JP2006306325A - 車両用ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１クラッチが故障した場合でもモータジェネレータによるエンジン始動を確保することができると共に、大きなクラッチ動作エネルギーを要さずにエンジン始動時に必要な締結レスポンスを確保することができる車両用ハイブリッド駆動装置を提供すること。
【解決手段】 エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に第１クラッチCL1を介装し、前記第１クラッチCL1を締結し、前記モータジェネレータMGをスタータモータとして前記エンジンＥを始動する車両用ハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチCL1は、前記エンジンＥと前記モータジェネレータMGとの間に並列に介装したノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとを有する手段とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装し、第１クラッチを締結し、モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動する車両用ハイブリッド駆動装置に関する。

従来、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装し、第１クラッチを締結し、モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動する車両用ハイブリッド駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−８２２６０号公報

しかしながら、上記従来の車両用ハイブリッド駆動装置にあっては、第１クラッチとして自動変速機等に使用されるノーマルオープンタイプの湿式多板クラッチが採用されるため、クラッチ油圧を作り出せない等でオープン故障した場合、エンジン始動ができなくなる。また、当該第１クラッチに求められる定格トルク容量は、エンジン始動時に必要なトルク（エンジンフリクション&イナーシャの引き上げ分）の２倍程度あるため、必然的にクラッチピストンも大きくなり、エンジン始動時に必要な締結レスポンス（数ミリsec）を達成するためには大きな油圧を必要とする、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、第１クラッチが故障した場合でもモータジェネレータによるエンジン始動を確保することができると共に、大きなクラッチ動作エネルギーを要さずにエンジン始動時に必要な締結レスポンスを確保することができる車両用ハイブリッド駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装し、前記第１クラッチを締結し、前記モータジェネレータをスタータモータとして前記エンジンを始動する車両用ハイブリッド駆動装置において、
前記第１クラッチは、前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に並列に介装したノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとを有することを特徴とする。

よって、本発明の車両用ハイブリッド駆動装置にあっては、第１クラッチにノーマルクローズクラッチを含むため、ノーマルオープンクラッチがオープン故障した場合であっても、ノーマルクローズクラッチによるエンジンとモータジェネレータとの締結が確保される。よって、第１クラッチが故障した場合でもモータジェネレータによるエンジン始動を確保することができる。加えて、第１クラッチに求められる定格トルク容量を、ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとで分担できるため、例えば、ノーマルオープンクラッチをエンジン始動用クラッチとした場合は、ノーマルオープンクラッチの伝達トルク容量を、エンジン始動に必要なトルクまでの分担に設定できる。よって、大きなクラッチ動作エネルギーを要さずにエンジン始動時に必要な締結レスポンスを確保することができる。

以下、本発明の車両用ハイブリッド駆動装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のハイブリッド駆動装置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。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、モータジェネレータMGと、第１クラッチCL1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、を有する。

前記エンジン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。

前記モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータ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からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータ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）。なお、このモータジェネレータMGのロータは、ダンパー４９を介して自動変速機ATの入力軸に連結されている（図３参照）。

前記第１クラッチCL1は、前記エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装された油圧式多板クラッチであり、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、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、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。なお、第１クラッチCL1の詳しい構成については後述する。

前記第２クラッチCL2は、前記モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装された油圧式多板クラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、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。

前記自動変速機ATは、例えば、前進５速後退１速や前進６速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、前記第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうちいずれかの摩擦締結要素を流用している。そして、前記自動変速機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。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけ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、を有して構成されている。なお、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、互いに情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記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を入力し、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（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。なお、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へ供給する。

前記モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、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等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ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の充電状態をあらわすバッテリSOCを監視していて、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。

前記第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、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・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。なお、第１クラッチストロークC1S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。

前記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と第２クラッチ油圧センサ１８からのセンサ情報を入力し、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、変速制御における第２クラッチ制御に優先し、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令を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。なお、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。

前記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からのセンサ情報を入力し、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。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチトルクTCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３からの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。そして、前記エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジンＥの動作制御を行い、前記モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータMGの動作制御を行い、前記第１クラッチコントローラ５への制御指令により第１クラッチCL1の締結・開放制御を行い、前ＡＴコントローラ７への制御指令により第２クラッチCL2の締結・開放制御を行う。
なお、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2の入出力回転数情報は、
第１クラッチ入力回転数＝エンジン回転数Ne（エンジン回転数センサ１２）
第１クラッチ出力回転数＝モータ回転数Nm（モータ回転数センサ２１）
第２クラッチ入力回転数＝モータ回転数Nm（モータ回転数センサ２１）
第２クラッチ出力回転数＝第２クラッチ出力回転数N2out（第２クラッチ出力回転数センサ２２）
により得られる。

次に、第１実施例のハイブリッド車両の基本動作モードについて説明する。
・停止中
停止中において、バッテリSOCの低下時であれば、エンジンＥを始動して発電を行い、バッテリ４を充電する。そして、バッテリSOCが通常範囲になれば、第１クラッチCL1は締結で第２クラッチCL2は開放のままでエンジンＥを停止する。

・発進時
エンジン発進時には、アクセル開度APとバッテリSOC状態によって、モータジェネレータMGを連れ回し、力行／発電に切り替える。
モータ発進時で、ロールバックにより自動変速機ATの出力回転が負回転となったら、第２クラッチCL2のスリップ制御を行い、モータジェネレータMGの回転を正回転に維持する。次に、駆動力を車両が前進するまで上昇させ、第２クラッチCL2をスリップ制御から締結に移行させる。

・走行時（一定速・加速）
モータ走行は、エンジン始動に必要なモータトルクとバッテリ出力を確保し、不足する場合はエンジン走行に移行する。
燃費向上のために、モータ走行と発電上乗せ充電はセットで行う（モータトルクとバッテリ出力の制約により、走行可能範囲は、低負荷に限定される）。
発電上乗せ充電は、エンジン燃料消費の最小点を狙い、走行に必要なトルクに発電トルクを上乗せして行う（但し、バッテリSOC上昇時は、発電を行わない）。
アクセル踏み込み時のレスポンス向上のために、エンジントルク遅れ分をモータジェネレータMGによりアシストする。

・減速時
コースト減速であって、エンジン走行（燃料カット）時は、エンジンブレーキにより減速力を出すこととし、モータ回生時は、エンブレ相当の減速力を出す。
ブレーキON減速時には、ドライバーのブレーキ操作に応じた減速力を回生協調ブレーキ制御にて得る。回生を行う車速は、コースト減速と同じとする。

・変速時
エンジン走行やモータ走行中における変速時には、加減速中の変速に伴う回転数合わせのために、モータジェネレータMGを回生／力行させ、トルクコンバータ無しでのスムーズな変速を行う。

次に、上記第１クラッチCL1の構成を図２及び図３に基づいて説明する。
実施例１の車両用ハイブリッド駆動装置は、図２に示すように、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に第１クラッチCL1を介装し、前記第１クラッチCL1を締結し、前記モータジェネレータMGをスタータモータとして前記エンジンＥを始動する。そして、前記第１クラッチCL1は、前記エンジンＥと前記モータジェネレータMGとの間に並列に介装したノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとによる２クラッチ構成としている。

前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cのうち、ノーマルオープンクラッチCL1oの伝達トルク容量は、エンジン始動に必要なトルクまでの分担に設定し、ノーマルクローズクラッチCL1cの伝達トルク容量は、第１クラッチCL1に求められる定格トルク容量からノーマルオープンクラッチCL1oのトルク容量を差し引いた分に設定している。

前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cは、図３に示すように、何れも油圧多板クラッチ（湿式クラッチ）である。そして、前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cは、図３に示すように、前記モータジェネレータMGのロータに連結されるモータ回転メンバ３０を共通メンバとし、径方向内側位置にノーマルオープンクラッチCL1oを配置し、径方向外側位置にノーマルクローズクラッチCL1cを配置している。

前記ノーマルオープンクラッチCL1oは、図３に示すように、エンジン出力軸３１に第１エンジン回転メンバ３２を介して第２エンジン回転メンバ３３が固定され、この第２エンジン回転メンバ３３と前記モータ回転メンバ３０との間にクラッチプレート３４を介装し、該クラッチプレート３４の一端部に第１クラッチピストン３５を配置し、該第１クラッチピストン３５をリターンスプリング３６により開放方向に付勢することで構成されている。そして、エンジン出力軸３１に形成された第１軸心油路３７及び第１径方向油路３８を介して第１ピストン油室３９に油圧の供給が無い場合はクラッチ開放とされ（ノーマルオープン）、第１ピストン油室３９に油圧の供給がある場合は、油圧レベルの応じた締結力により締結される。

前記ノーマルクローズクラッチCL1cは、図３に示すように、エンジン出力軸３１に第１エンジン回転メンバ３２を介して第３エンジン回転メンバ４０が固定され、この第３エンジン回転メンバ４０と前記モータ回転メンバ３０との間にクラッチプレート４１を介装し、該クラッチプレート４１の一端部に第２クラッチピストン４２を配置し、該第２クラッチピストン４２を締結スプリング４３により締結方向に付勢することで構成されている。そして、自動変速機入力軸４４に形成された第２軸心油路４５から、エンジン出力軸３１に形成された第３軸心油路４６及び第２径方向油路４７を介して第２ピストン油室４８に油圧の供給が無い場合はクラッチ締結とされ（ノーマルクローズ）、第２ピストン油室４８に油圧の供給がある場合は、油圧力がスプリング締結力に打ち勝って開放される。

なお、図３中４９は回転方向のトルク変動を吸収するダンパーであり、前記モータ回転メンバ３０と、前記自動変速機入力軸４４にスプライン嵌合された変速機入力回転メンバ５０との間に介装されている。

次に、作用を説明する。
［発進時エンジン始動制御処理］
図４は実施例１の統合コントローラ１０にて実行される発進時エンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（発進時エンジン始動制御手段）。

ステップＳ１では、ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとが共に開放状態での停止中にエンジン発進要求が有るか否かを判断し、YESの場合はステップＳ２へ移行し、NOの場合はステップＳ１での判断を繰り返す。
ここで、エンジン発進要求は、例えば、低負荷発進の場合にはモータ発進を行う場合、上り勾配路での発進時等のように高負荷発進のときに出される。また、発進加速性を期待するドライバーの選択により、エンジン発進要求を出すようにしても良い。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのエンジン発進要求有りとの判断に続き、開放されていたノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御を開始し、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御に続き、モータジェネレータMGによりエンジンＥの回転数がエンジン始動回転数に達すると、燃料噴射と点火を実行し、エンジンＥを始動し、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのエンジン始動に続き、ノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結により、エンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmとが同期したか否かを判断し、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ４の判断を繰り返す。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのエンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmとの同期判断に続き、開放されていたノーマルクローズクラッチCL1cを締結（スリップ無し）し、ステップＳ６へ移行する。なお、ノーマルクローズクラッチCL1cの締結と同時に、ノーマルオープンクラッチCL1oもスリップ締結から完全締結へと切り替える。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのノーマルクローズクラッチCL1cの締結に続き、エンジンＥを駆動源とするエンジン発進へ移行する。

［走行モード遷移制御処理］
図５は実施例１の統合コントローラ１０にて実行されるモータ走行モードからエンジン走行モードへと移行する走行モード遷移制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（走行モード遷移制御手段）。

ステップＳ２１では、ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとが共に開放状態によるモータ走行モードでの走行中にエンジン走行要求が有るか否かを判断し、YESの場合はステップＳ２２へ移行し、NOの場合はステップＳ２１での判断を繰り返す。
ここで、エンジン走行要求は、例えば、モータ走行モードでの走行中にバッテリSOCが規定値以下まで低下した場合や、アクセル踏み込み操作により、ドライバーの要求駆動力をモータジェネレータMGのみでは不足する場合等、において出される。

ステップＳ２２では、ステップＳ２１でのエンジン走行要求有りとの判断に続き、第２クラッチCL2を駆動輪への伝達トルクを低減するようにスリップ開放し、ステップＳ２３へ移行する。

ステップＳ２３では、第２クラッチCL2のスリップ開放に続き、開放されていたノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御を開始し、ステップＳ２４へ移行する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３でのノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御に続き、モータジェネレータMGによりエンジンＥの回転数がエンジン始動回転数に達すると、燃料噴射と点火を実行し、エンジンＥを始動し、ステップＳ２５へ移行する。

ステップＳ２５では、ステップＳ２４でのエンジン始動に続き、ノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結により、エンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmとが同期したか否かを判断し、YESの場合はステップＳ２６へ移行し、NOの場合はステップＳ２５の判断を繰り返す。

ステップＳ２６では、ステップＳ２５でのエンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmとの同期判断に続き、開放されていたノーマルクローズクラッチCL1cを締結（スリップ無し）し、ステップＳ２７へ移行する。なお、ノーマルクローズクラッチCL1cの締結と同時に、ノーマルオープンクラッチCL1oもスリップ締結から完全締結へと切り替える。

ステップＳ２７では、ステップＳ２６でのノーマルクローズクラッチCL1cの締結に続き、スリップ開放状態となっていた第２クラッチCL2を締結し、ステップＳ２８へ移行する。

ステップＳ２８では、ステップＳ２７での第２クラッチCL2の締結に続き、エンジンＥを駆動源とするエンジン走行モードへと移行する。

［２クラッチ構成による第１クラッチ作用］
例えば、特開平１１−８２２６０号公報に記載されているような車両用ハイブリッド駆動装置は、スタータモータを持たない１モータハイブリッドシステムであり、モータ走行中は、モータジェネレータで駆動力を出しつつ、エンジン側の第１クラッチを締結してエンジンを始動する。しかし、この第１クラッチは、ただ１つのクラッチであるため、下記に列挙するような問題点を有する。

問題点１
通常、自動変速機に使用されている湿式多板クラッチは、耐熱・耐摩耗性には優れるが、締結動作がノーマルオープンタイプであるため、オープン故障した場合は、エンジン始動ができなくなる。

問題点２
当該第１クラッチに求められる定格トルク容量は、エンジン始動時に必要なトルク（エンジンフリクション&イナーシャ引き上げ分）の２倍程度であるため、必然的にクラッチピストンも大きくなり、エンジン始動時に必要な締結レスポンス（数ミリsec）を達成するためには大きな油圧を必要とする。

問題点３
モータ走行モードでの走行中のエンジン始動では、モータジェネレータの回転数がエンジンクランキング回転数よりも高いため、クランキングの際、第１クラッチで回転差を吸収（スリップ）させる必要があり、オイル冷却を持たないノーマルクローズの乾式単板クラッチでは、フェーシングの耐熱・耐摩耗が厳しい。

問題点４
前述の通り、第１クラッチはクランキング中のスリップ締結が必要であり、ノーマルクローズタイプのクラッチでスリップ制御を行おうとすると、プレッシャプレートのストロークセンサが必要となり、コストアップに繋がる。

これに対し、実施例１の車両用ハイブリッド駆動装置では、第１クラッチCL1を、ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとによる２クラッチ構成とした。したがって、１クラッチ構成の場合に比べ、下記に列挙するようなメリットを有する。

・径方向外側位置に配置したクラッチは、ノーマルクローズクラッチCL1cであるため、径方向内側位置に配置したノーマルオープンクラッチCL1oがオープン故障した場合でも、ノーマルクローズクラッチCL1cは締結スプリング４３による付勢力で締結状態であり、エンジンＥを始動することが可能である。

・径方向内側位置に配置したノーマルオープンクラッチCL1oは、常開の湿式クラッチであるため、スリップ締結時の制御が容易（圧力制御が可能）である。

・径方向内側位置に配置したノーマルオープンクラッチCL1oは、湿式クラッチであるため、スリップ締結を行っても、耐熱性や耐摩耗性の問題が少ない。

・径方向内側位置に配置したノーマルオープンクラッチCL1oは、エンジン始動に必要なトルクまでの分担であるため、ピストンサイズの最適化が可能となり、１クラッチ構成に比べ、締結レスポンスを向上させることができる。

・スリップ締結はノーマルオープンクラッチCL1oにより行うので、ノーマルクローズクラッチCL1cは、エンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmが同期してから締結させれば良く（図４及び図５参照）、スリップ制御に必要なストロークセンサが不要となり、コストアップ要因が減少する。

［発進時エンジン始動制御作用］
第１クラッチCL1（ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1c）が開放状態での停止中にエンジン発進要求が有る場合、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなり、エンジン発進へスムーズに移行する。

すなわち、エンジン発進要求有りと判断されると（ステップＳ１）、開放されていたノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御が開始され（ステップＳ２）、モータジェネレータMGによりエンジンＥの回転を開始し、エンジン回転数がエンジン始動回転数に達すると、燃料噴射と点火を実行し、エンジンＥを始動する（ステップＳ３）。そして、ノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結により、エンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmとが同期すると（ステップＳ４）、開放されていたノーマルクローズクラッチCL1cを締結し（ステップＳ５）、エンジンＥを駆動源とするエンジン発進へ移行する（ステップＳ６）。

このように、第１クラッチCL1を構成する２つのクラッチのうち、ノーマルオープンクラッチCL1oをエンジン始動用クラッチとし、ノーマルクローズクラッチCL1cを定格トルク容量を確保するためのクラッチとして機能分担している。よって、エンジン始動時のスリップ締結制御はノーマルオープンクラッチCL1oのみに対して行えば良く、制御が容易で、耐熱性や耐摩耗性の問題を少なくしながら、締結レスポンスの向上により高いエンジン始動応答性を得ることができる。また、ノーマルクローズクラッチCL1cは、ON/OFF動作を行うだけであるため、スリップ制御性や耐熱性等を考慮することを必要としない。しかも、ノーマルクローズクラッチCL1cは、油圧を抜いて締結状態を得るため、エンジン発進後にエンジン走行が続くような場合、他方のノーマルオープンクラッチCL1oに対する油圧供給のみでよく、高い油圧をかけ続ける必要がある１クラッチ構造に比べ、燃費性能も向上する。

［走行モード遷移制御作用］
第１クラッチCL1（ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1c）が開放状態によるモータ走行モードでの走行中にエンジン走行要求が有る場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２７→ステップＳ２８へと進む流れとなり、エンジン走行モードへスムーズに移行する。

すなわち、モータ走行モードでの走行中にエンジン走行要求が有ると判断されると（ステップＳ２１）、第２クラッチCL2を駆動輪への伝達トルクを低減するようにスリップ開放し（ステップＳ２２）、その後、開放されていたノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御が開始され（ステップＳ２３）、モータジェネレータMGによりエンジンＥの回転を開始し、エンジン回転数がエンジン始動回転数に達すると、燃料噴射と点火を実行し、エンジンＥを始動する（ステップＳ２４）。そして、ノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結により、エンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmとが同期すると（ステップＳ２５）、開放されていたノーマルクローズクラッチCL1cを締結し（ステップＳ２６）、スリップ開放状態となっていた第２クラッチCL2を締結し（ステップＳ２７）、エンジンＥを駆動源とするエンジン走行モードへと移行する（ステップＳ２８）。

したがって、モータ走行中におけるエンジン始動時には、上記発進時エンジン始動制御での作用効果に加え、ショックを抑えたスムーズなモータ走行モードからエンジン走行モードへのモード遷移を達成することができる。つまり、第１クラッチCL1の締結によるエンジン始動時には、エンジンＥのイナーシャやフリクションにより大きなトルク変動が発生するが、このトルク変動は、ノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結前からエンジン走行モードへの受け渡し完了までの期間中、第２クラッチCL2をスリップ開放状態に保っておくことで、ショックとなる変動トルクが、自動変速機ATを介して左右後輪RL,RRへ伝達されるのが低減される。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用ハイブリッド駆動装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に第１クラッチCL1を介装し、前記第１クラッチCL1を締結し、前記モータジェネレータMGをスタータモータとして前記エンジンＥを始動する車両用ハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチCL1は、前記エンジンＥと前記モータジェネレータMGとの間に並列に介装したノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとを有するため、第１クラッチCL1が故障した場合でもモータジェネレータMGによるエンジン始動を確保することができると共に、大きなクラッチ動作エネルギーを要さずにエンジン始動時に必要な締結レスポンスを確保することができる。

(2) 前記第１クラッチCL1は、ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cによる２クラッチ構成であり、前記ノーマルオープンクラッチCL1oの伝達トルク容量は、エンジン始動に必要なトルクまでの分担に設定し、前記ノーマルクローズクラッチCL1cの伝達トルク容量は、第１クラッチCL1に求められる定格トルク容量から前記ノーマルオープンクラッチCL1oのトルク容量を差し引いた分に設定したため、ノーマルクローズクラッチCL1cにON/OFFクラッチ機能を持たせるだけでコストアップ要因を減少しながら、エンジン始動時にスリップ締結制御を行うノーマルオープンクラッチCL1oの締結レスポンスを向上させることができる。

(3) 前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cは、何れも油圧多板クラッチであるため、スリップ締結制御を容易に行うことができると共に、耐熱性や耐摩耗性も併せて得ることができる。

(4) 前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cは、前記モータジェネレータMGのロータに連結されるモータ回転メンバ３０を共通メンバとし、径方向内側位置にノーマルオープンクラッチCL1oを配置し、径方向外側位置にノーマルクローズクラッチCL1cを配置したため、ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1c間で軸方向の無駄スペースが省かれ、２つのクラッチを軸方向寸法を短縮したコンパクトなレイアウト配置とすることができる。加えて、伝達トルク容量の分担を、ノーマルオープンクラッチCL1o<ノーマルクローズクラッチCL1cとした場合、径方向の内側位置にノーマルオープンクラッチCL1oを配置し、外側位置にノーマルクローズクラッチCL1cを配置することで、クラッチプレート枚数を同等としながら伝達トルク容量差を設定することができる。

(5) 前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとが共に開放状態での停止中にエンジン発進要求が出た場合、前記ノーマルオープンクラッチのスリップ締結制御を開始し、前記モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動し、前記ノーマルオープンクラッチの締結によりエンジン回転数とモータジェネレータ回転数が同期すると、前記ノーマルクローズクラッチを締結してエンジン発進に移行する発進時エンジン始動制御手段（図４）を設けたため、ノーマルオープンクラッチCL1oをエンジン始動用クラッチとし、ノーマルクローズクラッチCL1cを定格トルク容量を確保するクラッチとするという機能分担により、制御容易性、耐熱性、耐摩耗性を得ながら、高いエンジン始動応答性を達成することができる。

(6) 前記モータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチCL2を介装し、前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとが共に開放状態でのモータ走行モード時にエンジン走行要求が出た場合、締結されている前記第２クラッチCL2をスリップ開放して駆動輪への伝達トルクを低減し、前記ノーマルオープンクラッチCL1oのスリップ締結制御を開始し、前記モータジェネレータMGをスタータモータとしてエンジンＥを始動し、前記ノーマルオープンクラッチCL1oの締結によりエンジン回転数Neとモータジェネレータ回転数Nmが同期すると、前記ノーマルクローズクラッチCL1cを締結すると共に前記第２クラッチCL2を締結してエンジン走行モードに移行する走行モード遷移制御手段（図５）を設けたため、制御容易性、耐熱性、耐摩耗性を得ながら、高いエンジン始動応答性を達成することができると共に、モータ走行モードからエンジン走行モードへのショックを抑えたスムーズなモード遷移を達成することができる。

実施例２は、基本構成は実施例１のままであるが、湿式のノーマルオープンクラッチをモータジェネレータの後ろ、乾式のノーマルクローズクラッチをモータジェネレータの前に配置した例である。

まず、実施例２における第１クラッチCL1の構成を図６及び図７に基づいて説明する。前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cのうち、ノーマルクローズクラッチCL1cを乾式クラッチとしている。そして、前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cは、図６及び図７に示すように、前記モータジェネレータMGのロータに連結されるモータ回転メンバ３０を共通メンバとし、前記モータジェネレータMGの後部位置にノーマルオープンクラッチCL1oを配置し、前記モータジェネレータMGの前部位置にノーマルクローズクラッチCL1cを配置している。

前記ノーマルオープンクラッチCL1oは、図７に示すように、エンジン出力軸３１に固定された第１エンジン回転メンバ３２と前記モータ回転メンバ３０との間にクラッチプレート５１を介装し、該クラッチプレート５１の一端部にクラッチピストン５２を配置し、該クラッチピストン５２をリターンスプリング５３により開放方向に付勢することで構成されている。そして、ピストン油室５４に油圧の供給が無い場合はクラッチ開放とされ（ノーマルオープン）、ピストン油室５４に油圧の供給がある場合は、油圧レベルの応じた締結力により締結される。

前記ノーマルクローズクラッチCL1cは、図７に示すように、エンジン出力軸３１に固定されたフライホイール５５と、該フライホイール５５に固定されたクラッチカバー５６と、該クラッチカバー５６にピボットリング５７を介して支持されたダイヤフラムスプリング５８と、該ダイヤフラムスプリング５８の外周部が接触するプレッシャプレート５９と、該プレッシャプレート５９と前記フライホイール５５との間に介装され、前記モータ回転メンバ３０にスプライン嵌合されたクラッチディスク６０と、前記ダイヤフラムスプリング５８の内周部が接触するレリーズベアリング６１と、該レリーズベアリング６１が設けられ、図外のレリーズフォークにより摺動するレリーズスライダー６２と、を有して構成されている。そして、レリーズベアリング６１を図７に示す位置にしておくと、ダイヤフラムスプリング５８による付勢力にてプレッシャプレート５９によりクラッチディスク６０をフライホイール５５に押し付けたクラッチ締結とされ（ノーマルクローズ）、レリーズベアリング６１を図７に示す位置から図面左方向に摺動させると、ダイヤフラムスプリング５８がプレッシャプレート５９から離れてクラッチ開放される。
なお、ハイブリッド全体システムは、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

実施例２における２クラッチ構成による第１クラッチ作用や発進時エンジン始動制御作用や走行モード遷移制御作用は、ノーマルクローズクラッチCL1cが、実施例１の湿式クラッチから乾式クラッチに変更されただけで、実施例１と変わるところはなく、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用ハイブリッド駆動装置にあっては、実施例１の(1)〜(6)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(7) 前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cのうち、ノーマルクローズクラッチCL1cは乾式クラッチであるため、従来、手動変速機に用いられている乾式クラッチを流用でき、コスト低減を図ることができる。

(8) 前記ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cは、前記モータジェネレータMGのロータに連結されるモータ回転メンバ３０を共通メンバとし、前記モータジェネレータMGの後部位置にノーマルオープンクラッチCL1oを配置し、前記モータジェネレータMGの前部位置にノーマルクローズクラッチCL1cを配置したため、従来のエンジンと手動変速機のレイアウトをそのまま採用できるし、径方向寸法の拡大を抑えた駆動レイアウトにすることができる。

以上、本発明の車両用ハイブリッド駆動装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例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。

実施例１，２では、第１クラッチCL1として、ノーマルオープンクラッチCL1oとノーマルクローズクラッチCL1cとによる２クラッチ構成とし、ノーマルオープンクラッチCL1oをエンジン始動用クラッチとして分担し、しかも、湿式クラッチとする好ましい例を示したが、要するに、第１クラッチは、エンジンとモータジェネレータとの間に並列に介装したノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとを有するものであれば、クラッチ数やクラッチ形式は実施例１，２に限定されるものではない。

実施例１，２では、エンジン・第１クラッチ・モータジェネレータ・変速機というレイアウトを持つ車両用ハイブリッド駆動装置への適用例を示したが、駆動力合成変速機にエンジンとモータジェネレータとが連結され、エンジンと駆動力合成変速機との間に第１クラッチを介装させ、モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動するパラレル式のハイブリッド駆動装置等にも適用できる。要するに、エンジンとモータジェネレータとの間に直接、あるいは、変速ギヤ機構等を介して間接的に第１クラッチを介装し、第１クラッチを締結し、モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動する車両用ハイブリッド駆動装置であれば適用できる。

実施例１のハイブリッド駆動装置が適用された後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を示すスケルトン図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置の第１クラッチを示す図２のＡ部断面図である。 実施例１の統合コントローラにて実行される発進時エンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の統合コントローラにて実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２のハイブリッド駆動装置を示すスケルトン図である。 実施例２のハイブリッド駆動装置の第１クラッチを示す図６のＢ部断面図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG モータジェネレータ
CL1 第１クラッチ
CL1o ノーマルオープンクラッチ
CL1c ノーマルクローズクラッチ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
PS プロペラシャフト
DF ディファレンシャル
DSL 左ドライブシャフト
DSR 右ドライブシャフト
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（駆動輪）
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
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
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
３０ モータ回転メンバ

Claims (8)

1. エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチを介装し、前記第１クラッチを締結し、前記モータジェネレータをスタータモータとして前記エンジンを始動する車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記第１クラッチは、前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に並列に介装したノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチ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. 請求項１に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記第１クラッチは、ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとの２クラッチ構成であり、
   前記ノーマルオープンクラッチの伝達トルク容量は、エンジン始動に必要なトルクまでの分担に設定し、前記ノーマルクローズクラッチの伝達トルク容量は、前記第１クラッチに求められる定格トルク容量から前記ノーマルオープンクラッチのトルク容量を差し引いた分に設定したことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
3. 請求項１または２に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチのうち、少なくともノーマルオープンクラッチは湿式クラッチであることを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
4. 請求項２または３に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチは、前記モータジェネレータに連結されるモータ回転メンバを共通メンバとし、径方向内側位置にノーマルオープンクラッチを配置し、径方向外側位置にノーマルクローズクラッチを配置したことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとが共に開放状態での停止中にエンジン発進要求が出た場合、前記ノーマルオープンクラッチのスリップ締結制御を開始し、前記モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動し、前記ノーマルオープンクラッチの締結によりエンジン回転数とモータジェネレータ回転数が同期すると、前記ノーマルクローズクラッチを締結してエンジン発進に移行する発進時エンジン始動制御手段を設けたことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記モータジェネレータと駆動輪との間に第２クラッチを介装し、
   前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチとが共に開放状態でのモータ走行モード時にエンジン走行要求が出た場合、締結されている前記第２クラッチをスリップ開放して駆動輪への伝達トルクを低減し、前記ノーマルオープンクラッチのスリップ締結制御を開始し、前記モータジェネレータをスタータモータとしてエンジンを始動し、前記ノーマルオープンクラッチの締結によりエンジン回転数とモータジェネレータ回転数が同期すると、前記ノーマルクローズクラッチを締結すると共に前記第２クラッチを締結してエンジン走行モードに移行する走行モード遷移制御手段を設けたことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
7. 請求項１または２に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチのうち、ノーマルクローズクラッチは乾式クラッチであることを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
8. 請求項７に記載された車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記ノーマルオープンクラッチとノーマルクローズクラッチは、前記モータジェネレータに連結されるモータ回転メンバを共通メンバとし、前記モータジェネレータの後部位置にノーマルオープンクラッチを配置し、前記モータジェネレータの前部位置にノーマルクローズクラッチを配置したことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
   

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