JP4140589B2 - ハイブリッド車のパーキングロック制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと少なくとも１つのモータによる動力源と、該動力源と出力部材を連結する差動装置と締結要素を有する駆動力合成変速機と、を備えたハイブリッド車のパーキングロック制御装置に関する。

従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結した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２００３−３２８０８号公報

しかしながら、上記従来の駆動装置を搭載したハイブリッド車にあっては、パーキングレンジセレクト時、自動変速機で周知のパーキングロック機構（パーキングギヤとパーキングポールによる機構）を作動させ、パーキングギヤとパーキングポールとの噛み合いによりパーキングギヤが設けられた出力部材を変速機ケースに固定するという追加機構が必要な構成となっていたため、レイアウト上制約を受けたり、また、コスト増となる、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、パーキングレンジセレクト時、駆動力合成変速機を構成する締結要素を利用してパーキングロック機能を達成することで、レイアウト上の制約やコスト増となるパーキングロック機構を廃止することができるハイブリッド車のパーキングロック制御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、エンジンと少なくとも１つのモータによる動力源と、該動力源と出力部材を連結する差動装置と締結要素を有する駆動力合成変速機と、を備えたハイブリッド車において、
パーキングレンジセレクト時、前記出力部材を変速機ケースに固定するように前記締結要素の締結・解放を制御するパーキングロック制御手段を設け、
前記駆動力合成変速機は、２自由度３要素の第１差動装置と第２差動装置と第３差動装置により構成され、
前記第２差動装置の共線図上で内側に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１差動装置の共線図上で一端に配列される要素と前記第２差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３差動装置の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
前記第１差動装置の共線図上で他端に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１ブレーキを設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素との間に第１クラッチを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第２ブレーキを設け、
前記パーキングロック制御手段は、パーキングレンジセレクト時、第１ブレーキと第１クラッチと第２ブレーキを締結することを特徴とする。

よって、本発明のハイブリッド車のパーキングロック制御装置にあっては、パーキングレンジセレクト時、パーキングロック制御手段において、出力部材を変速機ケースに固定するように締結要素の締結・解放が制御される。つまり、駆動力合成変速機の出力部にパーキングロック機構を追加設定することなく、例えば、ドライブレンジセレクト時に複数の走行モードを得るために設定されている締結要素を利用してパーキングロック機能を達成することが可能である。この結果、パーキングレンジセレクト時、駆動力合成変速機を構成する締結要素を利用してパーキングロック機能を達成することで、レイアウト上の制約やコスト増となるパーキングロック機構を廃止することができる。

以下、本発明のハイブリッド車のパーキングロック制御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、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のパーキングロック制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系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、第１モータジェネレータMG1（モータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータ）と、出力軸OUT（出力部材）と、駆動力合成変速機TMと、を備えている。前記駆動力合成変速機TMは、第１遊星歯車PG1（第１差動装置）と、第２遊星歯車PG2（第２差動装置）と、第３遊星歯車PG3（第３差動装置）と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLB（第１ブレーキ）と、ハイクラッチHC（第１クラッチ）と、ハイローブレーキHLB（第２ブレーキ）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などが制御される。

前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する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それぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。

前記駆動力合成変速機TMの第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3とは、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。

前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。

前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素EC,LB,HC,HLBの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECを介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。

上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。

前記エンジンクラッチECは、油圧により締結されるノーマルオープンの多板摩擦クラッチであり、図２の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。

前記ローブレーキLBは、ゼロ油圧により締結され、油圧供給により解放されるノーマルクローズの多板摩擦ブレーキであり、図２の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。

前記ハイクラッチHCは、ゼロ油圧により締結され、油圧供給により解放されるノーマルクローズの多板摩擦クラッチであり、図２の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。

前記ハイローブレーキHLBは、ゼロ油圧により締結され、油圧供給により解放されるノーマルクローズの多板摩擦ブレーキであり、図２の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」を実現し、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」を実現する。

次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、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、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、を有して構成されている。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６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。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に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からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。

次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。

走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。

前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。

よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。

前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られるローギヤ固定モードである。
前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られるロー側無段変速モードである。
前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる２速固定モードである。
前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られるハイ側無段変速モードである。
前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。

そして、前記「１０の走行モード」のパーキングロック制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図４に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図４は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。

ドライブレンジ（以下、「Ｄレンジ」という。）セレクト時、前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図５に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。

また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図５に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。また、走行モードを遷移する制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。

一方、パーキングレンジ（以下、「Ｐレンジ」という。）セレクト時、前記出力軸OUTを変速機ケースTCに固定するように、前記エンジンクラッチECと前記ローブレーキLBと前記ハイクラッチHCと前記ハイローブレーキHLBの締結・解放が制御される（パーキングロック制御手段）。

Ｐレンジセレクト時には、図５に示すように、エンジンクラッチECが解放され、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBが締結される。このＰレンジセレクト時に締結されるローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBは、油圧制御装置５からの油圧指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとされる。なお、Ｐレンジセレクト時には、エンジンクラッチECが解放されているため、エンジンＥは停止としても、あるいは、アイドル回転状態としても良く、例えば、Ｐレンジセレクトによる停車時間が長時間か短時間かにより選択する。

前記ノーマルクローズのローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBのうち、ハイクラッチHCの構造を図６に示す。
前記ハイクラッチHCは、図６に示すように、第１クラッチドラム２０と、第２クラッチドラム２１と、クラッチプレート２２と、クラッチピストン２３と、締結スプリング２４と、リリース油室２５と、オイルシール２６と、を有する。
すなわち、リリース油室２５の油圧がゼロのときは、締結スプリング２４の付勢力を受けたクラッチピストン２３が、図６の右方向にストロークし、両クラッチドラム２０，２１間に設けられたクラッチプレート２２を挟圧して締結状態とする。一方、リリース油室２５に油圧が供給されると、油圧力が締結スプリング２４の付勢力を上回り、クラッチピストン２３を、図６の左方向に押し戻し、両クラッチドラム２０，２１間に設けられたクラッチプレート２２を引き離して解放状態とする。

次に、作用を説明する。
［パーキングロック制御作用］
従来のハイブリッド車にあっては、パーキングレンジセレクト時、パーキングロック機構を作動させ、パーキングギヤとパーキングポールとの噛み合いによりパーキングギヤが設けられた出力部材を変速機ケースに固定するという追加機構が必要な構成となっていたため、レイアウト上制約を受けたり、また、コスト増となる。

これに対し、実施例１のハイブリッド車のパーキングロック制御装置にあっては、Ｄレンジセレクト時に締結・解放の制御により走行状態に応じて複数の走行モードを達成する締結要素を利用し、Ｐレンジセレクト時、出力軸OUTを変速機ケースTCに固定するように締結要素の締結・解放を制御するパーキングロック制御手段を設けることで、レイアウト上の制約やコスト増となるパーキングロック機構を廃止した。

すなわち、Ｐレンジセレクト時、出力軸OUTを変速機ケースTCに固定するように、エンジンクラッチECが解放され、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBが締結される。
つまり、ハイローブレーキHLBが締結されると共線図上の第１モータジェネレータMG1の点が変速機ケースTCに固定される。また、ローブレーキLBが締結されると共線図上の第１遊星歯車PG1の第１ピニオンキャリアPC1の点が変速機ケースTCに固定される。そして、ハイクラッチHCとローブレーキLBの締結の締結により共線図上の第２モータジェネレータMG2の点が変速機ケースTCに固定される。よって、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBの全てが締結されると、図７のＰレンジ時の共線図に示すように、回転数ゼロで３つのレバー(1),(2),(3)が１つのレバー上に重なり合うことになり、この１つのレバー上に存在するエンジンＥの回転数も出力軸OUTの回転数もゼロとなり、出力軸OUTが固定されてパーキングロック機構の役割を果たす。

そして、Ｐレンジセレクト時に締結されるローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBは、油圧制御装置５からの油圧指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとされるため、Ｐレンジセレクト時に各締結要素LB,HC,HLBを締結するための油圧源を必要とすることなく、出力軸OUTを固定するパーキングロック機能を達成することができる。

また、Ｐレンジセレクト時に締結されるのは、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBである。このため、図１から明らかなように、第１遊星歯車PG1については、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結により第１サンギヤS1が固定され、ローブレーキLBの締結により第１ピニオンキャリアPC1が固定され、この第１サンギヤS1と第１ピニオンキャリアPC1の固定によって、第１リングギヤR1も固定される。第２遊星歯車PG2については、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結により第２サンギヤS2が固定され、ハイローブレーキHLBの締結により第２リングギヤR2が固定され、この第２サンギヤS2と第２リングギヤR2の固定によって、第２ピニオンキャリアPC2も固定される。第３遊星歯車PG3については、第１リングギヤR1の固定により第２回転メンバM2により直結されている第３サンギヤS3は固定され、第２ピニオンキャリアPC2の固定により第３回転メンバM3により直結されている第３リングギヤR3が固定され、この第３サンギヤS3と第３リングギヤR3の固定によって、出力軸OUTが連結される第３ピニオンキャリアPC3も固定される。

このように、Ｐレンジセレクト時にローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBを締結することで、３つの遊星歯車PG1,PG2,PG3の全ての回転要素の回転数をゼロ回転にすることができる（図７）。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車のパーキングロック制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジンＥと少なくとも１つのモータによる動力源と、該動力源と出力軸OUTを連結する差動装置と締結要素を有する駆動力合成変速機TMと、を備えたハイブリッド車において、Ｐレンジセレクト時、前記出力軸OUTを変速機ケースTCに固定するように前記締結要素の締結・解放を制御するパーキングロック制御手段を設けたため、Ｐレンジセレクト時、駆動力合成変速機TMを構成する締結要素を利用してパーキングロック機能を達成することで、レイアウト上の制約やコスト増となるパーキングロック機構を廃止することができる。

(2) Ｐレンジセレクト時に締結される各締結要素LB,HC,HLBは、Ｄレンジセレクト時に締結・解放の制御により走行状態に応じて複数の走行モードを達成する締結要素であるため、締結要素の追加を要することなく、Ｐレンジセレクト時、駆動力合成変速機TMに既存の締結要素を利用してパーキングロック機能を達成することができる。

(3) Ｐレンジセレクト時に締結される各締結要素LB,HC,HLBは、前記パーキングロック制御手段からの駆動指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとしたため、Ｐレンジセレクト時に各締結要素LB,HC,HLBを締結するための油圧源を必要とすることなく、出力軸OUTを固定するパーキングロック機能を達成することができる。

(4) 前記駆動力合成変速機TMは、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で他端に配列される要素とを第２回転メンバM2により連結し、前記第１遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースTCとの間にローブレーキLBを設け、第２モータジェネレータMG2が割り当てられる要素と前記第２回転メンバM2との間にハイクラッチHCを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースTCとの間にハイローブレーキHLBを設け、前記パーキングロック制御手段は、Ｐレンジセレクト時、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBを締結するため、Ｐレンジセレクト時、３つの遊星歯車PG1,PG2,PG3の全ての回転要素の回転数をゼロ回転にすることができる。

実施例２は、駆動力合成変速機TMを構成する締結要素として、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第４クラッチ）とを追加した例である。

すなわち、図８に示すように、実施例２の駆動力合成変速機TMは、実施例１の駆動力合成変速機TMに対し、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1との間にシリーズクラッチSCを追加し、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2（第１モータジェネレータモータMG1が割り当てられる要素）との間にジェネレータクラッチMGCを追加している。

そして、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCとを採用したことに伴い、実施例１のＤレンジにおける「１０の走行モード」に加え、発進時等で選択されるシリーズローギヤ固定モード（以下、「S-Lowモード」という。）が追加される。

つまり、実施例１のＤレンジにおける「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車としての走行モードであるが、この「S-Lowモード」は、図９に示すように、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し（ジェネレータクラッチMGCの解放）、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し（シリーズクラッチSCの締結）、第１モータジェネレータMG1による発電電力を受け入れて充電するバッテリ４と、該バッテリ４の充電電力を用いて第２モータジェネレータMG2の駆動するというシリーズ型ハイブリッド車としての走行モードということができる。

実施例２のパーキングロック制御装置では、Ｐレンジセレクト時において、図１０に示すように、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBとシリーズクラッチSCが締結され、エンジンクラッチEC（第２クラッチ）とモータジェネレータクラッチMGCとが解放される。

そして、Ｐレンジセレクト時に締結されるシリーズクラッチSCは、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBと同様に、油圧制御装置５からの油圧指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとされ、Ｐレンジセレクト時に解放されるエンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCは、油圧制御装置５からの油圧指令値がゼロのときに解放するノーマルオープンとされる。なお、他の構成は、図１に示す実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明すると、Ｐレンジセレクト時、出力軸OUTを変速機ケースTCに固定するように、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBが締結されるため、図１１のＰレンジ時の共線図に示すように、実施例１と同様に、回転数ゼロで３つのレバー(1),(2),(3)が１つのレバー上に重なり合うことになり、この１つのレバー上に存在するエンジンＥの回転数も出力軸OUTの回転数もゼロとなり、出力軸OUTが固定されてパーキングロック機構の役割を果たす。

加えて、Ｐレンジセレクト時の停止状態にて、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結するため、図１１のＰレンジ時の共線図に示すように、Ｐレンジセレクト中、エンジンＥの入力が各遊星歯車PG1,PG2,PG3に入力されず、かつ、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電モードとすることができる。ちなみに、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBとシリーズクラッチSCとを、ノーマルクローズとした場合、停車時に油圧を必要とせず発電モードとすることができる。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド車のパーキングロック制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(5) 前記駆動力合成変速機TMは、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で他端に配列される要素とを第２回転メンバM2により連結し、前記第１遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースTCとの間にローブレーキLBを設け、第２モータジェネレータMG2が割り当てられる要素と前記第２回転メンバM2との間にハイクラッチHCを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースTCとの間にハイローブレーキHLBを設け、エンジンＥと第１モータジェネレータとの間にシリーズクラッチSCを設け、第１モータジェネレータMG1と第１モータジェネレータMG1が割り当てられる要素との間にモータジェネレータクラッチMGCを設け、前記パーキングロック制御手段は、Ｐレンジセレクト時、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBとシリーズクラッチSCを締結し、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCとを解放するため、Ｐレンジセレクト時、３つの遊星歯車PG1,PG2,PG3の全ての回転要素の回転数をゼロ回転にすることができると共に、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電モードとすることができる。

(6) Ｐレンジセレクト時に締結されるシリーズクラッチSCは、ローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBと同様に、油圧制御装置５からの油圧指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとし、Ｐレンジセレクト時に解放されるエンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCは、油圧制御装置５からの油圧指令値がゼロのときに解放するノーマルオープンとしたため、Ｐレンジセレクトによる停車時に油圧を必要とせず発電モードとすることができる。

以上、本発明のハイブリッド車のパーキングロック制御装置を実施例１および実施例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、油圧作動により締結・解放する締結要素の例を示したが、電磁クラッチや電磁ブレーキ等、油圧以外の制御力により締結・解放される締結要素を用いても良い。

実施例１，２では、Ｐレンジセレクト時に油圧を必要とすることなく締結要素の締結・解放を制御できる例を示したが、例えば、全ての締結要素をノーマルオープンとしても良いし、また、Ｐレンジセレクト時に締結されるローブレーキLBとハイクラッチHCとハイローブレーキHLBとシリーズクラッチSCの一部をノーマルオープンとしても良い。この場合、Ｐレンジセレクト時に油圧制御装置５に油圧を供給する外部油圧源を必要とする。この外部油圧源の構成としては、例えば、下記の２つの構成が挙げられる。１つ目は、駆動力合成変速機のユニット内にメカオイルポンプを持ち、かつ、電動オイルポンプ（統合コントローラにて駆動）を有する構成であり、２つ目は、電動オイルポンプ（統合コントローラにて駆動）のみを有する構成である。

実施例１，２では、Ｄレンジセレクト時に複数の走行モードを選択するための締結要素のみを用い、Ｐレンジセレクト時にパーキングロック機能を達成する好ましい例を示したが、Ｐレンジセレクト時にパーキングロック機能を達成するために締結要素の一部または全部を追加するようにしても良い。

実施例１のハイブリッド車のパーキングロック制御装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機の例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機にも適用することができる。

実施例１のパーキングロック制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系及び制御系を示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド車において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド車においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド車において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。 実施例１のハイブリッド車においてＤレンジの「１０の走行モード」とＰレンジでのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキの作動表である。 実施例１のノーマルクローズの締結要素のうちハイクラッチの構造を示す断面図である。 実施例１のハイブリッド車でのＰレンジセレクト時における共線図である。 実施例２のパーキングロック制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系及び制御系を示す全体システム図である。 実施例２のハイブリッド車において締結要素を含めて「S-Lowモード」をあらわす共線図である。 実施例２のハイブリッド車においてＤレンジの「１０の走行モード」とＰレンジでのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。 実施例２のハイブリッド車でのＰレンジセレクト時における共線図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ（モータ）
MG2 第２モータジェネレータ（モータ）
OUT 出力軸（出力部材）
TM 駆動力合成変速機
PG1 第１遊星歯車（第１差動装置）
PG2 第２遊星歯車（第２差動装置）
PG3 第３遊星歯車（第３差動装置）
EC エンジンクラッチ（締結要素：第２クラッチ）
LB ローブレーキ（締結要素：第１ブレーキ）
HC ハイクラッチ（締結要素：第１クラッチ）
HLB ハイローブレーキ（締結要素：第２ブレーキ）
SC シリーズクラッチ（締結要素：第３クラッチ）
MGC モータジェネレータクラッチ（締結要素：第４クラッチ）
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 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第３リングギヤ回転数センサ

Claims (4)

1. エンジンと少なくとも１つのモータによる動力源と、該動力源と出力部材を連結する差動装置と締結要素を有する駆動力合成変速機と、を備えたハイブリッド車において、
   パーキングレンジセレクト時、前記出力部材を変速機ケースに固定するように前記締結要素の締結・解放を制御するパーキングロック制御手段を設け、
   前記駆動力合成変速機は、２自由度３要素の第１差動装置と第２差動装置と第３差動装置により構成され、
   前記第２差動装置の共線図上で内側に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１差動装置の共線図上で一端に配列される要素と前記第２差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３差動装置の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
   前記第１差動装置の共線図上で他端に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１ブレーキを設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素との間に第１クラッチを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第２ブレーキを設け、
   前記パーキングロック制御手段は、パーキングレンジセレクト時、第１ブレーキと第１クラッチと第２ブレーキを締結することを特徴とするハイブリッド車のパーキングロック制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車のパーキングロック制御装置において、
   パーキングレンジセレクト時に締結される第１ブレーキと第１クラッチと第２ブレーキは、前記パーキングロック制御手段からの駆動指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとしたことを特徴とするハイブリッド車のパーキングロック制御装置。
3. エンジンと少なくとも１つのモータによる動力源と、該動力源と出力部材を連結する差動装置と締結要素を有する駆動力合成変速機と、を備えたハイブリッド車において、
   パーキングレンジセレクト時、前記出力部材を変速機ケースに固定するように前記締結要素の締結・解放を制御するパーキングロック制御手段を設け、
   前記駆動力合成変速機は、２自由度３要素の第１差動装置と第２差動装置と第３差動装置により構成され、
   前記第２差動装置の共線図上で内側に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１差動装置の共線図上で一端に配列される要素と前記第２差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３差動装置の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
   前記第１差動装置の共線図上で他端に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１ブレーキを設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素との間に第１クラッチを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第２ブレーキを設け、エンジンが割り当てられる要素とエンジンとの間に第２クラッチを設け、エンジンと第１モータジェネレータとの間に第３クラッチを設け、第１モータジェネレータと第１モータジェネレータが割り当てられる要素との間に第４クラッチを設け、
   前記パーキングロック制御手段は、パーキングレンジセレクト時、第１ブレーキと第１クラッチと第２ブレーキと第３クラッチを締結し、第２クラッチと第４クラッチとを解放することを特徴とするハイブリッド車のパーキングロック制御装置。
4. 請求項３に記載されたハイブリッド車のパーキングロック制御装置において、
   パーキングレンジセレクト時に締結される第１ブレーキと第１クラッチと第２ブレーキと第３クラッチは、前記パーキングロック制御手段からの駆動指令値がゼロのときに締結するノーマルクローズとし、パーキングレンジセレクト時に解放される第２クラッチと第４クラッチは、前記パーキングロック制御手段からの駆動指令値がゼロのときに解放するノーマルオープンとしたことを特徴とするハイブリッド車のパーキングロック制御装置。

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