(57)【要約】【課題】  ハイブリッド車両の駆動力を安定的に供給する。【解決手段】  駆動源としてのエンジン１１と、駆動源および発電機としてのモータ１８と、前記エンジンの駆動力を伝達する無段変速機１２とを備えたハイブリッド車両において、前記無段変速機の出力軸と接続する第１出力軸１３と、前記第１出力軸に平行に設置され、前記モータの出力軸と接続する第２出力軸１７と、前記第１出力軸、第２出力軸に対する共通の駆動軸１４と、前記第１及び第２出力軸と前記駆動軸との間に構成された複数の変速段３１〜３９と、前記変速段を選択的に接続する摩擦係合手段群６１、６３と、前記第１出力軸に入力する駆動力を第２出力軸に選択的に伝達する出力軸摩擦係合手段６２と、前記各摩擦係合手段の動作を制御する摩擦係合制御手段８０とを備える。【選択図】    図１
2005053402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてのエンジンと、
駆動源および発電機としてのモータと、
前記エンジンの駆動力を伝達する無段変速機とを備えたハイブリッド車両において、
前記無段変速機の出力軸と接続する第１出力軸と、
前記第１出力軸と平行に設置され、前記モータの出力軸と接続する第２出力軸と、
前記第１出力軸、第２出力軸に対する共通の駆動軸と、
前記第１及び第２出力軸と前記駆動軸との間に構成された複数の変速段と、
前記変速段を選択的に接続する摩擦係合手段群と、
前記第１出力軸に入力する駆動力を第２出力軸に選択的に伝達する出力軸摩擦係合手段と、
前記各摩擦係合手段の動作を制御する摩擦係合制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
前記出力軸摩擦係合手段は、入出力の回転速度差を制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
前記第２出力軸と前記駆動軸との間の変速段は、少なくとも２つの変速段からなり、
前記摩擦係合制御手段は、車両の走行状態に応じて前記摩擦係合手段群を制御して前記第２出力軸と前記駆動軸との間の２つの変速段を切り換えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
前記第１出力軸と前記駆動軸との間の変速段は、少なくとも２つの変速段からなり、
前記摩擦係合制御手段は、車両の走行状態に応じて前記摩擦係合手段群を制御して前記第１出力軸と前記駆動軸との間の２つの変速段を切り換えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項５】
前記第１出力軸と前記駆動軸との間の少なくとも２つの変速段のうち１つは、後進用の変速段であることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項６】
前記第１出力軸と前記駆動軸との間の変速段で設定される変速比は、前記第１出力軸と前記第２出力軸と前記駆動軸との間の変速段で設定される変速比より小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項７】
前記第１出力軸と前記駆動軸との間に構成された変速段を切り換えるため前記摩擦係合手段を非締結状態としたとき、エンジンの駆動力を前記出力軸摩擦係合手段を介して前記第１出力軸から前記第２出力軸に伝達することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項８】
エンジンの回転軸に入力軸が接続される無段変速機と、
前記無段変速機の出力軸に接続される第１出力軸と、
モータの回転軸に接続される第２出力軸と、
前記第１入力軸または第２入力軸から伝達される駆動力を駆動輪に伝える駆動軸と、
前記第１出力軸に固定される第１動力伝達手段と、
前記第１出力軸に回転可能に支持される第２動力伝達手段と、
前記駆動軸に回転可能に支持され、前記第１動力伝達手段と噛合する第３動力伝達手段と、
前記駆動軸に固定され、前記第２動力伝達手段と噛合する第４動力伝達手段と、
前記第２出力軸に回転可能に支持され、前記第３動力伝達手段と噛合する第５動力伝達手段と、
前記第２出力軸に回転可能に支持され、前記第４動力伝達手段と噛合する第６動力伝達手段と、
前記第５動力伝達手段を前記第２出力軸に固定する第１摩擦係合手段と、
前記第２動力伝達手段を前記第１出力軸に固定する第２摩擦係合手段と、
前記第６動力伝達手段を前記第２出力軸に固定する第３摩擦係合手段と、
前記各摩擦係合手段の動作を制御する摩擦係合制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項９】
前記第１摩擦係合手段は、トルク伝達率を制御可能な多板式クラッチであり、
前記第２、第３摩擦係合手段は、トルク伝達率をオン／オフ的に切り換え可能な噛み合いクラッチであることを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項１０】
前記第１出力軸に回転可能に支持される第７動力伝達手段と、
前記駆動軸に固定され、かつ前記第７動力伝達手段に噛合する第８動力伝達手段と、
前記第２出力軸に回転可能に支持され、かつ前記第８動力伝達手段に噛合する第９動力伝達手段と、
前記第７動力伝達手段を前記第１出力軸に固定する第６摩擦係合手段と、
前記第９動力伝達手段を前記第２出力軸に固定する第７摩擦係合手段と、
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の車両の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動源としてエンジンとモータとを搭載した、いわゆるハイブリッド車両（以下、ＨＥＶという。）の開発が進んでいる。ＨＥＶの変速機として既存のベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴという。）を用いてＨＥＶのシステムを構成するものがある。
【０００３】
しかしＣＶＴは、変速比を維持するために、ベルトを保持するための高い油圧が必要であり、油圧損失が生じることになる。このため、駆動軸上にモータを配置することにより、油圧を低下させて油圧損失を低減し、かつ低い油圧によるＣＶＴの変速速度の遅れをモータによりアシストして駆動力の応答性を確保することが考えられ、その一例として、ＣＶＴの出力端に遊星歯車を配して、その遊星歯車にモータと出力軸を接続する方式がある（特許文献１参照のこと。）。
【０００４】
この方式では、モータの回転速度制御することにより、油圧損失低減による燃費の向上に合わせて、ＣＶＴの出力トルクを増幅して駆動軸に伝達させる電動トルコン状態も実現できる。
【特許文献１】特開２００１−４７８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来技術の遊星歯車を用いた電動トルコン状態は、モータが１つの場合にはモータに電力を供給するバッテリの充放電状態に応じて実現できる駆動力特性が変化するという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明においては、バッテリの充放電状態によらず要求駆動力を達成するハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、駆動源としてのエンジンとモータと、エンジンの駆動力を伝達する無段変速機とを備えたハイブリッド車両において、無段変速機の出力軸と接続する第１出力軸と、第１出力軸と平行に設置され、モータの出力軸と接続する第２出力軸と、第１出力軸、第２出力軸に対する共通の駆動軸と、第１及び第２出力軸と駆動軸との間に構成された複数の変速段と、変速段を選択的に接続する摩擦係合手段群と、第１出力軸に入力する駆動力を第２出力軸に選択的に伝達する出力軸摩擦係合手段と、各摩擦係合手段の動作を制御する摩擦係合制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ハイブリッド車両の運転状態に応じてエンジンの駆動力の伝達経路を選択し、要求駆動力実現のための自由度が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明を適用するハイブリッド車両の駆動装置の構成図である。駆動装置は、エンジン１１と、エンジン１１と前後進切換機構２０を介して接続するＣＶＴ１２と、このＣＶＴ１２の出力軸１３に設置された複数の歯車と噛合する歯車により回転が伝達される駆動軸１４と、駆動軸１４の回転により差動装置１５を介して駆動される駆動輪１６を備える。さらに前述の駆動軸１４の歯車群と噛合する歯車を備えたモータ出力軸１７が設置され、モータ出力軸１７の一端にモータ１８が接続される。モータ出力軸１７の他端には後述する多板式の第２クラッチ６２が備えられる。なお、エンジン１１の出力軸とＣＶＴ出力軸１３と駆動軸１４とモータ出力軸１７は互いに平行に設置される。
【００１０】
前後進切換機構２０は、１組の遊星歯車２１とフォワードクラッチ２２とリバースクラッチ２３から構成され、クラッチ２２、２３の締結状態により車両の前後進が制御される。
【００１１】
ＣＶＴ１２は、通常のベルト式無段変速機であって、エンジン１１に接続する入力側プーリ１２ａとＣＶＴ出力軸１３に接続する出力側プーリ１２ｂとの間にベルト１２ｃを掛け渡し、入力プーリ１２ａ及び出力プーリ１２ｂとベルト１２ｃとの接触位置を制御することで変速比を無段階に変更するものである。
【００１２】
ＣＶＴ１２の出力軸１３上には、ＣＶＴ出力軸１３に固定された第１歯車３１と、ＣＶＴ出力軸１３に回転自在に設置された第２、第３歯車３２、３３と、第２、第３歯車をＣＶＴ出力軸１３に固定するためのドッグクラッチからなる第１クラッチ６１が設置される。
【００１３】
駆動軸１４上には、駆動軸１４に回転自在に設置された第４歯車３４と、駆動軸１４に固定された第５、第６歯車３５、３６が設置される。ここで、第４歯車３４はＣＶＴ出力軸１３上の第１歯車３１と噛合し、第５、第６歯車３５、３６はそれぞれ第２、第３歯車３２、３３と噛合する。
【００１４】
モータ出力軸１７上には、モータ出力軸１７に回転自在に設置された第７から第９歯車３７から３９が設置され、第７歯車３７は多板式クラッチである第２クラッチによりモータ出力軸１７との締結状態が制御される。また第８、第９歯車３８、３９はドッグクラッチからなる第３クラッチ６３によってモータ出力軸１７への固定状態が制御される。
【００１５】
モータ出力軸１７上の第７から第９歯車３７から３９は、それぞれ駆動軸１４上の第４から第６歯車３４から３６に噛合するように設けられる。したがって、モータ出力軸１７上の第７歯車３７には第１歯車３１と第４歯車３４を介してＣＶＴ出力軸１３の回転が伝達される。
【００１６】
第１〜第３クラッチ６１〜６３および前後進切換機構２０のクラッチ２２、２３の締結状態を制御するためのアクチュエータ７１〜７４がそれぞれ設置され、これらアクチュエータ７１〜７４はコントローラ８０の指示により、第１〜第３クラッチ６１〜６３および遊星歯車機構２０のクラッチ２２、２３の締結状態を制御する。
【００１７】
また第２歯車３２と第５歯車３５とが噛み合って、かつ第１クラッチ６１が第２歯車３２をＣＶＴ出力軸１３に固定することで、このギア列はエンジン１１のギア段として機能する。同様に第３歯車３３と第６歯車３６とが噛み合って、かつ第１クラッチ６１が第３歯車３３をＣＶＴ出力軸１３に固定することで、このギア列はエンジン１１のギア段として機能する。なおこれら２つのギア段のギア比は異なり、車両の走行状態に応じて選択される。したがって、これら２つのギア段のギア比とＣＶＴ１２のギア比を組み合わせることで、ＣＶＴ１２のギア比の範囲を小さくすることができるため、ＣＶＴ１２の小型化し、低価格化や搭載性の向上を図ることができる。また、入出力プーリの径を小さくできるため、ＣＶＴ１２の制御に必要な必要油圧量を少なくして油圧損失を低減でき、高効率なシステムとすることができ、また伝達効率を向上することも可能となる。
【００１８】
モータ出力軸１７上の第８歯車３８が駆動軸１４上の第５歯車３５と噛み合い、かつ第３クラッチ６３が第８歯車３８をモータ出力軸１７に固定することで、この歯車列がモータ１８のギア段として機能し、同様にモータ出力軸１７上の第９歯車３９が駆動軸１４上の第６歯車３６と噛み合い、かつ第３クラッチ６３が第９歯車３９をモータ出力軸１７に固定することで、この歯車列がモータ１８のギア段として機能する。
【００１９】
第７歯車３７のモータ出力軸１７への固定を制御する第２クラッチ６２は、前述のように多板式のクラッチであって、コントローラ８０の制御によりその締結状態が制御され、その締結状態、具体的にはすべり状態を制御することで駆動力の伝達率を制御することができる。第２クラッチ６２が第７歯車３７をモータ出力軸１７に固定することで、ＣＶＴ出力軸１４の回転がモータ出力軸１７に伝達されることになる。このＣＶＴ１２を介してエンジン１の駆動力がモータ出力軸１７に伝達されるときに、多板式クラッチである第２クラッチ６２のすべりを制御しつつ締結することでスムーズな伝達が可能となる。
【００２０】
具体的に説明すると、車両発進時の最大駆動力を発揮するときのギア比は、第１歯車３１と第７歯車３７及び第２歯車３２と第８歯車３８の関係から設定される。ここで車両の速度がゼロであってもエンジン１１の回転速度はゼロではないため、回転速度がゼロであるモータ出力軸１７にエンジン１１の回転をスムーズに伝えるために第２クラッチ６２のすべりが有効となり、第２クラッチ６２の締結圧を徐々に上昇させることでスムーズに駆動力の伝達が行われて発進がショックを伴わずに行われる。
【００２１】
なお、第２クラッチ６２に多板式クラッチ以外の形式、例えば乾式単板式クラッチや電磁クラッチ等を用いることも考えられるが、車両の発進性能と品質及び耐久性を総合的に判断すると多板式クラッチが最適である。
【００２２】
次に各歯車の噛み合いにより設定されるギア比について説明する。
【００２３】
まず第２歯車３２と第５歯車３５により設定されるギア比をＲE HIGHとし、第３歯車３３と第６歯車３６により設定されるギア比をＲE LOWとすると、これらのギア比の関係は、以下の関係になる。
【００２４】
ＲE LOW＞ＲE HIGH      （１）
次に第８歯車３８と第５歯車３５により設定されるギア比をＲM HIGHとし、第９歯車３９と第６歯車３６により設定されるギア比をＲM LOWとすると、これらのギア比の関係は、以下の関係になる。
【００２５】
ＲM LOW＞ＲM HIGH      （２）
さらに第１歯車３１と第７歯車３７により設定されるギア比をＲCとすると、
ＲC×ＲM LOW＞ＲE LOW      （３）
の関係となる。
【００２６】
上記式（１）から式（３）のギア比の関係を満足することにより、エンジンの駆動力を最も増幅できる駆動力の経路は、ＣＶＴ出力軸１４からモータ出力軸１７を介して駆動軸１４に駆動力を伝達する経路となる。また、モータ１８はエンジン１１に比べて最大トルクは小さいが、一定値以上のトルクを発揮する運転領域が広く、回転直後からトルクを発揮できるため、エンジン１１の駆動力伝達に用いられるギア比より、より広いギア比がモータ１８用として望まれる。この実施形態では、最も低いギア比をモータ出力軸１７上の第７歯車３７、第８歯車３８により設定でき、モータ１８のみの駆動力による発進性を向上できる。
【００２７】
コントローラ８０は、運転者の意図に応じた要求駆動力を最良燃費で出力するように駆動装置を制御する。コントローラ８０には、エンジン１１の回転速度を検出する第１回転速度センサ８１、駆動軸１４の回転速度を検出する第２回転速度センサ８２、モータ１８のレゾルバ、駆動輪１６の回転速度を検出する第３回転速度センサ８３の出力信号が入力される。コントローラ８０は、これら入力信号に基づいて各クラッチアクチュエータ７１〜７４を制御する。また、コントローラ８０には、モータ１８を駆動するための電力を供給するバッテリ１９の蓄電量情報が入力され、必要に応じてバッテリ１９の充放電制御を行う。また、コントローラ８０は、モータ１８のみによるモータ走行、エンジン１１の始動、モータ１８による駆動力のアシスト、モータ１８の発電及び回生制動の制御を行う。
【００２８】
このような構成とすることにより、車両を駆動する駆動力をエンジン１１の駆動力による場合と、モータ１８による場合と、エンジン１１とモータ１８との併用による場合に制御でき、要求駆動力実現のための自由度が高まる。
【００２９】
また第２クラッチ６２は、すべり制御可能な多板式クラッチであり、入出力の回転速度差を制御できるため、ＣＶＴ出力軸１３からモータ出力軸１７へ伝達されるエンジンの駆動力の伝達量を制御でき、特に、車速がゼロのとき第２クラッチ６２をすべり制御しながらエンジン１１の駆動力をモータ出力軸１７へ伝達できるため、モータ１８の状態及びモータ１８の電力供給源であるバッテリ１９の充放電状態に係わらずスムーズな発進性能を確保することができる。
【００３０】
車両の走行状態に応じて第３クラッチ６３を制御し、モータ出力軸１７と駆動軸１４との間の、第５歯車３５と第８歯車３８及び第６歯車３６と第９歯車３９からなる２つの変速段を切り換えるため、モータ１８による駆動力のアシストや発電を車両の運転状態に応じたより効率のよい状態で行うことができる。
【００３１】
また、車両の走行状態に応じて第１クラッチ６１を制御し、ＣＶＴ出力軸１３と駆動軸１７との間の、第２歯車３２と第５歯車３５及び第３歯車３３と第６歯車３６からなる２つの変速段を切り換えるため、無段変速段の変速比の範囲を小さくすることができる。
【００３２】
次にコントローラ８０が行う代表的な制御内容について以下に説明する。
(1)モータ走行時
第２クラッチ６２を非締結状態とすることにより、エンジン１１とＣＶＴ１２とをモータ出力軸１７から切り離すことができる。そして第３クラッチ６３により第８歯車３８をモータ出力軸１７に固定することにより、モータ１８の駆動力を増幅し、エンジン１１やＣＶＴ１２の引き摺り損失のない高効率なモータ走行が可能となる。また、モータ走行時にＣＶＴ１２を使用しないため、ＣＶＴ１２に必要な油圧を発生する必要がなく、さらに高効率な走行とすることができる。
【００３３】
なお、前述のようにモータ１８は、エンジン１１より最大トルクは小さいが一定値以上のトルクを発生するトルクバンドが広いため、モータ走行用のギア比を、
ＲM LOW＞ＲE LOW      （４）
に設定することで十分な駆動力を発揮する。
(2)発進時
第１クラッチ６１を非締結状態とし、第２クラッチ６２を締結状態とすることで、エンジン１１の駆動力はＣＶＴ１２で増幅され、かつモータ出力軸１７上でモータ１８の駆動力と合成され、駆動軸１３に伝達される。このときのギア比は、式（３）のＲC×ＲM LOWであるので、駆動力を最も増幅できるギア比であり、具体的にはそのギア比は通常の手動式変速機の１速に相当するギア比である。ここで、エンジン１１の駆動力をモータ出力軸１７に伝達する際に第２クラッチ６２のすべりを制御して締結することで、手動式変速機の半クラッチ状態を再現でき、駆動力を円滑に伝達することができる。
【００３４】
図２は、このエンジン走行時のコントローラ８０の制御内容を示すフローチャートである。なお、第３クラッチは第８歯車をモータ出力軸１７に接続しているものとする。
【００３５】
まずステップ１で、運転者が最大駆動力を要求していることを判断する。続くステップ２でモータ１８のトルクが最大トルクとなるように制御する。なおこのときのトルクの急激な変化により運転者が違和感を感じないようにトルク変化率を制御する。ステップ３で図示しないスタータによりエンジン１１を始動する。
【００３６】
ステップ４では、前後切換機構２０のフォワードクラッチ２２を締結し、エンジン１１とＣＶＴ１２とを直結状態とする。次にステップ５で、第２クラッチ６２の締結圧を上昇させ、エンジンの駆動力を徐々にモータ出力軸１７へ伝達する。このとき第２クラッチ６２の締結圧を車速とＣＶＴ出力軸１３の回転速度の差が目標値となるように制御する。
【００３７】
ステップ６では、第２クラッチ６２の締結圧の増大に伴ってエンジン１１の出力を増大させ、エンジン１１がストールすることを防止する。そして最大駆動力が発揮されたところで制御を終了する。
【００３８】
この制御では、モータ１８の駆動力を期待しないため、モータ１８及びバッテリ１９の状態に係わらず大きな駆動力を発揮することができる。
【００３９】
ステップ３のスタータによるエンジン始動は、ＣＶＴ１２の変速比をハイ側にして第２クラッチ６２の締結圧を制御しながらモータ１８によりエンジン１１を始動するようにしてもよい。
(3)車両停止時
第１、第３クラッチ６１、６３を非締結状態に、第２クラッチ６２を締結状態とすることにより、車両停止中にエンジン１１の駆動力でモータ１８を発電駆動することができ、この電力でバッテリ１９を充電することができる。
(4)走行時の変速制御
本実施形態の構成を用いてギア列切り換えによる変速時のショックを低減することができる。以下、図３のフローチャートを用いて変速ショック低減の制御方法について説明する。以下、駆動力の伝達を第３歯車３３から第２歯車３２へ切り換える場合を説明する。なお、第３クラッチ６３は第８歯車３８をモータ出力軸１７に固定している。
【００４０】
まずステップ１１で変速条件が満たされているかどうかを判定する。変速条件は、例えば運転者の駆動力要求や車速等により判定される。
【００４１】
ステップ１２では、モータ１３のトルクを増大する。なおこのときのトルクの急激な変化により運転者が違和感を感じないようにトルク変化率を制御する。ステップ１３で、エンジン１のトルクを低減する。エンジントルクを低減することで第１クラッチの非締結状態への切り換えが容易となる。
【００４２】
ステップ１４で、第１クラッチ６１の非締結状態への切り換えが可能かどうか判定する。第１クラッチ６１はドッグクラッチであるので、入力トルクが略ゼロであれば容易に非締結状態に切り換えられる。第１クラッチが非締結状態になるまでエンジン１１のトルクを低下させる。
【００４３】
ステップ１５では、第２クラッチ６２の締結圧を上昇させてエンジン１１のトルクをモータ出力軸１７に伝達し、駆動力の低下を防止する。続くステップ１６では、エンジン１１のトルクを制御し、駆動軸１４に伝達するエンジン１１のトルクを増大し、第１クラッチ６１の切り換え時のトルク変化を補うように制御する。第１クラッチ６１の切り換え時のトルク段差をモータ１６のトルクとモータ出力軸１４からのエンジントルクの補填により補うことで、トルク段差をなくし、変速ショックを低減することができる。
【００４４】
なお、本実施形態の説明では、モータ１８のトルクがエンジン１１のトルクより小さいことを前提としており、モータ１８のトルクがエンジン１１のトルクと同等の場合や要求駆動力が小さくモータ１８のトルクで対応できる範囲であればエンジン１１のトルク制御が不要となる場合がある。
【００４５】
ステップ１７では、ＣＶＴ１２の変速比を制御する。これは、第１クラッチ６１により第２歯車をＣＶＴ出力軸１３に固定するためには第２歯車の回転速度とＣＶＴ出力軸１３の回転速度とを同じにする必要があるため、ＣＶＴ１２の変速比を制御してＣＶＴ出力軸１３の回転速度を第２歯車３２の回転速度と同じにするためである。
【００４６】
ステップ１８では、第２歯車３２の回転速度とＣＶＴ出力軸１３の回転速度が同じかどうかを判定し、同じであればステップ１９に進み、同じでなければステップ１７に戻りＣＶＴ変速比を制御する。
【００４７】
ステップ１９では、第１クラッチ６１により第２歯車３２をＣＶＴ出力軸１４に固定する。このとき第２歯車２の回転速度とＣＶＴ出力軸１４の回転速度は同じであるため容易に第１クラッチ６１は締結される。
【００４８】
ステップ２０では、第２クラッチ６２の締結圧を低下し、エンジン１１のトルクが第２歯車３２を介して駆動軸１４により多く伝達されるようにする。続くステップ２１でエンジン１１のトルクを増大するとともにステップ２２でモータ１８のトルクを低減する。
【００４９】
このように、ギア比切り換え時のトルク段差をエンジンのトルクをモータ出力軸１４から駆動軸に伝達することでトルクの不足分を補い、ギア比の切り換え時のショックを防止しつつギア比の切り換えが達成される。
【００５０】
図４に変速ショック低減制御時の各構成要素の作動状態を示す。
【００５１】
変速開始時には第３クラッチ６３が第８歯車をモータ出力軸１７に固定し、モータ１８は無負荷状態とする。この状態から第１クラッチ６１が駆動軸１４に固定する歯車を第３歯車３３から第２歯車３２へ切り換える状態を説明する。なお、制御中のエンジン１１の回転速度は一定とする。
【００５２】
時刻ｔ１でエンジン１１のトルクを減少させるとともに、モータ１８のトルクを上方させる。そして時刻ｔ２でエンジン１１のトルクが略ゼロになったら第１クラッチ６１を非締結状態（第２歯車３２、第３歯車３３の双方とも締結していない中立状態）とする。
【００５３】
時刻ｔ３で第２クラッチ６２の締結圧とエンジン１１のトルクとを増加させる。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ３までをドッグクラッチ制御モード１と称す。これによ
り、エンジン１１の駆動力がモータ出力軸１７を介して駆動軸１４に伝達される。したがって、エンジン１１のトルク応答が遅れたとしてもエンジン１１やＣＶＴ１２の慣性力を伝達し、ドッグクラッチ制御モード１よりも駆動軸１４に伝達される
駆動力を増加する。
【００５４】
第２歯車３２が形成するギア比は第３歯車３３が形成するギア比よりもハイギアであるため、ギア比切換時にＣＶＴ出力軸１３の回転速度を低下させる必要がある。このため、ＣＶＴ出力軸１３の回転速度が第２歯車３２の回転速度と一致するように、ＣＶＴ１２の変速比をロー側に変更する。ＣＶＴ出力軸１３の回転速度が第２歯車３２の回転速度と一致するまでの間、駆動軸１４での駆動力が目標駆動力となるようにエンジン１とモータ１８のトルク及び第２クラッチ６２の締結圧を制御する。しかし実際には、目標駆動力と実駆動力との間に差が生じる可能性があり、この場合にはその差（変化量）ΔＦが所定値を超えないように制御し、運転者等に違和感を感じさせないようにする。図４の時刻ｔ３からＣＶＴ出力軸１３の回転速度が第２歯車３２の回転速度と一致する時刻ｔ５までの期間を変速比・駆動力協調制御モードと称する。
【００５５】
時刻ｔ５でＣＶＴ出力軸１３の回転速度が第２歯車３２の回転速度と一致すると、モータ１６のトルクと第２クラッチ６２の締結圧を低下させ、時刻ｔ６で第１クラッチ６１を締結し、第２歯車３２をＣＶＴ出力軸１３に固定されて変速される。その後時刻ｔ７でエンジン１１のみのトルクによる走行状態に移行する。時刻ｔ５からエンジン１１の駆動力による走行に移行するまでの期間をドッグ・クラッチ制御モード２と称する。
このようにして変速時のショック低減の制御が行われ、運転者等は変速時のショックを感じることがない。
【００５６】
なお、図５にモータ１８の特性の一例を示す。高回転での高トルクを低出力で達成するために、高回転領域での出力の低下を許容している。このため、モータ出力軸１７側の２つのギア列（第８歯車３８と第５歯車３５、第９歯車３９と第６歯車３６）で車両の最高速度までモータ１８の運転領域を賄うことができる。
【００５７】
図６は、第２の実施形態の構成を示しており、第１の実施形態の構成に比較して第３歯車３３が削除されており、他の構成は同様である。このような構成とすることにより、ＣＶＴ出力軸１３上の歯車数の削減と第１クラッチ６１の小型化が図れ、レイアウトの自由度が向上する。
【００５８】
図７は、第３の実施形態の構成を示す図であり、この構成は第３歯車３３と第６歯車３６との間にカウンタ歯車４０を設け、このギア列を後退ギアとして機能させる。つまり、第１クラッチが第２歯車を締結する時には車両は前進し、第２歯車３３を締結するときには車両は後退する。したがって、第１クラッチ６１の切り換えにより車両の前後進が切り換えられ、第１実施形態の前後進切換機構２０を削除し、代わりに発進用のクラッチ、例えば電磁粉体クラッチ６４が設置される。このような構成とすることで、エンジン１１とＣＶＴ１２のレイアウト自由度が増すとともに、油圧を必要とする前後進切換機構を必要としないため、油圧損失をなくし、燃費を向上することができる。
【００５９】
図８は、第４の実施形態の構成を示す。第１の実施形態では、ＣＶＴ出力軸１３上の歯車３２、３３とモータ出力軸１７上の歯車３８、３９は、それぞれ共通の駆動軸１４上の歯車３５、３６に噛合したが、この実施形態の歯車はそれぞれ独立した歯車４１から４４を駆動軸上に備え、第２歯車３２は駆動軸１４上の歯車４１と噛合し、第３歯車３３は同じく歯車４２と噛合し、第８歯車３８は同じく歯車４３と噛合し、第９歯車３９は歯車４４と噛合する。このような構成とすることで、各歯車により設定されるギア比の設定の自由度を高めることができる。
【００６０】
図９は、第５の実施形態の構成を示しており、この実施形態は、カウンタ軸２４を設け、この軸上に多板式クラッチからなる第４クラッチ６４と、この第四クラッチ６４の締結によりカウンタ軸２４に固定される第１０歯車４１と、カウンタ軸２４に固定される第１１歯車４２とを備え、ＣＶＴ出力軸１７上の第２クラッチ６２は削除される。この第１０歯車４１は、第７歯車３７と噛合し、第１１歯車４２は第１歯車３１と噛合する。このような構成とすることで、エンジン１１の駆動力をＣＶＴ出力軸１７に伝達する多板式クラッチのレイアウト自由度が向上するとともに、式（３）で表されるＣＶＴ出力軸１３とモータ出力軸１７とのギア比ＲCの設計自由度が増す。
【００６１】
図１０は、第６の実施形態の構成を示す。この実施形態は、第１歯車３１と第７歯車間にチェーン４３を掛け渡した構成である。このような構成とすることでカウンタ歯車の第４歯車３４を削除できるとともに、式（３）で表されるＣＶＴ出力軸１３とモータ出力軸１７とのギア比ＲCの設計自由度が増す。
【００６２】
以下に請求項の構成と実施形態の構成の対応関係及び請求項の効果について記載する。請求項の構成の後の括弧内の記載が実施形態の構成である。
【００６３】
本発明のハイブリッド車両は、駆動源としてのエンジン（エンジン１１）と、駆動源および発電機としてのモータ（モータ１８）と、前記エンジンの駆動力を伝達する無段変速機（ＣＶＴ１２）とを備え、さらに前記無段変速機の出力軸と接続する第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）と、前記第１出力軸と平行に設置され、前記モータの出力軸と接続する第２出力軸（モータ出力軸１７）と、前記第１出力軸、第２出力軸に対する共通の駆動軸（駆動軸１４）と、前記第１及び第２出力軸と前記駆動軸との間に構成されたそれぞれ複数の変速段（第１歯車３１〜第９歯車３９からなる変速段）と、前記変速段を選択的に接続する摩擦係合手段群（第１クラッチ６１、第３クラッチ６３）と、前記第１出力軸に入力する駆動力を第２出力軸に選択的に伝達する出力軸摩擦係合手段（第２クラッチ６２）と、前記各摩擦係合手段の動作を制御する摩擦係合制御手段（コントローラ８０）とを備える。このため、ハイブリッド車両の運転状態に応じてエンジンの駆動力の伝達経路を選択し、要求駆動力実現のための自由度が高めることができる。
【００６４】
また、前記出力軸摩擦係合手段（第２クラッチ６２）は、入出力の回転速度差を制御するため、第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）から第２出力軸（モータ出力軸１７）へ伝達されるエンジンの駆動力の伝達量を制御でき、特に、車速がゼロのとき出力軸摩擦係合手段をすべり制御しながらエンジンの駆動力を第２出力軸の伝達できることにより、モータ及びモータの電力供給源であるバッテリの充放電状態に係わらずスムーズな発進性能を確保することができる。
【００６５】
さらに前記第２出力軸（モータ出力軸１７）と前記駆動軸（駆動軸１４）との間の変速段は、少なくとも２つの変速段（第５歯車３５と第８歯車３８による変速段と第６歯車３６と第９歯車３９による変速段）からなり、前記摩擦係合制御手段（コントローラ８０）は、車両の走行状態に応じて前記摩擦係合手段群（第３クラッチ６３）を制御して前記第２出力軸と前記駆動軸との間の２つの変速段を切り換えるため、モータ１８による駆動力のアシストや発電を車両の運転状態に応じてより効率のよい状態を選択することができる。
【００６６】
前記第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）と前記駆動軸（駆動軸１４）との間の変速段は、少なくとも２つの変速段（第２歯車３２と第５歯車３５による変速段と第３歯車３３と第６歯車３６による変速段）からなり、前記摩擦係合制御手段（コントローラ８０）は、車両の走行状態に応じて前記摩擦係合手段群（第１クラッチ６１）を制御して前記第１出力軸と前記駆動軸との間の２つの変速段を切り換えるため、無段変速段の変速比の範囲を小さくすることができる。
【００６７】
前記第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）と前記駆動軸（駆動軸１４）との間の少なくとも２つの変速段のうち１つ（第３歯車３３と第６歯車３６と第１０歯車４０による変速段）は、後進用の変速段であるため、前後進切換機構（前後進切換機構２０）を不要とすることができる。
【００６８】
前記第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）と前記駆動軸（駆動軸１４）との間の変速段で設定される変速比（ギア比ＲE LOW）は、前記第１出力軸と前記第２出力軸と前記駆動軸との間の変速段で設定される変速比（ＲC×ＲM LOW）より小さいため、バッテリの充電状態に係わらず、車両発進時に最大駆動力を発揮することができる。
【００６９】
前記第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）と前記駆動軸（駆動軸１４）との間に構成された変速段（第２歯車３２と第５歯車３５による変速段と第３歯車３３と第６歯車３６による変速段）を切り換えるため前記摩擦係合手段（第１クラッチ６１）を非締結状態としたとき、エンジンの駆動力を前記出力軸摩擦係合手段（第２クラッチ６２）を介して前記第１出力軸から前記第２出力軸に伝達するため、摩擦係合手段（第１クラッチ６１）が非締結状態となったことによるエンジンの駆動トルクの変動をエンジンの駆動力を第２出力軸を介して駆動軸に伝達して、変動分を補うことにより、トルク変動によるショックを抑制することができる。
【００７０】
また、無段変速機（ＣＶＴ１２）の回転軸に接続する第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）と、モータ（モータ１８）の回転軸に接続する第２出力軸（モータ出力軸１７）と、前記第１入力軸または第２入力軸から伝達される駆動力を駆動輪に伝える駆動軸（駆動軸１４）と、前記第１出力軸に固定される第１動力伝達手段（第１歯車３１）と、前記第１出力軸に回転可能に支持される第２動力伝達手段（第２歯車３２）と、前記駆動軸に回転可能に支持され、前記第１動力伝達手段と噛合する第３動力伝達手段（第４歯車３４）と、前記駆動軸に固定され、前記第２動力伝達手段と噛合する第４動力伝達手段（第５歯車３５）と、前記第２出力軸に回転可能に支持され、前記第３動力伝達手段と噛合する第５動力伝達手段（第７歯車３７）と、前記第２出力軸に回転可能に支持され、前記第４動力伝達手段と噛合する第６動力伝達手段（第８歯車３８）と、前記第５動力伝達手段３７を前記第２出力軸１７に固定する第１摩擦係合手段（第２クラッチ６２）と、前記第２動力伝達手段３２を前記第１出力軸１３に固定する第２摩擦係合手段（第１クラッチ６１）と、前記第６動力伝達手段３８を前記第２出力軸１７に固定する第３摩擦係合手段（第３クラッチ６３）と、前記摩擦係合手段群を制御して駆動力の伝達経路を切り換える変速操作を車両の運転状態に応じて自動制御するコントローラ（コントローラ８０）とを備えたため、ハイブリッド車両の運転状態に応じてエンジンの駆動力の伝達経路を選択し、要求駆動力実現のための自由度が高めることができる。
【００７１】
前記第１摩擦係合手段（第２クラッチ６２）は、トルク伝達率を制御可能な多板式クラッチであり、前記第２、第３摩擦係合手段（第１クラッチ６１、第３クラッチ６３）は、トルク伝達率をオン／オフ的に切り換え可能な噛み合いクラッチであるため、前記第１摩擦係合手段（第２クラッチ６２）は、入出力の回転速度差を制御できるため、第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）から第２出力軸（モータ出力軸１７）へ伝達されるエンジンの駆動力の伝達量を制御でき、特に、車速がゼロのとき出力軸摩擦係合手段をすべり制御しながらエンジンの駆動力を第２出力軸の伝達できることにより、モータ及びモータの電力供給源であるバッテリの充放電状態に係わらずスムーズな発進性能を確保することができる。
【００７２】
前記第１出力軸（ＣＶＴ出力軸１３）に回転可能に支持される第７動力伝達手段（第３歯車３３）と、前記駆動軸（駆動軸１４）に固定され、かつ前記第７動力伝達手段に噛合する第８動力伝達手段（第６歯車３６）と、前記第２出力軸に回転可能に支持され、かつ前記第８動力伝達手段に噛合する第９動力伝達手段（第９歯車３９）と、前記第７動力伝達手段を前記第１出力軸に固定する第６摩擦係合手段（第１クラッチ６１）と、前記第９動力伝達手段を前記第２出力軸に固定する第７摩擦係合手段（第３クラッチ６３）と、を備えたため、ハイブリッド車両の運転状態に応じてエンジンの駆動力の伝達経路を選択し、要求駆動力実現のための自由度が高めることができる。
【００７３】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
バッテリの充放電状態によらず要求駆動力を達成するハイブリッド車両の駆動装置であるので、ハイブリッド車両の有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ハイブリッド車両の駆動装置の構成図である。
【図２】駆動装置の変速制御の一例を説明するフローチャートである。
【図３】駆動装置の変速制御の他の一例を説明するフローチャートである。
【図４】図３に示す制御内容のタイミングチャートである。
【図５】モータの特性の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態の構成図である。
【図７】第３の実施形態の構成図である。
【図８】第４の実施形態の構成図である。
【図９】第５の実施形態の構成図である。
【図１０】第６の実施形態の構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１  エンジン
１２  ＣＶＴ
１３  ＣＶＴ出力軸
１４  駆動軸
１５  差動装置
１６  駆動輪
１７  モータ出力軸
１８  モータ
１９  バッテリ
２０  前後進切換機構
２１  遊星歯車
２２  フォワードクラッチ
２３  リバースクラッチ
３１〜３９  第１歯車から第９歯車
６１〜６３  第１クラッチから第３クラッチ
７１〜７４  第１アクチュエータから第４アクチュエータ
８０  コントローラ
【図１】
2005053402.tif 000003
【図２】
2005053402.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005053402.tif 000006
【図５】
2005053402.tif 000007
【図６】
2005053402.tif 000008
【図７】
2005053402.tif 000009
【図８】
2005053402.tif 000010
【図９】
2005053402.tif 000011
【図１０】
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