(57)【要約】  エンジン（１０）、モータ／ジェネレータ（２０）、エンジントルクが入力される自動クラッチ（３０）、入力されたトルクを駆動輪（Ｗ）側に伝える歯車群（５０）及び当該歯車群（５０）のトルク入力側とモータ／ジェネレータ（２０）の回転軸（２１）と自動クラッチ（３０）の出力側とが各々個別に接続される複数の回転要素を備えた差動装置（６０）を有するハイブリッドシステム（１）の制御装置において、エンジントルクの反力をモータ／ジェネレータ（２０）に受け持たせ、エンジントルクを差動装置（６０）と歯車群（５０）とを介して駆動輪（Ｗ）に伝えることで車両を発進させる際、自動クラッチ（３０）を半係合状態でスリップ制御すること。
2013080306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、モータ／ジェネレータ、前記エンジンの出力トルクが入力される自動クラッチ、入力されたトルクを駆動輪側に伝える歯車群及び当該歯車群のトルク入力側と前記モータ／ジェネレータの回転軸と前記自動クラッチの出力側とが各々個別に接続される複数の回転要素を備えた差動装置を有するハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンの出力トルクの反力を前記モータ／ジェネレータに受け持たせ、該エンジンの出力トルクを前記差動装置と前記歯車群とを介して前記駆動輪に伝えることで車両を発進させる際、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御することを特徴としたハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項２】
二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させる請求項１記載のハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項３】
前記自動クラッチをスリップ制御しつつ行う前記差動装置及び前記歯車群を動力伝達経路とする発進制御は、二次電池の放電禁止条件の成立時に実行する一方、該二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させ、
更に、二次電池の充電禁止条件及び放電禁止条件が成立せず、該二次電池が充電も放電も可能な状態の場合、前記充電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷と前記放電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷とを比較し、該負荷が小さい方の発進制御を実行する請求項１記載のハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項４】
入力軸が前記自動クラッチの出力側に連結されると共に出力軸が前記駆動輪側に連結された主変速機の変速段を切り替える場合に、前記モータ／ジェネレータに前記エンジンの出力トルクの反力を受け持たせることで前記主変速機の変速前の変速段から前記歯車群における変速用の歯車対へと動力伝達経路を切り替えると共に、前記主変速機をニュートラル状態に制御し、前記エンジンの回転数を前記モータ／ジェネレータの回転数制御により制御した後で前記主変速機を要求変速段に繋いで変速を行う際、前記モータ／ジェネレータの出力が二次電池の出力制限を超えるならば、該モータ／ジェネレータの回転数が高いほど前記エンジンの出力トルクを減少させる請求項１，２又は３に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン、モータ、そのエンジンの出力トルクが入力される自動クラッチ、入力されたトルクを駆動輪側に伝える歯車群並びに当該歯車群のトルク入力側とモータの回転軸と自動クラッチのトルク出力側とが各々個別に接続される複数の回転要素を備えた差動装置を有するハイブリッドシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッドシステムにおいて、更に自動クラッチの出力側と駆動輪側との間に所謂自動制御式の手動変速機を備えたものも知られている。この手動変速機の入力軸は、自動クラッチの出力側と同じ差動装置の回転要素に連結されている。このハイブリッドシステムは、エンジンの出力トルクを差動装置と歯車群とを介して駆動輪に伝えることで車両を発進させることができ、この車両発進の際にエンジンの出力トルクの反力をモータで受け持つことになる。また、このハイブリッドシステムは、変速機における変速段間の変速過程において、エンジンの出力トルクの反力をモータに受け持たせることで、エンジンの出力トルクを差動装置と歯車群とを介して駆動輪に伝える。例えば、この様な構成のハイブリッドシステムは、下記の特許文献１に開示されている。【０００３】
尚、下記の特許文献２及び３には、エンジン、モータ、そのエンジンと駆動輪との間に介在させた自動制御式の手動変速機、入力されたトルクを駆動輪側に伝える歯車群並びに当該歯車群のトルク入力側とモータの回転軸とエンジンの出力軸側及び変速機の入力軸側とが各々個別に接続される複数の回転要素を備えた差動装置を有するハイブリッドシステムが開示されている。このハイブリッドシステムにおいては、変速時のトルク遷移をモータの発生トルクにより行い、またイナーシャフェーズの回転数遷移をモータの回転数制御により行うことで、自動クラッチの摩擦制御に頼らない滑らかで応答性のよい変速制御を行っている。従って、この特許文献２及び３に記載のハイブリッドシステムには、一方の係合部材がエンジンの出力軸に接続され、且つ、他方の係合部材が差動装置の回転要素に接続されている上記の自動クラッチを設けていない。また、下記の特許文献４には、パラレルハイブリッドシステムにおいて、二次電池の充電状態が高いほど、力行駆動させるモータの目標トルクを大きくする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３６３５４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３７９５号公報
【特許文献３】特開２００４−１９０７０５号公報
【特許文献４】特開２００５−２７８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のハイブリッドシステムは、上述した様に車両発進時（変速時も）にモータでエンジンの出力トルクの反力を受け持っている。従って、このハイブリッドシステムにおいては、その反力が大きくなるにつれて（つまりエンジンの出力トルクが大きくなるにつれて）二次電池の出力も大きくしていかなければならない。【０００６】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、車両発進時の二次電池の出力を低下させ得るハイブリッドシステムの制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する為、本発明は、エンジン、モータ／ジェネレータ、前記エンジンの出力トルクが入力される自動クラッチ、入力されたトルクを駆動輪側に伝える歯車群及び当該歯車群のトルク入力側と前記モータ／ジェネレータの回転軸と前記自動クラッチの出力側とが各々個別に接続される複数の回転要素を備えた差動装置を有するハイブリッドシステムの制御装置において、前記エンジンの出力トルクの反力を前記モータ／ジェネレータに受け持たせ、該エンジンの出力トルクを前記差動装置と前記歯車群とを介して前記駆動輪に伝えることで車両を発進させる際、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御することを特徴としている。【０００８】
ここで、二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させることが望ましい。【０００９】
また、前記自動クラッチをスリップ制御しつつ行う前記差動装置及び前記歯車群を動力伝達経路とする発進制御は、二次電池の放電禁止条件の成立時に実行する一方、該二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させ、更に、二次電池の充電禁止条件及び放電禁止条件が成立せず、該二次電池が充電も放電も可能な状態の場合、前記充電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷と前記放電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷とを比較し、該負荷が小さい方の発進制御を実行することが望ましい。【００１０】
また、入力軸が前記自動クラッチの出力側に連結されると共に出力軸が前記駆動輪側に連結された主変速機の変速段を切り替える場合に、前記モータ／ジェネレータに前記エンジンの出力トルクの反力を受け持たせることで前記主変速機の変速前の変速段から前記歯車群における変速用の歯車対へと動力伝達経路を切り替えると共に、前記主変速機をニュートラル状態に制御し、前記エンジンの回転数を前記モータ／ジェネレータの回転数制御により制御した後で前記主変速機を要求変速段に繋いで変速を行う際、前記モータ／ジェネレータの出力が二次電池の出力制限を超えるならば、該モータ／ジェネレータの回転数が高いほど前記エンジンの出力トルクを減少させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るハイブリッドシステムの制御装置は、エンジンの出力トルクの反力をモータ／ジェネレータに受け持たせることで、差動装置のエンジン側と歯車群側との回転数差を作り出し、更に、自動クラッチを半係合させることで当該自動クラッチにおけるエンジン側と差動装置側との間にも回転数差を作り出す。従って、このハイブリッドシステムにおいては、車両を発進させる際に、その夫々の回転数差によって駆動輪とエンジンの回転数の差を吸収することができる。そして、これにより、このハイブリッドシステムにおいては、車両を発進させる際に、差動装置のエンジン側の回転要素の回転数を低下させることができ、これに伴い差動装置のモータ／ジェネレータ側の回転要素の回転数も低下させるので、差動装置のエンジン側と副変速機側との回転数差で駆動輪とエンジンの回転数の差を吸収するよりも、二次電池の出力を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係るハイブリッドシステムの制御装置とその適用対象となるハイブリッドシステムを示す図である。
【図２】図２は、実施例のハイブリッドシステムにおける差動装置の共線図であって、従来の車両発進時を示す図である。
【図３】図３は、実施例の車両発進時の動力伝達経路を示す図である。
【図４】図４は、実施例における車両発進時の差動装置の共線図である。
【図５】図５は、実施例における車両発進開始時の差動装置の共線図である。
【図６】図６は、実施例のハイブリッドシステムにおいて車両発進用の主変速段に切り替える際の差動装置の共線図である。
【図７】図７は、実施例の車両発進時に動力伝達経路を車両発進用の主変速段へと切り替えた際の図である。
【図８】図８は、主変速段へと切り替えた後でモータトルクをアシストトルクとして加える実施例の車両発進時の動力伝達経路、モータトルクをアシストトルクとして加えて車両を発進させるときの変形例１の動力伝達経路を示す図である。
【図９】図９は、主変速段へと切り替えた後でモータトルクをアシストトルクとして加えているときの実施例の差動装置の共線図、変形例１における車両発進時の差動装置の共線図である。
【図１０】図１０は、変形例２の制御装置の演算処理動作を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、変形例３のハイブリッドシステムの変速前の動力伝達経路を示す図である。
【図１２】図１２は、変形例３における変速前の差動装置の共線図である。
【図１３】図１３は、変形例３において変速前の主変速段から副変速段へと動力伝達経路を切り替えた際の図である。
【図１４】図１４は、変形例３において変速前の主変速段から副変速段へと動力伝達経路を切り替えた際の差動装置の共線図である。
【図１５】図１５は、変形例３において主変速機をニュートラル状態に制御し且つエンジン回転数を低下させたときの動力伝達経路を示す図である。
【図１６】図１６は、変形例３において主変速機をニュートラル状態に制御し且つエンジン回転数を低下させたときの差動装置の共線図である。
【図１７】図１７は、変形例３において副変速段から要求主変速段へと動力伝達経路を切り替えた際の図である。
【図１８】図１８は、変形例３において副変速段から要求主変速段へと動力伝達経路を切り替えた際の差動装置の共線図である。
【図１９】図１９は、変形例３においてエンジン回転数を低下させたときの差動装置の共線図の具体例を示す図である。
【図２０】図２０は、変速時における従来のモータ出力変化を示す図である。
【図２１】図２１は、各主変速段における車速とエンジン回転数との関係、そして、アクセル開度に対するアップシフト時の変速線の一例を表した図である。
【図２２】図２２は、変形例３における変速時のモータ出力変化を示す図である。
【図２３】図２３は、モータ回転数とモータトルクとモータ出力との関係を示す図である。
【図２４】図２４は、主変速機と副変速機をデュアルクラッチ式変速機に置き換えた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係るハイブリッドシステムの制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る制御装置の適用対象となるハイブリッドシステムは、エンジン、モータ、そのエンジンの出力トルクが入力される自動クラッチ、入力されたトルクを駆動輪側に伝える歯車群並びに当該歯車群のトルク入力側とモータの回転軸と自動クラッチの出力側とが各々個別に接続される複数の回転要素を備えた差動装置を有し、車両発進時や変速時にエンジンの出力トルクの反力をモータに受け持たせることで、エンジンの出力トルクを差動装置と歯車群とを介して駆動輪に伝えるものである。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
［実施例］
本発明に係るハイブリッドシステムの制御装置の実施例を図１から図２４に基づいて説明する。
【００１５】
図１の符号１は、本実施例のハイブリッドシステムを示す。
【００１６】
このハイブリッドシステム１は、機械動力源と電気動力源とを備える。機械動力源とは、出力軸（クランクシャフト）１１から機械的な動力（エンジントルク）を出力する内燃機関や外燃機関等のエンジン１０のことである。このエンジン１０は、その動作がエンジン制御用の電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ（ＥＮＧＥＣＵ）」と云う。）１０１によって制御される。また、電気動力源とは、モータ、力行駆動可能なジェネレータ又は力行及び回生の双方の駆動が可能なモータ／ジェネレータのことである。ここでは、モータ／ジェネレータ２０を例に挙げて説明する。このモータ／ジェネレータ２０は、力行駆動時にモータ（電動機）として機能して、二次電池２５から供給された電気エネルギを機械エネルギに変換し、回転軸２１から機械的な動力（モータトルク）を出力する。一方、回生駆動時には、ジェネレータ（発電機）として機能して、後述する差動装置６０から回転軸２１に機械的な動力（モータトルク）が入力された際に機械エネルギを電気エネルギに変換し、これを電力として二次電池２５に蓄える。このモータ／ジェネレータ２０は、モータ／ジェネレータ制御用の電子制御装置（以下、「ＭＧＥＣＵ」と云う。）１０２によって制御される。
【００１７】
また、このハイブリッドシステム１は、エンジントルクが入力される自動クラッチ３０を備える。この自動クラッチ３０は、トルク（エンジントルク）入力側の係合部材３１がエンジン１０の出力軸１１側に連結され、トルク出力側の係合部材３２が後述する変速機４０の入力軸４１に連結される。この自動クラッチ３０は、トルク入力側とトルク出力側の夫々の係合部材３１，３２間の隙間が制御されることで、解放状態、完全係合状態又は半係合状態が作り出される摩擦クラッチである。解放状態とは、夫々の係合部材３１，３２が互いに接しておらず、トルク入力側とトルク出力側との間でトルク伝達が行えない状態のことを云う。一方、完全係合状態と半係合状態は、夫々の係合部材３１，３２が互いに接しており、トルク入力側とトルク出力側との間でトルク伝達が行える状態のことを云う。その中でも完全係合状態は、夫々の係合部材３１，３２が一体になって同一回転数で回転している状態のことである。半係合状態は、夫々の係合部材３１，３２が互いに滑りながら回転している状態のことであり、解放状態と完全係合状態との間の移行期の係合状態を表している。
【００１８】
ここで、この自動クラッチ３０は、完全係合状態又は半係合状態のときに、エンジントルクを変速機４０の入力軸４１に伝えることができる。更に、ここで例示する変速機４０の入力軸４１には、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１も差動装置６０を介して連結されており、この変速機（主変速機）４０と後述する副変速機５０の噛合クラッチを共に係合したときに、力行駆動時のモータトルクを出力軸４２に伝えることができる。この変速機４０においては、エンジントルクやモータトルクが出力軸４２から出力され、駆動輪Ｗ側へと伝達される。
【００１９】
この変速機４０は、エンジン１０との間を繋ぐ自動クラッチ３０の係合又は解放の制御が変速制御用の電子制御装置（以下、「変速ＥＣＵ（ＴＭＥＣＵ）」と云う。）１０３によって実行される所謂自動制御式の自動動変速機である。例えば、この変速機４０は、一般的な手動変速機と同様の構成（変速段に応じた歯車対、複数の噛合クラッチや複数のスリーブ等）を有するものであるが、そのスリーブを動かす為のアクチュエータ４３を備えている。変速ＥＣＵ１０３は、目標変速段を検知すると、その目標変速段に応じたスリーブをアクチュエータ４３で適宜動かして、夫々の噛合クラッチを目標変速段に応じて完全係合又は解放させることで目標変速段へと変速させる。また、この変速ＥＣＵ１０３は、アクチュエータ４３を制御し、夫々の噛合クラッチを解放させるようにスリーブを動かすことで、変速機４０をニュートラル状態にする。ここで、変速段に応じた歯車対は、入力軸４１に取り付けられた一方の歯車と、出力軸４２に取り付けられ、その一方の歯車と噛み合う他方の歯車を有する。
【００２０】
また、このハイブリッドシステム１には、車両発進時に使用する歯車群５０を設けている。その歯車群５０は、エンジントルクやモータトルクの入力が入力軸５１を介して行われるトルク入力側の歯車と、この歯車と噛み合い状態にあり、駆動輪Ｗ側へのトルク伝達が出力軸５２を介して行われるトルク出力側の歯車と、を有する。このハイブリッドシステム１では、その入力軸５１が差動装置６０を介してエンジン１０やモータ／ジェネレータ２０に連結され、その出力軸５２が駆動輪Ｗ側に連結されている。
【００２１】
ここで、この歯車群５０は、トルク入力側の歯車とトルク出力側の歯車とからなる１つの歯車対として構成したものであってもよく、その様なトルク入力側とトルク出力側の２つの歯車からなる歯車対を複数組有するものとして構成したものであってもよい。
【００２２】
前者の様に一対の歯車からなる場合には、変速機４０の車両発進用の変速段に相当する歯車対とする。例えば、その歯車対のギヤ比は、変速機４０の車両発進用の変速段のギヤ比と同じ又は当該ギヤ比に近いギヤ比に設定する。従って、この場合の歯車群５０は、例えば変速機４０の１速と同じギヤ比の歯車対に設定すればよい。
【００２３】
一方、後者の様に複数の歯車対からなる場合には、少なくとも変速機４０の車両発進用の変速段に相当する歯車対を設ける。例えば、この場合には、少なくとも前者と同じ変速機４０の１速と同じギヤ比の歯車対を設ける。また、例えば雪氷路等の様な低μ路においては、運転者が２速発進を選択することもある。この為、この後者の歯車群５０は、変速機４０の１速と同じギヤ比の歯車対に加えて、その変速機４０の２速と同じギヤ比の歯車対を設けてもよい。また、この歯車群５０は、車両発進時だけでなく、変速機４０の変速動作時に使用することも可能である。従って、この後者の歯車群５０は、変速機４０の車両発進用の変速段に相当する歯車対に加えて、変速段間の変速動作時に使用し得るギヤ比の歯車対を設けてもよい。以下においては、この後者の複数組の歯車対が設けられた歯車群５０を例に挙げて説明する。
【００２４】
ここでは、その後者の歯車群５０のことを副変速機５０と云う。従って、前述した変速機４０については、この副変速機５０と区別する為に主変速機４０と云う。また、その主変速機４０の変速段については主変速段と云い、副変速機５０の変速段については副変速段と云う。
【００２５】
ここで例示する副変速機５０は、主変速機４０の１速と同じギヤ比からなる車両発進用の副変速段と、この主変速機４０の主変速段の段数に応じた複数の変速用の副変速段を有する。この変速用の副変速段のギヤ比は、主変速段のギヤ比や差動装置６０の構造などによって決定される。以下、例えば主変速機４０の１速と２速との間で変速するときの副変速段のギヤ比を１．５速と称する。その車両発進用及び変速用の副変速段に応じた歯車対は、入力軸５１に取り付けられた一方の歯車と、出力軸５２に取り付けられ、その一方の歯車と噛み合う他方の歯車を有する。
【００２６】
この副変速機５０は、主変速機４０と同様の構造のものであり、スリーブを動かす為のアクチュエータ５３を備えている。変速ＥＣＵ１０３は、車両発進時又は変速機４０の変速動作時に目標副変速段を設定し、その目標副変速段に応じたスリーブをアクチュエータ５３で適宜動かして、夫々の噛合クラッチを目標副変速段に応じて完全係合又は解放させることで目標副変速段へと変速させる。
【００２７】
この様に構成した副変速機５０において、その出力軸５２は、主変速機４０の出力軸４２に連結させたものであってもよく、その出力軸４２との共用化を図ったものであってもよい。また、後者の場合には、出力軸４２，５２の共用化だけでなく、主変速機４０の他方の歯車と副変速機５０の他方の歯車の共用化を図ってもよい。
【００２８】
差動装置６０は、互いに係合しあう複数の回転要素を備え、夫々の回転要素の間で差動作用が行われるものである。このハイブリッドシステム１の差動装置６０においては、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１に連結された第１回転要素、副変速機５０の入力軸５１側に連結された第２回転要素及び自動クラッチ３０のトルク出力側（係合部材３２）と主変速機４０の入力軸４１側とに連結された第３回転要素を少なくとも備える。具体例を挙げるとすれば、この差動装置６０は、所謂遊星歯車機構を備えたものである。例えば、この差動装置６０においては、シングルピニオン式の遊星歯車機構を有する場合、サンギヤを第１回転要素、リングギヤを第２回転要素、キャリアを第３回転要素とする。
【００２９】
このハイブリッドシステム１においては、エンジンＥＣＵ１０１、ＭＧＥＣＵ１０２及び変速ＥＣＵ１０３を統括制御する統合ＥＣＵ（以下、「ＨＶＥＣＵ」という。）１００が設けられており、これらによって制御装置が構成される。
【００３０】
ところで、このハイブリッドシステム１においては、主変速機４０をニュートラル状態に制御し、エンジントルクを差動装置６０と副変速機５０を介して駆動輪Ｗに伝えることで、車両を発進させることができる。これが為、このハイブリッドシステム１の制御装置は、車両を発進させる際に、主変速機４０のニュートラル状態への制御と、副変速機５０の車両発進用の副変速段（１速）への変速制御と、を実行する。
【００３１】
ここで、車両発進時には、車速が０又は低速であり、駆動輪Ｗの回転数が０又は低回転になっている。一方、車両を発進させる為には、エンジン回転数が最低でもアイドル回転数以上でなければ、車両を発進させるだけのトルクを駆動輪Ｗに発生させることができない。そこで、車両を発進させる際には、その駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収させる必要がある。
【００３２】
このハイブリッドシステム１においては、次の様にして駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収することができる。例えば、車両を発進させる際には、自動クラッチ３０を完全係合して、自動クラッチ３０の前後（トルク入力側とトルク出力側）と差動装置６０のキャリアとをエンジン回転数で回転させ、且つ、エンジントルクの反力をモータ／ジェネレータ２０に受け持たせることで、差動装置６０のキャリアとリングギヤとに回転数差を作ればよい。つまり、この場合には、差動装置６０におけるキャリアとリングギヤとの回転数差（エンジン回転数と副変速機５０の入力軸５１の回転数との差）によって、駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収する。このハイブリッドシステム１においては、主変速機４０を経由しての走行が可能な車速まで上昇したときに、主変速機４０の主変速段を１速に繋いで、モータ／ジェネレータ２０がエンジントルクの反力を受け持たないように制御し、エンジントルクが主変速機４０だけを介して駆動輪Ｗに伝わるようにする。
【００３３】
この具体例を挙げるとすれば、車両を発進させる為の駆動輪Ｗのトルクが０ｒｐｍで６０００Ｎｍ必要である場合、副変速機５０の入力軸５１と差動装置６０のリングギヤにおいては、副変速機５０の車両発進用の１速のギヤ比を２５とすると、０ｒｐｍで２４０Ｎｍのトルクを発生させる必要がある（図２）。そして、差動装置６０のギヤ比ρ（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を１／３とした場合には、差動装置６０のキャリアで必要とされるトルク（＝エンジントルク）が３２０Ｎｍ、差動装置６０のサンギヤで必要とされるトルク（モータトルク）が８０Ｎｍとなる。このエンジン１０が３２０Ｎｍのエンジントルクを出力する為に必要なエンジン回転数を２０００ｒｐｍとした場合には、このエンジントルクが出力されたときにキャリアの回転数も２０００ｒｐｍになり、モータ／ジェネレータ２０の回転数が８０００ｒｐｍになる。従って、この様な車両発進の制御形態においては、モータ／ジェネレータ２０で回生される出力（電力）が約６７ｋＷ（＝８０００ｒｐｍ×８０Ｎｍ×２π÷１０００÷６０）になるので、例えば燃費の観点で好ましい二次電池２５の出力が３０ｋＷであった場合、車両を発進させる為に３７ｋＷ（＝６７ｋＷ−３０ｋＷ）分だけ二次電池２５の出力を大きくする必要がある。故に、この様な車両発進の制御形態を実施する場合には、二次電池２５の温度等で決まる出力制限の高い、容量の大きい二次電池２５を用意しなければならず、コストの増加にも繋がる。
【００３４】
そこで、本実施例のハイブリッドシステム１においては、車両を発進させる際に、モータ／ジェネレータ２０によるエンジントルクの反力の受け持ちによって（つまりモータ／ジェネレータ２０や二次電池２５の出力によって）、差動装置６０のエンジン１０側と副変速機５０側との間（つまりキャリアとリングギヤとの間）に回転数差を発生させ、更に、自動クラッチ３０をスリップ制御して半係合状態にし、この自動クラッチ３０のエンジン１０側と差動装置６０側との間にも回転数差を発生させる（つまりエンジン回転数と差動装置６０のキャリアの回転数との間にも回転数差を作り出す）ことで、駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収させる。即ち、このハイブリッドシステム１においては、自動クラッチ３０の前後の回転数差及び差動装置６０のエンジン１０側と副変速機５０側との間の回転数差を作り出し、エンジントルクを動力として車両を発進させる。従って、制御装置は、駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収させる際に、エンジントルクの反力を受け持つようにモータ／ジェネレータ２０の制御を行い、且つ、自動クラッチ３０をスリップ制御することで、差動装置６０におけるエンジン１０側と副変速機５０側との間に回転数差を発生させると共に、自動クラッチ３０におけるエンジン１０側と差動装置６０側との間に回転数差を発生させる。以下、この車両発進については、「自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進」とも云う。
【００３５】
その際、制御装置は、車両を発進させる為に必要な要求モータトルクと、燃費の観点で好ましい二次電池２５の出力（＝モータ／ジェネレータ２０で回生される出力（電力））と、に基づいて、その要求モータトルクの出力を可能にするモータ／ジェネレータ２０の要求回転数（要求モータ回転数）を求める。また、制御装置は、その要求モータ回転数と差動装置６０のギヤ比ρとに基づいて、その際の差動装置６０のキャリアの要求回転数（自動クラッチ３０のトルク出力側の係合部材３２の要求回転数）を求める。更に、制御装置は、自動クラッチ３０の前後の要求回転数差、つまりその係合部材３２の要求回転数と他方の係合部材３１の要求回転数との差を求める。その係合部材３１の要求回転数とは、車両の発進に必要な要求エンジントルクを発生させる要求エンジン回転数に応じて決まる。ここでは、その要求エンジン回転数が係合部材３１の要求回転数となる。この制御装置は、その要求回転数差を発生させるように自動クラッチ３０を半係合状態でスリップ制御し、且つ、モータ／ジェネレータ２０を要求モータ回転数で制御して、このモータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせる。これにより、このハイブリッドシステム１においては、駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差が吸収され、車両を発進させることができる。
【００３６】
このときには、前述した様に、主変速機４０のニュートラル状態への制御と、副変速機５０の車両発進用の副変速段（１速）への変速制御と、が実行されている。従って、車両を発進させる際の動力（エンジントルク）は、自動クラッチ３０、差動装置６０、副変速機５０を経て駆動輪Ｗに伝えられる（図３）。
【００３７】
ここで、この場合の具体例を挙げる。先の従来の具体例と比較する為、ここでは、車両を発進させる為の駆動輪Ｗのトルクが０ｒｐｍで６０００Ｎｍ必要であり、副変速機５０の発進時用の副変速段のギヤ比を２５、差動装置６０のギヤ比ρを１／３とする。また、車両を発進させる為には、３２０Ｎｍ（２０００ｒｐｍの要求エンジン回転数で発生）の要求エンジントルクと、８０Ｎｍの要求モータトルク（差動装置６０のサンギヤの要求トルク）と、が必要とされる。
【００３８】
先の具体例に合わせて燃費の観点で好ましい二次電池２５の出力（＝モータ／ジェネレータ２０で回生される出力（電力））を３０ｋＷとすると、８０Ｎｍの要求モータトルクを許容できる要求モータ回転数は、約３６００ｒｐｍ（＝３０ｋＷ×１０００×６０÷２π÷８０Ｎｍ）になる（図４）。つまり、要求モータ回転数は、二次電池２５の出力（モータ／ジェネレータ２０の出力）と要求モータトルクとによって決まる。従って、その要求モータ回転数でモータ／ジェネレータ２０を回転させたときには、差動装置６０のキャリアの要求回転数（係合部材３２の要求回転数）が９００ｒｐｍになる。これにより、このハイブリッドシステム１では、自動クラッチ３０の前後（係合部材３１と係合部材３２との間）において、要求エンジン回転数（＝２０００ｒｐｍ）と係合部材３２の要求回転数（＝９００ｒｐｍ）との回転数差（＝１１００ｒｐｍ）を作り出すことで、結果として駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差が吸収されることが判る。従って、制御装置は、その要求回転数差（＝１１００ｒｐｍ）を発生させるように自動クラッチ３０を半係合状態でスリップ制御し、且つ、モータ／ジェネレータ２０を要求モータ回転数（＝３６００ｒｐｍ）に制御して、このモータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせる。この様にして車両を発進させることで、このハイブリッドシステム１においては、先の具体例よりも二次電池２５の出力を３７ｋＷ（＝６７ｋＷ−３０ｋＷ）減らすことができる。このハイブリッドシステム１においては、先の具体例よりも二次電池２５の出力を３７ｋＷ（＝６７ｋＷ−３０ｋＷ）減らすことができる。
【００３９】
ここで、二次電池２５の出力（厳密には入出力比Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）は、二次電池２５の温度や出力時間の制約を受けて変化するので、その変化に合わせて自動クラッチ３０における回転数差と差動装置６０におけるキャリア（エンジン１０側）とリングギヤ（副変速機５０の入力軸５１側）との回転数差の比率を変えることが望ましい。
【００４０】
このハイブリッドシステム１においては、車両の発進に伴い、駆動輪Ｗの回転数、つまり副変速機５０の入力軸５１で且つ差動装置６０のリングギヤの回転数が上昇する（図５）。その後、制御装置は、副変速機５０の車両発進用の副変速段（１速）から主変速機４０の車両発進用の主変速段（１速）へと滑らかに切り替える為、モータ回転数を低下させることによって、主変速機４０の入力軸４１の回転数、つまり自動クラッチ３０のトルク出力側の係合部材３２や差動装置６０のキャリアの回転数を下げる。ここでは、副変速段（１速）から車両発進用の主変速段（１速）へとショックを抑えて繋げる為に、差動装置６０のキャリアの回転数をリングギヤの回転数まで下げる（図６）。この回転数の同期制御を行った後、制御装置は、主変速機４０を車両発進用の主変速段（１速）に繋ぎ、エンジントルクの反力を受け持たないようにモータ／ジェネレータ２０を制御する。これにより、このハイブリッドシステム１においては、エンジン１０から駆動輪Ｗへの動力伝達経路が主変速機４０のみを介したものとなる（図７）。
【００４１】
以上示した様に、このハイブリッドシステム１の制御装置は、車両を発進させる際に、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせることで、差動装置６０におけるエンジン１０側の回転要素と副変速機５０側の回転要素との回転数差を作り出し、且つ、自動クラッチ３０を半係合に制御してエンジン回転数と差動装置６０のエンジン１０側との回転数差をも作り出すことによって、駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収する。これが為、このハイブリッドシステム１においては、差動装置６０のエンジン１０側の回転要素の回転数を低下させることができ、これに伴い差動装置６０のモータ／ジェネレータ２０側の回転要素の回転数も低下させるので、差動装置６０のエンジン１０側と副変速機５０側との回転数差で駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収するよりも、二次電池２５の出力を下げることができる。従って、このハイブリッドシステム１に依れば、車両を発進させる際の二次電池２５の出力の低下に伴い、その二次電池２５の容量の大型化の抑制が可能になるので、システムのコストの増加を抑えることができる。また、このハイブリッドシステム１においては、自動クラッチ３０のスリップ制御だけで駆動輪Ｗとエンジン１０の回転数の差を吸収していた従来よりも、自動クラッチ３０の前後（係合部材３１と係合部材３２との間）の回転数差を小さくできるので、この自動クラッチ３０の耐久性が向上する。更に、このハイブリッドシステム１においては、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせる為に、このモータ／ジェネレータ２０を回生駆動させているので、二次電池２５の充電ができ、二次電池２５が充電不足であれば、これを回避することもできる。
【００４２】
ここで、この車両発進時には、自動クラッチ３０が半係合状態でスリップしているので、自動クラッチ３０の耐久性を向上させる為にエンジントルクを減少させることが望ましい。その為に、例えば、制御装置には、上述した車両発進用の主変速段（１速）への切り替えと副変速機５０の車両発進用の副変速段（１速）への切り替えを終えた後、モータ／ジェネレータ２０を力行駆動させ、差動装置６０と主変速機４０と副変速機５０を介してモータトルクを駆動輪Ｗに伝達させると共に、そのモータトルクによる駆動輪Ｗの駆動力増加分に相当するエンジントルクを減少させることが望ましい（図８，９）。このときのハイブリッドシステム１においては、主変速機４０から出力されたモータトルクの一部が駆動輪Ｗではなく副変速機５０に伝わり、リングギヤを介して差動装置６０に入力する所謂動力循環が起きている。
【００４３】
また、エンジントルクのみで車両の発進動作を完結させることができるのであれば、上記の制御を実行すればよいのだが、これが難しいときには、モータトルクを駆動輪Ｗへのアシストトルクとして利用すればよい。例えば、上述した車両発進用の主変速段（１速）への切り替えを終えた後、副変速機５０を車両発進用の副変速段（１速）に繋ぎ、制御装置には、モータ／ジェネレータ２０を力行駆動させ、差動装置６０と主変速機４０と副変速機５０を介してモータトルクを駆動輪Ｗに伝達させてもよい。
【００４４】
［変形例１］
ところで、上述した実施例の制御装置は、車両を発進させる際に、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせる為に、このモータ／ジェネレータ２０を回生駆動させている。従って、二次電池２５の充電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）を示す値（以下、「ＳＯＣ値」と云う。）が所定値を超えて満充電になっている場合には、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせることができないので、その実施例の様な自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進を採用できない。
【００４５】
そこで、この変形例においては、エンジントルクを半係合状態の自動クラッチ３０と車両発進用の主変速段（１速）に繋いだ主変速機４０とを介して駆動輪Ｗに伝えると共に、力行駆動時のモータトルクを差動装置６０と車両発進用の主変速段（１速）に繋いだ主変速機４０と副変速機５０を介して駆動輪Ｗに伝える（図８，９）。このときには、繋がれている副変速機５０の副変速段がハイギヤであればある程、モータ／ジェネレータ２０と駆動輪Ｗとの間のギヤ比が大きくなる。つまり、この変形例では、エンジン１０から駆動輪Ｗへの動力伝達経路とモータ／ジェネレータ２０から駆動輪Ｗへの動力伝達経路とが並列になる所謂パラレルハイブリッドの状態に制御して、車両を発進させる。
【００４６】
ここで、この変形例のハイブリッドシステム１の制御装置は、車両を発進させる際に、主変速機４０を車両発進用の主変速段（１速）に繋ぐと共に、副変速機５０を繋ぎ、且つ、モータ／ジェネレータ２０を力行駆動させて当該モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせない。これが為、このときのハイブリッドシステム１においては、主変速機４０から出力されたモータトルクの一部が駆動輪Ｗではなく副変速機５０に伝わり、リングギヤを介して差動装置６０に入力する所謂動力循環が起きている。従って、このときには、そのモータトルクの一部が差動装置６０に伝わることでモータトルクの反力が受け止められている。
【００４７】
この様に、この制御装置は、車両を発進させる際に、エンジントルクとモータトルクとで駆動輪Ｗに駆動力を発生させる。つまり、このハイブリッドシステム１においては、モータトルクで駆動輪Ｗの駆動力を補助していることになる。従って、この制御装置に依れば、二次電池２５の過充電を回避することができると共に、エンジントルクが伝達される半係合状態の自動クラッチ３０の負荷が軽減され、この自動クラッチ３０の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
尚、前述した実施例では、図３→図７→図８の順番で、つまり、自動クラッチ３０をスリップ制御したまま車両発進用の副変速段で発進し始め、その自動クラッチ３０の係合部材３２の回転数を車両発進用の主変速段に対応させるべく低下させてから当該主変速段への切り替えを行い、モータトルクをも利用して発進動作を行う。この変形例においては、その実施例とは逆の順番で車両を発進させてもよい。つまり、この変形例では、上記の様に自動クラッチ３０をスリップ制御したまま、エンジントルクと力行駆動時のモータトルクとによって車両発進用の主変速段で発進させ始め、その後、エンジントルクで駆動輪Ｗの駆動力を補いつつモータ／ジェネレータ２０を回生駆動へと切り替える。そして、ここでは、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせると共に、副変速機５０の入力軸５１の回転数を車両発進用の副変速段に対応させるべく上昇させてから当該副変速段への切り替えを行う。これに依れば、車両を発進させる際に、二次電池２５のモータ／ジェネレータ２０に対する電力供給量を低く抑えることができる。
【００４９】
［変形例２］
前述した変形例１の制御装置は、二次電池２５が満充電のときの車両の発進を可能にするが、この二次電池２５のＳＯＣ値が小さくなっていると、変形例１の様なエンジントルクと共にモータ／ジェネレータ２０の力行駆動によるアシストトルクを利用した車両発進（以下、「ＭＧアシスト発進」と云う。）を採用できない。これが為、この変形例の制御装置は、二次電池２５のＳＯＣ値に応じて、実施例の様な自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進と、変形例１の様なＭＧアシスト発進と、を使い分ける。
【００５０】
この変形例の制御装置の演算処理動作について図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
制御装置は、エンジントルクを用いた車両発進（エンジン発進）を行うのか否かを判定し（ステップＳＴ１）、エンジン発進を行わないのであれば、この判定を繰り返す。このステップＳＴ１の判定は、例えば、イグニッションオン信号を検知してから開始する。そいて、エンジン発進を行わないと判定された場合には、少なくとも車両が発進し終えるまで実行する。
【００５２】
エンジン発進を行う場合、制御装置は、二次電池２５のＳＯＣ値が所定値（第１閾値）以上になっているのか否かを判定する（ステップＳＴ２）。その第１閾値とは、二次電池２５の過充電を回避する為の値であって、このハイブリッドシステム１において二次電池２５の充電を禁止させる為に設定されている閾値を設定する。例えば、この第１閾値としては、満充電を表すＳＯＣ値又は実施例の車両発進に伴う充電によって満充電になってしまう虞のあるＳＯＣ値を設定する。ここでは、ＳＯＣ値が第１閾値以上になっていれば、二次電池２５の充電禁止条件が成立する。
【００５３】
制御装置は、ＳＯＣ値が第１閾値以上であり、二次電池２５が過充電になる虞があると判断した場合、前述した変形例１の車両発進、つまりエンジントルクと力行駆動によるモータトルクとによるＭＧアシスト発進を実行する（ステップＳＴ３）。これにより、この制御装置は、二次電池２５の過充電の回避と自動クラッチ３０の負荷軽減に伴う耐久性の向上と云う変形例１で示した効果を得ることができる。
【００５４】
一方、制御装置は、ＳＯＣ値が第１閾値よりも小さく、二次電池２５の過充電を回避できると判断した場合、次に、そのＳＯＣ値が所定値｛第２閾値（＜第１閾値）｝以下になっているのか否かを判定する（ステップＳＴ４）。その第２閾値とは、二次電池２５の充電不足を回避する為の値であって、このハイブリッドシステム１において二次電池２５の充電が必要であるとの判断を行う為に設定されている閾値を設定する。例えば、この第２閾値としては、この二次電池２５からモータ／ジェネレータ２０を含む各種の電気機器に電力供給された際に、この電気機器が電力不足となる虞のあるＳＯＣ値を設定する。ここでは、ＳＯＣ値が第２閾値以下になっていれば、二次電池２５の放電禁止条件が成立する。
【００５５】
制御装置は、ＳＯＣ値が第２閾値以下であり、二次電池２５の充電が必要であると判断した場合、前述した実施例の車両発進、つまり自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進を実行する（ステップＳＴ５）。これにより、この制御装置は、二次電池２５の充電不足の回避と自動クラッチ３０の負荷軽減に伴う耐久性の向上等の実施例で示した効果を得ることができる。
【００５６】
ここで、二次電池２５が充電も放電も可能な状態のときには、実施例の様な自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進で車両を発進させることもできれば、また、変形例１の様なＭＧアシスト発進で車両を発進させることもできる。これが為、この様なときには、どちらの車両発進が自動クラッチ３０の負荷が少ないのか判断し、負荷の少ない形態の方で車両を発進させる。
【００５７】
従って、制御装置は、ステップＳＴ４で否定判定されて、ＳＯＣ値が第１閾値よりも小さく且つ第２閾値よりも大きいことが判った場合、自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進（ここでは、便宜上「Ａ発進」とも云う。）の際の自動クラッチ３０の負荷と、ＭＧアシスト発進（ここでは、便宜上「Ｂ発進」とも云う。）の際の自動クラッチ３０の負荷と、を算出し（ステップＳＴ６）、どちらの車両発進の方が自動クラッチ３０の負荷を低くできるのかを判定する（ステップＳＴ７）。
【００５８】
例えば、Ａ発進は、Ｂ発進と比較して、自動クラッチ３０の係合部材３１，３２の回転数差は小さいが、エンジントルクだけで車両を発進させるので、自動クラッチ３０に伝わるトルクが大きい。これに対して、Ｂ発進は、Ａ発進と比較して、自動クラッチ３０の前後の回転数差は大きいが、力行駆動によるモータトルクの分だけエンジントルクを小さくして車両を発進させることができるので、自動クラッチ３０に伝わるトルクが小さい。これが為、この例示では、例えば、自動クラッチ３０の回転数差による自動クラッチ３０の負荷への影響、係合部材３１の入力トルクの大きさによる自動クラッチ３０の負荷への影響を各々予め実験やシミュレーションによって把握し、これらを指数化したものをマップとして用意しておく。自動クラッチ３０の回転数差によるマップにおいては、その回転数差が大きくなるほど自動クラッチ３０の負荷に係る指数値が大きくなる。また、係合部材３１の入力トルクによるマップにおいては、その入力トルクが大きくなるほど自動クラッチ３０の負荷に係る指数値が大きくなる。
【００５９】
ステップＳＴ６，ＳＴ７においては、Ａ発進を行う場合とＢ発進を行う場合の夫々の係合部材３１の回転数（エンジン回転数で代用してもよい）と係合部材３２の回転数（主変速機４０の入力軸４１や差動装置６０のキャリアの回転数で代用してもよい）を推定し、これらの回転数差をマップに当て嵌めて、自動クラッチ３０の負荷に係る指数値を求める。また、このステップＳＴ６，ＳＴ７においては、Ａ発進を行う場合とＢ発進を行う場合の夫々のエンジントルクを推定し、これをマップに当て嵌めて、自動クラッチ３０の負荷に係る指数値を求める。例えば、ここでは、その夫々の指数値を発進形態毎に加算し、Ａ発進における各指数値の合計値とＢ発進における各指数値の合計値とを比較して、合計値の小さい発進形態の方を自動クラッチ３０の負荷を低くできる発進形態であると判断する。
【００６０】
このステップＳＴ７でＡ発進の方が自動クラッチ３０の負荷を低くできると判定した場合、制御装置は、ステップＳＴ５に進み、自動クラッチ３０と差動装置６０の回転数差を用いたエンジン発進を行う。一方、Ｂ発進の方が自動クラッチ３０の負荷を低くできると判定した場合、制御装置は、ステップＳＴ３に進み、ＭＧアシスト発進を行う。
【００６１】
この様に、この変形例の制御装置に依れば、自動クラッチ３０の負荷を抑えて耐久性を向上させつつ、且つ、二次電池２５のＳＯＣ値を安定させつつ、車両を発進させることができる。
【００６２】
［変形例３］
前述した実施例や変形例１，２においてはハイブリッドシステム１の車両発進時の動作について説明したが、その実施例や変形例１，２の制御装置は、車両を発進させる際の二次電池２５の出力を抑える為の技術について、主変速機４０を変速させる際にも適用することができる。
【００６３】
例えば、このハイブリッドシステム１においては、主変速機４０をアップシフトさせる際に、エンジン１０から駆動輪Ｗまでの動力伝達経路を副変速機５０の副変速段に一旦切り替えてから要求主変速段にアップシフトさせる。例えば１速から２速へのアップシフトの場合には、副変速機５０の１．５速を経てから主変速機４０を２速へと変速させる。
【００６４】
ここでは、エンジン回転数が３０００ｒｐｍの状態で１速から２速へのアップシフトを行うことで、そのエンジン回転数を２０００ｒｐｍに低下させる例を挙げて説明する。尚、その２０００ｒｐｍのエンジン回転数とは、要求主変速段たる２速に切り替えられたときの変速ショックの発生を抑える為の同期回転数である。
【００６５】
図１１は、エンジントルクによる走行時のハイブリッドシステム１の動力伝達経路を示した図であり、主変速段が１速のときの走行状態を表している。図１２は、その走行状態のときの差動装置６０の共線図である。ここでは、３０００ｒｐｍのエンジン回転数のときのエンジントルクが完全係合状態の自動クラッチ３０を介して伝達されている。また、副変速機５０においては、１．５速の副変速段の歯車対が噛み合い状態にあり、この副変速段が繋がれている。このときのハイブリッドシステム１においては、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせないよう制御されているので、自動クラッチ３０を経たエンジントルクは、副変速機５０の１．５速ではなく、主変速機４０の１速を介して駆動輪Ｗ側へと伝達される。
【００６６】
制御装置は、２速へのアップシフト要求を検知した場合、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせるよう制御して、自動クラッチ３０を経たエンジントルクの伝達経路を主変速機４０の１速から副変速機５０の１．５速に切り替える（図１３，１４）。そして、この制御装置は、主変速機４０をニュートラル状態に制御すると共に、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせながらモータ回転数を制御して、エンジン回転数を３０００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに低下させる（図１５，１６）。その際、モータ回転数は、差動装置６０のリングギヤの回転数、つまり駆動輪Ｗの回転数を一定に保ちながら変化させる。制御装置は、エンジン回転数が２０００ｒｐｍまで低下したときに、主変速機４０を２速に繋ぎ、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせないよう制御することで、自動クラッチ３０を経たエンジントルクの伝達経路が副変速機５０の１．５速から主変速機４０の２速に切り替わるようにする（図１７，１８）。
【００６７】
この様に、このハイブリッドシステム１で主変速機４０の変速を行う際には、副変速段で駆動輪Ｗへの動力伝達を行っているときに、主変速機４０をニュートラル状態にし、且つ、モータ／ジェネレータ２０にエンジントルクの反力を受け持たせている。従って、モータ／ジェネレータ２０や二次電池２５においては、エンジントルクが大きいほど（つまりアクセル開度が大きいほど）大きな出力が必要になる。
【００６８】
ここで、変速動作中に副変速段で駆動輪Ｗへの動力伝達を行っている状態において、４００Ｎｍのエンジントルクを伝達しながらエンジン回転数を５０００ｒｐｍから３５００ｒｐｍまで低下させる、と云う例を挙げる（図１９）。ここでは、差動装置６０のリングギヤの回転数、つまり副変速機５０の入力軸５１の回転数を５５００ｒｐｍとする。この場合には、エンジントルクが４００Ｎｍで且つ差動装置６０のギヤ比ρが１／３なので、そのリングギヤや入力軸５１におけるトルクが３００Ｎｍ、モータトルクが１００Ｎｍと計算される。その際、モータ／ジェネレータ２０は、１００Ｎｍのモータトルクでモータ回転数が＋３５００ｒｐｍ（回生）から−２５００ｒｐｍ（力行）へと変化するので、そのモータ出力が図２０に示す様に変化する。この図に依れば、４００Ｎｍのエンジントルクを伝達しながらエンジン回転数を５０００ｒｐｍから３５００ｒｐｍまで低下させるときには、モータ／ジェネレータ２０で必要とされる最大出力が１００Ｎｍのモータトルクを＋３５００ｒｐｍのモータ回転数で回生するときの３７ｋＷであることが判る。つまり、この変速動作に必要な二次電池２５としては、出力制限が少なくとも３７ｋＷ以上の容量の大きなものが求められる。
【００６９】
図２１は、各主変速段における車速とエンジン回転数との関係、そして、アクセル開度に対するアップシフト時の変速線の一例を表している。この図からも明らかなように、アクセル開度が大きいほど（エンジントルクが大きいほど）、変速前後のエンジン回転数の差が大きくなる。従って、このハイブリッドシステム１においては、アクセル開度が大きいほど、大きなモータ回転数の変化によって変速の為のエンジン回転数の変化を作り出すことになるので、出力制限の高い二次電池２５が必要になる。
【００７０】
このハイブリッドシステム１においては、この様な変速動作を行う際にモータ／ジェネレータ２０や二次電池２５の出力を下げることができれば、二次電池２５の大容量化を抑えることができ、システムの低コスト化を図ることができる。そこで、このハイブリッドシステム１の制御装置には、二次電池２５が出力制限を超える場合、エンジントルクを減少させることによって二次電池２５の出力を低下させる。つまり、この場合には、エンジントルクを減少させることで、モータ／ジェネレータ２０に受け持たせるエンジントルクの反力を小さくして、このモータ／ジェネレータ２０の出力（即ち二次電池２５の出力）を低下させる。この制御装置には、二次電池２５の出力が出力制限を超えない様にエンジントルクを減少させる。
【００７１】
例えば、ここでは、二次電池２５の出力制限を２０ｋＷ（回生側：２０ｋＷ、力行側：−２０ｋＷ）とする。この場合、制御装置は、上述した変速制御に際して、モータ／ジェネレータ２０や二次電池２５の出力が２０ｋＷを超えるとの演算結果が得られたときに、その出力が２０ｋＷ以内に収まる様にエンジントルクを減少させる（図２２）。その図２２では、エンジントルクの減少によってモータ／ジェネレータ２０の出力を２０ｋＷ（回生側：２０ｋＷ、力行側：−２０ｋＷ）に抑えている。尚、その図２２の一点鎖線は、エンジントルクを減少させない場合の図２０のモータ／ジェネレータ２０の出力変化を示している。
【００７２】
ここで、モータ／ジェネレータ２０が２０ｋＷを出力する為には、モータ回転数が高いほどモータトルクを減少させる必要がある（図２３）。その図２３は、モータ／ジェネレータ２０の出力が２０ｋＷのときのモータ回転数とモータトルクの関係を示している。上記の例示の様に、モータ／ジェネレータ２０は、４００Ｎｍのエンジントルクを伝達しながらエンジン回転数を５０００ｒｐｍから３５００ｒｐｍまで低下させる際に、１００Ｎｍのモータトルクを発生させる。その図２３から、モータ／ジェネレータ２０の出力が２０ｋＷのときには、１００Ｎｍのモータトルクを１９００ｒｐｍのモータ回転数で発生させることが判る。従って、この例示における制御装置は、モータ回転数が１９００ｒｐｍよりも低回転のときに、エンジントルクを４００Ｎｍに保ったままで１００Ｎｍのモータトルクを発生させる。これにより、二次電池２５の出力は、出力制限たる２０ｋＷよりも低く抑えることができる。また、この制御装置は、モータ回転数が１９００ｒｐｍ以上の場合、モータ／ジェネレータ２０の出力が図２３の２０ｋＷ線を超えない様に（図２３の２０ｋＷ線よりも紙面右側にモータ／ジェネレータ２０の動作点が行かない様に）、モータ回転数が高いほどエンジントルクを４００Ｎｍよりも減少させることで、モータトルクを減少させ、モータ／ジェネレータ２０や二次電池２５の出力が２０ｋＷを超えない様に制御する。これにより、二次電池２５の出力は、出力制限たる２０ｋＷ以下になる様に低下する。
【００７３】
以上示した様に、この変形例の制御装置は、実施例や変形例１，２で示した車両発進時の二次電池２５の出力の低下と云う効果が得られるだけでなく、主変速機４０を変速させる際にも、二次電池２５の出力を低下させることができる。従って、この制御装置は、その二次電池２５の大容量化の抑制が可能になり、システムのコストの増加を抑えることができる。
【００７４】
ところで、前述した実施例や変形例１−３のハイブリッドシステム１は、主変速機４０と副変速機５０とを有するものとして例示したが、その主変速機４０と副変速機５０を所謂デュアルクラッチ式変速機（ＤＣＴ：デュアルクラッチトランスミッション）に置き換えてもよい。つまり、主変速機４０をデュアルクラッチ式変速機の偶数段とし、副変速機５０をデュアルクラッチ式変速機の奇数段とする。
【００７５】
図２４には、その様なハイブリッドシステム２を示している。このハイブリッドシステム２のデュアルクラッチ式変速機７０において、奇数段７１は、例えば、１速、３速、５速を備えている。一方、偶数段７２は、２速、４速、６速を備えている。ここでは、１速が奇数段７１における車両発進用の変速段、２速が偶数段７２における車両発進用の変速段となる。このハイブリッドシステム２においては、ハイブリッドシステム１に対して、自動クラッチ３０の係合部材３２がドグクラッチ８１を介して奇数段７１の入力軸７３に連結され、且つ、ドグクラッチ８２を介して偶数段７２の入力軸７４に連結されている点が異なる。また、差動装置６０は、ハイブリッドシステム１に対して、奇数段７１側の回転要素がドグクラッチ８１を介して係合部材３２に連結され、且つ、偶数段７２側の回転要素がドグクラッチ８２を介して係合部材３２に連結されている点が異なる。
【００７６】
このハイブリッドシステム２の制御装置は、前述した実施例や変形例１−３において、主変速機４０と副変速機５０を夫々にデュアルクラッチ式変速機７０の変速段に置き換えて考えればよく、その各々が実施例等と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，２  ハイブリッドシステム
１０  エンジン
１１  出力軸
２０  モータ／ジェネレータ
２１  回転軸
２５  二次電池
３０  自動クラッチ
３１，３２  係合部材
４０  変速機（主変速機）
４１  入力軸
５０  副変速機（歯車群）
５１  入力軸
６０  差動装置
７０  デュアルクラッチ式変速機
７１  奇数段
７２  偶数段
７３  入力軸
７４  入力軸
１００  ＨＶＥＣＵ
１０１  エンジンＥＣＵ（ＥＮＧＥＣＵ）
１０２  ＭＧＥＣＵ
１０３  変速ＥＣＵ（ＴＭＥＣＵ）
Ｗ  駆動輪
【図１】
2013080306.tif 000003
【図２】
2013080306.tif 000004
【図３】
2013080306.tif 000005
【図４】
2013080306.tif 000006
【図５】
2013080306.tif 000007
【図６】
2013080306.tif 000008
【図７】
2013080306.tif 000009
【図８】
2013080306.tif 000010
【図９】
2013080306.tif 000011
【図１０】
2013080306.tif 000012
【図１１】
2013080306.tif 000013
【図１２】
2013080306.tif 000014
【図１３】
2013080306.tif 000015
【図１４】
2013080306.tif 000016
【図１５】
2013080306.tif 000017
【図１６】
2013080306.tif 000018
【図１７】
2013080306.tif 000019
【図１８】
2013080306.tif 000020
【図１９】
2013080306.tif 000021
【図２０】
2013080306.tif 000022
【図２１】
2013080306.tif 000023
【図２２】
2013080306.tif 000024
【図２３】
2013080306.tif 000025
【図２４】
2013080306.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月29日(2014.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、モータ／ジェネレータ、前記エンジンの出力トルクが入力される自動クラッチ、入力されたトルクを駆動輪側に伝える主変速機、入力されたトルクを前記駆動輪側に伝える副変速機、並びに前記主変速機のトルク入力側及び前記自動クラッチの出力側に接続される回転要素と前記副変速機のトルク入力側に接続される回転要素と前記モータ／ジェネレータの回転軸に接続される回転要素とを備えた差動装置を有するハイブリッドシステムの制御装置において、
前記エンジンの出力トルクの反力を前記モータ／ジェネレータに受け持たせ、該エンジンの出力トルクを前記差動装置と前記副変速機とを介して前記駆動輪に伝えることで車両を発進させる際、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御することを特徴としたハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項２】
二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させる請求項１記載のハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項３】
前記自動クラッチをスリップ制御しつつ行う前記差動装置及び前記副変速機を動力伝達経路とする発進制御は、二次電池の放電禁止条件の成立時に実行する一方、該二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させ、
更に、二次電池の充電禁止条件及び放電禁止条件が成立せず、該二次電池が充電も放電も可能な状態の場合、前記充電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷と前記放電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷とを比較し、該負荷が小さい方の発進制御を実行する請求項１記載のハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項４】
前記主変速機の変速段を切り替える場合に、前記モータ／ジェネレータに前記エンジンの出力トルクの反力を受け持たせることで前記主変速機の変速前の変速段から前記副変速機における変速用の歯車対へと動力伝達経路を切り替えると共に、前記主変速機をニュートラル状態に制御し、前記エンジンの回転数を前記モータ／ジェネレータの回転数制御により制御した後で前記主変速機を要求変速段に繋いで変速を行う際、前記モータ／ジェネレータの出力が二次電池の出力制限を超えるならば、該モータ／ジェネレータの回転数が高いほど前記エンジンの出力トルクを減少させる請求項１，２又は３に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成する為、本発明は、エンジン、モータ／ジェネレータ、前記エンジンの出力トルクが入力される自動クラッチ、入力されたトルクを駆動輪側に伝える主変速機、入力されたトルクを前記駆動輪側に伝える副変速機、並びに前記主変速機のトルク入力側及び前記自動クラッチの出力側に接続される回転要素と前記副変速機のトルク入力側に接続される回転要素と前記モータ／ジェネレータの回転軸に接続される回転要素とを備えた差動装置を有するハイブリッドシステムの制御装置において、前記エンジンの出力トルクの反力を前記モータ／ジェネレータに受け持たせ、該エンジンの出力トルクを前記差動装置と前記副変速機とを介して前記駆動輪に伝えることで車両を発進させる際、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、前記自動クラッチをスリップ制御しつつ行う前記差動装置及び前記副変速機を動力伝達経路とする発進制御は、二次電池の放電禁止条件の成立時に実行する一方、該二次電池の充電禁止条件の成立時には、前記自動クラッチを半係合状態でスリップ制御したまま、前記エンジンの出力トルクと前記モータ／ジェネレータの力行駆動時の出力トルクとを前記駆動輪に伝えることで車両を発進させ、更に、二次電池の充電禁止条件及び放電禁止条件が成立せず、該二次電池が充電も放電も可能な状態の場合、前記充電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷と前記放電禁止条件成立時の発進制御における前記自動クラッチの負荷とを比較し、該負荷が小さい方の発進制御を実行することが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、前記主変速機の変速段を切り替える場合に、前記モータ／ジェネレータに前記エンジンの出力トルクの反力を受け持たせることで前記主変速機の変速前の変速段から前記副変速機における変速用の歯車対へと動力伝達経路を切り替えると共に、前記主変速機をニュートラル状態に制御し、前記エンジンの回転数を前記モータ／ジェネレータの回転数制御により制御した後で前記主変速機を要求変速段に繋いで変速を行う際、前記モータ／ジェネレータの出力が二次電池の出力制限を超えるならば、該モータ／ジェネレータの回転数が高いほど前記エンジンの出力トルクを減少させることが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係るハイブリッドシステムの制御装置は、エンジンの出力トルクの反力をモータ／ジェネレータに受け持たせることで、差動装置のエンジン側と副変速機側との回転数差を作り出し、更に、自動クラッチを半係合させることで当該自動クラッチにおけるエンジン側と差動装置側との間にも回転数差を作り出す。従って、このハイブリッドシステムにおいては、車両を発進させる際に、その夫々の回転数差によって駆動輪とエンジンの回転数の差を吸収することができる。そして、これにより、このハイブリッドシステムにおいては、車両を発進させる際に、差動装置のエンジン側の回転要素の回転数を低下させることができ、これに伴い差動装置のモータ／ジェネレータ側の回転要素の回転数も低下させるので、差動装置のエンジン側と副変速機側との回転数差で駆動輪とエンジンの回転数の差を吸収するよりも、二次電池の出力を下げることができる。
【国際調査報告】
2013080306.tif 000027
2013080306.tif 000028
2013080306.tif 000029
2013080306.tif 000030