JPH09193676A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

ハイブリッド駆動装置

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JPH09193676A
JPH09193676A JP24935696A JP24935696A JPH09193676A JP H09193676 A JPH09193676 A JP H09193676A JP 24935696 A JP24935696 A JP 24935696A JP 24935696 A JP24935696 A JP 24935696A JP H09193676 A JPH09193676 A JP H09193676A
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clutch
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motor generator
hybrid drive
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隆次 茨木
Masanori Kubo
政徳 久保
Yutaka Taga
豊 多賀
Yushi Hata
祐志 畑
Tsuyoshi Mikami
強 三上
Hideaki Matsui
英昭 松井
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K2006/541—Transmission for changing ratio without reverse ratio using instead electric reversing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/04—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units with the engine main axis, e.g. crankshaft axis, transversely to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/025—Clutch slip, i.e. difference between input and output speeds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/428—Double clutch arrangements; Dual clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0043—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0047—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising five forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2015—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with five sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2061—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with twelve engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
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    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0206—Layout of electro-hydraulic control circuits, e.g. arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0206—Layout of electro-hydraulic control circuits, e.g. arrangement of valves
    • F16H61/0211—Layout of electro-hydraulic control circuits, e.g. arrangement of valves characterised by low integration or small number of valves
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンおよびモータジェネレータを車両走
行時の動力源として備えているハイブリッド駆動装置に
おいて、種々の運転条件に応じて適切な運転制御を行う
ことができるようにする。 【解決手段】 第１クラッチ１６を介してエンジン１０
を遊星歯車装置１４のリングギヤ１４ｒに連結し、モー
タジェネレータ１２のロータ軸５６をサンギヤ１４ｓに
連結し、出力用のスプロケット１８が設けられたキャリ
ア１４ｃとサンギヤ１４ｓとの間に第２クラッチ２０を
設け、第１クラッチ１６および第２クラッチ２０を係
合，開放制御することにより種々の運転モードで運転で
きるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンおよびモー
タジェネレータを動力源として備えているハイブリッド
駆動装置に係り、特に、運転条件に応じて適切な運転制
御を行うことができるハイブリッド駆動装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】自動車などの車両の駆動装置として、
(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) 電気
エネルギーを蓄積する蓄電装置に接続されたモータジェ
ネレータと、(c) 前記エンジンに連結される第１回転要
素、前記モータジェネレータに連結される第２回転要
素、および出力部材に連結される第３回転要素を有し
て、それらの間で機械的に力を合成，分配する合成分配
機構と、(d) その合成分配機構の２つの回転要素を連結
してその合成分配機構を一体回転させるクラッチとを有
するハイブリッド駆動装置が、排出ガス低減などを目的
として提案されている。米国特許ＵＳＰ５２５８６５１
号に記載されている装置はその一例で、合成分配機構と
して遊星歯車装置が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のハイブリッド駆動装置は、エンジンおよびモータ
ジェネレータが共に遊星歯車装置の回転要素に一体的に
連結されているため、車両走行時にはエンジンおよびモ
ータジェネレータが常に回転させられ、例えばモータジ
ェネレータのみを動力源として走行したり、車両走行中
に回生制動で蓄電装置を充電したりする際には、エンジ
ンの引き擦りでエネルギー効率が良くないなど、必ずし
も適切な運転制御を行うことができなかった。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、運転条件に応じて適
切な運転制御を行うことができるハイブリッド駆動装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
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) 電気エネルギーを蓄積する蓄電装置に接
続されたモータジェネレータと、(c) 前記エンジンに第
１クラッチを介して連結される第１回転要素、前記モー
タジェネレータに連結される第２回転要素、および出力
部材に連結される第３回転要素を有して、それらの間で
機械的に力を合成，分配する合成分配機構と、(d) その
合成分配機構の２つの回転要素を連結してその合成分配
機構を一体回転させる第２クラッチとを有することを特
徴とする。
【０００６】第２発明は、上記第１発明のハイブリッド
駆動装置において、前記モータジェネレータは、車両走
行時の動力源、前記エンジンによって回転駆動されるこ
とにより前記蓄電装置を充電するジェネレータ、車両の
運動エネルギーで回転駆動されることにより前記蓄電装
置を充電するとともにその車両に回生制動力を作用させ
るジェネレータ、および前記エンジンを動力源とする車
両走行時の補助動力源として用いられることを特徴とす
る。
【０００７】第３発明は、第１発明または第２発明のハ
イブリッド駆動装置において、前記第１クラッチを開放
し、前記第２クラッチを係合し、前記モータジェネレー
タを動力源として走行する第１運転モード制御手段を有
することを特徴とする。
【０００８】第４発明は、第１発明〜第３発明の何れか
のハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチを
係合し、前記第２クラッチを係合し、前記モータジェネ
レータを無負荷状態とし、前記エンジンを動力源として
走行する第２運転モード制御手段を有することを特徴と
する。
【０００９】第５発明は、第１発明〜第４発明の何れか
のハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチを
係合し、前記第２クラッチを係合し、前記エンジンを動
力源として走行するとともに、そのエンジンにより前記
モータジェネレータを回転駆動して前記蓄電装置を充電
する第３運転モード制御手段を有することを特徴とす
る。
【００１０】第６発明は、第１発明〜第５発明の何れか
のハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチを
係合し、前記第２クラッチを係合し、前記エンジンおよ
び前記モータジェネレータの両方を動力源として走行す
る第４運転モード制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】第７発明は、第１発明〜第６発明の何れか
のハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチを
係合し、前記第２クラッチを開放し、前記エンジンを作
動させるとともに前記モータジェネレータの反力を零か
ら増大させて車両を発進させる第５運転モード制御手段
を有することを特徴とする。
【００１２】第８発明は、第７発明のハイブリッド駆動
装置において、前記第５運転モード制御手段は、前記モ
ータジェネレータの反力増大に対応して前記エンジンの
出力を増大させるものであることを特徴とする。
【００１３】第９発明は、第７発明または第８発明のハ
イブリッド駆動装置において、前記合成分配機構は遊星
歯車装置で、前記第１回転要素はリングギヤで、前記第
２回転要素はサンギヤで、前記第３回転要素はキャリア
であり、その遊星歯車装置のギヤ比（＝サンギヤの歯数
／リングギヤの歯数）をρとすると、前記モータジェネ
レータのトルク容量は前記エンジンの最大トルクの略ρ
倍であることを特徴とする。
【００１４】第１０発明は、第１発明〜第９発明の何れ
かのハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッチ
を開放し、前記第２クラッチを係合し、車両の運動エネ
ルギーで前記モータジェネレータが回転駆動されること
により、前記蓄電装置を充電するとともにその車両に回
生制動力を作用させる第６運転モード制御手段を有する
ことを特徴とする。
【００１５】第１１発明は、第１発明〜第１０発明の何
れかのハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッ
チを係合し、前記第２クラッチを開放し、前記エンジン
を作動させるとともに前記モータジェネレータを無負荷
状態として電気的にニュートラルとする第７運転モード
制御手段を有することを特徴とする。
【００１６】第１２発明は、第１発明〜第１１発明の何
れかのハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッ
チを係合し、前記第２クラッチを係合し、前記モータジ
ェネレータを無負荷状態とし、前記エンジンを停止して
エンジンブレーキを車両に作用させる第８運転モード制
御手段を有することを特徴とする。
【００１７】第１３発明は、第１発明〜第１２発明の何
れかのハイブリッド駆動装置において、前記第１クラッ
チを係合し、前記モータジェネレータにより前記合成分
配機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより
該エンジンを始動する第９運転モード制御手段を有する
ことを特徴とする。
【００１８】第１４発明は、第３発明のハイブリッド駆
動装置において、前記第１運転モード制御手段による運
転は、車両の要求出力が所定値以下で且つ前記蓄電装置
の蓄電量が所定値以上の場合に行われることを特徴とす
る。
【００１９】第１５発明は、第４発明のハイブリッド駆
動装置において、前記第２運転モード制御手段による運
転は、車両の要求出力が所定範囲内で且つ前記蓄電装置
の蓄電量が所定値以上、或いはその要求出力がその所定
範囲より大きく且つ蓄電量がその所定値より小さい場合
に行われることを特徴とする。
【００２０】第１６発明は、第５発明のハイブリッド駆
動装置において、前記第３運転モード制御手段による運
転は、車両の要求出力が所定値より小さく且つ前記蓄電
装置の蓄電量が所定値より小さい場合に行われることを
特徴とする。
【００２１】第１７発明は、第６発明のハイブリッド駆
動装置において、前記第４運転モード制御手段による運
転は、車両の要求出力が所定値以上で且つ前記蓄電装置
の蓄電量が所定値以上の場合に行われることを特徴とす
る。
【００２２】第１８発明は、第７発明〜第９発明の何れ
かのハイブリッド駆動装置において、前記第５運転モー
ド制御手段による運転は、前記エンジンを動力源とする
車両発進時に行われることを特徴とする。
【００２３】第１９発明は、第７発明〜第９発明、およ
び第１８発明の何れかのハイブリッド駆動装置におい
て、前記第５運転モード制御手段は、前記モータジェネ
レータを回生制御することにより反力を発生させるもの
で、その第５運転モード制御手段による運転は、前記蓄
電装置の蓄電量が所定値より小さい場合に行われること
を特徴とする。
【００２４】第２０発明は、第１０発明のハイブリッド
駆動装置において、前記第６運転モード制御手段による
運転は、制動力が要求されるとともに前記蓄電装置の蓄
電量が所定値より小さい場合に行われることを特徴とす
る。
【００２５】第２１発明は、第１１発明のハイブリッド
駆動装置において、前記第７運転モード制御手段による
運転は、前記エンジンを動力源とする走行中の車両停止
時に行われることを特徴とする。
【００２６】第２２発明は、第１２発明のハイブリッド
駆動装置において、前記第８運転モード制御手段による
運転は、制動力が要求されるとともに前記蓄電装置の蓄
電量が所定値以上の場合に行われることを特徴とする。
【００２７】第２３発明は、第１発明〜第２２発明の何
れかのハイブリッド駆動装置において、前記合成分配機
構は遊星歯車装置で、前記第１回転要素はリングギヤ
で、前記第２回転要素はサンギヤで、前記第３回転要素
はキャリアであり、そのリングギヤを回転不能に固定す
るブレーキを有することを特徴とする。
【００２８】第２４発明は、第２３発明のハイブリッド
駆動装置において、前記第１クラッチを開放し、前記第
２クラッチを開放し、前記ブレーキを係合し、前記モー
タジェネレータのトルクを前記遊星歯車装置で増幅して
前記出力部材から出力する第１０運転モード制御手段を
有することを特徴とする。
【００２９】第２５発明は、第２４発明のハイブリッド
駆動装置において、前記第１０運転モード制御手段によ
る運転は、前記モータジェネレータを動力源とする車両
発進時に行われることを特徴とする。
【００３０】第２６発明は、第１発明〜第２２発明の何
れかのハイブリッド駆動装置において、前記合成分配機
構は遊星歯車装置で、前記第１回転要素はリングギヤ
で、前記第２回転要素はサンギヤで、前記第３回転要素
はキャリアであり、そのリングギヤが前記エンジンの回
転方向と同じ方向へ回転することは許容するが逆方向へ
回転することは阻止する一方向クラッチを有することを
特徴とする。
【００３１】第２７発明は、第１発明〜第２６発明の何
れかのハイブリッド駆動装置において、(a) 前記エンジ
ン，合成分配機構，出力部材，およびモータジェネレー
タは、その順番で第１軸線上に軸方向に並んで配設され
ている一方、(b) その出力部材から伝達された動力を左
右の駆動輪に分配する差動装置は、一対の出力軸が前記
第１軸線と略平行となる姿勢で配設され、軸方向におい
て前記出力部材と略同じ位置に入力部材が位置させられ
ているとともに、前記合成分配機構と略同じ位置に差動
用の歯車機構が位置させられていることを特徴とする。
【００３２】
【発明の効果】第１発明のハイブリッド駆動装置は、エ
ンジンが第１クラッチを介して合成分配機構の第１回転
要素に連結されるようになっているため、この第１クラ
ッチおよび第２クラッチを係合，開放することにより、
第２発明に記載のようにモータジェネレータが種々の機
能を果たすことができ、第３発明〜第１３発明に記載の
ように種々の運転モード（各運転モード制御手段による
運転状態）で運転することが可能となり、第１４発明〜
第２２発明に記載のように種々の運転条件に応じて適切
な運転制御を行うことができるようになる。
【００３３】第２発明のハイブリッド駆動装置は、モー
タジェネレータが種々の機能を果たすため、例えば車両
駆動用の電動モータと充電や回生制動用のジェネレータ
とを別々に配設する場合に比較して、装置が簡単且つ安
価に構成される。
【００３４】第３発明の第１運転モード制御手段は、モ
ータジェネレータのみを動力源として走行するものであ
るが、第１クラッチが開放されているためエンジンの引
き擦りによる動力損失がない。この第１運転モード制御
手段による運転は、例えば第１４発明に記載の運転条件
下、すなわち要求出力が所定値以下で且つ蓄電装置の蓄
電量が所定値以上の場合に実行されるが、要求出力が低
い低負荷領域では一般にエンジンよりもモータジェネレ
ータの方がエネルギー効率が優れているため、エンジン
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
を低減できるとともに、蓄電装置の蓄電量が所定値より
低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。な
お、モータジェネレータを使用する場合のエネルギー効
率は、エンジンによりモータジェネレータを回転駆動し
て電気エネルギーを蓄電装置に充電する場合を含めた総
合的なものである。
【００３５】第４発明の第２運転モード制御手段は、エ
ンジンのみを動力源として走行するものであり、この第
２運転モード制御手段による運転は、例えば第１５発明
に記載の運転条件下、すなわち要求出力が所定範囲内で
且つ蓄電装置の蓄電量が所定値以上、或いは要求出力が
所定範囲より大きく且つ蓄電量が所定値より小さい場合
に実行されるが、要求出力が所定範囲内の中負荷領域で
は一般にモータジェネレータよりもエンジンの方がエネ
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。要求出力が所定範囲より大きい高負荷領域で
は、第６発明のようにモータジェネレータおよびエンジ
ンを併用して走行する第４運転モードが望ましいが、蓄
電装置の蓄電量が所定値より小さい場合には、上記第２
運転モード制御手段によるエンジンのみを動力源とする
運転が行われることにより、蓄電装置の蓄電量が所定値
より低下して充放電効率等の性能を損なうことが回避さ
れる。
【００３６】第５発明の第３運転モード制御手段は、エ
ンジンのみを動力源として走行するとともに、そのエン
ジンでモータジェネレータを回転駆動して蓄電装置を充
電するものであり、エンジンにより車両を走行させなが
ら蓄電装置を充電できる。この第３運転モード制御手段
による運転は、例えば第１６発明に記載の運転条件下、
すなわち要求出力が所定値以下で且つ蓄電装置の蓄電量
が所定値より小さい場合に実行され、低負荷或いは中負
荷領域の走行時に蓄電装置が充電されるとともに、高負
荷領域では前記第２運転モードでエンジンのみにより高
出力走行を行うことができる。
【００３７】第６発明の第４運転モード制御手段は、エ
ンジンおよびモータジェネレータの両方を動力源として
走行するものであり、エンジンのみ或いはモータジェネ
レータのみを動力源として走行する場合に比較して高出
力が得られる。この第４運転モード制御手段による運転
は、例えば第１７発明に記載の運転条件下、すなわち要
求出力が所定値以上で且つ蓄電量が所定値以上の場合に
実行されるが、エンジンおよびモータジェネレータが併
用されるため、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とともに、蓄電装
置の蓄電量が所定値より低下して充放電効率等の性能を
損なうことがない。
【００３８】第７発明の第５運転モード制御手段は、エ
ンジンによってモータジェネレータが逆方向へ自由回転
させられている際に、そのモータジェネレータに回生制
動トルクや正方向への回転トルクを発生させることによ
り、反力を零から徐々に増大させ、エンジンの出力を出
力部材に伝達して車両を発進させるもので、エンジン発
進装置として機能する。この第５運転モード制御手段に
よる運転は、例えば第１８発明に記載の運転条件下、す
なわちエンジンを動力源とする車両発進時で、前記第２
運転モードや第３運転モードの実行時、或いは第１９発
明に記載のように蓄電装置の蓄電量が所定値より小さい
場合等に行われる。第５運転モード制御手段による運転
は、必ずしも電気エネルギーを必要としないため、第１
９発明のように回生制御（発電制御）で反力を発生させ
るとともに、蓄電装置の蓄電量が所定値より小さい場合
に第５運転モード制御手段による運転が実行されるよう
にすれば、蓄電量が更に低下して充放電効率等の性能を
損なったり蓄電量不足で発進不能となったりすることを
回避できる。
【００３９】上記第５運転モード制御手段による運転時
に、第８発明のようにモータジェネレータの反力増大に
対応してエンジンの出力を増大させるようにすれば、反
力増大に伴うエンジン回転数の低下に起因するエンジン
ストール等を防止できる。また、第９発明のように、モ
ータジェネレータのトルク容量をエンジンの最大トルク
の略ρ倍とすれば、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を採用でき、装置
を小型且つ安価に構成できるとともに、モータジェネレ
ータよりも高トルク発進が可能である。すなわち、合成
分配機構が遊星歯車装置で、第１回転要素がリングギヤ
で、第２回転要素がサンギヤで、第３回転要素がキャリ
アである場合、遊星歯車装置のギヤ比（＝サンギヤの歯
数／リングギヤの歯数）をρとすると、第５運転モード
時のエンジントルク：出力部材に連結されたキャリアの
トルク：モータジェネレータのトルク＝１：（１＋
ρ）：ρとなるため、エンジントルクの略ρ倍のトルク
をモータジェネレータが分担することにより、エンジン
トルクの約（１＋ρ）倍のトルクがキャリアから出力さ
れるのである。ギヤ比ρは一般に０．５程度であるた
め、モータジェネレータのトルク容量はエンジンの最大
トルクの１／２程度で良い。
【００４０】第１０発明の第６運転モード制御手段は、
車両の運動エネルギーでモータジェネレータが回転駆動
されることにより、蓄電装置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
ものであるが、第１クラッチが開放されているためエン
ジンの引き擦りによるエネルギー損失がない。この第６
運転モード制御手段による運転は、例えば第２０発明に
記載の運転条件下、すなわち制動力が要求されるととも
に蓄電装置の蓄電量が所定値より小さい場合に実行さ
れ、その場合には、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とともに、蓄電装置の蓄電量
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。
【００４１】第１１発明の第７運転モード制御手段は、
モータジェネレータを無負荷状態とすることによってエ
ンジンを作動させたまま電気的にニュートラルとし、出
力部材から動力が出力されないようにするもので、例え
ば第２１発明に記載の運転条件下、すなわち第３運転モ
ードの実行時などエンジンを動力源とする走行中の車両
停止時に実行されるが、車両停止時に一々エンジンを停
止させる必要がないとともに、前記第５運転モードのエ
ンジン発進が実質的に可能となる。
【００４２】第１２発明の第８運転モード制御手段は、
モータジェネレータを無負荷状態とするとともにエンジ
ンを停止してエンジンブレーキを車両に作用させるもの
で、例えば第２２発明に記載の運転条件下、すなわち制
動力が要求されるとともに蓄電装置の蓄電量が所定値以
上の場合に実行されるが、その場合には、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ととも
に、蓄電装置の蓄電量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。
【００４３】第１３発明の第９運転モード制御手段は、
モータジェネレータにより合成分配機構を介してエンジ
ンを回転駆動することによりそのエンジンを始動するも
ので、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。
【００４４】第２３発明のハイブリッド駆動装置は、第
１クラッチを介してエンジンに連結される第１回転要素
としてのリングギヤがブレーキによって回転不能に固定
されるようになっているため、上記第１運転モード〜第
９運転モードの他、第２４発明に記載の第１０運転モー
ド制御手段による運転も可能になるなど、運転条件に応
じて更に適切な運転制御を行うことができるようにな
る。
【００４５】第２４発明の第１０運転モード制御手段
は、第１クラッチおよび第２クラッチを共に開放すると
ともにブレーキを係合し、モータジェネレータのトルク
を遊星歯車装置で増幅して出力部材から出力するもの
で、モータジェネレータによる高トルク発進、高トルク
走行が可能となる。すなわち、遊星歯車装置のギヤ比を
ρとすると、出力部材のトルクはモータジェネレータの
トルクの（１＋ρ）／ρ倍となり、ρ≒０．５とすると
約３倍程度のトルク増幅作用が得られるのである。この
第１０運転モード制御手段による運転は、例えば第２５
発明に記載の運転条件下、すなわちモータジェネレータ
を動力源とする車両発進時で、特に高トルクを必要とす
る登坂時、或いはモータジェネレータのみに依存する場
合の後退発進・後退走行時等に行われる。
【００４６】第２６発明のハイブリッド駆動装置におい
ては、第１クラッチを介してエンジンに連結される第１
回転要素としてのリングギヤの逆回転、すなわちエンジ
ンの回転方向と反対方向の回転が一方向クラッチによっ
て阻止されるため、少なくとも第２クラッチを開放する
ことにより、第２４発明の第１０運転モード制御手段に
よる運転と同様にモータジェネレータによる高トルク発
進や高トルク走行を実現できる。第１クラッチについて
も開放することが望ましいが、エンジンが停止状態であ
れば係合しておくことも可能である。また、第２３発明
のようにブレーキを設ける場合に比較して係合・開放制
御が不要であり、油圧回路や電気系統のフェールなどで
制御不能になる恐れがなく、高い信頼性が得られる。
【００４７】第２７発明のハイブリッド駆動装置におい
ては、トルク増幅のために一般に小径とされる出力部材
および大径とされる差動装置の入力部材が軸方向におい
て略同じ位置とされ、中程度の径寸法の合成分配機構と
差動用の歯車機構とが略同じ位置とされているため、エ
ンジンやモータジェネレータ等が配設される第１軸線と
差動装置とを近接して配置できるとともに軸方向寸法も
短くでき、装置がコンパクトに構成される。
【００４８】
【発明の実施の形態】ここで、前記モータジェネレータ
は電動モータとしてもジェネレータとしても機能するも
のであるが、必ずしもその両方の態様で使用されること
を前提とするものではない。合成分配機構は、遊星歯車
装置や傘歯車式の差動装置など、作動的に連結されて相
対回転させられる３つの回転要素を有して、機械的に力
の合成，分配を行うことができるものであり、例えばエ
ンジン出力およびモータジェネレータ出力を合成して出
力部材に出力したり、エンジン出力をモータジェネレー
タおよび出力部材に分配して充電走行を行ったりするこ
とが可能であるが、必ずしも合成および分配の両方の態
様で使用されることを前提とするものではない。
【００４９】第１クラッチ，第２クラッチ，ブレーキと
しては、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられ
る油圧式クラッチや油圧式ブレーキが好適に用いられる
が、噛合い式クラッチなど動力伝達を接続，遮断できる
他のクラッチや、自由回転を許容するとともに回転を阻
止できる他のブレーキを用いることも可能である。サン
ギヤ等の第２回転要素を回転不能に固定するブレーキ
や、キャリア等の第３回転要素を回転不能に固定するブ
レーキを必要に応じて設けることもできるし、第２回転
要素とモータジェネレータとの間、第３回転要素と出力
部材との間に動力伝達を接続，遮断するクラッチを設け
ることも可能である。
【００５０】合成分配機構として遊星歯車装置を用いる
場合の接続形態は、第２３発明などでは第１回転要素が
リングギヤで、第２回転要素がサンギヤで、第３回転要
素がキャリアであったが、第１回転要素がサンギヤで、
第２回転要素がリングギヤで、第３回転要素がキャリア
であっても良いなど、適宜定められる。第２クラッチ
は、それ等の３つの回転要素のうちの２つを連結するも
のであれば良く、連結時の負荷トルクの点でサンギヤと
キャリアとの間に設けることが望ましいが、サンギヤと
リングギヤ、或いはキャリアとリングギヤとの間に設け
ることも可能である。
【００５１】前記第１運転モード、第６運転モード、第
１０運転モードでは、通常は燃費や排出ガスを低減する
上でエンジンを停止することが望ましいが、第１クラッ
チが開放されるため必要に応じてエンジンを運転状態と
することが可能である。第９運転モードでは、モータジ
ェネレータによってエンジンを回転駆動できれば良いた
め、例えば変速機をニュートラルとするなど動力伝達を
遮断した状態で第２クラッチを係合させたり、パーキン
グブレーキなどの回転阻止手段で出力部材の回転を阻止
して第２クラッチを開放したりして、モータジェネレー
タを作動させれば良い。第１クラッチを開放し、第２ク
ラッチを係合してモータジェネレータを動力源として走
行する第１運転モードによる走行時に、第１クラッチを
係合してエンジンを回転駆動することにより始動するこ
ともできるが、その場合は、モータジェネレータを要求
出力以上の出力で作動させ、その要求出力以上の余裕出
力でエンジンを回転駆動するようにすることが望まし
い。
【００５２】また、第１運転モード〜第１０運転モード
以外にも、例えば第１クラッチを係合し、第２クラッチ
を開放し、パーキングブレーキなどの回転阻止手段で出
力部材の回転を阻止することにより、車両停止時にエン
ジンでモータジェネレータを回転駆動して蓄電装置を充
電する停止時充電モードなどを設定することもできる。
この停止時充電モードでは、第１クラッチおよび第２ク
ラッチを共に係合するとともに、変速機をニュートラル
とするなど動力伝達を遮断した状態で、エンジンにより
モータジェネレータを回転駆動して行うこともできる。
【００５３】第１９発明では、蓄電装置の蓄電量が所定
値より小さい場合には、第５運転モード制御手段によっ
て車両を発進させるようになっているが、蓄電装置の蓄
電量がその所定値以上の場合には、前記第１運転モード
制御手段によって車両を発進させることが望ましい。ま
た、第２クラッチを係合するとともに、エンジンの回転
数を所定値以上にして第１クラッチをスリップ係合さ
せ、且つモータジェネレータを車両走行方向へ回転駆動
することにより、エンジンおよびモータジェネレータの
両方を動力源として車両を発進させる第１１運転モード
制御手段を有する場合は、上記第１運転モード制御手段
の代わりにその第１１運転モード制御手段によって車両
を発進させるようにすることもできる。第１１運転モー
ド制御手段では大きなトルクで発進することができるた
め、要求出力が所定値以上の場合には第１１運転モード
制御手段で発進し、要求出力がその所定値より小さい場
合は第１運転モード制御手段で発進するようにすること
が望ましい。
【００５４】本発明のハイブリッド駆動装置は、必ずし
も変速機を必須とするものではないが、平行２軸式や遊
星歯車式などの有段の歯車式変速機や、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
速機を用いることが可能である。第２７発明では、エン
ジン，合成分配機構，出力部材，およびモータジェネレ
ータが、その順番で第１軸線上に軸方向に並んで配設さ
れているが、その場合に第２クラッチをモータジェネレ
ータの後すなわち出力部材と反対側に配置するととも
に、モータジェネレータのロータ軸を中空として、第２
クラッチと合成分配機構の第２回転要素とを連結する連
結シャフトをそのロータ軸の中空内を挿通させて配設す
る一方、第１軸線と平行に平行２軸式の変速機を配設
し、比較的小径の変速ギヤ部を軸方向においてモータジ
ェネレータと略同じ位置とし、比較的大径の変速用油圧
式クラッチをモータジェネレータよりも後側になるよう
にすれば、大径のモータジェネレータと変速用油圧式ク
ラッチとが軸方向においてずれるため、第１軸線と変速
機とを近接して配置できる。前記差動装置は、出力部材
よりも前側すなわちモータジェネレータや変速機の主要
部と反対側に配設されるため、その差動装置と変速機と
を第１軸線と直角方向において近接して配置することが
できる。これにより、装置の軸方向寸法、軸と直角方向
の寸法が共に低減され、コンパクトに構成される。差動
装置としては、傘歯車式のものが好適に用いられるが、
遊星歯車式の差動装置を用いることも可能である。
【００５５】上記平行２軸式の変速機を用いる場合、例
えば前記出力部材から入力軸への動力伝達はチェーン手
段で行われるとともに、その入力軸の軸心である第２軸
線は車両側面視において第１軸線よりも車両後方側の斜
め上に設定され、変速機の出力軸の軸心である第３軸線
はその第２軸線の後方斜め下に設定され、前記差動装置
の中心軸線である第４軸線は第３軸線の下方位置に設定
される。このようにすれば、主軸すなわち第１軸線の上
方に空間ができるため、この部分にＭ／Ｇ制御器（イン
バータ）や蓄電装置などの部品を配置することができる
とともに、変速機が後方配置されているため前側に衝突
時の変形を許容する空間を確保できる。
【００５６】また、第１軸線上の配置形態の一例を更に
具体的に説明すると、エンジン側にフライホイールおよ
びダンパ装置が配設され、第１の隔壁を挟んで第１クラ
ッチ，合成分配機構，および出力部材（スプロケット）
が配置されるとともに、その第１の隔壁には第１クラッ
チを作動させるための油路が設けられる。モータジェネ
レータは、出力部材との間に配設された第２の隔壁、お
よび反対側の第３の隔壁により囲まれるとともに、オイ
ルシールによって液密にシールされた収容空間内に配設
されており、第３の隔壁には回転位置検出用のレゾルバ
が取り付けられる。モータジェネレータのロータ軸は、
第２の隔壁および第３の隔壁によりベアリングを介して
回転可能に支持されており、そのロータ軸の中空内を前
記連結シャフトが相対回転可能に挿通させられる。第２
クラッチは、第３の隔壁と第４の隔壁との間に配設され
ており、その第４の隔壁には第２クラッチを作動させる
ための油路が設けられる。
【００５７】第２７発明のハイブリッド駆動装置は、エ
ンジンおよびモータジェネレータの出力を合成分配機構
により合成して差動装置側へ出力するものであるが、他
の発明の実施に際しては、例えばエンジンの出力を第１
クラッチを介して変速機や差動装置を経て各駆動輪側へ
分配するとともに、各駆動輪に対応して複数の合成分配
機構やモータジェネレータ、第２クラッチを配設するよ
うにしても良い。また、第２７発明のハイブリッド駆動
装置は、第１軸線が車両の幅方向と略平行となる横置き
に配置されるもので、ＦＦ（フロントエンジン・フロン
トドライブ）車両に好適に採用されるが、他の発明の実
施に際しては、例えばエンジンやモータジェネレータの
軸線が車両の前後方向となる縦置きに配置してＦＲ（フ
ロントエンジン・リヤドライブ）車両用とするなど、種
々の配置形態が可能であり、第１発明の実施に際しては
車両以外の駆動装置に利用することもできる。
【００５８】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ハイブ
リッド駆動装置８の骨子図で、図２および図３はその具
体的構成を示す展開断面図である。このハイブリッド駆
動装置８はＦＦ車両用、すなわち車両の幅方向と略平行
に配置される横置きのもので、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、モータジェネレー
タ１２と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１４とを
備えている。遊星歯車装置１４は、機械的に力を合成，
分配する合成分配機構であり、第１クラッチ１６を介し
てエンジン１０に連結される第１回転要素としてのリン
グギヤ１４ｒと、モータジェネレータ１２のロータ軸５
６に連結された第２回転要素としてのサンギヤ１４ｓ
と、出力部材としてのスプロケット１８が一体的に設け
られた第３回転要素としてのキャリア１４ｃとを備えて
おり、サンギヤ１４ｓおよびキャリア１４ｃは第２クラ
ッチ２０によって連結されるようになっている。なお、
エンジン１０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２２およびスプリング，ゴム等
の弾性部材によるダンパ装置２４を介して第１クラッチ
１６に伝達される。また、第１クラッチ１６および第２
クラッチ２０は、何れも油圧アクチュエータによって係
合，開放される摩擦式の多板クラッチである。
【００５９】上記スプロケット１８は、自動変速機２６
の入力部材であるドリブンスプロケット２８にチェーン
３０を介して連結されている。自動変速機２６は平行２
軸式変速機で、ドリブンスプロケット２８が設けられた
第１軸（入力軸）３２と平行に第２軸（出力軸）３４を
備えており、互いに噛み合わされた前進用の４組の歯車
対と、後退用アイドル歯車を介して連結された後退用歯
車対とを有するもので、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クラッチ３６，３８、および油
圧アクチュエータによって切り換えられる噛合い式クラ
ッチ４０，４２がそれぞれ係合、開放制御されることに
より、動力伝達を遮断するニュートラルと前進４速の変
速段が成立させられ、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クラッチ４４によって後退段が成
立させられる。上記第２軸３４には出力歯車４６が設け
られ、傘歯車式の差動装置４８の入力部材であるリング
ギヤ５０と噛み合わされており、一対の出力軸５２，５
４を経て左右の駆動輪（前輪）に動力が分配される。な
お、図１における第２軸３４の下側半分は、上側と略対
称的に構成されているため、出力歯車４６を除いて省略
してある。
【００６０】図２および図３から明らかなように、前記
エンジン１０，フライホイール２２，遊星歯車装置１
４，スプロケット１８，モータジェネレータ１２，およ
び第２クラッチ２０は、その順番で第１軸線Ｏ1 上に軸
方向に並んで配設されている。第１クラッチ１６は、そ
の摩擦係合部が遊星歯車装置１４の外周側に配置され、
油圧アクチュエータは遊星歯車装置１４の右側すなわち
フライホイール２２側に配設されている。第２クラッチ
２０はモータジェネレータ１２の後側に配置されている
ため、モータジェネレータ１２のロータ軸５６は中空と
され、第２クラッチ２０と遊星歯車装置１４のキャリア
１４ｃとを連結する連結シャフト５８が、そのロータ軸
５６の中空内を相対回転可能に挿通させられている。ロ
ータ軸５６は、前記サンギヤ１４ｓに相対回転不能にス
プライン嵌合されている。
【００６１】前記自動変速機２６は、前記第１軸３２，
第２軸３４の軸心がそれぞれ第１軸線Ｏ1 と平行な第２
軸線Ｏ2 上，第３軸線Ｏ3 上に位置する姿勢で配設され
ており、軸方向において前記スプロケット１８と略同じ
位置にドリブンスプロケット２８および出力歯車４６が
位置させられ、大径のモータジェネレータ１２と略同じ
位置に前進用の４組の歯車対が設けられた比較的小径の
変速ギヤ部６０が位置させられ、そのモータジェネレー
タ１２の後側すなわち前記第２クラッチ２０と略同じ位
置に比較的大径の変速用油圧式クラッチ３６，３８が位
置させられ、遊星歯車装置１４と略同じ位置にアイドル
歯車を含む後退用歯車列６１が位置させられ、第１クラ
ッチ１６と略同じ位置に後退用の油圧式クラッチ４４が
位置させられている。なお、油圧式クラッチ３６，３８
は図２においても骨子図で示されているが、多板式の摩
擦係合部は軸方向の略同じ位置にオーバーラップして同
心円状に配設されており、前記第１クラッチ１６や第２
クラッチ２０の場合と同様に構成される図示しない油圧
アクチュエータによって摩擦係合させられるようになっ
ている。
【００６２】前記差動装置４８は、一対の出力軸５２，
５４の軸心が上記第１軸線Ｏ1 と平行な第４軸線Ｏ4 上
に位置する姿勢で配設されており、軸方向においてスプ
ロケット１８と略同じ位置に大径のリングギヤ５０が位
置させられ、遊星歯車装置１４や第１クラッチ１６と略
同じ位置、すなわち前記モータジェネレータ１２や自動
変速機２６の主要部と反対側の前側に、差動用の歯車機
構を収容しているデフケース６２が位置させられ、大径
のフライホイール２２と略同じ位置に最も小径のデフケ
ース６２の軸受６４が位置させられている。
【００６３】また、前記フライホイール２２はダンパ装
置２４と共に、第１の隔壁であるカバー部材６６よりも
エンジン１０側に配設され、そのカバー部材６６と第２
の隔壁であるハウジング部材６８とによって囲まれた第
１収容空間６９内には、第１クラッチ１６および後退用
の油圧式クラッチ４４と各種の歯車装置、すなわち遊星
歯車装置１４，スプロケット１８，自動変速機２６の変
速ギヤ部６０，後退用歯車列６１、差動装置４８などが
配設されている。スプロケット１８は、ニードルベアリ
ング６７を介してハウジング部材６８により回転可能に
支持されている。ハウジング部材６８には、第３の隔壁
であるモータカバー７０が固設され、それ等の間に形成
された第２収容空間７１内にモータジェネレータ１２が
収容されている。モータジェネレータ１２のステータ
は、それ等のハウジング部材６８およびモータカバー７
０に一体的に固定されているとともに、ステータコイル
７２の内周側に位置するデッドスペースに回転数検出手
段としてレゾルバ７４が配設されている。また、ハウジ
ング部材６８には第４の隔壁としてカバー部材７６が一
体的に固設され、そのカバー部材７６とモータカバー７
０およびハウジング部材６８との間に形成された第３収
容空間７８内には、前記第２クラッチ２０や変速用の油
圧式クラッチ３６，３８が収容されている。
【００６４】前記ダンパ装置２４から第１クラッチ１６
に動力を伝達する伝達シャフト８０は、ボールベアリン
グ８２を介してカバー部材６６により回転可能に支持さ
れているとともに、伝達シャフト８０とカバー部材６６
との間はオイルシール８４によって液密にシールされ、
第１収容空間６９内の潤滑油が外部へ漏れ出すことを防
止している。モータジェネレータ１２のロータ軸５６
は、一対のボールベアリング８６，８８を介してハウジ
ング部材６８およびモータカバー７０により回転可能に
支持されているとともに、そのロータ軸５６とハウジン
グ部材６８およびモータカバー７０との間はそれぞれオ
イルシール９０，９２によって液密にシールされ、第１
収容空間６９や第３収容空間７８内の潤滑油が第２収容
空間７１内に侵入することを防止している。ハウジング
部材６８とモータカバー７０との結合部にもＯリング等
のシール部材９４が設けられている。上記ボールベアリ
ング８６，８８およびオイルシール９０，９２は、ステ
ータコイル７２の内周側のデッドスペースに配設されて
いる。また、差動装置４８の一対の出力軸５２，５４と
ハウジング部材６８，カバー部材６６との間も、それぞ
れオイルシール９６，９８によって液密にシールされて
いる。
【００６５】上記第１収容空間６９および第３収容空間
７８内には所定量の潤滑油が収容され、油浴方式によっ
てベアリング等の回転部や歯車の噛合い部、クラッチの
摩擦材などを潤滑している。自動変速機２６の第１軸３
２および第２軸３４には、軸心に潤滑油路１００，１０
２が設けられ、図示しない電動ポンプによって供給され
る潤滑油により、変速用歯車を回転可能に支持している
ニードルベアリング等を潤滑するようになっている。ロ
ータ軸５６と連結シャフト５８との間の環状空間にも潤
滑油を供給し、潤滑油路として利用することができる。
また、前記カバー部材６６には、第１クラッチ１６を作
動させるための作動油を供給する油路１０４が設けら
れ、カバー部材７６には、第２クラッチ２０を作動させ
るための作動油を供給する油路１０６が設けられてい
る。それ等のカバー部材６６，７６にはまた、自動変速
機２６の油圧式クラッチ３６，３８，４４等を作動させ
るための作動油を供給する油路も設けられている。
【００６６】図４は、車両側面視における上記第１軸線
Ｏ1 〜第４軸線Ｏ4 の位置関係を示す図で、左側が車両
の前方である。かかる図４から明らかなように、自動変
速機２６の第１軸３２の軸心である第２軸線Ｏ2 は、第
１軸線Ｏ1 よりも車両後方側の斜め上に設定され、第２
軸３４の軸心である第３軸線Ｏ3 はその第２軸線Ｏ2の
後方斜め下に設定され、差動装置４８の中心軸線である
第４軸線Ｏ4 は第３軸線Ｏ3 の下方位置、すなわち最下
端に設定されている。
【００６７】一方、かかるハイブリッド駆動装置８は図
５に示す制御回路を備えており、エンジン１０は、コン
トローラ１１０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。モータジェネレータ１２は、Ｍ／Ｇ制
御器（インバータ）１１２を介してバッテリー等の蓄電
装置１１４に接続されており、コントローラ１１０によ
り、その蓄電装置１１４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１２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１１４
に電気エネルギーを充電する充電状態と、ロータ軸５６
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、第１クラッチ１６および第２クラッチ２
０は、コントローラ１１０により電磁弁等を介して油圧
回路が切り換えられることにより、係合、開放状態が切
り換えられ、エンジン１０とリングギヤ１４ｒとの間、
サンギヤ１４ｓとキャリア１４ｃとの間が、それぞれ接
続、遮断される。自動変速機２６についても、コントロ
ーラ１１０により電磁弁等を介して油圧回路が切り換え
られることにより、油圧式クラッチ３６，３８，４４の
係合，開放状態や噛合い式クラッチ４０，４２の噛合い
状態が切り換えられ、前進４速の変速段、後退段、およ
びニュートラルが成立させられる。
【００６８】コントローラ１１０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６に示すフローチャートに従って
表１に示す９つの運転モードの１つを選択し、その選択
した運転モードで作動させる。コントローラ１１０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
回転数（車速に対応）ＮO 、アクセル操作量（アクセル
ペダルなどの出力要求手段の操作量）θAC、蓄電装置１
１４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は電圧変化、Ｉ−Ｖ特性変化、充放電
時の電力の積算値、或いはモータジェネレータ１２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。
【表１】
【００６９】図６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１０を動力
源として走行したりエンジン１０によりモータジェネレ
ータ１２を回転駆動して蓄電装置１１４を充電したりす
るために、エンジン１０を始動すべき旨の指令があった
か否かなどにより判断し、始動要求があればステップＳ
２で運転モード９を選択する。運転モード９は、前記表
１から明らかなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）
し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、モータジェネ
レータ１２により遊星歯車装置１４を介してエンジン１
０を回転駆動するとともに、燃料噴射などのエンジン始
動制御を行ってエンジン１０を始動する。この運転モー
ド９は、例えば車両停止時には前記自動変速機２６をニ
ュートラルにして行われ、運転モード１のように第１ク
ラッチ１６を開放したモータジェネレータ１２のみを動
力源とする走行時には、第１クラッチ１６を係合すると
とも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１２を作動させ、その要求出力以上の余裕出力で
エンジン１０を回転駆動することによって行われる。車
両走行時であっても、一時的に自動変速機２６をニュー
トラルにして運転モード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１２によってエンジ
ン１０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。この運転モード９は第９運転
モードに相当し、コントローラ１１０による一連の信号
処理のうちステップＳ２に従って運転モード９を実行す
る部分は第９運転モード制御手段に相当する。
【００７０】ステップＳ１の判断がＮＯの場合、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
し、制動力の要求があるか否かを、例えばブレーキがＯ
Ｎ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（低速変速段のみで変速制御を
行うとともにエンジンブレーキや回生制動が作用するレ
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Ｓ４を実行する。ステップＳ４
では、蓄電装置１１４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で運転モード８を選択し、ＳＯＣ＜Ｂであ
ればステップＳ６で運転モード６を選択する。最大蓄電
量Ｂは、請求項２０および２２における蓄電量の所定値
に相当するもので、蓄電装置１１４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あり、蓄電装
置１１４の充放電効率（充電効率や放電効率）などに基
づいて例えば８０％程度の値が設定される。
【００７１】上記ステップＳ５で選択される運転モード
８は、表１から明らかなように第１クラッチ１６を係合
（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、モー
タジェネレータ１２を無負荷状態とし、エンジン１０を
停止状態すなわちスロットル弁を閉じるとともに燃料噴
射量を０とするものであり、これにより、エンジン１０
の引き擦り回転による制動力、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１２は無負荷状態とされ、自由回転させられるた
め、蓄電装置１１４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。この運転モ
ード８は第８運転モードに相当し、コントローラ１１０
による一連の信号処理のうちステップＳ５に従って運転
モード８を実行する部分は第８運転モード制御手段に相
当する。
【００７２】ステップＳ６で選択される運転モード６
は、表１から明らかなように第１クラッチ１６を開放
（ＯＦＦ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、エ
ンジン１０を停止し、モータジェネレータ１２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１２が回転駆動されることにより、蓄電装置１１
４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１６が開放されてエンジン１０が遮断されてい
るため、そのエンジン１０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１１４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。この運転モード６は第６運転モードに相当し、
コントローラ１１０による一連の信号処理のうちステッ
プＳ６に従って運転モード６を実行する部分は第６運転
モード制御手段に相当する。
【００７３】ステップＳ３の判断がＮＯの場合、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、例えば運転モ
ード３などエンジン１０を動力源とする走行中の車両停
止時か否か、すなわち車速に対応する出力回転数ＮO ＝
０か否か等によって判断し、ＹＥＳであればステップＳ
８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で運転モード５を選択し、アクセルがＯＮでなけれ
ばステップＳ１０で運転モード７を選択する。
【００７４】上記ステップＳ９で選択される運転モード
５は、表１から明らかなように第１クラッチ１６を係合
（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を開放（ＯＦＦ）し、エ
ンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２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１４
のギヤ比（サンギヤ１４ｓの歯数／リングギヤ１４ｒの
歯数）をρとすると、エンジントルクＴE ：遊星歯車装
置１４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１２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１
４ｃから出力される。すなわち、モータジェネレータ１
２のトルクの（１＋ρ）／ρ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１２を無負荷状態とすれば、ロータ軸５
６が逆回転させられるだけでキャリア１４ｃ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１４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＋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。この運転モード５は第５運転モードに相当し、コン
トローラ１１０による一連の信号処理のうちステップＳ
９に従って運転モード５を実行する部分は第５運転モー
ド制御手段に相当する。
【００７５】ここで、本実施例では、エンジン１０の最
大トルクの略ρ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１２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１０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。
【００７６】ステップＳ１０で選択される運転モード７
は、表１から明らかなように第１クラッチ１６を係合
（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を開放（ＯＦＦ）し、エ
ンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２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１２のロータ軸５６が逆方向へ自由
回転させられることにより、キャリア１４ｃからの出力
が零となる。これにより、運転モード３などエンジン１
０を動力源とする走行中の車両停止時に一々エンジン１
０を停止させる必要がないとともに、前記運転モード５
のエンジン発進が実質的に可能となる。この運転モード
７は第７運転モードに相当し、コントローラ１１０によ
る一連の信号処理のうちステップＳ１０に従って運転モ
ード７を実行する部分は第７運転モード制御手段に相当
する。
【００７７】ステップＳ７の判断がＮＯの場合、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、例えばアクセル操作量θ
ACやその変化速度、車速（出力回転数ＮO ）、自動変速
機２６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が、アクセル操作
量θACをそのまま要求出力Ｐｄとして用いることも可能
である。また、第１判定値Ｐ１は請求項１４における要
求出力の所定値に相当するもので、エンジン１０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
１２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１０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。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で運転モード１を選択し、ＳＯＣ＜Ａであれば
ステップＳ１４で運転モード３を選択する。最低蓄電量
Ａは請求項１４〜１７における蓄電量の所定値に相当す
るもので、モータジェネレータ１２を動力源として走行
する場合に蓄電装置１１４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１１
４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。
【００７８】上記運転モード１は、前記表１から明らか
なように第１クラッチ１６を開放（ＯＦＦ）し、第２ク
ラッチ２０を係合（ＯＮ）し、エンジン１０を停止し、
モータジェネレータ１２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１２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１６が開
放されてエンジン１０が遮断されるため、前記運転モー
ド６と同様に引き擦り損失が少なく、自動変速機２６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。この運転モード１は第１運転モードに
相当し、コントローラ１１０による一連の信号処理のう
ちステップＳ１３に従って運転モード１を実行する部分
は第１運転モード制御手段に相当する。また、この運転
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１１４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１０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１１
４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。
【００７９】ステップＳ１４で選択される運転モード３
は、表１から明らかなように第１クラッチ１６および第
２クラッチ２０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１２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１２によって発生
した電気エネルギーを蓄電装置１１４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１２で消費されるように、そのモータジェネレ
ータ１２の電流制御が行われる。この運転モード３は第
３運転モードに相当し、コントローラ１１０による一連
の信号処理のうちステップＳ１４に従って運転モード３
を実行する部分は第３運転モード制御手段に相当する。
【００８０】前記ステップＳ１１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Ｓ１５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＜Ｐ
ｄ＜Ｐ２か否かを判断する。第２判定値Ｐ２は請求項１
６および１７における要求出力の所定値に相当し、Ｐ１
＜Ｐｄ＜Ｐ２は請求項１５における要求出力の所定範囲
に相当するもので、この第２判定値Ｐ２は、エンジン１
０のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン１
０およびモータジェネレータ１２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１０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で運転モード
２を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合には前記ステップＳ１４
で運転モード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で運転モード４を選択し、
ＳＯＣ＜Ａの場合にはステップＳ１７で運転モード２を
選択する。
【００８１】上記運転モード２は、前記表１から明らか
なように第１クラッチ１６および第２クラッチ２０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１２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。この運転モード２は第２運転モードに相当し、コン
トローラ１１０による一連の信号処理のうちステップＳ
１７に従って運転モード２を実行する部分は第２運転モ
ード制御手段に相当する。また、運転モード４は、第１
クラッチ１６および第２クラッチ２０を共に係合（Ｏ
Ｎ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレ
ータ１２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１２の両方を動力源として車両を高出
力走行させる。この運転モード４は第４運転モードに相
当し、コントローラ１１０による一連の信号処理のうち
ステップＳ１９に従って運転モード４を実行する部分は
第４運転モード制御手段に相当する。この運転モード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１０およびモータジェネレータ
１２を併用しているため、エンジン１０およびモータジ
ェネレータ１２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１１４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。
【００８２】上記運転モード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で運転モード１を選択し
てモータジェネレータ１２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で運
転モード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Ｓ１９で
運転モード４を選択してエンジン１０およびモータジェ
ネレータ１２の両方を動力源として走行する。また、Ｓ
ＯＣ＜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の運転モード３
を実行することにより蓄電装置１１４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で運転モード２が選択され、充電を行うこと
なくエンジン１０により高出力走行が行われる。
【００８３】ステップＳ１７の運転モード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
１２よりもエンジン１０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１２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。高負
荷領域では、モータジェネレータ１２およびエンジン１
０を併用して走行する運転モード４が望ましいが、蓄電
装置１１４の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより小さい場
合には、上記運転モード２によるエンジン１０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１１４
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。
【００８４】このように、本実施例のハイブリッド駆動
装置８は、エンジン１０が第１クラッチ１６を介して遊
星歯車装置１４のリングギヤ１４ｒに連結されるように
なっているため、この第１クラッチ１６およびキャリア
１４ｃとサンギヤ１４ｓとの間に設けられた第２クラッ
チ２０を係合，開放することにより、モータジェネレー
タ１２に種々の機能を持たせることが可能で、表１に示
す９つの運転モード１〜９で運転することが可能とな
り、種々の運転条件に応じて適切な運転制御を行うこと
ができる。例えば、運転モード１のモータ走行時や運転
モード６の回生制動時には第１クラッチ１６が開放され
てエンジン１０が遮断されるため、エンジン１０の引き
擦りによるエネルギー損失が回避され、優れたエネルギ
ー効率が得られる。
【００８５】また、単一のモータジェネレータ１２が車
両走行時の動力源、エンジン１０と併用される補助動力
源、蓄電装置１４を充電するジェネレータ、回生制動に
より車両に制動力を作用させるジェネレータなど種々の
態様で用いられるため、車両駆動用の電動モータと充電
や回生制動用のジェネレータとを別々に配設する場合に
比較して、装置が簡単且つ安価に構成される。
【００８６】また、本実施例のハイブリッド駆動装置８
は、トルク増幅等のために一般に小径とされるスプロケ
ット１８および大径とされる差動装置４８のリングギヤ
５０が軸方向において略同じ位置とされ、中程度の径寸
法の遊星歯車装置１４とデフケース６２とが略同じ位置
とされ、大径のフライホイール２２と軸受６４とが略同
じ位置とされているため、図４から明らかなようにエン
ジン１０やモータジェネレータ１２等が配設される第１
軸線Ｏ1 と差動装置４８すなわち第４軸線Ｏ4とを近接
して配置できるとともに軸方向寸法も短くでき、装置が
コンパクトに構成される。
【００８７】また、第２クラッチ２０がモータジェネレ
ータ１２の後側に配置され、大径のモータジェネレータ
１２と比較的小径の変速ギヤ部６０とが軸方向において
略同じ位置とされ、第２クラッチ２０と変速用油圧式ク
ラッチ３６，３８とが略同じ位置とされ、第１クラッチ
１６および遊星歯車装置１４と後退用油圧式クラッチ４
４とが略同じ位置とされているため、第１軸線Ｏ1 と自
動変速機２６すなわち第２軸線Ｏ2 や第３軸線Ｏ3 とを
近接して配置できるとともに軸方向寸法も短くでき、装
置がコンパクトに構成される。油圧式クラッチ３６，３
８は、その摩擦係合部が軸方向において略同じ位置に配
設されているため、軸方向寸法を一層小さくできる。第
２クラッチ２０は、小径のサンギヤ１４ｓとキャリア１
４ｃとを連結するものであるため、係合トルクは比較的
小さくて小径に構成できるため、油圧式クラッチ３８の
外周側に油圧式クラッチ３６の摩擦係合部が配設されて
大径となっても、その油圧式クラッチ３６と第２クラッ
チ２０とが干渉することがない。
【００８８】また、前記差動装置４８は、スプロケット
１８よりも前側すなわちモータジェネレータ１２や自動
変速機２６の変速ギヤ部６０と反対側に配設されている
ため、第３軸線Ｏ3 に対して第４軸線Ｏ4 を近接して配
置できる。更に、本実施例ではチェーン３０を用いて動
力伝達を行っており、スプロケット１８にスラスト力が
作用しないため、ニードルベアリング６７等の簡単な軸
受で支持することが可能であり、第１軸線Ｏ1 上の軸方
向寸法を更に短くできる。
【００８９】このように、本実施例のハイブリッド駆動
装置８は、第１軸線Ｏ1 〜第４軸線Ｏ4 が互いに近接し
て設定され、各軸線上の軸方向すなわち車両幅方向の寸
法も低減されているため、装置が全体としてコンパクト
に構成され、車両への搭載性が向上する。
【００９０】また、モータジェネレータ１２のステータ
やロータは、オイルシール９０，９２によって液密にシ
ールされた第２収容空間７１内に収容されているため、
鉄粉などの異物が混入している潤滑油が侵入して作動不
良を生じることがなく、高い信頼性が得られる。
【００９１】また、第１クラッチ１６と第２クラッチ２
０とが離間して配設され、第１クラッチ１６に作動油圧
を供給する油路１０４はカバー部材６６に設けられ、第
２クラッチ２０に作動油圧を供給する油路１０６はカバ
ー部材７６に設けられているため、それ等の油路１０
４，１０６の取り廻しが簡単である。
【００９２】一方、自動変速機２６の第１軸３２の軸心
である第２軸線Ｏ2 は、第１軸線Ｏ 1 よりも車両後方側
の斜め上に設定され、第２軸３４の軸心である第３軸線
Ｏ3はその第２軸線Ｏ2 の後方斜め下に設定され、差動
装置４８の中心軸線である第４軸線Ｏ4 は第３軸線Ｏ3
の下方位置、すなわち最下端に設定されているため、第
１軸線Ｏ1 の上方すなわちエンジン１０やモータジェネ
レータ１２の上に空間ができ、この部分にＭ／Ｇ制御器
１１２や蓄電装置１１４などの部品を配置することがで
きる。また、自動変速機２６が後方配置されているた
め、エンジン１０やモータジェネレータ１２の前側に衝
突時の変形を許容する空間を十分に確保できる。
【００９３】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通す
る部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００９４】図７は前記図１に相当する図で、このハイ
ブリッド駆動装置１２０は請求項２３に記載の発明の一
実施例であり、前記遊星歯車装置１４のリングギヤ１４
ｒをカバー部材６６に回転不能に固定する油圧式のブレ
ーキ１２２が設けられている。自動変速機１２４は、前
記自動変速機２６に比較して後退用歯車列６１を備えて
いない点が異なるだけである。すなわち、ブレーキ１２
２が設けられるとともに後退用歯車列６１を備えていな
い点を除いて、他の構成は前記ハイブリッド駆動装置８
と全く同じであり、ブレーキ１２２は前記コントローラ
１１０による油圧回路の切換えで係合開放制御される。
【００９５】かかるハイブリッド駆動装置１２０によれ
ば、表２に示すように、ブレーキ１２２を開放すること
により前記運転モード１〜９を実行できるとともに、ブ
レーキ１２２を係合することにより、新たな運転モード
１０を実行できる。この運転モード１０は、第１クラッ
チ１６を開放（ＯＦＦ）し、第２クラッチ２０を開放
（ＯＦＦ）し、ブレーキ１２２を係合（ＯＮ）し、エン
ジン１０を停止し、モータジェネレータ１２を逆方向へ
回転させて後退走行させるもので、図８に示されている
ように、ステップＳ２０で後退走行が要求されていると
判断した場合にステップＳ２１で実行される。ステップ
Ｓ２０の判断は、例えばシフトレバーがＲ（リバース）
レンジへ操作されたか否かによって行われる。なお、エ
ンジン１０を停止しているため、上記運転モード１０で
第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）することも可能であ
る。
【表２】
【００９６】本実施例では、自動変速機１２４に後退変
速段が無いため、後退走行する場合は専らモータジェネ
レータ１２のみに依存することになるが、キャリア１４
ｃの出力トルクはモータジェネレータ１２のトルクの
（１＋ρ）／ρ倍となり、ρ≒０．５とすれば約３倍程
度のトルク増幅作用が得られるため、モータジェネレー
タ１２のみによって登坂路などでも良好に後退発進・後
退走行を行うことができる。運転モード１０は第１０運
転モードに相当し、コントローラ１１０による一連の信
号処理のうちステップＳ２１に従って運転モード１０を
実行する部分は第１０運転モード制御手段に相当する。
【００９７】なお、前進時においても運転モード１０を
選択することにより、モータジェネレータ１２のみを動
力源とする高トルク発進や高トルク走行を行うことが可
能である。
【００９８】図９のハイブリッド駆動装置１３０は請求
項２６に記載の発明の一実施例で、前記遊星歯車装置１
４のリングギヤ１４ｒとカバー部材６６との間に一方向
クラッチ１３２が設けられ、リングギヤ１４ｒがエンジ
ン１０の回転方向と同じ方向へ回転することは許容する
が逆方向へ回転することは阻止するようになっている。
かかるハイブリッド駆動装置１３０によれば、表３に示
すように前記運転モード１〜９を実行できるとともに、
一方向クラッチ（ＯＷＣ）１３２の作用（ロック）で前
記運転モード１０と同様な運転モード１０′が可能で、
モータジェネレータ１２を動力源とする高トルク発進や
高トルク走行が可能である。但し、モータジェネレータ
１２の逆回転による後退走行は不能で、後退用歯車列６
１を有する前記自動変速機２６が用いられる。
【表３】
【００９９】本実施例では、前記図７の実施例のように
ブレーキ１２２を設ける場合に比較して係合、開放制御
が不要であり、油圧回路や電気系統のフェールなどで制
御不能となる恐れがなく、高い信頼性が得られる。
【０１００】因みに、油圧源のフェール等で第１クラッ
チ１６および第２クラッチ２０が共にＯＮとなる場合に
は、一方向クラッチ１３２のフリーで運転モード２、
３、４、８、９が可能であるとともに、一方向クラッチ
１３２のロックでヒルホールド機能（登坂路でのずり下
がり防止）が得られる。油圧源のフェール等で第１クラ
ッチ１６がＯＮ、第２クラッチ２０がＯＦＦとなる場合
には、一方向クラッチ１３２のフリーで運転モード５が
可能であるとともに、一方向クラッチ１３２のロックで
運転モード１０′が可能である。また、油圧源のフェー
ル等で第１クラッチ１６がＯＦＦ、第２クラッチ２０が
ＯＮとなる場合には、一方向クラッチ１３２のフリーで
運転モード１、６が可能であるとともに、一方向クラッ
チ１３２のロックでヒルホールド機能が得られる。
【０１０１】図１０のハイブリッド駆動装置２１０はＦ
Ｒ（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
２１２と、電気エネルギーによって作動する電動モータ
および発電機として機能するモータジェネレータ２１４
と、シングルピニオン型の遊星歯車装置２１６と、自動
変速機２１８とを車両の前後方向に沿って備えており、
出力軸２１９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２１６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２１４と共に電気式
トルコン２２４を構成しており、第１回転要素としての
リングギヤ２１６ｒは第１クラッチＣＥ1 を介してエン
ジン２１２に連結され、第２回転要素としてのサンギヤ
２１６ｓはモータジェネレータ２１４のロータ軸２１４
ｒに連結され、第３回転要素としてのキャリア２１６ｃ
は自動変速機２１８の入力軸２２６に連結されている。
入力軸２２６は出力部材に相当する。また、サンギヤ２
１６ｓおよびキャリア２１６ｃ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。第１クラッチＣＥ
1 は、エンジン２１２の出力を伝達・遮断するクラッチ
として機能している。なお、エンジン２１２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
２２８およびスプリング、ゴム等の弾性部材によるダン
パ装置２３０を介して第１クラッチＣＥ 1 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、開放される摩
擦式の多板クラッチである。
【０１０２】自動変速機２１８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２２０
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２２２とを組み合わせたもので
ある。具体的には、副変速機２２０はシングルピニオン
型の遊星歯車装置２３２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２２２は、３組のシングルピニオン
型の遊星歯車装置２３４、２３６、２３８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１１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２４４が切り換え
られたり、シフトレバーに機械的に連結されたマニュア
ルシフトバルブによって油圧回路２４４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 ，Ｃ
2 、ブレーキＢ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 がそれぞれ
係合、開放制御され、図１２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２１８や前記電気式トルコン２２４は、中心
線に対して略対称的に構成されており、図１０では中心
線の下半分が省略されている。
【０１０３】図１２のクラッチ、ブレーキ、一方向クラ
ッチの欄の「○」は係合、「●」は図示しないシフトレ
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、シフトレバーに機械的に連結さ
れたマニュアルシフトバルブによって油圧回路２４４が
機械的に切り換えられることによって成立させられ、前
進変速段の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
る。図１２に示されている変速比は一例である。
【０１０４】前記油圧回路２４４は図１３に示す回路を
備えている。図１３において符号２７０は１−２シフト
バルブを示し、また符号２７１は２−３シフトバルブを
示し、さらに符号２７２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２７０、２７１、２７２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２７０、２７１、２７２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。
【０１０５】２−３シフトバルブ２７１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２７３に連通
するブレーキポート２７４に、第３ブレーキＢ3 が油路
２７５を介して接続されている。この油路にはオリフィ
ス２７６が介装されており、そのオリフィス２７６と第
３ブレーキＢ3 との間にダンパーバルブ２７７が接続さ
れている。ダンパーバルブ２７７は、第３ブレーキＢ3
にライン圧ＰＬ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。
【０１０６】符号２７８はＢ−３コントロールバルブで
あって、第３ブレーキＢ3 の係合圧をこのＢ−３コント
ロールバルブ２７８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２７８
は、スプール２７９とプランジャ２８０とこれらの間に
介装したスプリング２８１とを備えており、スプール２
７９によって開閉される入力ポート２８２に油路２７５
が接続され、またこの入力ポート２８２に選択的に連通
させられる出力ポート２８３が第３ブレーキＢ 3 に接続
されている。さらにこの出力ポート２８３は、スプール
２７９の先端側に形成したフィードバックポート２８４
に接続されている。一方、上記スプリング２８１を配置
した箇所に開口するポート２８５には、２−３シフトバ
ルブ２７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でＤ
レンジ圧（ライン圧ＰＬ）を出力するポート２８６が油
路２８７を介して連通させられている。また、プランジ
ャ２８０の端部側に形成した制御ポート２８８には、リ
ニアソレノイドバルブＳＬＵが接続され、信号圧ＰSLU
が作用させられるようになっている。したがって、Ｂ−
３コントロールバルブ２７８は、スプリング２８１の弾
性力とポート２８５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２８８に供給される信
号圧ＰSLU が高いほどスプリング２８１による弾性力が
大きくなるように構成されている。
【０１０７】図１３における符号２８９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２
８９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２９０と、第１のプランジャ２９１と、これ
らの間に配置したスプリング２９２と、スプール２９０
を挟んで第１のプランジャ２９１とは反対側に配置され
た第２のプランジャ２９３とを有している。２−３タイ
ミングバルブ２８９の中間部のポート２９４に油路２９
５が接続され、また、この油路２９５は２−３シフトバ
ルブ２７１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２７４に連通させられるポート２９６に接
続されている。油路２９５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２９７にオ
リフィスを介して接続されている。中間部のポート２９
４に選択的に連通させられるポート２９８は油路２９９
を介してソレノイドリレーバルブ３００に接続されてい
る。そして、第１のプランジャ２９１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２９３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。
【０１０８】前記油路２８７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３０１とチェックボール付きオリフ
ィス３０２とが介装されている。また、この油路２８７
から分岐した油路３０３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３０４が介装され、この油路３０３は以下に説明する
オリフィスコントロールバルブ３０５に接続されてい
る。
【０１０９】オリフィスコントロールバルブ３０５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３０６によって開閉されるよう
に中間部に形成したポート３０７には第２ブレーキＢ2
が接続されており、このポート３０７より図での下側に
形成したポート３０８に前記油路３０３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３０７より
図での上側に形成したポート３０９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
３０９には、油路３１０を介して前記Ｂ−３コントロー
ルバルブ２７８のポート３１１が接続されている。な
お、このポート３１１は、第３ブレーキＢ 3 を接続して
ある出力ポート２８３に選択的に連通させられるポート
である。
【０１１０】オリフィスコントロールバルブ３０５のポ
ートのうちスプール３０６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３１２が油路３１３を
介して、３−４シフトバルブ２７２のポート３１４に接
続されている。このポート３１４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３０５には、前記油
路２９５から分岐した油路３１５が接続されており、こ
の油路３１５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。
【０１１１】なお、前記２−３シフトバルブ２７１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３１６が、前記２−３タイミングバルブ２８９のう
ちスプリング２９２を配置した箇所に開口するポート３
１７に油路３１８を介して接続されている。また、３−
４シフトバルブ２７２のうち第３変速段以下の変速段で
前記油路２８７に連通させられるポート３１９が油路３
２０を介してソレノイドリレーバルブ３００に接続され
ている。
【０１１２】符号３２１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が出力する信号圧に応じて調圧されたアキュム
レータコントロール圧Ｐacが供給されるようになってい
る。２→３変速時に前記２−３シフトバルブ２７１が切
り換えられると、第２ブレーキＢ2 には油路２８７を介
してＤレンジ圧（ライン圧ＰＬ）が供給されるが、この
ライン圧ＰＬによってアキュムレータ３２１のピストン
３２１ｐが上昇を開始する。このピストン３２１ｐが上
昇している間は、ブレーキＢ2 に供給される油圧（係合
圧）ＰB2は、スプリング３２１ｓの下向きの付勢力およ
びピストン３２１ｐを下向きに付勢する上記アキュムレ
ータコントロール圧Ｐacと釣り合う略一定、厳密にはス
プリング３２１ｓの圧縮変形に伴って漸増させられ、ピ
ストン３２１ｐが上昇端に達するとライン圧ＰＬまで上
昇させられる。すなわち、ピストン３２１ｐが移動する
変速過渡時の係合圧ＰB2は、アキュムレータコントロー
ル圧Ｐacによって定まるのである。
【０１１３】アキュムレータコントロール圧Ｐacは、第
３変速段成立時に係合制御される上記第２ブレーキＢ2
用のアキュムレータ３２１の他、図示は省略するが第１
変速段成立時に係合制御されるクラッチＣ1 用のアキュ
ムレータ、第４変速段成立時に係合制御されるクラッチ
Ｃ2 用のアキュムレータ、第５変速段成立時に係合制御
されるブレーキＢ0 用のアキュムレータにも供給され、
それ等の係合・開放時の過渡油圧が制御される。
【０１１４】図１３の符号３２２はＣ−０エキゾースト
バルブを示し、さらに符号３２３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
３２２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。
【０１１５】このような油圧回路２４４によれば、第２
変速段から第３変速段への変速、すなわち第３ブレーキ
Ｂ3 を開放するとともに第２ブレーキＢ2 を係合する所
謂クラッチツークラッチ変速において、入力軸２２６の
入力トルクなどに基づいて第３ブレーキＢ3 の開放過渡
油圧や第２ブレーキＢ2 の係合過渡油圧を制御すること
により、変速ショックを好適に軽減することができる。
その他の変速についても、リニアソレノイドバルブＳＬ
Ｎのデューティ制御によってアキュムレータコントロー
ル圧Ｐacを調圧することにより、クラッチＣ1 、Ｃ2 や
ブレーキＢ0 の過渡油圧が制御される。
【０１１６】ハイブリッド駆動装置２１０は、図１１に
示されるようにハイブリッド制御用コントローラ２５０
及び自動変速制御用コントローラ２５２を備えている。
これらのコントローラ２５０、２５２は、ＣＰＵやＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構
成され、アクセル操作量センサ２６２、入力軸回転数セ
ンサ２６３、車速センサ２６４、エンジン回転数センサ
２６５からそれぞれアクセル操作量θAC、自動変速機２
１８の入力軸回転数ＮI 、車速Ｖ（自動変速機２１８の
出力軸回転数ＮO に対応）、エンジン回転数ＮE などを
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 、モータ回転数ＮM 、蓄電装置２５８の蓄電
量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ、シフトレバーの操
作レンジ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。
【０１１７】前記エンジン２１２は、ハイブリッド制御
用コントローラ２５０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。
【０１１８】前記モータジェネレータ２１４は、図１４
に示すようにＭ／Ｇ制御器（インバータ）２５６を介し
てバッテリー等の蓄電装置２５８に接続されており、ハ
イブリッド制御用コントローラ２５０により、その蓄電
装置２５８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２１４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２５８に電気エネ
ルギーを充電する充電状態と、ロータ軸２１４ｒ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。
【０１１９】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２５
０により電磁弁等を介して油圧回路２４４が切り換えら
れることにより、係合或いは開放状態が切り換えられ
る。また、第１クラッチＣＥ1は、リニアソレノイドバ
ルブなどの油圧調整手段（係合力調整手段）によって係
合油圧が制御されることにより、所定のスリップ係合状
態とされる。
【０１２０】前記自動変速機２１８は、自動変速制御用
コントローラ２５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ
１〜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２４４が切り換
えられたり油圧制御が行われることにより、運転状態に
応じて変速段が切り換えられる。
【０１２１】かかるハイブリッド駆動装置２１０によれ
ば、表４に示すように前記第１実施例と同様に運転モー
ド１〜９が可能で、例えば前記図６のフローチャートな
どに従って運転モードが切り換えられる一方、この実施
例では運転モード１１が可能で、例えば図１５のフロー
チャートに従って発進制御が行われる。
【表４】
【０１２２】図１５のステップＳＡ１では、車両の発進
が要求されているか否かを、例えば車速Ｖが予め定めら
れた一定の所定値Ｖ2 以下であって、且つアクセルがＯ
Ｎ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、この判断が肯定された場合は
ステップＳＡ２を実行し、この判断が否定された場合は
図１５の発進制御サブルーチンを終了する。ステップＳ
Ａ２では、蓄電装置２５８の蓄電量ＳＯＣが予め定めら
れた蓄電量Ａ′以上か否かを判断する。蓄電量Ａ′は前
記最低蓄電量Ａと同程度の値であって、モータジェネレ
ータ２１４を動力源として用いる場合に蓄電装置２５８
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２５８の充放電効率などに基づ
いて設定されるが、最低蓄電量Ａよりも少し大きめの値
が設定されても良い。
【０１２３】このステップＳＡ２の判断が否定された場
合は、モータジェネレータ２１４を動力源にできないの
で、ステップＳＡ３において運転モード５を選択する。
運転モード５は、表４から明らかなように前記第１実施
例と同じで、第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第
２クラッチＣＥ2 を開放（ＯＦＦ）し、エンジン２１２
を運転状態とし、モータジェネレータ２１４を回生制御
（発電制御）して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り、請求項１９に記載の第５
運転モードに相当し、ハイブリッド制御用コントローラ
２５０による一連の信号処理のうちステップＳＡ３に従
って運転モード５を実行する部分は第５運転モード制御
手段に相当する。
【０１２４】ステップＳＡ２の判断が肯定された場合
は、モータジェネレータ２１４を動力源として用いるこ
とができるので、ステップＳＡ４において、要求出力Ｐ
ｄが予め設定された所定値α以上か否かを判断する。所
定値αとしては、例えばモータジェネレータ２１４のみ
を動力源として車両を良好に発進させることができる最
大値に設定され、このステップＳＡ４の判断が否定され
た場合はステップＳＡ５で運転モード１を選択する。ハ
イブリッド制御用コントローラ２５０による一連の信号
処理のうちステップＳＡ５に従って運転モード１を実行
する部分は第１運転モード制御手段に相当する。
【０１２５】ステップＳＡ４の判断が肯定された場合
は、モータジェネレータ２１４のみでは駆動力が不足し
て車両を良好に発進させることができないため、ステッ
プＳＡ６において、車速Ｖが予め定められた一定の所定
値Ｖ1 以下か否かを判断し、Ｖ≦Ｖ1 であればステップ
ＳＡ７で運転モード１１を選択する。所定値Ｖ1 は、第
１クラッチＣＥ1 を完全係合させてもエンジン２１２が
適正に作動できる最低車速以上の車速で、前記所定値Ｖ
2 はこの所定値Ｖ1 よりも大きな値である。運転モード
１１は、前記表４から明らかなように第１クラッチＣＥ
1 を所定のスリップ状態で係合し、第２クラッチＣＥ2
を係合（ＯＮ）し、エンジン２１２およびモータジェネ
レータ２１４を所定の出力で回転駆動するもので、エン
ジン２１２およびモータジェネレータ２１４の両方を動
力源として車両を高トルク発進させる。このステップＳ
Ａ７で選択される運転モード１１は第１１運転モードに
相当し、ステップＳＡ７に従って運転モード１１を実行
する部分は第１１運転モード制御手段として機能してい
る。
【０１２６】ここで、本実施例では車両発進時に蓄電装
置２５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた蓄電量Ａ′よ
り少ない場合（ステップＳＡ２の判断がＮＯ）は、ステ
ップＳＡ３により運転モード５を選択し、エンジン２１
２を作動させるとともにモータジェネレータ２１４を回
生制御することにより車両を発進させるようになってい
るため、蓄電量ＳＯＣが更に低下して充放電効率等の性
能を損なったり蓄電量不足で発進不能となったりするこ
とを回避できる。
【０１２７】なお、上記図１０のハイブリッド駆動装置
２１０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２１８を備えていたが、図１６に示されるよう
に、前記副変速機２２０を省略して前記主変速機２２２
のみから成る自動変速機２６０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。
【０１２８】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これらはあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド駆動装置
の概略構成を説明する骨子図である。
【図２】図３と共に図１のハイブリッド駆動装置の具体
的構成を説明する展開断面図である。
【図３】図２と共に図１のハイブリッド駆動装置の具体
的構成を説明する展開断面図である。
【図４】図１のハイブリッド駆動装置の車両側方視にお
ける各軸線の位置関係を示す図である。
【図５】図１のハイブリッド駆動装置が備えている制御
系統を説明するブロック線図である。
【図６】図１のハイブリッド駆動装置の作動を説明する
フローチャートである。
【図７】本発明の他の実施例の概略構成を説明する骨子
図である。
【図８】図７の実施例の作動を説明するフローチャート
である。
【図９】本発明の更に別の実施例の概略構成を説明する
骨子図である。
【図１０】本発明の更に別の実施例の概略構成を説明す
る骨子図である。
【図１１】図１０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１２】図１０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１３】図１０の自動変速機の油圧回路の一部を示す
図である。
【図１４】図１１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１５】図１０の実施例における車両発進時の制御作
動を説明するフローチャートである。
【図１６】図１０のハイブリッド駆動装置とは変速機が
異なるハイブリッド駆動装置の骨子図である。
【図１７】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】
８，１２０，１３０，２１０：ハイブリッド駆動装置 １０，２１２：エンジン １２，２１４：モータジェネレータ １４，２１６：遊星歯車装置（合成分配機構） １６，ＣＥ1 ：第１クラッチ １８：スプロケット（出力部材） ２０，ＣＥ2 ：第２クラッチ ４８：差動装置 １１０：コントローラ １２２：ブレーキ １３２：一方向クラッチ ２２６：入力軸（出力部材） ２５０：ハイブリッド制御用コントローラ ステップＳ１３，ＳＡ５：第１運転モード制御手段 ステップＳ１７：第２運転モード制御手段 ステップＳ１４：第３運転モード制御手段 ステップＳ１９：第４運転モード制御手段 ステップＳ９，ＳＡ３：第５運転モード制御手段 ステップＳ６：第６運転モード制御手段 ステップＳ１０：第７運転モード制御手段 ステップＳ５：第８運転モード制御手段 ステップＳ２：第９運転モード制御手段 ステップＳ２１：第１０運転モード制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/05 0360−3Ｈ Ｇ０５Ｂ 23/02 Ｖ 23/02 19/05 Ｊ (72)発明者 畑 祐志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 三上 強 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松井 英昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料の燃焼によって作動するエンジン
    と、 電気エネルギーを蓄積する蓄電装置に接続されたモータ
    ジェネレータと、 前記エンジンに第１クラッチを介して連結される第１回
    転要素、前記モータジェネレータに連結される第２回転
    要素、および出力部材に連結される第３回転要素を有し
    て、それらの間で機械的に力を合成，分配する合成分配
    機構と、 該合成分配機構の２つの回転要素を連結して該合成分配
    機構を一体回転させる第２クラッチとを有することを特
    徴とするハイブリッド駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記モータジェネレータは、車両走行時
    の動力源、前記エンジンによって回転駆動されることに
    より前記蓄電装置を充電するジェネレータ、車両の運動
    エネルギーで回転駆動されることにより前記蓄電装置を
    充電するとともに該車両に回生制動力を作用させるジェ
    ネレータ、および前記エンジンを動力源とする車両走行
    時の補助動力源として用いられる請求項１に記載のハイ
    ブリッド駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記第１クラッチを開放し、前記第２ク
    ラッチを係合し、前記モータジェネレータを動力源とし
    て走行する第１運転モード制御手段を有する請求項１ま
    たは２に記載のハイブリッド駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記第１クラッチを係合し、前記第２ク
    ラッチを係合し、前記モータジェネレータを無負荷状態
    とし、前記エンジンを動力源として走行する第２運転モ
    ード制御手段を有する請求項１〜３の何れか１項に記載
    のハイブリッド駆動装置。
  5. 【請求項５】 前記第１クラッチを係合し、前記第２ク
    ラッチを係合し、前記エンジンを動力源として走行する
    とともに、該エンジンにより前記モータジェネレータを
    回転駆動して前記蓄電装置を充電する第３運転モード制
    御手段を有する請求項１〜４の何れか１項に記載のハイ
    ブリッド駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記第１クラッチを係合し、前記第２ク
    ラッチを係合し、前記エンジンおよび前記モータジェネ
    レータの両方を動力源として走行する第４運転モード制
    御手段を有する請求項１〜５の何れか１項に記載のハイ
    ブリッド駆動装置。
  7. 【請求項７】 前記第１クラッチを係合し、前記第２ク
    ラッチを開放し、前記エンジンを作動させるとともに前
    記モータジェネレータの反力を零から増大させて車両を
    発進させる第５運転モード制御手段を有する請求項１〜
    ６の何れか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
  8. 【請求項８】 前記第５運転モード制御手段は、前記モ
    ータジェネレータの反力増大に対応して前記エンジンの
    出力を増大させるものである請求項７に記載のハイブリ
    ッド駆動装置。
  9. 【請求項９】 前記合成分配機構は遊星歯車装置で、前
    記第１回転要素はリングギヤで、前記第２回転要素はサ
    ンギヤで、前記第３回転要素はキャリアであり、該遊星
    歯車装置のギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯
    数）をρとすると、前記モータジェネレータのトルク容
    量は前記エンジンの最大トルクの略ρ倍である請求項７
    または８に記載のハイブリッド駆動装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１クラッチを開放し、前記第２
    クラッチを係合し、車両の運動エネルギーで前記モータ
    ジェネレータが回転駆動されることにより、前記蓄電装
    置を充電するとともに該車両に回生制動力を作用させる
    第６運転モード制御手段を有する請求項１〜９の何れか
    １項に記載のハイブリッド駆動装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１クラッチを係合し、前記第２
    クラッチを開放し、前記エンジンを作動させるとともに
    前記モータジェネレータを無負荷状態として電気的にニ
    ュートラルとする第７運転モード制御手段を有する請求
    項１〜１０の何れか１項に記載のハイブリッド駆動装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記第１クラッチを係合し、前記第２
    クラッチを係合し、前記モータジェネレータを無負荷状
    態とし、前記エンジンを停止してエンジンブレーキを車
    両に作用させる第８運転モード制御手段を有する請求項
    １〜１１の何れか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１クラッチを係合し、前記モー
    タジェネレータにより前記合成分配機構を介して前記エ
    ンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動する
    第９運転モード制御手段を有する請求項１〜１２の何れ
    か１項に記載のハイブリッド駆動装置。
  14. 【請求項１４】 前記第１運転モード制御手段による運
    転は、車両の要求出力が所定値以下で且つ前記蓄電装置
    の蓄電量が所定値以上の場合に行われる請求項３に記載
    のハイブリッド駆動装置。
  15. 【請求項１５】 前記第２運転モード制御手段による運
    転は、車両の要求出力が所定範囲内で且つ前記蓄電装置
    の蓄電量が所定値以上、或いは該要求出力が該所定範囲
    より大きく且つ該蓄電量が該所定値より小さい場合に行
    われる請求項４に記載のハイブリッド駆動装置。
  16. 【請求項１６】 前記第３運転モード制御手段による運
    転は、車両の要求出力が所定値より小さく且つ前記蓄電
    装置の蓄電量が所定値より小さい場合に行われる請求項
    ５に記載のハイブリッド駆動装置。
  17. 【請求項１７】 前記第４運転モード制御手段による運
    転は、車両の要求出力が所定値以上で且つ前記蓄電装置
    の蓄電量が所定値以上の場合に行われる請求項６に記載
    のハイブリッド駆動装置。
  18. 【請求項１８】 前記第５運転モード制御手段による運
    転は、前記エンジンを動力源とする車両発進時に行われ
    る請求項７〜９の何れか１項に記載のハイブリッド駆動
    装置。
  19. 【請求項１９】 前記第５運転モード制御手段は、前記
    モータジェネレータを回生制御することにより反力を発
    生させるもので、該第５運転モード制御手段による運転
    は、前記蓄電装置の蓄電量が所定値より小さい場合に行
    われる請求項７〜９、１８の何れか１項に記載のハイブ
    リッド駆動装置。
  20. 【請求項２０】 前記第６運転モード制御手段による運
    転は、制動力が要求されるとともに前記蓄電装置の蓄電
    量が所定値より小さい場合に行われる請求項１０に記載
    のハイブリッド駆動装置。
  21. 【請求項２１】 前記第７運転モード制御手段による運
    転は、前記エンジンを動力源とする走行中の車両停止時
    に行われる請求項１１に記載のハイブリッド駆動装置。
  22. 【請求項２２】 前記第８運転モード制御手段による運
    転は、制動力が要求されるとともに前記蓄電装置の蓄電
    量が所定値以上の場合に行われる請求項１２に記載のハ
    イブリッド駆動装置。
  23. 【請求項２３】 前記合成分配機構は遊星歯車装置で、
    前記第１回転要素はリングギヤで、前記第２回転要素は
    サンギヤで、前記第３回転要素はキャリアであり、該リ
    ングギヤを回転不能に固定するブレーキを有する請求項
    １〜２２の何れか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
  24. 【請求項２４】 前記第１クラッチを開放し、前記第２
    クラッチを開放し、前記ブレーキを係合し、前記モータ
    ジェネレータのトルクを前記遊星歯車装置で増幅して前
    記出力部材から出力する第１０運転モード制御手段を有
    する請求項２３に記載のハイブリッド駆動装置。
  25. 【請求項２５】 前記第１０運転モード制御手段による
    運転は、前記モータジェネレータを動力源とする車両発
    進時に行われる請求項２４に記載のハイブリッド駆動装
    置。
  26. 【請求項２６】 前記合成分配機構は遊星歯車装置で、
    前記第１回転要素はリングギヤで、前記第２回転要素は
    サンギヤで、前記第３回転要素はキャリアであり、該リ
    ングギヤが前記エンジンの回転方向と同じ方向へ回転す
    ることは許容するが逆方向へ回転することは阻止する一
    方向クラッチを有する請求項１〜２２の何れか１項に記
    載のハイブリッド駆動装置。
  27. 【請求項２７】 前記エンジン，合成分配機構，出力部
    材，およびモータジェネレータは、その順番で第１軸線
    上に軸方向に並んで配設されている一方、該出力部材か
    ら伝達された動力を左右の駆動輪に分配する差動装置
    は、一対の出力軸が前記第１軸線と略平行となる姿勢で
    配設され、軸方向において前記出力部材と略同じ位置に
    入力部材が位置させられているとともに、前記合成分配
    機構と略同じ位置に差動用の歯車機構が位置させられて
    いる請求項１〜２６の何れか１項に記載のハイブリッド
    駆動装置。
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