御するとともに、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５のＶ溝幅を変化させて金属ベルト１６の巻き掛け径を変化させることにより、変速比（変速段）を変更する。選択された変速比によって、インプットシャフト１２に入力された動力を変速して駆動輪２０側に向けて出力する。
ここで、上述したエンジン切り離しクラッチ３、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ１３、および変速機構５（プーリ１４，１５、クラッチＣ１、およびブレーキＢ１）の動作は、図示しない油圧制御装置により供給される作動油の油圧によって制御される。油圧制御装置は、ＥＣＵ１０からの制御指令に応じて、各部へ供給する油圧を調整することによって、係合（または締結）と開放との切り替えや、係合（または締結）の度合いを制御することができる。
減速差動機構６は、動力伝達経路上の変速機構５と駆動輪２０との間に配置されている。減速差動機構６は、ギヤの組合せによる減速機構６ａおよび差動機構６ｂを有している。変速機構５から入力される回転は、減速差動機構６により減速されて、さらに左右の駆動輪２０に分配される。
機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）１７およびＥＯＰ１８は、エンジン切り離しクラッチ３、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ１３、および変速機構５（プーリ１４，１５、クラッチＣ１、およびブレーキＢ１）に作動油の油圧を供給する油圧供給源である。ＭＯＰ１７は、駆動機構９により伝達されるエンジン２または駆動輪２０からＭＧ７を介した動力により駆動される。ＥＯＰ１８は、モータ等の電気で作動する動力源により駆動する油圧ポンプである。
駆動機構９は、ＭＧ７に動力を伝達するための装置である。駆動機構９は、伝達軸３１、ワンウェイクラッチ３２、プーリ３３ａおよびモータジェネレータ切り離しクラッチ（ＭＧ切り離しクラッチ）３３ｂ、第１スプロケット３４、第２スプロケット３５、第１動力伝達部３６、および第２動力伝達部３７を有する。
伝達軸３１は、ＭＧ７の回転軸と一体回転可能に連結され、ＭＧ７に動力を伝達できる。伝達軸３１は、ＭＧ７の回転軸の軸方向両側にわたって設けられている。
ワンウェイクラッチ３２は、伝達軸３１の一端に設けられている。ワンウェイクラッチ３２は、内輪３２ａおよび外輪３２ｂを備え、内輪３２ａの回転数が外輪３２ｂの回転数未満の場合は内輪３２ａと外輪３２ｂとが一体に回転し、内輪３２ａの回転数が外輪３２ｂの回転数以上の場合は内輪３２ａと外輪３２ｂとが別々に回転する。ワンウェイクラッチ３２の内輪３２ａは、伝達軸３１と一体回転可能に固設されている。
ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂは、伝達軸３１の他端に設けられる。ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂは、伝達軸３１において、ＭＧ７と変速機構５のインプットシャフト１２との間において、動力を伝達したり遮断したりする。すなわち、ＭＧ７は、インプットシャフト１２に対して動力伝達可能に構成されている。ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂが係合状態である場合には、ＭＧ７と変速機構５のインプットシャフト１２との間において、動力が伝達される。ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂが開放状態である場合には、ＭＧ７と変速機構５のインプットシャフト１２との間において、動力が遮断される。
第１スプロケット３４は、エンジン２のクランクシャフト１１と一体回転可能に固設されている。すなわち、第１スプロケット３４は、第１動力伝達経路上のエンジン２とエンジン切り離しクラッチ３との間に配置されている。
第２スプロケット３５は、変速機構５のインプットシャフト１２と一体回転可能に固設されている。すなわち、第２スプロケット３５は、第２動力伝達経路上のトルクコンバータ４と変速機構５との間に配置されている。
第１動力伝達部３６は、ワンウェイクラッチ３２の外輪３２ｂと、第１スプロケット３４との間で動力を伝達する。第１動力伝達部３６は、ワンウェイクラッチ３２の外輪３２ｂの外周と、第１スプロケット３４の外周とに巻き掛けられるチェーンを適用するのが好ましいが、これに限られず例えば歯車群など他の要素を適用してもよい。これにより、第１動力伝達部３６は、第１動力伝達経路上のエンジン２からの動力を、ワンウェイクラッチ３２を介してＭＧ７に伝達可能に構成される。
第２動力伝達部３７は、ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂと、第２スプロケット３５との間で動力を伝達する。第２動力伝達部３７は、ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂに連結されたプーリ３３ａの外周と、第２スプロケット３５の外周とに巻き掛けられるチェーンを適用するのが好ましいが、これに限定されず例えば歯車群など他の要素を適用してもよい。第２動力伝達部３７は、第２動力伝達経路上の駆動輪２０からの動力を、プーリ３３ａおよび係合状態のＭＧ切り離しクラッチ３３ｂを介してＭＧ７に伝達する。これにより、駆動輪２０側からＭＧ７などを駆動できる。
ＭＧ７に対して第１動力伝達部３６および第２動力伝達部３７の２通りの動力伝達経路を有する、いわゆる２ウェイ機構において、第１動力伝達部３６のギヤ比ｉrfは、第２動力伝達部３７のギヤ比ｉrrより大きくなっている。
駆動機構９においては、第１スプロケット３４、第１動力伝達部３６、およびワンウェイクラッチ３２が、エンジン２のクランクシャフト１１と、ＭＧ７の伝達軸３１とを接続する第１駆動経路を形成する。この第１駆動経路では、ワンウェイクラッチ３２の機能により、エンジン２のクランクシャフト１１からＭＧ７の伝達軸３１への動力伝達は許容され、伝達軸３１からクランクシャフト１１への動力伝達は阻止される（ワンウェイクラッチ３２が空転する）。
また、駆動機構９においては、第２スプロケット３５、第２動力伝達部３７、プーリ３３ａおよびＭＧ切り離しクラッチ３３ｂが、変速機構５のインプットシャフト１２と、ＭＧ７の伝達軸３１とを接続する第２駆動経路を形成する。この第２駆動経路では、ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂの機能により、変速機構５のインプットシャフト１２とＭＧ７の伝達軸３１との動力が伝達されたり、遮断されたりする。
制御部としてのＥＣＵ１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）およびインターフェースなどを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。上述したＥＣＵ１０の各機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで車両Ｖｅ内の各種装置を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出しおよびＲＡＭへの書き込みを行うことで実現される。
ＥＣＵ１０は、ドライバによるエンジン２の操作状態やこのエンジン２の運転状態に基づいて、エンジン２、エンジン切り離しクラッチ３、トルクコンバータ４、変速機構５などの車両Ｖｅの各部の制御を行い、車両Ｖｅの走行を総合的に制御する。また、ＥＣＵ１０は、車両Ｖｅの各部を制御することにより、フリーラン制御を実行する。
フリーラン制御においては、燃費向上のため、車両Ｖｅの走行中にエンジン２を自動停止させて惰性により車両Ｖｅを走行させる。また、フリーラン制御では、エンジン２の停止によるショック伝達を抑制するため、エンジン２の停止時にエンジン切り離しクラッチ３を開放する。換言すると、フリーランとは、車両Ｖｅの走行中に、エンジン切り離しクラッチ３を開放してエンジン２と変速機構５との動力伝達を遮断するとともに、エンジン２を停止させた状態で車両Ｖｅを惰性走行させるものである。このフリーラン制御においては、エンジン２における燃料消費が停止することで、燃費の向上を図ることができる。
ＥＣＵ１０は、車両Ｖｅの走行中に、エンジン自動停止条件（例えば、アクセルオフかつブレーキオフの状態など）が成立すると、エンジン切り離しクラッチ３の開放およびエンジン２の自動停止を行って、フリーラン制御を実行する。ＥＣＵ１０がエンジン２を自動停止するときには、エンジン２への燃料供給と点火を停止する。また、ＥＣＵ１０は、フリーラン制御の実行中にエンジン自動始動条件（例えば、ドライバによるアクセルペダルの踏込みなど）が成立すると、エンジン切り離しクラッチ３を係合するとともにエンジン２を始動させて、フリーランから復帰する。
（フリーラン制御）
次に、本発明の一実施形態によるフリーラン制御について説明する。図２は、一実施形態によるフリーラン制御の一例を示すフローチャートである。図３は、この一実施形態による車両Ｖｅの走行状態を示すタイミングチャートである。ＥＣＵ１０は、車両Ｖｅを通常走行状態に制御している状態から図２に示す制御フローを実行する。通常走行状態では、エンジン切り離しクラッチ３を係合状態としてエンジン２の動力で車両Ｖｅを前進走行させている。
ステップＳＴ１においてＥＣＵ１０は、車両Ｖｅが通常走行中に、車両Ｖｅにおいてフリーラン（惰性走行）を開始させる条件であるフリーラン開始条件が成立するか否かを判定する。フリーラン開始条件としては、例えば所定車速ＶＭ以上の車速Ｖでの前進走行中に運転者のアクセル操作がオフであると検出されているときや、運転者のブレーキ操作がオフであると検出されているときや、トランスミッションの油温が所定条件にあるなどの、従来公知の種々の条件を挙げることができる。
ステップＳＴ１においては、フリーランの開始条件が成立するまでＥＣＵ１０による判定処理を実行する（ステップＳＴ１：Ｎｏ）。フリーランの開始条件が成立した場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２に移行する。ステップＳＴ２においてＥＣＵ１０は、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ１３がオンであるか否かを判定する。ＥＣＵ１０が、ロックアップクラッチ１３はオフである、すなわち開放状態にあると判定した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、ステップＳＴ３に移行する。ステップＳＴ３においてＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ１３を締結させるように制御する。その後ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ２において、ＥＣＵ１０が、ロックアップクラッチ１３はオンである、すなわち締結状態であると判定した場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ４に移行する。
ステップＳＴ４においてＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３を開放させる制御を行った後、ステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ５においてＥＣＵ１０は例えば、エンジン２への燃料供給と点火を停止して、エンジン２を停止させる。これにより車両Ｖｅはフリーラン状態となる。なお、ステップＳＴ４において、ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂは係合状態にするのが好ましいが、開放状態にすることも可能である。
図３に示すように、フリーラン中においては、車速Ｖが徐々に低下する場合がある。この場合、トルクコンバータ４のポンプインペラ４ａの回転数も徐々に低下する。車両Ｖｅがフリーラン中に、図２に示すステップＳＴ６に移行する。
ステップＳＴ６においてＥＣＵ１０は、フリーランから通常走行に復帰させる条件（フリーラン復帰条件）が成立するか否かを判定する。フリーラン復帰条件として、アクセルがオンである場合や、ブレーキがオンである場合が含まれる。ここで、アクセルがオンであるとは、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態であり、アクセル開度が零より大きい状態である。ブレーキがオンであるとは、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ状態であり、ブレーキ踏力やブレーキストローク量が零よりも大きい状態である。なお、フリーラン復帰条件として、消費電力や、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）や、トランスミッションの油温などが含まれてもよい。これらはシステム要求のフリーラン復帰指示となる。ステップＳＴ５，ＳＴ６のフリーラン中においては、図３に示すように、エンジン切り離しクラッチ３が開放状態を維持し、エンジン切り離しクラッチ３に供給される油圧はストロークをしない油圧に維持されている。
その後、ＥＣＵ１０が、フリーラン復帰条件が成立したと判定した場合（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、図２に示すステップＳＴ７に移行する。一方、フリーラン復帰条件が成立しない場合（ステップＳＴ６：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０はステップＳＴ５に復帰して、ステップＳＴ５，ＳＴ６の処理を繰り返す。
ステップＳＴ７に移行するとＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３をスリップ係合させる制御を行う。これにより、駆動輪２０からエンジン２に対して回転駆動力が伝達されて、いわゆる押掛けが行われる。これとともに、ＥＣＵ１０は、ＭＧ７を力行駆動させる。ＭＧ７は、エンジン２の回転数を上昇させるために必要なトルクを出力する。ここで、フリーラン状態においてＭＧ切り離しクラッチ３３ｂが開放状態であった場合、ＥＣＵ１０は、ＭＧ切り離しクラッチ３３ｂを係合させる制御を行う。
ステップＳＴ７の処理においては、図３に示す復帰過渡の部分における復帰指示後からエンジン２の自立運転（図３中、エンジン自立）まで（時間Ｔ１〜Ｔ２）のように、ＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３に対して所定の油圧が供給されるように制御する（図３中、一点鎖線部、指示圧Ｐm）。エンジン切り離しクラッチ３に供給される実際の油圧は、実圧Ｐl（図３中、太実線）に示すように、若干遅れて増加する。ＥＣＵ１０はエンジン切り離しクラッチ３のトルクを算出して、ＭＧ７に対して力行駆動によりトルクを出力するように制御する。エンジン切り離しクラッチ３がスリップ係合されるとともに、ＭＧ７からエンジン２にトルクが伝達されると、エンジン２の回転数（図３中、細実線）は徐々に増加する。図３におけるエンジン始動の区間（時間Ｔ１〜Ｔ２）は、エンジン２が自立運転するように始動されている状態である。その後、図２に示すステップＳＴ８に移行する。
ステップＳＴ８においてＥＣＵ１０は、エンジン２の回転数が、自立運転可能な回転数（エンジン自立運転判定回転数Ｎe0）より大きくなったか否かを判定する。ＥＣＵ１０が、エンジン２の回転数は、エンジン自立運転判定回転数Ｎe0より大きいと判定した場合（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ９に移行する。なお、自立運転とは、エンジン２の各気筒において燃焼が行われてエンジン２が自立燃焼を行って自立回転可能な状態である。一方、ＥＣＵ１０が、エンジン２の回転数はエンジン自立運転判定回転数Ｎe0以下であると判定した場合（ステップＳＴ８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０はステップＳＴ７に復帰する。ＥＣＵ１０は、エンジン２の回転数がエンジン自立運転判定回転数Ｎe0より大きいと判定するまで、ステップＳＴ７，ＳＴ８の処理を繰り返す。
ステップＳＴ９に移行するとＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３を開放させる制御を行う。ステップＳＴ９の処理においては、図３の復帰過渡の部分におけるエンジン２の自立運転の開始後（時間Ｔ２以後）のように、ＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３に対して供給する油圧（係合油圧）を、開放状態を維持する油圧（待機圧）に制御する（図３中一点鎖線、指示圧Ｐm）。エンジン切り離しクラッチ３に供給される実際の油圧は、実圧Ｐl（図３中、太実線）で示すように、若干遅れて待機圧まで低下する。エンジン切り離しクラッチ３が開放されると、ＭＧ７の力行駆動によって駆動輪２０の駆動力がアシストされる。
これは、エンジン２の回転数が自立運転可能な回転数になった状態で、エンジン切り離しクラッチ３を係合状態に維持すると、ＭＧ７のトルクがエンジン２の回転数の上昇に用いられるためである。すなわち、エンジン２の回転数が自立運転可能な回転数になった場合に、エンジン切り離しクラッチ３を開放させることにより、ＭＧ７のトルクを応答性よく駆動輪２０に伝達させることができる。
ステップＳＴ９の処理後、図２に示すステップＳＴ１０に移行する。ステップＳＴ１０においてＥＣＵ１０は、エンジン２の回転数Ｎｅとトルクコンバータ４のポンプインペラ４ａの回転数Ｎｐとの回転数差ΔＮ（＝Ｎｐ−Ｎｅ）が、回転同期制御を開始できると判定可能な所定の回転数差（同期制御可能回転数差ΔＮ0）より小さいか否かを判定する。また、同期制御可能回転数差ΔＮ0は、エンジン２の回転数Ｎｅの増加率およびエンジン切り離しクラッチ３における油圧の指示圧Ｐm（図３中、一点鎖線）に対する実圧Ｐl（図３中、太実線）の応答性を考慮して設定される。
ステップＳＴ１０においてＥＣＵ１０が、エンジン２の回転数Ｎｅとポンプインペラ４ａの回転数Ｎｐとの回転数差ΔＮは、同期制御可能回転数差ΔＮ0未満（ΔＮ＜ΔＮ0）であると判定した場合（ステップＳＴ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１に移行する。一方、ＥＣＵ１０が、回転数差ΔＮは、同期制御可能回転数差ΔＮ0以上（ΔＮ≧ΔＮ0）であると判定した場合（ステップＳＴ１０：Ｎｏ）、ステップＳＴ９に復帰する。ＥＣＵ１０は、回転数差ΔＮが同期制御可能回転数差ΔＮ0未満であると判定するまで、ステップＳＴ９，ＳＴ１０の処理を繰り返す。
ステップＳＴ１１においてＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３を係合させる制御を行う。ステップＳＴ１１の処理においては、図３に示す復帰過渡の時間帯における回転同期制御開始後から回転同期完了（時間Ｔ３〜Ｔ４）までのように、ＥＣＵ１０は、エンジン切り離しクラッチ３に対して所定の油圧が供給されるように油圧回路を制御する（図３中一点鎖線部、指示圧）。エンジン切り離しクラッチ３に供給される実際の油圧は、図３中太実線（実圧）で示すように、若干遅れて増加する。上述したように、同期制御可能回転数差ΔＮ0は、エンジン２の回転数Ｎｅの増加率およびエンジン切り離しクラッチ３における油圧の応答性を考慮して設定されている。そのため、エンジン切り離しクラッチ３が完全に係合状態になるまでの間に、エンジン２の回転数Ｎｅとポンプインペラ４ａの回転数Ｎｐとが略一致する。これにより、エンジン切り離しクラッチ３における係合要素どうしの回転数も略一致するので、エンジン切り離しクラッチ３の係合ショックを抑制でき、いわゆる引き込み感の発生を抑制できる。その後、図２に示すステップＳＴ１２に移行する。
ステップＳＴ１２においてＥＣＵ１０は、ＭＧ７のトルクの出力を停止する制御を行う。ステップＳＴ１２の処理においては、図３の通常走行の部分（時間Ｔ４以降）に示すように、ＥＣＵ１０は、ＭＧ７から出力されるトルクを０にする。この場合、車両Ｖｅは通常走行に復帰して、ＭＧ７はエンジン２により回生駆動されて発電機として機能する。以上のように、ＥＣＵ１０の制御によって車両Ｖｅをフリーランから通常走行に復帰させることにより、制御ルーチンが終了する。
図４は、図１に示す車両駆動装置１の特徴部分を簡略的に示す略線図であり、図５は、比較例としての従来の車両駆動装置１００を簡略的に示す略線図である。
図５に示すように、従来の車両駆動装置１００においては、エンジン切り離しクラッチ３は、変速機構５とトルクコンバータ４との間に配置されていた。車両Ｖｅがフリーラン中においては、駆動輪２０、変速機構５、インプットシャフト１２、第２動力伝達部３７、およびＭＧ７など（図５中、点線囲み内）が駆動している状態になる。一方、車両Ｖｅがフリーランから復帰する際には、車両駆動装置１００においてエンジン切り離しクラッチ３を係合状態にして駆動輪２０からの動力およびＭＧ７の動力をエンジン２に伝達して、エンジン２を再始動させる。ＭＧ７からの動力は、第２動力伝達部３７、エンジン切り離しクラッチ３、およびトルクコンバータ４を介して、エンジン２に伝達される。その結果、エンジン２の再始動時において、エンジン切り離しクラッチ３には、エンジン２を駆動させるためのトルクのみならず、トルクコンバータ４の回転数を上昇させるためのトルクもかかるため、エンジン切り離しクラッチ３が受け持つトルク容量も大きくなっていた。
エンジン切り離しクラッチ３にかかるトルクが大きくなると、耐熱性を確保するために、係合要素としてのクラッチ板の枚数を増加させたり、エンジン切り離しクラッチ３自体を大型化させたりするなどの対応が必要になる。また、対応としては、ＭＧ７に対してエンジン２側に接続されているワンウェイクラッチ３２を、通常の摩擦係合クラッチやドグクラッチにする方法が考えられる。ところが、この方法では大幅に高コスト化するという問題が生じる。さらに、ワンウェイクラッチ３２とＭＧ切り離しクラッチ３３ｂとを入れ替える方法も考えられる。しかしながら、この方法では、運転者によるアクセルオンによってフリーランから復帰する場合、ＭＧ７によってエンジン２を再始動させる際に、ＭＧ７からインプットシャフト１２に直ちにトルクを伝達することが困難になる。
これに対し、図４に示す上述した一実施形態による車両駆動装置１によれば、エンジン切り離しクラッチ３は、第１動力伝達経路におけるエンジン２とトルクコンバータ４との間に配置されている。車両Ｖｅがフリーラン中においては、ロックアップクラッチ１３が係合状態にあるため、駆動輪２０、変速機構５、インプットシャフト１２、第２動力伝達部３７、ＭＧ７などに加えて、トルクコンバータ４（図４中、点線囲み内）が駆動している状態になる。車両Ｖｅがフリーランから復帰する際、車両駆動装置１においてエンジン切り離しクラッチ３をスリップ係合状態にしてＭＧ７の動力をエンジン２に伝達させ、エンジン２を再始動させる。この場合、ＭＧ７からの動力は、第２動力伝達部３７、ロックアップクラッチ１３が締結状態のトルクコンバータ４、およびエンジン切り離しクラッチ３を介してエンジン２に伝達される。すなわち、ＭＧ７によってエンジン２を再始動させる際に、エンジン切り離しクラッチ３には、トルクコンバータ４の回転を上昇させるためのトルクがかからない。これにより、エンジン２の再始動時においてエンジン切り離しクラッチ３にかかるトルクを、従来に比して低減できる。
エンジン切り離しクラッチ３にかかるトルクが低減されると、係合要素としてのクラッチ板の枚数を低減でき、エンジン切り離しクラッチ３自体を小型化することができる。また、ＭＧ７によって増加させるイナーシャを低減できるので、エンジン２の再始動における応答性を向上できる。また、フリーランからの復帰時においては、ＭＯＰ１７は低回転である。ＭＯＰ１７が低回転の場合、車両Ｖｅにおいて必要とする作動油の流量に比して、ＭＯＰ１７から吐出される作動油の流量が不足するため、この流量の不足分をＥＯＰ１８の駆動によって補填している。この一実施形態においては、エンジン２の再始動に必要なトルクが低減されるので、作動油に必要な油圧も低下させることができることにより、ＥＯＰ１８の消費電力を低減できる。
（第１変形例）
次に、上述した一実施形態の変形例について説明する。図６は、第１変形例による車両駆動装置を示す略線図である。図６に示すように、第１変形例による車両駆動装置１Ａは、ＭＧ７およびＭＯＰ１７と同軸上に補機１９が搭載されている。補機１９としては、例えばエアコン用コンプレッサ、ブレーキ負圧発生装置（バキュームポンプ）、パワーステアリングポンプ等を適用できる。このような補機１９を搭載することにより、フリーラン走行中においても車両Ｖｅの性能を確保できる。その他の構成は一実施形態による車両駆動装置１と同様である。
（第２変形例）
図７は、第２変形例による車両駆動装置を示す略線図である。図７に示すように、第２変形例による車両駆動装置１Ｂは、ＭＧ７と同軸上に第１変形例と同様の補機１９が搭載されている。ＭＯＰ１７は、エンジン切り離しクラッチ３とトルクコンバータ４との間のシャフトに連結されている。この構成により、フリーラン走行中においてもＭＯＰ１７を駆動させることができる。その他の構成は一実施形態による車両駆動装置１と同様である。
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
車両駆動装置１の変速機構５は、ベルト式ＣＶＴに限定されない。変速機構５としては、トルクコンバータを備える車両であれば、種々の方式を採用することができ、具体的に例えば、車両Ｖｅの走行状態に応じて変速段を変更する有段自動変速機（ＡＴ）などを採用してもよい。
１，１Ａ，１Ｂ 車両駆動装置
２ エンジン
３ エンジン切り離しクラッチ
４ トルクコンバータ
４ａ ポンプインペラ
５ 変速機構
７ ＭＧ
１０ ＥＣＵ
２０ 駆動輪
３１ 伝達軸
３２ ワンウェイクラッチ
３３ｂ モータジェネレータ切り離しクラッチ（ＭＧ切り離しクラッチ）
３６ 第１動力伝達部
３７ 第２動力伝達部

Claims (7)

  1. エンジンと、
    前記エンジンから動力が伝達されるトルクコンバータと、
    前記トルクコンバータから伝達される動力を駆動輪に伝達する出力軸と、
    前記出力軸に対して動力伝達可能なモータジェネレータと、
    前記エンジンと前記トルクコンバータとの間に設けられ、前記エンジンと前記トルクコンバータとの間の動力伝達を断接するエンジン切り離しクラッチと、
    を備えることを特徴とする車両駆動装置。
  2. 前記モータジェネレータと前記出力軸との間に、前記モータジェネレータと前記出力軸との間の動力伝達を断接するモータジェネレータ切り離しクラッチが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
  3. 前記エンジンは、前記モータジェネレータに動力を伝達可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両駆動装置。
  4. 前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に、前記エンジンから前記モータジェネレータへの動力伝達を許容する一方、前記モータジェネレータから前記エンジンへの動力伝達を許容しないワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
  5. 前記エンジンが停止しているとともに前記エンジン切り離しクラッチが開放状態で走行している惰性走行から前記エンジンを再始動させる際に、前記エンジン切り離しクラッチをスリップ係合させるとともに、前記モータジェネレータを駆動させることによって、前記エンジンの回転数を上昇させる制御を行う制御部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
  6. 前記トルクコンバータがロックアップクラッチを有し、
    前記制御部は、前記惰性走行を開始する際に、前記ロックアップクラッチが開放状態の場合に前記ロックアップクラッチを締結させる制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の車両駆動装置。
  7. 前記制御部は、前記エンジンの回転数を上昇させる制御を行った後、前記エンジンの回転数が前記エンジンの自立運転可能な回転数よりも大きくなった場合に、前記エンジン切り離しクラッチを開放させる制御を行うことを特徴とする請求項５または６に記載の車両駆動装置。
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