特許 7331936 車両用の動力伝達方法及び車両用の動力伝達装置

(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】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】車両用の動力伝達方法及び車両用の動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/40 20160101AFI20230816BHJP

   B60K 6/383 20071001ALI20230816BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20230816BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20230816BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20230816BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20230816BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20230816BHJP

   B60W 20/17 20160101ALI20230816BHJP

   B60W 20/20 20160101ALI20230816BHJP

   F16H 61/66 20060101ALI20230816BHJP

   F16H 63/50 20060101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

B60W20/40

B60K6/383

B60K6/442 ZHV

B60L50/16

B60L50/61

B60W10/02 900

B60W10/08 900

B60W20/17

B60W20/20

F16H61/66

F16H63/50

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021550709

(86)(22)【出願日】2019-10-01

(86)【国際出願番号】 IB2019001144

(87)【国際公開番号】W WO2021064437

(87)【国際公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加賀谷 隆行

(72)【発明者】

【氏名】古閑 雅人

【審査官】佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１１１４５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０５６８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２２０６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－２０／５０

Ｂ６０Ｋ ６／２０－ ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００－５８／４０

Ｆ１６Ｈ ６１／６６

Ｆ１６Ｈ ６３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の動力により駆動される発電機と、
前記発電機で発電した電力により駆動輪を駆動する走行用モータと、
前記走行用モータと前記駆動輪との間で動力を伝達する第１動力伝達経路と、
前記第１動力伝達経路の動力伝達を断続する第１噛み合いクラッチ機構と、
前記内燃機関の動力を機械的に前記駆動輪に伝達する第２動力伝達経路と、
前記第２動力伝達経路の動力伝達を断続する第２噛み合いクラッチ機構と、
を備え、
前記駆動輪は、前記内燃機関の動力又は前記走行用モータの動力により駆動され、
前記第１動力伝達経路に配置された前記走行用モータと、前記第２動力伝達経路に配置された前記内燃機関と前記発電機とが動力源を構成する、
車両用の動力伝達方法であって、
前記第１動力伝達経路及び前記第２動力伝達経路のうち一方から他方への動力伝達経路の切り替えの際に、
前記第１噛み合いクラッチ機構及び前記第２噛み合いクラッチ機構のうち切り替え後の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構である切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結タイミング後、且つ、切り替え前の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構である切り替え前の噛み合いクラッチ機構の解放タイミング前に、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴ってドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが小さい期間の少なくとも一部において、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、前記動力源のうち前記切り替え後の動力伝達経路に配置された動力源である切り替え後の動力源のトルク増加の傾きを、前記切り替え前の動力伝達経路に配置された動力源である切り替え前の動力源のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくすること、及び、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴って前記ドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが大きい期間の少なくとも一部において、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、前記切り替え前の動力源のトルク減少の傾きを、前記切り替え後の動力源のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくすること、
のうち少なくともいずれかを行う、
車両用の動力伝達方法。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用の動力伝達方法であって、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴って前記ドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが小さく且つ減少する期間の少なくとも一部において、
前記切り替え後の動力源のトルク増加の傾きを、前記切り替え前の動力源のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくする、
車両用の動力伝達方法。

【請求項3】

請求項１に記載の車両用の動力伝達方法であって、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴って前記ドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが大きく且つ増加する期間の少なくとも一部において、
前記切り替え前の動力源のトルク減少の傾きを、前記切り替え後の動力源のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくする、
車両用の動力伝達方法。

【請求項4】

請求項１に記載の車両用の動力伝達方法であって、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴って前記ドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが減少する期間の少なくとも一部において、
前記切り替え後の動力源のトルクを減少させない、
車両用の動力伝達方法。

【請求項5】

請求項１から４いずれか１項に記載の車両用の動力伝達方法であって、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構が締結する直前の当該噛み合いクラッチ機構の入力回転速度及び出力回転速度の回転速度差に応じて、前記切り替え前の動力源のトルク減少の傾きを変化させる、
車両用の動力伝達方法。

【請求項6】

内燃機関の動力により駆動される発電機と、
前記発電機で発電した電力により駆動輪を駆動する走行用モータと、
前記走行用モータと前記駆動輪との間で動力を伝達する第１動力伝達経路と、
前記第１動力伝達経路の動力伝達を断続する第１噛み合いクラッチ機構と、
前記内燃機関の動力を機械的に前記駆動輪に伝達する第２動力伝達経路と、
前記第２動力伝達経路の動力伝達を断続する第２噛み合いクラッチ機構と、
を備え、
前記駆動輪は、前記内燃機関の動力又は前記走行用モータの動力により駆動され、
前記第１動力伝達経路に配置された前記走行用モータと、前記第２動力伝達経路に配置された前記内燃機関と前記発電機とが動力源を構成する、
車両用の動力伝達装置であって、
前記第１動力伝達経路及び前記第２動力伝達経路のうち一方から他方に動力伝達経路を切り替える際に、
前記第１噛み合いクラッチ機構及び前記第２噛み合いクラッチ機構のうち切り替え後の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構である切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結タイミング後、且つ、切り替え前の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構である切り替え前の噛み合いクラッチ機構の解放タイミング前に、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴ってドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが小さい期間の少なくとも一部において、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、前記動力源のうち前記切り替え後の動力伝達経路に配置された動力源である切り替え後の動力源のトルク増加の傾きを、前記切り替え前の動力伝達経路に配置された動力源である切り替え前の動力源のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくすること、及び、
前記切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴って前記ドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、前記動力伝達経路の切り替え開始時よりも前記ドライブシャフトが伝達するトルクが大きい期間の少なくとも一部において、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、前記切り替え前の動力源のトルク減少の傾きを、前記切り替え後の動力源のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくすること、
のうち少なくともいずれかを行う制御部を備える車両用の動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用の動力伝達に関する。

【背景技術】

【0002】

ＪＰ２００８－２２２０６７Ａには、クラッチを係合する際に駆動軸に作用し得る振動をモータ制御により抑制する技術が開示されている。

【発明の概要】

【0003】

走行用モータを動力源としたシリーズＨＥＶ走行つまりシリーズハイブリッド走行、及び内燃機関を動力源としたエンジン走行を行う車両として、次のような構成の車両がある。

【0004】

すなわち、駆動輪は第１の動力伝達経路を介した走行用モータの動力、又は第２の動力伝達経路を介した内燃機関の動力により駆動される。また、発電機は内燃機関の動力により駆動される。走行用モータは第１の動力伝達経路に配置された動力源を構成し、内燃機関及び発電機は第２の動力伝達経路に配置された動力源を構成する。

【0005】

このような車両では、動力伝達経路を切り替えることにより、シリーズＨＥＶ走行とエンジン走行とを切り替えることができ、動力伝達経路切り替えの際における切り替え前の動力伝達経路と切り替え後の動力伝達経路とでは動力源が異なる。

【0006】

このためこのような車両では、切り替え後の動力伝達経路に配置された動力源により、回転速度を調整した上でクラッチ締結を行うことが可能である。このことから、第１動力伝達経路及び第２の動力伝達経路それぞれには、コスト面等で有利な噛み合いクラッチ機構が設けられる。

【0007】

動力伝達経路の切り替えの際には、第１動力伝達経路及び第２動力伝達経路のうち切り替え前の動力伝達経路がトルクを減少させる側、切り替え後の動力伝達経路がトルクを増加させる側となって、トルクの掛け替えが行われる。この際にはまず、切り替え後の動力伝達経路においてクラッチ締結が行われる。

【0008】

噛み合いクラッチ機構の締結時には、回転方向のずれにより噛み合いが阻止されることがないよう、互いに締結される締結部材間にいくらかの差回転が必要とされる。このため、噛み合いクラッチ機構の締結時には、このような差回転に起因してドライブシャフトで振動が発生する場合がある。

【0009】

ドライブシャフトの振動は、ドライブシャフトにトルクを伝達可能な動力源のトルクを増減させることにより抑制できる。このため、ドライブシャフトの振動を抑制するには例えば、トルクを増加させる側の動力源のトルクを減少させることが考えられる。しかしながらこの場合、トルクの増加が遅れてしまい、増加させるべきトルクが掛け替え完了後のトルクに到達するまでの時間、つまりトルクの掛け替えが完了するまでの時間が長くなってしまうことになる。

【0010】

また、ドライブシャフトの振動を抑制するには、トルクを減少させる側の動力源のトルクを増加させることも考えられる。しかしながらこの場合、トルクの減少が遅れてしまい、減少させるべきトルクが掛け替え完了後のトルクに到達するまでの時間、つまりトルクの掛け替えが完了するまでの時間が長くなってしまうことになる。

【0011】

つまり、これらの場合には動力伝達経路の切り替えに必要な時間が長くなってしまうことになる。

【0012】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ遅滞なく動力伝達経路を切り替えることを目的とする。
課題を解決するための手段

【0013】

本発明のある態様の車両用の動力伝達方法は、内燃機関の動力により駆動される発電機と、発電機で発電した電力により駆動輪を駆動する走行用モータと、走行用モータと駆動輪との間で動力を伝達する第１動力伝達経路と、第１動力伝達経路の動力伝達を断続する第１噛み合いクラッチ機構と、内燃機関の動力を機械的に駆動輪に伝達する第２動力伝達経路と、第２動力伝達経路の動力伝達を断続する第２噛み合いクラッチ機構と、を備え、駆動輪は、内燃機関の動力又は走行用モータの動力により駆動され、第１動力伝達経路に配置された走行用モータと、第２動力伝達経路に配置された内燃機関と発電機とが動力源を構成する車両で用いられる。当該車両用の動力伝達方法は、第１動力伝達経路及び第２動力伝達経路のうち一方から他方への動力伝達経路の切り替えの際に、第１噛み合いクラッチ機構及び第２噛み合いクラッチ機構のうち切り替え後の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構である切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結タイミング後、且つ、切り替え前の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構である切り替え前の噛み合いクラッチ機構の解放タイミング前に、切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴ってドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが小さい期間の少なくとも一部において、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、動力源のうち切り替え後の動力伝達経路に配置された動力源である切り替え後の動力源のトルク増加の傾きを、切り替え前の動力伝達経路に配置された動力源である切り替え前の動力源のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくすること、及び、切り替え後の噛み合いクラッチ機構の締結に伴ってドライブシャフトが振動している期間であって、かつ、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが大きい期間の少なくとも一部において、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、切り替え前の動力源のトルク減少の傾きを、切り替え後の動力源のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくすること、のうち少なくともいずれかを行う方法とされる。

【0014】

本発明の別の態様によれば、上記車両用の動力伝達方法に対応する車両用の動力伝達装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、車両用の動力伝達装置の概略構成図である。

【図2】図２は、シリーズハイブリッドモードにおける動力伝達状態を示す図である。

【図3】図３は、内燃機関直結モードにおける動力伝達状態を示す図である。

【図4】図４は、実施形態の制御の第１の例をフローチャートで示す図である。

【図5】図５は、第１の例の処理の一部をサブルーチンで示す図である。

【図6】図６は、第１の例で用いられるマップデータの一例を示す図である。

【図7】図７は、第１の例で用いられるマップデータの一例を示す図である。

【図8】図８は、第１の例で用いられるマップデータの一例を示す図である。

【図9】図９は、第１の例に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態の制御の第２の例をフローチャートで示す図である。

【図11】図１１は、第２の例の処理の一部をサブルーチンで示す図である。

【図12】図１２は、第２の例で用いられるマップデータの一例を示す図である。

【図13】図１３は、第２の例で用いられるマップデータの一例を示す図である。

【図14】図１４は、第２の例で用いられるマップデータの一例を示す図である。

【図15】図１５は、第２の例に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0017】

図１は、本実施形態にかかる車両用の動力伝達装置の概略構成図である。車両１は、内燃機関３と、発電用モータ４と、バッテリ５と、走行用モータ２と、コントローラ７と、を備える。

【0018】

内燃機関３は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのいずれでもかまわない。内燃機関３は、車両１における動力源を構成する。

【0019】

発電用モータ４は、内燃機関３の動力によって駆動されることで発電する。発電用モータ４は、後述するバッテリ５の電力により力行することで内燃機関３をモータリングする機能も有する。発電用モータ４は、発電機を構成するとともに車両１における動力源を構成する。

【0020】

バッテリ５には、発電用モータ４で発電された電力と、後述する走行用モータ２で回生された電力と、が充電される。

【0021】

走行用モータ２は、バッテリ５の電力により駆動されて、駆動輪６を駆動する。また、走行用モータ２は、減速時等に駆動輪６の回転に伴って連れ回されることにより減速エネルギを電力として回生する、いわゆる回生機能も有する。走行用モータ２は、車両１における動力源を構成する。

【0022】

コントローラ７は、走行用モータ２、内燃機関３及び発電用モータ４の制御を行う。コントローラ７は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ７を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ７には、車速ＶＳＰを検出するための車速センサや、アクセル開度ＡＰＯを検出するためのアクセル開度センサや、後述するモータクラッチ１９やエンジンクラッチ２１の作動状態を検出するためのクラッチセンサや、モータクラッチ１９やエンジンクラッチ２１の入出力回転速度を検出するための回転速度センサ等を含む各種センサ・スイッチ類からの信号が入力される。

【0023】

車両１は、第１動力伝達経路２４と第２動力伝達経路２５と第３動力伝達経路２６とを有する。第１動力伝達経路２４は、走行用モータ２と駆動輪６との間で動力を伝達する。第２動力伝達経路２５は、内燃機関３の動力を機械的に駆動輪６に伝達することにより、内燃機関３と駆動輪６との間で動力を伝達する。第３動力伝達経路２６は、内燃機関３と発電用モータ４との間で動力を伝達する。

【0024】

第１動力伝達経路２４は、走行用モータ２の回転軸２ａに設けられた第１減速ギヤ８と、第１減速ギヤ８と噛み合う第２減速ギヤ９と、デファレンシャルケース１１に設けられたデファレンシャルギヤ１２と、第２減速ギヤ９と同軸上に設けられてデファレンシャルギヤ１２と噛み合う第３減速ギヤ１０と、で構成される。第１動力伝達経路２４には、第１噛み合いクラッチ機構であるモータクラッチ１９が設けられている。

【0025】

モータクラッチ１９は、回転軸２ａに対して相対回転可能な状態と相対回転不可能な状態とで第１減速ギヤ８の状態を切り替える。モータクラッチ１９は、回転軸２ａに軸方向に摺動可能に支持された第１スリーブ２０と、第１減速ギヤ８に設けられた係合部８ａとで構成された、いわゆるドグクラッチである。

【0026】

すなわち、第１スリーブ２０が第１減速ギヤ８の方向に移動し、第１スリーブ２０に設けられた複数の凸部と係合部８ａに設けられた複数の凸部とが、回転方向において互い違いに配置されて噛み合うことで、モータクラッチ１９は締結状態となる。またこの状態から、第１スリーブ２０が第１減速ギヤ８とは反対方向に移動して、両者の凸部の噛み合いが解消されることで、モータクラッチ１９は解放状態となる。第１スリーブ２０の移動は電動アクチュエータにより行なわれ、モータクラッチ１９の締結、解放動作はコントローラ７により制御される。

【0027】

モータクラッチ１９が締結状態であれば、走行用モータ２の動力は駆動輪６に伝達される。一方、モータクラッチ１９が解放状態であれば、走行用モータ２の回転軸２ａの回転は第１減速ギヤ８に伝達されないので、走行用モータ２から駆動輪６への動力伝達は遮断される。第１動力伝達経路２４において、走行用モータ２はモータクラッチ１９の上流に位置する動力源を構成する。

【0028】

第２動力伝達経路２５は、内燃機関３の出力軸３ａに設けられた第４減速ギヤ１６と、第４減速ギヤ１６と噛み合う第５減速ギヤ１７と、第５減速ギヤ１７と噛み合うデファレンシャルギヤ１２と、で構成される。第２動力伝達経路２５には、第２噛み合いクラッチ機構であるエンジンクラッチ２１が設けられている。

【0029】

エンジンクラッチ２１は、出力軸３ａに対して相対回転可能な状態と相対回転不可能な状態とで第４減速ギヤ１６の状態を切り替える。エンジンクラッチ２１は、出力軸３ａに軸方向に摺動可能に支持された第２スリーブ２２と、第４減速ギヤ１６に設けられた係合部１６ａとで構成された、いわゆるドグクラッチである。

【0030】

すなわち、第２スリーブ２２が第４減速ギヤ１６の方向に移動し、第２スリーブ２２に設けられた複数の凸部と係合部１６ａに設けられた複数の凸部とが、回転方向において互い違いに配置されて噛み合うことで、エンジンクラッチ２１は締結状態となる。またこの状態から、第２スリーブ２２が第４減速ギヤ１６とは反対方向に移動して、両者の凸部の噛み合いが解消されることで、エンジンクラッチ２１は解放状態となる。第２スリーブ２２の移動は電動アクチュエータにより行なわれ、エンジンクラッチ２１の締結、解放動作はコントローラ７により制御される。

【0031】

エンジンクラッチ２１が締結状態であれば、内燃機関３の動力は駆動輪６に伝達される。以下の説明において、この状態をエンジン直結状態ともいう。一方、エンジンクラッチ２１が解放状態であれば、内燃機関３の出力軸３ａの回転は第４減速ギヤ１６に伝達されないので、内燃機関３から駆動輪６への動力伝達は遮断される。

【0032】

第３動力伝達経路２６は、内燃機関３の出力軸３ａに設けられた第６減速ギヤ１３と、第６減速ギヤ１３と噛み合う第７減速ギヤ１４と、発電用モータ４の回転軸４ａに設けられ、第７減速ギヤ１４と噛み合う第８減速ギヤ１５と、で構成される。第３動力伝達経路２６は、動力伝達を遮断する要素を備えていない。すなわち、第３動力伝達経路２６は常に動力が伝達される状態になっている。

【0033】

第２動力伝達経路２５は、第３動力伝達経路２６をさらに含む構成とされる。従って、第２動力伝達経路２５は、内燃機関３の動力をさらに発電用モータ４に伝達する経路とされる。このような第２動力伝達経路２５において、内燃機関３と発電用モータ４とは、エンジンクラッチ２１の上流に位置する動力源を構成する。

【0034】

上述した構成の車両１は、第１動力伝達経路２４により駆動輪６に動力を伝達して走行するシリーズＨＥＶモードと、エンジン直結状態にして第２動力伝達経路２５により駆動輪６に動力を伝達して走行するエンジン直結モードと、を切り替え可能である。コントローラ７は、シリーズＨＥＶモードとエンジン直結モードとを運転状態、具体的には車速ＶＳＰと駆動力とに応じて切り替える。

【0035】

図２は、シリーズＨＥＶモードにおける動力伝達状態を示す図である。シリーズＨＥＶモードでは、第１動力伝達経路２４により駆動輪６に動力が伝達される。すなわち、シリーズＨＥＶモードでは、モータクラッチ１９が締結状態になることで、走行用モータ２が発生した動力が駆動輪６に伝達される。このとき、エンジンクラッチ２１は解放状態となる。

【0036】

また、シリーズＨＥＶモードにおいても内燃機関３の動力は第３動力伝達経路２６を介して発電用モータ４に伝達され、発電用モータ４は発電を行い、発電された電力はバッテリ５に充電される。ただし、発電用モータ４で発電するか否かはバッテリ５の充電量に応じて定まり、バッテリ５に充電する必要がない場合には内燃機関３は停止する。

【0037】

図３は、エンジン直結モードにおける動力伝達状態を示す図である。エンジン直結モードでは、第２動力伝達経路２５により駆動輪６に動力が伝達される。すなわち、内燃機関直結モードでは、エンジンクラッチ２１が締結状態になることで、内燃機関３が発生した動力が駆動輪６に伝達される。

【0038】

エンジン直結モードでは、モータクラッチ１９は解放状態となる。仮に、エンジン直結モードにおいてモータクラッチ１９を締結状態にすると、駆動輪６の回転に伴って走行用モータ２が連れ回り、誘起起電力が発生する。バッテリ５の充電容量に余裕がある場合には、発生した電力をバッテリ５に充電することでエネルギを回生することになる。しかし、バッテリ５の充電容量に余裕がない場合には、発電抵抗が駆動輪６の回転を妨げるフリクションとなり、燃費性能低下の要因となる。これに対し本実施形態では、エンジン直結モードにおいてモータクラッチ１９は解放状態になるので、上述した走行用モータ２の連れ回りによる燃費性能の低下を抑制できる。

【0039】

シリーズＨＥＶモードとエンジン直結モードとでの走行モード切り替え時には、第１動力伝達経路２４と第２動力伝達経路２５とで動力伝達経路の切り替えが行われる。そして、動力伝達経路切り替えの際には、切り替え前の動力伝達経路と切り替え後の動力伝達経路とで動力源が異なる。

【0040】

このため車両１では、切り替え後の動力伝達機構に配置された動力源により、回転速度を調整した上でクラッチ締結を行うことが可能である。このことから、車両１ではコスト面等で有利な噛み合いクラッチ機構であるモータクラッチ１９及びエンジンクラッチ２１が、第１動力伝達経路２４及び第２動力伝達経路２５に用いられる。

【0041】

動力伝達経路の切り替えの際には、第１動力伝達経路２４及び第２動力伝達経路２５のうち切り替え前の動力伝達経路がトルクを減少させる側、切り替え後の動力伝達経路がトルクを増加させる側となって、トルクの掛け替えが行われる。この際にはまず、切り替え後の動力伝達経路においてクラッチ締結が行われる。

【0042】

例えば、シリーズＨＥＶモードからエンジン直結モードへの走行モード切り替え時、つまり第１動力伝達経路２４から第２動力伝達経路２５への動力伝達経路の切り替えの際には、まず第２動力伝達経路２５に設けられたエンジンクラッチ２１の締結が行われる。

【0043】

エンジンクラッチ２１の締結時には、回転方向のずれにより噛み合いが阻止されることがないよう、互いに締結される締結部材である第２スリーブ２２及び第４減速ギヤ１６間にいくらかの差回転ΔＮＲが必要とされる。このため、エンジンクラッチ２１の締結時には、差回転ΔＮＲに起因してドライブシャフトで振動が発生する場合がある。

【0044】

ドライブシャフトの振動は、ドライブシャフトにトルクを伝達可能な動力源のトルクを増減させることにより抑制できる。このため、ドライブシャフトの振動を抑制するには例えば、トルクを増加させる側の動力源、従って、第１動力伝達経路２４から第２動力伝達経路２５への動力伝達経路の切り替えの際には、発電用モータ４のトルクを減少させることが考えられる。しかしながらこの場合、トルクの増加が遅れてしまい、増加させるべきトルクが掛け替え完了後のトルクに到達するまでの時間、つまりトルクの掛け替えが完了するまでの時間が長くなってしまうことになる。

【0045】

また、ドライブシャフトの振動を抑制するには、トルクを減少させる側の動力源、従って、第１動力伝達経路２４から第２動力伝達経路２５への動力伝達経路の切り替えの際には、走行用モータ２のトルクを増加させることも考えられる。しかしながらこの場合、トルクの減少が遅れてしまい、減少させるべきトルクが掛け替え完了後のトルクに到達するまでの時間、つまりトルクの掛け替えが完了するまでの時間が長くなってしまうことになる。

【0046】

つまり、これらの場合には動力伝達経路の切り替えに必要な時間が長くなってしまうことになる。このことは、第２動力伝達経路２５から第１動力伝達経路２４へ動力伝達経路を切り替える場合についても同様である。

【0047】

このような事情に鑑み、本実施形態では次に説明するようにコントローラ７が制御を行う。

【0048】

図４、図５は、コントローラ７が行う制御の第１の例をフローチャートで示す図である。コントローラ７は、本フローチャートに示す処理を実行するようにプログラムされており、本フローチャートに示す処理を実行することで制御部を有した構成とされる。

【0049】

ステップＳ１で、コントローラ７はエンジン直結モードへの切り替え要求があるか否かを判定する。ステップＳ１では、走行モードの切り替えマップに基づき、シリーズＨＥＶモードからエンジン直結モードへの走行モードの切り替え要求があるか否かが判定される。ステップＳ１で否定判定であれば処理は一旦終了し、ステップＳ１で肯定判定であれば処理はステップＳ２に進む。

【0050】

ステップＳ２で、コントローラ７は動力伝達経路の切り替えを開始する。この例では、第１動力伝達経路２４から第２動力伝達経路２５への動力伝達経路の切り替えが開始される。

【0051】

ステップＳ３で、コントローラ７は発電用モータ４に回転同期指令を行う。これにより、切り替え後の第２動力伝達経路２５に配置された発電用モータ４を動力源として、エンジンクラッチ２１の回転同期が図られる。

【0052】

ステップＳ４で、コントローラ７は回転同期が完了したか否かを判定する。回転同期は、差回転ΔＮＲの大きさが所定値ΔＮＲ１未満になったときに完了したと判定される。差回転ΔＮＲは、切り替え後の動力伝達経路に配置された噛み合いクラッチ機構の入力回転速度及び出力回転速度の回転速度差、従ってこの例ではエンジンクラッチ２１の入力回転速度及び出力回転速度の回転速度差である。

【0053】

所定値ΔＮＲ１は、締結を行う際に噛み合いクラッチ機構に適度の差回転ΔＮＲが残るように予め設定することができる。所定値ΔＮＲ１は、後述するエンジン直結モードからシリーズＨＥＶモードへの走行モード切り替え時に行われる回転同期判定と同じ値とされてもよく、異なる値とされてもよい。ステップＳ４で否定判定であれば処理はステップＳ４に戻り、ステップＳ４で肯定判定であれば処理はステップＳ５に進む。

【0054】

ステップＳ５で、コントローラ７はエンジンクラッチ２１の締結指令を行う。これにより、エンジンクラッチ２１の締結が開始される。

【0055】

ステップＳ６で、コントローラ７はエンジンクラッチ２１の締結が完了したか否かを判定する。ステップＳ６では、クラッチセンサに基づきエンジンクラッチ２１の締結が完了したか否かが判定される。つまり、クラッチセンサは、エンジンクラッチ２１の締結完了時点を判定するために用いられる。ステップＳ６で否定判定であれば処理はステップＳ６に戻り、ステップＳ６で肯定判定であれば処理はステップＳ７に進む。

【0056】

ステップＳ７で、コントローラ７は発電用モータ４の制振制御を行う。ステップＳ７では、発電用モータ４の制振制御がＦＦ制御つまりフィードフォワード制御により行われ、且つ、ＦＢ制御つまりフィードバック制御とともには行われない。

【0057】

ステップＳ８で、コントローラ７はエンジンクラッチ２１における差回転ΔＮＲを算出する。差回転ΔＮＲは、エンジンクラッチ２１を締結する直前の差回転ΔＮＲである。エンジンクラッチ２１を締結する直前とは、クラッチセンサに基づき締結完了時点が判定される直前（例えば、エンジンクラッチ２１の締結完了を判定する制御周期において、締結完了が判定された制御周期の一つ前の制御周期）を意味する。エンジンクラッチ２１を締結する直前は、エンジンクラッチ２１を作動するアクチュエータに締結動作を指示する直前とされてもよく、この場合、制御周期はアクチュエータへの指示についての制御周期とすることができる。

【0058】

ステップＳ９で、コントローラ７はトルク掛替前半の発電用モータ４のトルク掛替目標時間を設定する。ステップＳ１０で、コントローラ７はトルク掛替前半の発電用モータ４の保持トルクを設定する。ステップＳ１１で、コントローラ７はトルク掛替後半の走行用モータ２のトルク掛替目標時間を設定する。これらのパラメータにつき、図６から図８を用いて説明する。

【0059】

図６から図８は、各種マップデータを示す図である。図６から図８では、各種パラメータとして、ＧＥＮ前半掛替目標時間と保持トルクとＭＧ後半掛替目標時間とが設定される。ＧＥＮ前半掛替目標時間は、トルク掛替前半の発電用モータ４のトルク掛替目標時間であり、ＧＥＮは発電用モータ４を示す。保持トルクは、トルク掛替前半の発電用モータ４の保持トルクである。ＭＧ後半掛替目標時間は、トルク掛替後半の走行用モータ２のトルク掛替目標時間であり、ＭＧは走行用モータ２を示す。図６から図８では、差回転ΔＮＲに応じた各種パラメータの変化傾向を示す。本実施形態では、ドライブシャフトのトルク変動態様に照らし、トルクの掛け替えが掛替前半と掛替後半とに分けられる場合を例示する。

【0060】

ここで、トルク掛替の前半掛替目標時間は例えば、ドライブシャフトの振動周期の半分に相当し、振動周期は動力源と駆動輪６とを結ぶ振動系である動力伝達経路の固有振動数によって定まる。このことから、トルク掛替の前半掛替目標時間は、噛み合いクラッチ機構毎に予め設定することができる。

【0061】

その一方で、ドライブシャフトの振動を抑制するためには、走行用モータ２及び発電用モータ４間で、トルク掛替前半のトルクの傾きの絶対値の差を大きくする必要がある。そして、予期されるドライブシャフトトルクの変動の振幅は、差回転ΔＮＲにより指標される。

【0062】

このことから、走行用モータ２及び発電用モータ４間のトルクの傾きの絶対値の差は、予期されるドライブシャフトトルクの変動の振幅、つまり差回転ΔＮＲに基づき設定することができる。上記を踏まえ、本実施形態では、トルク掛替前半における発電用モータ４のトルク増加の傾きが次のように算出される。

【0063】

すなわち、トルク掛替前半の走行用モータ２のトルク減少の傾きは、上記固有振動数の観点から振動の１周期後にモータクラッチ１９を解放するための傾きに別途算出される。そして、トルク掛替前半における発電用モータ４のトルク増加の傾きは、上述した走行用モータ２及び発電用モータ４間のトルクの傾きの絶対値の差、及びトルク掛替前半の走行用モータ２のトルク減少の傾きに基づき算出される。さらに、予期されるドライブシャフトトルクの変動の振幅は、差回転ΔＮＲが大きいほど大きくなる。

【0064】

このことから、ＧＥＮ前半掛替目標時間は、図６に示すように差回転ΔＮＲが大きいほど短くなるように設定され、これにより発電用モータ４のトルク増加の傾きが、さらに差回転ΔＮＲに応じて変化する。

【0065】

差回転ΔＮＲが大きくなるほど発電用モータ４のトルク増加の傾きを決定付けるＧＥＮ前半掛替目標時間が短くなることから、発電用モータ４のトルク増加の傾きは、差回転ΔＮＲが大きくなるほど絶対値で大きくなる。ＧＥＮ前半掛替目標時間は、上記固有振動数の観点から例えば振動周期の１／４周期相当の時間など一定の時間に設定されてもよい。このような設定を行う場合も、ドライブシャフトトルクの変動に基づくことに含まれる。

【0066】

保持トルクは、トルク掛替前半において、ドライブシャフトの振動の振幅が最大を迎えた際に発電用モータ４のトルクを保持するためのトルクであり、予め設定される。図７に示すように、保持トルクはさらに、差回転ΔＮＲが大きいほどつまり予期されるドライブシャフトトルクの振動の振幅が大きいほど、大きくなるように設定される。発電用モータ４のトルクは、このように設定される保持トルク以上になることにより保持トルクに保持される。

【0067】

ドライブシャフトの振動を抑制するためには、トルク掛替後半における走行用モータ２のトルク減少の傾きは、トルク掛替前半における発電用モータ４のトルク増加の傾きと同様に算出される。さらに、予期されるドライブシャフトトルクの振動の振幅は、差回転ΔＮＲが大きいほど大きくなる。

【0068】

このことから、ＭＧ後半掛替目標時間は、図８に示すように差回転ΔＮＲが大きいほど短くなるように設定され、これにより走行用モータ２のトルク減少の傾きが、さらに差回転ΔＮＲに応じて変化する。

【0069】

差回転ΔＮＲが大きくなるほど走行用モータ２のトルク減少の傾きを決定付けるＭＧ後半掛替目標時間が短くなることから、走行用モータ２のトルク減少の傾きは、差回転ΔＮＲが大きいほど絶対値で大きくなる。

【0070】

なお、ドライブシャフトの振動の減衰度合いは車両によって異なる。このため、本実施形態における掛替後半で生じる振動に続いて、本実施形態における掛替前半で生じる態様の振動が再度繰り返されるなど、本実施形態における掛替前半で生じる態様の振動、及びこの例における掛替後半で生じる態様の振動の回数は、車両によって異なってくる。

【0071】

図４に示すフローチャートのステップＳ９からステップＳ１１では、これらのマップデータを参照することにより、ＧＥＮ前半掛替目標時間、トルク掛替前半の発電用モータ４の保持トルク、及びＭＧ後半掛替目標時間の設定が行われる。

【0072】

処理がステップＳ１２に移行すると、コントローラ７は駆動トルク掛替指令の処理を開始し、これによりトルクの掛け替えが開始される。ステップＳ１２の処理は、エンジンクラッチ２１の締結が完了したことに応じて、図５に示すサブルーチンにより行われる。

【0073】

図５に示すように、ステップＳ１０１で、コントローラ７は走行用モータ２の駆動トルク掛替指令を行う。ステップＳ１０１では、ＭＧ前半指令トルクが演算され、演算されたＭＧ前半指令トルクに基づき駆動トルク掛替指令が行われる。ＭＧ前半指令トルクは、走行用モータ２のトルク掛替前半の指令トルクであり、次の数１により演算される。

【数1】

【0074】

数１におけるＭＧ前半目標トルクは、切り替え前の動力伝達経路である第１動力伝達経路２４に配置された走行用モータ２のトルクを減少させるために、動力伝達経路の切り替え開始時のトルク、つまり元のトルクよりも低く設定される。ＭＧ前半掛替目標時間は、走行用モータ２と駆動輪６とを結ぶ振動系である第１動力伝達経路２４の固有振動数に基づき予め設定される。

【0075】

数１における「ＭＧ前半目標トルク－ＭＧ前半指令トルク前回値」は、ＭＧ前半目標トルクに到達するまでの残りのトルクを示す。「ＭＧ前半掛替目標時間－ＭＧ前半掛替経過時間」は、ＭＧ前半掛替目標時間に到達するまでの残りの時間を示す。従って、「（ＭＧ前半目標トルク－ＭＧ前半指令トルク前回値）／（ＭＧ前半掛替目標時間－ＭＧ前半掛替経過時間）」は、時々刻々増加させるトルクを示し、走行用モータ２のトルク変化の傾きに対応する。

【0076】

時々刻々増加させるトルクをＭＧ前半指令トルクの前回値に加算することにより、次に指示すべきＭＧ前半指令トルクが得られる。但し、ＭＧ前半指令トルクは、ＭＧ前半目標トルクを超えるトルクではない。このため、数１では、次に指示すべきＭＧ前半指令トルクとＭＧ前半目標トルクとのうち小さいほうが新たなＭＧ前半指令トルクとして演算される。ＭＧ前半指令トルク等のトルクは、動力源とドライブシャフトとを結ぶ動力伝達経路に設定されたギア比（入力回転速度／出力回転速度）を乗じることによりドライブシャフトにおけるトルクに換算でき、これによりドライブシャフトにおけるトルクとすることができる。ＭＧ前半指令トルクは、数１を演算する制御周期毎に制御され、これによりトルク掛替前半における走行用モータ２のトルク減少の傾きが、振動の１周期後にモータクラッチ１９を解放するための傾きに形成、算出される。

【0077】

ステップＳ１０２で、コントローラ７はＭＧ前半掛替経過時間がＭＧ前半掛替目標時間以上になったか否かを判定する。このような判定は、時間の代わりに例えばトルクや回転速度を用いて行われてもよい。ステップＳ１０２で否定判定であれば、処理はステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０２で肯定判定であれば、トルク掛替前半における走行用モータ２のトルク掛替が完了したと判断され、処理はステップＳ１０３に進む。

【0078】

ステップＳ１０３で、コントローラ７は走行用モータ２の駆動トルク掛替指令を行う。ステップＳ１０３では、走行用モータ２のトルク掛替後半の指令トルクであるＭＧ後半指令トルクが演算され、演算されたＭＧ後半指令トルクに基づき駆動トルク掛替指令が行われる。ＭＧ後半指令トルクは次の数２により演算される。

【数2】

【0079】

第２動力伝達経路２５への動力伝達経路の切り替え完了後には、走行用モータ２のトルクは不要になる。このため、数２におけるＭＧ後半目標トルクは例えばゼロに設定される。ＭＧ後半掛替目標時間は、前述した図８に示すマップデータにより予め設定されている。

【0080】

ステップＳ１０３の処理は、ＭＧ後半掛替目標時間が経過するまで繰り返し実行され、これによりトルク掛替後半における走行用モータ２のトルク掛替が完了する。ＭＧ後半指令トルクは、数２を演算する制御周期毎に制御され、これにより予期されるドライブシャフトトルクの変動の振幅に応じた走行用モータ２のトルク減少の傾きが形成、算出される。このように形成される走行用モータ２のトルク減少の傾きは、後述する数４に基づき形成される発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し、絶対値で大きくなる。

【0081】

ステップＳ１０４で、コントローラ７はモータクラッチ１９の解放指令を行う。これにより、モータクラッチ１９の解放が開始される。モータクラッチ１９の解放指令は、トルク掛替後半における走行用モータ２のトルク掛替が完了すると、後述するトルク掛替後半における発電用モータ４のトルク掛替の完了を待たずに行われ、その分、動力伝達経路の切り替えが速やかに行われることになる。

【0082】

ステップＳ１０５で、コントローラ７はモータクラッチ１９の解放が完了したか否かを判定する。ステップＳ１０５で否定判定であれば、処理はステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０５で肯定判定であれば、動力伝達経路の切り替えが完了したと判断され、処理はステップＳ１０６に進む。

【0083】

ステップＳ１０６で、コントローラ７は発電用モータ４の制振制御を行う。ステップＳ１０６では、発電用モータ４の制振制御がＦＦ制御及びＦＢ制御により行われ、これによりドライブシャフトの制振が図られる。

【0084】

ステップＳ１０１からステップＳ１０６の処理は、ステップＳ１０７からステップＳ１１１の処理、さらにはステップＳ１１２の処理と並行して行われる。本フローチャートでは説明の便宜上これらの処理を互いに並列に示しているが、これらの処理は実質的に互いに並行して行われるように構成されればよい。

【0085】

ステップＳ１０７で、コントローラ７は発電用モータ４の駆動トルク掛替指令を行う。ステップＳ１０７では、ＧＥＮ前半指令トルクが演算され、演算されたＧＥＮ前半指令トルクに基づき駆動トルク掛替指令が行われる。ＧＥＮ前半指令トルクは、発電用モータ４のトルク掛替前半の指令トルクであり、次の数３により演算される。

【数3】

【0086】

数３におけるＧＥＮ前半目標トルクは、切り替え後の動力源である発電用モータ４のトルクを増加させるために、元のトルクよりも高く設定される。ＧＥＮ前半掛替目標時間は、前述した図６に示すマップデータに予め設定されている。ＧＥＮ前半指令トルクは、数３を演算する制御周期毎に制御され、これにより予期されるドライブシャフトトルクの変動の振幅に応じた発電用モータ４のトルク増加の傾きが形成、算出される。このように形成される発電用モータ４のトルク増加の傾きは、数１に基づき形成される走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し、絶対値で大きくなる。

【0087】

ステップＳ１０８で、コントローラ７はＧＥＮ前半指令トルクが保持トルク以上か否かを判定する。ステップＳ１０８で否定判定であれば、処理はステップＳ１０７に戻る。ステップＳ１０８で肯定判定であれば、トルク掛替前半における発電用モータ４のトルク掛替が完了したと判断され、処理はステップＳ１０９に進む。

【0088】

ステップＳ１０９で、コントローラ７はＧＥＮ前半指令トルクを保持トルクに設定する。これにより、発電用モータ４のトルクが保持トルクに保持される。

【0089】

ステップＳ１１０で、コントローラ７は、ＭＧ前半掛替経過時間がＭＧ前半掛替目標時間以上になったか否かを判定する。ステップＳ１１０で否定判定であれば、処理はステップＳ１１０に戻る。ステップＳ１１０で肯定判定であれば、処理はステップＳ１１１に進む。

【0090】

ステップＳ１１１で、コントローラ７は発電用モータ４の駆動トルク掛替指令を行う。ステップＳ１１１では、ＧＥＮ後半指令トルクが演算され、演算されたＧＥＮ後半指令トルクに基づき駆動トルク掛替指令が行われる。ＧＥＮ後半指令トルクは次の数４により演算される。

【数4】

【0091】

数４におけるＧＥＮ後半目標トルクは、発電用モータ４のトルクを増加させるために保持トルクよりも高く設定される。ＧＥＮ後半掛替目標時間は、発電用モータ４と駆動輪６とを結ぶ振動系である第２動力伝達経路２５の固有振動数に基づき予め設定される。ステップＳ１１１の処理は、ＧＥＮ後半掛替目標時間が経過するまで繰り返し実行され、これによりトルク掛替後半における発電用モータ４のトルク増加の傾きが、振動の１周期後にモータクラッチ１９を解放するための傾きに形成、算出される。

【0092】

ステップＳ１１２では、コントローラ７が内燃機関３の駆動トルク掛替指令を行う。ステップＳ１１２では、ＩＣＥ指令トルクが演算され、演算されたＩＣＥ指令トルクに基づき駆動トルク掛替指令が行われる。ＩＣＥ指令トルクは、内燃機関３のトルク掛替の指令トルクであり、ＩＣＥは内燃機関３を示す。ＩＣＥ指令トルクは次の数５により演算される。

【数5】

【0093】

本実施形態では、第２動力伝達経路２５側では発電用モータ４がトルクの掛け替えを担う。このため、ＩＣＥ目標トルクは、動力伝達経路の切り替え開始時のトルクとされる。結果、数５によりＩＣＥ指令トルクは動力伝達経路の切り替え開始時のトルクに維持される。ＩＣＥ掛替目標時間は例えば、予め設定した一定値とすることができる。ステップＳ１１２の処理は、ＩＣＥ掛替目標時間が経過するまで繰り返し実行され、これにより内燃機関３に対するトルク掛替処理が完了する。

【0094】

図５に示すサブルーチンは、走行用モータ２、発電用モータ４及び内燃機関３の駆動トルク掛替指令それぞれが完了すると終了し、これにより図４に示すフローチャートの処理も終了する。

【0095】

図９は、図４、図５に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す図である。走行用モータ２、内燃機関３及び発電用モータ４のトルクは、ドライブシャフトにおけるトルクを示す。

【0096】

タイミングＴ１１よりも前では、走行モードがシリーズＨＥＶモードになっている。シリーズＨＥＶモードでは、走行用モータ２においてＦＦ制御及びＦＢ制御による制振制御が行われる。駆動輪６との動力伝達が遮断されている発電用モータ４では、制振制御は行われない。

【0097】

タイミングＴ１１では、シリーズＨＥＶモードからエンジン直結モードへの走行モードの切り替え要求が行われる。このため、動力伝達経路の切り替えが開始され、エンジンクラッチ２１の回転同期のために発電用モータ４のトルクが増加し始める。これにより、エンジンクラッチ２１の入力回転速度が上昇し始め、回転同期が開始される。

【0098】

エンジンクラッチ２１における差回転ΔＮＲの大きさ、つまりエンジンクラッチ２１の入力回転速度と出力回転速度との差回転ΔＮＲの大きさが所定値ΔＮＲ１未満になると、これに応じてエンジンクラッチ２１の締結が開始される。これにより、エンジンクラッチ２１を作動するアクチュエータに締結するための作動が指令され、実際にアクチュエータ、エンジンクラッチ２１が作動し、エンジンクラッチ２１が締結する。そして、エンジンクラッチ２１が締結すると、クラッチセンサからの信号によりエンジンクラッチ２１の締結完了が判定される。

【0099】

タイミングＴ１２は、このようにしてエンジンクラッチ２１の締結完了が判定されたタイミングであり、タイミングＴ１２からは、トルクの掛け替えが開始される。これにより、走行用モータ２のトルクは減少し始め、発電用モータ４のトルクは増加し始める。内燃機関３のトルクは一定とされる。

【0100】

タイミングＴ１２ではさらに、ＦＦ制御による発電用モータ４の制振制御が開始される。これにより、トルク掛替中に走行用モータ２で行われるＦＢ制御とのＦＢ制御の干渉を回避しつつ、発電用モータ４の制振を図ることができる。また、このようにしてトルク掛替中に発電用モータ４の制振を図ることにより、ドライブシャフトの制振を図ることができる。

【0101】

タイミングＴ１３では、発電用モータ４のトルクが保持トルクに到達する。これにより、掛替前半における発電用モータ４のトルク掛替が完了し、発電用モータ４のトルクが保持トルクに保持される。

【0102】

タイミングＴ１４では、タイミングＴ１２からＭＧ前半掛替目標時間が経過し、トルク掛替後半となる。結果、走行用モータ２のトルクはトルク掛替前半よりも急な傾きで減少し始める。また、保持トルクとされていた発電用モータ４のトルクが再び増加し始める。

【0103】

タイミングＴ１５では、掛替後半における走行用モータ２のトルク掛替が完了し、走行用モータ２のトルクがゼロになる。これにより、ドグクラッチであるモータクラッチ１９の解放が可能になり、モータクラッチ１９が解放される。結果、動力伝達経路の切り替えが完了し、走行モードがエンジン直結モードに設定される。

【0104】

タイミングＴ１５からは、駆動輪６が切り替え前の動力源である走行用モータ２により駆動されなくなる。このため、タイミングＴ１５からは、走行用モータ２の制振制御は中止され、発電用モータ４の制振制御がＦＦ制御及びＦＢ制御により行われる。

【0105】

この例では、タイミングＴ１２からタイミングＴ１５までが、モータクラッチ１９及びエンジンクラッチ２１のうち切り替え後のクラッチ（締結側クラッチ）を構成するエンジンクラッチ２１の締結タイミング後、且つ、切り替え前のクラッチ（解放側クラッチ）を構成するモータクラッチ１９の解放タイミング前となる。

【0106】

発電用モータ４のトルクはタイミングＴ１５後も増加し続け、タイミングＴ１４からＧＥＮ後半掛替目標時間が経過したタイミングＴ１６で一定になる。

【0107】

ここで、タイミングＴ１６は、振動系の固有振動数から定まるドライブシャフト振動の１周期が終わるタイミングとなっている。このようなドライブシャフトの振動の１周期が終わるタイミングは、振動に伴うドライブシャフトのねじり角度がゼロになるタイミングとなっている。

【0108】

従って、このようなタイミングＴ１６でモータクラッチ１９が伝達するトルクをゼロとし、かつ、ドライブシャフトの振動を抑制するという２つの要素を同時に実現する傾き、つまり振動の１周期後にモータクラッチ１９を解放するための傾きに、走行用モータ２及び発電用モータ４のトルクの傾きを制御すれば、エンジンクラッチ２１を解放しても、振動に伴うドライブシャフトのねじり角度がゼロとなり、エンジンクラッチ２１の解放後にねじり角度が急変することはない。

【0109】

このようなエンジンクラッチ２１の解放に適したタイミングは０．５周期毎に生じるため、例えば十分に長い周期で振動するドライブシャフトを使用した車両の場合は、０．５周期に相当するタイミングＴ１４でエンジンクラッチ２１を解放することもできる。

【0110】

本実施形態では、トルク掛替前半における発電用モータ４のトルク増加の傾き及びトルク掛替後半における走行用モータ２のトルク減少の傾きを上述してきたように制御する。これにより、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ、タイミングＴ１６よりも早いタイミングＴ１５で速やかにエンジンクラッチ２１を解放することが可能になる。このことは、具体的には以下のように説明される。

【0111】

本実施形態の傾きの制御が適用されない比較例の場合、エンジンクラッチ２１が締結されたことに伴い、タイミングＴ１２から一点破線Ｌ２で示すようにドライブシャフトトルクが低下する結果、ドライブシャフトが振動する。この例では、タイミングＴ１２からタイミングＴ１４までが、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時であるタイミングＴ１１よりもドライブシャフトが伝達するトルクが小さい期間となる。

【0112】

本実施形態の場合は、エンジンクラッチ２１締結直前の差回転ΔＮＲを介してこのようなドライブシャフトのトルク変動に基づくことにより、トルク掛替前半つまりタイミングＴ１２からタイミングＴ１４までの期間において、発電用モータ４のトルク増加の傾きが走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくされる。

【0113】

これにより、破線Ｌ１で示す走行用モータ２、内燃機関３及び発電用モータ４の各動力源の合計トルクをドライブシャフトに対して付与することができる。また、この際の発電用モータ４のトルク増加の傾きは差回転ΔＮＲに応じて変更されるので、各駆動源の合計トルクをドライブシャフトに対し適切に付与することができる。結果、実線で示すようにドライブシャフトトルクの変動が適切に抑制され、ドライブシャフトの振動が適切に抑制される。

【0114】

発電用モータ４のトルク増加の傾きは、タイミングＴ１２からタイミングＴ１４までの期間の少なくとも一部において、走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくされてよい。少なくとも一部において、とは、制御応答性等により当該期間と傾きを変化させる期間とが完全に一致しない場合を許容することを含む。

【0115】

比較例の場合、一点破線Ｌ２で示すようにタイミングＴ１３でドライブシャフトトルクの低下側の振幅が最大になり、ドライブシャフトトルクの変動が低下から上昇に転じる。

【0116】

本実施形態の場合、タイミングＴ１３で発電用モータ４のトルクが保持トルクに到達し、保持トルクに保持される。これにより、一点破線Ｌ２で示されるドライブシャフトトルクの上昇に応じて、各動力源の合計トルクを低下させることができる。結果、実線で示すようにドライブシャフトトルクの変動が適切に抑制され、ドライブシャフトの振動が適切に抑制される。また、この際の保持トルクは差回転ΔＮＲに応じて変更されるので、各駆動源の合計トルクをドライブシャフトに対し適切に付与することができる。ドライブシャフトの振動は、発電用モータ４のトルクを保持トルクに保持することを含め、トルク掛替前半において発電用モータ４のトルクを減少させないことにより抑制可能になる。

【0117】

発電用モータ４のトルクは、タイミングＴ１２からタイミングＴ１４までの期間の少なくとも一部において、減少させないようにしてもよい。少なくとも一部において、とは前述したのと同様である。

【0118】

トルク掛替前半で上記のようにしてドライブシャフトの振動を抑制した場合、トルク掛替後半でドライブシャフトの振動に対処しない場合であっても、比較例の場合と同様、タイミングＴ１６で動力伝達経路の切り替えを完了することができる。結果この場合には、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ、比較例の場合に対し遅滞なく動力伝達経路の切り替えを行うことができる。或いは、十分に長い周期で振動するドライブシャフトを使用した車両の場合は、振動の０．５周期後となるタイミングＴ１４でモータクラッチ１９を解放するための傾きに走行用モータ２及び発電用モータ４の傾きを制御することを前提とした上で、発電用モータ４のトルクの増加傾きを走行用モータ２のトルク減少の傾きよりも絶対値で大きくなるように制御することにより、比較例の場合よりも速やかに動力伝達経路に切り替えを行うこともできる。

【0119】

比較例の場合、トルク掛替後半となるタイミングＴ１４で、一点破線Ｌ２で示すドライブシャフトトルクが元のドライブシャフトトルクよりも高い側に変動する。この例では、タイミングＴ１４からタイミングＴ１６までが、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが大きい期間となる。

【0120】

本実施形態では、差回転ΔＮＲを介してこのようなドライブシャフトのトルク変動に基づくことにより、トルク掛替後半つまりタイミングＴ１４からタイミングＴ１５までにおいて、走行用モータ２のトルク減少の傾きが発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくされる。

【0121】

これにより、破線Ｌ１で示す各動力源の合計トルクを元のドライブシャフトトルクよりも減少させてドライブシャフトに付与することができる。また、この際の走行用モータ２のトルク減少の傾きは差回転ΔＮＲに応じて変更されるので、各駆動源の合計トルクをドライブシャフトに対し適切に付与することができる。結果、実線で示すようにドライブシャフトトルクの変動が適切に抑制され、ドライブシャフトの振動が適切に抑制される。

【0122】

走行用モータ２のトルク減少の傾きは、タイミングＴ１４からタイミングＴ１６までの期間の少なくとも一部において、発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくされてよい。少なくとも一部において、とは前述したのと同様である。

【0123】

比較例の場合、一点破線Ｌ２で示すようにタイミングＴ１５でドライブシャフトトルクの増加側の振幅が最大になり、ドライブシャフトトルクの変動が上昇から下降に転じる。

【0124】

本実施形態の場合、タイミングＴ１５で走行用モータ２のトルクがゼロになる。このため、各動力源の合計トルクは破線Ｌ１で示すようにタイミングＴ１５から上昇に転じる。結果、実線で示すようにドライブシャフトトルクの変動が適切に抑制され、ドライブシャフトの振動が適切に抑制される。

【0125】

トルク掛替後半で上記のようにドライブシャフトの振動を抑制した場合、トルク掛替前半でドライブシャフトの振動に対処しない場合であっても、タイミングＴ１５、タイミングＴ１６間の時間分、比較例の場合よりも動力伝達経路の切り替え時間を短くすることができる。結果この場合には、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ、比較例の場合よりも速やかに動力伝達経路の切り替えを行うことができる。

【0126】

本実施形態では、発電用モータ４のトルク増加の傾きを走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくするとともに、トルク掛替後半において走行用モータ２のトルク減少の傾きを発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくする。これにより、実線で示すようにトルク掛替時全般に亘ってドライブシャフトトルクの変動を抑制でき、且つ比較例の場合よりも速やかに動力伝達経路の切り替えを行うことができる。

【0127】

次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

【0128】

ここで、噛み合いクラッチ機構の解放は、噛み合いクラッチ機構が伝達しているトルクがゼロ付近まで減少することにより可能となる。このため、速やかに噛み合いクラッチ機構を解放するためには、減少させるべきトルクが掛け替え完了後のトルクつまりゼロ付近に遅延なく到達する必要がある。

【0129】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法は、内燃機関３の動力により駆動される発電用モータ４と、発電用モータ４で発電した電力により駆動輪６を駆動する走行用モータ２と、走行用モータ２と駆動輪６との間で動力を伝達する第１動力伝達経路２４と、第１動力伝達経路２４の動力伝達を断続するモータクラッチ１９と、内燃機関３の動力を機械的に駆動輪６に伝達する第２動力伝達経路２５と、第２動力伝達経路２５の動力伝達を断続するエンジンクラッチ２１と、を備え、駆動輪６は、内燃機関３の動力又は走行用モータ２の動力により駆動され、第１動力伝達経路２４に配置された走行用モータ２と、第２動力伝達経路２５に配置された内燃機関３と発電用モータ４とが動力源を構成する車両で用いられる。本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法では、第１動力伝達経路２４から第２動力伝達経路２５への動力伝達経路の切り替えの際に、エンジンクラッチ２１の締結タイミング後、且つ、モータクラッチ１９の解放タイミング前に、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが小さい期間に、ドライブシャフトのトルク変動に基づいて、発電用モータ４のトルク増加の傾きを走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくすること、及び、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが大きい期間に、発電用モータ４のトルク減少の傾きを走行用モータ２のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくすること、を行う。

【0130】

このような方法によれば、発電用モータ４のトルク増加の傾きを走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくすることにより、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ遅滞なく動力伝達経路の切り替えを行うことが可能になる。また、このような方法によれば、走行用モータ２のトルク減少の傾きを発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくすることにより、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ速やかに動力伝達経路の切り替えを行うことが可能になる。さらに、このような方法によれば、これらの両者を行うことにより、トルク掛替時全般に亘ってドライブシャフトの振動を抑制し、且つ減少させるべきトルクが掛け替え完了後のトルクつまりゼロ付近に速やかに到達するので、速やかに動力伝達経路の切り替えを行うことが可能になる。

【0131】

つまり、このような方法によれば、第１動力伝達経路２４に設けられたモータクラッチ１９を速やかに或いは遅滞なく解放することが可能になるので、ドライブシャフトの振動を抑制しつつ遅滞なく動力伝達経路を切り替えることが可能になる。

【0132】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法では、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが小さく且つ減少する期間に、発電用モータ４のトルク増加の傾きを、走行用モータ２のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくする。

【0133】

上記期間は、前述の図９に示すタイミングＴ１２からタイミングＴ１３の期間に対応し、当該期間は、ドライブシャフトのねじり角度が周期的に増加する期間となっている。このため、このような方法によれば、当該期間に発電用モータ４のトルク増加の傾きを上記のように大きくすることにより、ドライブシャフトの振動を抑制しつつモータクラッチ１９を速やかに或いは遅滞なく解放することが可能になる。

【0134】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法では、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが大きく且つ増加する期間に、走行用モータ２のトルク減少の傾きを、発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくする。

【0135】

上記期間は、前述の図９に示すタイミングＴ１４からタイミングＴ１５の期間に対応し、当該期間は、ドライブシャフトのねじり角度が周期的に増加する期間となっている。このため、このような方法によれば、当該期間に走行用モータ２のトルク減少の傾きを上記のように小さくすることにより、ドライブシャフトの振動を抑制しつつモータクラッチ１９を速やかに解放することが可能になる。

【0136】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法では、エンジンクラッチ２１の締結に伴ってドライブシャフトが振動し、動力伝達経路の切り替え開始時よりもドライブシャフトが伝達するトルクが減少する期間に、発電用モータ４のトルクを減少させない。

【0137】

このような方法によれば、トルク掛替前半においてドライブシャフトが伝達するトルクが動力伝達経路の切り替え開始時よりも減少することに照らし、ドライブシャフトの振動を抑制することが可能になる。

【0138】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法では、差回転ΔＮＲに応じて走行用モータ２のトルク減少の傾きを変化させる。

【0139】

このような方法によれば、差回転ΔＮＲに起因して発生するドライブシャフトの振動の振幅に応じて、ドライブシャフトの振動を適切に抑制することができる。

【0140】

ここで、ＦＦ制御及びＦＢ制御による振動抑制制御は走行用モータ２、発電用モータ４で個別にドライブシャフトの振動を抑制することを目的としたものである。つまり双方のモータによる協調した振動抑制は考慮されておらず、動力伝達経路を切り替える場合においては互いに干渉することが懸念される。また発電用モータ４ではＦＦ制御及びＦＢ制御のうちＦＦ制御のみを用いてドライブシャフトの振動を抑制することで干渉を避けたとしても、遅滞なく動力伝達経路を切り替えることができない。

【0141】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法では、発電用モータ４と走行用モータ２とのうち走行用モータ２では、ＦＦ制御とＦＢ制御とを用いてドライブシャフトの振動を抑制し、発電用モータ４ではＦＦ制御及びＦＢ制御のうちＦＦ制御のみを用いてドライブシャフトの振動を抑制する。また、動力伝達経路の切り替えを開始する以前は走行用モータ２では、ＦＦ制御とＦＢ制御とを用いてドライブシャフトの振動を抑制し、動力伝達経路の切り替えが完了した以降は発電用モータ４では、ＦＦ制御とＦＢ制御とを用いてドライブシャフトの振動を抑制する。

【0142】

このような構成によれば、トルク掛替中に走行用モータ２で行われるＦＢ制御とのＦＢ制御の干渉を回避しつつ、動力伝達経路の切り替えを開始する以前の、および、動力伝達経路の切り替えが完了した以降のドライブシャフトの振動を抑制することにより、ドライブシャフトの振動を適切に抑制することができる。

【0143】

本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法は、第２動力伝達経路２５から第１動力伝達経路２４へ動力伝達経路を切り替える場合、つまりシリーズＨＥＶモードへの走行モードの切り替えが行われる場合にも適用できる。

【0144】

図１０、図１１は、シリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合にコントローラ７が行う制御の一例をフローチャートで示す図であり、第２動力伝達経路２５へ動力伝達経路を切り替える場合の制御例を示す図４、図５に対応する。

【0145】

図１０、図１１からわかるように、シリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合には、エンジン直結モードへ走行モードを切り替える場合において発電用モータ４に対して行われていた処理が、走行用モータ２に対して行われる。同様に、走行用モータ２に対して行われていた処理は発電用モータ４に対して行われる。また、エンジンクラッチ２１に対して行われていた処理はモータクラッチ１９に対して行われ、モータクラッチ１９に対して行われていた処理はエンジンクラッチ２１に対して行われる。

【0146】

シリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合には、ＭＧ前半指令トルク及びＭＧ後半指令トルクの代わりにＧＥＮ前半指令トルク及びＧＥＮ後半指令トルクが、ステップＳ２０１及びステップＳ２０３で演算される。また、ＧＥＮ前半指令トルク及びＧＥＮ後半指令トルクの代わりにＭＧ前半指令トルク及びＭＧ後半指令トルクが、ステップＳ２０７及びステップＳ２１１で演算される。これらの演算は、数１から数４においてＭＧとＧＥＮとを入れ替えることにより行うことが可能である。

【0147】

図１２から図１４は、シリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合に参照される各種マップデータを示す図であり、第２動力伝達経路２５へ動力伝達経路を切り替える場合に参照される各種マップデータを示す図６から図８に対応する。

【0148】

ＭＧ前半指令トルクを演算する際には、図６に示すマップデータの代わりに図１２に示すマップデータが用いられ、ＧＥＮ後半指令トルクを演算する際には、図８に示すマップデータの代わりに図１４に示すマップデータが用いられる。保持トルクの演算には、図７に示すマップデータの代わりに図１３に示すマップデータが用いられ、図１３に示すマップデータでは、トルク掛替前半の発電用モータ４の保持トルクの代わりにトルク掛替前半の走行用モータ２の保持トルクが設定される。

【0149】

図１５は、シリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合のタイミングチャートの一例を示す図であり、第２動力伝達経路２５へ動力伝達経路を切り替える場合のタイミングチャートの一例を示す図９に対応する。

【0150】

シリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合には、トルク掛替前半、つまりタイミングＴ２２からタイミングＴ２４までにおいて、走行用モータ２のトルク増加の傾きが発電用モータ４のトルク減少の傾きに対し絶対値で大きくされる。また、トルク掛替後半、つまりタイミングＴ２４からタイミングＴ２５までにおいて走行用モータ２のトルク減少の傾きが発電用モータ４のトルク増加の傾きに対し絶対値で大きくされる。

【0151】

トルク掛替前半では、走行用モータ２のトルクを保持トルクに保持することを含め、発電用モータ４のトルクは減少されない。タイミングＴ２５では、走行用モータ２へのトルク掛替を担う発電用モータ４のトルクと内燃機関３のトルクとが相殺され、走行用モータ２へのトルク掛替が完了し、解放すべきエンジンクラッチ２１が伝達するトルクがゼロ付近になる。そしてこのときにエンジンクラッチ２１が解放されることにより、動力伝達経路の切り替えが完了する。

【0152】

このようにシリーズＨＥＶモードへ走行モードを切り替える場合でも、本実施形態にかかる車両用の動力伝達方法は、エンジン直結モードへ走行モードを切り替える場合と同様の作用効果を奏することができる。

【0153】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0154】

上述した実施形態では、第２動力伝達経路２５に配置された切り替え後の動力源に発電用モータ４を用いる場合について説明した。しかしながら、第２動力伝達経路２５に配置された切り替え後の動力源には、内燃機関３が用いられてもよい。

【0155】

上述した実施形態では、車両用の動力伝達方法及び制御部が、単一のコントローラ７により実現される場合について説明した。しかしながら、車両用の動力伝達方法及び制御部は例えば、複数のコントローラの組み合わせにより実現されてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】