JP6165093B2

JP6165093B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP6165093B2
Application number: JP2014073843A
Authority: JP
Inventors: 大矢　聡義; 聡義大矢
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015196405A

Description

本発明は、内燃機関と電動機（モータ）とを備えるハイブリッド車両に関する。

例えば、特許文献１には、２つの入力軸を備えたデュアルクラッチで構成された動力伝達機構を備えたハイブリッド車両が開示されている。

このようなデュアルクラッチ式変速機を備えた車両では、内燃機関のみに接続された第１入力軸のクラッチを締結し、変速ギヤを選択した状態で駆動力を伝達しているときに、電動機に接続された第２入力軸のクラッチは開放したまま、変速ギヤを選択した状態にしている。このように、内燃機関の出力が入力されていない第２入力軸の変速ギヤを選択することをプレシフトという。

特許文献１には、プレシフトで走行中に、電動機のエネルギー損失を低減するように変速ギヤの選択を行うことが開示されている。

国際公開２０１１／１３５９１０号

しかしながら、上記特許文献１には、内燃機関の出力が第２入力軸にも入力され、且つ、電動機が第２入力軸に接続されている場合に、電動機のエネルギー損失を低減するように変速ギヤの選択を行うことは開示されていない。

また、電動機に備わる永久磁石の温度が限界温度（減磁温度）を超えると、電動機に減磁が発生して、電動機の出力が低下するおそれがある。そのため、永久磁石の温度が限界温度を超えないように、ハイブリッド車両を制御する必要がある。上記特許文献１に記載のように、電動機のエネルギー損失を低減すれば、銅損失によるコイルの昇温は抑制できるが、永久磁石の昇温を直接的に抑制するものではない。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、電動機が一方の入力軸に接続されて走行しているとき、電動機の永久磁石の昇温を抑制することが可能なハイブリッド車両を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両であって、前記内燃機関及び前記電動機から入力された駆動力を変速して出力する動力伝達装置と、前記電動機の温度を取得する温度取得部と、当該車両の走行状態に応じて前記動力伝達装置を制御する制御手段とを備え、前記動力伝達装置は、前記内燃機関から動力が出力される内燃機関出力軸と、前記電動機に接続され、第１断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸と連結される第１入力軸と、第２断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸に連結される第２入力軸と、前記内燃機関出力軸と平行に配置され、被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記第１入力軸上に配置され、複数の変速比の異なる複数の変速段のうち、変速比順位で奇数番目又は偶数番目の何れか一方の変速段の各ギヤ列の駆動ギヤよりなる第１ギヤ群と、前記第２入力軸上に配置され、前記変速比順位で偶数番目又は奇数番目の何れか他方の変速段の各ギヤ列の駆動ギヤよりなる第２ギヤ群と、前記出力軸上に配置され、前記第１ギヤ群の駆動ギヤと前記第２ギヤ群の駆動ギヤとが共有して噛合する複数の従動ギヤよりなる第３ギヤ群と、前記第１ギヤ群のうち一つの駆動ギヤを選択して前記第１入力軸に連結して、前記ギヤ列の一つを選択的に確立する第１同期機構と、前記第２ギヤ群のうち一つの駆動ギヤを選択して前記第２入力軸に連結して、前記ギヤ列の一つを選択的に確立する第２同期機構とを備え、当該ハイブリッド車両は運転者が選択可能な複数の制御モードを備え、前記内燃機関は前記電動機を介さずに前記第２入力軸を介して前記出力軸に動力を伝達可能であり、前記制御手段は、前記温度取得部で取得された温度が予め設定された温度を超えることを予想したとき、選択されている前記制御モードに応じて、前記第１同期機構により前記第１ギヤ群のうちの一つの駆動ギヤが前記第１入力軸に連結されている場合、前記第１ギヤ群のうち前記一つの駆動ギヤよりも変速比が小さい他の駆動ギヤを、前記第１同期機構により前記第１入力軸に連結させる制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、制御手段は、温度取得部が取得した電動機の温度が予め設定された温度を超えることを予想したとき、第１同期機構により第１ギヤ群のうちの一つの駆動ギヤが第１入力軸に連結されている場合、第１ギヤ群のうち前記一つの駆動ギヤよりも変速比が小さい他の駆動ギヤを、第１同期機構により第１入力軸に連結させる制御を行う。

これにより、電動機に接続されている第１入力軸の回転数が減少し、電動機の回転数が減少するので、電動機の発熱は低減される。よって、電動機の昇温が抑制され、昇温により電動機に生じる不具合を抑制することが可能となる。

本発明において、前記制御手段は、前記温度取得部で取得された温度が予め設定された温度を超えることを予想したとき、前記第１断接手段によって前記内燃機関出力軸が前記第１入力軸と連結され、且つ、前記第１同期機構により前記一つの駆動ギヤが前記第１入力軸に連結されている場合、前記第１断接手段によって前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸との連結を解除し、前記第２断接手段によって前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸とを連結すると共に、前記第２ギヤ群のうち前記一つの駆動ギヤよりも変速比が大きい駆動ギヤを、前記第２同期機構により前記第２入力軸に連結させる制御を行うことが好ましい。

この場合、第１ギヤ群のうち駆動ギヤのギヤ段の変速比よりも小さいギヤ段の駆動ギヤを、第１同期機構により第１入力軸に連結させたことによって、動力伝達装置１から出力可能な駆動力の減少分を，第２断接手段によって内燃機関出力軸と第２入力軸とを連結すると共に、第２ギヤ群のうち前記一つの駆動ギヤよりも変速比が大きい駆動ギヤを、第２同期機構により第２入力軸に連結させることによって、補うことが可能となる。よって、電動機の発熱を抑制すると共に、駆動力不足を回避することが可能となる。

また、本発明において、運転車から要求される要求駆動力を取得する要求駆動力設定手段と、前記各変速段において前記動力伝達装置から出力可能な最大駆動力を取得する最大駆動力取得手段とを備え、前記制御手段は、最大駆動力取得手段が取得する最大駆動力が、前記要求駆動力設定手段が設定した前記要求駆動力を超えるように、前記第１同期機構により前記第１入力軸に連結する駆動ギヤ、及び、前記第２同期機構により前記第２入力軸に連結する駆動ギヤを選択することが好ましい。

この場合、制御手段は、動力伝達装置から出力可能な最大駆動力が、要求駆動力設定手段が設定した要求駆動力を超えるように、変速段を選択するので、例えば、変速直後には、動力伝達機構が要求駆動力を出力できなくとも、その後、変速することなく、速やかに要求駆動力を出力することが可能となる。

ところで、電動機は、そのロータに装着された永久磁石の温度が限界温度（減磁温度）を超えると、減磁が発生して、出力が低下するおそれがある。永久磁石に発生した渦電流により渦電流損が増加すると、発熱が増大する。高速回転する電動機の発熱（損失）は、この渦電流損の寄与が大きく、渦電流損は電動機の回転数に略比例する。

そこで、本発明において、前記電動機は永久磁石を含む電動機であり、前記予め設定された温度は、該温度を超えると前記永久磁石に減磁が生じる温度であることが好ましい。

そして、本発明において、前記温度取得部は、前記電動機の前記永久磁石の温度を取得するこが好ましい。

これらの場合、電動機に減磁が発生して出力が低下するおそれを回避することが可能となる。

また、本発明において、前記制御手段が、前記第１同期機構により前記第１入力軸に連結する駆動ギヤ、及び、前記第２同期機構により前記第２入力軸に連結する駆動ギヤを選択する制御を行う前後において、前記内燃機関から前記内燃機関出力軸に伝達される出力は変化しないことが好ましい。

この場合、内燃機関の出力を変更することなく，変速段の変更制御のみを行うので、制御が簡素化する。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図。ＥＣＵ８の機構を示すブロック図４速段で走行中の電動機３の回転数と駆動力とに対する永久磁石の単位時間当たりの発熱量の一例を示すグラフ。ＥＣＵ８が実行する変速制御の処理手順を示すフローチャート。本発明の他の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図。

以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両について説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両は、エンジン（内燃機関）２と電動機（モータ・ジェネレータ）３とを駆動源として備え、エンジン２及び電動機３から入力された駆動力を変速して出力する動力伝達装置１を備えている。

動力伝達機構１は、デュアルクラッチ自動マニュアルトランスミッション（ＤｕａｌＣｌｕｔｃｈＡｕｔｏｍａｔｅｄＭａｎｕａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ:ＤＣＴ）である。

動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力（駆動力）を被駆動部である一対の駆動輪４，４に伝達して、該駆動輪４，４を駆動し得るように構成されている。さらに、動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力を、駆動輪４，４だけでなく、車両に搭載された補機５に伝達して、該補機５を駆動し得るように構成されている。補機５は、例えばエアコンのコンプレッサ、ウォータポンプ、オイルポンプなどである。

エンジン２は、ガソリン、軽油、アルコールなどの燃料を燃焼させることにより動力（トルク）を発生する内燃機関であり、発生した動力を外部に出力するための出力軸２ａを有する。このエンジン２は、通常の自動車のエンジンと同様に、図示しない吸気路に備えたスロットル弁の開度を制御する（エンジン２の吸入空気量を制御する）ことによって、該エンジン２が出力軸２ａを介して出力する動力が調整される。出力軸２ａは本発明の内燃機関出力軸に相当する。

電動機３は、本実施形態では３相のＤＣブラシレスモータであり、そのハウジング（図示省略）内に回転自在に支承された中空のロータ（回転体）３ａと、該ロータ３ａの周囲でハウジング３４に固定されたステータ（固定子）３ｂとを有する。ロータ３ａには、複数の永久磁石が装着され、ステータ３ｂには、３相分のコイル（電機子巻線）３ｂａが装着されている。なお、電動機３のステータ３ｂは、動力伝達装置１の外装ケース等、車体に対して静止した不動部に設けられたハウジング３４に固設されている。

この電動機３のコイル３ｂａは、インバータ回路を含む駆動回路であるパワー・ドライブ・ユニット（以下、「ＰＤＵ」という）６を介して直流電源としてのバッテリ（二次電池）７に電気的に接続されている。また、ＰＤＵ６は、電子制御ユニット（Electronic Control Unit）（以下、「ＥＣＵ」という）８に電気的に接続されている。

ＥＣＵ８は、各種演算処理を実行するＣＰＵ８ａとこのＣＰＵ８ａで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）８ｂとを備え、各種電気信号を入力すると共に、演算結果などに基づいて駆動信号を外部に出力する。

ＥＣＵ８のＣＰＵ８ａが、本発明における制御手段８ａ１、要求駆動力設定手段８ａ２、最大駆動力取得手段８ａ３、及び磁石温度判定手段８ａ４として機能する。

ＥＣＵ８は、ＰＤＵ６の他に、図示しないがエンジン２等に電気的に接続されており、エンジン２を含む動力伝達装置１の動作制御を行う。ＥＣＵ８は、車速やエンジン２の回転数等から駆動輪４，４に伝達することが要求される動力を設定する要求駆動力設定手段８ａ２として機能すると共に、該要求駆動力設定手段８ａ２が設定した要求駆動力に応じて、エンジン２や電動機３を駆動させる制御手段８ａ１として機能する。

ＥＣＵ８により、ＰＤＵ６を介してコイル３ｂａに流れる電流を制御することによって、電動機３がロータ３ａから出力する動力（トルク）が調整される。この場合、ＰＤＵ６の制御により、電動機３は、バッテリ７から供給される電力によってロータ３ａに力行トルクを発生する力行運転を行い、モータとして機能する。即ち、ステータ３ｂに供給された電力が、動力に変換され、ロータ３ａに出力される。

また、電動機３は、ＥＣＵ８の指示信号に基づき、ＰＤＵ６を介して制御される。これにより、電動機３は、外部からロータ３ａに与えられる回転エネルギーによって発電し、その発電エネルギーをバッテリ７に充電しつつ、ロータ３ａに回生トルクを発生する回生運転を行い、ジェネレータとして機能する。即ち、ロータ３ａに入力された動力が、ステータ３ｂで電力に変換される。

図２を参照して、ＥＣＵ８には、アクセルペダル（図示省略）の操作量を検知するアクセル開度センサ４１の出力信号が供給される。ＥＣＵ８は、この信号に基づいて当該車両の要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段８ａ２として機能する。また、ＥＣＵ８は、後述する第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、補機用クラッチ３３、第１同期装置Ｓ１、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲのスリーブの動作を図示しないアクチュエータもしくは駆動回路を介して制御する。

動力伝達装置１は、互いに差動回転可能に構成された回転要素からなる差動回転機構９を備える。本実施形態では、差動回転機構９として遊星歯車装置を採用している。

エンジン２の出力軸２ａには、エンジン２からの動力が選択的に入力され、同軸心に配置される２本の主入力軸、すなわち第１主入力軸１１及び第２主入力軸１２が連結されている。第１主入力軸１１は、エンジン２側から電動機３側に亘って延在しており、そのエンジン２側の外側に、中空に形成された第２主入力軸１２が回転自在に設けられている。

第１主入力軸１１は、第１クラッチ（第１断接手段）Ｃ１により、エンジン２の出力軸２ａと接続、遮断される。第２主入力軸１２は、第２クラッチ（第２断接手段）Ｃ２により、エンジン２の出力軸２ａと接続、遮断される。第１主入力軸１１は本発明の第１入力軸に相当する。

第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ８の制御の下で、エンジン２の出力軸２ａに伝達されたエンジンＥＮＧの駆動力を第１主入力軸１１に伝達度合いを変化させて伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ８の制御の下で、エンジン２の出力軸２ａに伝達されたエンジンＥＮＧの駆動力を第２主入力軸１２に伝達度合いを変化させて伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第１クラッチＣ１を接続状態に動作させると、出力軸２ａから第１主入力軸１１への動力伝達が可能となる。また、第２クラッチＣ２を接続状態に動作させると、出力軸２ａから第２主入力軸１２への動力伝達が可能となる。第１クラッチＣ１は本発明の第１断接手段に相当し、第２クラッチＣ２は本発明の第２断接手段に相当する。

また、これらのクラッチＣ１，Ｃ２は乾式クラッチであることが好ましい。この場合、これらのクラッチＣ１，Ｃ２が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機３の制御により抑えることができる。

主入力軸１１，１２に対して、副入力軸１３が平行に配置されている。そして、副入力軸１３は、本発明の第２入力軸に相当し、第１主入力軸１１と平行に配置されたアイドル軸１４を介して第２主入力軸１２と常時結合されている。

具体的には、第２主入力軸１２上に固定されたギヤ１２ａとアイドル軸１４上に固定されたギヤ１４ａとが噛合してギヤ対１５が構成されており、第２主入力軸１２に伝達された動力はギヤ対１５を介してアイドル軸１４に伝達される。そして、ギヤ１４ａと副入力軸１３上に固定されたギヤ１３ａとが噛合してギヤ対１６が構成されており、アイドル軸１４に伝達された動力はギヤ対１６を介して副入力軸１３に伝達される。なお、副入力軸１３の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。アイドル軸１４は、図示しないハウジング等の固定部に対してアイドル回転自在に支持されている。

そして、第１主入力軸１１及び副入力軸１３に対して、出力軸１７が平行に配置されている。なお、出力軸１７の両端部は、図示しない軸受にそれぞれ回転自在に支持されている。

第１主入力軸１１上には、第１同期機構（シンクロメッシュ機構）Ｓ１を介して、第１主入力軸１１と選択的に連結される複数の駆動ギヤ１８ａ，１８ｂからなる第１ギヤ群が設けられている。

第１同期装置Ｓ１は、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを第１主入力軸１１の軸方向に移動させることによって、３速駆動ギヤ１８ａ又は５速駆動ギヤ１８ｂを第１主入力軸１１と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、３速駆動ギヤ１８ａと第１主入力軸１１とが連結される（以下、この状態を「３速段確立状態」という）。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、５速駆動ギヤ１８ｂと第１主入力軸１１とが連結される（以下、この状態を「５速段確立状態」という）。スリーブが中立位置に位置するとき、３速駆動ギヤ１８ａと５速駆動ギヤ１８ｂとの双方が第１主入力軸１１から遮断される。（以下、この状態を「中立状態」という）。

副入力軸１３上には、第２同期機構（シンクロメッシュ機構）Ｓ２を介して、副入力軸１３と出力軸１７とを選択的に連結する複数の駆動ギヤ１９ａ，１９ｂからなる第２ギヤ群が設けられている。

第２同期装置Ｓ２は、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを副入力軸１３の軸方向に移動させることによって、２速駆動ギヤ１９ａ又は４速駆動ギヤ１９ｂを副入力軸１３と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、２速駆動ギヤ１９ａと副入力軸１３とが連結される（以下、この状態を「２速段確立状態」という）。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、４速駆動ギヤ１９ｂと副入力軸１３とが連結される（以下、この状態を「４速段確立状態」という）。スリーブが中立位置に位置するとき、２速駆動ギヤ１９ａと４速駆動ギヤ１９ｂとの双方が副入力軸１３から遮断される（以下、この状態を「中立状態」という）。

３速駆動ギヤ１８ａと出力軸１７上に固定された低速従動ギヤ１７ａとが噛合して３速ギヤ列２０が構成されている。また、５速駆動ギヤ１８ｂと出力軸１７上に固定された高速従動ギヤ１７ｂとが噛合して５速ギヤ列２１が構成されている。

２速駆動ギヤ１９ａと出力軸１７上に固定された前記低速従動ギヤ１７ａとが噛合して２速ギヤ列２２が構成されている。また、４速駆動ギヤ１９ｂと出力軸１７上に固定された前記高速従動ギヤ１７ｂとが噛合して４速ギヤ列２３が構成されている。なお、本実施形態において、低速従動ギヤ１７ａと高速従動ギヤ１７ｂとが本発明の第３ギヤ群に相当する。

このように、動力伝達装置１は、変速比の異なる複数のギヤ列２０〜２３を備える。第１主入力軸１１には、変速比順位で奇数番目の各変速段（変速ギヤ）を確立する奇数番ギヤ列２０，２１の駆動ギヤ１８ａ，１８ｂが、副入力軸１３には、変速比順位で偶数番目の各変速段を確立する偶数番ギヤ列２２，２３の駆動ギヤ１９ａ，１９ｂが回転自在に軸支されている。

さらに、第１主入力軸１１に対して、後退軸２４が平行に配置されている。そして、後退軸２４に対して、後退アイドル軸２５が同軸に配置されている。実施形態では、後退軸２４の外側に、中空に形成された後退アイドル軸２５が回転自在に設けられている。なお、後退軸２４の両端部は、図示しない軸受にそれぞれ回転自在に支持されている。

そして、後退軸２４と後退アイドル軸２５とは、後退同期機構（シンクロメッシュ機構）ＳＲを介して接続されている。後退同期装置ＳＲは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを後退アイドル軸２５の軸方向に移動させることによって、後退ギヤ２５ａを後退軸２４に選択的に連結させる（以下、この状態を「後進段確立状態」という）。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、後退ギヤ２５ａと後退軸２４とが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、後退ギヤ２５ａは後退軸２４から遮断される（以下、この状態を「中立状態」という）。

第１主入力軸１１と後退アイドル軸２５とは、後退ギヤ対２６を介して結合されている。この後退ギヤ対２６は、第１主入力軸１１上に固定されたギヤ１１ａと後退アイドル軸２５上に固定されたギヤ２５ｂとが噛合して構成されている。また、後退軸２４とアイドル軸１４とは、後退ギヤ対２７を介しても結合されている。この後退ギヤ対２７は、後退軸２４上に固定されたギヤ２４ａとアイドル軸１４上に固定された前記ギヤ１４ａとが噛合して構成されている。

第１主入力軸１１、ひいては出力軸１７に対して、カウンタ軸２８が平行に配置されている。そして、出力軸１７とカウンタ軸２８とは、カウンタギヤ対２９を介して結合されている（図２参照）。このカウンタギヤ対２９は、出力軸１７上に固定されたギヤ１７ｃとカウンタ軸２８上に固定されたギヤ２８ａとが噛合して構成されている。

カウンタ軸２８は、駆動輪４，４の間の差動歯車ユニット３０を介して該駆動輪４，４に連結されている。差動歯車ユニット３０は、駆動輪４，４にそれぞれ車軸３１，３１を介して連結された図示しないサイドギヤを内蔵するギヤケース３０ａと、このギヤケース３０ａの外周に固定されたギヤ３０ｂとを備える。そして、該差動歯車ユニット３０のギヤ３０ｂに、カウンタ軸２８上に固定されたギヤ２８ｂが噛合されている。

これにより、カウンタ軸２８は、駆動輪４，４と連動して回転するように、差動歯車ユニット３０を介して駆動輪４，４に連結されている。また、出力軸１７上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ１７ｄも固定されている。なお、カウンタ軸２８の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。

差動回転機構９は、中空の電動機３の径方向内側に設けられている。なお、電動機３を構成するロータ３ａ、ステータ３ｂ及びコイル３ｂａの一部又は全部を、第１主入力軸１１の軸線方向と直交する方向（周方向）に差動回転機構９と重なるように配置することにより、動力伝達装置１の小型化を図ることが可能となり、好ましい。

差動回転機構９は、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能な差動装置により構成されている。差動回転機構９を構成する差動装置は、本実施形態では、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、３つの回転要素として、サンギヤ（第１回転要素）９ｓと、リングギヤ（第３回転要素）９ｒと、これらのサンギヤ９ｓ及びリングギヤ９ｒの間で当該両ギヤ９ｒ，９ｓに噛合された複数のプラネタリギヤ９ｐを回転自在に支持するキャリア（第２回転要素）９ｃとを同軸心に備えている。

差動回転機構９のサンギヤ９ｓ、キャリア９ｃ、リングギヤ９ｒからなる３つの回転要素を、速度線図（各回転要素の相対的な回転速度を直線で表すことができる図）におけるギヤ比に対応する間隔での並び順にサンギヤ９ｓ側からそれぞれ第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素とすると、第１回転要素はサンギヤ９ｓ、第２回転要素はキャリア９ｃ、第３回転要素はリングギヤ９ｒとなる。

そして、差動回転機構９のギヤ比（リングギヤ９ｒの歯数／サンギヤ９ｓの歯数）をｇとして、第１回転要素たるサンギヤ９ｓと第２回転要素たるキャリア９ｃの間の間隔と、第２回転要素たるキャリア９ｃと第３回転要素たるリングギヤ９ｒの間の間隔との比は、ｇ：１となる。

サンギヤ９ｓは、第１主入力軸１１と連動して回転するように、該第１主入力軸１１の電動機３側の一端部に固定され、該第１主入力軸１１に連結されている。さらに、サンギヤ９ｓは、エンジン２側の反対側でロータ３ａと固定されている。これにより、サンギヤ８ｓ、第１主入力軸１１及びロータ３ａは連動して回転する。

リングギヤ９ｒは、電動機３のロータ３ａと連動して回転するように該ロータ３ａの内側に連結されている。そして、リングギヤ９ｒは、シンクロメッシュ機構で構成されたロック装置ＳＬにより、不動部であるハウジング３４に固定される固定状態と、非固定状態とを切換自在となっている。

ロック装置ＳＬは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブをリングギヤ９ｒの回転軸方向に移動させることによって、リングギヤ９ｒをハウジング３４に選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、リングギヤ９ｒは固定状態になる。スリーブが中立位置に位置するとき、リングギヤ９ｒは非固定状態となる（以下、この状態を「中立状態」という）。

なお、ロック装置ＳＬは、シンクロメッシュ機構に限らず、スリーブ等による摩擦係合解除機構の他、湿式多板ブレーキ、ハブブレーキ、バンドブレーキ等のブレーキや、ワンウェイクラッチ、２ウェイクラッチなどで構成してもよい。

キャリア９ｃは、３速駆動ギヤ１８ａと連動して回転するように、該３速駆動ギヤ１８ａの電動機３側の一端部に固定され、該３速駆動ギヤ１８ａに連結されている。

なお、差動回転機構９は、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合し一方がサンギヤ、他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギヤ（第１回転要素）を第１主入力軸１１に固定し、リングギヤ（第２回転要素）を３速駆動ギヤ１３ａに連結し、キャリア（第３回転要素）をロック機構Ｒ１で不動部に解除自在に固定するように構成すればよい。

さらに、後退アイドル軸２５に対して、補機５の入力軸５ａが平行に配置されている。そして、後退アイドル軸２５と補機５の入力軸５ａとは、ベルト機構３２を介して接続されている。このベルト機構３２は、後退アイドル軸２５上に固定されたギヤ２５ｃと入力軸５ａ上に固定されたギヤ５ｂとがベルト３２ａを介して連結されて構成されている。補機５の入力軸５ａには、補機用クラッチ３３が介設されており、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとが補機用クラッチ３３を介して同軸心に連結されている。

補機用クラッチ３３は、ＥＣＵ８の制御の下で、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとの間を接続又は遮断するように動作するクラッチである。補機用クラッチ３３を接続状態に動作させると、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとが互いに一体に回転するように補機用クラッチ３３を介して接続される。また、補機用クラッチ３３を遮断状態に動作させると、該補機用クラッチ３３によるギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとの間の接続が解除される。この状態では、後退アイドル軸２５を介しての第１主入力軸１１から補機５の入力軸５ａへの動力伝達が遮断される。

次に、上記のように構成された動力伝達装置の動作について説明する。動力伝達装置１の主要な動作モードとして、エンジン２のみを車両の動力発生として走行するエンジン走行モードと、電動機３のみを車両の動力発生として走行するＥＶ走行モードと、エンジン２と電動機３との双方を運転して走行するＨＥＶ走行モードとがある。

ＨＥＶ走行モードには、エンジン２の出力に電動機３の出力を加えて走行するアシスト走行モードと、エンジン２の出力を電動機３に分配して電動機３が回生運転を行いながら走行する回生走行モードとがある。回生走行モードでは、電動機３の回生運転によりバッテリ７が充電を行われる。ＥＶ走行モードでは、バッテリ７に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機３が動力を出力する。

そして、本実施形態では、ＥＣＵ８が車両のアクセル操作量や車速等から所定のマップ等を用いて車両の要求駆動力（要求駆動力）を設定し、この要求駆動力に応じて、各走行モードや変速段を選択する。さらに、ＥＣＵ８は、選択した走行モードや変速段等に応じて、動力伝達装置１を制御する。

例えば、ＥＣＵ８は、エンジン２を適正運転領域、例えば燃費が良好となる領域で運転させたときに該エンジン２から出力された動力（以下、この動力を「適正運転動力」という）が要求駆動力に満たないとき、アシスト走行モードを選択する。このとき、ＥＣＵ８は、要求駆動力に対する不足分をバッテリ７からＰＤＵ６を介して電力が電動機３に供給されるように制御する。ただし、不足分を補うために、定格出力又は最高回転数を超えて電動機３を運転させる必要が生じる場合、電動機３を定格出力又は最高回転数で運転させ、エンジン２の出力を増加させる。

また、ＥＣＵ８は、適正運転動力が要求駆動力を超えるとき、回生走行モードを選択し、ギヤ等による伝達ロスを除いた差分の動力（エネルギー）を電動機３によって電力に変換し、ＰＤＵ６を介してバッテリ７に充電させる。ＥＣＵ８は、バッテリ７の充電レベル（ＳＯＣ）が小さいときも、バッテリ７の充電を促進するために、回生走行モードを選択し、エンジン２の出力を増加させる。

次に、本実施形態の動力伝達装置１の各変速段について図１及び図３を参照して説明する。上述したように、本実施形態の動力伝達装置１は、変速比の異なる複数の変速段の各ギヤ対を介して入力軸の回転速度を複数段に変速して出力軸１７に出力するように構成されている。つまり、本実施形態の動力伝達装置１は有段変速機を有する。動力伝達装置１は、前進５段後進１段の変速段を確保している。動力伝達装置１では、変速段が大きいほど変速比が小さいように規定されている。

エンジン始動時、第１クラッチＣ１を接続状態にして、電動機３を駆動し、エンジン２を始動させる。即ち、電動機３はスタータとしての機能を兼ね備えている。

〔１速段〕
１速段（擬似１速段）は、ロック装置ＳＬにより、リングギヤ９ｒを固定状態とし、第１同期装置Ｓ１、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。１速段は、後述する２速段よりもギヤ比が大きい変速段に相当する。エンジン２により走行する場合には、第２クラッチＣ２を遮断状態（以下、ＯＦＦ状態という）、第１クラッチＣ１を接続状態（以下、ＯＮ状態という）にする。

これにより、エンジン２から出力された駆動力は、エンジン２の出力軸２ａ、第１クラッチＣ１、第１主入力軸１１を介して、サンギヤ９ｓに伝達され、エンジン２の出力軸２ａに入力されたエンジン２の回転数が１／（ｇ＋１）に減速されて、キャリア９ｃを介し３速駆動ギヤ１８ａに伝達される。

３速駆動ギヤ１８ａに伝達された駆動力は、３速駆動ギヤ１８ａ及び低速従動１７ａで構成される３速ギヤ列２０のギヤ比（３速駆動ギヤ１８ａの歯数／低速従動ギヤ１７ａの歯数）をｉとして、１／ｉ（ｇ＋１）に変速されて低速従動ギヤ１７ａ及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達され、１速段が確立される。

このように、動力伝達装置１においては、差動回転機構９及び３速ギヤ列２０で１速段を確立できるため、１速段専用の同期機構が必要なく、これにより、動力伝達装置１の軸長の短縮化を図ることができる。

なお、エンジン２を駆動させると共に、電動機３を駆動させれば、１速段での電動機３によるアシスト走行（エンジン２の駆動力を電動機３で補助する走行）を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、キャリア９ｃ、３速ギヤ列２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とすれば、電動機３のみで走行するＥＶ走行を行うこともできる。

また、減速回生運転中では、電動機３を制動することにより車両を減速状態として電動機３で発電させ、ＰＤＵ６を介してバッテリ７に充電させることができる。

また、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とし、第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態とし、エンジン２の駆動により１速段で走行中、ＥＣＵ８は、車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報から２速段へのアップシフトが予想される場合、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより１速段から２速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な１速段２速段準備状態となる。

〔２速段〕
２速段は、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態とし、第１同期装置Ｓ１、ロック装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第２クラッチＣ２をＯＮ状態とする。この２速段では、エンジン２から出力される駆動力は、第２主入力軸１２、ギヤ対１５、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、２速ギヤ列２２、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。

また、エンジン２の駆動により２速段で走行中、ＥＣＵ８は、１速段へのダウンシフトが予想される場合、ロック装置ＳＬを固定状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより２速段から１速段へのダウンシフトをスムーズに行うことが可能な２速段１速段準備状態となる。

さらに、ロック装置ＳＬを固定状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ列２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。この状態を２速段プレ１速段状態という。

さらに、この状態でエンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。エンジン２による駆動を止める場合には、例えばエンジン２をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。

また、エンジン２の駆動により２速段で走行中、ＥＣＵ８は３速段へのアップシフトが予想される場合、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより２速段から３速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な２速段３速段準備状態となる。

さらに、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ列２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。この状態を２速段プレ３速段状態という。

〔３速段〕
３速段は、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態とし、第２同期装置Ｓ２、ロック装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とする。この３速段では、エンジン２から出力される駆動力は、第１主入力軸１１、３速ギヤ列２０、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。

なお、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、３速段での電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ列２０、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とし、ＥＶ走行を行うこともできる。また、ＥＶ走行時に、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とし、エンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。又、３速段で減速回生運転を行うことができる。

３速段で走行中、ＥＣＵ８は、２速段へのダウンシフトが予想される場合、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、３速段から２速段へのウンシフトをスムーズに行うことが可能な３速段１速段準備状態となる。

さらに、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この状態を３速段プレ２速段状態という。

また、３速段で走行中、ＥＣＵ８は、４速段へのアップシフトが予想される場合第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、３速段から４速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な３速段４速段準備状態となる。

さらに、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この状態を３速段プレ４速段状態という。

〔４速段〕
４速段は、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態とし、第１同期装置Ｓ１、ロック装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第２クラッチＣ２をＯＮ状態とする。この４速段では、エンジン２から出力される駆動力が、第２主入力軸１２、ギヤ対１５、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、４速ギヤ列２３、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。

また、エンジン２の駆動により４速段で走行中、ＥＣＵ８は、３速段へのダウンシフトが予想される場合、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより４速段から３速段へのダウンシフトをスムーズに行うことが可能な４速段３速段準備状態となる。

さらに、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ列２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。この状態を４速段プレ３速段状態という。

さらに、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態とし、エンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。エンジン２による駆動を止める場合には、例えばエンジン２をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。

また、エンジン２の駆動により４速段で走行中、ＥＣＵ８は、５速段へのアップシフトが予想される場合、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより、４速段から５速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な４速段５速段準備状態となる。

さらに、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態とし、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、５速ギヤ列２１、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。この状態を４速段プレ５速段状態という。

また、ロック装置ＳＬを固定状態とし、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この状態を４速段プレ１速段状態という。

〔５速段〕
５速段は、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態とし、第２同期装置Ｓ２、ロック装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とする。この５速段では、エンジン２から出力される駆動力が、第１主入力軸１１、５速ギヤ列２１、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。

なお、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、５速段での電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、５速ギヤ列２１、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とし、ＥＶ走行を行うこともできる。又、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とし、エンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。又、５速段で減速回生運転を行うことができる。

５速段で走行中、ＥＣＵ８は、４速段へのダウンシフトが予想される場合、ＥＣＵ８が、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、５速段から４速段へのダウンシフトをスムーズに行うことが可能な５速段４速段準備状態となる。

さらに、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この状態を５速段プレ４速段状態という。

さらに、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態として、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この状態を５速段プレ２速段状態という。

〔後進段〕
後進段は、後退同期装置ＳＲを、後退軸２４と後退ギヤ２５ａとを連結させた状態とし、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態とし、第１同期装置Ｓ１及びロック装置ＳＬを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とする。この後進段では、エンジン２から出力される駆動力は、第１主入力軸１１、後退ギヤ対２６、後退アイドル軸２５、後退軸２４、後退ギヤ対２７、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、２速ギヤ列２２、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。

なお、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、後進段での電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、第１主入力軸１１、後退ギヤ対２６、後退アイドル軸２５、後退軸２４、後退ギヤ対２７、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、２速ギヤ列２２、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。また、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とすることで、ＥＶ走行を行うこともできる。後進段で減速回生運転を行うことができる。

上記のように、本実施形態では、第１主入力軸１１にエンジン２の駆動力が伝達される変速段は、１速段、３速段及び５速段である。１速段は第１同期装置Ｓ１をニュートラル状態にすると共にロック装置ＳＬを固定状態にする。これによって、差動回転機構９及び３速ギヤ列２０を介してエンジン２の駆動力が第１主入力軸１１に伝達される。従って、１速段を確立する場合においては、差動回転機構９及び３速ギヤ列２０を含めて、本発明の「第１入力軸の変速ギヤ」となる。このため、本実施形態では、ロック装置ＳＬは、１速段において第１主入力軸１１と出力軸１７とを連結するため、ロック装置ＳＬも本発明の第１同期機構となる。

当該車両は、通常、ＥＣＵ８の制御手段８ａ１の制御によって、要求駆動力に応じて選択する方法によって、プレシフトの変速段を含めた変速段が選択される。通常の方法では、ＥＣＵ８は、アクセル開度センサ２２の出力信号に応じて要求駆動力を決定する。ＥＣＵ８は、要求駆動力が増加している場合、加速することを要求されていると判断し、駆動力を増大するために変速比の大きい変速段（ダウンシフト側の変速段）へプレシフトを行う。例えば、ＥＣＵ８は、４速段で走行中の場合、プレシフトで３速段を選択する。

また、要求駆動力が減少している場合は、減速することを要求されていると判断し、走行速度を減少するために変速比の大きい変速段（アップシフト側の変速段）へプレシフトを行う。例えば、４速段で走行中は、プレシフトで３速段を選択する。

また、ＥＣＵ８は、要求駆動力が一定の場合、同じ速度で走行する等速走行を要求されていると判断する。このとき、ＥＣＵ８は、車両の走行速度に応じて走行速度が安定する変速段へプレシフトを行う。車両の走行速度が増加するほど変速比を小さくすると走行速度は安定する。例えば、４速段で走行中の走行速度が、３速段より５速段の方が安定する走行速度の場合にはプレシフトで５速段を選択する。

ところで、図３は、４速段で走行中の電動機３の回転数と駆動力とに対する永久磁石の単位時間当たりの発熱量の一例を示す。横軸は回転数、縦軸は駆動力である。駆動力が０より大きいときは力行状態を表し、駆動力が０より小さいときは回生状態を表す。図中の点線は、電動機３の出力トルクが同じラインを表す等トルクラインである。

図３に示される４つの領域ａ，ｂ，ｃ，ｄは、永久磁石の単位時間当たりの発熱量の分布を表す。同じ領域内では、永久磁石の単位時間当たりの発熱量は同等である。発熱量が同等とは必ずしも発熱量が等しい必要はなく、等しいとして扱った場合でも問題は発生しないとみなせる程度の差は同等としてよい。これらの４つの領域ａ〜ｄが、本発明における比率群に相当する。右側の領域になるほど単位時間当たりの発熱量は大きい。従って、領域ａから領域ｄのうちでは、領域ａが最も単位時間当たりの発熱量が大きく、領域ｄが最も単位時間当たりの発熱量が少ない。

この電動機３の回転数と駆動力とによる永久磁石の単位時間当たりの発熱量は、電動機３の特性によって決定され、ＥＣＵ８のメモリ８ｂにテーブルとして保存されている。

プレシフトの変速段を選択する際の電動機３の回転数は、当該車両の車輪と出力部材３３との間の変速比が固定であるため、車両の車輪の回転数（車両の走行速度）と動力伝達機構１の変速比に応じて一意に決定される。

２速段又は４速段で走行中は、出力軸１７に固定された低速従動ギヤ１７ａ及び高速従動ギヤ１７ｂの回転によって３速駆動ギヤ１８ａ及び５速駆動ギヤ１８ｂが回転する。このとき、１速段、３速段又は５速段がプレシフト状態であれば、第１主入力軸１１は回転している。また、このとき、１速段でプレシフト状態にしていれば、リングギヤ９ｒが固定されているため、３速駆動ギヤ１８ａが回転することでキャリア９ｃが公転して、サンギヤ９ｓが回転しており、第１主入力軸１１は回転している。

上記のように、副入力軸１３の変速段（２速段、４速段）によって走行中に、第１主入力軸１１の何れかの変速段（１速段、３速段、５速段）がプレシフト状態であれば第１主入力軸１１は回転しており、これに伴い、電動機３のロータ３ａも回転している。このロータ３ａの回転数が電動機３の回転数である。この回転数は、上述のとおり、車両の走行速度と動力伝達装置１の変速比に応じて決定される。

従って、副入力軸１３の変速段（２速段、４速段）によって走行中に、第１主入力軸１１の何れかの変速段（１速段、３速段、５速段）がプレシフト状態であるとき、電動機３の回転数は、車両の走行速度と変速段とによって定まる。そこで、この電動機３の回転数は車両の走行速度と変速段とに対するテーブルから検索することで決定しており、このテーブルをメモリ８ｂに保存している。なお、電動機３の回転数を走行速度と変速段の変速比から算出してもよい。

プレシフトの変速段を選択する際の電動機３の駆動力は、要求駆動力設定手段８ａ２として機構するＣＰＵ８ａが設定した要求駆動力と動力伝達装置１の変速比とから決定する。

ただし、各変速段において動力伝達装置１から出力可能な最大駆動力の範囲は決まっている。そこで、最大駆動力取得手段８ａ３として機構するＣＰＵ８ａが取得した最大駆動力が要求駆動力以上となるように、変速段を選択する。なお、最大駆動力取得手段８ａ３は、プレシフト状態を含めた各変速段に対応する最大駆動力をテーブルから検索することで所得する。

電動機３は、ロータ３ａに装着された永久磁石の温度が限界温度（減磁温度）を超えると、減磁が発生して、出力が低下するおそれがある。永久磁石に発生した渦電流により渦電流損が増加すると、発熱が増大する。高速回転する電動機３の発熱（損失）は、この渦電流損の寄与が大きく、渦電流損は電動機３の回転数に略比例する。これは、図３から、電動機３の回転数が高いほど、電動機３の単位当たりの発熱量が大きいことからも明らかである。

そこで、ハイブリッド車両は、電動機３のロータ３ａに装着された永久磁石（図示略）の温度を検出する磁石温度検知手段４２を備えている。磁石温度検知手段４２は、本発明の温度取得部に相当する。

本実施形態では、磁石温度検知手段４２は、永久磁石の温度を直接的に検出する温度センサである。なお、磁石温度検知手段４２は、永久磁石の温度を直接的に検出する代わりに、予め実行される試験などによって得られる所定のマップを参照して、他の温度検知値（例えば、電動機３の冷却媒体の温度の検出結果など）に応じて、永久磁石の温度を取得することによって、永久磁石の温度を推定するものであってもよい。

さらに、ＰＤＵ８のＣＰＵ８ａは、電動機３の発熱が現在の状態のまま持続すると、永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超えるか否かを判定する磁石温度判定手段８ａ４として機能する。

磁石温度判定手段８ａ４は、例えば、磁石温度検知手段４２の検出した温度が、閾温度Ｔthより所定温度低い温度を超えたとき、永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超える可能性があると判定する。この所定温度は、余裕幅であり、所定の時間内に閾温度Ｔthを超えるか否かを実験やシミュレーションなどによって求めればよい。

なお、電動機３の減磁温度は、電動機３の出力（トルクおよび回転数）に応じて異なっており、電動機３の出力が高くなるほど減磁温度は低くなる。しかし、本実施形態では、永久磁石の閾温度Ｔthを、電動機３の出力に拘わらず減磁が発生し得る限界温度に設定している。このような閾温度Ｔthは、電動機３の仕様によって実験的に定めればよい。ただし、電動機３のトルクに応じて、閾温度Ｔthを変化させてもよい。

なお、磁石温度判定手段８ａ４は、例えば、磁石温度検知手段の検出した温度の変化率、温度の変化速度（微分）などに基づいて、判定してもよい。

磁石温度判定手段８ａ４が永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超えると判定した場合、ＰＤＵ８は電動機３の昇温を抑制する制御を行う。上記したように、よって、電動機３の昇温を抑制して減磁が発生することを防止するためには、電動機３の回転数を抑制すればよい。動力伝達装置１では、電動機３のロータ３ａに第１主入力軸１１が固定されているので、この第１主入力軸１１の回転数を抑制すればよい。

以下、磁石温度判定手段８ａ４が永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超える可能性があると判定した場合における、ＰＤＵ８が行う変速段の選択方法について説明する。

奇数の変速段がシフト状態又はプレシフト状態にある場合、ＰＤＵ８は、当該奇数の変速段よりも変速比が小さい奇数の変速段にアップシフトする制御を行う。これにより、第１主入力軸１１の回転数が減少するに伴い電動機３の回転数は減少し、永久磁石の発熱を抑制することが可能となる。

これは、具体的には、例えば、３速段で走行している場合、２速段プレ５速段、４速段プレ５速段、５速段に変速することが含まれる。また、４速段プレ３速段で走行している場合、４速段プレ５速段、５速段、５速段プレ４速段、５速段プレ２速段などに変速することが含まれる。

なお、第１主入力軸１１の回転数が減少することに伴い、差動回転機構９を構成するサンギヤ９ｓ、キャリア９ｃ及びリングギヤ９ｒの回転数が減少するので、これらギヤ間でのギヤ損失による発熱が減少する。そして、動力伝達装置１では、電動機３の近傍に差動回転機構９が配置されているので、電動機３は、差動回転機構９からの受熱が減少することによっても、昇温が抑制される。

上記のように、本発明で変速可能な変速段は複数になることが多い。そこで、様々な変速条件を加えて、変速段を選択することが好ましい。

例えば、変速比の変化が大きいと、変速ショックが大きいので、変速比の変化は小さいことが好ましい。具体的には、３速段で走行している場合、５速段に変速するよりも４速段又は４速段プレ５速段に変速することが好ましい。また、２速段プレ１速段で走行している場合、２速段プレ５速段に変速するよりも２速段プレ３速段に変速することが好ましい。

ただし、磁石温度判定手段８ａ４が、電動機３の発熱が現在の状態のまま持続すると、短時間で永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超えると判断した場合には、２速段プレ１速段で走行している場合、２速段プレ５速段に変速して、電動機３の回転数の減少を大きくすることも好ましい。

また、電動機３の出力トルクを増加させることなく、要求駆動力設定手段８ａ２が設定した要求駆動力を動力伝達装置１が出力することが可能なように、奇数の変速段がシフト状態にある場合、ＰＤＵ８は、当該奇数の変速段よりも変速比が小さい偶数の変速段にアップシフトすると共に、当該奇数の変速段よりも変速比が大きい奇数の変速段をプレシフト状態にすることが好ましい。これにより、電動機３による駆動力の低下を、エンジン２によって補うことができる。具体的には、例えば、３速段で走行している場合、２速段プレ５速段に変速すればよい。

また、例えば、最大駆動力取得手段８ａ３が取得する最大駆動力が、要求駆動力設定手段８ａ２が設定した要求駆動力を超えるように、変速段を選択することが好ましい。

これにより、例え、動力伝達装置１が変速直後には要求駆動力を出力することができなくとも、その後、変速することなく、エンジン２や電動機３から伝達される駆動力を増大することにより、要求駆動力を出力することが可能となる。

ハイブリッド車両は，運転者が選択可能なハイブリッド車両の制御モードとして複数のモードを備え、選択されたモードに応じて、変速段を決定してもよい。例えば、このようなモードとして、通常モード、省燃費モード及び駆動力重視モードの３つのモードを備えてもよい。通常モードは、運転者が省燃費モード及び駆動力重視モードを選択していないときのモードである．省燃費モードは、通常モードよりも燃費を向上させるように、動作モード及び変速段（エンジン２および電動機３の回転数）を選択するモードである。駆動力重視モードは、通常モードよりも駆動力及び駆動力応答性を向上させるように、動作モード及び変速段（エンジン２および電動機３の回転数）を選択するモードである。

そして、通常モード選択時は、電動機３が最少損失となるように動作モード及び変速段を選択し、省燃費モード選択時は、車両全体で最少損失となるように動作モード及び変速段を選択し，駆動力重視モード選択時は、駆動力変動又は変速時間が最少となるように動作モード及び変速段を選択すればよい。

また、変速比が小さい偶数の変速段にアップシフトすると共に変速比が小さい奇数の変速段をプレシフト状態にした後に、車速を増速する必要がある場合、例えば、前述したモードに応じて、以下のように変速段を切り替えればよい。

通常モード選択時は、電動機３が最少損失となるように、当該奇数の変速段をシフト状態にすると共に当該偶数の変速段より変速比が大きい偶数の変速段をプレシフト状態にする。さらに、車速を増速する場合には、当該偶数の変速段をシフト状態にすると共に当該奇数の変速段をプレシフト状態する。具体的には、例えば、前進７段後進１段の変速段を確保した動力伝達装置１Ａにおいて（図５参照）、４速段プレ７速段に変速した場合、７速段プレ６速段に変速し、その後、６速段プレ７速段に変速すればよい。

省燃費モード選択時は、奇数の変速段をプレシフト状態を維持したまま当該偶数の変速段より変速比が小さい偶数の変速段をシフト状態にする。これにより、通常モード選択時と比較して変速時間は長くなるが、車両全体では最少損失となる。具体的には、例えば、４速段プレ７速段に変速した場合、６速段プレ７速段に変速すればよい。

駆動力重視モード選択時は、当該偶数の変速段より変速比が小さい偶数の変速段にプレシフト状態にすると共に当該奇数の変速段より変速比が大きい奇数の変速段をプレシフト状態する。さらに、車速を増速する場合には、当該偶数の変速段をシフト状態にすると共に当該奇数の変速段より小さい奇数の変速段にプレシフト状態する。これにより、駆動力変動及び変速時間が最小となる。具体的には、例えば、４速段プレ７速段に変速した場合、５速段プレ６速段に変速し、その後、６速段プレ７速段に変速すればよい。

次に、本実施形態のＥＣＵ８のＣＰＵ８ａによって実行される変速制御について説明する。

図４は、ＣＰＵ８ａが実行する本発明の変速制御の手順を示すフローチャートである。本フローチャートで示される制御処理プログラムは、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に呼び出されて実行される。

最初のステップＳＴ１では、電動機３の発熱が現在の状態のまま持続すると、永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超えるか否かを判定する。

ステップＳＴ１の判定結果がＮＯのときは、ステップＳＴ２に進み、上述した通常の方法で変速段の決定を行う。ステップＳＴ１の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、第１主入力軸１１で走行しているか否かの判定を行う。

ステップＳＴ３で、第１主入力軸１１で走行中であると判定されたとき（ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ４に進み、第１主入力軸１１で走行していないと判定されたとき（ステップＳＴ３の判定結果がＮＯのとき）は、ステップＳＴ９に進む。

ステップＳＴ４では、要求駆動力が所定値以上か否かの判定を行う。要求駆動力が所定値以上であるか否かの判定は、アクセル開度センサ４１が検知したアクセルペダルの操作量（要求駆動力）が所定値以上か否かによって行う。所定値は、変速動作を伴わないと要求駆動力を満たせないときの値であり、メモリ８ｂに記憶しておく。この値は、車両の走行速度に応じて変化させてもよい。

なお、要求駆動力が所定値以上か否かの判定を、例えば、スポーツ走行モードにするか否かの設定を行えるようにしておき、オンのときに要求駆動力が所定値以上であると判定してもよい。スポーツ走行とは、走行性能を向上するためにエンジン２の回転数を高い状態に保ち、アクセルペダルの操作による加減速の要求に素早く反応できる走行を指す。運転者がスポーツ走行モードをオンに設定しているときは、エネルギーの効率より駆動力を重視している可能性が高いため、要求駆動力に応じた変速ギヤにすることで運転者の要求に応えることができる。スポーツ走行モードの設定（オンかオフかの状態）は、メモリ８ｂに記憶される。

ステップＳＴ４の判定で要求駆動力が所定値以上であると判定されたとき（ステップＳＴ４の判定結果がＹＥＳのとき）はステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５では、副入力軸１３の変速段（偶数段）をダウンシフトする変速段の決定を行い、ステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６では、第１主入力軸１１の変速段（奇数段）をアップ側にプレシフトする変速段の決定を行う。

前記ステップＳＴ４の判定で要求駆動力が所定値未満であると判定されたとき（ステップＳＴ４の判定結果がＮＯのとき）は、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７では、副入力軸１３の変速段をアップシフト又はダウンシフトする変速段の決定を行い、ステップＳＴ８に進む。ステップＳＴ８では、第１主入力軸１１の変速段をアップ側にプレシフトする変速段の決定を行う。

第１主入力軸１１で走行していない判定されたとき（ステップＳＴ３の判定結果がＮＯのとき）は、ステップＳＴ９で、プレシフト状態であるか否かの判定を行う。

ステップＳＴ９で、第１主入力軸１１の変速段がプレシフト状態であると判定されたとき（ステップＳＴ９の判定結果がＹＥＳのとき）は、ステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ１０では、第１主入力軸１１の変速段をアップ側にプレシフトする変速段の決定を行う。

ステップＳＴ９で、第１主入力軸１１の変速段がプレシフト状態でないと判定されたとき（ステップＳＴ９の判定結果がＮＯのとき）は、ステップＳＴ２に進み、上述した通常の方法で変速段の決定を行う。

ステップＳＴ２、ＳＴ６、ＳＴ８、ＳＴ１０の処理が終了したらステップＳＴ１１に進み、決定した変速段を選択するシフト又はプレシフトを実行し、本処理を終了する。

以上のように、制御手段としてのＣＰＵ８ａは、電動機３の発熱が現在の状態のまま持続すると、永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超えるか否かを判定したとき（ステップＳＴ１の判定結果がＹＥＳのとき）、第１主入力軸１１の変速段をアップ側にプレシフトする変速段の決定を行う（ステップＳＴ６、ステップＳＴ８、ステップＳＴ１０）。これにより、電動機３に接続されている第１主入力軸１１の回転数が減少して、電動機３の回転数が減少するので、電動機３の発熱は低減される。よって、電動機３の昇温が抑制され、昇温により電動機３に生じる不具合を抑制することが可能となる。

さらに、制御手段としてのＣＰＵ８ａは、電動機３の発熱が現在の状態のまま持続すると、永久磁石の温度が閾温度Ｔthを超えると判定したとき（ステップＳＴ１の判定結果がＹＥＳのとき）、即ち第１主入力軸１１の変速段で走行している場合（ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳの場合）、副入力軸１３の変速段で走行し（ステップＳＴ５、ＳＴ７）、且つ、第１主入力軸１１の変速段をアップ側にプレシフトする（ステップＳＴ６、ＳＴ８）。これにより、動力伝達装置１から出力可能な駆動力の減少分を，補うことが可能となる。よって、電動機３の発熱を抑制すると共に、駆動力不足を回避することが可能となる。

なお、本発明に係る動力伝達装置は、上述したものに限定されない。例えば、図５に示すように、動力伝達装置１に対して前進２段の変速段を追加して前進７段後進１段の変速段を確保した動力伝達装置１Ａであってもよい。動力伝達装置１Ａは、動力伝達装置１と類似するので、相違点についてのみ説明する。

第１主入力軸１１Ａ上には、２つの同期装置（シンクロメッシュ機構）、即ち第１同期装置Ｓ１及び第３同期装置Ｓ３を介して、出力軸１７Ａと選択的に連結される複数の駆動ギヤ１８ａ，１８ｂ，１８ｃからなる第１ギヤ群が設けられている。

副入力軸１３Ａ上にも、２つの同期装置（シンクロメッシュ機構）、即ち第２同期装置Ｓ２及び第４同期装置Ｓ４を介して、副入力軸１３Ａと出力軸１７Ａとを選択的に連結する複数の駆動ギヤ１９ａ，１９ｂ，１９ｃからなる第２ギヤ群が設けられている。

副入力軸１３Ａと出力軸１７Ａとは、３速ギヤ対２０、５速ギヤ対２１及び７速ギヤ対５１を介して結合されている。７速ギヤ対５１は、７速駆動ギヤ１８ｃと出力軸１７Ａ上に固定された従動ギヤ１７ｅとが噛合して構成されている。

副入力軸１３Ａと出力軸１７Ａとは、２速ギヤ対２２、４速ギヤ対２３及び６速ギヤ対５２を介して結合されている。６速ギヤ対５２は、６速駆動異ギヤ１９ｃと出力軸１７Ａ上に固定された従動ギヤ１７ｅとが噛合して構成されている。

このように構成された動力伝達装置１Ａは、各同期装置Ｓ１〜Ｓ４，ＳＲ，ＳＬの設定状態に応じて、変速比の異なる複数の変速段の各ギヤ対を介して入力軸の回転速度を複数段に変速して出力軸１７Ａに出力する。

また、差動回転機構９は、遊星歯車装置により構成する場合について説明したが、遊星歯車装置以外の差動装置を使用してもよい。

また、動力伝達装置１，１Ａにおいて、第１主入力軸１１，１１Ａに奇数の変速段に係る駆動ギヤ１８ａ，１８ｂ，１８ｃが回転自在に支持され、副入力軸１３，１３Ａに偶数の変速段に係る駆動ギヤ１９ａ，１９ｂ，１９ｃが回転自在に支持されている場合について説明した。しかし、第１主入力軸１１，１１Ａに偶数の変速段に係る駆動ギヤが回転自在に支持され、副入力軸１３，１３Ａに奇数の変速段に係る駆動ギヤが回転自在に支持されていてもよい。

また、第１主入力軸１１，１１Ａと電動機３のロータ３ａとが差動回転機構９を介して接続されている場合について説明した。しかし、差動回転機構９が存在せず、第１主入力軸１１，１１Ａと電動機３のロータ３ａとが直接的に接続されていてもよい。

また、動力伝達装置１，１Ａにおいて、第１主入力軸１１，１１Ａに電動機３のロータ３ａが接続され、副入力軸１３，１３Ａには電動機が接続されていない場合について説明した。しかし、第１主入力軸１１，１１Ａに電動機が接続されておらず、副入力軸１３，１３Ａには電動機が接続されていてもよい。

１，１Ａ…動力伝達装置、２…エンジン（内燃機関）、２ａ…出力軸（内燃機関出力軸）、３…電動機、４…駆動輪、３ａ…ロータ、３ｂ…ステータ、３ｂａ…コイル、６…ＰＤＵ、７…バッテリ（二次電池）、８…ＥＣＵ、８ａ１…制御手段、８ａ２…要求駆動力取得手段８ａ３…最大駆動力設定手段、８ａ４…磁石温度判定手段、９…差動回転機構、９ｃ…キャリア（第２回転要素）（第１ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、９ｒ…リングギヤ（第３回転要素）（第１ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、９ｓ…サンギヤ（第１回転要素）（第１ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１１，１１Ａ…第１主入力軸（第１入力軸）、１２…第２主入力軸、１３…副入力軸（第２入力軸）、１４…アイドル軸、１５，１６…ギヤ対、１７，１７Ａ…出力軸、１８ａ…３速駆動ギヤ（第１ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１８ｂ…５速駆動ギヤ（第１ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１８ｃ…７速駆動ギヤ（第１ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１９ａ…２速駆動ギヤ（第２ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１９ｂ…４速駆動ギヤ（第２ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１９ｃ…６速駆動ギヤ（第２ギヤ群のうちの駆動ギヤ）、１７ａ…低速従動ギヤ（第３ギヤ群のうちの従動ギヤ）、１７ｂ…高速従動ギヤ（第３ギヤ群のうちの従動ギヤ）、１７ｅ…従動ギヤ（第３のギヤ群のうちの従動ギヤ）、２０…３速ギヤ列、２１…５速ギヤ列、２２…２速ギヤ列、２３…４速ギヤ列、２４…後退軸、２５…後退アイドル軸、２６…後退ギヤ対、２７…後退ギヤ対、２８…カウンタ軸、２９…カウンタギヤ対、３０…差動歯車ユニット、４１…アクセル開度センサ、４２…磁石温度検知手段（温度取得部）、５１…７速ギヤ対、５２…６速ギヤ対、Ｃ１…第１クラッチ（第１断接手段）、Ｃ２…第２クラッチ（第２断接手段）、Ｓ１…第１同期装置（第１同期機構）、Ｓ２…第２同期装置（第２同期機構）、Ｓ３…第３同期装置（第１同期機構）、Ｓ４…第４同期装置（第２同期機構）、ＳＬ…ロック装置ＳＬ（第１同期機構）、ＳＲ…後退同期機構。

Claims

内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両であって、
前記内燃機関及び前記電動機から入力された駆動力を変速して出力する動力伝達装置と、
前記電動機の温度を取得する温度取得部と、
当該車両の走行状態に応じて前記動力伝達装置を制御する制御手段とを備え、
前記動力伝達装置は、
前記内燃機関から動力が出力される内燃機関出力軸と、
前記電動機に接続され、第１断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸と連結される第１入力軸と、
第２断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸に連結される第２入力軸と、
前記内燃機関出力軸と平行に配置され、被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記第１入力軸上に配置され、複数の変速比の異なる複数の変速段のうち、変速比順位で奇数番目又は偶数番目の何れか一方の変速段の各ギヤ列の駆動ギヤよりなる第１ギヤ群と、
前記第２入力軸上に配置され、前記変速比順位で偶数番目又は奇数番目の何れか他方の変速段の各ギヤ列の駆動ギヤよりなる第２ギヤ群と、
前記出力軸上に配置され、前記第１ギヤ群の駆動ギヤと前記第２ギヤ群の駆動ギヤとが共有して噛合する複数の従動ギヤよりなる第３ギヤ群と、
前記第１ギヤ群のうち一つの駆動ギヤを選択して前記第１入力軸に連結して、前記ギヤ列の一つを選択的に確立する第１同期機構と、
前記第２ギヤ群のうち一つの駆動ギヤを選択して前記第２入力軸に連結して、前記ギヤ列の一つを選択的に確立する第２同期機構とを備え、
当該ハイブリッド車両は運転者が選択可能な複数の制御モードを備え、
前記内燃機関は前記電動機を介さずに前記第２入力軸を介して前記出力軸に動力を伝達可能であり、
前記制御手段は、前記温度取得部で取得された温度が予め設定された温度を超えることを予想したとき、選択されている前記制御モードに応じて、前記第１同期機構により前記第１ギヤ群のうちの一つの駆動ギヤが前記第１入力軸に連結されている場合、前記第１ギヤ群のうち前記一つの駆動ギヤよりも変速比が小さい他の駆動ギヤを、前記第１同期機構により前記第１入力軸に連結させる制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両。
前記制御手段は、前記温度取得部で取得された温度が予め設定された温度を超えることを予想したとき、前記第１断接手段によって前記内燃機関出力軸が前記第１入力軸と連結され、且つ、前記第１同期機構により前記一つの駆動ギヤが前記第１入力軸に連結されている場合、前記第１断接手段によって前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸との連結を解除し、前記第２断接手段によって前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸とを連結すると共に、前記第２ギヤ群のうち前記一つの駆動ギヤよりも変速比が大きい駆動ギヤを、前記第２同期機構により前記第２入力軸に連結させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
運転車から要求される要求駆動力を取得する要求駆動力設定手段と、
前記各変速段において前記動力伝達装置から出力可能な最大駆動力を取得する最大駆動力取得手段とを備え、
前記制御手段は、最大駆動力取得手段が取得する最大駆動力が、前記要求駆動力設定手段が設定した前記要求駆動力を超えるように、前記第１同期機構により前記第１入力軸に連結する駆動ギヤ、及び、前記第２同期機構により前記第２入力軸に連結する駆動ギヤを選択す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。
前記電動機は永久磁石を含む電動機であり、
前記予め設定された温度は、該温度を超えると前記永久磁石に減磁が生じる温度であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のハイブリッド車両．
前記温度取得部は、前記電動機の前記永久磁石の温度を取得することを特徴と請求項４に記載のハイブリッド車両。
前記制御手段が、前記第１同期機構により前記第１入力軸に連結する駆動ギヤ、及び、前記第２同期機構により前記第２入力軸に連結する駆動ギヤを選択する制御を行う前後において、前記内燃機関から前記内燃機関出力軸に伝達される出力は変化しないことを特徴とする請求項２又は３に記載のハイブリッド車両。