JP5392398B2 - 車両用ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は車両用ハイブリッド駆動装置に係り、特に、モータ走行からエンジン走行へ切り換える際の応答性を向上させる技術に関するものである。
(a) エンジンと、(b) そのエンジンに接続された第１電動機と、(c) 前記エンジンおよび前記第１電動機と駆動輪との間の動力伝達を接続遮断する第１断続装置と、(d) その第１断続装置と前記駆動輪との間の動力伝達を接続遮断する第２断続装置と、(e) 前記エンジンの停止時でも車両を走行させることができる第２電動機と、を有し、(f) 前記エンジンを停止するとともに前記第２電動機を作動させて走行するモータ走行、およびそのエンジンを始動して走行するエンジン走行が可能な車両用ハイブリッド駆動装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、第１断続装置として前後進切換装置を備えているとともに、その前後進切換装置と第２断続装置との間の動力伝達経路にはベルト式無段変速機が配設されており、第２電動機は第２断続装置と駆動輪との間に連結されている。そして、その第２電動機を駆動力源として走行するモータ走行では、その第２電動機に最も近い位置の第２断続装置を遮断することにより、無段変速機の連れ廻り等による動力損失が低減される。
特開２００５−５９７８７号公報
ところで、このような車両用ハイブリッド駆動装置において、上記モータ走行からエンジンを始動してエンジン走行へ移行する場合、第１電動機によりエンジンをクランキングして始動する必要があるが、第１断続装置および第２断続装置が何れも遮断されていると、エンジン始動後にそれ等の第１断続装置および第２断続装置を共に接続しなければならないため、それ等の接続制御（油圧制御など）が複雑になってショックが発生したり時間が掛かって応答性が悪くなったりする。モータ走行時に予め第１断続装置を接続しておけば、エンジン始動後は第２断続装置を接続するだけで良いため、その接続制御を容易且つ迅速に行うことができるようになるが、第１断続装置を接続した状態でエンジンをクランキングしようとすると、変速機等によるイナーシャによりエンジンの始動性が悪くなってエンジン出力が得られるようになるまでの応答性が損なわれ、必ずしも十分に満足できるものではない。例えば、パワーモードなど運転者がアクセル操作に対して高い駆動力応答性を望んでいる場合には、エンジンの始動遅れによってもたつき感を生じさせる可能性がある。
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、エンジンを停止するとともに第２電動機を作動させて走行するモータ走行から、そのエンジンを始動して走行するエンジン走行へ切り換える際の応答性を向上させることにある。
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) エンジンと、(b) そのエンジンに接続された第１電動機と、(c) 前記エンジンおよび前記第１電動機と駆動輪との間の動力伝達を接続遮断する第１断続装置と、(d) その第１断続装置と前記駆動輪との間の動力伝達を接続遮断する第２断続装置と、(e) 前記エンジンの停止時でも車両を走行させることができる第２電動機と、を有し、(f) 前記エンジンを停止するとともに前記第２電動機を作動させて走行するモータ走行、およびそのエンジンを始動して走行するエンジン走行が可能な車両用ハイブリッド駆動装置において、(g) 前記モータ走行時に、前記第１断続装置が遮断されるとともに前記第２断続装置が接続される第１ＥＶモードとする応答性狙い走行手段と、(h) 前記モータ走行時に、少なくとも前記第２断続装置が遮断される第２ＥＶモードとする燃費狙い走行手段と、(i) 前記応答性狙い走行手段による前記第１ＥＶモードと前記燃費狙い走行手段による前記第２ＥＶモードとを予め定められた切換条件に従って切り換えるモータ走行切換手段と、を有することを特徴とする。
第２発明は、第１発明の車両用ハイブリッド駆動装置において、前記第２ＥＶモードでは、前記第１断続装置が接続されるとともに前記第２断続装置が遮断されることを特徴とする。
第３発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド駆動装置において、前記第１断続装置と前記第２断続装置との間の動力伝達経路には変速機が配設されていることを特徴とする。
第４発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド駆動装置において、前記第２断続装置は、所定の変速比で動力伝達する動力伝達状態とその動力伝達を遮断する遮断状態とに切り換えることができる変速機であることを特徴とする。
このような車両用ハイブリッド駆動装置においては、モータ走行時に第１断続装置が遮断されるとともに第２断続装置が接続される第１ＥＶモードを有するため、モータ走行からエンジンを始動してエンジン走行へ移行する際には、第１電動機によりエンジンをクランキングすることにより速やかにエンジンを始動できるとともに、エンジン始動後は第１断続装置を接続するだけで良いため、その接続制御を容易且つ迅速に行うことができる。これにより、アクセル操作等によりモータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が向上し、エンジンによる大きな駆動力が速やかに得られるようになり、例えばパワーモードなど運転者がアクセル操作に対して高い駆動力応答性を望んでいる場合の満足感を向上させることができる。
また、モータ走行時に、第１断続装置が遮断されるとともに第２断続装置が接続される第１ＥＶモードと、少なくとも第２断続装置が遮断される第２ＥＶモードとを使い分けて走行するため、例えば運転者の嗜好や車速、ＳＯＣ（蓄電装置の蓄電残量）等の車両状態などにより第１ＥＶモードおよび第２ＥＶモードを切り換えることにより、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性を改善しつつ燃費の悪化をできるだけ抑制することができる。第２ＥＶモードでは、駆動輪に近い第２断続装置が遮断されるため、走行時に連れ廻りする部材が少なくなり、動力損失（モータ負荷）が低減されて優れた燃費が得られる。
第３発明は、第１断続装置と第２断続装置との間の動力伝達経路に変速機が配設されている場合で、第１ＥＶモード時に第１断続装置が遮断されることによりその変速機がエンジンから切り離されるため、第１電動機によりエンジンをクランキングする際のイナーシャが大幅に低減されてエンジンの始動性が向上し、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が大幅に向上する。
第４発明は、第２断続装置が、所定の変速比で動力伝達する動力伝達状態とその動力伝達を遮断する遮断状態とに切り換えることができる変速機の場合で、この場合も、第１ＥＶモード時に第１断続装置が遮断されることによりその変速機がエンジンから切り離されるため、第１電動機によりエンジンをクランキングする際のイナーシャが大幅に低減されてエンジンの始動性が向上し、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が大幅に向上する。
本発明の一実施例である車両用ハイブリッド駆動装置の概略構成図で、モータ走行とエンジン走行とを切り換える制御系統を併せて示した図である。 図１の前後進切換装置の一例を示す骨子図である。 エンジン走行とモータ走行とを切り換える駆動力源切換制御で用いられる駆動力源マップの一例を示す図である。 モータ走行時およびエンジン走行時における前進クラッチおよび発進クラッチの締結解放状態を説明する図である。 図１のモータ走行切換手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図１のモータ走行切換手段の別の例を説明するフローチャートである。 図１のモータ走行切換手段の更に別の例を説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の別の例を示す概略構成図である。 図８の車両用ハイブリッド駆動装置のモータ走行時およびエンジン走行時における発進クラッチおよび前進クラッチの締結解放状態を説明する図である。 図１の実施例のシフトパターンの一例を示す図である。 図１０のシフトパターンを有する場合に、シーケンシャルモードが選択されたか否かによって応答性狙い走行と燃費狙い走行とを切り換える例を説明するフローチャートである。
前記エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関などで、前記第１電動機および第２電動機は、電気エネルギーで動力を発生する電動モータや、電動モータおよび発電機として用いることができるモータジェネレータなどである。第１電動機は、エンジンと同軸に配設されてクランク軸等に一体的に連結されても良いが、遊星歯車装置等の合成分配機構等を介してエンジンに接続することもできるし、減速或いは増速する変速機を介してエンジンに接続することもできるなど、種々の態様が可能である。第２電動機は、例えば第２断続装置と駆動輪との間の動力伝達経路に連結されるが、エンジンや第１電動機、第１断続装置、第２断続装置が設けられた駆動輪とは異なる駆動輪を回転駆動するように設けられても良い。
第１断続装置および第２断続装置は、単なるクラッチであっても良いが、クラッチやブレーキを有する前後進切換装置や、変速比が異なる複数の変速段を有するとともに動力伝達を遮断する遮断状態（ニュートラル）とすることができる遊星歯車式或いは平行軸式等の有段変速機などでも良い。クラッチやブレーキとしては、油圧式の摩擦係合装置が好適に用いられる。
請求項１に記載のモータ走行は、エンジンを停止して第２電動機のみを走行用の駆動力源として用いて走行するものであるが、第１電動機および第２電動機を走行用の駆動力源として用いて走行したり、第１電動機がモータジェネレータの場合、エンジンにより第１電動機を回転駆動して発電させながら第２電動機で走行したりするなど、別のモータ走行が可能であっても良い。エンジン走行は、少なくともエンジンを走行用の駆動力源として用いて走行するもので、必要に応じて第１電動機や第２電動機を走行用駆動力源としてアシスト的に用いることもできる。第１電動機や第２電動機としてモータジェネレータが用いられる場合、それ等を発電機として用いて回生制御により発電させながらエンジンで走行することもできるなど、種々の態様が可能である。
第１ＥＶモードおよび第２ＥＶモードは、例えば動力性能重視のパワーモードと燃費重視のエコモードとを運転者が任意に選択できるモード選択スイッチを有する場合、そのモード選択スイッチによりパワーモードが選択された場合は第１ＥＶモードとし、エコモードが選択された場合は第２ＥＶモードとすれば良い。モード選択スイッチだけでなく、運転者のアクセル操作やブレーキ操作等の運転操作から動力性能重視か否かの運転嗜好を判断し、動力性能重視の場合は第１ＥＶモードにするようにしても良い。また、蓄電装置（バッテリー）のＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下まで少なくなった場合に第２ＥＶモードとし、更に低下してエンジンを始動する可能性が高くなる所定値ＳＯＣ２よりも少なくなったら第１ＥＶモードに切り換えるようにしても良い。また、アクセル操作に対して第２電動機により十分なトルクを発生することができる低速の車速Ｖ１以下では第２ＥＶモードで、車速Ｖ１を超えたら、すなわち第２電動機だけでは十分にトルク対応できないような車速になったら、エンジンを速やかに始動できるように第１ＥＶモードに切り換えるようにしても良い。この他、ナビ情報等に基づいて第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとを使い分けることもできるし、上記の切換条件を組み合わせて実施することもできるなど、種々の態様が可能である。
第２発明の第２ＥＶモードは、第１断続装置が接続されるとともに第２断続装置が遮断されるが、第１発明の実施に際しては、例えばエンジン走行へ切り換える可能性が低い場合等に第１断続装置および第２断続装置を何れも遮断することも可能である。
第３発明の変速機は、遊星歯車式や平行軸式等の有段変速機であっても良いし、ベルト式等の無段変速機であっても良く、このような変速機が配設されることにより、第１断続装置を接続した状態でのエンジン始動性が特に問題になる。第１発明、第２発明の実施に際しては、このような変速機は必ずしも必要でないが、第１断続装置が接続されることによりエンジン始動時のイナーシャが大きくなって始動性が損なわれる点は同じである。
また、本発明の好適な実施態様は、運転者によって操作される選択操作手段が操作されることにより、駆動力応答性等の動力性能を重視した走行が要求されているか否かを判断する判断手段を有し、動力性能を重視した走行が要求されていると判断した場合には、第１断続装置を遮断するとともに第２断続装置を接続する第１ＥＶモードに切り換えるように構成される。上記選択操作手段は、手動操作で自動変速機の変速比（変速段や変速レンジを含む）を変更することができるスポーツモードを選択するスポーツモード選択手段や、自動変速機の変速マップのパワーパターンを選択するパワーパターン選択手段などで、そのスポーツモードが選択された場合やパワーパターンが選択された場合には、動力性能を重視した走行が要求されていると判断することができる。動力性能重視のパワーモードと燃費重視のエコモードとを運転者が任意に選択できる前記モード選択スイッチは、パワーパターン選択手段に相当する。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である車両用ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図で、エンジン１２と、エンジン１２のクランク軸１４に連結された第１モータジェネレータＭＧ１と、中間軸１６を介して第１モータジェネレータＭＧ１に連結されるとともに入力軸１８を介して変速機２０に連結された前後進切換装置２２と、変速機２０の出力軸２４と第１歯車２５との間に設けられて動力伝達を接続遮断する発進クラッチ２６と、第１歯車２５と噛み合う第２歯車２８が設けられたカウンタシャフト３０と、カウンタシャフト３０に連結された第２モータジェネレータＭＧ２と、カウンタシャフト３０に設けられた第３歯車３２と、その第３歯車３２と噛み合う第４歯車３４が設けられた差動歯車装置３６と、差動歯車装置３６に左右の車軸３８Ｌ、３８Ｒを介して連結された左右の前駆動輪４０Ｌ、４０Ｒとを備えている。エンジン１２は、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関にて構成されており、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２はそれぞれ電動モータおよび発電機として用いることができる。第１モータジェネレータＭＧ１は第１電動機に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２は第２電動機に相当する。
上記前後進切換装置２２は第１断続装置に相当するもので、例えば図２に示すように、ダブルピニオン型の遊星歯車装置４２、前進クラッチＣ１、および後進ブレーキＢ１を備えて構成される。具体的には、遊星歯車装置４２のサンギヤは前記中間軸１６に連結され、キャリアは入力軸１８に連結されるとともに前進クラッチＣ１を介して中間軸１６に選択的に連結されるようになっており、リングギヤは後進ブレーキＢ１を介して選択的に回転不能に固定される。そして、前進クラッチＣ１および後進ブレーキＢ１が共に解放されると、中間軸１６と入力軸１８との間の動力伝達が遮断され、前進クラッチＣ１が締結されるとともに後進ブレーキＢ１が解放されると、中間軸１６の回転をそのまま入力軸１８に伝達する前進駆動状態となり、前進クラッチＣ１が解放されるとともに後進ブレーキＢ１が締結されると、中間軸１６の回転を逆転させて入力軸１８に伝達する後進駆動状態となる。前進クラッチＣ１や後進ブレーキＢ１は、例えば油圧式の摩擦係合装置によって構成される。なお、シングルピニオン型の遊星歯車装置を用いて構成することもできるなど種々の態様が可能である。
変速機２０は、本実施例ではベルト式無段変速機が用いられており、入力側プーリおよび出力側プーリを備えている。入力側プーリは、前記エンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、および前後進切換装置２２と同心に配設されており、出力側プーリは、前記発進クラッチ２６および第１歯車２５と同心に配設されている。発進クラッチ２６は油圧式の摩擦係合装置で、出力軸２４と第１歯車２５との間の動力伝達を接続遮断する第２断続装置に相当する。
以上のように構成された車両用ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン１２を停止するとともに第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動力源として用いて走行するモータ走行、およびエンジン１２を駆動力源として用いて走行するエンジン走行が可能で、それ等のモータ走行およびエンジン走行に関する制御を行う走行制御装置５０を備えている。走行制御装置５０はマイクロコンピュータを備えて構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うもので、アクセル操作量センサ５２、車速センサ５４、モード選択スイッチ５６、およびＳＯＣセンサ５８からそれぞれアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量θacc 、車速Ｖ、選択モード、および第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の電源である図示しない蓄電装置のＳＯＣ（蓄電残量）を表す信号が供給される。モード選択スイッチ５６は、インストルメントパネルやステアリングホイール等に設けられて走行性能重視のパワーモードか燃費重視のエコモードかを運転者が選択するスイッチであり、パワーモードおよびエコモードの何れかが択一的に選択される。前記変速機２０は、パワーモードかエコモードかにより予め定められた異なる変速条件、例えば車速Ｖに対する目標入力回転速度が比較的高回転（ローギヤ側）に維持されるようにするパワーパターンまたは車速Ｖに対する目標入力回転速度が比較的低回転（ハイギヤ側）となるようにするエコパターンに従って変速制御が行われる。モード選択スイッチ５６はパターン選択手段（選択操作手段）に相当する。また、ＳＯＣは、例えば蓄電装置の充電量および放電量を逐次計算することによって求められる。
走行制御装置５０は、機能的にモータ走行手段６０、エンジン走行手段７０、およびモータ／エンジン切換手段７２を備えている。モータ走行手段６０は、エンジン１２を停止するとともに第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動力源として用いて走行するモータ走行を実行するもので、エンジン走行手段７０は、エンジン１２を駆動力源として用いて走行するエンジン走行を実行するものであり、モータ／エンジン切換手段７２は、例えば図３に示す駆動力源マップに従ってモータ走行とエンジン走行とを切り換えるものである。図３の要求出力トルクＴＯＵＴは、前記アクセル操作量θacc 等に基づいて求められ、駆動力源マップは、実線Ａよりも低車速側、低要求出力トルク側がモータ走行領域とされ、前記モータ走行手段６０によってモータ走行が実行される。また、実線Ａよりも高車速側、高要求出力トルク側がエンジン走行領域とされ、前記エンジン走行手段７０によりエンジン走行が実行される。このエンジン走行では、必要に応じて第２モータジェネレータＭＧ２によりアシストトルクを発生させたり、第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御して蓄電装置を充電し或いは第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給したりする。
図４に示すように、上記エンジン走行時には前記前後進切換装置２２の前進クラッチＣ１および発進クラッチ２６が共に締結されるが、モータ走行時には、前進クラッチＣ１を締結するとともに発進クラッチ２６を解放する燃費狙い走行、および前進クラッチＣ１を解放するとともに発進クラッチ２６を締結する応答性狙い走行の２種類のモータ走行を択一的に実行する。前記モータ走行手段６０は、図１に示すように燃費狙い走行手段６２、応答性狙い走行手段６４、およびモータ走行切換手段６６を機能的に備えており、燃費狙い走行手段６２は、前進クラッチＣ１を締結するとともに発進クラッチ２６を解放して第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動力源として用いて走行する燃費狙い走行を実行する。すなわち、第２モータジェネレータＭＧ２に近い発進クラッチ２６が解放されることにより変速機２０が切り離されて、モータ走行時に連れ廻りする部材が最少となり、動力損失（モータ負荷）が低減されてそれだけ燃費が向上する。そして、この燃費狙いのモータ走行からエンジン走行に切り換える場合、前進クラッチＣ１が締結されていることから第１モータジェネレータＭＧ１によってエンジン１２をクランキングする際に、変速機２０の入力側プーリや出力側プーリも一緒に回転駆動され、イナーシャが大きくなって始動性が悪くなるが、エンジン始動後は発進クラッチ２６を締結するだけで良いため、その締結制御（油圧制御）を容易且つ迅速に行うことができる。上記前進クラッチＣ１の締結は第１断続装置の接続を意味し、発進クラッチ２６の解放は第２断続装置の遮断を意味する。この燃費狙い走行は第２ＥＶモードに相当する。
また、応答性狙い走行手段６４は、前進クラッチＣ１を解放するとともに発進クラッチ２６を締結して第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動力源として用いて走行する応答性狙い走行を実行する。すなわち、エンジン１２に近い前後進切換装置２２の前進クラッチＣ１が解放されることにより、変速機２０がエンジン１２から切り離されるため、第１モータジェネレータＭＧ１によってエンジン１２をクランキングする際のイナーシャが小さくなり、モータ走行からエンジン走行へ切り換える際のエンジン１２の始動性が向上して速やかに始動できる。また、発進クラッチ２６はモータ走行時から既に締結されているため、前進クラッチＣ１のみを締結するだけで良く、その締結制御（油圧制御）を容易且つ迅速に行うことができる。これにより、アクセル操作等によりモータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が向上し、エンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるようになる。この場合は、モータ走行中から発進クラッチ２６が締結されているため、変速機２０の出力側プーリや入力側プーリが連れ廻りさせられ、それだけ動力損失が大きくなって燃費が悪くなる。上記前進クラッチＣ１の解放は第１断続装置の遮断を意味し、発進クラッチ２６の締結は第２断続装置の接続を意味する。この応答性狙い走行は第１ＥＶモードに相当する。
前記モータ走行切換手段６６は、本実施例では図５に示すフローチャートに従って信号処理を実行し、モード選択スイッチ５６で選択されたモードに応じて燃費狙い走行と応答性狙い走行とを切り換えて使い分けるようになっている。図５のステップＳ２がモータ走行切換手段６６に相当し、ステップＳ３は応答性狙い走行手段６４に相当し、ステップＳ４は燃費狙い走行手段６２に相当する。
図５のフローチャートは、車両を前進走行させるＤレンジ等の前進走行レンジが選択されている場合に実行され、ステップＳ１では、前記モータ／エンジン切換手段７２によりモータ走行に設定されているか否かを判断する。モータ走行の場合はステップＳ２を実行し、モード選択スイッチ５６による選択モードがパワーモードか否かを判断する。そして、パワーモードが選択されている場合は、動力性能を重視した走行が要求されていると判断してステップＳ３を実行し、前進クラッチＣ１を解放するとともに発進クラッチ２６を締結することにより、応答性狙いのモータ走行を実行する。また、エコモードが選択されている場合はステップＳ４を実行し、前進クラッチＣ１を締結するとともに発進クラッチ２６を解放することにより、燃費狙いのモータ走行を実行する。上記ステップＳ２を実行するモータ走行切換手段６６は、モード選択スイッチ５６により動力性能を重視した走行が要求されているか否かを判断する判断手段に相当し、この場合はパワーモードが選択されている場合に動力性能を重視した走行が要求されていると判断する。
このように、本実施例の車両用ハイブリッド駆動装置１０によれば、モード選択スイッチ５６によりパワーモードが選択されている場合には、応答性狙い走行手段６４により前進クラッチＣ１が解放されるとともに発進クラッチ２６が締結されて応答性狙いのモータ走行が実行され、エンジン１２と変速機２０とが切り離されているため、モータ走行からエンジン１２を始動してエンジン走行へ移行する際に、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１２をクランキングすることにより速やかにエンジン１２を始動できるとともに、エンジン始動後は前進クラッチＣ１を締結するだけで良いため、その締結制御を容易且つ迅速に行うことができる。これにより、アクセル操作等によりモータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が向上し、エンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるようになり、運転者がアクセル操作に対して高い駆動力応答性を望んでいるパワーモードに対する満足感を向上させることができる。
また、本実施例では、前進クラッチＣ１が解放されるとともに発進クラッチ２６が締結される応答性狙い走行と、前進クラッチＣ１が締結されるとともに発進クラッチ２６が解放される燃費狙い走行との２種類のモータ走行が可能で、運転者がパワーモードを選択した場合は応答性狙いのモータ走行が実行され、エコモードを選択した場合は燃費狙いのモータ走行が実行されるため、パワーモードが選択された場合にモータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性を改善しつつ、エコモードが選択されている場合は燃費狙いモータ走行が実行されることにより、燃費の悪化が必要最小限に抑制される。
また、本実施例は、前後進切換装置２２と発進クラッチ２６との間の動力伝達経路に変速機２０が配設されている場合で、モータ走行時に前後進切換装置２２の前進クラッチＣ１が解放されることにより、その変速機２０がエンジン１２から切り離されるため、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１２をクランキングする際のイナーシャが大幅に低減されてエンジン１２の始動性が向上し、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が大幅に向上する。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図６は、前記モータ走行切換手段６６による信号処理の別の例を示す図で、前記図５の代わりに実行されるフローチャートであり、蓄電装置のＳＯＣに応じて燃費狙い走行と応答性狙い走行とを使い分ける場合である。図６のステップＲ２およびＲ３がモータ走行切換手段６６に相当し、ステップＲ５は燃費狙い走行手段６２に相当し、ステップＲ６は応答性狙い走行手段６４に相当する。
図６のフローチャートは、前進走行レンジが選択されている場合に実行され、ステップＲ１では、前記モータ／エンジン切換手段７２によりモータ走行に設定されているか否かを判断する。モータ走行の場合はステップＲ２を実行し、ＳＯＣセンサ５８によって検出されるＳＯＣが予め定められた第１設定値ＳＯＣ１よりも大きいか否かを判断する。第１設定値ＳＯＣ１は、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の作動に関して蓄電装置のＳＯＣが少なくなり、燃費を節約することが望まれる上限値である。したがって、ＳＯＣ＞ＳＯＣ１であれば、ＳＯＣが十分に残っていて特に燃費を節約する必要も無いため、続いてステップＲ４を実行し、モータ走行に関して特に規定することなく一連の信号処理を終了する。すなわち、燃費狙い走行か応答性狙い走行かをＳＯＣに基づいて定める必要はなく、例えば前記モード選択スイッチ５６による選択モードがパワーモードか否か、等の他の条件に応じて燃費狙い走行か応答性狙い走行かが定められる。
ステップＲ２の判断がＮＯ（否定）の場合はステップＲ３を実行し、ＳＯＣが予め定められた第２設定値ＳＯＣ２以上か否か、言い換えればＳＯＣ１≧ＳＯＣ≧ＳＯＣ２の範囲内か否かを判断する。第２設定値ＳＯＣ２は、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の作動に関して蓄電装置のＳＯＣが残り少なくなり、エンジン１２を始動してエンジン走行に切り換えたり蓄電装置を充電したりする可能性が高くなる値である。そして、ステップＲ３の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちＳＯＣ１≧ＳＯＣ≧ＳＯＣ２の場合にはステップＲ５を実行し、前進クラッチＣ１を締結するとともに発進クラッチ２６を解放することにより、燃費狙いのモータ走行を実行する。これにより、燃費（蓄電装置の消費量）を節減してモータ走行の走行距離を延ばすことができる。また、ステップＲ３の判断がＮＯの場合、すなわちＳＯＣ２＞ＳＯＣの場合にはステップＲ６を実行し、前進クラッチＣ１を解放するとともに発進クラッチ２６を締結することにより、応答性狙いのモータ走行を実行する。これにより、エンジン１２を始動する際の応答性が向上し、モータ走行からエンジン走行へ速やかに切り換えることができる。
このように、本実施例においても、蓄電装置のＳＯＣが第２設定値ＳＯＣ２よりも少なくなってモータ走行からエンジン走行へ切り換えられる可能性が高くなった場合には、応答性狙い走行手段６４により前進クラッチＣ１が解放されるとともに発進クラッチ２６が締結されて応答性狙いのモータ走行が実行され、エンジン１２と変速機２０とが切り離されるため、モータ走行からエンジン１２を始動してエンジン走行へ移行する際に、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１２をクランキングすることにより速やかにエンジン１２を始動できるとともに、エンジン始動後は前進クラッチＣ１を締結するだけで良いため、その締結制御を容易且つ迅速に行うことができる。これにより、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が向上し、エンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるようになる。
また、前進クラッチＣ１が解放されるとともに発進クラッチ２６が締結される応答性狙いと、前進クラッチＣ１が締結されるとともに発進クラッチ２６が解放される燃費狙いとの２種類のモータ走行が可能で、蓄電装置のＳＯＣが第２設定値ＳＯＣ２よりも少なくなると応答性狙いのモータ走行が実行されるが、ＳＯＣが比較的少ないＳＯＣ１≧ＳＯＣ≧ＳＯＣ２の範囲内の時には燃費狙いのモータ走行が実行されるため、エンジン走行へ移行する可能性が高いＳＯＣ２＞ＳＯＣの時のエンジン始動の応答性を改善しつつ、燃費の悪化が抑制される。
なお、この実施例２を前記実施例１と組み合わせて実行することも可能である。
図７は、前記モータ走行切換手段６６による信号処理の更に別の例を示す図で、前記図５の代わりに実行されるフローチャートであり、車速Ｖに応じて燃費狙い走行と応答性狙い走行とを切り換える場合である。図７のステップＱ２がモータ走行切換手段６６に相当し、ステップＱ３は燃費狙い走行手段６２に相当し、ステップＱ４は応答性狙い走行手段６４に相当する。
図７のフローチャートは、前進走行レンジが選択されている場合に実行され、ステップＱ１では、前記モータ／エンジン切換手段７２によりモータ走行（前進）に設定されているか否かを判断する。モータ走行の場合はステップＱ２を実行し、車速センサ５４によって検出される車速Ｖが予め定められた設定値Ｖ１以下か否かを判断する。設定値Ｖ１は、前記図３に示すように第２モータジェネレータＭＧ２によって大きなトルクが得られ、運転者のアクセル操作に対して第２モータジェネレータＭＧ２のみでトルク対応することが可能で、直ちにエンジン走行に切り換えられる可能性が低い上限車速である。そして、Ｖ≦Ｖ１であれば、続いてステップＱ３を実行し、前進クラッチＣ１を締結するとともに発進クラッチ２６を解放することにより、燃費狙いのモータ走行を実行する。また、ステップＱ２の判断がＮＯの場合、すなわちＶ１＜Ｖの場合にはステップＱ４を実行し、前進クラッチＣ１を解放するとともに発進クラッチ２６を締結することにより、応答性狙いのモータ走行を実行する。これにより、エンジン１２を始動する際の応答性が向上し、モータ走行からエンジン走行へ速やかに切り換えることができる。
このように、本実施例においても、車速Ｖが設定値Ｖ１を超えてモータ走行からエンジン走行へ切り換えられる可能性が高くなった場合には、応答性狙い走行手段６４により前進クラッチＣ１が解放されるとともに発進クラッチ２６が締結されて応答性狙いのモータ走行が実行され、エンジン１２と変速機２０とが切り離されるため、モータ走行からエンジン１２を始動してエンジン走行へ移行する際に、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１２をクランキングすることにより速やかにエンジン１２を始動できるとともに、エンジン始動後は前進クラッチＣ１を締結するだけで良いため、その締結制御を容易且つ迅速に行うことができる。これにより、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が向上し、エンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるようになる。
また、前進クラッチＣ１が解放されるとともに発進クラッチ２６が締結される応答性狙いと、前進クラッチＣ１が締結されるとともに発進クラッチ２６が解放される燃費狙いとの２種類のモータ走行が可能で、車速Ｖが設定値Ｖ１を超えると応答性狙いのモータ走行が実行されるが、エンジン走行へ切り換えられる可能性が低い設定値Ｖ１以下の低車速では燃費狙いのモータ走行が実行されるため、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性を改善しつつ、燃費の悪化を抑制できる。
なお、この実施例では、ステップＱ３の燃費狙い走行時にエンジン走行へ切り換えられる可能性は殆ど無いため、前進クラッチＣ１および発進クラッチ２６を何れも解放するようにしても良い。その場合は、車速Ｖが設定値Ｖ１を超えてステップＱ４の応答性狙い走行へ切り換える際に、発進クラッチ２６を締結するだけで良く、切換制御が容易になる。
また、この実施例３を前記実施例１および／または実施例２と組み合わせて実行することも可能である。
図８は、本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の別の例を示す概略構成図である。この車両用ハイブリッド駆動装置１００は、前記エンジン１２が、クランク軸１４にベルト等を介して連結されたスタータモータ１０２によってクランキングされるようになっているとともに、複数のクラッチやブレーキの締結解放状態に応じて複数の変速段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機１０４を備えており、その自動変速機１０４の入力軸１０６とクランク軸１４との間に動力伝達を接続遮断する発進クラッチ１０８が設けられている。スタータモータ１０２は第１電動機に相当し、発電機としての機能も有するモータジェネレータにて構成されている。自動変速機１０４は、車両の前進走行時において所定の前進クラッチ１０５が解放されることにより、動力伝達を遮断するニュートラルを成立させることができ、その前進クラッチ１０５が締結されることにより所定の変速比で動力伝達が行われる。この実施例では発進クラッチ１０８が第１断続装置に相当し、自動変速機１０４が第２断続装置に相当する。そして、自動変速機１０４の出力軸１１０に前記第１歯車２５が設けられ、前駆動輪４０Ｌ、４０Ｒに駆動力が伝達される。なお、前記第２モータジェネレータＭＧ２は備えていない。
一方、この車両用ハイブリッド駆動装置１００は、後輪駆動装置１２０を備えており、リヤ用モータジェネレータＲＭＧによって第５歯車１２２および第６歯車１２４を介して差動歯車装置１２６を回転駆動することにより、左右の車軸１２８Ｌ、１２８Ｒを介して左右の後駆動輪１３０Ｌ、１３０Ｒが回転駆動される。リヤ用モータジェネレータＲＭＧは第２電動機に相当する。
この車両用ハイブリッド駆動装置１００も、前記実施例の車両用ハイブリッド駆動装置１０と同様に走行制御装置５０を備えており、モータ走行手段６０は、エンジン１２を停止するとともにリヤ用モータジェネレータＲＭＧのみを駆動力源として用いて後駆動輪１３０Ｌ、１３０Ｒを回転駆動して走行するモータ走行を実行する。エンジン走行手段６２は、エンジン１２を駆動力源として用いて前駆動輪４０Ｌ、４０Ｒを回転駆動して走行するエンジン走行を実行する。このエンジン走行では、必要に応じてリヤ用モータジェネレータＲＭＧにより後駆動輪１３０Ｌ、１３０Ｒを回転駆動することにより、４輪駆動状態で走行することができる。また、モータ／エンジン切換手段７２は、前記実施例と同様に例えば図３に示す駆動力源マップに従ってモータ走行とエンジン走行とを切り換える。
一方、図９に示すように、エンジン走行時には発進クラッチ１０８および自動変速機１０４の前進クラッチ１０５が共に締結されるが、モータ走行時には、発進クラッチ１０８を締結するとともに前進クラッチ１０５を解放する燃費狙い走行、および発進クラッチ１０８を解放するとともに前進クラッチ１０５を締結する応答性狙い走行の２種類のモータ走行を択一的に実行する。すなわち、燃費狙い走行手段６２は、発進クラッチ１０８を締結するとともに前進クラッチ１０５を解放した状態で、リヤ用モータジェネレータＲＭＧのみを駆動力源として用いて後輪駆動走行する燃費狙い走行を実行する。前駆動輪４０Ｌ、４０Ｒに近い自動変速機１０４の前進クラッチ１０５が解放されることにより、モータ走行時に連れ廻りする部材が最少となり、動力損失が低減されてそれだけ燃費が向上する。そして、この燃費狙いのモータ走行からエンジン走行に切り換える場合、発進クラッチ１０８が締結されていることからスタータモータ１０２によってエンジン１２をクランキングする際に、自動変速機１０４の一部も一緒に回転駆動され、イナーシャが大きくなって始動性が悪くなるが、エンジン始動後は前進クラッチ１０５を締結するだけで良いため、その締結制御（油圧制御）を容易且つ迅速に行うことができる。上記発進クラッチ１０８の締結は第１断続装置の接続を意味し、前進クラッチ１０５の解放は第２断続装置の遮断を意味する。
また、応答性狙い走行手段６４は、発進クラッチ１０８を解放するとともに前進クラッチ１０５を締結した状態で、リヤ用モータジェネレータＲＭＧのみを駆動力源として用いて後輪駆動走行する応答性狙い走行を実行する。エンジン１２に近い発進クラッチ１０８が解放されて自動変速機１０４がエンジン１２から切り離されることにより、スタータモータ１０２によってエンジン１２をクランキングする際のイナーシャが小さくなるため、モータ走行からエンジン走行へ切り換える際のエンジン１２の始動性が向上して速やかに始動できる。また、前進クラッチ１０５はモータ走行時から既に締結されているため、発進クラッチ１０８のみを締結するだけで良く、その締結制御（油圧制御）を容易且つ迅速に行うことができる。これにより、アクセル操作等によりモータ走行からエンジン走行へ移行する際の応答性が向上し、エンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるようになる。この場合は、モータ走行中から前進クラッチ１０５が締結されているため、自動変速機１０４が連れ廻りさせられ、それだけ動力損失が大きくなって燃費が悪くなる。上記発進クラッチ１０８の解放は第１断続装置の遮断を意味し、前進クラッチ１０５の締結は第２断続装置の接続を意味する。
そして、前記モータ走行切換手段６６は、例えばモード選択スイッチ５６による選択モードや、蓄電装置のＳＯＣ、或いは車速Ｖに基づいて、前記実施例１〜３と同様に燃費狙い走行および応答性狙い走行を使い分けるように構成される。これにより、前記実施例１〜３と同様の作用効果が得られる。
図１０は、前記図１の実施例のシフトパターンを８２を示す図で、運転席の近傍等に配設されるシフトレバー８０は、５つのレバーポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、または「Ｓ」へ手動操作されるようになっている。「Ｐ」ポジションは、前後進切換装置２２の前進クラッチＣ１および後進ブレーキＢ１を共に解放して動力伝達を遮断するニュートラル状態（中立状態）とし、且つメカニカルパーキング機構によって機械的にカウンタシャフト３０の回転を阻止（ロック）する駐車ポジション（位置）であり、「Ｒ」ポジションは後進走行するために前後進切換装置２２の後進ブレーキＢ１を締結する後進走行ポジション（位置）であり、「Ｎ」ポジションは前後進切換装置２２の前進クラッチＣ１および後進ブレーキＢ１を共に解放して動力伝達を遮断するニュートラル状態とする中立ポジション（位置）であり、「Ｄ」ポジションは前進走行するために前後進切換装置２２の前進クラッチＣ１を締結する前進走行ポジション（位置）である。この前進走行ポジションでは、変速機２０の変速比（目標入力回転速度など）がアクセル操作量θacc や車速Ｖ等に応じて予め定められた変速条件に従って自動的に連続的に変更される。
また、「Ｓ」ポジションは、シフトレバー８０の手動操作に従って変速比を段階的に変化させるシーケンシャルモードを成立させる前進走行ポジションで、その「Ｓ」ポジションの前後には、シフトレバー８０の操作毎に変速比をアップ側にシフトさせるためのアップシフト位置「＋」、およびシフトレバー８０の操作毎に変速比をダウン側にシフトさせるためのダウンシフト位置「−」が設けられている。アップシフト位置「＋」およびダウンシフト位置「−」は何れも不安定で、シフトレバー８０はスプリング等の付勢手段により自動的に「Ｓ」ポジションへ戻されるようになっており、アップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」への操作回数或いは保持時間などに応じて変速比が変更される。上記シーケンシャルモードは、手動操作で変速比を切り換えることができるスポーツモードに相当し、シフトレバー８０はスポーツモード選択手段（選択操作手段）に相当する。
このようなシーケンシャルモードを選択できる場合、前記モータ走行切換手段６６は、図１１に示すようにシーケンシャルモードが選択されたか否かによって応答性狙い走行と燃費狙い走行とを切り換えるようにしても良い。図１１のフローチャートは、前記図５の代わりに用いられるもので、ステップＳ２−１でシーケンシャルモードが選択されているか否か、具体的にはシフトレバー８０が「Ｓ」ポジションへ操作されているか否かを判断する点が相違する。そして、シーケンシャルモードが選択されている場合は、動力性能を重視した走行が要求されていると判断してステップＳ３を実行し、前進クラッチＣ１を解放するとともに発進クラッチ２６を締結することにより、応答性狙いのモータ走行を実行する。また、シーケンシャルモードが選択されていない場合、すなわちシフトレバー８０が通常の「Ｄ」ポジションへ操作されている場合はステップＳ４を実行し、前進クラッチＣ１を締結するとともに発進クラッチ２６を解放することにより、燃費狙いのモータ走行を実行する。上記ステップＳ２−１を実行するモータ走行切換手段６６は、シフトレバー８０により動力性能を重視した走行が要求されているか否かを判断する判断手段に相当し、この場合はシーケンシャルモードが選択されている場合に動力性能を重視した走行が要求されていると判断する。
本実施例においても、前記実施例１と同様の作用効果が得られる。
なお、この実施例５を実施例１〜３の何れか或いは全部と組み合わせて実行することも可能である。また、図８に示す車両用ハイブリッド駆動装置１００に適用することも可能である。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０、１００：車両用ハイブリッド駆動装置 １２：エンジン ２０：変速機 ２２：前後進切換装置（第１断続装置） ２６：発進クラッチ（第２断続装置） ５０：走行制御装置 ６２：燃費狙い走行手段（第２ＥＶモード） ６４：応答性狙い走行手段（第１ＥＶモード） ６６：モータ走行切換手段 １０２：スタータモータ（第１電動機） １０４：自動変速機（第２断続装置） １０８：発進クラッチ（第１断続装置） ＭＧ１：第１モータジェネレータ（第１電動機） ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第２電動機） ＲＭＧ：リヤ用モータジェネレータ（第２電動機）

Claims (4)

  1. エンジンと、
    該エンジンに接続された第１電動機と、
    前記エンジンおよび前記第１電動機と駆動輪との間の動力伝達を接続遮断する第１断続装置と、
    該第１断続装置と前記駆動輪との間の動力伝達を接続遮断する第２断続装置と、
    前記エンジンの停止時でも車両を走行させることができる第２電動機と、
    を有し、前記エンジンを停止するとともに前記第２電動機を作動させて走行するモータ走行、および該エンジンを始動して走行するエンジン走行が可能な車両用ハイブリッド駆動装置において、
    前記モータ走行時に、前記第１断続装置が遮断されるとともに前記第２断続装置が接続される第１ＥＶモードとする応答性狙い走行手段と、
    前記モータ走行時に、少なくとも前記第２断続装置が遮断される第２ＥＶモードとする燃費狙い走行手段と、
    前記応答性狙い走行手段による前記第１ＥＶモードと前記燃費狙い走行手段による前記第２ＥＶモードとを予め定められた切換条件に従って切り換えるモータ走行切換手段と、
    を有することを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
  2. 前記第２ＥＶモードでは、前記第１断続装置が接続されるとともに前記第２断続装置が遮断される
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
  3. 前記第１断続装置と前記第２断続装置との間の動力伝達経路には変速機が配設されている
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
  4. 前記第２断続装置は、所定の変速比で動力伝達する動力伝達状態と該動力伝達を遮断する遮断状態とに切り換えることができる変速機である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
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