(57)【要約】【課題】モータジェネレータの大型化に頼ることなく電気走行時に要求される車輪駆動トルクの実現を可能としながら、２つのブレーキの同時締結によるインターロックを確実に防止することができるハイブリッド変速装置を提供すること。【解決手段】共線図上で第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列３を備えたハイブリッド変速装置において、前記共線図上の出力ギヤ４の回転速度軸より第２モータジェネレータＭＧ２側に配置され、締結によりロー側変速比に固定するローブレーキ１７と、前記共線図上のエンジン１の回転速度軸より第１モータジェネレータＭＧ１側に配置され、締結によりハイ側変速比に固定するハイブレーキ１６と、前記ローブレーキ１７と前記ハイブレーキ１６の双方同時締結を禁止するブレーキ油圧制御ユニット４０と、を設けた。【選択図】        図２
2004176805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結された遊星歯車機構を備えたハイブリッド変速装置において、
前記共線図上の出力部材の回転速度軸より第２モータジェネレータ側に配置され、締結によりロー側変速比に固定するローブレーキと、
前記共線図上のエンジンの回転速度軸より第１モータジェネレータ側に配置され、締結によりハイ側変速比に固定するハイブレーキと、
前記ローブレーキと前記ハイブレーキの双方同時締結を禁止するブレーキ締結制御手段と、
を設けたことを特徴とするハイブリッド変速装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド変速装置において、
前記ローブレーキと前記ハイブレーキは、制御油圧により締結・解放される油圧式ブレーキであり、
前記ブレーキ締結制御手段は、両ブレーキへのブレーキ油圧の制御回路を１系統とし、その制御油圧を択一的にローブレーキまたはハイブレーキに分配する切換弁を有し、ローブレーキとハイブレーキの一方のみの締結、または、両ブレーキの解放を行うことを特徴とするハイブリッド変速装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたハイブリッド変速装置において、
前記切換弁は、油圧アクチュエータとスプリングとスプールとを有して構成され、
前記油圧アクチュエータの信号油圧ゼロ時には、スプリング力によりローブレーキと連通し、油圧アクチュエータへの信号ＯＦＦ時には、信号油圧力によりハイブレーキと連通することを特徴とするハイブリッド変速装置。
【請求項４】
請求項２に記載されたハイブリッド変速装置において、
前記切換弁の油圧アクチュエータへの信号ＯＦＦ時には、油圧アクチュエータからの信号油圧も切換弁へのブレーキ油圧もゼロとすることを特徴とするハイブリッド変速装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたハイブリッド変速装置において、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは、コイルを巻いた固定電機子としてのステータと、ステータの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータと、ステータの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータと、ステータのコイルに接続され、インナーロータへの駆動電流とアウターロータへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータと、該インバータに接続されたバッテリと、を備えた同軸多層モータであることを特徴とするハイブリッド変速装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載されたハイブリッド変速装置において、
前記遊星歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンと第２ピニオンを支持する共通キャリヤと、第１ピニオンに噛み合う第１サンギヤと、第２ピニオンに噛み合う第２サンギヤと、第１ピニオンに噛み合う第１リングギヤと、第２ピニオンに噛み合う第２リングギヤとの５つの回転要素を有するラビニョウ型複合遊星歯車列とし、
前記第２リングギヤとエンジン出力軸とをクラッチを介して連結し、前記第１サンギヤと第１モータジェネレータ出力軸とを連結し、前記第２サンギヤと第２モータジェネレータ出力軸とを連結し、前記共通キャリヤに出力部材を連結することにより、共線図上で第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結し、
前記ハイブレーキを、第１サンギヤをケースに固定可能とする位置に配置し、前記ローブレーキを、第１リングギヤをケースに固定可能とする位置に配置したことを特徴とするハイブリッド変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと２つのモータジェネレータを駆動源とし、遊星歯車機構の回転メンバにこれらの駆動源と出力部材を連結したハイブリッド変速装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の遊星歯車機構を用いたハイブリッド変速機としては、単純遊星歯車組を２個同軸に備え、これら遊星歯車組のリングギヤにエンジン回転を分配して入力するように成す一方、両遊星歯車組のキャリアに車輪駆動系への出力を結合し、両遊星歯車組のサンギヤにそれぞれモータＡとモータＢを結合し、エンジンの回転を停止するブレーキと、モータＡをロックするブレーキと、車両をロックするブレーキと、を設けた構成のハイブリッド変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３０１２９１号公報（図１１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド変速機にあっては、エンジンの回転を停止するブレーキを締結し、この状態でモータ駆動モードにより制御した場合には、下記の理由により、発進時や走行時に車両駆動トルクを得るには、大型のモータジェネレータが必要であるという問題がある。
【０００４】
すなわち、従来のハイブリッド変速機では、共線図上のレバー比を遊星歯車組の可能ギヤ比の制約で大きくすることができず、ブレーキの締結により両リングギヤを固定し、従ってエンジンに頼らずモータジェネレータのみにより車輪を駆動するモータ駆動モードによる電気走行時にモータジェネレータの出力トルクを増幅することが困難である。
【０００５】
そのため、両モータジェネレータを共にモータ駆動させても両者の合計トルク程度しか車輪に向かわせることができず、電気走行時、特に発進時に要求通りの車輪駆動トルクが得られるようにするには大型のモータジェネレータが必要になり、実際的でない。
【０００６】
以上の理由により、ハイブリッド変速機には、締結によりロー側変速比に固定するローブレーキと、ハイ側変速比に固定するハイブレーキとが必要であるが、ローブレーキとハイブレーキの油圧制御回路が、独立な２系統となっている場合、例えば、ハードやソフトのフェール時、意図せずローブレーキとハイブレーキが同時締結し、インターロック（入力軸も出力軸も回転停止）となってしまう可能性があるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、モータジェネレータの大型化に頼ることなく電気走行時に要求される車輪駆動トルクの実現を可能としながら、２つのブレーキの同時締結によるインターロックを確実に防止することができるハイブリッド変速装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結された遊星歯車機構を備えたハイブリッド変速装置において、
前記共線図上の出力部材の回転速度軸より第２モータジェネレータ側に配置され、締結によりロー側変速比に固定するローブレーキと、
前記共線図上のエンジンの回転速度軸より第１モータジェネレータ側に配置され、締結によりハイ側変速比に固定するハイブレーキと、
前記ローブレーキと前記ハイブレーキの双方同時締結を禁止するブレーキ締結制御手段と、
を設けた。
【０００９】
ここで、「第１モータジェネレータと第２モータジェネレータ」としては、２つの独立したモータジェネレータでも良いし、また、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータジェネレータであるが、機能上は２つのモータジェネレータを達成するものでも良い。
【００１０】
「遊星歯車機構」とは、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を連結するため、少なくとも４つの回転要素を有する遊星歯車により構成される機構で、例えば、ラビニョウ型複合遊星歯車列等をいう。
【００１１】
「ローブレーキ」と「ハイブレーキ」とは、遊星歯車機構の複数の回転メンバのうち、１つの回転メンバをケースに固定する締結部材で、例えば、油圧式ブレーキや電磁式ブレーキ等が用いられる。
【００１２】
「ブレーキ締結制御手段」とは、ローブレーキとハイブレーキの双方同時締結をメカ的に、或いは、ソフト的に禁止する手段をいう。
【００１３】
【発明の効果】
よって、本発明のハイブリッド変速装置にあっては、ローブレーキとハイブレーキを設けたことで、モータジェネレータの大型化に頼ることなく電気走行時に要求される車輪駆動トルクの実現を可能としながら、ローブレーキとハイブレーキの双方同時締結が禁止されるため、２つのブレーキの同時締結によるインターロックを確実に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド変速装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例に基づいて説明する。
【００１５】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のハイブリッド変速装置が適用されたハイブリッドシステムを示す全体図である。ハイブリッドシステムの駆動系を図１により説明すると、１はエンジン、２は同軸多層モータ（第１モータジェネレータと第２モータジェネレータ）、３はラビニョウ型複合遊星歯車列（遊星歯車機構）、４は出力ギヤ（出力部材）、５はカウンターギヤ、６はドライブギヤ、７はディファレンシャル、８，８はドライブシャフト、９はモータ＆ギヤケース、１０はエンジン出力軸、１１は第１モータジェネレータ出力軸、１２は第２モータジェネレータ出力軸、１３はモータ室、１４はギヤ室、１５はクラッチ、１６はハイブレーキ、１７はローブレーキである。
【００１６】
前記同軸多層モータ２は、モータ＆ギヤケース９に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの外側に配置し、図外の永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、前記ステータＳの内側に配置し、図外の永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、を同軸上に配置することで構成されている。以下、ステータＳ＋インナーロータＩＲを、第１モータジェネレータＭＧ１といい、ステータＳ＋アウターロータＯＲを、第２モータジェネレータＭＧ２という。
【００１７】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１リングギヤＲ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２リングギヤＲ２と、の５つの回転要素を有する。
【００１８】
そして、ハイブリッド駆動系は、前記第２リングギヤＲ２とエンジン出力軸１０とをクラッチ１５を介して連結し、前記第１サンギヤＳ１と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、前記第２サンギヤＳ２と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ４を連結することにより構成されている。
【００１９】
そして、前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、第１サンギヤＳ１と第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２と第２リングギヤＲ２によりダブルピニオン型遊星歯車が構成され、このダブルピニオン型遊星歯車は、共線図上で（Ｓ−Ｒ−ＣまたはＣ−Ｒ−Ｓ）配列となる。また、前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、第２サンギヤＳ２と第２ピニオンＰ２と第２リングギヤＲ２によりシングルピニオン型遊星歯車が構成され、このシングルピニオン型遊星歯車は、共線図上で（Ｓ−Ｃ−ＲまたはＲ−Ｃ−Ｓ）配列となる。
【００２０】
このため、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に連結されるエンジン１と第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２と出力ギヤ４との４つの回転要素は、共線図上において、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン１（ＥＮＧ）、出力ギヤ４（Ｏｕｔ）、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度順になるように連結される（図５，図６，図７参照）。
【００２１】
ここで、共線図とは、遊星歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリヤ、サンギヤを、間隔がサンギヤとリングギヤの歯数比になるように配置したものである。なお、シングルピニオン型遊星歯車の場合は、サンギヤとリングギヤとが逆回転するため、キャリヤの回転速度軸が真ん中になるように配置し、ダブルピニオン型遊星歯車の場合は、サンギヤとリングギヤとが同回転するため、キャリヤの回転速度軸が外になるように配置する。
【００２２】
前記ハイブレーキ１６は、共線図上で第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定する（図７参照）。第１実施例のハイブレーキ１６は、第１サンギヤＳ１をモータ＆ギヤケース９に固定可能とする位置に配置している。
【００２３】
前記ローブレーキ１７は、共線図上で出力ギヤ４の回転速度軸と第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度軸との間の位置に配置され、締結により変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定する（図６参照）。第１実施例のローブレーキ１７は、第１リングギヤＲ１をモータ＆ギヤケース９に固定可能とする位置に配置している。
【００２４】
前記出力ギヤ４からの出力回転及び出力トルクは、カウンターギヤ５→ドライブギヤ６→ディファレンシャル７を経過し、ドライブシャフト８，８から図外の駆動輪へ伝達される。
【００２５】
ハイブリッドシステムの制御系の構成を図１により説明すると、２１はエンジンコントローラ、２２はスロットルバルブアクチュエータ、２３はモーターコントローラ、２４はインバータ、２５はバッテリ、２６はハイブリッドコントローラ、２７はアクセル開度センサ、２８は車速センサ、２９はモータ温度センサ、３０はエンジン回転数センサである。
【００２６】
前記エンジンコントローラ２１は、ハイブリッドコントローラ２６からの指令に応じてエンジン１の回転数を制御する指令をスロットルバルブアクチュエータ２２へ出力する。すなわち、エンジン回転数センサ３０からのエンジン回転数検出値をフィードバック情報としてスロットルバルブを開閉制御する。
【００２７】
前記モータコントローラ２３は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎ１とトルクＴ１と第２モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ２とトルクＴ２をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ２４へ出力する。
【００２８】
前記インバータ２４は、前記同軸多層モータ３のステータＳのコイルに接続され、モータコントローラ２３からの指令により、インナーロータＩＲへの駆動電流とアウターロータＯＲへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出す。このインバータ２４にはバッテリ２５が接続されている。
【００２９】
前記ハイブリッドコントローラ２６は、アクセル開度センサ２７，車速センサ２８，モータ温度センサ２９，エンジン回転数センサ３０等からのセンサ信号を入力して所定の演算処理を行う。このハイブリッドコントローラ２６には、前記エンジンコントローラ２１に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力するエンジン制御プログラムと、前記モータコントローラ２３に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力するモータ制御プログラムと、ハイブレーキ１６とローブレーキ１７の締結を要する走行モード時に、後述するブレーキ油圧制御ユニット４０（ブレーキ締結制御手段）に制御指令を出力するブレーキ制御プログラムと、が組み込まれている。
【００３０】
なお、ハイブリッドコントローラ２６とエンジンコントローラ２１、および、ハイブリッドコントローラ２６とモータコントローラ２３とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。
【００３１】
図２はハイブレーキ１６とローブレーキ１７の締結油圧を制御するブレーキ油圧制御ユニット４０を示す図である。
【００３２】
図２において、１６はハイブレーキ、１７はローブレーキ、２６はハイブリッドコントローラ、４０はブレーキ油圧制御ユニット、４１は減圧弁、４２は減圧用ソレノイド弁、４３は切換弁、４４は切換用ソレノイド弁（油圧アクチュエータ）、４５はライン圧油路、４６はブレーキ油圧路、４７はパイロット圧油路、４８は減圧弁信号油圧路、４９は切換弁信号油圧路、５０はローブレーキ圧油路、５１はハイブレーキ圧油路である。
【００３３】
前記減圧弁４１及び減圧用ソレノイド弁４２は、ハイブレーキ１６及びローブレーキ１７の基圧となるブレーキ油圧の制御を行う弁である。
▲１▼油圧ＯＦＦ時には、減圧弁４１はスプリング力によって図の位置となるため、減圧ソレノイド４２ａへの信号にかかわらず、ライン圧はドレーンと連通し、ブレーキ油圧は発生しない。ここで、油圧ＯＦＦとは、車両の非運転時でライン圧もパイロット圧も発生しない状況をいう。
▲２▼油圧ＯＮ時、かつ、減圧弁ソレノイド４２ａへの信号ＯＦＦ時には、減圧用ソレノイド弁４２がノーマル閉であるため、減圧弁４１はスプリング力によって図の位置となり、ブレーキ油圧は発生しない。
▲３▼油圧ＯＮ時、かつ、減圧弁ソレノイド４２ａへの信号ＯＮ時には、減圧用ソレノイド弁４２から信号油圧（パイロット圧）が発生し、減圧弁４１ではその油圧力とバランスするまでブレーキ油圧が上昇する。
【００３４】
前記切換弁４３及び切換用ソレノイド弁４４は、ブレーキ油圧をハイブレーキ１６に導くか、ローブレーキ１７に導くかの切り換えを行う弁である。
▲１▼油圧ＯＦＦ時には、切換弁４３はスプリング力によって図の位置となるため、ブレーキ油圧はローブレーキ１７と連通し、ハイブレーキ１６はドレーンとなる。
▲２▼油圧ＯＮ時、かつ、切換弁ソレノイド４４ａへの信号ＯＦＦ時には、切換用ソレノイド弁４４がノーマル開であるため、切換用ソレノイド弁４４から信号油圧（パイロット圧）が発生し、その油圧力がスプリング力を上回り、切換弁４３は図中上方に移動した位置となる。よって、ブレーキ油圧はハイブレーキ１６と連通し、ローブレーキ１７はドレーンとなる。
▲３▼油圧ＯＮ時、かつ、切換弁ソレノイド４４ａへの信号ＯＮ時には、切換用ソレノイド弁４４から信号油圧がゼロとなり、切換弁４３ではスプリング力により図の位置となるため、ブレーキ油圧はローブレーキ１７と連通し、ハイブレーキ１６はドレーンとなる。
【００３５】
次に、作用を説明する。
【００３６】
［ハイブリッドシステムの特徴点］
（１）同軸多層モータの採用
モータジェネレータとして２ロータ・１ステータの同軸多層モータ２を採用したことで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線とに２つの磁力線が作られ、コイル及びインバータ２４を２つのインナーロータＩＲとアウターロータＯＲに対し共用できる。そして、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイルに印加することにより、２つのロータＩＲ，ＯＲをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの同軸多層モータ２であるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
よって、例えば、それぞれにロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズ低減）・効率（鉄損低減・インバータ損失低減）の面で有利にすることができる。
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持つため、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に同軸多層モータ２を採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的、或いは、効率的な組み合わせを選択することができる。
【００３７】
（２）ラビニョウ型複合遊星歯車列の採用
第１実施例装置のように、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を有するハイブリッド駆動系には、４要素を連結するために少なくとも４つの回転要素を有するものであれば様々な遊星歯車機構を採用することができる。
しかし、多数の遊星歯車機構が考えられる中で、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができるという理由により、ラビニョウ型複合遊星歯車列３を採用した。
すなわち、ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、２列の遊星歯車の幅寸法でありながら、４つの遊星歯車（２つの平行な縦方向遊星歯車と２つのクロスする前後方向遊星歯車）の組み合わせを実現しているため、例えば、４つの遊星歯車を軸方向に配列するのに比べて大幅に軸方向寸法が短縮される。
【００３８】
（３）ハイブリッド駆動系への適用
ハイブリッド駆動系に対し同軸多層モータ２とラビニョウ型複合遊星歯車列３を適用した場合、下記に列挙するメリットがある。
▲１▼互いに同軸構造であるため、同軸多層モータ２の出力軸１１，１２と、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の両サンギヤＳ１，Ｓ２とを、例えば、スプライン嵌合にて簡単に連結できるというように、組み合わせ相性が非常に良く、スペース・コスト・重量の面で極めて有利である。
▲２▼同軸多層モータ２の一方を放電（モータ）として用い、他方を発電（ジェネレータ）として用いた場合、１つのインバータ２４を介してモータ電流を制御することも可能であり、バッテリ２５からの持ち出しを少なくすることができる。例えば、ダイレクト配電制御モードの場合、理論上、バッテリ２５からの持ち出しをゼロにすることができる。
▲３▼同軸多層モータ２の両方を放電（モータ）として用いた場合、駆動範囲を広くとることができる。すなわち、２つのモータパワーを掛け合わせた値がパワー最大値（一定値）以下の全ての領域を駆動可能範囲とし、一方のモータが小パワーで、他方のモータが大パワーという組み合わせで用いることもできる。
【００３９】
［ブレーキ締結制御処理］
図３はハイブリッドコントローラ２６にて実行されるブレーキ締結制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００４０】
ステップＳ３０では、ローブレーキ１７の締結指令出力時か否かが判断され、ｙｅｓの場合はステップＳ３１へ移行し、ｎｏの場合はステップＳ３４へ移行する。
【００４１】
ステップＳ３１では、切換弁ソレノイド４４ａを通電ＯＮとし、ステップＳ３２へ移行する。この切換弁ソレノイド４４ａに対する通電により、切換弁４３はローブレーキ１７に連通した位置となる（図２）。
【００４２】
ステップＳ３２では、減圧弁ソレノイド４２ａを通電制御し、ステップＳ３３へ移行する。この減圧弁ソレノイド４２ａの通電制御により、減圧弁４１が連通側となり、信号油圧力に応じたブレーキ油圧が発生する。
【００４３】
ステップＳ３３では、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎ１がゼロでないか否かが判断され、第１モータジェネレータ回転数Ｎ１≠０のとき、言い換えるとハイブレーキ１６が解放されていると確認されたときはリターンへ移行する。また、第１モータジェネレータ回転数Ｎ１＝０のとき、言い換えるとハイブレーキ１６が締結されているときは切換弁４３が作動不良という判断に基づきステップＳ３８へ移行する。
【００４４】
ステップＳ３４では、ハイブレーキ１６の締結指令出力時か否かが判断され、ｙｅｓの場合はステップＳ３５へ移行し、ｎｏの場合はステップＳ３８へ移行する。
【００４５】
ステップＳ３５では、切換弁ソレノイド４４ａを通電ＯＦＦとし、ステップＳ３６へ移行する。この切換弁ソレノイド４４ａに対する通電ＯＦＦにより、切換弁４３はハイブレーキ１６に連通した位置となる。
【００４６】
ステップＳ３６では、減圧弁ソレノイド４２ａを通電制御し、ステップＳ３７へ移行する。この減圧弁ソレノイド４２ａの通電制御により、減圧弁４１が連通側となり、信号油圧力に応じたブレーキ油圧が発生する。
【００４７】
ステップＳ３７では、第１リングギヤＲ１の回転数がゼロでないか否かが判断され、第１リングギヤ回転数≠０のとき、言い換えるとローブレーキ１７が解放されていると確認されたときはリターンへ移行する。また、第１リングギヤ回転数＝０のとき、言い換えるとローブレーキ１６が締結されているときは切換弁４３が作動不良という判断に基づきステップＳ３８へ移行する。
【００４８】
ステップＳ３８では、ステップＳ３４でｎｏと判断された場合、或いは、ステップＳ３３またはステップＳ３７にて切換弁の作動不良であると判断された場合には、切換弁ソレノイド４４ａと減圧弁ソレノイド４２ａが通電ＯＦＦとされ、ブレーキ油圧の発生そのものが遮断される。
【００４９】
［通常走行時］
ローブレーキ１７とハイブレーキ１６を共に解放する通常走行時には、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０→ステップＳ３４→ステップＳ３８へと進む流れとなり、ステップＳ３８では、切換弁ソレノイド４４ａと減圧弁ソレノイド４２ａが通電ＯＦＦとされ、ブレーキ油圧の発生そのものが遮断される。
この通常走行時には、車両状態や走行状態に応じて最適な走行モードが選択されるもので、走行モードの一例であるダイレクト配電走行モードでの走行制御について、図４及び図５により説明する。
ここで、「ダイレクト配電走行モード」とは、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の一方を放電とし他方を発電として用い、両者ＭＧ１，ＭＧ２の収支がゼロとなるようにそれぞれの回転数Ｎ１，Ｎ２とトルクＴ１，Ｔ２を決めて制御する走行モードをいう。
【００５０】
図４はダイレクト配電制御ブロック図であり、６０は目標駆動トルク決定部、６１は出力軸回転数算出部、６２は目標パワー算出部、６３は目標エンジンパワー算出部、６４は最適燃費エンジン回転数決定部、６５はエンジン回転数＆エンジントルク算出部、６６はモータ動作点算出部である。
前記目標駆動トルク決定部６０は、アクセル開度検出値ＡＰＳと車速検出値Ｖｓｐと目標駆動トルクマップに基づいて、目標駆動トルクＴｏ〜を決定する。
前記出力軸回転数算出部６１は、車速検出値Ｖｓｐと変換係数Ｋ１とを用いて出力軸回転数Ｎｏを算出する。
前記目標パワー算出部６２は、目標駆動トルク決定部６０からの目標駆動トルクＴｏ〜と、出力軸回転数算出部６１からの出力軸回転数Ｎｏと、変換係数Ｋ２とを用いて目標パワーＰｏ〜を算出する。
前記目標エンジンパワー算出部６３は、目標パワーＰｏ〜と、メカ効率ηｍとを用いて、目標エンジンパワーＰｅ〜を算出する。
前記最適燃費エンジン回転数決定部６４は、目標エンジンパワーＰｅ〜と、最適燃費線によるエンジン出力マップを用いて、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを決定する。
前記エンジン回転数＆エンジントルク算出部６５は、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαをエンジン回転数Ｎｅとし、目標エンジンパワーＰｅ〜とエンジン回転数ＮｅによりエンジントルクＴｅを算出する。
前記モータ動作点算出部６６は、エンジン回転数Ｎｅ、出力軸回転数Ｎｏ、エンジントルクＴｅを入力し、
Ｎ１＝Ｎｅ＋α（Ｎｅ−Ｎｏ）                      ．．．（１）
Ｎ２＝Ｎｏ−β（Ｎｅ−Ｎｏ）                      ．．．（２）
Ｔｏ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔｅ                            ．．．（３）
Ｎ１・Ｔ１＋Ｎ２・Ｔ２＝Ｐｂ                        ．．．（４）
αＴ１＋Ｔｏ＝（１＋β）Ｔ２                    ．．．（５）
但し、Ｎ１，Ｔ１：第１モータジェネレータＭＧ１の回転数とトルク
Ｎ２，Ｔ２：第２モータジェネレータＭＧ２の回転数とトルク
α，β：遊星歯車の歯数比
であらわされる（１）〜（５）の式（Ｅ−ＩＶＴバランス式）において、（４）式のバッテリパワーＰｂを、Ｐｂ＝０として、連立運動方程式を解くことにより、ダイレクト配電走行モードでのモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を算出する。
【００５１】
よって、ダイレクト配電走行モードでの共線図は、図５に示すようになり、理論上はバッテリ負荷をゼロとし、良好な燃費性能を確保しながら、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎ１と、第２モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ２とを制御することにより、アンダードライブからオーバードライブまでの広い変速比を達成することができる。さらに、ダイレクト配電走行モードでは、下記に列挙するようなメリットを持つ。
▲１▼モータ動作点（第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ１，Ｎ２とトルクＴ１，Ｔ２）をバランス式により簡単に計算できる。
▲２▼モータパワー（＝モータ通過パワー）が「ゼロ」となる変速比が２点（例えば、１／変速比＝約０．６の近傍と、１／変速比＝約１．５の近傍）ある。
▲３▼ロー側ほどモータトルクが大きくなる。つまり、電気的な最ロー側変速比は、モータトルクＴ１，Ｔ２によって決定される。
▲４▼エンジン１が低出力時には、モータトルクＴ１，Ｔ２及び回転数Ｎ１，Ｎ２の両面で制限を受けることがなく、変速レンジを非常にワイドにとることができる。
【００５２】
［高負荷発進時］
ローブレーキ１７を締結し、ハイブレーキ１６を解放する高負荷発進時には、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０→ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→リターンへと進む流れとなり、ステップＳ３１において、切換弁ソレノイド４４ａの通電により切換弁４３をローブレーキ１７に連通した位置とし、ステップＳ３２において、減圧弁ソレノイド４２ａの通電により信号油圧力に応じたブレーキ油圧を発生させ、ローブレーキ１７のみを締結する。
【００５３】
よって、ローブレーキ１７の締結による高負荷発進時の共線図は、図６に示すようになり、この共線図上における回転メンバのうち入力に係わる第１リングギヤＲ１の固定により第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを増幅するロー変速比によるレバー比が得られ、かかる共線図上のレバー比で、第１モータジェネレータＭＧ１の大型化に頼ることなく、第１モータジェネレータＭＧ１の駆動による電気走行時に要求される車輪駆動トルクが実現される。
なお、ローブレーキ１７を締結し、第１モータジェネレータＭＧ１とエンジン１の駆動による走行も、エンジン１のみの駆動による走行も可能である。
【００５４】
［高速走行時］
ローブレーキ１７を解放し、ハイブレーキ１６を締結する高速走行時には、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０→ステップＳ３４→ステップＳ３５→ステップＳ３６→ステップＳ３７→リターンへと進む流れとなり、ステップＳ３５において、切換弁ソレノイド４４ａの通電ＯＦＦにより切換弁４３をハイブレーキ１６に連通した位置とし、ステップＳ３６において、減圧弁ソレノイド４２ａの通電により信号油圧力に応じたブレーキ油圧を発生させ、ハイブレーキ１６のみを締結する。
【００５５】
よって、ハイブレーキ１６の締結による高速走行時の共線図は、図７に示すようになり、この共線図上における回転メンバのうち入力に係わる第１サンギヤＳ１の固定により第２モータジェネレータＭＧ２のみの駆動により高速走行を維持するハイ変速比によるレバー比が得られ、かかる共線図上のレバー比で、第２モータジェネレータＭＧ２の大型化に頼ることなく、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動による電気走行時に要求される車輪駆動トルクが実現される。
なお、ハイブレーキ１６を締結し、第２モータジェネレータＭＧ２とエンジン１の駆動による走行も、エンジン１のみの駆動による走行も可能である。
【００５６】
［ブレーキ油圧制御系フェイル時］
ブレーキ油圧制御系フェイル時であって、切換弁４３の作動が不良であるときは、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０→ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ３８→リターンへと進む流れ、または、ステップＳ３０→ステップＳ３４→ステップＳ３５→ステップＳ３６→ステップＳ３７→ステップＳ３８→リターンへと進む流れとなり、ステップＳ３８では、切換弁ソレノイド４４ａと減圧弁ソレノイド４２ａが通電ＯＦＦとされ、ブレーキ油圧の発生そのものが遮断される。つまり、ローブレーキ１７の締結も、ハイブレーキ１６の締結も禁止され、両ブレーキ１６，１７は解放状態が維持される。
【００５７】
次に、効果を説明する。
第１実施例のハイブリッド変速装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５８】
（１）  エンジン１と第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２と出力ギヤ４との４要素が、共線図上で第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列３を備えたハイブリッド変速装置において、前記共線図上の出力ギヤ４の回転速度軸より第２モータジェネレータＭＧ２側に配置され、締結によりロー側変速比に固定するローブレーキ１７と、前記共線図上のエンジン１の回転速度軸より第１モータジェネレータＭＧ１側に配置され、締結によりハイ側変速比に固定するハイブレーキ１６と、前記ローブレーキ１７と前記ハイブレーキ１６の双方同時締結を禁止するブレーキ締結制御手段と、を設けたため、両モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の大型化に頼ることなく電気走行時に要求される車輪駆動トルクの実現を可能としながら、２つのブレーキ１６，１７の同時締結によるインターロックを確実に防止することができる。
【００５９】
（２）  前記ローブレーキ１７と前記ハイブレーキ１６は、制御油圧により締結・解放される油圧式ブレーキであり、前記ブレーキ締結制御手段は、両ブレーキ１６，１７へのブレーキ油圧の制御回路を１系統とし、その制御油圧を択一的にローブレーキ１７またはハイブレーキ１６に分配する切換弁４３を有し、ローブレーキ１７とハイブレーキ１６の一方のみの締結、または、両ブレーキ１６，１７の解放を行うブレーキ油圧制御ユニット４０としたため、ブレーキ油圧の制御回路を１系統にでき、しかも、切換弁４３のアクチュエータは安いＯＮ／ＯＦＦ型でよいことで、独立の２系統のブレーキ油圧制御回路とする場合に比べ、コストを低減することができる。
【００６０】
（３）  前記切換弁４３は、切換用ソレノイド弁４４とスプリングとスプールとを有して構成され、前記切換用ソレノイド弁４４の信号油圧ゼロ時には、スプリング力によりローブレーキ１７と連通し、切換用ソレノイド弁４４への切換弁ソレノイド４４ａへの通電ＯＦＦ時には、信号油圧力によりハイブレーキ１６と連通するようにしたため、油圧アクチュエータの信号油圧ゼロ時には、切換え弁はスプリング力によりＬＯブレーキと連通となるため、例えば、車両の非運転（油圧ＯＦＦ）中に、切換弁４３のスプールが固着してしまった場合でも、ブレーキ油圧をローブレーキ１７へ供給でき、段差乗越えを含め、問題なく発進することができる。また、ブレーキ油圧の制御回路によりブレーキ油圧をゼロにすれば、ローブレーキ１７を解放することもできる。
さらに、切換弁ソレノイド４４ａへの通電ＯＦＦ時には、切換弁４３は信号油圧力によりハイブレーキ１６と連通となるため、例えば、車両の走行中に切換弁ソレノイド４４ａへの信号が途絶えた場合でも、ブレーキ油圧をハイブレーキ１６のみへ供給でき、ハイブレーキ１６の急解放やローブレーキ１７の急締結による急減速を確実に防止することができる。また、ブレーキ油圧の制御回路によりブレーキ油圧をゼロにすれば、ハイブレーキ１６を解放することもできる。
【００６１】
（４）  前記切換弁４３の切換用ソレノイド弁４４への信号ＯＦＦ時には、切換用ソレノイド弁４４からの信号油圧も切換弁４３へのブレーキ油圧もゼロとするようにしたため、例えば、車両の走行中に切換用ソレノイド弁４４への信号が途絶えた場合でも、両ブレーキ１６，１７を急締結することなく、問題なく走行を続けることができる。
【００６２】
（５）  第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２を、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、ステータＳのコイルに接続され、インナーロータＩＲへの駆動電流とアウターロータＯＲへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータ２４と、該インバータ２４に接続されたバッテリ２５と、を備えた同軸多層モータ２としたため、それぞれにロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズ低減）・効率（鉄損低減・インバータ損失低減）の面で有利にすることができる。
【００６３】
（６）  遊星歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１リングギヤＲ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合うリングギヤＲ２との５つの回転要素を有するするラビニョウ型複合遊星歯車列３とし、第２リングギヤＲ２とエンジン出力軸１０とをクラッチ１５を介して連結し、第１サンギヤＳ１と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、第２サンギヤＳ２と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、共通キャリヤＣに出力ギヤ４（Ｏｕｔ）を連結することにより、共線図上で第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度順になるように連結し、ハイブレーキ１６を、第１サンギヤＳ１をモータ＆ギヤケース９に固定可能とする位置に配置し、ローブレーキ１７を、第１リングギヤＲ１をモータ＆ギヤケース９に固定可能とする位置に配置したため、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができる。
【００６４】
以上、本発明のハイブリッド変速装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６５】
第１実施例では、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとして、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータジェネレータであるが、機能上は２つのモータジェネレータを達成する同軸多層モータ２の適用例を示したが、２つの独立したモータジェネレータを用いたものであっても良い。
【００６６】
第１実施例では、遊星歯車機構として、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の適用例を示したが、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を連結するため、少なくとも４つの回転要素を有する遊星歯車により構成される機構であれば、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に限られることはない。
【００６７】
第１実施例では、減圧弁と２位置の切換弁との組み合わせにより、２つのブレーキの同時締結を禁止し、ローブレーキのみの締結、或いは、ハイブレーキのみの締結が確保されるブレーキ締結制御手段の例を示したが、例えば、３位置の切換弁を用いたり、ブレーキ締結制御ソフトにより２つのブレーキの同時締結を禁止する機能を発揮させるようなものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のハイブリッド変速装置が適用されたハイブリッドシステムを示す全体図である。
【図２】第１実施例装置のブレーキ油圧制御ユニットを示す油圧回路図である。
【図３】第１実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるブレーキ締結制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１実施例装置のハイブリッドコントローラにおけるダイレクト配電制御モードでのモータ制御ブロック図である。
【図５】第１実施例装置における通常走行時のダイレクト配電制御モードでの共線図である。
【図６】第１実施例装置における高負荷発進時のローブレーキ締結モードでの共線図である。
【図７】第１実施例装置における高速走行時のハイブレーキ締結モードでの共線図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  同軸多層モータ（第１モータジェネレータと第２モータジェネレータ）
３  ラビニョウ型複合遊星歯車列（遊星歯車機構）
４  出力ギヤ（出力部材）
５  カウンターギヤ
６  ドライブギヤ
７  ディファレンシャル
８，８  ドライブシャフト
９  モータ＆ギヤケース
１０  エンジン出力軸
１１  第１モータジェネレータ出力軸
１２  第２モータジェネレータ出力軸
１３  モータ室
１４  ギヤ室
１５  クラッチ
１６  ハイブレーキ
１７  ローブレーキ
２１  エンジンコントローラ
２２  スロットルバルブアクチュエータ
２３  モーターコントローラ
２４  インバータ
２５  バッテリ
２６  ハイブリッドコントローラ
２７  アクセル開度センサ
２８  車速センサ
２９  モータ温度センサ
３０  エンジン回転数センサ
４０  ブレーキ油圧制御ユニット（ブレーキ締結制御手段）
４１  減圧弁
４２  減圧用ソレノイド弁
４３  切換弁
４４  切換用ソレノイド弁（油圧アクチュエータ）
４５  ライン圧油路
４６  ブレーキ油圧路
４７  パイロット圧油路
４８  減圧弁信号油圧路
４９  切換弁信号油圧路
５０  ローブレーキ圧油路
５１  ハイブレーキ圧油路
【図１】
2004176805.tif 000003
【図２】
2004176805.tif 000004
【図３】
2004176805.tif 000005
【図４】
2004176805.tif 000006
【図５】
2004176805.tif 000007
【図６】
2004176805.tif 000008
【図７】
2004176805.tif 000009