(57)【要約】【課題】  簡易な構造によって切換機構を作動させることにより、ハイブリッド車両の駆動装置の小型化や低コスト化を達成する。【解決手段】  このハイブリッド車両は、モータ動力のみを駆動輪に伝達するシリーズ走行モードと、モータ動力とエンジン動力とを駆動輪に伝達するパラレル走行モードとを備える。エンジン動力の伝達経路に平行軸式の変速機１８が設けられており、変速機１８は駆動歯車４１ａ，４２ａを備える変速入力軸２１と従動歯車４１ｂ，４２ｂを備える変速出力軸２２とを有する。駆動歯車４１ａ，４２ａと従動歯車４１ｂ，４２ｂとは変速歯車列を形成しており、変速歯車列を切り換える切換機構４３は負圧を動力源とするアクチュエータ５０に駆動される。パラレル走行モードに移行する際に、発電用モータ１６でエンジン１４を回転するとともに、スロットルバルブ８７を絞り側に制御して吸気管負圧を生成する。【選択図】  図２
2005226810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用モータのモータ動力を駆動輪に伝達するシリーズ走行モードと、前記モータ動力に加えてエンジンのエンジン動力を駆動輪に伝達するパラレル走行モードとを備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記エンジンのクランク軸に連結される発電用モータと、
エンジン動力が伝達され、複数の駆動歯車を備える変速入力軸と、
モータ動力が伝達され、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える変速出力軸と、
前記エンジンと前記変速入力軸との間に設けられ、前記変速入力軸にエンジン動力を伝達する締結状態と、エンジン動力の伝達を遮断する開放状態とに切り換えられるクラッチ機構と、
前記変速入力軸から前記変速出力軸にエンジン動力を伝達する前記変速歯車列を動力伝達状態に切り換える切換機構と、
前記エンジンの吸気管負圧により作動するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに駆動され前記切換機構を作動させる作動ロッドとを備えるアクチュエータと、
前記エンジンの吸気管に設けられ、前記吸気管の流路断面積を変化させるスロットルバルブと、
シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際に、前記クラッチ機構を開放した状態のもとで、前記発電用モータを用いてエンジンを回転させるとともに、前記スロットルバルブを絞り側に制御することにより吸気管負圧を生成する制御手段とを有する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】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記制御手段は、吸気管負圧を生成する際に前記発電用モータよりも低出力に前記エンジンを制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記アクチュエータに連通する負圧流路を、前記スロットルバルブよりも下流側の前記吸気管に接続することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力源としてエンジンと駆動用モータとを併用したハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを動力源とするハイブリッド車両の駆動方式としてシリーズ・パラレル方式がある。このタイプのハイブリッド車両は、駆動用モータを用いて駆動輪を駆動するシリーズ走行モードと、駆動用モータとエンジンとの双方を用いて駆動輪を駆動するパラレル走行モードとを備えている。これらの駆動モードは走行状況に応じて切り換えられ、たとえば、駆動トルクが要求される発進時にはシリーズ走行モードが設定され、高出力が要求される高速走行時にはパラレル走行モードが設定される。
【０００３】
このように、エンジン動力を用いて駆動輪を駆動するハイブリッド車両にあっては、パラレル走行モードにおいてエンジンを効率の良い回転域で駆動するため、エンジンと駆動輪との間に平行軸式の自動変速機を搭載するようにした車両が開発されている。平行軸式の自動変速機は、複数の駆動歯車を備える入力軸と、複数の従動歯車を備える出力軸とを有しており、駆動歯車と従動歯車とは相互に噛み合って複数の変速歯車列を形成している。これらの変速歯車列を動力伝達状態と中立状態とに切り換えるため、アクチュエータによって作動するシンクロメッシュ機構が設けられており、車両の走行状況に応じて自動的に変速歯車列が切り換えられるようなっている(たとえば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２０００−２８９４７２号公報(第３―４頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、シンクロメッシュ機構を作動させるアクチュエータとしては、油圧ポンプを動力源とした油圧アクチュエータが一般的であるが、電気自動車の一種であるハイブリッド車両に油圧ポンプを搭載することは好ましいことではない。しかも、ハイブリッド車両に搭載されるエンジンは走行状況に応じて停止するようになっており、エンジンに駆動される油圧ポンプを動力源として油圧アクチュエータを安定的に駆動させることは困難であった。そこで、油圧アクチュエータに作動油を安定供給するため電動ポンプを搭載したハイブリッド車両や、電動モータを駆動源とした電動アクチュエータを搭載したハイブリッド車両が開発されている。
【０００５】
しかしながら、電動ポンプを搭載した場合には、重量、設置スペース、コストの面で不利となるだけでなく、エネルギー効率を低下させることにもなる。また、電動アクチュエータを搭載した場合には、ハイブリッド車両の更なる高コスト化を招くことになっていた。
【０００６】
本発明の目的は、簡易な構造によって切換機構を作動させることにより、ハイブリッド車両の駆動装置の小型化や低コスト化を達成するとともに、ハイブリッド車両のエネルギー効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、駆動用モータのモータ動力を駆動輪に伝達するシリーズ走行モードと、前記モータ動力に加えてエンジンのエンジン動力を駆動輪に伝達するパラレル走行モードとを備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記エンジンのクランク軸に連結される発電用モータと、エンジン動力が伝達され、複数の駆動歯車を備える変速入力軸と、モータ動力が伝達され、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える変速出力軸と、前記エンジンと前記変速入力軸との間に設けられ、前記変速入力軸にエンジン動力を伝達する締結状態と、エンジン動力の伝達を遮断する開放状態とに切り換えられるクラッチ機構と、前記変速入力軸から前記変速出力軸にエンジン動力を伝達する前記変速歯車列を動力伝達状態に切り換える切換機構と、前記エンジンの吸気管負圧により作動するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに駆動され前記切換機構を作動させる作動ロッドとを備えるアクチュエータと、前記エンジンの吸気管に設けられ、前記吸気管の流路断面積を変化させるスロットルバルブと、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際に、前記クラッチ機構を開放した状態のもとで、前記発電用モータを用いてエンジンを回転させるとともに、前記スロットルバルブを絞り側に制御することにより吸気管負圧を生成する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記制御手段は、吸気管負圧を生成する際に前記発電用モータよりも低出力に前記エンジンを制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記アクチュエータに連通する負圧流路を、前記スロットルバルブよりも下流側の前記吸気管に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際に、発電用モータを用いてエンジンを回転させるとともに、スロットルバルブを絞り側に制御するようにしたので、エンジンを減圧ポンプとして作動させることができ、大きな負圧エネルギーを持った吸気管負圧を生成することができる。
【００１１】
これにより、減圧ポンプを搭載することなく、吸気管負圧を生成することができ、駆動装置の低コスト化や小型化を達成することができる。また、大きな負圧エネルギーを生成することによって、アクチュエータによる変速操作の信頼性を向上させることができ、比較的大きな作動力が要求されるアクチュエータの小型化をも達成することができる。
【００１２】
しかも、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際には、発電用モータによってエンジンが回転運動される状態にあるため、このときにエンジンを減圧ポンプとして使用することにより、吸気管負圧を生成する際に消費されるエネルギーを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載された本発明の一実施の形態である駆動装置１０を示す概略図であり、図２は駆動装置１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、車体１１に形成されるエンジンルーム１２とフロアトンネル１３には、複数の動力源を備える駆動装置１０が縦置きに搭載されている。この駆動装置１０は動力源としてエンジン１４と駆動用モータ１５とを備えており、四輪駆動用のハイブリッド車両に適用される駆動装置１０となっている。図示するハイブリッド車両は、モータ動力のみを用いて駆動輪を駆動するシリーズ走行モードと、モータ動力とエンジン動力とを用いて駆動輪を駆動するパラレル走行モードとを備えており、これらの走行モードは走行状況に応じて切り換えられる。
【００１４】
図２に示すように、エンジン１４と駆動用モータ１５との間には、発電用モータ１６、フロントディファレンシャル機構１７、変速機１８が設けられている。ギヤケース２０に組み込まれる変速機１８は相互に平行となる変速入力軸２１と変速出力軸２２とを備えており、変速入力軸２１には摩擦クラッチ２３、機械クラッチ２４、発電用モータ１６を介してエンジン１４が連結されている。また、変速出力軸２２の一端にはフロントディファレンシャル機構１７が連結される一方、変速出力軸２２の他端には駆動用モータ１５が連結されている。
【００１５】
ギヤケース２０の車両前方側には発電モータケース３０が組み付けられており、この発電モータケース３０内には発電用モータ１６が組み込まれている。発電用モータ１６はロータ１６ａとステータ１６ｂとを備えており、ロータ１６ａはエンジン１４のクランク軸１４ａに連結され、ステータ１６ｂはロータ１６ａを囲むように発電モータケース３０に固定されている。ロータ１６ａとクランク軸１４ａとは連結されるため、エンジン動力によって発電することができるだけでなく、エンジン１４を始動する際には発電用モータ１６をスタータモータとして利用することができる。
【００１６】
また、変速入力軸２１とロータ出力軸３１との間には、クラッチ機構である摩擦クラッチ２３と機械クラッチ２４とが設けられており、摩擦クラッチ２３と機械クラッチ２４とは中間軸３２を介して直列に接続されている。これらのクラッチ２３，２４を共に締結するとエンジン動力が変速入力軸２１に伝達される一方、締結を解除するとエンジン動力の伝達が遮断されるようになっている。
【００１７】
摩擦クラッチ２３は、ロータ出力軸３１に固定されるクラッチハブ２３ａと、中間軸３２に固定されるクラッチドラム２３ｂとを備えており、クラッチハブ２３ａとクラッチドラム２３ｂとの間には複数の摩擦プレート２３ｃが設けられている。また、摩擦クラッチ２３には電磁コイル２３ｄが設けられており、この電磁コイル２３ｄを励磁することにより、摩擦プレート２３ｃは押圧され摩擦クラッチ２３は滑らかに締結状態に切り換えられる。一方、電磁コイル２３ｄの励磁を解除することにより、摩擦プレート２３ｃの押圧は解除され摩擦クラッチ２３は開放状態に切り換えられることになる。
【００１８】
続いて、機械クラッチ２４の構造について説明する。図３(Ａ)は機械クラッチ２４を示す断面図であり、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のａ−ａ線に沿う断面図である。図３(Ａ)および(Ｂ)に示すように、この機械クラッチ２４は、中間軸３２に固定される外輪３３と変速入力軸２１に固定される内輪３４とを備えており、外輪３３の内周面は円形の断面形状に形成される一方、内輪３４の外周面は多角形の断面形状に形成されている。このような外輪３３と内輪３４との間には複数のローラ３５が等間隔に組み込まれており、その位置は環状の保持器３６によって位置決めされている。また、外輪３３には摩擦フランジ３７が固定され、この摩擦フランジ３７に対向するように保持器３６にはアーマチュア３８が固定されている。さらに、摩擦フランジ３７を介してアーマチュア３８に対向するように、ギヤケース２０には電磁コイル３９が固定されている。
【００１９】
この電磁コイル３９を励磁すると、アーマチュア３８が摩擦フランジ３７に向けて吸引されるため、外輪３３と保持器３６とは一体となって回転することになる。つまり、内輪３４に対してローラ３５が外輪３３と共に移動するため、ローラ３５が外輪３３の内周面と内輪３４の外周面との間に噛み込む状態となり、外輪３３と内輪３４とは正逆いずれの方向にも一体に回転することになる。一方、電磁コイル３９の励磁を解除すると、内輪３４と保持器３６との間に設けられるスイッチばね４０により、内輪３４とローラ３５とは図３(Ｂ)に示される位置関係に保持されるため、ローラ３５が外輪３３の内周面と内輪３４の外周面との間に噛み込むことはなく、内輪３４と外輪３３とはそれぞれに回転自在となる。このような機械クラッチ２４を開放状態に切り換えると、引き擦りトルクを発生させることなく、発電用モータ１６と変速機１８とを完全に切り離すことができるため、エンジン動力を高効率で電力に変換することができる。
【００２０】
これらのクラッチ２３，２４を経てエンジン動力が伝達される変速入力軸２１には、２つの駆動歯車４１ａ，４２ａが回転自在に設けられており、変速入力軸２１に平行となる変速出力軸２２には２つの従動歯車４１ｂ，４２ｂが固定されている。それぞれの駆動歯車４１ａ，４２ａと従動歯車４１ｂ，４２ｂとは相互に噛み合って低速段と高速段の変速歯車列を形成しており、変速入力軸２１には低速段と高速段のいずれかを動力伝達状態に切り換える切換機構４３が設けられている。この切換機構４３はシンクロメッシュ機構となっており、変速入力軸２１に固定されるシンクロハブ４３ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ４３ｂとを備えている。シンクロスリーブ４３ｂを駆動歯車４１ａに噛み合わせると低速段が動力伝達状態となり、駆動歯車４２ａに噛み合わせると高速段が動力伝達状態となる。
【００２１】
そして、摩擦クラッチ２３と機械クラッチ２４とを共に締結するとともに、低速段または高速段の変速歯車列を動力伝達状態に切り換えることにより、変速出力軸２２にはエンジン動力が伝達される。このような変速出力軸２２の一端には、フロントディファレンシャル機構１７のリングギヤ１７ａに噛み合うドライブピニオンギヤ４４が固定されており、変速出力軸２２に伝達された動力はフロントディファレンシャル機構１７を介して駆動輪としての左右の前輪に分配されることになる。
【００２２】
続いて、変速機１８の切換機構４３を作動させるアクチュエータ５０について説明する。図４は駆動装置１０の一部を示す断面図である。なお、図２にあっては、作図の便宜上、アクチュエータ５０をギヤケース２０の外に配置しているが、図４に示すように、アクチュエータ５０はギヤケース２０の内に組み込まれるようになっている。
【００２３】
図２および図４に示すように、ギヤケース２０にはフォークロッド５１が軸方向に移動自在に支持されており、このフォークロッド５１に固定されるシフトフォーク５２によって切換機構４３のシンクロスリーブ４３ｂが把持されている。また、ギヤケース２０内には支点部５３ａを中心に傾動するレバー５３が設けられており、レバー５３の一端はフォークロッド５１に係合する一方、レバー５３の他端はアクチュエータ５０の作動ロッド５９に係合している。
【００２４】
アクチュエータ５０の作動ロッド５９を軸方向に作動させることにより、レバー５３を介してフォークロッド５１を軸方向に移動させることができ、シフトフォーク５２を介してシンクロスリーブ４３ｂを、一方の駆動歯車に噛み合う低速段位置と、他方の駆動歯車に噛み合う高速段位置と、いずれの駆動歯車にも噛み合わない中立位置とに作動させることができる。なお、フォークロッド５１の一端にはディテント機構５４が設けられており、フォークロッド５１は低速段位置、中立位置および高速段位置の各位置に仮保持されるようになっている。
【００２５】
このように変速歯車列を切り換えるアクチュエータ５０は、ギヤケース２０に一体となって組み込まれており、エンジン１４によって生成される吸気管負圧を動力源とする負圧アクチュエータとなっている。ギヤケース２０の隔壁部２０ａにはカバー部材５５が組み付けられるとともに、隔壁部２０ａとカバー部材５５との間には円盤状のダイヤフラム５６が組み込まれており、このダイヤフラム５６によって隔壁部２０ａ側には負圧室５７が区画形成され、カバー部材５５側には負圧室５８が区画形成されている。また、隔壁部２０ａには作動ロッド５９が軸方向に移動自在に支持されており、作動ロッド５９の端部はダイヤフラム５６に固定されている。
【００２６】
図２に示すように、エンジン１４の吸気ポートに接続される吸気管６０と、ギヤケース２０内に区画される負圧タンク６１とは負圧流路６２を介して接続されている。この負圧流路６２には吸気管６０に向かう方向にのみ流れを許容するチェックバルブ６３が設けられており、生成される吸気管負圧を負圧タンク６１に蓄えておくことが可能となっている。また、チェックバルブ６３と負圧タンク６１とを接続する負圧流路６２には、アクチュエータ５０の負圧室５７，５８にそれぞれ連通する２つの負圧流路６４，６５が接続されており、これらの負圧流路６４，６５には、負圧流路６４，６５を連通して負圧室５７，５８に吸気管負圧を供給する状態と、負圧流路６４，６５を遮断するとともに負圧室５７，５８を大気開放する状態とに切り換える電磁弁６６，６７が組み込まれている。
【００２７】
このようなアクチュエータ５０の作動制御は、負圧流路６４，６５に設けられる電磁弁６６，６７の切換制御によって行われる。電磁弁６６，６７を駆動制御することにより、負圧室５８に吸気管負圧を供給するとともに、負圧室５７を大気開放した場合には、作動ロッド５９が矢印Ｌ方向に作動することにより、シンクロスリーブ４３ｂは低速段位置に切り換えられる。一方、負圧室５８を大気開放するとともに、負圧室５７に吸気管負圧を供給した場合には、作動ロッド５９が矢印Ｈ方向に作動することにより、シンクロスリーブ４３ｂは高速段位置に切り換えられる。このように、吸気管負圧を利用して切換機構４３のシンクロスリーブ４３ｂを作動させることができ、変速歯車列を動力伝達状態と中立状態とに切り換えることができる。
【００２８】
なお、負圧タンク６１は、図４に示すように、発電用モータ１６の車両後方側のデッドスペースに、ギヤケース２０と隔壁板６８とによって区画形成されており、この負圧タンク６１に蓄えられる吸気管負圧によって複数回の変速操作が可能となっている。
【００２９】
続いて、駆動用モータ１５から発生するモータ動力の伝達経路について説明する。ギヤケース２０内には変速出力軸２２に平行となって連結軸７０が回転自在に収容されている。連結軸７０には伝達歯車７１が固定されており、この伝達歯車７１に常時噛み合う伝達歯車７２が変速出力軸２２に固定されている。なお、変速出力軸２２と連結軸７０とは車幅方向にずれており、作図の便宜上、図２において連結軸７０と伝達歯車７１とを破線で示している。
【００３０】
ギヤケース２０の車両後方側には、駆動モータケース７３が取り付けられており、この駆動モータケース７３内に駆動用モータ１５が組み込まれている。駆動用モータ１５はロータ１５ａとステータ１５ｂとを備えており、ステータ１５ｂはロータ１５ａを囲むように駆動モータケース７３に固定されている。ロータ１５ａに固定されるモータ駆動軸１５ｃは、ロータ１５ａの両端からそれぞれ突出するようになっており、モータ駆動軸１５ｃの一端が連結軸７０にスプライン結合されている。このように、変速出力軸２２にはモータ駆動軸１５ｃが連結されており、駆動用モータ１５を駆動することによって、変速出力軸２２にはエンジン動力だけでなくモータ動力の伝達が可能となっている。
【００３１】
また、駆動モータケース７３の車両後方側にはトランスファケース７４が取り付けられており、トランスファケース７４内には駆動輪である後輪に対してモータ動力やエンジン動力を伝達するトランスファ機構７５が組み込まれている。トランスファ機構７５は、モータ駆動軸１５ｃの他端にスプライン結合されるトランスファ入力軸７６と、これに平行に配置されるトランスファ出力軸７７とを備えている。トランスファ入力軸７６とトランスファ出力軸７７とは歯車列７８を介して噛み合っており、モータ駆動軸１５ｃからの動力はトランスファ出力軸７７に伝達されるようになっている。トランスファケース７４より突出するトランスファ出力軸７７の端部には、ジョイント７９がスプライン結合されており、図１に示すように、このジョイント７９には図示しないリヤディファレンシャル機構を介して後輪を駆動するプロペラシャフト８０が連結されている。
【００３２】
また、トランスファケース７４内にはトルク配分機構として、トランスファ出力軸７７上に組み込まれる電子制御式のカップリング８１が収容されている。このカップリング８１は電磁コイル８１ａを励磁することによって締結状態に切り換えられ、励磁を解除することにより遮断状態に切り換えられる電磁クラッチとなっており、カップリング８１を締結状態に切り換えることにより、前輪だけでなく後輪に対しても動力を伝達することができる。しかも、電磁コイル８１ａに対する通電電流の大きさに応じてカップリング８１の締結力を制御することができるため、車両の走行状態に応じて前後輪間のトルク分配比を１００：０〜５０：５０の範囲で設定することができる。
【００３３】
図５は駆動装置１０の電子制御系を示すブロック図である。図５に示すように、制御手段としての制御ユニット８２には、発電用モータ１６の回転数を検出する発電モータ回転数センサ８３、駆動用モータ１５の回転数を検出する駆動モータ回転数センサ８４、エンジン１４の回転数を検出するエンジン回転数センサ８５、車速を検出する車速センサ８６、吸気管６０に設けられるスロットルバルブ８７の開度を検出するスロットル開度センサ８８、負圧タンク６１内の圧力を検出する負圧センサ８９、シフトフォーク５２のストローク量を検出するストロークセンサ９０などからの検出信号が入力される。そして、これらの検出信号に基づいて制御ユニット８２からエンジン１４、駆動用モータ１５、発電用モータ１６、摩擦クラッチ２３、機械クラッチ２４、スロットルバルブ８７、電磁弁６６，６７などに制御信号が出力される。なお、制御ユニット８２には、制御信号を演算するＣＰＵが設けられており、このＣＰＵにバスラインを介して接続されるＲＯＭやＲＡＭが設けられている。ＲＯＭには、制御プログラム、演算式、およびマップデータなどが格納され、ＲＡＭには、一時的なデータが格納されるようになっている。
【００３４】
図示するハイブリッド車両は、モータ動力のみを用いて駆動輪を駆動するシリーズ走行モードと、モータ動力とエンジン動力とを用いて駆動輪を駆動するパラレル走行モードとを備えており、これらの走行モードは車両の走行状況に基づき制御ユニット８２によって設定される。たとえば、駆動トルクが要求される発進時にはシリーズ走行モードが設定され、車速の上昇に伴って高出力が要求されるようになるとパラレル走行モードが設定される。また、登坂時や加速時などの高負荷時には、パラレル走行モードを維持した状態のもとで、クラッチ２３，２４の一方を開放状態に切り換えるとともに、エンジン動力を伝達する変速歯車列を低速段側に切り換え、再びクラッチ２３，２４を締結状態に切り換えることにより、駆動トルクを増大させて駆動輪に伝達するようになっている。
【００３５】
制御ユニット８２がシリーズ走行モードを設定した場合には、エンジン動力の伝達経路に設けられる摩擦クラッチ２３と機械クラッチ２４とは開放状態に切り換えられ、モータ動力のみによって駆動輪が駆動されることになる。このとき、エンジン動力によって発電用モータ１６が駆動され、発電された電力は駆動用モータ１５やバッテリに供給されることになる。なお、バッテリの充電状態が十分であり、駆動用モータ１５が低出力で駆動されている場合などには、エンジン１４が停止するようになっている。
【００３６】
以下、シリーズ走行モードからパラレル走行モードへの移行手順について説明する。制御ユニット８２がパラレル走行モードへの移行を判定した場合には、まず制御ユニット８２によってエンジン１４の駆動状態が判定される。エンジン１４が駆動状態にある場合には、そのまま次のステップに移行する一方、エンジン１４が停止状態にある場合には、発電用モータ１６を用いてエンジン１４が始動される。次いで、機械クラッチ２４を締結状態に切り換えた後に、摩擦クラッチ２３を締結状態に切り換えることになるが、摩擦クラッチ２３の負荷を軽減するとともに締結ショックを抑制するため、変速入力軸２１とロータ出力軸３１との同期回転制御が実行される。
【００３７】
まず、制御ユニット８２は、車速センサ８６やストロークセンサ９０からの検出信号に基づいて変速入力軸２１の回転数を演算する。次いで、演算した回転数にロータ出力軸３１の回転数を合わせるように、発電用モータ１６に対して制御信号を出力する。つまり、ロータ出力軸３１と変速入力軸２１との同期回転制御を実行する際には、エンジン１４を駆動制御してロータ出力軸３１の回転数を合わせるのではなく、発電用モータ１６を駆動制御してエンジン１４を引っ張りながらロータ出力軸３１の回転数を合わせることになるが、これは同期回転制御を高精度に実行するためである。
【００３８】
そして、制御ユニット８２は同期回転制御を実行するとともに、パラレル走行モードにおいて変速操作時に使用する吸気管負圧を負圧タンク６１に蓄えるための負圧生成制御を開始する。一般的に、同期回転制御にあっては、エンジン１４によるポンプ損失を軽減するため、スロットルバルブ８７を全開位置まで開放することになるが、この負圧生成制御にあっては、制御ユニット８２からの制御信号に基づきスロットルバルブ８７は絞り側に制御されることになる。このように、発電用モータ１６によってエンジン１４を回転させた状態のもとで、スロットルバルブ８７によって吸気管６０の流路断面積を絞ると、スロットルバルブ８７の下流側における圧力を著しく低下させることができ、スロットルバルブ８７よりも下流側の吸気管６０に接続される負圧流路６２を介して負圧タンク６１内の真空度を高めることができる。
【００３９】
すなわち、スロットルバルブ８７を絞り側に制御することによって、エンジン１４を一時的に減圧ポンプとして使用することができるため、エンジン１４を駆動したときに得られる吸気管負圧、つまり吸気管６０内の流速に応じて得られる負圧よりも、低い圧力の吸気管負圧を得ることができる。また、負圧生成制御においては、発電用モータ１６の出力よりもエンジン１４の出力が小さくなるように、制御ユニット８２からエンジン１４に対して制御信号が出力されることになる。
【００４０】
また、制御ユニット８２は負圧センサ８９からの検出信号に基づいて、負圧タンク６１内の圧力を監視しており、負圧タンク６１内の圧力が十分に低下したと判定された場合には、スロットルバルブ８７を全開まで開放することにより、同期回転制御におけるエンジン１４のポンプ損失を軽減するようになっている。なお、負圧タンク６１に十分な吸気管負圧が蓄えられている場合には、負圧生成制御を行うことなく同期回転制御のみを行うようにしても良い。さらに、負圧生成制御時におけるスロットルバルブ８７の絞り量、つまり吸気管６０の遮断量としては、エンジン１４をアイドリング運転させる際の絞り量であっても良く、スロットルバルブ８７の絞り量を、必要な真空度に応じて適宜変更しても良いことは言うまでもない。
【００４１】
このような負圧生成制御が完了した後に、同期回転制御によってロータ出力軸３１と変速入力軸２１との回転数がほぼ一致すると、機械クラッチ２４が締結状態に切り換えられ、続いて摩擦クラッチ２３が締結状態に切り換えられる。これにより、モータ動力とエンジン動力とが駆動輪に伝達されるパラレル走行モードへの移行制御が完了することになる。なお、同期回転制御中に予め機械クラッチ２４を締結状態に切り換えておくようにしても良い。
【００４２】
これまで説明したように、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際に、スロットルバルブ８７を絞り側に制御することによって、エンジン１４を減圧ポンプとして作動させることができるため、駆動装置１０に減圧ポンプを搭載することなく、負圧タンク６１内の真空度を高めておくことができる。これにより、パラレル走行モードにおいて変速操作を確実に実行することができるだけでなく、比較的大きな作動力が要求されるアクチュエータ５０の小型化をも達成することができる。
【００４３】
しかも、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際には、発電用モータ１６によってエンジン１４が回転運動される状態にあるため、このときにエンジン１４を減圧ポンプとして使用することにより、吸気管負圧を生成する際に消費されるエネルギーを抑制することができる。
【００４４】
なお、前述した負圧生成制御は、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに移行する際に実行されるが、パラレル走行モードにおいてはエンジン１４が常に駆動しているため、吸気管６０を流れる吸入空気の流速に応じて負圧タンク６１内は所定の真空度に保たれることになる。このため、変速操作を行う際に使用される吸気管負圧が不足することはなく、確実に変速操作を実行することができる。
【００４５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する駆動装置１０は、四輪駆動用のハイブリッド車両に適用される駆動装置１０となっているが、これに限られることはなく、前輪駆動用や後輪駆動用の駆動装置１０に本発明を適用しても良い。また、縦置きの駆動装置１０に限られることはなく、横置きの駆動装置１０に本発明を適用しても良いことは言うまでもない。
【００４６】
また、エンジン動力の伝達経路に２つのクラッチ機構が設けられているが、クラッチ機構としては、摩擦クラッチ２３のみであっても良く、機械クラッチ２４のみであっても良い。
【００４７】
さらに、変速機１８に組み込まれる変速歯車列は、低速段と高速段の２速に限られることはなく、更に多くの変速歯車列を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ハイブリッド車両に搭載された本発明の一実施の形態である駆動装置を示す概略図である。
【図２】駆動装置を示すスケルトン図である。
【図３】(Ａ)は機械クラッチを示す断面図であり、(Ｂ)は(Ａ)のａ−ａ線に沿う断面図である。
【図４】駆動装置の一部を示す断面図である。
【図５】駆動装置の電子制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    駆動装置
１４    エンジン
１４ａ  クランク軸
１５    駆動用モータ
１６    発電用モータ
２１    変速入力軸
２２    変速出力軸
２３    摩擦クラッチ（クラッチ機構）
２４    機械クラッチ（クラッチ機構）
４１ａ，４２ａ    駆動歯車
４１ｂ，４２ｂ    従動歯車
４３    切換機構
５０    アクチュエータ
５６    ダイヤフラム
５９    作動ロッド
６０    吸気管
６２    負圧流路
６４，６５    負圧流路
８２    制御ユニット（制御手段）
８７    スロットルバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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