JP2004099030A - ハイブリッド車両 - Google Patents

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森沢　邦夫
Masanori Kubo
久保　正徳
Atsushi Tabata
田端　淳
Yutaka Taga
多賀　豊
Takatsugu Ibaraki
茨木　隆次
Yushi Hata
畑　祐志
Tsuyoshi Mikami
三上　強
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Abstract

【課題】　エンジンおよびモータジェネレータの出力を遊星歯車装置により合成、分配して変速機に伝達するハイブリッド車両において、トルクコンバータを介することなく遊星歯車装置にエンジンを連結する場合に、エンジンの回転変動が遊星歯車装置に伝達されることを防止する。
【解決手段】　エンジン１０およびモータジェネレータ１４の出力を遊星歯車装置１８により合成、分配して自動変速機１６に伝達して走行するハイブリッド車両において、エンジン１０のクランク軸３０を、ダンパ装置１２を介して遊星歯車装置１８の入力軸３２に連結したので、エンジン１０の回転変動がそのまま遊星歯車装置１８に伝達されることが防止される。
【選択図】　　図１

Description

　本発明はハイブリッド車両に関するものである。
　燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、走行条件に応じてエンジンと電動モータとを使い分けて走行するハイブリッド車両が提案されているが、このようなハイブリッド車両の一種に、オイルポンプから供給される作動油によって例えば油圧式摩擦係合装置が係合、解放されることにより複数の変速段に切り換えられる機械式の自動変速機を有するものがある。特許文献１に記載の装置はその一例で、上記油圧式摩擦係合装置を作動させるための作動油や、自動変速機、ディファレンシャル装置を潤滑するための潤滑油は、エンジンによって駆動されるオイルポンプによって出力される。
特開平６−３８３０３号公報
　しかしながら、かかる従来のハイブリッド車両は、エンジンによってオイルポンプを駆動するようになっているため、電動モータを動力源とする走行時等のエンジン停止時には、別に設けられた専用モータによってオイルポンプを駆動する必要があり、大きな配置スペースが必要で車両搭載性が損なわれると共に高価になるという問題が存在していた。なお、エアコンのコンプレッサなど、エンジンによって駆動される他の車載装置を有する場合も同様である。
　また、このようなハイブリッド車両において、エンジンおよびモータジェネレータの出力を遊星歯車装置により合成、分配して変速機に伝達するものがあり、トルクコンバータを介することなくエンジンを連結することができるが、エンジンの回転変動が問題になることがある。
　このような問題を解決するために、第１発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) モータジェネレータと、(c) リングギヤ、キャリア、およびサンギヤの３つの回転要素を備えているとともに、その中の１つの回転要素に第１クラッチを介して前記エンジンが連結され、別の２つの回転要素にそれぞれ前記モータジェネレータおよび出力部材が連結され、任意の２つの回転要素が第２クラッチによって互いに連結される遊星歯車装置とを有し、(d) 前記エンジンおよび／またはモータジェネレータの出力を前記遊星歯車装置を介してその出力部材に伝達して走行するハイブリッド車両において、(e) 動力を必要とする車載装置を前記モータジェネレータによって駆動するようにしたことを特徴とする。
　第２発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) モータジェネレータと、(c) 変速機と、を有するハイブリッド車両において、(d) ３つの回転要素の一つにダンパ装置を介して前記エンジンが連結され、他の一つに前記モータジェネレータが連結され、それ等のエンジンおよびモータジェネレータの出力を合成、分配して前記変速機に伝達する遊星歯車装置を有することを特徴とする。
　第３発明は、第２発明のハイブリッド車両において、前記遊星歯車装置の任意の２つの回転要素を連結するクラッチを備えていることを特徴とする。
　第４発明は、第２発明または第３発明のハイブリッド車両において、前記モータジェネレータは、動力を必要とする車載装置を駆動できることを特徴とする。
　第５発明は、第４発明のハイブリッド車両において、前記車載装置は、前記変速機用の油圧を発生するオイルポンプであることを特徴とする。
　第１発明は、遊星歯車装置を動力の合成、分配機構として用い、第１クラッチおよび第２クラッチの組み合わせにより、モータジェネレータの出力のみを出力部材へ出力するモータ走行、モータジェネレータを無負荷状態としてエンジン出力のみを出力部材へ出力するエンジン走行、エンジン出力をモータジェネレータおよび出力部材へ分配してモータジェネレータにより蓄電装置を充電しながら走行する充電走行、エンジンおよびモータジェネレータの出力を合成して出力部材へ出力するエンジン・モータ走行、モータジェネレータを無負荷状態から回生制動へ移行させてエンジンにより発進するエンジン発進、車両の運動エネルギーでモータジェネレータを回転駆動して蓄電装置を充電するとともに車両に回生制動力を作用させる回生走行など、種々の走行制御を行うことが可能な所謂ミックス型のハイブリッド車両に関するもので、エアコンやオイルポンプなどの動力を必要とする車載装置を上記モータジェネレータによって駆動するようにしたものである。モータジェネレータは、少なくとも上記モータ走行、エンジン走行、充電走行、エンジン・モータ走行、エンジン発進、回生走行時には回転するなど、殆ど全ての走行条件下で回転させられることから、車載装置を殆ど何時でも作動させることが可能で、敢えて専用モータ等を搭載する必要が無く、車載装置を簡単且つ安価に構成することができる。
　第２発明のハイブリッド車両によれば、エンジンがダンパ装置を介して遊星歯車装置に連結されているため、エンジンの回転変動がそのまま遊星歯車装置に伝達されることが防止される。
　第４発明では、車載装置がモータジェネレータによって駆動されることから、所定の走行条件でエンジンが停止させられた場合にも車載装置は停止しないため、敢えて専用モータ等を搭載する必要が無く、車載装置が簡単且つ安価に構成される。
　ここで、第２発明のハイブリッド車両は、エンジン出力をモータジェネレータおよび変速機へ分配してモータジェネレータにより蓄電装置を充電しながら走行する充電走行、エンジンおよびモータジェネレータの出力を合成して変速機へ出力するエンジン・モータ走行、モータジェネレータを無負荷状態から回生制動へ移行させてエンジンにより発進するエンジン発進など、種々の走行制御を行うことが可能で、クラッチにより遊星歯車装置を一体回転させることができる第３発明では更に、モータジェネレータの出力のみを変速機へ出力するモータ走行、エンジン出力のみを変速機へ出力するエンジン走行、車両の運動エネルギーでモータジェネレータを回転駆動して蓄電装置を充電するとともに車両に回生制動力を作用させる回生走行などが可能となる。
　前記遊星歯車装置は、例えば３つの回転要素の一つにダンパ装置および第１クラッチを介してエンジンが連結され、３つの回転要素の任意の２つが第２クラッチを介して互いに連結されるように構成される。
　上記第１クラッチおよび第２クラッチとしては、油圧式クラッチすなわち油圧に基づいて係合、解放状態や連結関係が切り換えられるクラッチで、例えば単板式、多板式の摩擦クラッチが好適に用いられる。なお、モータジェネレータと遊星歯車装置との間にクラッチを設けたり、第１クラッチを介してエンジンが連結される回転要素を回転停止させるブレーキを設けたりするなど、必要に応じてクラッチやブレーキを追加して設けることもできる。
　上記第１クラッチを係合させ且つ第２クラッチを解放することにより、エンジン発進を行うことができるが、そのエンジン発進時（発進前を含む）にモータジェネレータが逆回転させられる場合がある。また、モータジェネレータを用いて後進走行を行う場合もモータジェネレータが逆回転させられる。このため、そのようなエンジン発進やモータ後進走行を行うハイブリッド車両においては、モータジェネレータによりオイルポンプを駆動する場合、オイルポンプの回転方向に拘らずオイル溜部などから作動油を汲み上げて変速機側へ供給する整流回路をオイルポンプに接続することが望ましい。整流回路は、例えば４つの逆止弁をブリッジ型に接続することによって構成される。
　前記変速機としては、平行２軸式や遊星歯車式などの前進複数の変速段を有する有段の自動変速機が好適に用いられ、変速段を切り換えるために所定の回転要素を連結したり、回転停止させたりする油圧式クラッチ、油圧式ブレーキ等の油圧式摩擦係合装置を備えて構成される。油圧アクチュエータによって変速比が無段階で変化させられるベルト式やトロイダル型などの無段変速機を用いることもできるし、シフトレバー操作に応じて油圧回路を切り換えることにより単に前進、後進を切り換えるだけの手動変速機であっても良い。
　また、オイルポンプには、作動油を蓄積するアキュムレータを接続することも可能で、そのアキュムレータは、オイルポンプの停止時にシフトレバーの切換え操作に伴って変速機の変速段を切り換えたり、駐車後の車両発進時にパーキングから前進或いは後進変速段へ切り換えたりできるように構成することもできるが、そのような車両停止時における変速時には、例えば車両停止状態を維持しつつモータジェネレータを作動させて油圧を発生させるようにしても良い。その場合には、アキュムレータは、信号待ちなど数分程度の比較的短時間の車両停止時に、変速機を所定の変速状態（一定の変速段など）に維持できるものであれば良く、作動油の漏れを補う程度の一層小容量のものを用いることが可能となる。
　また、動力を必要とする車載装置としては、オイルポンプやエアコンのコンプレッサ以外に、フロントワイパー、リヤワイパー及びパワーウインドゥなど動力源からベルト或いはチェーン等を用いて動力伝達されて駆動され得る様々な装置が考えられる。
　以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施例であるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型ハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略構成図で、燃料の燃焼によって作動する内燃機関などのエンジン１０と、エンジン１０の回転変動を防止するスプリング式のダンパ装置１２と、電気エネルギーで作動するモータおよび発電機として機能するモータジェネレータ１４と、それ等のエンジン１０およびモータジェネレータ１４の出力を機械的に合成、分配して自動変速機１６に出力する遊星歯車装置１８とを備えており、エンジン１０，ダンパ装置１２，モータジェネレータ１４，遊星歯車装置１８，自動変速機１６の順に同軸上にハウジング２０内に配置されている。ハウジング２０は、３つの隔壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって４つの部屋に分離されており、第１室２２は大気に開放されているとともにエンジン１０およびダンパ装置１２を収容している。第２室２４は、軸部に設けられたオイルシールにより液密にシールされて水や潤滑油等の侵入が防止されており、内部にはモータジェネレータ１４が配設されている。第３室２６内には遊星歯車装置１８が配設され、第４室２８内には自動変速機１６が配設されており、それ等の第３室２６および第４室２８内は互いに連通させられているとともに、オイルシールによって外部との間が液密にシールされ、内部に充填された潤滑油により油浴方式で潤滑されるようになっている。なお、上記ダンパ装置１２、モータジェネレータ１４、遊星歯車装置１８、自動変速機１６は中心線まわりに略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分を省略してある。
　エンジン１０の出力軸すなわちクランク軸３０は、ダンパ装置１２を介して遊星歯車装置１８への入力軸３２に連結されており、その入力軸３２は、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる第１クラッチ３４を介して遊星歯車装置１８のリングギヤ１８ｒに連結されている。遊星歯車装置１８はシンプル型（シングルピニオン型）で、サンギヤ１８ｓはモータジェネレータ１４のロータ軸３６に連結されているとともに、キャリア１８ｃは出力部材３７を介して自動変速機１６の入力軸３８に連結されている。ロータ軸３６は中空で、前記入力軸３２はその中空内を挿通させられている。また、上記サンギヤ１８ｓとキャリア１８ｃとの間には、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる第２クラッチ４０が設けられている。この第２クラッチ４０は、隔壁２０ｂと遊星歯車装置１８との間に配置されており、その第２クラッチ４０へ作動油圧を供給する油路は隔壁２０ｂに設けられている。上記第１クラッチ３４は、隔壁２０ｃと遊星歯車装置１８との間に配置されており、その第１クラッチ３４に作動油圧を供給する油路は隔壁２０ｃに設けられている。
　前記自動変速機１６は、例えば図３の(a) に示すような遊星歯車式の変速機で、入力軸３８と同軸に出力軸４４が配設されているとともに、２つのシンプル型遊星歯車装置と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置としての油圧式クラッチＣ1 ，Ｃ2 、油圧式ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 と、一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 とを備えて構成されており、油圧式クラッチＣ1 ，Ｃ2 および油圧式ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 がそれぞれ図３の(b) のように作動させられることにより、ニュートラルと前進３段、後進１段の変速段が成立させられる。図３(b) の「○」は係合状態を表しており、括弧付きの「（○）」はエンジンブレーキや回生制動時に係合させることを意味する。これ等の変速用油圧アクチュエータへ作動油圧を供給する油路も、隔壁２０ｃやハウジング２０、軸部材などに設けられている。上記出力軸４４はプロペラシャフトに連結され、終減速装置等を経て左右の駆動輪（後輪）に動力を伝達する。なお、図３(a) の入力軸３８，出力軸４４の下側半分は、上側と略対称的に構成されているため省略してある。
　図１に戻って、前記第１室２２内には歯車式等のオイルポンプ５０が設けられており、前記モータジェネレータ１４のロータ軸３６によって回転駆動されることにより、前記遊星歯車装置１８の第１クラッチ３４、第２クラッチ４０を係合させる油圧アクチュエータや、前記自動変速機１６の油圧クラッチＣ1 ，Ｃ2 、油圧式ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 を係合させる油圧アクチュエータに作動油を供給するようになっている。オイルポンプ５０には、図２に示すように４個の逆止弁をブリッジ型に組み合わせた整流回路５２が接続されており、モータジェネレータ１４の回転方向に拘らずハウジング２０の下部などに設けられたオイル溜部５４から作動油を汲み上げて、隔壁２０ａやハウジング２０などに形成された供給油路５６へ出力するようになっている。また、供給油路５６にはスプリング式等のアキュムレータ５８が接続されており、所定圧の作動油を所定量だけ蓄積するようになっている。なお、上記オイルポンプ５０は、隔壁２０ａと、その隔壁２０ａに一体的に固設されるポンプカバー２０ｄとによって、気密なハウジングが構成されている。オイルポンプ５０は、動力を必要とする車載装置に相当する。
　上記モータジェネレータ１４は、Ｍ／Ｇ制御器６０を介してバッテリー等の蓄電装置６２に接続されており、コントローラ４６（図１参照）によってＭ／Ｇ制御器６０が制御されることにより、蓄電装置６２から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１４自体の電気的な制動トルク）により発電機として機能して蓄電装置６２に電気エネルギーを充電する充電状態と、ロータ軸３６が自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。また、前記エンジン１０は、コントローラ４６によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、その作動状態が制御される。また、前記オイルポンプ５０から供給油路５６を介して作動油が供給される油圧回路も、コントローラ４６により電磁切換弁等を介して回路が切り換えられ、前記遊星歯車装置１８のクラッチ３４，４０の係合、解放状態が切り換えられるとともに、自動変速機１６の油圧式クラッチＣ1 ，Ｃ2 、油圧式ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 の係合、解放状態が切り換えられる。
　コントローラ４６は、ＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、例えば図４に示すフローチャートに従って表１に示す６つの運転モードの１つを選択し、その選択したモードで作動させる。コントローラ４６には、エンジントルクＴE やモータトルクＴM 、エンジン回転数ＮE 、モータ回転数ＮM 、自動変速機１６の出力軸回転数（車速に対応）ＮO 、アクセル操作量θAC、蓄電装置６２の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ，ＯＦＦ、シフトレバーの操作レンジＬSH等に関する情報が、種々の検出手段などから供給されるようになっている。エンジントルクＴE はスロットル弁開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクＴM はモータ電流などから求められ、蓄電量ＳＯＣはモータジェネレータ１４が発電機として機能する充電時のモータ電流や充電効率などから求められる。
Figure 2004099030
　図４において、ステップＳＳ１では回生制動時か、或いはエンジンブレーキ時かを、例えばブレーキがＯＮか否か、シフトレバーの操作レンジＬSHがＬや２等のエンジンブレーキレンジで且つアクセル操作量θACが０か否か、或いは単にアクセル操作量θACが０か否か、等によって判断し、ＹＥＳであればステップＳＳ２でモード６を選択する。モード６は、前記表１から明らかなように第１クラッチ３４を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチ４０を係合（ＯＮ）し、エンジン１０を停止し、モータジェネレータ１４を充電状態とするもので、回生制動によりエンジンブレーキと同様な制動力が得られるとともに、その制動力に対応する電気エネルギーが蓄電装置６２に充電される。第２クラッチ４０が係合させられることにより遊星歯車装置１８は一体回転させられるとともに、第１クラッチ３４が解放されてエンジン１０が遮断されているため、引き擦り損失が少なく、効率の良いエネルギー回生制動制御が可能である。なお、前記自動変速機１６は、「１ｓｔ」変速段の場合にはブレーキＢ3 が係合制御され、「２ｎｄ」変速段の場合にはブレーキＢ1 が係合制御され、駆動輪側から自動変速機１６を経て遊星歯車装置１８側へ動力伝達が行われるようにする。また、蓄電量ＳＯＣが予め定められた所定値以上の場合には、過充電を回避するためにモード６による充電制御が行われないようになっており、代わりにエンジン１０によるエンジンブレーキ制御が実施される。
　ステップＳＳ１の判断がＮＯの場合には、ステップＳＳ３においてエンジン発進が要求されているか否かを、例えばエンジン１０の運転中で車速すなわち出力軸回転数ＮO ＝０で且つアクセル操作量θAC≠０か否か等によって判断し、ＹＥＳであればステップＳＳ４においてモード５を選択する。モード５は、前記表１から明らかなように第１クラッチ３４を係合（ＯＮ）し、第２クラッチ４０を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１４をトルク制御することにより、車両を発進させるものである。具体的に説明すると、遊星歯車装置１８のギヤ比（サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）をρとすると、エンジントルクＴE ：遊星歯車装置１８の出力トルク：モータトルクＴM ＝１：（１＋ρ）：ρとなるため、例えばギヤ比ρを一般的な値である０．５程度とすると、エンジントルクＴE の半分のトルクをモータジェネレータ１４が分担することにより、エンジントルクＴE の約１．５倍のトルクがキャリア１８ｃから出力される。また、モータ電流を遮断してモータジェネレータ１４を無負荷状態とすれば、ロータ軸３６が逆回転させられるだけでキャリア１８ｃからの出力は０となり、車両停止状態となる。すなわち、この場合のモータジェネレータ１４および遊星歯車装置１８は発進クラッチおよびトルク増幅装置として機能するのであり、モータトルクＴM （モータ電流）を０から徐々に増大させることにより、エンジントルクＴE の（１＋ρ）倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができるのである。
　ステップＳＳ３の判断がＮＯの場合には、ステップＳＳ５において要求出力Ｐｄが予め設定された第１判定値Ｐ１以下か否かを判断する。要求出力Ｐｄは、走行抵抗を含む車両の走行に必要な出力で、アクセル操作量θACやその変化速度、車速（出力軸回転数ＮO ）、自動変速機１６の変速段などに基づいて、予め定められたデータマップや演算式などにより算出される。そして、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の場合には、ステップＳＳ６で蓄電量ＳＯＣが予め設定された最低蓄電量Ａ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳＳ７でモード１を選択し、ＳＯＣ＜ＡであればステップＳＳ８でモード３を選択する。最低蓄電量Ａは、モータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に蓄電装置６２から電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量で、蓄電装置６２の放電効率や充電効率などに基づいて例えば７０％程度の値が設定される。
　上記モード１は、前記表１から明らかなように第１クラッチ３４を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチ４０を係合（ＯＮ）し、エンジン１０を停止し、モータジェネレータ１４を要求出力Ｐｄで回転駆動させるもので、モータジェネレータ１４のみを動力源として車両を走行させる。この場合も前記モード６と同様に引き擦り損失が少なく、自動変速機１６を適当に変速制御することにより効率の良いモータ駆動制御が可能である。モード３は、第１クラッチ３４および第２クラッチ４０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回生制動により充電状態とするもので、エンジン１０の出力で車両を走行させながら、モータジェネレータ１４によって発生した電気エネルギーを蓄電装置６２に充電する。エンジン１０は、要求出力Ｐｄ以上の出力で運転させられ、その要求出力Ｐｄより大きい余裕動力分だけモータジェネレータ１４で消費されるように、そのモータジェネレータ１４の電流制御が行われる。
　前記ステップＳＳ５の判断がＮＯの場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きい場合には、ステップＳＳ９において第１判定値Ｐ１より大きい第２判定値Ｐ２より小さいか否か、すなわちＰ１＜Ｐｄ＜Ｐ２か否かを判断する。そして、ＹＥＳの場合にはステップＳＳ１０でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳＳ１１でモード２を選択し、ＳＯＣ＜Ａであれば前記ステップＳＳ８でモード３を選択する。モード２は、前記表１から明らかなように第１クラッチ３４および第２クラッチ４０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を要求出力Ｐｄで運転し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とするもので、エンジン１０のみを動力源として車両を走行させる。
　上記ステップＳＳ９の判断がＮＯの場合、すなわち要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の場合には、ステップＳＳ１０でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳＳ１３でモード４を選択し、ＳＯＣ＜Ａであれば前記ステップＳＳ１１でモード２を選択する。モード４は、前記表１から明らかなように第１クラッチ３４および第２クラッチ４０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回転駆動するもので、エンジン１０およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として車両を走行させる。
　すなわち、蓄電量ＳＯＣ≧Ａであれば、Ｐｄ≦Ｐ１の低負荷領域ではステップＳＳ７でモード１を選択してモータジェネレータ１４のみを動力源として走行し、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域ではステップＳＳ１１でモード２を選択してエンジン１０のみを動力源として走行し、Ｐ２≦Ｐｄの高負荷領域ではステップＳＳ１３でモード４を選択してエンジン１０およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行するのである。第１判定値Ｐ１および第２判定値Ｐ２は、例えば燃料消費量や排出ガス量ができるだけ少なくなるように、エンジン１０の燃料消費率（単位動力当たりの燃料消費量）や排出ガス率（単位動力当たりの排出ガス量）、モータジェネレータ１４のエネルギー変換効率などに基づいて設定される。
　ここで、本実施例のハイブリッド車両は、自動変速機１６の変速段を切り換えたり合成分配機構として機能する遊星歯車装置１８のクラッチ３４，４０を係合させたりするための作動油を供給するオイルポンプ５０が、エンジン１０に比較して動力源として使用する頻度が高いとともに、エンジンブレーキの代わりに回生制動トルクを発生させたり、エンジン１０を動力源とする走行時に無負荷で回転させたりすることが可能なモータジェネレータ１４によって駆動されるため、エンジン１０をオイルポンプ５０の動力源とする場合に比較して幅広い走行条件下で作動油や潤滑油を供給することが可能である。因みに、前記表１のモード１〜６は全てモータジェネレータ１４が回転させられ、多量の作動油を必要とする自動変速機１６の変速時にもオイルポンプ５０から十分な量の作動油を供給できる。
　車両の停止時には、モード５のエンジン発進を除いてモータジェネレータ１４は停止するが、必要に応じてアキュムレータ５８から所定圧の作動油が供給されるため、オイルポンプ専用のモータが不要であるとともに、車両停止時には殆ど変速制御が行われないため小容量のアキュムレータ５８を用いることが可能で、車両への搭載性を損なうこともない。
　なお、車両停止時にシフトレバーの切換え操作に従って変速段を切り換えたり、駐車後の発進時にパーキング状態から前進或いは後進変速段へ切り換えたりする必要があるが、そのような車両停止時の変速制御については、例えば車両停止状態を維持しつつモータジェネレータ１４を作動させてオイルポンプ５０により油圧を発生させるようにすることが可能である。その場合は、アキュムレータ５８は、信号待ちなど比較的短時間の車両停止時に、自動変速機１６が所定の変速段、例えば前進走行時には「１ｓｔ」変速段を維持できるように、作動油の漏れを補う程度の量を供給できれば良く、アキュムレータ５８として一層小容量のものを採用することが可能となる。
　このように、本実施例ではエンジン１０がダンパ装置１２を介して遊星歯車装置１８のリングギヤ１８ｒに連結されるようになっているため、エンジン１０の回転変動がそのまま遊星歯車装置１８に伝達されることが防止される。
　また、オイルポンプ５０はモータジェネレータ１４によって駆動されるため、オイルポンプ専用のモータが不要となり、油圧回路を簡単且つ安価に構成できるとともに、設置スペースが小さくなって車両への搭載性が向上する。特に、アキュムレータ５８として作動油の漏れを補う程度の小容量のものを採用した場合には、上記効果が一層顕著となる。
　また、オイルポンプ５０には整流回路５２が設けられ、モータジェネレータ１４の回転方向に拘らず作動油が出力されるようになっているため、前記モード５のエンジン発進時にも作動油が十分に供給される利点がある。
　次に、本発明の他の実施例を説明する。
　図５のハイブリッド駆動装置１１０はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１１２と、電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータ１１４と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１１６と、自動変速機１１８とを車両の前後方向に沿って備えており、出力軸１１９から図示しないプロペラシャフトや差動装置などを介して左右の駆動輪（後輪）へ駆動力を伝達する。
　遊星歯車装置１１６は機械的に力を合成分配する合成分配機構で、モータジェネレータ１１４と共に電気式トルコン１２４を構成しており、そのリングギヤ１１６ｒは第１クラッチＣＥ1 を介してエンジン１１２に連結され、サンギヤ１１６ｓはモータジェネレータ１１４のロータ軸１１４ｒに連結され、キャリア１１６ｃは自動変速機１１８の入力軸１２６に連結されている。また、サンギヤ１１６ｓおよびキャリア１１６ｃは第２クラッチＣＥ2 によって連結されるようになっている。
　なお、エンジン１１２の出力は、回転変動やトルク変動を抑制するためのフライホイール１２８およびスプリング、ゴム等の弾性部材によるダンパ装置１３０を介して第１クラッチＣＥ1 に伝達される。第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 は、何れも油圧アクチュエータによって係合、解放される摩擦式の多板クラッチである。
　自動変速機１１８は、前置式オーバードライブプラネタリギヤユニットから成る副変速機１２０と、単純連結３プラネタリギヤトレインから成る前進４段、後進１段の主変速機１２２とを組み合わせたものである。
　具体的には、副変速機１２０はシングルピニオン型の遊星歯車装置１３２と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ0 、ブレーキＢ0 と、一方向クラッチＦ0 とを備えて構成されている。また、主変速機１２２は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置１３４、１３６、１３８と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ1 , Ｃ2 、ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 と、一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 とを備えて構成されている。
　そして、図６に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路１４０が切り換えられたり、図９に示されるシフトレバー１４２に連結されたマニュアルシフトバルブ１４４によって油圧回路１４０が機械的に切り換えられたりすることにより、クラッチＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 、ブレーキＢ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 がそれぞれ係合、解放制御され、図７に示されているようにニュートラル（Ｎ）と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒｅｖ）の各変速段が成立させられる。なお、上記自動変速機１１８や前記電気式トルコン１２４は、中心線に対して略対称的に構成されており、図５では中心線の下半分が省略されている。
　図７のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合、「●」はシフトレバーがエンジンブレーキレンジ、たとえば「３」、「２」、及び「Ｌ」レンジ等の低速レンジへ操作された場合に係合、そして、空欄は非係合を表している。
　その場合に、ニュートラルＮ、後進変速段Ｒｅｖ、及びエンジンブレーキレンジは、シフトレバー１４２に機械的に連結されたマニュアルシフトバルブ１４４によって油圧回路１４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、シフトレバー１４２がＤ（前進）レンジへ操作された場合の１ｓｔ〜５ｔｈの相互間の変速はソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４によって電気的に制御される。
　また、前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈとなるに従って段階的に小さくなり、４ｔｈの変速比ｉ4 ＝１であり、５ｔｈの変速比ｉ5 は、副変速機１２０の遊星歯車装置１３２のギヤ比をρ（＝サンギヤの歯数ＺS ／リングギヤの歯数ＺR ＜１）とすると１／（１＋ρ）となる。後進変速段Ｒｅｖの変速比ｉR は、遊星歯車装置１３６、１３８のギヤ比をそれぞれρ2 、ρ3 とすると１−１／ρ2 ・ρ3 である。図７は各変速段の変速比の一例を示したものである。
　図８は、図６に示されるシフトレバー１４２の操作位置を示している。図において、車両の前後方向の６つの操作位置と車両の左右方向の２つの操作位置との組み合わせにより、シフトレバー１４２を８通りの操作位置へ操作可能に支持する図示しない支持装置によってシフトレバー１４２が支持されている。
　図９は、マニュアルシフトバルブ１４４の作動を説明する図である。マニュアルシフトバルブ１４４には、油路１４５を介して図示しないプライマリレギュレータバルブよりライン圧が加えられている。シフトレバー１４２が、中立レンジとしてのＮレンジ或いはＰレンジへ操作されている場合には、スプール１４６によって油路１４５から油路１４７及び油路１４８への流路が塞がれるため、クラッチＣ1 、Ｃ2 の何れにも油圧が供給されずに機械的にニュートラルが成立させられる。
　一方、シフトレバー１４２がＤレンジ或いはエンジンブレーキレンジへ操作されている場合には、スプール１４６の動きに合わせて油路１４７が導通されるため、クラッチＣ1 （フォワードクラッチ）へ油圧が供給されて機械的に前進状態が成立され、また、シフトレバー１４２がＲレンジへ操作されている場合には、スプール１４６の動きに合わせて油路１４８が導通されるため、クラッチＣ2 （ダイレクトクラッチ）へ油圧が供給されて機械的に後進状態が成立させられる。
　図７の作動表に示されているように、第２変速段（２ｎｄ）と第３変速段（３ｒｄ）との間の変速は、第２ブレーキＢ2 と第３ブレーキＢ3 との係合・解放状態を共に変えるクラッチツウクラッチ変速になる。この変速を円滑に行うために、上述した油圧回路１４０には図１０に示す回路が組み込まれている。
　図１０において符号１７０は１−２シフトバルブを示し、また符号１７１は２−３シフトバルブを示し、さらに符号１７２は３−４シフトバルブを示している。これらのシフトバルブ１７０、１７１、１７２の各ポートの各変速段での連通状態は、それぞれのシフトバルブ１７０、１７１、１７２の下側に示している通りである。なお、その数字は各変速段を示す。
　その２−３シフトバルブ１７１のポートのうち第１変速段および第２変速段で入力ポート１７３に連通するブレーキポート１７４に、第３ブレーキＢ3 が油路１７５を介して接続されている。この油路にはオリフィス１７６が介装されており、そのオリフィス１７６と第３ブレーキＢ3 との間にダンパーバルブ１７７が接続されている。このダンパーバルブ１７７は、第３ブレーキＢ3 にライン圧が急激に供給された場合に少量の油圧を吸入して緩衝作用を行うものである。
　また符号１７８はＢ−３コントロールバルブであって、第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3をこのＢ−３コントロールバルブ１７８によって直接制御するようになっている。すなわち、このＢ−３コントロールバルブ１７８は、スプール１７９とプランジャ１８０とこれらの間に介装したスプリング１８１とを備えており、スプール１７９によって開閉される入力ポート１８２に油路１７５が接続され、またこの入力ポート１８２に選択的に連通させられる出力ポート１８３が第３ブレーキＢ3 に接続されている。さらにこの出力ポート１８３は、スプール１７９の先端側に形成したフィードバックポート１８４に接続されている。
　一方、前記スプリング１８１を配置した箇所に開口するポート１８５には、２−３シフトバルブ１７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でＤレンジ圧を出力するポート１８６が油路１８７を介して連通させられている。また、プランジャ１８０の端部側に形成した制御ポート１８８には、リニアソレノイドバルブＳＬＵが接続されている。
　したがって、Ｂ−３コントロールバルブ１７８は、スプリング１８１の弾性力とポート１８５に供給される油圧とによって調圧レベルが設定され、且つ制御ポート１８８に供給される信号圧が高いほどスプリング１８１による弾性力が大きくなるように構成されている。
　さらに、図１０における符号１８９は、２−３タイミングバルブであって、この２−３タイミングバルブ１８９は、小径のランドと２つの大径のランドとを形成したスプール１９０と第１のプランジャ１９１とこれらの間に配置したスプリング１９２とスプール１９０を挟んで第１のプランジャ１９１とは反対側に配置された第２のプランジャ１９３とを有している。
　この２−３タイミングバルブ１８９の中間部のポート１９４に油路１９５が接続され、また、この油路１９５は２−３シフトバルブ１７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でブレーキポート１７４に連通させられるポート１９６に接続されている。
　さらに、この油路１９５は途中で分岐して、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート１９７にオリフィスを介して接続されている。この中間部のポート１９４に選択的に連通させられるポート１９８は油路１９９を介してソレノイドリレーバルブ２００に接続されている。
　そして、第１のプランジャ１９１の端部に開口しているポートにリニアソレノイドバルブＳＬＵが接続され、また第２のプランジャ１９３の端部に開口するポートに第２ブレーキＢ2 がオリフィスを介して接続されている。
　前記油路１８７は第２ブレーキＢ2 に対して油圧を供給・排出するためのものであって、その途中には小径オリフィス２０１とチェックボール付きオリフィス２０２とが介装されている。また、この油路１８７から分岐した油路２０３には、第２ブレーキＢ2 から排圧する場合に開くチェックボールを備えた大径オリフィス２０４が介装され、この油路２０３は以下に説明するオリフィスコントロールバルブ２０５に接続されている。
　オリフィスコントロールバルブ２０５は第２ブレーキＢ2 からの排圧速度を制御するためのバルブであって、そのスプール２０６によって開閉されるように中間部に形成したポート２０７には第２ブレーキＢ2 が接続されており、このポート２０７より図での下側に形成したポート２０８に前記油路２０３が接続されている。
　第２ブレーキＢ2 を接続してあるポート２０７より図での上側に形成したポート２０９は、ドレインポートに選択的に連通させられるポートであって、このポート２０９には、油路２１０を介して前記Ｂ−３コントロールバルブ１７８のポート２１１が接続されている。尚、このポート２１１は、第３ブレーキＢ3 を接続してある出力ポート１８３に選択的に連通させられるポートである。
　オリフィスコントロールバルブ２０５のポートのうちスプール２０６を押圧するスプリングとは反対側の端部に形成した制御ポート２１２が油路２１３を介して、３−４シフトバルブ１７２のポート２１４に接続されている。このポート２１４は、第３変速段以下の変速段で第３ソレノイドバルブＳＬ３の信号圧を出力し、また、第４変速段以上の変速段で第４ソレノイドバルブＳＬ４の信号圧を出力するポートである。
　さらに、このオリフィスコントロールバルブ２０５には、前記油路１９５から分岐した油路２１５が接続されており、この油路２１５を選択的にドレインポートに連通させるようになっている。
　なお、前記２−３シフトバルブ１７１において第２変速段以下の変速段でＤレンジ圧を出力するポート２１６が、前記２−３タイミングバルブ１８９のうちスプリング１９２を配置した箇所に開口するポート２１７に油路２１８を介して接続されている。また、３−４シフトバルブ１７２のうち第３変速段以下の変速段で前記油路１８７に連通させられるポート２１９が油路２２０を介してソレノイドリレーバルブ２００に接続されている。
　そして、図１０において、符号２２１は第２ブレーキＢ2 用のアキュムレータを示し、その背圧室にはリニアソレノイドバルブＳＬＮが出力する油圧に応じて調圧されたアキュムレータコントロール圧が供給されている。このアキュムレータコントロール圧は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの出力圧が低いほど高い圧力になるように構成されている。したがって、第２ブレーキＢ2 の係合・解放の過渡的な油圧ＰB2は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの信号圧が低いほど高い圧力で推移するようになっている。変速用の他のクラッチＣ1 、Ｃ2 やブレーキＢ0 などにもアキュムレータが設けられ、上記アキュムレータコントロール圧が作用させられることにより、変速時の過渡油圧が入力軸１２６のトルクＴI などに応じて制御されるようになっている。
　また、符号２２２はＣ−０エキゾーストバルブを示し、さらに符号２２３はクラッチＣ0 用のアキュムレータを示している。Ｃ−０エキゾーストバルブ２２２は２速レンジでの第２変速段のみにおいてエンジンブレーキを効かせるためにクラッチＣ0 を係合させるように動作するものである。
　したがって、上述した油圧回路１４０によれば、Ｂ−３コントロールバルブ１７８のポート２１１がドレインに連通していれば、第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3をＢ−３コントロ−ルバルブ１７８によって直接調圧することができ、また、その調圧レベルをリニアソレノイドバルブＳＬＵによって変えることができる。
　また、オリフィスコントロールバルブ２０５のスプール２０６が、図の左半分に示す位置にあれば、第２ブレーキＢ2 はこのオリフィスコントロールバルブ２０５を介して排圧が可能になり、したがって第２ブレーキＢ2 からのドレイン速度を制御することができる。
　さらに、第２変速段から第３変速段への変速は、第３ブレーキＢ3 を緩やかに解放すると共に第２ブレーキＢ2 を緩やかに係合する所謂クラッチツウクラッチ変速が行われるわけであるが、入力軸１２６への入力軸トルクＴI に基づいてリニアソレノイドバルブＳＬＵにより駆動される第３ブレーキＢ3 の解放過渡油圧ＰB3を制御することにより変速ショックを好適に軽減することができる。入力軸トルクＴI に基づく油圧ＰB3の制御は、フィードバック制御などでリアルタイムに行うこともできるが、変速開始時の入力軸トルクＴI のみを基準にして行うものであっても良い。
　ハイブリッド駆動装置１１０は、図６に示されるようにハイブリッド制御用コントローラ１５０及び自動変速制御用コントローラ１５２を備えている。これらのコントローラ１５０、１５２は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、シフトポジションセンサ１６２、車速センサ１６３、入力軸回転数センサ１６４からそれぞれシフトレバー１４２の操作レンジ、車速Ｖ（自動変速機１１８の出力軸１１９の回転数ＮO に対応）、自動変速機１１８の入力軸１２６の回転数ＮI を表す信号が供給される他、エンジントルクＴE 、モータトルクＴM 、エンジン回転数ＮE 、モータ回転数ＮM 、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ、アクセル操作量θACなどに関する情報が、種々の検出手段などから供給されるようになっており、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行う。
　なお、エンジントルクＴE はスロットル弁開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクＴM はモータ電流などから求められ、蓄電量ＳＯＣはモータジェネレータ１１４がジェネレータとして機能する充電時のモータ電流や充電効率などから求められる。
　前記エンジン１１２は、ハイブリッド制御用コントローラ１５０によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に応じて出力が制御される。
　前記モータジェネレータ１１４は、図１１に示すようにＭ／Ｇ制御器（インバータ）１５６を介してバッテリー等の蓄電装置１５８に接続されており、ハイブリッド制御用コントローラ１５０により、その蓄電装置１５８から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１１４自体の電気的な制動トルク）によりジェネレータとして機能して蓄電装置１５８に電気エネルギーを充電する充電状態と、ロータ軸１１４ｒが自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。
　また、前記第１クラッチＣＥ1 及び第２クラッチＣＥ2 は、ハイブリッド制御用コントローラ１５０により電磁弁等を介して油圧回路１４０が切り換えられることにより、係合或いは解放状態が切り換えられる。
　前記自動変速機１１８は、自動変速制御用コントローラ１５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、リニアソレノイドバルブＳＬＵ、ＳＬＴ、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路１４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、予め定められた変速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、例えばアクセル操作量θACおよび車速Ｖなどの走行状態をパラメータとする変速マップ等により設定される。
　上記ハイブリッド制御用コントローラ１５０は、例えば本願出願人が先に出願した特願平７−２９４１４８号に記載されているように、図１２に示すフローチャートに従って表２に示す９つの運転モードの１つを選択し、その選択したモードでエンジン１１２及び電気式トルコン１２４を作動させる。なお、図１２のステップＳ１１〜Ｓ１９は、前記図４のステップＳＳ５〜ＳＳ１３と同じである。
Figure 2004099030
　図１２において、ステップＳ１ではエンジン始動要求があったか否かを、例えばエンジン１１２を動力源として走行したり、エンジン１１２によりモータジェネレータ１１４を回転駆動して蓄電装置１５８を充電したりするために、エンジン１１２を始動すべき旨の指令があったか否かを判断する。
　ここで、始動要求があればステップＳ２でモード９を選択する。モード９は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１１４により遊星歯車装置１１６を介してエンジン１１２を回転駆動すると共に、燃料噴射などのエンジン始動制御を行ってエンジン１１２を始動する。
　このモード９は、車両停止時には前記自動変速機１１８をニュートラルにして行われ、モード１のように第１クラッチＣＥ1 を解放したモータジェネレータ１１４のみを動力源とする走行時には、第１クラッチＣＥ1 を係合すると共に走行に必要な要求出力以上の出力でモータジェネレータ１１４を作動させ、その要求出力以上の余裕出力でエンジン１１２を回転駆動することによって行われる。
　また、車両走行時であっても、一時的に自動変速機１１８をニュートラルにしてモード９を実行することも可能である。このようにモータジェネレータ１１４によってエンジン１１２が始動させられることにより、始動専用のスタータ（電動モータなど）が不要となり、部品点数が少なくなって装置が安価となる。
　一方、ステップＳ１の判断が否定された場合、すなわちエンジン始動要求がない場合には、ステップＳ３を実行することにより、制動力の要求があるか否かを、ブレーキがＯＮか否かによって判断する。
　この判断が肯定された場合にはステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた最大蓄電量Ｂ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＢであればステップＳ５でモード８（エンジンブレーキモード）を選択し、ＳＯＣ＜ＢであればステップＳ６でモード６（回生制動モード）を選択する。最大蓄電量Ｂは、蓄電装置１５８に電気エネルギーを充電することが許容される最大の蓄電量で、蓄電装置１５８の充放電効率などに基づいて例えば８０％程度の値が設定される。
　上記ステップＳ５で選択されるモード８は、表２に示されるように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１１４を無負荷状態とし、エンジン１１２を停止状態すなわちスロットル弁を閉じると共に燃料噴射量を０とするものであり、これによりエンジン１１２の引き擦り回転やポンプ作用による制動力、すなわちエンジンブレーキが車両に作用させられ、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。また、モータジェネレータ１１４は無負荷状態とされ、自由回転させられるため、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。
　ステップＳ６で選択されるモード６は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、エンジン１１２を停止し、モータジェネレータ１１４を充電状態とするもので、車両の運動エネルギーでモータジェネレータ１１４が回転駆動されることにより、蓄電装置１５８を充電するとともにその車両にエンジンブレーキのような回生制動力を作用させるため、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。
　また、第１クラッチＣＥ1 が解放されてエンジン１１２が遮断されているため、そのエンジン１１２の引き擦りによるエネルギー損失がないとともに、蓄電量ＳＯＣが最大蓄電量Ｂより少ない場合に実行されるため、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことがない。
　一方、ステップＳ３の判断が否定された場合、すなわち制動力の要求がない場合にはステップＳ７を実行し、エンジン発進が要求されているか否かを、例えばモード３などエンジン１１２を動力源とする走行中の車両停止時か否か、すなわち車速Ｖ＝０か否か等によって判断する。
　この判断が肯定された場合には、ステップＳ８を実行する。ステップＳ８ではアクセルがＯＮか否か、すなわちアクセル操作量θACが略零の所定値より大きいか否かを判断し、アクセルＯＮの場合にはステップＳ９でモード５を選択し、アクセルがＯＮでなければステップＳ１０でモード７を選択する。
　上記ステップＳ９で選択されるモード５は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１１２を運転状態とし、モータジェネレータ１１４の回生制動トルクを制御することにより車両を発進させるものである。
　具体的に説明すると、遊星歯車装置１１６のギヤ比をρE とすると、エンジントルクＴE ：遊星歯車装置１１６の出力トルク：モータトルクＴM ＝１：（１＋ρE ）：ρE となるため、例えばギヤ比ρE を一般的な値である０．５程度とすると、エンジントルクＴE の半分のトルクをモータジェネレータ１１４が分担することにより、エンジントルクＴE の約１．５倍のトルクがキャリア１１６ｃから出力される。
　すなわち、モータジェネレータ１１４のトルクの（１＋ρE ）／ρE 倍の高トルク発進を行うことができるのである。また、モータ電流を遮断してモータジェネレータ１１４を無負荷状態とすれば、ロータ軸１１４ｒが逆回転させられるだけでキャリア１１６ｃからの出力は０となり、車両停止状態となる。
　すなわち、この場合の遊星歯車装置１１６は発進クラッチおよびトルク増幅装置として機能するのであり、モータトルク（回生制動トルク）ＴM を０から徐々に増大させて反力を大きくすることにより、エンジントルクＴE の（１＋ρE ）倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができるのである。
　ここで、本実施例では、エンジン１１２の最大トルクの略ρE 倍のトルク容量のモータジェネレータ、すなわち必要なトルクを確保しつつできるだけ小型で小容量のモータジェネレータ１１４が用いられており、装置が小型で且つ安価に構成される。
　また、本実施例ではモータトルクＴM の増大に対応して、スロットル弁開度や燃料噴射量を増大させてエンジン１１２の出力を大きくするようになっており、反力の増大に伴うエンジン回転数ＮE の低下に起因するエンジンストール等を防止している。
　ステップＳ１０で選択されるモード７は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１１２を運転状態とし、モータジェネレータ１１４を無負荷状態として電気的にニュートラルとするもので、モータジェネレータ１１４のロータ軸１１４ｒが逆方向へ自由回転させられることにより、自動変速機１１８の入力軸１２６に対する出力が零となる。これにより、モード３などエンジン１１２を動力源とする走行中の車両停止時に一々エンジン１１２を停止させる必要がないとともに、前記モード５のエンジン発進が実質的に可能となる。
　一方、ステップＳ７の判断が否定された場合、すなわちエンジン発進の要求がない場合にはステップＳ１１を実行し、要求出力Ｐｄが予め設定された第１判定値Ｐ１以下か否かを判断する。要求出力Ｐｄは、走行抵抗を含む車両の走行に必要な出力で、アクセル操作量θACやその変化速度、車速Ｖ（出力軸回転数ＮO ）、自動変速機１１８の変速段などに基づいて、予め定められたデータマップや演算式などにより算出される。
　また、第１判定値Ｐ１はエンジン１１２のみを動力源として走行する中負荷領域とモータジェネレータ１１４のみを動力源として走行する低負荷領域の境界値であり、エンジン１１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって定められている。
　ステップＳ１１の判断が肯定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１２で蓄電量ＳＯＣが予め設定された最低蓄電量Ａ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳ１３でモード１を選択する。一方、ＳＯＣ＜ＡであればステップＳ１４でモード３を選択する。
　最低蓄電量Ａはモータジェネレータ１１４を動力源として走行する場合に蓄電装置１５８から電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量であり、蓄電装置１５８の充放電効率などに基づいて例えば７０％程度の値が設定される。
　上記モード１は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、エンジン１１２を停止し、モータジェネレータ１１４を要求出力Ｐｄで回転駆動させるもので、モータジェネレータ１１４のみを動力源として車両を走行させる。
　この場合も、第１クラッチＣＥ1 が解放されてエンジン１１２が遮断されるため、前記モード６と同様に引き擦り損失が少なく、自動変速機１１８を適当に変速制御することにより効率の良いモータ駆動制御が可能である。
　また、このモード１は、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の低負荷領域で且つ蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、エンジン１１２を動力源として走行する場合よりもエネルギー効率が優れていて燃費や排出ガスを低減できるとともに、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
　ステップＳ１４で選択されるモード３は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１１２を運転状態とし、モータジェネレータ１１４を回生制動により充電状態とするもので、エンジン１１２の出力で車両を走行させながら、モータジェネレータ１１４によって発生した電気エネルギーを蓄電装置１５８に充電する。エンジン１１２は、要求出力Ｐｄ以上の出力で運転させられ、その要求出力Ｐｄより大きい余裕動力分だけモータジェネレータ１１４で消費されるように、そのモータジェネレータ１１４の電流制御が行われる。
　一方、前記ステップＳ１１の判断が否定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きい場合には、ステップＳ１５において、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きく第２判定値Ｐ２より小さいか否か、すなわちＰ１＜Ｐｄ＜Ｐ２か否かを判断する。
　第２判定値Ｐ２は、エンジン１１２のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン１１２およびモータジェネレータ１１４の両方を動力源として走行する高負荷領域の境界値であり、エンジン１１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって予め定められている。
　そして、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２であればステップＳ１６でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合には前記ステップＳ１４でモード３を選択する。
　また、Ｐｄ≧Ｐ２であればステップＳ１８でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１９でモード４を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択する。
　上記モード２は、表２から明らかなように第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１１２を要求出力Ｐｄで運転し、モータジェネレータ１１４を無負荷状態とするもので、エンジン１１２のみを動力源として車両を走行させる。
　また、モード４は、第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１１２を運転状態とし、モータジェネレータ１１４を回転駆動するもので、エンジン１１２およびモータジェネレータ１１４の両方を動力源として車両を高出力走行させる。
　このモード４は、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域で実行されるが、エンジン１１２およびモータジェネレータ１１４を併用しているため、エンジン１１２およびモータジェネレータ１１４の何れか一方のみを動力源として走行する場合に比較してエネルギー効率が著しく損なわれることがなく、燃費や排出ガスを低減できる。また、蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
　上記モード１〜４の運転条件についてまとめると、蓄電量ＳＯＣ≧Ａであれば、Ｐｄ≦Ｐ１の低負荷領域ではステップＳ１３でモード１を選択してモータジェネレータ１１４のみを動力源として走行し、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域ではステップＳ１７でモード２を選択してエンジン１１２のみを動力源として走行し、Ｐ２≦Ｐｄの高負荷領域ではステップＳ１９でモード４を選択してエンジン１１２およびモータジェネレータ１１４の両方を動力源として走行する。
　また、ＳＯＣ＜Ａの場合には、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２より小さい中低負荷領域でステップＳ１４のモード３を実行することにより蓄電装置１５８を充電するが、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域ではステップＳ１７でモード２が選択され、充電を行うことなくエンジン１１２により高出力走行が行われる。
　ステップＳ１７のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａの場合、或いはＰｄ≧Ｐ２の高負荷領域で且つＳＯＣ＜Ａの場合に実行されるが、中負荷領域では一般にモータジェネレータ１１４よりもエンジン１１２の方がエネルギー効率が優れているため、モータジェネレータ１１４を動力源として走行する場合に比較して燃費や排出ガスを低減できる。
　また、高負荷領域では、モータジェネレータ１１４およびエンジン１１２を併用して走行するモード４が望ましいが、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより小さい場合には、上記モード２によるエンジン１１２のみを動力源とする運転が行われることにより、蓄電装置１５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａよりも少なくなって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。
　次に、エアコン１６６などの動力を必要とする車載装置を簡単且つ安価に構成するための制御作動を図１３のフローチャートに基づいて説明する。尚、本実施例のエアコン１６６は、コンプレッサ１６７をファンベルトを介してエンジン１１２により駆動する一般的なモデルであるため、エンジン１１２が停止するとコンプレッサ１６７も停止してエアコン１６６の機能は低下してしまう。
　図１３において、ステップＳＡ１では、図６のシフトポジションセンサ１６２から供給される信号に基づいて、シフトレバー１４２がＮレンジへ操作されているか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ２において、図１２の運転モード判断サブルーチンに従って、モータジェネレータ１４のみを動力源として走行する前記モード１が選択されているか否かが判断される。
　このステップＳＡ２の判断が否定された場合、すなわちエンジン１１２を動力源とする走行時には、ステップＳＡ３において、モータトルク（反力）ＴM を０として、電気式トルコン１２４を動力伝達が行われない状態（ニュートラル）にし、マニュアルシフトバルブ１４４により機械的に成立されているニュートラルをより確実にする。エンジン１１２は、アイドル回転などアクセル操作量θACに対応する所定の作動状態に維持される。
　一方、この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ４において、車速センサ１６３により検出される車速Ｖが所定値Ｖ1 以上であるか否かが判断される。この所定値Ｖ1 は、Ｎ→Ｄシフト時にモータ回転数ＮM を上昇させる際にショックが生じるような車速に設定される。
　このステップＳＡ４の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ５において、第１クラッチＣＥ1 及び第２クラッチＣＥ2 が共に係合状態（ＯＮ）とされて、モータジェネレータ１１４と自動変速機１１８の入力軸１２６とが直結される。
　次にステップＳＡ６において、車速センサ１６３により検出される出力軸回転数ＮO と遊星歯車装置１３４、１３６、１３８のギヤ比ρ1 、ρ2 、ρ3 とから算出されるクラッチＣ1 以降のシャフトＡの回転数ＮA と、入力軸回転数センサ１６４から検出される入力軸回転数ＮI と遊星歯車装置１３２のギヤ比ρ0 とから算出されるクラッチＣ1 以前のシャフトＢの回転数ＮB との差が次式(1) に従って一定値β以内に納まるように、モータジェネレータ１１４により入力軸回転数ＮI が増減制御される。尚、回転数ＮA と回転数ＮB との比が一定値以内に納まるように、入力軸回転数ＮI が増減制御されていても良く、ステップＳＡ６はリアルタイムフィードバック制御として実行される。Ｎ→Ｄシフト時に成立させられる変速段を求め、その場合の入力軸回転数ＮI でモータジェネレータ１１４を作動させるようにしても良い。
　　　　　　　　　　　　｜ＮA −ＮB ｜≦β　・・・(1)
　一方、ステップＳＡ４の判断が否定された場合は、ステップＳＡ７において、エアコン（Ａ／Ｃ）１６６のスイッチがＯＮされているか否かが判断される。この判断が否定された場合は、ステップＳＡ８において、蓄電量ＳＯＣの低下を防止するために、モータジェネレータ１１４も停止させられる。一方、この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ９において、第１クラッチＣＥ1 及び第２クラッチＣＥ2 が共に係合状態（ＯＮ）とされて、モータジェネレータ１１４とエンジン１１２とが直結される。
　次にステップＳＡ１０において、モータジェネレータ１１４によりエンジン１１２のクランク軸が強制的に回転されることにより、ファンベルトを介してエアコン１６６のコンプレッサ１６７が駆動させられる。尚、モータ回転数ＮM は、車載装置の種類や駆動状態に応じて逐次所定のマップ等により最適値が設定される。
　次にステップＳＡ１１において、エンジン１１２のフリクションロスを出来るだけ少なくするために、スロットル弁が略全開とされる。次に、ステップＳＡ１２において、スロットル弁は略全開とされているがフューエルカットは継続させられる。
　このように、本実施例においてもエンジン１１２がダンパ装置１３０を介して遊星歯車装置１１６のリングギヤ１１６ｒに連結されるようになっているため、エンジン１１２の回転変動がそのまま遊星歯車装置１１６に伝達されることが防止される。
　また、本実施例では、通常はエンジン１１２によってエアコン１６６のコンプレッサ１６７が駆動されると共に、モード１が選択されてエンジン１１２が停止された場合には、モータジェネレータ１１４によりエンジン１１２のクランク軸が強制的に回転されることにより、ファンベルトを介してコンプレッサ１６７が駆動されるため常にコンプレッサ１６７は停止せず、エアコン１６６の機能の低下を防止するために余分に専用モータ等を搭載する必要が無くなるため、装置を簡単且つ安価に構成することが可能となる。
　以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
　例えば、前記第１実施例では第１クラッチ３４および第２クラッチ４０が遊星歯車装置１８の両側に分けて配置されているが、図１４や図１５に示すように一方に纏めて配置しても良い。図１５の第２クラッチ４８は、遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓとリングギヤ１８ｒとの間に設けられている。これらの場合も、第１クラッチ３４の油路は隔壁２０ｃに設け、第２クラッチ４０、４８の油路は隔壁２０ｂに設けることができる。
　また、前述の第２実施例においては、後進１段および前進５段の変速段を有する自動変速機１１８が用いられていたが、図１６に示されるように、前記副変速機１２０を省略して前記主変速機１２２のみから成る自動変速機１６０を採用し、図１７に示されるように前進４段および後進１段で変速制御を行うようにすることも可能である。
　また、前記第１実施例では６つのモードで運転させられる場合について説明したが、この運転モードは適宜変更できる。前記遊星歯車装置１８には２つの油圧式クラッチ３４，４０が設けられていたが、更にリングギヤ１８ｒをハウジング２０に固定する油圧式ブレーキなどを設けることも可能である。
　また、前記オイルポンプ５０から出力された作動油を、遊星歯車装置１８や自動変速機１６の歯車噛合い部、軸受け部などを潤滑する潤滑油として利用することも可能である。
　また、前記第１実施例ではエンジン１０から自動変速機１６まで同軸上に配設されていたが、ＦＦ車両など横置き型の車両においては、エンジン１０やモータジェネレータ１４、遊星歯車装置１８に対して自動変速機１６を並列に配置して歯車やチェーンなどで動力伝達を行うようにしても良いなど、それ等の配設形態は適宜変更できる。
　本発明は、その主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両のパワートレーンの概略構成を説明する骨子図である。 図１のハイブリッド車両の油圧源を示す回路図である。 図１のハイブリッド車両の自動変速機の一例を説明する図である。 図１のハイブリッド車両において運転モードを選択する際の作動を説明するフローチャートである。 本発明の他の一実施例であるハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図５のハイブリッド駆動装置に備えられている制御系統を説明する図である。 図５の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。 図６のシフトレバーの操作位置を説明する図である。 シフトレバーに接続されるマニュアルシフトバルブの作動を説明する図である。 図５の自動変速機の油圧回路の一部を示す図である。 図５のハイブリッド制御用コントローラと電気式トルコンとの接続関係を説明する図である。 図５のハイブリッド駆動装置の基本的な作動を説明するフローチャートである。 図５の実施例においてエアコンを駆動する際の制御作動を説明するフローチャートである。 図１の実施例の他の一態様を例示する図である。 図１の実施例の他の一態様を例示する図である。 図５の実施例とは異なるハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１６の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
符号の説明
　１０、１１２：エンジン　　１２、１３０：ダンパ装置　　１４、１１４：モータジェネレータ　　１６、１１８、１６０：自動変速機　　１８、１１６：遊星歯車装置　　３４、ＣＥ1 ：第１クラッチ　　４０、４８、ＣＥ2 ：第２クラッチ（クラッチ）　　５０：オイルポンプ（車載装置）　　１５０：ハイブリッド制御用コントローラ　　１６６：エアコン（車載装置）

Claims (5)

  1. 　燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
    　モータジェネレータと、
    　リングギヤ、キャリア、およびサンギヤの３つの回転要素を備えているとともに、その中の１つの回転要素に第１クラッチを介して前記エンジンが連結され、別の２つの回転要素にそれぞれ前記モータジェネレータおよび出力部材が連結され、任意の２つの回転要素が第２クラッチによって互いに連結される遊星歯車装置と
    　を有し、前記エンジンおよび／またはモータジェネレータの出力を前記遊星歯車装置を介して該出力部材に伝達して走行するハイブリッド車両において、
    　動力を必要とする車載装置を前記モータジェネレータによって駆動するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 　燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
    　モータジェネレータと、
    　変速機と、
    　を有するハイブリッド車両において、
    　３つの回転要素の一つにダンパ装置を介して前記エンジンが連結され、他の一つに前記モータジェネレータが連結され、それ等のエンジンおよびモータジェネレータの出力を合成、分配して前記変速機に伝達する遊星歯車装置を有する
    　ことを特徴とするハイブリッド車両。
  3. 　前記遊星歯車装置の任意の２つの回転要素を連結するクラッチを備えている
    　ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
  4. 　前記モータジェネレータは、動力を必要とする車載装置を駆動できる
    　ことを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車両。
  5. 　前記車載装置は、前記変速機用の油圧を発生するオイルポンプである
    　ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両。
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