特許 6770386 ハイブリッド車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6770386

(24)【登録日】2020年9月29日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/02 20060101AFI20201005BHJP

   B60K 6/543 20071001ALI20201005BHJP

   B60K 6/52 20071001ALI20201005BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20201005BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20201005BHJP

   B60K 17/04 20060101ALI20201005BHJP

   B60L 50/10 20190101ALI20201005BHJP

   B60W 10/04 20060101ALI20201005BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/02 900

   B60K6/543

   B60K6/52

   B60K6/48

   B60W20/00

   B60K17/04 G

   B60L50/10

   B60W10/00 102

   B60W10/02

   B60W10/08

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-187307(P2016-187307)

(22)【出願日】2016年9月26日

(65)【公開番号】特開2018-52168(P2018-52168A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年6月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 尊史

(72)【発明者】

【氏名】高柳 良太

(72)【発明者】

【氏名】青木 寛子

【審査官】 笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−００９６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３４２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７７８５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／０２

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５２

Ｂ６０Ｋ ６／５４３

Ｂ６０Ｋ １７／０４

Ｂ６０Ｌ ５０／１０

Ｂ６０Ｗ １０／０４

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータジェネレータをエンジンに連結するとともに、該モータジェネレータを変速機を介して駆動車軸に連結する締結状態と、該モータジェネレータを該エンジンから切断するとともに、該変速機を介した該モータジェネレータおよび該駆動車軸の連結を切断する開放状態とを切り替える第１クラッチと、
前記第１クラッチと並設され、前記モータジェネレータを前記変速機を介さずに前記駆動車軸に連結する締結状態と、該変速機を介さない該モータジェネレータおよび該駆動車軸の連結を切断する開放状態とを切り替える第２クラッチと、
前記第１クラッチおよび前記第２クラッチに対して共通する油圧系統を介して同時に油圧を供給することで、該第１クラッチおよび該第２クラッチの締結状態および開放状態を排他的に切り替える油圧機構と、
前記油圧機構による前記第１クラッチおよび前記第２クラッチに対する油圧の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記第１クラッチおよび前記第２クラッチの一方は、トルク伝達容量可変型の油圧多板クラッチで構成され、
前記第１クラッチおよび前記第２クラッチの他方は、前記モータジェネレータの軸方向に摺動可能な飛込ドグと、該飛込ドグが嵌合可能な待機ドグと、を備えるドグクラッチで構成されるハイブリッド車両。

【請求項2】

前記第１クラッチは、前記油圧多板クラッチで構成され、
前記第２クラッチは、前記ドグクラッチで構成される請求項１に記載のハイブリッド車両。

【請求項3】

前記飛込ドグを前記待機ドグ側へ付勢して、該飛込ドグと該待機ドグとを嵌合させる付勢部材をさらに備え、
前記油圧機構は、前記ドグクラッチに対して油圧を供給する際、前記付勢部材による付勢力とは逆方向に作用する該付勢力以上の油圧を前記飛込ドグに供給する請求項２に記載のハイブリッド車両。

【請求項4】

前記変速機は、
一対のプーリと、該一対のプーリに掛け渡された無端可撓部材とを備える無段変速機である請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンおよびモータジェネレータを用いて駆動輪を駆動するハイブリッド車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、駆動源としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載し、これらエンジンおよびモータジェネレータを用いて駆動輪を駆動するハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両としては、例えば特許文献１に記載のように、モータジェネレータと駆動輪とが主に無段変速機で構成される動力伝達経路を介して接続され、この動力伝達経路とエンジンとがクラッチを介して接続される。そして、クラッチを開放することでモータジェネレータのみで走行するＥＶ走行モードが実施される一方、クラッチを締結することで、モータジェネレータおよびエンジンで走行するＨＥＶモードが実施される。

【0003】

また、このようなハイブリッド車両では、シフトポジションをＤレンジに維持して停車した際に、クラッチを締結してモータジェネレータとエンジンとを接続し、エンジンから出力されるトルクをモータジェネレータへ入力することで、モータジェネレータの駆動源であるバッテリの回生充電を行うことも知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０７５５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１のハイブリッド車両では、モータジェネレータの接続先をエンジン側とすることで、上記したようなバッテリの回生充電が行われる。しかし、モータジェネレータを駆動輪に接続してＥＶ走行モードを実施する際、動力伝達経路を構成する無段変速機が連れ回ってしまい、スピンロスが増大してしまうといった問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、バッテリの回生充電とスピンロスの低減とを両立させることのできるハイブリッド車両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】

上記課題を解決するために、本発明のハイブリッド車両は、モータジェネレータをエンジンに連結するとともに、モータジェネレータを変速機を介して駆動車軸に連結する締結状態と、モータジェネレータをエンジンから切断するとともに、変速機を介したモータジェネレータおよび駆動車軸の連結を切断する開放状態とを切り替える第１クラッチと、第１クラッチと並設され、モータジェネレータを変速機を介さずに駆動車軸に連結する締結状態と、変速機を介さないモータジェネレータおよび駆動車軸の連結を切断する開放状態とを切り替える第２クラッチと、第１クラッチおよび第２クラッチに対して共通する油圧系統を介して同時に油圧を供給することで、第１クラッチおよび第２クラッチの締結状態および開放状態を排他的に切り替える油圧機構と、油圧機構による第１クラッチおよび第２クラッチに対する油圧の供給を制御する制御部と、を備える。

【0008】

また、第１クラッチは、油圧多板クラッチで構成され、第２クラッチは、ドグクラッチで構成されるとよい。

【0009】

また、飛込ドグを待機ドグ側へ付勢して、飛込ドグと待機ドグとを嵌合させる付勢部材をさらに備え、油圧機構は、ドグクラッチに対して油圧を供給する際、付勢部材による付勢力とは逆方向に作用する該付勢力以上の油圧を飛込ドグに供給するとよい。

【0010】

また、変速機は、一対のプーリと、一対のプーリに掛け渡された無端可撓部材とを備える無段変速機であるとよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、バッテリの回生充電とスピンロスの低減とを両立させることができるハイブリッド車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態におけるハイブリッド車両の概略構成を示す図である。

【図2】車両の制御系の構成を説明する図である。

【図3】Ｄレンジ充電モード、ＥＶ走行モード、およびエンジン走行モードにおける第１クラッチおよび第２クラッチの断接状態を説明する図である。

【図4】ＨＥＶＣＵによる車両のモード切替処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両１（以下、単に車両１と称する）の概略構成を示す図である。図１に示すように、車両１は、エンジン１０およびモータジェネレータ１１が設けられる。なお、車両１では、エンジン１０が主要動力源として用いられ、モータジェネレータ１１がエンジン１０の補助動力源として用いられる。

【0015】

エンジン１０は、内部を貫通するようにクランクシャフト１０ａが配置され、燃焼室における爆発圧力でピストンを往復動させてクランクシャフト１０ａを回転させる。エンジン１０のクランクシャフト１０ａには、トルクコンバータ１２、前後進切換機構１４を介して無段変速機１６が接続される。

【0016】

モータジェネレータ１１は、主に発電機として機能し、発電することにより得られた電力をバッテリ１１２（図２参照）に供給することで、バッテリ１１２を充電する。また、モータジェネレータ１１は、上記のようにエンジン１０の補助動力源としても機能する場合があり、この場合にはバッテリ１１２から供給される電力によって駆動する。

【0017】

トルクコンバータ１２は、クランクシャフト１０ａに接続されたフロントカバー１２ａと、フロントカバー１２ａに固定されたポンプインペラ１２ｂとを備える。また、トルクコンバータ１２は、フロントカバー１２ａ内において、ポンプインペラ１２ｂにタービンランナ１２ｃが対向配置されており、タービンランナ１２ｃにタービンシャフト１２ｄが接続される。さらに、トルクコンバータ１２は、ポンプインペラ１２ｂおよびタービンランナ１２ｃの間の内周側にステータ１２ｅが配置され、内部に作動流体が封入されている。

【0018】

トルクコンバータ１２は、ポンプインペラ１２ｂが回転することで作動流体が外周側に送出され、作動流体をタービンランナ１２ｃに送ることでタービンランナ１２ｃを回転させる。これにより、クランクシャフト１０ａからタービンランナ１２ｃに動力が伝達される。

【0019】

ステータ１２ｅは、タービンランナ１２ｃから送り出された作動流体の流動方向を変化させてポンプインペラ１２ｂに還流させ、ポンプインペラ１２ｂの回転を促進させる。そのため、トルクコンバータ１２は伝達トルクを増幅することができる。

【0020】

また、トルクコンバータ１２は、タービンシャフト１２ｄに固定されたクラッチプレート１２ｆがフロントカバー１２ａの内面に対向配置される。クラッチプレート１２ｆは、油圧によりフロントカバー１２ａに押し付けられることにより、クランクシャフト１０ａからタービンシャフト１２ｄに動力が伝達される。また、油圧を制御することでクラッチプレート１２ｆがフロントカバー１２ａに滑りながら当接することにより、クランクシャフト１０ａからタービンシャフト１２ｄへ伝達される動力を調整することができる。

【0021】

前後進切換機構１４は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構１４ａ、前進クラッチ１４ｂ、後退ブレーキ１４ｃを備える。第１シャフト１５は、前後進切換機構１４を介してタービンシャフト１２ｄと連動しており、前後進切換機構１４によって、タービンシャフト１２ｄから第１シャフト１５へ伝達される動力の回転方向を切り換える。

【0022】

例えば、前進クラッチ１４ｂを締結して後退ブレーキ１４ｃを解放すると、タービンシャフト１２ｄの回転が遊星歯車機構１４ａを介してそのまま第１シャフト１５に伝達される。一方、前進クラッチ１４ｂを解放して後退ブレーキ１４ｃを締結すると、タービンシャフト１２ｄの回転が遊星歯車機構１４ａを介して逆回転に切り換えられて第１シャフト１５に伝達される。

【0023】

無段変速機１６は、プライマリプーリ（プーリ）３０、セカンダリプーリ（プーリ）３２およびベルト（無端可撓部材）３４を含んで構成される。プライマリプーリ３０は、第１シャフト１５に設けられ、セカンダリプーリ３２は、第１シャフト１５に対して平行に配置された回転軸１８に設けられる。ベルト３４は、例えばリンクプレートをピンで連結したチェーンベルトで構成され、一対のプライマリプーリ３０とセカンダリプーリ３２との間に掛け渡され、プライマリプーリ３０とセカンダリプーリ３２との間で動力を伝達する。

【0024】

プライマリプーリ３０は、固定シーブ４０および可動シーブ４２を含んで構成される。固定シーブ４０および可動シーブ４２は、互いに第１シャフト１５の軸方向に対向して設けられる。また、固定シーブ４０および可動シーブ４２双方の対向面が、略円錐形状のコーン面４４となっており、このコーン面４４によってベルト３４が掛け渡される溝が形成される。

【0025】

同様に、セカンダリプーリ３２は、固定シーブ５０および可動シーブ５２を含んで構成される。固定シーブ５０および可動シーブ５２は、互いに回転軸１８の軸方向に対向して設けられる。また、固定シーブ５０および可動シーブ５２双方の対向面が、略円錐形状のコーン面５４となっており、このコーン面５４によってベルト３４が掛け渡される溝が形成される。

【0026】

そして、プライマリプーリ３０の可動シーブ４２は、不図示の油圧ポンプから油圧制御弁を介し供給されるオイルの油圧により、第１シャフト１５の軸方向の位置が可変に構成されている。また、セカンダリプーリ３２の可動シーブ５２は、油圧ポンプから供給されるオイルの油圧により、回転軸１８の軸方向の位置が可変に構成されている。

【0027】

このように、プライマリプーリ３０は、固定シーブ４０および可動シーブ４２の対向間隔が可変であり、セカンダリプーリ３２は、固定シーブ５０および可動シーブ５２の対向間隔が可変である。そして、ベルト３４が掛け渡される溝は、固定シーブ４０および可動シーブ４２、固定シーブ５０および可動シーブ５２の径方向内方が狭く、径方向外方が広くなっている。そのため、コーン面４４、５４の対向間隔が変わり、ベルト３４が掛け渡される溝幅が変更されると、ベルト３４の掛け渡される位置が変わる。

【0028】

ベルト３４の掛け渡される位置が変わると、ベルト３４の巻き付け径が可変となる。こうして、無段変速機１６は、第１シャフト１５と回転軸１８との間の伝達トルクを無段変速する。

【0029】

回転軸１８は、ギヤ機構２０、前輪側クラッチ２２を介して、ドライブピニオンシャフト２４に接続されている。ドライブピニオンシャフト２４は、フロントディファレンシャル２５を介してフロントドライブシャフト２６が接続され、フロントドライブシャフト２６には前輪２８が接続されている。これにより、無段変速機１６によって無段変速されたトルクは、ギヤ機構２０、前輪側クラッチ２２、ドライブピニオンシャフト２４、フロントディファレンシャル２５およびフロントドライブシャフト２６を介して前輪２８に伝達される。

【0030】

また、ドライブピニオンシャフト２４には、ギヤ機構５８、第２シャフト６０、後輪側クラッチ６２、プロペラシャフト６４、不図示のリヤディファレンシャルおよびリヤドライブシャフト６６を介して、後輪６８が接続されている。これにより、無段変速機１６によって無段変速されたトルクは、ギヤ機構５８、第２シャフト６０、後輪側クラッチ６２、プロペラシャフト６４、リヤディファレンシャルおよびリヤドライブシャフト６６を介して後輪６８に伝達される。

【0031】

第１シャフト１５は、第１クラッチ７０に接続されている。第１クラッチ７０は、第１摩擦板７２ａおよび第２摩擦板７４ａが対向して配置されたトルク伝達容量可変型の油圧多板クラッチで構成される。

【0032】

第１摩擦板７２ａは、第１シャフト１５に連結されたクラッチハブ７２に接続されており、第１シャフト１５と一体的に回転する。第２摩擦板７４ａは、モータジェネレータ１１のロータ軸１１ａに連結されたクラッチドラム７４に接続されており、ロータ軸１１ａおよびクラッチドラム７４と一体的に回転する。

【0033】

第１クラッチ７０は、油圧機構９２から供給される油圧を受けて第１摩擦板７２ａと第２摩擦板７４ａとが接触することで締結状態となる。また、第１クラッチ７０は、油圧機構９２からの油圧の供給が停止されると、第１摩擦板７２ａと第２摩擦板７４ａとが離間して開放状態となる。

【0034】

第１クラッチ７０の後方には、第２クラッチ８０が並設されている。第２クラッチ８０は、第１クラッチ７０のクラッチドラム７４に接続されたモータ出力軸８２と、モータ出力軸８２の後方に接続された第２シャフト６０との断接状態を切り替える。第２クラッチ８０は、モータ出力軸８２の回転に伴って回転するとともにモータ出力軸８２の軸方向に摺動可能な飛込ドグ８４と、第２シャフト６０に設けられ、飛込ドグ８４が嵌合可能な待機ドグ８６と、を備えるドグクラッチで構成される。

【0035】

また、第２クラッチ８０は、飛込ドグ８４を待機ドグ８６側へ付勢する付勢部材８８を備えている。付勢部材８８は、例えばウェーブスプリングで構成される。これにより、第２クラッチ８０は、飛込ドグ８４が待機ドグ８６に嵌合して締結状態に維持される。一方、第２クラッチ８０は、油圧機構９２からの油圧の供給を受けると、飛込ドグ８４が待機ドグ８６から離脱して開放状態となる。この油圧の供給の有無による締結状態および開放状態の切り替えについては後述する。

【0036】

図２は、車両１の制御系の構成を説明する図である。図２に示すように、車両１は、制御部１００として、ＨＥＶＣＵ（Hybrid and Electric Vehicles Control Units）１０２、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０４、ＭＣＵ（Motor Control Unit）１０６、および、ＴＣＵ（Transmission Control Unit）１０８が設けられる。また、車両１は、インバータ１１０およびバッテリ１１２が設けられ、インバータ１１０がモータジェネレータ１１およびバッテリ１１２と接続される。

【0037】

ＨＥＶＣＵ１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含むマイクロコンピュータでなり、車両１の各部を統括制御する。

【0038】

ＨＥＶＣＵ１０２は、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、シフトレバーのシフトポジション、車速センサから入力される車速、スロットル開度センサから入力されるスロットル開度等に基づいて、後述する車両１の制御モードを切り替え、エンジン１０、モータジェネレータ１１の駆動をＥＣＵ１０４およびＭＣＵ１０６を介して適宜制御する。

【0039】

ＥＣＵ１０４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータでなり、ＨＥＶＣＵ１０２の制御に基づいて、エンジン１０を駆動制御する。ＭＣＵ１０６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータでなり、ＨＥＶＣＵ１０２の制御に基づいて、インバータ１１０を介して、モータジェネレータ１１を駆動制御および回生制御する。

【0040】

ＴＣＵ１０８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータでなり、前後進切換機構１４、前輪側クラッチ２２、後輪側クラッチ６２、第１クラッチ７０、第２クラッチ８０の締結状態および開放状態を切り替える。また、ＴＣＵ１０８は、無段変速機１６の駆動を制御する。

【0041】

ところで、車両１は、上記したように、エンジン１０を主要動力源としているが、走行開始時などの低車速領域では、モータジェネレータ１１からの出力トルクで走行する（ＥＶ走行モード）。そして、車両１は、所定の速度閾値（例えば、３０ｋｍ／ｈ）を超えた場合などの高車速領域では、モータジェネレータ１１からのトルク出力を停止し、エンジン１０からの出力トルクで走行する（エンジン走行モード）。また、車両１は、シフトポジションをＤレンジに維持した状態で停車した際に、エンジン１０からの出力トルクをモータジェネレータ１１へ入力することで、バッテリ１１２の回生充電を行う（Ｄレンジ充電モード）。

【0042】

図３は、Ｄレンジ充電モード、ＥＶ走行モード、およびエンジン走行モードにおける第１クラッチ７０および第２クラッチ８０の断接状態を説明する図である。以下、上記各モードと、それぞれのモードにおける第１クラッチ７０および第２クラッチ８０の制御について詳しく説明する。

【0043】

（Ｄレンジ充電モード）
ＨＥＶＣＵ１０２は、シフトポジションセンサで検出されるシフトポジションが「Ｄ」レンジであり、かつ、車速センサで検出される車両１の速度が０ｋｍ／ｈである場合、車両１がシフトポジションを「Ｄ」レンジに維持した状態で停車していると判断し、車両１の制御モードを「Ｄレンジ充電モード」に遷移させる。

【0044】

このとき、ＴＣＵ１０８は、油圧機構９２を制御し、図３（ａ）に示すように、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０に対し、共通する油圧路（油圧系統）Ａを介して同時に油圧を供給させる。そうすると、第１クラッチ７０では、クラッチハブ７２が第１シャフト１５の軸方向へ移動し、第１摩擦板７２ａと第２摩擦板７４ａとが接触する。これにより、第１クラッチ７０は締結状態となる。

【0045】

一方、油圧機構９２は、第２クラッチ８０に油圧を供給する際、付勢部材８８による付勢力とは逆方向に作用する、付勢力以上の油圧を飛込ドグ８４に対して供給する。そうすると、飛込ドグ８４は、モータ出力軸８２上をモータジェネレータ１１側へ摺動し、待機ドグ８６から離脱する。これにより、第２クラッチ８０は開放状態となる。

【0046】

このように、第１クラッチ７０が締結状態となり、第２クラッチ８０が開放状態になると、車両１では、図中の一点鎖線の矢印で示すように、エンジン１０から出力されるトルクがタービンシャフト１２ｄ（図１参照）、第１シャフト１５、クラッチハブ７２、第１摩擦板７２ａ、第２摩擦板７４ａ、クラッチドラム７４を介して、モータジェネレータ１１のロータ軸１１ａに入力されるようになる。これにより、バッテリ１１２の回生充電が行われる。

【0047】

このとき、無段変速機１６は、第１シャフト１５の回転によって連れ回ることになるが、ＴＣＵ１０８は、前輪側クラッチ２２を開放することにより、ドライブピニオンシャフト２４までもが連れ回ってしまうことを防止する。こうして、車両１では、エンジン１０から出力されるトルクの伝達ロスを低く抑えてロータ軸１１ａに入力し、バッテリ１１２の回生充電を行うことができる。

【0048】

（ＥＶ走行モード）
ＨＥＶＣＵ１０２は、以下のすべてのＥＶ走行条件が成立している場合に、車両１の制御モードを「ＥＶ走行モード」に遷移させる。ここでは、ＥＶ走行条件として、シフトポジションセンサで検出されるシフトポジションが「Ｄ」レンジであること、車速センサで検出される車両１の速度が０ｋｍ／ｈよりも大きく３０ｋｍ／ｈ以下であること、スロットル開度センサで検出されるスロットル開度が０％以上２０％以下であること、バッテリセンサで検出されるバッテリ１１２の残量が全バッテリ容量の３０％以上であることが設定されている。

【0049】

車両１が「ＥＶ走行モード」に遷移すると、ＨＥＶＣＵ１０２は、ＥＣＵ１０４を介してエンジン１０を停止させるとともに、ＭＣＵ１０６を介してモータジェネレータ１１を電動機として駆動させる。

【0050】

また、ＴＣＵ１０８は、油圧機構９２を制御し、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０に対する油圧の供給を停止する。そうすると、第１クラッチ７０は、図３（ｂ）に示すように、第１摩擦板７２ａと第２摩擦板７４ａとが離間し、開放状態となる。一方、第２クラッチ８０は、飛込ドグ８４が付勢部材８８による付勢力を受けて待機ドグ８６側へ付勢され、待機ドグ８６と嵌合することにより、締結状態となる。

【0051】

このように、第１クラッチ７０が開放状態となり、第２クラッチ８０が締結状態になると、車両１では、図中の一点鎖線の矢印で示すように、モータジェネレータ１１から出力されるトルクがロータ軸１１ａ、クラッチドラム７４、モータ出力軸８２、第２クラッチ８０を介して、第２シャフト６０へ伝達される。

【0052】

このとき、ＴＣＵ１０８は、前輪側クラッチ２２を締結状態とすることで、第２シャフト６０へ伝達されたトルクが、ギヤ機構５８、前輪側クラッチ２２を介してドライブピニオンシャフト２４に伝達される。そして、ドライブピニオンシャフト２４に伝達されたトルクは、フロントディファレンシャル２５、フロントドライブシャフト２６を介して前輪２８に伝達され、前輪２８を駆動する。

【0053】

一方、第１クラッチ７０は開放状態となっているため、モータジェネレータ１１のロータ軸１１ａから出力されるトルクは、第１クラッチ７０を介して第１シャフト１５に伝達されることがない。つまり、第１クラッチ７０は、締結状態が解除された開放状態において、モータジェネレータ１１をエンジン１０から切断するとともに、無段変速機１６を介したモータジェネレータ１１およびフロントドライブシャフト２６の連結を切断することになる。また、第２クラッチ８０は、締結状態において、モータジェネレータ１１を無段変速機１６を介さずにフロントドライブシャフト２６に連結することになる。そのため、車両１では、ＥＶ走行モードにおいては、無段変速機１６の連れ回りが生じない。これにより、車両１では、ＥＶ走行モードにおける無段変速機１６の連れ回りによるスピンロスを低減するとともに、走行抵抗の増大を抑制し、モータジェネレータ１１からの出力トルクを効率よく前輪２８に伝達することができる。

【0054】

（エンジン走行モード）
ＨＥＶＣＵ１０２は、シフトポジションセンサで検出されるシフトポジションが「Ｄ」レンジであり、かつ、以下に挙げるエンジン走行条件のうちいずれか１つでも成立する場合に、車両１の制御モードを「エンジン走行モード」に遷移させる。ここでは、エンジン走行条件として、車速センサで検出される車両１の速度が３０ｋｍ／ｈよりも大きいこと、スロットル開度センサで検出されるスロットル開度が２０％よりも大きいこと、バッテリセンサで検出されるバッテリ１１２の残量が全バッテリ容量の３０％未満であることが設定されている。

【0055】

ＨＥＶＣＵ１０２は、車両１を「エンジン走行モード」に遷移させると、ＭＣＵ１０６を介してモータジェネレータ１１からのトルク出力を停止させるとともに、ＥＣＵ１０４を介してエンジン１０を始動する。

【0056】

また、ＴＣＵ１０８は、油圧機構９２を介して、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０に対して同時に油圧を供給する。そうすると、上記「Ｄレンジ充電モード」で説明したように、第１クラッチ７０は締結状態となり、第２クラッチ８０は開放状態となる（図３（ａ）参照）。

【0057】

そうすると、車両１では、エンジン１０から出力されるトルクがタービンシャフト１２ｄ、第１シャフト１５を介して無段変速機１６に伝達される。無段変速機１６は、第１シャフト１５から伝達されたトルクを無段階で変速し、変速後のトルクを回転軸１８を介してギヤ機構２０に伝達する。このとき、ＴＣＵ１０８は、前輪側クラッチ２２を締結状態とすることで、変速後のトルクがギヤ機構２０から前輪側クラッチ２２を介してドライブピニオンシャフト２４へ伝達され、さらにフロントディファレンシャル２５、フロントドライブシャフト２６を介して前輪２８へ伝達される。

【0058】

このとき、ＴＣＵ１０８は、後輪側クラッチ６２を併せて締結状態とすることで、ドライブピニオンシャフト２４に伝達されたトルクを、ギヤ機構５８、第２シャフト６０、後輪側クラッチ６２、プロペラシャフト６４、リヤドライブシャフト６６を介して後輪６８にも伝達させることができる。

【0059】

このように、車両１は、エンジン走行モードにおいてはエンジン１０から出力されるトルクを前輪２８または後輪６８、もしくはその双方に伝達することで走行する。

【0060】

なお、エンジン走行モードにおいては、上記のように第１クラッチ７０が締結状態となるため、エンジン１０から出力されるトルクがタービンシャフト１２ｄ（図１参照）、第１シャフト１５、クラッチハブ７２、第１摩擦板７２ａ、第２摩擦板７４ａ、クラッチドラム７４を介して、モータジェネレータ１１のロータ軸１１ａにも入力される。つまり、第１クラッチ７０は、連結状態において、モータジェネレータ１１をエンジン１０に連結するとともに、モータジェネレータ１１を無段変速機１６を介してフロントドライブシャフト２６に連結することになる。また、第２クラッチ８０は、締結状態が解除された開放状態において、無段変速機１６を介さないモータジェネレータ１１およびフロントドライブシャフト２６の連結を切断することになる。これにより、バッテリ１１２の回生充電を行うことができるが、このときモータジェネレータ１１を空転状態に制御することにより、かかる回生充電を行わないようにしてもよい。

【0061】

また、車両１では、エンジン走行モードにおいて、油圧機構９２に何らかの異常が生じ、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０に対して油圧を供給できなくなった場合でも、車両１が即時停止してしまうことがない。

【0062】

例えば、車両１がエンジン走行モードで走行中に、油圧機構９２に故障やオイル漏れなどが生じたり、エンジン１０が故障により停止して油圧機構９２が作動しなくなった場合、車両１では、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０に対する油圧の供給が停止される。このとき、車両１では上記「ＥＶ走行モード」で説明したように、第１クラッチ７０が開放状態となる一方、第２クラッチ８０は締結状態となる。

【0063】

そして、車両１では、モータジェネレータ１１からトルクを出力することで、このトルクをロータ軸１１ａ、クラッチドラム７４、モータ出力軸８２、第２クラッチ８０、第２シャフト６０、ギヤ機構５８、ドライブピニオンシャフト２４、フロントディファレンシャル２５、フロントドライブシャフト２６を介して前輪２８へ伝達させる。こうして、車両１では、油圧の供給が不可能となっても、モータジェネレータ１１からの出力トルクで走行することができ、直ちに走行不能となる事態を回避することができる。

【0064】

以上、説明したように、車両１では、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０の締結状態および開放状態を切り替えるのみの簡単な構成で、Ｄレンジ充電モードにおけるバッテリ１１２の回生充電と、ＥＶ走行モードにおけるスピンロスの低減とを両立することができる。

【0065】

また、車両１では、第１クラッチ７０と第２クラッチ８０とを並設し、これら両クラッチに対して同時に油圧を供給可能な油圧路（油圧系統）Ａを設けることで、両クラッチに対する油圧の供給系を１つにまとめることができ、省スペース化を図ることができる。

【0066】

また、車両１では、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０の一方が締結状態にあるとき、他方は開放状態となるように、両クラッチが排他的に制御されるため、両クラッチが同時に締結状態となる不具合（二重締結）の発生を防止することができる。

【0067】

また、車両１では、第１クラッチ７０が多板クラッチで構成され、第２クラッチ８０がドグクラッチで構成されているため、ドグクラッチ側で生じる衝撃（例えば、飛込ドグ８４が待機ドグ８６に嵌合する際や、飛込ドグ８４が待機ドグ８６から離脱する際に生じる衝撃）を、多板クラッチ側で吸収することができる。これにより、ドグクラッチ側で生じる衝撃によるドライバビリティの低下を抑制することができる。

【0068】

図４は、ＨＥＶＣＵ１０２による車両１のモード切替処理の流れを示すフローチャートである。

【0069】

モード切替処理では、図４に示すように、ＨＥＶＣＵ１０２は、まず、シフトポジションセンサからの出力信号に基づき、現在のシフトポジションがＤレンジであるか否かを判定する（Ｓ１００）。その結果、現在のシフトポジションがＤレンジであれば（Ｓ１００におけるＹＥＳ）、Ｓ１０２に処理を移す。一方、現在のシフトポジションがＤレンジでなければ（Ｓ１００におけるＮＯ）、当該モード切替処理を終了する。

【0070】

次に、ＨＥＶＣＵ１０２は、車速センサからの出力信号に基づき、車速が０ｋｍ／ｈ（すなわち、停車中）であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。その結果、車速が０ｋｍ／ｈ（停車中）であれば（Ｓ１０２におけるＹＥＳ）、車両１をＤレンジ充電モードに遷移させる（Ｓ１０４）。一方、車速が０ｋｍ／ｈでなければ（Ｓ１０２におけるＮＯ）、Ｓ１０６に処理を移す。

【0071】

次に、ＨＥＶＣＵ１０２は、車速センサからの出力信号に基づき、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きく３０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。その結果、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きく３０ｋｍ／ｈ以下であれば（Ｓ１０６におけるＹＥＳ）、Ｓ１０８に処理を移す。一方、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいが３０ｋｍ／ｈ以下でなければ（Ｓ１０６におけるＮＯ）、車両１をエンジン走行モードに遷移させる（Ｓ１１４）。

【0072】

次に、ＨＥＶＣＵ１０２は、スロットル開度センサからの出力信号に基づき、現在のスロットル開度が０％以上２０％以下であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。その結果、スロットル開度が０％以上２０％以下であれば（Ｓ１０８におけるＹＥＳ）、Ｓ１１０に処理を移す。一方、スロットル開度が０％以上２０％以下でなければ（Ｓ１０８におけるＮＯ）、車両１をエンジン走行モードに遷移させる（Ｓ１１４）。

【0073】

次に、ＨＥＶＣＵ１０２は、バッテリセンサからの出力信号に基づき、バッテリ残量が３０％以上であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。その結果、バッテリ残量が３０％以上であれば（Ｓ１１０におけるＹＥＳ）、車両１をＥＶ走行モードに遷移させる（Ｓ１１２）。一方、バッテリ残量が３０％以上でなければ（Ｓ１１０におけるＮＯ）、車両１をエンジン走行モードに遷移させる（Ｓ１１４）。

【0074】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0075】

例えば、上記実施形態では、第１クラッチ７０が多板クラッチ、第２クラッチ８０がドグクラッチで構成された例を説明したが、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０の具体的構成やその組み合わせはこれに限られない。例えば、第１クラッチ７０および第２クラッチ８０をいずれも多板クラッチで構成するようにしてもよいし、その他のクラッチで構成するようにしてもよい。いずれにしても、第１クラッチ７０と第２クラッチ８０の締結状態および開放状態が排他的に切り替えられればよい。

【0076】

また、上記実施形態で説明したモード切替処理における車速やアクセル開度、バッテリ残量の閾値はあくまで例示であり、設計に応じて上記で例示した以外の値を設定することができるのは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、エンジンおよびモータジェネレータを用いて駆動輪を駆動するハイブリッド車両に利用できる。

【符号の説明】

【0078】

１０ エンジン
１１ モータジェネレータ
１１ａ ロータ軸
１６ 無段変速機（変速機）
２６ フロントドライブシャフト（駆動車軸）
７０ 第１クラッチ
８０ 第２クラッチ
８４ 飛込ドグ
８６ 待機ドグ
８８ 付勢部材
９２ 油圧機構
１０８ ＴＣＵ（制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】