JP3584680B2

JP3584680B2 - 内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置

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Publication number: JP3584680B2
Application number: JP14875497A
Authority: JP
Inventors: 昇服部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: JPH10341503A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関と電動機とを用いた複合型の車両駆動装置、特に、基本的には車両の走行を内燃機関によって行い、電動機の補助的な作動により、例えば機関停止中のクリープ力の付与や発進時の補助を行うようにした複合型車両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関と電動機とを組み合わせた複合型車両駆動装置の一例としては、例えば、特開平８−２６６０１２号公報に示されているように、内燃機関でもって車両の走行を行うとともに、この内燃機関の出力と並列に電動機を設け、発進時等に電動機の動力を付加できるようにしたハイブリッドシステムが知られている。
【０００３】
図１は、この従来のハイブリッド型車両駆動装置の構成を示したものであり、内燃機関５１の後段にクラッチ装置５２を介してベルト式無段変速機５３が接続されており、この変速機５３から終減速装置５４を介して駆動輪５５へ動力伝達がなされている。そして、無段変速機５３の出力軸つまりセカンダリプーリの回転軸に、電動機５６の回転軸が直結されている。この電動機５６は、発進時等、内燃機関の出力が不十分なときに動力を付加するために駆動されるとともに、車両減速時には、駆動輪５５側から逆に駆動されることによりエネルギー回生を行うことができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、変速機５３の出力側に電動機５６を直接に接続し、駆動輪５５と電動機５６とが常時一体に連動するようにした構成では、例えば車両の発進時に必要な大きな駆動力を得るためには、当然のことながら、大きなトルクを有する電動機５６と、大電流を流せる強電回路と、同じく大電流に対応したバッテリー（電源）が必要となる。その結果、車両に搭載する装置全体が非常に大型化し、かつ重く高価なものとなってしまう。従って、車両の有効空間の確保や、燃費、動力性能の上で、実用車両に適用することは著しく困難である。
【０００５】
特に、信号待ち等の車両の停止中に燃料供給を停止し、その後、アクセルペダルが踏み込まれた時点で、内燃機関５１を再度始動するとともに、電動機５６の駆動力により車両の発進を開始するようにしたいわゆるアイドルストップの技術を適用しようとすると、発進直後の僅かな期間は、電動機５６の駆動力のみで車両を動かさなければならないので、電動機５６の大小が発進性能を大きく左右することになる。
【０００６】
一方、小型の電動機と減速歯車機構とを組み合わせて用いることにより、駆動力を大きく確保しつつ装置全体の小型化を図ることも考えられるが、このような場合には、車両が高速走行したときに、電動機が過度に高速回転となり、許容回転数を越えてしまう恐れがある。また、仮に、クラッチ機構を介装し、高速時に電動機を切り離すようにすると、電動機を保護できる反面、減速時のエネルギー回生をある程度車速が低下した段階でしか開始できないことになり、エネルギー効率の点で好ましくない。
【０００７】
本発明は、比較的小型の電動機でもって発進時等に大きな駆動力を発揮できるとともに、高速域では、電動機の過回転を防止できる内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る複合型車両駆動装置は、車両を駆動するための内燃機関と、無段もしくは有段の変速機と、上記変速機の出力側と駆動輪との間に接続され、上記駆動輪の駆動ならびに該駆動輪によるエネルギー回生が可能な電動機と、を備えてなる内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置において、上記電動機と上記駆動輪側との間に、例えば２速の電動機用変速装置が介装されている。
【０００９】
この構成では、車両の走行は、基本的には、内燃機関によって行われる。そして、発進時等には、上記電動機が駆動され、内燃機関の発生動力に加えて、車両を駆動する。また、車両の減速時には、上記電動機が逆に被動状態となり、減速エネルギーが回生される。ここで、上記構成では、電動機が電動機用変速装置を介して接続されているので、発進時等のように電動機から駆動力を付与する場合には、減速比の大きな低速段にすることで、大きな駆動力が発揮される。一方、車両の高速域、特に、エネルギー回生を行う減速時等には、減速比の小さな高速段にすることで、電動機の過回転を回避できる。すなわち、図２は、内燃機関に接続される変速機として無段変速機を用いた場合の車両の最大駆動力と、電動機によって発進時に付加すべき駆動力の領域および回生を行うべき領域と、の一例を示しているが、図示するように、発進時に必要なトルクは大きく、かつ車速は低車速のみに限定されているが、回生については、より高速側の領域まで含む必要があり、かつトルクは小さい。従って、電動機用変速装置により減速比を切り換えることによって、両者の要求を両立させることができる。
【００１０】
請求項５の一つの態様では、上記電動機用変速装置は、歯車組と、いずれか一方を選択的に締結することにより低速段と高速段とを実現する２つの制御可能な締結要素と、から構成され、少なくとも車両前進時の高速域では高速段に、低速域では低速段に、それぞれ制御される。
【００１１】
つまり、クラッチもしくはブレーキ等からなる２つの締結要素の一方を締結状態に、他方を非締結状態にすることにより、低速段および高速段へ切り換えられる。そして、車両前進時の高速域では高速段となって電動機の過回転が防止され、また低速域では低速段に制御されて、駆動力が確保される。なお、車両後進時には、一般に高速走行することは稀であるので、特に積極的な制御は不要である。
【００１２】
さらに、上記低速段から高速段への変速時に、両締結要素を非締結状態にするとともに、上記変速装置の駆動輪側の出力軸の回転数と同期するように上記電動機の回転数を制御する変速制御手段を備えている。
【００１３】
これによって、締結要素は、同期回転している状態で締結され、変速時のショック発生が回避される。
【００１５】
請求項１の発明では、上記変速装置は、歯車組と、１つのワンウェイクラッチと、１つの制御可能なクラッチと、から構成され、車両前進時に、高速域では、上記クラッチを締結状態とすることにより高速段に、低速域では、上記クラッチを非締結状態とすることにより低速段に、それぞれ制御されるとともに、車両後進時には、上記クラッチが非締結状態に制御されることを特徴としている。
【００１６】
このようにワンウェイクラッチを用いた構成においては、ワンウェイクラッチが、例えば電動機の駆動方向のトルクによる相対回転によって締結され、所定の変速段が実現される。
【００１７】
上記の請求項１の発明をさらに限定した請求項２の発明では、車両前進時における上記クラッチの非締結状態から締結状態への移行時に、該クラッチの前後の回転数が互いに同期するように上記電動機の回転数を制御する変速制御手段を備えている。これによって、上記クラッチは、同期回転している状態で締結され、変速時のショック発生が回避される。
【００１８】
さらに、請求項４の発明では、上記変速装置は、歯車組と、２つのワンウェイクラッチと、１つの制御可能なクラッチと、から構成されており、車両前進時に、上記クラッチが締結状態に、後進時に非締結状態に、それぞれ制御されるとともに、車両前進時に、電動機の駆動もしくは被動による相対回転方向によっていずれかのワンウェイクラッチが締結し、駆動時には低速段に、被動時には高速段に切り換わるように構成されていることを特徴としている。
【００１９】
従って、この構成では、車速に応じた外部からの積極的な制御は不要であり、発進等の駆動時には自然に低速段となり、また減速時のように被動のときには高速段となって過回転が回避される。
【００２０】
また請求項３および請求項５の発明では、電動機用変速装置が低速段に制御される第１の車速以下の低速時には、電動機を駆動し、高速段に制御される第２の車速以上の高速時の減速中には、電動機の回生制御を行い、第１の車速と第２の車速の間では、上記変速装置の回転数同期のために上記電動機の回転数制御を行うように構成されている。すなわち、車速が低い状態では、必要に応じて電動機による動力の付加を行い、車速が高い状態では、減速中に、電動機によって回生を行う。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置によれば、駆動輪と電動機との間に電動機用変速装置を介装したので、比較的小型の電動機でもって発進時等に十分に大きな駆動力を発揮できるとともに、高速走行時における電動機の過回転を防止でき、高速域から減速時のエネルギー回生を行うことができる。従って、強電回路やバッテリー等をも含めて装置全体の小型軽量化を図ることができる。
【００２２】
特に、請求項２、請求項３あるいは請求項５の発明によれば、変速の際に電動機の回転数を同期させることにより、変速ショックの発生を防止できる。
【００２３】
また請求項４の発明によれば、電動機の駆動もしくは被動の状態に応じて変速段が自動的に切り換わるので、外部からの積極的な変速制御が不要となり、その制御が簡単なものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図３は、本発明に係る車両駆動装置の一実施例を示すスケルトン図である。この図３に示すように、内燃機関１のクランクシャフトが主伝動装置としてのトルクコンバータ３を介して変速機５のメインドライブシャフトに接続されているとともに、この変速機５から終減速装置６を介して駆動輪７へ動力伝達がなされている。上記トルクコンバータ３と並列にロックアップクラッチ４が設けられており、このロックアップクラッチ４を締結することにより、内燃機関１と変速機５のメインドライブシャフトとを実質的に直結状態とすることができるようになっている。そして、上記トルクコンバータ３の出力側と駆動輪７との間の適宜な位置に、第１電動機１０が並列に接続されており、内燃機関１の動力と第１電動機１０の動力が接合点で合流して駆動輪７に伝達されるように構成されている。この第１電動機１０は、電力の供給により電動機として動作するほか、逆に駆動輪７側から駆動されることにより減速エネルギーの回生が可能となっている。上記第１電動機１０と上記接合点との間には、後に詳細に説明する２速の電動機用変速装置１７が介装されている。
【００２６】
また内燃機関１の動力の一部は、ベルト伝動機構等を介して取り出され、種々の補機２、例えば内燃機関１自体に必要なウォータポンプ等や車両側との関係で必要となる空調装置用コンプレッサやパワーステアリング用ポンプ等の補機２を駆動するように構成されている。ここで、上記内燃機関１と補機２との間には、両者間の接続，遮断を行う適宜な形式のクラッチ装置９が介装されている。そして、このクラッチ装置９よりも補機２側に、補機２を駆動するための第２電動機８が接続されている。なお、上記の補機２としては、必ずしも車両の全ての補機を包含する必要はなく、その一部であってもよい。
【００２７】
この図３の実施例は、変速機５としてベルト式無段自動変速機いわゆるＣＶＴを用いたものであり、このＣＶＴ変速機５と、トルクコンバータ３と、ロックアップクラッチ４と、終減速装置６とが、トランスアクスル１１として一体化されている。内燃機関１は、車両にいわゆる横置状態に搭載されているものであって、そのシリンダブロックの一端部が、トランスアクスル１１のケースと結合されている。第１電動機１０、第２電動機８および補機２は、内燃機関１のシリンダブロックに支持されている。
【００２８】
上記ＣＶＴ変速機５は、スチールベルト５ａが巻き掛けられたプライマリプーリ５ｂおよびセカンダリプーリ５ｃと、プライマリプーリ５ｂの回転方向を切り換える前後進切換機構５ｄと、から大略構成されており、セカンダリプーリ５ｃの回転が中間軸（第３軸）５ｅを介して終減速装置６のファイナルギア６ａに伝達され、デフ部６ｂを介して、トランスアクスル１１から左右に延びるドライブシャフト７ａが駆動されるように構成されている。また、第１電動機１０の回転軸、詳しくは電動機用変速装置１７の出力軸１７ａは、上記トランスアクスル１１の中間軸（第３軸）５ｅに接続されており、内燃機関１の動力と第１電動機１０の動力が、この中間軸５ｅで合流して駆動輪７を駆動することになる。
【００２９】
また、内燃機関１のクランクシャフトの回転は、ベルト伝動機構１６を介して補機２にも伝達される。詳しくは、ベルト１６ａを介して中間軸１６ｂに回転が伝達され、この中間軸１６ｂと第２電動機８の回転軸８ａとの間に、例えば電磁クラッチからなるクラッチ装置９が介在している。そして、上記の第２電動機８の回転軸８ａが、ベルト１６ｃ，１６ｄを介して各補機２に連動している。つまり、この実施例では、クラッチ装置９の状態に拘わらず、第２電動機８の回転が常に補機２に伝達されており、またクラッチ装置９が接続状態にある場合に限って、内燃機関１のクランクシャフトと第２電動機８と補機２とが、それぞれ所定の速度比で同時に回転することになる。
【００３０】
また、内燃機関１の停止中に、自動変速機５の前後進切換機構５ｄ等に必要な油圧を供給するために、電動式油圧供給装置１２が設けられている。図４は、この油圧供給装置１２の詳細を示すものであって、内燃機関１により駆動される自動変速機用オイルポンプ２０のほかに、モーター２５で駆動されるオイルポンプ２１を備えており、それぞれの吐出側が、それぞれ逆止弁２２ａ，２２ｂを介して自動変速機５の前後進切換機構５ｄのクラッチ部２３に接続されている。なお、２４はオイルパンである。従って、２つのオイルポンプ２０，２１の中で、いずれか油圧の高い方が逆止弁２２ａ，２２ｂにより選択されて、クラッチ部２３への圧油の供給がなされる。なお、上記オイルポンプ２１用のモーター２５は、常時駆動するようにしてもよく、あるいは後述する機関停止中のみ駆動するようにしてもよい。
【００３１】
次に、図５は、上記のように構成された複合型車両駆動装置の制御装置の構成を示すブロック図である。この制御装置は、内燃機関１の燃料や噴射時期等の種々の制御を行うエンジンコントロールユニット１３と、トランスアクスル１１（変速機５）の変速比やロックアップ状態等を制御する自動変速機コントロールユニット１４と、ハイブリッドシステムコントロールユニット１５と、から大略構成されている。上記ハイブリッドシステムコントロールユニット１５は、所定のプログラムに従って処理を行うものであって、第１電動機１０に接続された第１インバータ駆動回路２６と、第２電動機８に接続された第２インバータ駆動回路２７と、クラッチ装置９と、電動式油圧供給装置１２と、電動機用変速装置１７と、を制御しており、これによって、後述するような種々の動作を実現している。また詳細な図示は省略するが、車両および内燃機関１の運転条件を検出するために、種々のセンサ類が設けられている。例えば、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサ、車速を検出する車速センサ、内燃機関１の回転数を検出するクランク角センサ、内燃機関１の吸入空気量センサ、スロットル弁が全閉であることを検出するアイドルスイッチ、冷却水温センサ、油温センサ、自動変速機５のセレクトレバーによるレンジ位置を検出するレンジ位置検出スイッチ、等が設けられている。これらの各センサの検出信号は、各コントロールユニット１３，１４，１５に適宜に入力されている。さらに、各コントロールユニット１３，１４，１５の間は、通信線を介して相互に接続されており、いわゆる協調制御を行うために必要な情報を共有すべく、相互にデータをやりとりしている。なお、２９は、内燃機関１の運転や車両の一般的な電装品等のために用いられる低電圧バッテリ、２８は、第１，第２電動機１０，８に対し用いられる高電圧バッテリである。
【００３２】
次に上記のように構成された車両駆動装置全体の基本的な作用を、図１１〜図１３のタイミングチャートおよび図１４〜図１９のフローチャートに基づいて詳細に説明する。特に、理解を容易にするために、車両の通常走行から減速したときの制御、減速から車両の停止に至るときの制御、車両停止状態から発進するときの制御、の３つの状況に大別して説明する。
【００３３】
まず最初に、車両の通常走行時の制御およびこの通常走行から減速したときの制御について説明する。図１１は、この状況での各部の動作を示している。この図１１において、Ｔ１のタイミングにおいては、車両は通常走行状態にある。
【００３４】
図１４は、上記のハイブリッドシステムコントロールユニット１５において実行される制御の流れを示すメインフローチャートであって、制御を開始した時点で最初にステップ１において、移行終了フラグおよび発進モードフラグを０とする。そして、ステップ２において、燃料噴射モードに入る。この燃料噴射モードは、通常の燃料噴射および点火を行うモードである。ステップ３では、アイドルスイッチの状態を判定し、ステップ４では、発進モードフラグの状態を判定しているが、通常の走行時には、アイドルスイッチがＯＦＦ、発進モードフラグが０のままであるから、ステップ４からステップ１へ戻り、燃料噴射モードを継続することになる。この燃料噴射モード中は、クラッチ装置９は接続状態に保持されており、第１電動機１０および第２電動機８の制御は停止されている。これにより、内燃機関１によって車両および補機２の双方が駆動される。換言すれば、この状態では、通常の内燃機関１のみを具備した車両と何ら変わるところはない。また、この燃料噴射モードでは、低車速時等を除き、通常、ロックアップクラッチ４が締結されている。
【００３５】
図１１のＴ２は、アクセルペダルを解放して減速が開始したタイミングであり、Ｔ３は、さらにブレーキを踏み込んだタイミングに相当する。これにより、図１４のステップ３からステップ５へ進み、燃料噴射が停止する。ステップ６では、車速が０であるか、ステップ７では、ロックアップクラッチ４が締結側に制御されているか、をそれぞれ判定しているが、この段階では、車速は０ではなく、ロックアップクラッチ４は締結状態にあるので、ステップ７からステップ８へ進み、ロックアップ減速モードに入る。図１１では、Ｔ３〜Ｔ４の期間がロックアップ減速モードに相当する。このロックアップ減速モードは、主に第１電動機１０によって減速エネルギーの回生を行うモードである。
【００３６】
図１５は、このロックアップ減速モードの処理の流れを示しており、まず、予め設定された図６に示すような特性の目標車軸トルクマップに基づき、そのときの車速Ｖに対応する目標車軸トルクを決定する（ステップ２１）。次に、予め設定された図７に示すような特性の内燃機関フリクションマップに基づき、そのときの機関回転数Ｎｅに対応する内燃機関フリクショントルクを求める（ステップ２２）。なお、このフリクショントルクは、実際には、そのときのＣＶＴ変速機５のギア比を考慮して車軸トルクに換算される。さらに、予め設定された図８に示すような特性の変速機フリクションマップに基づき、そのときの機関回転数に対応する変速機フリクショントルクを求める（ステップ２３）。このフリクショントルクは、同様に、そのときのＣＶＴ変速機５のギア比を考慮して車軸トルクに換算される。そして、ステップ２４において、回生車軸トルクを算出し、かつこれを第１電動機１０の電流に換算する。つまり、上記の目標車軸トルクを、内燃機関フリクション車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクと回生車軸トルクとの合計で与えるものと考えることにより、目標車軸トルクを得るのに必要な回生車軸トルクが求められる。ステップ２５では、この回生車軸トルクを実現するように第１電動機１０を制御する。なお、この回生車軸トルクは、当然のことながら負の値として与えられるものであり、図１１等では、これを「被動」トルクとして示してある。
【００３７】
なお、上記実施例では、スロットル弁の全閉によって第１電動機１０による回生を開始するようにしているが、過度のエンジンブレーキ作用の発生を防止するために、ブレーキペダルが踏み込まれた場合（ブレーキスイッチのＯＮ）にのみ回生を行うようにしてもよい。また、スロットル弁全閉時とブレーキ踏込時とで、マップを切り換えることにより、回生車軸トルクを異なる大きさに与えるようにすることもできる。
【００３８】
ステップ２５からはステップ３へ戻り、アイドルスイッチがＯＮである限り、上記のモードが継続する。これにより、図１１に示すように、車速が徐々に低下し、ロックアップ状態であることから、これと同様に機関回転数も低下する。なお、この段階では、補機２は内燃機関１によって駆動されている。
【００３９】
やがて、機関回転数があるレベル（所定値１）にまで低下した時点（図１１のＴ４のタイミング）で車両のサージング等を防止するためにロックアップ状態が解除される。ロックアップの解除により、内燃機関１の回転数は、自らのフリクションにより急速に低下しようとする。また、ロックアップ信号に基づき、図１４のステップ７の判定がＮＯとなり、ステップ７からステップ９へ進み、非ロックアップ減速モードとなる。次のステップ１０では、内燃機関１の回転数が「所定値２」に低下するまで待機する。これは、ロックアップクラッチ４が実際に完全に切断されるまでの遅れを考慮したものであり、「所定値２」としては、例えばロックアップ解除指令が出力された時点の回転数（所定値１）から一定量を差し引いた値として与えればよい。そして、回転数が「所定値２」を下回った段階でステップ１１へ進み、モータリング減速モードへ入る。なお、図１１では、ロックアップ減速モードの後、直ちにモータリング減速モードに移行しているが、実際には、極短時間、非ロックアップ減速モードが存在する。
【００４０】
モータリング減速モードにおいては、燃料供給停止に伴う内燃機関１の停止、詳しくは回転数の過度の低下を防止するように、内燃機関１のモータリングを実行する。図１６は、このモータリング減速モードの詳細を示している。
【００４１】
このモータリング減速モードでは、まず、ステップ３１において、モータリングにより維持しようとする目標機関回転数（所定値３）を車速に基づいて所定のマップから決定し、ステップ３２で、この目標機関回転数と実回転数との差分を求める。次に、この差分に所定のゲインを乗じて、第２電動機８の発生トルクに対する必要なフィードバック操作量を求める。そして、このトルク操作量に基づき、第２電動機８を制御する（ステップ３４）。つまり、機関回転数を目標機関回転数に収束させるように、第２電動機８の発生トルクがフィードバック制御される。なお、上記目標機関回転数としては、例えば７００ｒｐｍ前後である。
【００４２】
一方、この非ロックアップ状態でのモータリング中も、第１電動機１０を用いた回生が行われる。その手順としては、まず予め設定された図６に示すような特性の目標車軸トルクマップに基づき、そのときの車速Ｖに対応する目標車軸トルクを決定する（ステップ３５）。次に、内燃機関１からトルクコンバータ３を通して車軸に伝達されるトルコン伝達車軸トルクを求める（ステップ３６）。具体的には、トルクコンバータ３の速度比を、内燃機関１の回転数Ｎｅとタービン回転数（これは車速とギア比から求まる）とによって算出し、図９に示す所定の入力容量係数マップからトルクコンバータ３の入力トルク容量係数τを求める。そして、次式から、トルコン伝達トルクＴを算出する。
【００４３】
【数１】
Ｔ＝τ＊Ｎｅ＊Ｎｅ＊ｔ …（１）
ここで、ｔはトルクコンバータ３のトルク比であるが、このような減速中には、その値は１である。このようにして求めたトルコン伝達トルクを、そのときのＣＶＴ変速機５のギア比を考慮して車軸トルクに換算することにより、上述したトルコン伝達車軸トルクが求められる。さらに、予め設定された図８に示すような特性の変速機フリクションマップに基づき、そのときの機関回転数に対応する変速機フリクショントルクを求める（ステップ３７）。なお、このフリクショントルクは、同様に、そのときのＣＶＴ変速機５のギア比を考慮して車軸トルクに換算される。そして、ステップ３８において、回生車軸トルクを算出し、かつこれを第１電動機１０の電流に換算する。つまり、上記の目標車軸トルクを、トルコン伝達車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクと回生車軸トルクとの合計で与えるものと考えることにより、目標車軸トルクを得るのに必要な回生車軸トルクが求められる。ステップ３９では、この回生車軸トルクを実現するように第１電動機１０を制御する。
【００４４】
上記のように第２電動機８によって内燃機関１のモータリングを行うことにより、内燃機関１の過度の回転数低下、つまり実質的な停止を回避できる。従って、この減速中に、アクセルペダルが踏み込まれれば、燃料噴射の再開（図１４のステップ３からステップ５へ進む）によって直ちに自立運転が開始し、加速に移行できる。なお、このモータリング減速モードの間は、補機２は、内燃機関１によって、実質的には電動機８によって駆動され続ける。
【００４５】
次に、車両の減速から車両の停止に至るまでの制御について説明する。図１２は、この状況での各部の動作を示している。
【００４６】
上述したようなモータリング減速モードによって車速が徐々に低下していくと、やがて、完全に停止することになる。図１２のＴ５が、この車両停止のタイミングに相当する。車両が停止し、つまり車速が０となると、図１４のステップ６の判定はＹＥＳとなるので、ステップ６からステップ１２へ進む。このステップ１２では、移行終了フラグの判定を行うが、当初はフラグが０であるので、ステップ１３へ進み、移行モードの制御へ移る。
【００４７】
この移行モードは、第２電動機８によるモータリングを終了するとともに、第１電動機１０によるクリープ力発生を開始するモードであり、特に両者の移行の際の段差感の発生を防止しようとするモードである。図１７は、この移行モードの処理の流れを示している。
【００４８】
このモードでは、まず、車両停止中に付与すべき目標クリープトルクを、例えばマップ等に基づいて設定する（ステップ４１）。そして、クラッチ装置９のクラッチ容量を中間レベルまで低下させる。なお、この容量の低下は多段階に分けて連続的に低下させるようにしてもよいが、この実施例では、図１２にクラッチ伝達トルクとして示されているように、一定の中間値に維持している。このように第２電動機８と内燃機関１との間のクラッチ装置９のクラッチ容量を低下させることにより、内燃機関１の回転数は、フリクションにより徐々に低下していく。これに対し、第２電動機８の回転数は、内燃機関１の回転数とは無関係に所定値に維持する（ステップ４３）。補機２は、第２電動機８と一体に回転するので、クラッチ装置９の容量低下に拘わらず、所定の回転数でもって駆動され続けることになる。
【００４９】
ステップ４４では、前述した（１）式に基づいて同様の手法によりトルコン伝達トルクを求め、ステップ４５で、そのときのＣＶＴ変速機５のギア比を考慮して車軸トルクに換算し、トルコン伝達トルクによる車両クリープトルク（トルコン車軸トルク）とする。これは、第２電動機８により発生するクリープトルクであり、図１２に示すように、内燃機関１の回転数の低下に伴って徐々に低下していく。
【００５０】
そして、ステップ４６で、目標クリープトルクと上記のトルコン伝達トルクによるクリープトルクとの差として、第１電動機１０により付加すべきクリープトルクを算出する。つまり、これにより、第１電動機１０に必要な駆動トルクが求められる。ステップ４７では、このトルクの値から第１電動機１０の操作電流量を算出し、ステップ４８において第１電動機１０を制御する。
【００５１】
ステップ４９では、アイドルスイッチの状態を、ステップ５０では車速が０であるか否かを、ステップ５１では機関が完全に停止したか否かを、それぞれ判定している。上述したように、クラッチ装置９のクラッチ容量の低下により機関回転数は徐々に低下していくが、機関回転数が０に達するまでは、ステップ５１からステップ３へ戻り、上述した制御が継続される。これにより、図１２に示すように、徐々に低下する第２電動機８によるクリープトルクを補うように、第１電動機１０によるクリープトルクが徐々に増加し、車両全体としては、車両停止時点（Ｔ５）から一定のクリープ力が発生する。
【００５２】
その後、機関回転数が０となると、ステップ５１からステップ５２へ進み、クラッチ装置９を完全に遮断する。続いて、ステップ５３で移行終了フラグを１とする。この時点が、図１４のＴ６のタイミングに相当する。
【００５３】
ステップ５３からはステップ３へ戻るが、ステップ１２へ進んだ段階では、該ステップ１２の判定がＮＯとなるので、ステップ１２からステップ１４へ進み、アイドルストップモードとなる。
【００５４】
アイドルストップモードは、図１８に示すように、まず、ステップ６１において、第２電動機８を目標回転数（補機２の駆動に必要な回転数、例えば７００ｒｐｍ前後である）になるように制御するとともに、ステップ６２において、前述した目標クリープトルク（車軸トルク）となるように第１電動機１０を制御する。また、ステップ６３では、アイドルスイッチの状態を、ステップ６４では、車速が０であるか否かを判定し、これらの判定がＹＥＳである間は、アイドルストップモードを継続する。
【００５５】
従って、このモードに入った状態では、内燃機関１は実質的に停止しており、燃料消費が抑制されるとともに、その回転によるフリクション発生が回避される。そして、補機２は第２電動機８によって駆動され続けるが、第２電動機８は内燃機関１を回転させずに補機２のみを駆動するので、その電力消費も少ないものとなる。また、上述のように車両にクリープ力が付与されることから、車庫入れ等の際の操作性が向上する。なお、この機関停止中は、前述したように、電動式油圧供給装置１２によって自動変速機５に必要な油圧が確保される。
【００５６】
次に、上記の車両停止状態から発進するときの制御について説明する。図１３は、この状況での各部の動作を示しており、Ｔ７のタイミングでアクセルペダルが踏み込まれている。このようにアクセルペダルが踏み込まれると、図１８のステップ６３の判定がＮＯとなり、図１９に示す発進モードの制御に移行する。この発進モードとなると、まずステップ７１で、発進モードフラグを１とし、かつ前述したアイドルストップモードフラグを０にリセットする。そして、ステップ７２へ進んで、クラッチ装置９を接続状態に切り換える。続いて、ステップ７３で、第２電動機８の目標回転数をマップ等から読み取り、かつステップ７４で、この目標回転数を維持するように第２電動機８を制御する。なお、上記目標回転数としては、これ以前の補機２駆動中の回転数をそのまま維持するようにしてもよい。クラッチ装置９を締結することにより、第２電動機８の回転数は低下しようとするが、この回転数を一定に維持するように制御することで、結果的に最大トルクが出力されることになる。なお、この第２電動機８の最大トルクは、クラッチ装置９の最大伝達容量よりも大きく設定されている。従って、クラッチ装置９の滑りを伴いつつ内燃機関１の回転数は徐々に上昇することになる。つまり、内燃機関１の始動のためのクランキングが、この第２電動機８によって行われる。
【００５７】
次にステップ７５では、図１０に示すような所定の特性のマップに基づき、そのときのアクセル開度に対応して目標車軸トルクを決定する。そして、ステップ７６で、第１電動機１０に必要な目標トルクを演算する。これは、詳細には示していないが、前述したクリープトルク演算時のステップ４４〜ステップ４６と同様に、第２電動機８の駆動により生じるトルコン車軸トルクを求めた上で、上記目標車軸トルクとこのトルコン車軸トルクとの差として、第１電動機１０が負担すべきトルクを決定するのである。次にステップ７７で、この算出したトルクを発生するように、第１電動機１０を制御し、ステップ７８で、内燃機関１の始動に必要な燃料噴射量の補正や点火時期の補正等の始動制御を開始する。
【００５８】
ステップ７９では、内燃機関１が完爆したか否かを判定しており、完爆するまで、上記の制御を繰り返す。従って、図１３に示すように、内燃機関１は、その回転数が徐々に上昇し、やがて始動して、自立運転に移行することになる。また、第１電動機１０のトルクによって、アクセルペダルの踏込量に対応した目標車軸トルクが直ちに得られることになり、車両は非常に応答性よく発進できる。そして、この第１電動機１０による発進補助用のトルクは、第２電動機８によるトルクを考慮したものとして与えられるので、全体として過不足なく所望のトルクを確保することができる。
【００５９】
また、この発進の際に、自動変速機５には、電動式油圧供給装置１２によって必要な油圧が供給されており、内燃機関１の回転数の立ち上がりを待たずに各部の切換や変速が可能であるので、発進時の応答遅れの要因とはならない。従って、第１電動機１０により与える発進補助用のトルクは比較的小さなもので足り、第１電動機１０等の電気的駆動システム全体はそれだけ小型となる。
【００６０】
次に、図１３のＴ８のタイミングで内燃機関１が完爆に至ると、ステップ７９の判定がＹＥＳとなり、ステップ８０へ進む。なお、内燃機関１の完爆は、機関回転数の急激な変化あるいは第２電動機８の駆動トルクの変化等によって検出される。ステップ８０では、第２電動機８の電流が力行側であるか否かを判定している。つまり、第２電動機８は、上述した回転数制御が継続されているため、その電流に基づき、内燃機関１の回転数がこの第２電動機８の目標回転数に対応する機関回転数に達したか否かが判定されることになる。機関回転数の方が相対的に高くなり、電流が力行側から被動側に変化したら、ステップ８１へ進み、発進モードフラグを０として、通常走行に相当する燃料噴射モード（ステップ２）に移行する。これが、図１３のＴ９のタイミングに相当する。この時点では、補機２は、内燃機関１によって駆動されることになる。燃料噴射モードにおいては、前述したように、第１，第２電動機１０，８は、その制御が停止される。
【００６１】
以上の発進モードの説明では、アクセルペダルが踏み込まれたものとして説明したが、アイドルストップモード中のステップ６４において、車速が０以外であると判定した場合にも、同様に発進モードに移行する。例えば、坂道等でブレーキを解放した結果車速が上昇した場合等がこれに該当する。勿論、この車速の判定には、適宜な不感帯が与えられるので、クリープ力によりごくわずか動いた程度では、アイドルストップモードが継続される。また、移行モード中にアクセルペダルが踏み込まれた場合（ステップ４９）あるいは車両が走行開始した場合（ステップ５０）においても、同様に発進モードに移行する。
【００６２】
なお、上記の実施例においては、車両の停止中つまり移行モードおよびアイドルストップモードの間に、クラッチ装置９を遮断状態として内燃機関１を完全に停止するようにしたが、この間、クラッチ装置９を接続状態とし、内燃機関１のモータリングを継続するように制御してもよい。この場合、内燃機関１を回転させることによるフリクションが加わるので、第２電動機８の電力消費の点では不利となるが、発進時には、内燃機関１が回転しているので、燃料噴射を再開すれば、直ちに燃焼が開始し、トルクの立ち上がりの点では有利となる。
【００６３】
次に、上記の第１電動機１０とトランスアクスル１１との間に介装されている電動機用変速装置１７の具体的な構成および作用について説明する。
【００６４】
図２０は、電動機用変速装置１７の第１実施例を示すスケルトン図である。この実施例は、第１電動機１０の回転軸１０ａと電動機用変速装置１７の出力軸１７ａとが同軸状に配置された遊星歯車型のものであって、上記第１電動機１０の回転軸１０ａに接続された第１回転メンバー３７と、上記出力軸１７ａに接続された第２回転メンバー３８と、第３回転メンバー３９と、から大略構成されている。上記第１回転メンバー３７は、ピニオン３３を支持するキャリアとして構成され、上記ピニオン３３は、第１ピニオン部３３ａと第２ピニオン部３３ｂとを有している。上記第２回転メンバー３８は、上記第２ピニオン部３３ｂに噛み合う第２サンギアとして構成されている。上記第３回転メンバー３９は、反力要素として上記第１ピニオン部３３ａに噛み合う第１サンギアからなり、固定要素に、締結要素としての減速ブレーキ４２を介して接続されている。また第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９とは、締結要素としての直結クラッチ４３を介して相互に接続されている。なお、上記の締結要素は、油圧式あるいは電磁式のものを用いることができ、油圧式の場合には、内燃機関１の停止中は、上述した電動式油圧供給装置１２によって油圧供給を行えばよい。
【００６５】
図２１は、上記変速装置１７の作用を示すいわゆる共線図である。この共線図は、横軸に遊星歯車の歯数比に応じた間隔をとって各回転メンバー３７〜３９を示し、縦軸に第１電動機１０の回転数に対する各回転メンバー３７〜３９の回転数の比を示している。つまり、この共線図から減速比を求めることができる。なお、符号４２および４３は、上述した減速ブレーキおよび直結クラッチであって、丸印は、これらの締結要素が締結状態にあることを示している。また、この共線図（後述する図２３、図２５等の他の共線図も同様である）において、左上の（Ａ）は、前進時でかつ電動機１０の駆動時（原則として低車速時である）、左下の（Ｂ）は、前進時でかつ電動機１０の被動時（原則として高車速時である）の状態を示す。同様に、右上の（Ｃ）は、後進時でかつ電動機１０の駆動時（原則として低車速時である）、右下の（Ｄ）は、後進時でかつ電動機１０の被動時（原則として高車速時である）の状態を示しているが、後進時には、一般に、有益な回生を行うほど車速が高くならず、かつ第１電動機１０の過回転も生じる恐れがないので、後進時に変速段を制御する重要度は低い。
【００６６】
前述したように、第１電動機１０が駆動されるのは、車両の停止時（クリープ力の付与）あるいは発進時であり、いずれも、車速の低い領域に限定される。このように車速の低い領域では、後述するように、減速ブレーキ４２側が締結される。そのため、（Ａ）に示すように、大きな減速比が得られる。これに対し、前述したロックアップ減速モードのように第１電動機１０が被動状態となる高速域では、後述するように、直結クラッチ４３側が締結される。そのため、（Ｂ）に示すように、減速比が１つまり直結段となる。
【００６７】
従って、次の表１に示す論理表のように変速段が得られる。
【００６８】
【表１】

【００６９】
図２７は、上記電動機用変速装置１７に対する制御の内容を示すフローチャートである。この図２７に示すように、制御が開始した直後の初期状態では、直結クラッチ４３がＯＦＦ、減速ブレーキ４２がＯＮとなっている（ステップ１０１）。次に、ステップ１０２で、第１電動機１０の回転数Ｎｍおよびトランスアクスル１１中間軸５ｅの回転数Ｎａを読み込む。なお、中間軸５ｅの回転数Ｎａは、車速に対応するものであり、例えば車速から求めることができる。そして、ステップ１０３で、中間軸５ｅの回転数Ｎａが正であるか否か、つまり車両が前進しているか否かを判定する。ここで、後進であると判定した場合には、ステップ１０６へ進み、初期状態のまま直結クラッチ４３をＯＦＦ、減速ブレーキ４２をＯＮとする。これにより、大きな減速比となる。また、前進であった場合、次のステップ１０４で、回転数Ｎａが第１所定値以下であるか判定する。第１所定値以下の場合は、同様に、ステップ１０６へ進み、減速段とする。そして次のステップ１０７で、第１電動機１０の駆動側の制御を行う。つまり、前述したように、必要な車軸トルクを発揮するように、第１電動機１０から駆動力を発生させる。
【００７０】
このようにクリープ力の付与時および発進時に、電動機用変速装置１７が減速段となることにより、第１電動機１０に必要なトルクは小さくなり、該電動機１０を小型化できるとともに、第１電動機１０の電流を少なくでき、動力損失を少なくできるばかりでなく、発熱も抑制でき、第１電動機１０の耐久性の上で有利となる。また、比較的小型の第１電動機１０でもって十分に応答性の高い発進性能を確保することができる。
【００７１】
またステップ１０５では、中間軸５ｅの回転数Ｎａが第２所定値以上であるか否かを判定しており、これ以上の高速域であれば、ステップ１１０へ進んで、直結クラッチ４３をＯＮ、減速ブレーキ４２をＯＦＦとする。そして、ステップ１１１で、第１電動機１０を用いた回生側の制御を行う。つまり、この状態では、変速装置１７が直結段となっており、車両が高速走行しても、第１電動機１０が過回転となることはない。なお、前述したようにスロットル全閉を条件として回生を開始してもよく、あるいはブレーキペダルの踏込を条件として回生を行うようにしてもよい。上記の第２所定値としては、かならずしも固定値ではなく、例えば、回生量が０となる車速つまり車速低下時に目標車軸トルクが被動側から駆動側へ変わるときの車速に対応して設定するとよい。
【００７２】
また、回転数Ｎａが第１所定値と第２所定値の間にある場合は、ステップ１０８へ進み、直結クラッチ４３および減速ブレーキ４２の双方を一時的にＯＦＦにするとともに、ステップ１０９で、Ｎｍ＝Ｎａとなるように、第１電動機１０の回転数制御を行う。つまり、変速の際に、直結クラッチ４３の前後の回転が同期した状態となり、その締結の際あるいは離脱の際に、変速ショックを発生することがない。しかも、速やかな締結が可能となり、変速の応答遅れがない。
【００７３】
なお、上記の第１所定値および第２所定値として、その変速の方向に応じて適宜なヒステリシスを与えるようにしてもよい。
【００７４】
次に、図２２は、電動機用変速装置１７の第２実施例を示している。この実施例は、単純遊星歯車を１つ使った構成であって、第１回転メンバー３７がサンギアとして構成され、かつ第２回転メンバー３８がピニオン３３を支持するキャリアとして構成されているとともに、第３回転メンバー３９がリングギアとして構成されている。また第１実施例と同じく、上記第３回転メンバー３９は、固定要素に、減速ブレーキ４２を介して接続されており、第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９とは、直結クラッチ４３を介して相互に接続されている。
【００７５】
図２３は、上記第２実施例の作用を示す共線図であって、その作用は、上述した第１実施例と全く同一である。従って、論理表も表１の通りである。また、その制御としても、第１実施例と変わるところはない。
【００７６】
この第２実施例においては、上記第１実施例に比べて、減速段における減速比が小さくなるという特徴がある。
【００７７】
次に、図２４は、電動機用変速装置１７の第３実施例を示している。この実施例は、第１ピニオン３３と第２ピニオン３４とを有するものであって、上記第１電動機１０の回転軸１０ａに接続された第１回転メンバー３７と、変速装置１７の出力軸１７ａに接続された第３回転メンバー３９と、第２回転メンバー３８と、第４回転メンバー４０とから大略構成されている。上記第１回転メンバー３７は、第２ピニオン３４と噛み合うサンギアとして構成され、第２回転メンバー３８は、第１ピニオン３３と噛み合うリングギアを備えるとともに、第２ピニオン３４を支持するキャリアとなっている。第３回転メンバー３９は、第２ピニオン３４と噛み合うリングギアを有し、かつ第１ピニオン３３を支持している。第４回転メンバー４０は、第１ピニオン３３と噛み合うリングギアを有し、かつ減速ブレーキ４２を介して固定要素に接続されている。また第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９とは、直結クラッチ４３を介して相互に接続されている。
【００７８】
図２５は、上記第３実施例の作用を示す共線図であって、その作用は、上述した第１，第２実施例と基本的に同一である。論理表も表１の通りである。また、その制御としても、第１実施例と変わるところはない。
【００７９】
この第３実施例においては、上記第１実施例に比べて、減速段における減速比を大きく確保できるという特徴がある。
【００８０】
次に、図２６は、平行２軸型の構成とした電動機用変速装置１７の第４実施例を示している。
【００８１】
この実施例は、上記第１電動機１０の回転軸１０ａに接続された歯車４４ａと、変速装置１７の出力軸１７ａに接続された歯車４５ａと、これらに平行に配置された歯車４４ｂおよび歯車４５ｂと、から大略構成されており、歯車４４ａと歯車４５ａとの間に直結クラッチ４３が、歯車４４ｂと歯車４５ｂとの間に減速クラッチ４２が、それぞれ配置されている。
【００８２】
この実施例においても、上記直結クラッチ４３および減速クラッチ４２は、第１実施例と同様に、図２７のフローチャートに沿って制御される。また、その変速の論理表も、第１実施例等と同様に前述した表１となる。但し、この第４実施例では、前述した第１〜第３実施例の減速ブレーキ４２に代えて、減速クラッチ４２が用いられる形となる。
【００８３】
この実施例においては、平行歯車型とすることにより、かき上げ潤滑が容易となり、かつ歯車工作が容易である。
【００８４】
以上説明した第１〜第４実施例は、上述したように、表１に示す同一の締結論理を有するものであるが、これらに共通なことは、後進時にも、第１電動機１０にて車両を駆動できることである。また、ワンウエイクラッチを用いていないため、前進高速段のみならず、前進低速段でも必要に応じてエンジンブレーキ制御や回生制御を行うことが可能である。
【００８５】
次に、図２８は、ワンウェイクラッチを用いた電動機用変速装置１７の第５実施例を示す。この実施例は、第１〜第３実施例と同様に、第１電動機１０の回転軸１０ａと電動機用変速装置１７の出力軸１７ａとが同軸状に配置された遊星歯車型のものであって、上記第１電動機１０の回転軸１０ａに接続された第１回転メンバー３７と、上記出力軸１７ａに接続された第２回転メンバー３８と、第３回転メンバー３９と、から大略構成されている。上記第１回転メンバー３７は、ピニオン３３を支持するキャリアとして構成され、上記ピニオン３３は、第１ピニオン部３３ａと第２ピニオン部３３ｂとを有している。上記第２回転メンバー３８は、上記第２ピニオン部３３ｂに噛み合う第２サンギアとして構成されている。上記第３回転メンバー３９は、反力要素として上記第１ピニオン部３３ａに噛み合う第１サンギアからなり、固定要素に、締結要素としての減速ブレーキ４２を介して接続されている。また第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９とは、ワンウェイクラッチ３６を介して相互に接続されている。換言すれば、第１実施例における直結クラッチ４３に代えて、直結用のワンウェイクラッチ３６を配置した構成となっている。
【００８６】
図２９は、上記第５実施例の変速装置１７の作用を示す共線図である。この共線図においては、上記のワンウェイクラッチ３６による要素の締結を三角印でもって示している。
【００８７】
前述したように、第１電動機１０が駆動されるのは、車両の停止時（クリープ力の付与）あるいは発進時であり、いずれも、車速の低い領域に限定される。このように車速の低い領域では、後述するように、減速ブレーキ４２が締結される。そのため、図２９の（Ａ）に示すように、大きな減速比が得られる。なお、このとき、ワンウェイクラッチ３６は空転する。これに対し、前述したロックアップ減速モードのように第１電動機１０が被動状態となる高速域では、後述するように、減速ブレーキ４２がＯＦＦとなり、かつ相対回転によりワンウェイクラッチ３６が噛合状態となるので、（Ｂ）に示すように、減速比が１つまり直結段となる。また、後進時には、減速ブレーキ４２を非締結とすることにより、共線図は、（Ｃ）および（Ｄ）に示すようになる。
【００８８】
従って、次の表２に示す論理表のような締結論理となる。なお、ワンウェイクラッチ３６の締結，非締結は自然に決まるので、括弧を付して示している。
【００８９】
【表２】

【００９０】
図３５は、上記第５実施例の電動機用変速装置１７に対する制御の内容を示すフローチャートである。この図３５に示すように、制御が開始した直後の初期状態では、減速ブレーキ４２がＯＮつまり締結状態となっている（ステップ１２１）。次に、ステップ１２２で、第１電動機１０の回転数Ｎｍおよびトランスアクスル１１中間軸５ｅの回転数Ｎａを読み込む。そして、ステップ１２３で、車両のＣＶＴ変速機５のレンジ位置が、Ｄレンジ（走行レンジ）等の前進レンジであるか否かを判定する。ここで、後進レンジであると判定した場合には、ステップ１２４へ進み、ロックを防止すべく減速ブレーキ４２をＯＦＦとし、かつステップ１２５で、第１電動機１０の制御を停止する。
【００９１】
また、前進レンジであった場合、次のステップ１２６で、回転数Ｎａが第１所定値以下であるか判定する。第１所定値以下の場合は、ステップ１２７へ進み、減速ブレーキ４２をＯＮとして、該変速装置１７を減速段とする。そして次のステップ１２８で、前述した実施例と同様に、第１電動機１０の駆動側の制御を行う。
【００９２】
またステップ１２６で、第１所定値より高い高速域であれば、ステップ１２９へ進んで、減速ブレーキ４２をＯＦＦとする。そして、ステップ１３０で、第１電動機１０を用いた回生側の制御を行う。つまり、この状態では、変速装置１７が直結段となっており、車両が高速走行しても、第１電動機１０が過回転となることはない。なお、前述したようにスロットル全閉を条件として回生を開始してもよく、あるいはブレーキペダルの踏込を条件として回生を行うようにしてもよい。
【００９３】
ここで、車速が上昇して変速が行われる状況を考えると、上記第１所定値を越えた時点で減速ブレーキ４２がＯＦＦとなり、これに伴って、フリクションにより第１電動機１０の回転数は低下してくる。そのため、ワンウェイクラッチ３６の前後回転数が自然に０となり、その段階で該ワンウェイクラッチ３６が噛み合う。従って、前述した各実施例のように第１電動機１０の回転数を積極的に同期制御しなくとも、変速ショックが生じることはない。
【００９４】
なお、上記の第１所定値として、その変速の方向に応じて適宜なヒステリシスを与えるようにしてもよい。
【００９５】
次に、図３０は、電動機用変速装置１７の第６実施例を示している。この第６実施例は、前述した図２２の第２実施例における直結クラッチ４３に代えて、ワンウェイクラッチ３６を第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９との間に配置した構成となっている。
【００９６】
図３１は、上記第６実施例の作用を示す共線図であって、その作用は、上述した第５実施例と全く同一である。従って、締結論理も表２の論理表の通りである。また、その制御としても、第５実施例と特に変わるところはない。
【００９７】
この第６実施例においては、上記第５実施例に比べて、減速段における減速比が小さくなるという特徴がある。
【００９８】
次に、図３２は、電動機用変速装置１７の第７実施例を示している。この第７実施例は、前述した図２４の第３実施例における直結クラッチ４３に代えて、ワンウェイクラッチ３６を第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９との間に配置した構成となっている。
【００９９】
図３３は、上記第７実施例の作用を示す共線図であって、その作用は、上述した第５，第６実施例と基本的に同一である。締結論理も表２の論理表の通りである。また、その制御としても、第５実施例と特に変わるところはない。
【０１００】
この第７実施例においては、上記第５実施例に比べて、減速段における減速比を大きく確保できるという特徴がある。
【０１０１】
次に、図３４は、電動機用変速装置１７の第８実施例を示している。この第８実施例は、前述した図２６の第４実施例と同様に平行２軸型の構成としたものであって、第４実施例における直結クラッチ４３に代えて、ワンウェイクラッチ３６を歯車４４ａと歯車４５ａとの間に配置した構成となっている。
【０１０２】
この実施例においても、減速クラッチ４２は、第５実施例と同様に、図３５のフローチャートに沿って制御される。また、その変速の論理表も、第５実施例等と同様に前述した表２となる。但し、この第８実施例では、前述した第５〜第７実施例の減速ブレーキ４２に代えて、減速クラッチ４２が用いられる形となる。
【０１０３】
この実施例においては、第４実施例と同様に、平行歯車型とすることにより、かき上げ潤滑が容易となり、かつ歯車工作が容易である。
【０１０４】
以上説明した第５〜第８実施例は、上述したように、表２に示す同一の締結論理を有するものであるが、これらに共通なことは、前進レンジ（例えばＤレンジ）が選択されている状態では、減速ブレーキ（もしくは減速クラッチ）４２とワンウエイクラッチ３６の作用により、車両の後進が阻止される、ということである。つまり、車両が後方へ動こうとすると駆動輪７がロックするため、いわゆるヒルホールド作用が得られ、急な上り坂においても後方に下がることはない。
【０１０５】
次に、図３６は、やはりワンウェイクラッチを用いた電動機用変速装置１７の第９実施例を示す。この第９実施例は、第１実施例や第５実施例等と同様に、第１電動機１０の回転軸１０ａと電動機用変速装置１７の出力軸１７ａとが同軸状に配置された遊星歯車型のものであって、上記第１電動機１０の回転軸１０ａに接続された第１回転メンバー３７と、上記出力軸１７ａに接続された第２回転メンバー３８と、第３回転メンバー３９と、から大略構成されている。上記第１回転メンバー３７は、ピニオン３３を支持するキャリアとして構成され、上記ピニオン３３は、第１ピニオン部３３ａと第２ピニオン部３３ｂとを有している。上記第２回転メンバー３８は、上記第２ピニオン部３３ｂに噛み合う第２サンギアとして構成されている。上記第３回転メンバー３９は、反力要素として上記第１ピニオン部３３ａに噛み合う第１サンギアからなり、固定要素に、ワンウェイクラッチ３５を介して接続されている。また第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９とは、第１実施例と同様に、直結クラッチ４３を介して相互に接続されている。換言すれば、第１実施例における減速ブレーキ４２に代えて、減速用のワンウェイクラッチ３５を配置した構成となっている。
【０１０６】
図３７は、上記第９実施例の変速装置１７の作用を示す共線図である。この共線図においては、上記の減速用ワンウェイクラッチ３５による要素の締結を三角印でもって示している。
【０１０７】
前述したように、第１電動機１０が駆動されるのは、車両の停止時（クリープ力の付与）あるいは発進時であり、いずれも、車速の低い領域に限定される。このように車速の低い領域では、後述するように、直結クラッチ４３がＯＦＦつまり非締結となる。そして第１電動機１０の駆動時には、ワンウェイクラッチ３５が相対回転によって噛合状態となる。そのため、図３７の（Ａ）に示すように、大きな減速比が得られる。これに対し、前述したロックアップ減速モードのように第１電動機１０が被動状態となる高速域では、後述するように、直結クラッチ４３がＯＮとなり、かつ相対回転によりワンウェイクラッチ３５が空転状態となるので、（Ｂ）に示すように、減速比が１つまり直結段となる。また、後進時には、直結クラッチ４３を非締結とすることにより、共線図は、（Ｃ）および（Ｄ）に示すようになる。
【０１０８】
従って、次の表３に示す論理表のような締結論理となる。なお、減速用ワンウェイクラッチ３５の締結，非締結は自然に決まるので、括弧を付して示している。また、この表３に示すように、後進でかつ駆動側である場合には、変速装置１７は、フリーの状態となる。
【０１０９】
【表３】

【０１１０】
図４３は、上記第９実施例の電動機用変速装置１７に対する制御の内容を示すフローチャートである。この図４３に示すように、制御が開始した直後の初期状態では、直結クラッチ４３がＯＦＦとなっている（ステップ１４１）。次に、ステップ１４２で、第１電動機１０の回転数Ｎｍおよびトランスアクスル１１中間軸５ｅの回転数Ｎａを読み込む。そして、ステップ１４３で、中間軸５ｅの回転数Ｎａが正であるか否か、つまり車両が前進しているか否かを判定する。ここで、後進であると判定した場合には、ステップ１４４へ進み、初期状態のまま直結クラッチ４３をＯＦＦとする。これにより、被動側では大きな減速比となり、かつ駆動側では、フリーの状態となる。また、前進であった場合、次のステップ１４５で、回転数Ｎａが第１所定値以下であるか判定する。第１所定値以下の場合は、ステップ１４６へ進み、直結クラッチ４３をＯＦＦとして減速段とする。そして次のステップ１４７で、前述した各実施例と同様に、第１電動機１０の駆動側の制御を行う。つまり、必要な車軸トルクを発揮するように、第１電動機１０から駆動力を発生させる。
【０１１１】
このようにクリープ力の付与時および発進時に、電動機用変速装置１７が減速段となることにより、第１電動機１０に必要なトルクは小さくなり、該電動機１０を小型化できるとともに、第１電動機１０の電流を少なくでき、動力損失を少なくできるばかりでなく、発熱も抑制でき、第１電動機１０の耐久性の上で有利となる。また、比較的小型の第１電動機１０でもって十分に応答性の高い発進性能を確保することができる。
【０１１２】
またステップ１４８では、中間軸５ｅの回転数Ｎａが第２所定値以上であるか否かを判定しており、これ以上の高速域であれば、ステップ１５１へ進んで、直結クラッチ４３をＯＮとする。そして、ステップ１５２で、第１電動機１０を用いた回生側の制御を行う。つまり、この状態では、変速装置１７が直結段となっており、車両が高速走行しても、第１電動機１０が過回転となることはない。なお、前述したようにスロットル全閉を条件として回生を開始してもよく、あるいはブレーキペダルの踏込を条件として回生を行うようにしてもよい。上記の第２所定値としては、第１実施例と同様に、例えば、回生量が０となる車速つまり車速低下時に目標車軸トルクが被動側から駆動側へ変わるときの車速に対応して設定するとよい。
【０１１３】
また、回転数Ｎａが第１所定値と第２所定値の間にある場合は、ステップ１４９へ進み、直結クラッチ４３をＯＦＦにするとともに、ステップ１５０で、Ｎｍ＝Ｎａとなるように、第１電動機１０の回転数制御を行う。つまり、変速の際に、直結クラッチ４３の前後の回転が同期した状態となり、その締結の際あるいは離脱の際に、変速ショックを発生することがない。しかも、速やかな締結が可能となり、変速の応答遅れがない。
【０１１４】
なお、上記の第１所定値および第２所定値として、その変速の方向に応じて適宜なヒステリシスを与えるようにしてもよい。
【０１１５】
上記の第９実施例の変速装置１７においては、ワンウェイクラッチ３５が伝達トルクの大部分を負担し、直結クラッチ４３の負荷は小さい。よく知られているように、外部から制御可能なクラッチやブレーキに比べて、ワンウェイクラッチは大容量のものを小型に構成し得るので、この第９実施例によれば、変速装置１７を非常に小型にできる利点がある。
【０１１６】
次に、図３８は、電動機用変速装置１７の第１０実施例を示している。この第１０実施例は、前述した図２２の第２実施例における減速ブレーキ４２に代えて、減速用ワンウェイクラッチ３５を固定要素と第３回転メンバー３９との間に配置した構成となっている。
【０１１７】
図３９は、上記第１０実施例の作用を示す共線図であって、その作用は、上述した第９実施例と全く同一である。従って、締結論理も表３の論理表の通りである。また、その制御としても、図４３のフローチャートに従って行われ、第９実施例と特に変わるところはない。
【０１１８】
この第１０実施例においては、上記第９実施例に比べて、減速段における減速比が小さくなるという特徴がある。
【０１１９】
次に、図４０は、電動機用変速装置１７の第１１実施例を示している。この第１１実施例は、前述した図２４の第３実施例における減速ブレーキ４２に代えて、減速用ワンウェイクラッチ３５を固定要素と第３回転メンバー３９との間に配置した構成となっている。
【０１２０】
図４１は、上記第１１実施例の作用を示す共線図であって、その作用は、上述した第９，第１０実施例と基本的に同一である。締結論理も表３の論理表の通りである。また、その制御としても、第９実施例と特に変わるところはない。
【０１２１】
この第１１実施例においては、上記第９実施例に比べて、減速段における減速比を大きく確保できるという特徴がある。
【０１２２】
次に、図４２は、電動機用変速装置１７の第１２実施例を示している。この第１２実施例は、前述した図２６の第４実施例と同様に平行２軸型の構成としたものであって、第４実施例における減速クラッチ４２に代えて、減速用ワンウェイクラッチ３５を歯車４４ｂと歯車４５ｂとの間に配置した構成となっている。
【０１２３】
この実施例においても、直結クラッチ４３は、第９実施例と同様に、図４３のフローチャートに沿って制御される。また、その変速の論理表も、第９実施例等と同様に前述した表３となる。
【０１２４】
この実施例においては、第４実施例と同様に、平行歯車型とすることにより、かき上げ潤滑が容易となり、かつ歯車工作が容易である。
【０１２５】
以上説明した第９〜第１２実施例は、上述したように、表３に示す同一の締結論理を有するものであるが、これらに共通なことは、急な上り坂等において、前進レンジ（例えばＤレンジ）が選択されている状態で車両が後進しようとしても、直結クラッチ４３がＯＦＦとなっていることから、駆動輪７のロックが生じない、ということである。従って、いわゆるヒルホールド効果が得られない反面、駆動輪７のロックによる不快な振動を防止できる。
【０１２６】
次に、図４４は、ワンウェイクラッチを２つ用いた電動機用変速装置１７の第１３実施例を示す。この第１３実施例は、第１実施例や第５実施例等と同様に、第１電動機１０の回転軸１０ａと電動機用変速装置１７の出力軸１７ａとが同軸状に配置された遊星歯車型のものであって、上記第１電動機１０の回転軸１０ａに接続された第１回転メンバー３７と、上記出力軸１７ａに接続された第２回転メンバー３８と、第３回転メンバー３９と、から大略構成されている。上記第１回転メンバー３７は、ピニオン３３を支持するキャリアとして構成され、上記ピニオン３３は、第１ピニオン部３３ａと第２ピニオン部３３ｂとを有している。上記第２回転メンバー３８は、上記第２ピニオン部３３ｂに噛み合う第２サンギアとして構成されている。上記第３回転メンバー３９は、反力要素として上記第１ピニオン部３３ａに噛み合う第１サンギアからなり、固定要素に、減速用ワンウェイクラッチ３５を介して接続されている。また第１回転メンバー３７と第３回転メンバー３９とは、直結クラッチ４３ならびに直結用ワンウェイクラッチ３６を介して相互に接続されている。換言すれば、第１実施例における減速ブレーキ４２に代えて、減速用のワンウェイクラッチ３５を配置するとともに、直結クラッチ４３と直列に直結用ワンウェイクラッチ３６を介装した構成となっている。
【０１２７】
図４５は、上記第１３実施例の変速装置１７の作用を示す共線図である。この共線図においては、上記の減速用ワンウェイクラッチ３５および直結用ワンウェイクラッチ３６による要素の締結を三角印でもって示している。
【０１２８】
この実施例では、後述するように、前進時には直結クラッチ４３が常にＯＮとなる。そして第１電動機１０の駆動時には、減速用ワンウェイクラッチ３５が相対回転によって噛合状態となり、直結用ワンウェイクラッチ３６は空転する。そのため、図４５の（Ａ）に示すように、大きな減速比が得られる。これに対し、前述したロックアップ減速モードのように第１電動機１０が被動状態となる高速域では、直結用ワンウェイクラッチ３６が噛合状態となり、減速用ワンウェイクラッチ３５が空転することから、（Ｂ）に示すように、減速比が１つまり直結段となる。また、後進時には、直結クラッチ４３を非締結とすることにより、共線図は、（Ｃ）および（Ｄ）に示すようになる。
【０１２９】
従って、次の表４に示す論理表のような締結論理となる。なお、ワンウェイクラッチ３５，３６の締結，非締結は自然に決まるので、括弧を付して示している。また、この表４に示すように、後進でかつ駆動側である場合には、変速装置１７は、フリーの状態となる。
【０１３０】
【表４】

【０１３１】
図４６は、上記第１３実施例の電動機用変速装置１７に対する制御の内容を示すフローチャートである。この図４６に示すように、制御が開始した直後の初期状態では、直結クラッチ４３はＯＮとなっている（ステップ１６１）。次に、ステップ１６２で、第１電動機１０の回転数Ｎｍおよびトランスアクスル１１中間軸５ｅの回転数Ｎａを読み込む。そして、ステップ１６３で、車両のＣＶＴ変速機５のレンジ位置が、Ｄレンジ（走行レンジ）等の前進レンジであるか否かを判定する。ここで、後進レンジであると判定した場合には、ステップ１６４へ進み、ロックを防止すべく直結クラッチ４３をＯＦＦとする。これにより被動側では大きな減速比となり、かつ駆動側では、フリーの状態となる。
【０１３２】
また、前進レンジであった場合には、ステップ１６５へ進み、回転数Ｎａが第１所定値以下であるか判定する。第１所定値以下の場合は、ステップ１６６へ進み、直結クラッチ４３をＯＮとする。そして次のステップ１６７で、前述した各実施例と同様に、第１電動機１０の駆動側の制御を行う。つまり、必要な車軸トルクを発揮するように、第１電動機１０から駆動力を発生させる。第１電動機１０が駆動することにより、変速装置１７は自動的に減速段となる。
【０１３３】
またステップ１６８では、中間軸５ｅの回転数Ｎａが第２所定値以上であるか否かを判定しており、これ以上の高速域であれば、ステップ１７０へ進んで、直結クラッチ４３をＯＮに保つ。そして、ステップ１７１で、前述した各実施例と同様に、第１電動機１０を用いた回生側の制御を行う。このように第１電動機１０が被動となる状態では、変速装置１７が自動的に直結段となる。そのため、車両が高速走行しても、第１電動機１０が過回転となることはない。なお、前述したようにスロットル全閉を条件として回生を開始してもよく、あるいはブレーキペダルの踏込を条件として回生を行うようにしてもよい。上記の第２所定値としては、第１実施例と同様に、例えば、回生量が０となる車速つまり車速低下時に目標車軸トルクが被動側から駆動側へ変わるときの車速に対応して設定するとよい。
【０１３４】
また、回転数Ｎａが第１所定値と第２所定値の間にある場合は、ステップ１６９へ進み、直結クラッチ４３をＯＮに保つ。ここで、車速が上昇して変速が行われる状況を考えると、上記第１所定値を越えた時点で第１電動機１０により与えられていた駆動力が０となるので、これに伴って、フリクションにより第１電動機１０の回転数は低下してくる。そのため、ワンウェイクラッチ３６の前後回転数が自然に０となり、その段階で該ワンウェイクラッチ３６が噛み合う。従って、第１電動機１０の回転数を積極的に同期制御しなくとも、変速ショックが生じることはない。
【０１３５】
このように、この第１３実施例では、前進レンジにおいて、２つのワンウエイクラッチ３５，３６によって、自動的に変速比が切り換わる。つまり、駆動時には減速用ワンウエイクラッチ３５により減速段が自動的に選択され、被動時には直結用ワンウエイクラッチ３６により直結段が自動的に選択されので、制御を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の車両駆動装置の構成を示すスケルトン図。
【図２】車両の駆動力と電動機による駆動領域および回生領域との関係を示す特性図。
【図３】本発明の一実施例を示すスケルトン図。
【図４】電動式油圧供給装置の構成を示す油圧回路図。
【図５】この実施例の制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図６】目標車軸トルクマップの特性を示す特性図。
【図７】内燃機関フリクション推定マップの特性を示す特性図。
【図８】変速機フリクション推定マップの特性を示す特性図。
【図９】トルクコンバータの性能マップを示す特性図。
【図１０】発進時の目標車軸トルクのマップの特性を示す特性図。
【図１１】車両減速時のタイムチャート。
【図１２】減速から停車へ移行するときのタイムチャート。
【図１３】発進時のタイムチャート。
【図１４】この実施例の制御の全体的な流れを示すメインフローチャート。
【図１５】ロックアップ減速モードの流れを示すフローチャート。
【図１６】モータリング減速モードの流れを示すフローチャート。
【図１７】移行モードの流れを示すフローチャート。
【図１８】アイドルストップモードの流れを示すフローチャート。
【図１９】発進モードの流れを示すフローチャート。
【図２０】電動機用変速装置の第１実施例を示すスケルトン図。
【図２１】この第１実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図２２】電動機用変速装置の第２実施例を示すスケルトン図。
【図２３】この第２実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図２４】電動機用変速装置の第３実施例を示すスケルトン図。
【図２５】この第３実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図２６】電動機用変速装置の第４実施例を示すスケルトン図。
【図２７】上記第１実施例の変速装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図２８】電動機用変速装置の第５実施例を示すスケルトン図。
【図２９】この第５実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図３０】電動機用変速装置の第６実施例を示すスケルトン図。
【図３１】この第６実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図３２】電動機用変速装置の第７実施例を示すスケルトン図。
【図３３】この第７実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図３４】電動機用変速装置の第８実施例を示すスケルトン図。
【図３５】上記第５実施例の変速装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図３６】電動機用変速装置の第９実施例を示すスケルトン図。
【図３７】この第９実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図３８】電動機用変速装置の第１０実施例を示すスケルトン図。
【図３９】この第１０実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図４０】電動機用変速装置の第１１実施例を示すスケルトン図。
【図４１】この第１１実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図４２】電動機用変速装置の第１２実施例を示すスケルトン図。
【図４３】上記第９実施例の変速装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図４４】電動機用変速装置の第１３実施例を示すスケルトン図。
【図４５】この第１３実施例の変速装置の作用を示す共線図。
【図４６】上記第１３実施例の変速装置の制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…補機
３…トルクコンバータ
４…ロックアップクラッチ
５…変速機
６…終減速装置
７…駆動輪
８…第２電動機
９…クラッチ装置
１０…第１電動機
１１…トランスアクスル
１２…電動式油圧供給装置
１３…エンジンコントロールユニット
１４…自動変速機コントロールユニット
１５…ハイブリッドシステムコントロールユニット
１７…電動機用変速装置

Claims

車両を駆動するための内燃機関と、無段もしくは有段の変速機と、上記変速機の出力側と駆動輪との間に接続され、上記駆動輪の駆動ならびに該駆動輪によるエネルギー回生が可能な電動機と、上記電動機と上記駆動輪側との間に介装された電動機用変速装置と、を備えてなる内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置において、
上記変速装置は、歯車組と、１つのワンウェイクラッチと、１つの制御可能なクラッチと、から構成され、車両前進時に、高速域では、上記クラッチを締結状態とすることにより高速段に、低速域では、上記クラッチを非締結状態とすることにより低速段に、それぞれ制御されるとともに、車両後進時には、上記クラッチが非締結状態に制御されることを特徴とする内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。
車両前進時における上記クラッチの非締結状態から締結状態への移行時に、該クラッチの前後の回転数が互いに同期するように上記電動機の回転数を制御する変速制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。
上記電動機用変速装置が低速段に制御される第１の車速以下の低速時には、電動機を駆動し、高速段に制御される第２の車速以上の高速時の減速中には、電動機の回生制御を行い、第１の車速と第２の車速の間では、上記変速装置の回転数同期のために上記電動機の回転数制御を行うことを特徴とする請求項２記載の内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。
車両を駆動するための内燃機関と、無段もしくは有段の変速機と、上記変速機の出力側と駆動輪との間に接続され、上記駆動輪の駆動ならびに該駆動輪によるエネルギー回生が可能な電動機と、上記電動機と上記駆動輪側との間に介装された電動機用変速装置と、を備えてなる内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置において、
上記変速装置は、歯車組と、２つのワンウェイクラッチと、１つの制御可能なクラッチと、から構成されており、車両前進時に、上記クラッチが締結状態に、後進時に非締結状態に、それぞれ制御されるとともに、車両前進時に、電動機の駆動もしくは被動による相対回転方向によっていずれかのワンウェイクラッチが締結し、駆動時には低速段に、被動時には高速段に切り換わるように構成されていることを特徴とする内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。
車両を駆動するための内燃機関と、無段もしくは有段の変速機と、上記変速機の出力側と駆動輪との間に接続され、上記駆動輪の駆動ならびに該駆動輪によるエネルギー回生が可能な電動機と、上記電動機と上記駆動輪側との間に介装された電動機用変速装置と、を備えてなる内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置において、
上記電動機用変速装置は、歯車組と、いずれか一方を選択的に締結することにより低速段と高速段とを実現する２つの制御可能な締結要素と、から構成され、少なくとも車両前進時の高速域では高速段に、低速域では低速段に、それぞれ制御されるとともに、
上記低速段から高速段への変速時に、両締結要素を非締結状態にするとともに、上記変速装置の駆動輪側の出力軸の回転数と同期するように上記電動機の回転数を制御する変速制御手段を備えており、
上記電動機用変速装置が低速段に制御される第１の車速以下の低速時には、電動機を駆動し、高速段に制御される第２の車速以上の高速時の減速中には、電動機の回生制御を行い、第１の車速と第２の車速の間では、上記変速装置の回転数同期のために上記電動機の回転数制御を行うことを特徴とする内燃機関と電動機の複合型車両駆動装置。