(57)【要約】【課題】デュアルクラッチを使用したハイブリッド動力装置において、変速機ケース内に収容された潤滑油の温度が低い場合に、その温度を速やかに上昇させる。【解決手段】デュアルクラッチ１２の２つのクラッチＣ１，Ｃ２を介してそれぞれエンジン１０により回転駆動される２本の入力軸１３ａ，１３ｂを、２組の歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２を介して出力軸１４に連結し、両入力軸の何れか一方にはモータ１５を連結する。温度センサ２１により検出される変速機ケースＨ内の潤滑油の温度が所定の下限値以下の場合には、制御装置２０は、モータとエンジンを作動させ、モータ及びエンジンが駆動車輪１９，１９側からの要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与え、かつモータから一方の入力軸への入力トルク及びエンジンから他方の入力軸への入力トルクが最大となるように各歯車切換機構の変速段を選択する。【選択図】図１
2009255776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、２つのクラッチを有するデュアルクラッチと、前記各クラッチを介してそれぞれ前記エンジンにより回転駆動される２本の入力軸と、被動部材に連結されてこれを駆動する出力軸と、前記各入力軸と前記出力軸の間にそれぞれ設けられ前記各入力軸の各回転をそれぞれ互いに異なる複数の変速比で選択的に前記出力軸に伝達する２組の歯車切換機構と、前記各入力軸、出力軸及び各歯車切換機構を収納する変速機ケースと、前記両入力軸の何れか一方に連結され電流が供給されれば前記一方の入力軸を駆動する電動機として作動するとともに前記一方の入力軸側から駆動されれば発電機として作動するモータと、前記各部材が協働して変速機能を有する動力装置として作動するようそれぞれを制御する制御装置を備えてなるハイブリッド動力装置において、
前記変速機ケース内に収容される潤滑油の温度を検出する温度センサを備え、
前記温度センサにより検出される油温が所定の下限値以下の場合には、前記制御装置は、
前記モータを電動機として作動させ前記一方の入力軸と一方の前記歯車切換機構を介して前記出力軸を駆動するとともに、前記エンジンを作動させて他方の前記入力軸と他方の前記歯車切換機構を介して前記出力軸を駆動可能とし、
前記モータ及びエンジンが前記被動部材側からの要求トルクより大きい出力トルクを前記出力軸に与え、かつ前記モータから前記一方の入力軸への入力トルク及び前記エンジンから前記他方の入力軸への入力トルクが最大となるように前記各歯車切換機構の変速段を選択することを特徴とするハイブリッド動力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド動力装置において、最大電流を与えた場合の前記モータの回転速度−出力トルク特性を前記一方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて前記出力軸における値に変換した複数のモータ変換出力トルク特性、及び、最大アクセル開度を与えた場合の前記エンジンの回転速度−出力トルク特性を前記他方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて前記出力軸における値に変換した複数のエンジン変換出力トルク特性を用意し、
前記制御装置は、前記各複数のモータ変換出力トルク特性及びエンジン変換出力トルク特性並びに、前記出力軸の回転速度及び前記要求トルクに基づいて、前記要求トルクより大きい出力トルクを前記出力軸に与えることができる変速段を前記各歯車切換機構からそれぞれ選択し、次いで前記出力軸に前記要求トルクを与えるために必要な、前記モータから前記一方の入力軸への入力トルクが最大となる変速段及び前記エンジンから前記他方の入力軸への入力トルクが最大となる変速段を、前述のようにして選択した各変速段から選択することを特徴とするハイブリッド動力装置。
【請求項３】
請求項１に記載のハイブリッド動力装置において、最大電流を与えた場合の前記モータの回転速度−出力トルク特性を前記一方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて前記出力軸における値に変換した複数のモータ変換出力トルク特性、及び、最大アクセル開度を与えた場合の前記エンジンの回転速度−出力トルク特性を前記他方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて前記出力軸における値に変換した複数のエンジン変換出力トルク特性に基づいて、
前記各歯車切換機構の各複数の変速段を組み合わせて得られる多数の組み合わせのそれぞれについて、前記モータ変換出力トルク特性のトルクとエンジン変換出力トルク特性のトルクを加え合わせた変換トルク和特性を用意し、
前記制御装置は、前記各変換トルク和特性並びに、前記出力軸の回転速度及び前記要求トルクに基づいて、前記要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる前記各歯車切換機構の変速段の組み合わせを選択し、次いで前記出力軸に前記要求トルクを与えるために必要なモータから一方の入力軸への入力トルクとエンジンから他方の入力軸への入力トルクの和が最大となる変速段の組み合わせを、前述のようにして選択した変速段の組み合わせから選択することを特徴とするハイブリッド動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車などに使用するハイブリッド動力装置、特にデュアルクラッチを使用したハイブリッド動力装置において、変速機ケース内に収容される潤滑油の温度が低い場合に、その温度を速やかに上昇させるための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
デュアルクラッチを使用したハイブリッド動力装置としては、例えば特許文献１（特開２００５−１８６９３１号公報）に開示されたものがある。これは第１入力軸の外周に同軸的にかつ回転自在に筒状の第２入力軸を設け、エンジンの回転はデュアルクラッチを構成する第１及び第２クラッチを介して第１及び第２入力軸に交互に伝達され、第１及び第２入力軸とこれらと平行に配置されて駆動車輪に連結される出力軸の間にはそれぞれ２段の第１及び第２歯車切換機構を設けて第１速〜第４速の歯車変速機構を形成し、また電流が供給されればエンジンと協働して駆動車輪を駆動し逆にエンジンまたは駆動車輪側から回転駆動されれば発電機として作動してバッテリに充電するモータをクラッチを介することなく第２入力軸に連結したものである。この特許文献１ではさらに、第１及び第２入力軸と平行に駆動車輪に連結された第２出力軸及び後進アイドル軸を設けて、それらの間に第５速、第６速及び後進歯車機構を設けている。
【特許文献１】特開２００５−１８６９３１号公報（段落００１９〜００３７、図１、図３〜図６）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自動車などに使用する動力装置においては、長時間駐車後の始動直後などには、動力装置の変速機ケース内に収容された潤滑油の温度が低く、粘性が高いため、潤滑油の撹拌抵抗が大きくなって動力損失を生じ、燃料消費率が増加するという問題がある。本発明は、そのような場合に噛合する変速ギヤの歯面の間に生じる力を増大させ、その摩擦熱により変速機ケース内に収容された低温の潤滑油の温度を速やかに上昇させて、上述したような各問題が生じる時間を短縮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このために、請求項１の発明によるハイブリッド動力装置は、エンジンと、２つのクラッチを有するデュアルクラッチと、各クラッチを介してそれぞれエンジンにより回転駆動される２本の入力軸と、被動部材に連結されてこれを駆動する出力軸と、各入力軸と出力軸の間にそれぞれ設けられ各入力軸の各回転をそれぞれ互いに異なる複数の変速比で選択的に出力軸に伝達する２組の歯車切換機構と、各入力軸、出力軸及び各歯車切換機構を収納する変速機ケースと、両入力軸の何れか一方に連結され電流が供給されれば一方の入力軸を駆動する電動機として作動するとともに一方の入力軸側から駆動されれば発電機として作動するモータと、各部材が協働して変速機能を有する動力装置として作動するようそれぞれを制御する制御装置を備えてなるハイブリッド動力装置において、変速機ケース内に収容される潤滑油の温度を検出する温度センサを備え、温度センサにより検出される油温が所定の下限値以下の場合には、制御装置は、モータを電動機として作動させ一方の入力軸と一方の歯車切換機構を介して出力軸を駆動するとともに、エンジンを作動させて他方の入力軸と他方の歯車切換機構を介して出力軸を駆動可能とし、モータ及びエンジンが被動部材側からの要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与え、かつモータから一方の入力軸への入力トルク及びエンジンから他方の入力軸への入力トルクが最大となるように各歯車切換機構の変速段を選択することを特徴とするものである。
【０００５】
前項に記載のハイブリッド動力装置は、最大電流を与えた場合のモータの回転速度−出力トルク特性を一方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のモータ変換出力トルク特性、及び、最大アクセル開度を与えた場合のエンジンの回転速度−出力トルク特性を他方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のエンジン変換出力トルク特性を用意し、制御装置は、各複数のモータ変換出力トルク特性及びエンジン変換出力トルク特性並びに、出力軸の回転速度及び要求トルクに基づいて、要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる変速段を各歯車切換機構からそれぞれ選択し、次いで出力軸に要求トルクを与えるために必要な、モータから一方の入力軸への入力トルクが最大となる変速段及びエンジンから他方の入力軸への入力トルクが最大となる変速段を、前述のようにして選択された各変速段から選択するようにすることが好ましい。
【０００６】
また前々項に記載のハイブリッド動力装置は、最大電流を与えた場合のモータの回転速度−出力トルク特性を一方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のモータ変換出力トルク特性、及び、最大アクセル開度を与えた場合のエンジンの回転速度−出力トルク特性を他方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のエンジン変換出力トルク特性に基づいて、各歯車切換機構の各複数の変速段を組み合わせて得られる多数の組み合わせのそれぞれについて、モータ変換出力トルク特性のトルクとエンジン変換出力トルク特性のトルクを加え合わせた変換トルク和特性を用意し、制御装置は、各変換トルク和特性並びに、出力軸の回転速度及び要求トルクに基づいて、要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる各歯車切換機構の変速段の組み合わせを選択し、次いで出力軸に要求トルクを与えるために必要なモータから一方の入力軸への入力トルクとエンジンから他方の入力軸への入力トルクの和が最大となる変速段の組み合わせを、前述のようにして選択された変速段の組み合わせから選択するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、変速機ケース内に収容される潤滑油の温度を検出する温度センサを備え、温度センサにより検出される油温が所定の下限値以下の場合には、制御装置は、モータを電動機として作動させ一方の入力軸と一方の歯車切換機構を介して出力軸を駆動するとともに、エンジンを作動させて他方の入力軸と他方の歯車切換機構を介して出力軸を駆動可能とし、モータ及びエンジンが被動部材側からの要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与え、かつモータから一方の入力軸への入力トルク及びエンジンから他方の入力軸への入力トルクが最大となるように各歯車切換機構の変速段を選択するようにしているので、出力軸の回転速度がきわめて低いときを除きエンジンとモータの両方により、被動部材側からの要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えるとともに、最大の入力トルクを各入力軸に与えるように各歯車切換機構の変速段を選択する。これにより、選択された各歯車切換機構の各変速段は、要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる範囲において、最も高速側の変速段が選択され、選択された各歯車切換機構の変速段の変速ギヤ対の互いに噛合する歯面の間に生じる力は要求トルクに対応する最大の値になって、この噛合する歯面の間に生じる摩擦熱も最大となるので、変速機ケース内に収容された低温の潤滑油の温度は速やかに上昇して、潤滑油の撹拌抵抗による動力損失及び燃料消費率の増加が生じる時間を短縮させることができる。
【０００８】
最大電流を与えた場合のモータの回転速度−出力トルク特性を一方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のモータ変換出力トルク特性、及び、最大アクセル開度を与えた場合のエンジンの回転速度−出力トルク特性を他方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のエンジン変換出力トルク特性を用意し、制御装置は、各複数のモータ変換出力トルク特性及びエンジン変換出力トルク特性並びに、出力軸の回転速度及び要求トルクに基づいて、要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる変速段を各歯車切換機構からそれぞれ選択し、次いで出力軸に要求トルクを与えるために必要な、モータから一方の入力軸への入力トルクが最大となる変速段及びエンジンから他方の入力軸への入力トルクが最大となる変速段を、前述のようにして選択された各変速段から選択するようにするようにした請求項２の発明によれば、選択された各歯車切換機構の各変速段は、要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる範囲において、最も高速側の変速段が選択される。従って選択された変速ギヤ対の被動ギヤは可能な限り小径のものが使用されるので、変速ギヤ対の互いに噛合する歯面の間に生じる力は与えられた要求トルクに対し最大となり、この噛合する歯面の間に生じる摩擦熱も最大となる。従って変速機ケース内に収容された低温の潤滑油の温度は速やかに上昇して、潤滑油の撹拌抵抗による動力損失及び燃料消費率の増加が生じる時間を短縮させることができる。
【０００９】
また、最大電流を与えた場合のモータの回転速度−出力トルク特性を一方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のモータ変換出力トルク特性、及び、最大アクセル開度を与えた場合のエンジンの回転速度−出力トルク特性を他方の歯車切換機構の各変速段の変速比に応じて出力軸における値に変換した複数のエンジン変換出力トルク特性に基づいて、各歯車切換機構の各複数の変速段を組み合わせて得られる多数の組み合わせのそれぞれについて、モータ変換出力トルク特性のトルクとエンジン変換出力トルク特性のトルクを加え合わせた変換トルク和特性を用意し、制御装置は、各変換トルク和特性並びに、出力軸の回転速度及び要求トルクに基づいて、要求トルクより大きい出力トルクを出力軸に与えることができる各歯車切換機構の変速段の組み合わせを選択し、次いで出力軸に要求トルクを与えるために必要なモータから一方の入力軸への入力トルクとエンジンから他方の入力軸への入力トルクの和が最大となる変速段の組み合わせを、前述のようにして選択された変速段の組み合わせから選択するようにした請求項３の発明によれば、選択された両歯車切換機構の各変速段の組み合わせは、要求トルクより大きい出力トルクを最終出力軸に与えることができる範囲において、最も高速側の変速段の組み合わせが選択される。従って選択された変速ギヤ対の被動ギヤは可能な限り小径のものが使用されるので、変速ギヤ対の互いに噛合する歯面の間に生じる力は与えられた要求トルクに対し最大となり、この噛合する歯面の間に生じる摩擦熱も最大となる。従って変速機ケース内に収容された低温の潤滑油の温度は速やかに上昇して、潤滑油の撹拌抵抗による動力損失及び燃料消費率の増加が生じる時間を短縮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
先ず図１により、本発明によるハイブリッド動力装置の一実施形態の構造の説明をする。この実施形態のハイブリッド動力装置は、前進６段、後進１段の自動変速機ＴＭと、これを駆動するエンジン１０と、この両者を制御する制御装置２０を備えており、デファレンシャルギヤ１７及びアクスルシャフト１８を介して駆動車輪（被動部材）１９を駆動するものである。
【００１１】
自動変速機ＴＭはデュアルクラッチ式のもので、その変速機ケースＨ内には、図１に示すように、互いに平行に配置された第１入力軸（一方の入力軸）１３ａ、第２入力軸（他方の入力軸）１３ｂ、第１出力軸１４ａ及び第２出力軸１４ｂが回転自在に支持されている。２本の入力軸１３ａ，１３ｂは、第１摩擦クラッチ（一方のクラッチ）Ｃ１、第２摩擦クラッチ（他方のクラッチ）Ｃ２、第１及び第２入力連結軸１１ｄ，１１ｅ、第１及び第２入力被動ギヤ１１ｂ，１１ｃ並びに入力駆動ギヤ１１ａを介して互いに連結されており、入力駆動ギヤ１１ａをエンジン１０の出力軸１０ａに連結することにより何れもエンジン１０により回転駆動されるようになっている。第１入力軸１３ａは、第１摩擦クラッチＣ１と反対側となる一端にはモータジェネレータ（モータ）１５が連結されて、モータジェネレータ１５によっても回転駆動されるようになっている。また第１出力軸１４ａ及び第２出力軸１４ｂは、第１及び第２出力駆動ギヤ１４ｄ，１４ｅ並びに出力被動ギヤ１４ｆを介して互いに連結されており、出力被動ギヤ１４ｆに同軸的に連結した最終出力軸１４ｃ、ドライブピニオン１６ａ、リングギヤ１６ｂ、デファレンシャルギヤ１７及びアクスルシャフト１８を介して何れも駆動車輪（被動部材）１９に連結されている。
【００１２】
デュアルクラッチ１２を構成する第１及び第２摩擦クラッチＣ１，Ｃ２は、通常の作動状態では、切り換えの途中は半クラッチとなって一方の伝達トルクと他方の伝達トルクが互いに逆向きに増減し、切り換えの完了後は何れか一方が完全に係合されて伝達トルクが所定の最大値となり、他方が完全に解除されて伝達トルクが０となるように、ハイブリッド動力装置の制御装置２０により制御されるものである。
【００１３】
第１入力軸１３ａと第１出力軸１４ａの間には第１歯車切換機構（一方の歯車切換機構）ＳＭ１が設けられ、第２入力軸１３ｂと第２出力軸１４ｂの間には第２歯車切換機構（他方の歯車切換機構）ＳＭ２が設けられ、変速機ケースＨ内には、これら各歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２などを潤滑する潤滑油が収容されている。第１歯車切換機構ＳＭ１は、第１速、第３速及び第５速（奇数段）の各変速ギヤ対Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５並びに後進ギヤ列ＧＢを備えている。これら４組の変速ギヤ対Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５及び後進ギヤ列ＧＢは、それぞれの各駆動ギヤが第１入力軸１３ａに固定され、各被動ギヤが第１出力軸１４ａに回転自在に支持されている。第１変速ギヤ対Ｇ１と第３変速ギヤ対Ｇ３の各被動ギヤの間にはそれぞれを選択的に第１出力軸１４ａに連結する第１切換クラッチＤ１が設けられ、第５変速ギヤ対Ｇ５と後進ギヤ列ＧＢの各被動ギヤの間にはそれぞれを選択的に第１出力軸１４ａに連結する第３切換クラッチＤ３が設けられている。後進ギヤ列ＧＢの駆動ギヤと被動ギヤの間にはアイドルギヤが介在されている。
【００１４】
また第２歯車切換機構ＳＭ２は、第２速、第４速及び第６速（偶数段）の各変速ギヤ対Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６を備えている。これら３組の変速ギヤ対Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６は、それぞれの各駆動ギヤが第２入力軸１３ｂに固定され、各被動ギヤが第２出力軸１４ｂに回転自在に支持されている。第２変速ギヤ対Ｇ２と第４変速ギヤ対Ｇ４の各被動ギヤの間にはそれぞれを選択的に第２で力軸１４ｂに連結する第２切換クラッチＤ２が設けられ、第６変速ギヤ対Ｇ６の被動ギヤの一側にはそれを選択的に第２出力軸１４ｂに連結する第４切換クラッチＤ４が設けられている。
【００１５】
各切換クラッチＤ１〜Ｄ４は、周知のシンクロメッシュ機構よりなるもので、第１または第２出力軸１４ａ，１４ｂに固定されたクラッチハブＬと、その外周にスプライン係合されたスリーブ（操作部材）Ｍを備えている。各スリーブＭは、シフトフォークＦ１〜Ｆ４を介して、自動的にあるいは手動により軸線方向に往復動されて両側（または片側）のギヤに固定された係合部材Ｎに係合することにより、各ギヤをクラッチハブＬに選択的に連結するものである。なお、シンクロナイザリングは図示を省略してある。
【００１６】
この実施形態のハイブリッド動力装置は、エンジン１０を含むこのハイブリッド動力装置の作動を制御する制御装置２０を備えている。また、自動変速機ＴＭの変速機ケースＨ内の下部には収容される潤滑油の温度を検出する温度センサ２１が設けられ、第１及び第２入力軸１３ａ，１３ｂをドライブピニオン１６ａに連結する１本の最終出力軸１４ｃには駆動車輪１９，１９側からの要求トルクを検出するトルクセンサ２２が設けられている。これらの温度センサ２１及びトルクセンサ２２並びに第１入力軸１３ａを回転駆動するモータジェネレータ１５は、それぞれ制御装置２０に連結されて制御されるようになっている。
【００１７】
モータジェネレータ１５は、低速時及びエンジン１０に出力の余裕がない状態ではバッテリ（図示省略）より電流が供給されて、単独であるいはエンジン１０と協働して駆動車輪（被動部材）１９を駆動する電動機として作動され、駆動車輪１９側からエンジン１０が駆動される状態あるいはエンジン１０の出力に余裕がある状態では第２入力軸１３ｂにより駆動され発電を行ってバッテリに充電する発電機として作動される。この実施形態では制御装置２０は１つのものとして説明しているが、その機能に応じた複数の部分に分割してもよい。なおトルクセンサ２２は、後述するように、省略することも可能である。
【００１８】
なお図１に示す自動変速機ＴＭでは、変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ６及び後進ギヤ列ＧＢの各駆動ギヤは全て第１または第２入力軸１３ａ，１３ｂに固定し、各被動ギヤは全て第１または第２出力軸１４ａ，１４ｂに回転自在に設け、各第１〜第４切換クラッチＤ１〜Ｄ４は全て第１または第２出力軸１４ａ，１４ｂに設けるものとして説明したが、第１〜第４切換クラッチＤ１〜Ｄ４の一部のものを第１または第２入力軸１３ａ，１３ｂに設け、それと対応する駆動ギヤは第１または第２入力軸１３ａ，１３ｂに回転自在に設け、またそれと対応する被動ギヤは第１または第２出力軸１４ａ，１４ｂに固定するようにしてもよい。またモータジェネレータ１５は第２入力軸１３ｂに設ける代わりに、第１入力軸１３ａに設けるようにしてもよい。（図６参照）
モータジェネレータ１５については、前もって、最大電流を与えた場合、すなわちアクセルペダルを最も踏み込んだ場合のモータジェネレータ１５の出力軸における回転速度−トルク特性を測定し、それを第１歯車切換機構ＳＭ１の３つの変速段（第１速、第３速及び第５速）の変速比に応じて、最終出力軸１４ｃにおける値に変換した３つの回転速度−トルク特性の演算式または特性マップ（以下単にモータ変換出力トルク特性という）を作成して、制御装置２０のメモリに記憶させておく。同様にエンジン１０についても、最大アクセル開度を与えた場合のエンジン１０の出力軸における回転速度−トルク特性を予め測定し、それを第２歯車切換機構ＳＭ２の３つの変速段（第２速、第４速及び第６速）の変速比に応じて、最終出力軸１４ｃにおける値に変換した３つの回転速度−トルク特性の演算式または特性マップ（以下単にエンジン変換出力トルク特性という）を作成して、制御装置２０のメモリに記憶させておく。なお、モータジェネレータ１５の出力軸における回転速度−トルク特性は、停止を含む低速範囲でトルクが大きく、回転速度が増大するにつれてトルクが減少する特性であり、またエンジン１０の出力軸における回転速度−トルク特性は、中速範囲ではトルクが大きく低速及び高速範囲ではトルクが減少する特性である。各３つのモータ変換出力トルク特性及びエンジン変換出力トルク特性も、定性的にはそれぞれ同様な特性である。
【００１９】
次にこのハイブリッド動力装置を自動車に適用した場合の作動を、図２〜図５により説明する。エンジン１０の停止状態であっても、ハイブリッド動力装置の作動スイッチを入れれば、制御装置２０は、所定の短時間毎に図２のフローチャートに示す処理を繰り返し実行する。制御装置２０は、先ず温度センサ２１により変速機ケースＨ内の潤滑油の油温Ｓを検出し、トルクセンサ２２により駆動車輪１９側から最終出力軸１４ｃに加わっている要求トルクを検出し、スピードメータなどにより最終出力軸１４ｃの回転速度を検出して（ステップ１００）、検出した油温Ｓを所定の下限値Ｓ0 と比較する（ステップ１０１）。エンジン１０の停止後かなりの時間が経過しあるいはエンジン１０の始動直後などであって油温Ｓが低く、従ってＳ＞Ｓ0 でない場合には、制御装置２０は制御動作をステップ１０２に進める。この油温の下限値Ｓ0 は、それ以下では潤滑油の撹拌抵抗が大きくなって無視できない動力損失を生じ、燃料消費率が増加するような温度である。
【００２０】
ステップ１０２において、変速装置のシフトレバーを前進または後進位置としてアクセルペダルを踏み込めば、制御装置２０は、エンジン１０を始動させ、上述したモータ変換出力トルク特性及びエンジン変換出力トルク特性に基づき、トルクセンサ２２により検出された要求トルクより充分大きい出力トルクが最終出力軸１４ｃに与えられ、かつ各入力軸１３ａ，１３ｂへの入力トルクが最大となるように各歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の変速段を選択し、選択した各変速段を形成してモータジェネレータ１５及びエンジン１０により駆動車輪１９を駆動する。
【００２１】
その作動内容を詳述すれば、以下の通りである。前述のようにステップ１０２において変速装置のシフトレバーを前進位置としてアクセルペダルを踏み込めば、制御装置２０は、先ず第１摩擦クラッチＣ１を連結してモータジェネレータ１５を電動機として作動させ、エンジン１０を始動させてから、第１クラッチＣ１を解除しモータジェネレータ１５を停止させる。なお、このエンジン１０の始動は、モータジェネレータ１５の代わりに、周知のスタータモータ（図示省略）により行ってもよい。
【００２２】
停車状態では、ステップ１００で検出された最終出力軸１４ｃの回転速度及び要求トルクは０である。一方、回転速度０におけるモータジェネレータ１５の出力トルクは最大であり、回転速度０におけるエンジン１０の出力トルクは０である。この状態では、モータジェネレータ１５により最終出力軸１４ｃに与えられる出力トルクは、モータジェネレータ１５の３つのモータ変換出力トルク特性の何れの場合でも要求トルクより大きい出力トルクを与えることができるので、制御装置２０は先ず第１歯車切換機構ＳＭ１の３つの変速段を選択し、次いでこの３つの変速段のうちモータジェネレータ１５から第１入力軸１３ａへの入力トルクが最大となる第５速を選択して形成する。一方、回転速度０におけるエンジン１０の出力トルクは０であり、エンジン１０の３つのエンジン変換出力トルク特性の何れの場合でも要求トルクより大きい出力トルクを与えることはできないので、制御装置２０は第２歯車切換機構ＳＭ２の３つの変速段の何れも選択せず、従って第２歯車切換機構ＳＭ２の何れの変速段も形成しない。
【００２３】
自動車の走行開始時には、制御装置２０は、先ずこの状態で図２のフローチャートを繰り返し実行し、駆動車輪１９は第１歯車切換機構ＳＭ１の第５速を介してモータジェネレータ１５により駆動されて、自動車は走行を開始し、アクセルペダルを踏み込めば車速は次第に増大する。停止状態からの走行を開始する際には、トルクセンサ２２により検出される要求トルクは急激に増大するので、アクセルペダルを最も踏み込んだ状態でもモータジェネレータ１５から第５変速ギヤ対Ｇ５を介して最終出力軸１４ｃに与えられる出力トルクよりも要求トルクが大きくなることがある。それは第５速におけるモータ変換出力トルク特性において、検出された最終出力軸１４ｃの回転速度におけるトルクの値よりもトルクセンサ２２により検出された要求トルクの方が大となることを意味し、そのような場合には制御装置２０は第１歯車切換機構ＳＭ１の変速段を第５速から第３速に切り換えて、最終出力軸１４ｃに与えられる出力トルクを要求トルクより大きくし、要求トルクより大きい出力が最終出力軸１４ｃに与えられるようにする。この場合、第１速でも要求トルクより大きい出力を最終出力軸１４ｃに与えることはできるが、最終出力軸１４ｃにトルクセンサ２２により検出された要求トルクを与えるために必要なモータジェネレータ１５から第１入力軸１３ａへの入力トルクは、第３速の場合の方が大きいので、制御装置２０は第３速を選択し、第１速は選択しない。この状態でアクセルペダルを踏み込めば最終出力軸１４ｃの回転速度がさらに増大し、第２歯車切換機構ＳＭ２の最低の変速段である第２速を介して連結した場合に安定したエンジン１０の作動が得られて第２入力軸１３ｂを介して最終出力軸１４ｃに出力した場合のトルクが要求トルクよりも大きくなるような回転速度に達すれば、制御装置２０は第２速を形成するとともに第２クラッチＣ２を連結し、これにより駆動車輪１９はエンジン１０によっても最終出力軸１４ｃを介して駆動されるようになる。
【００２４】
上述のように、この実施形態では、制御装置２０は、温度センサ２１により検出される変速機ケースＨ内の潤滑油の油温Ｓが所定の下限値Ｓ0 より低い場合には、ごく低速で走行しているときは第１歯車切換機構ＳＭ１を介してモータジェネレータ１５だけにより駆動車輪１９を駆動しているが、それ以外のときはモータジェネレータ１５とエンジン１０の両方を作動させ、それぞれが第１及び第２歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２を介して駆動車輪１９を駆動するよう制御している。そしてごく低速を抜け出した状態では、制御装置２０は、モータジェネレータ１５が第１歯車切換機構ＳＭ１の第３速を介して駆動車輪１９を駆動し、エンジン１０が第２歯車切換機構ＳＭ２の第２速を介して駆動車輪１９を駆動するよう制御している。図３の破線及び実線の矢印は、この状態における動力伝達経路を示している。
【００２５】
図３に示すこの状態からアクセルペダルを踏み込めば、モータジェネレータ１５及びエンジン１０の出力及びトルクが増大するので、制御装置２０は第１及び第２歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の各変速段をそれぞれ高速段側に順次切り換える。この場合の各変速段の選択は、制御装置２０により、先ずメモリに記憶された３つのモータ変換出力トルク特性及び３つのエンジン変換出力トルク特性と、検出された最終出力軸１４ｃの回転速度及び要求トルクに基づいて、第１及び第２歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の各変速段のうちから、検出された回転速度において検出された要求トルクより大きい出力トルクを最終出力軸１４ｃに与えることができる全ての変速段を選択し、次いでこのようにして予め選択された各変速段のうちから、出力軸１４に要求トルクを与えるために必要な、モータジェネレータ１５から第１入力軸１３ａへの入力トルクが最大となる第１歯車切換機構ＳＭ１の変速段、及びエンジン１０から第２入力軸１３ｂへの入力トルクが最大となる第２歯車切換機構ＳＭ２の変速段を選択することにより行われる。
【００２６】
これにより第１及び第２歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の各変速段は、要求トルクより大きい出力トルクを最終出力軸１４ｃに与えることができる範囲において、最も高速側の変速段が選択され、従って与えられた要求トルクに対し選択された変速ギヤ対の被動ギヤは可能な限り小径のものが使用されるので、変速ギヤ対の互いに噛合する歯面の間に生じる力は最大となり、この噛合する歯面の間に生じる摩擦熱も最大となる。従って変速機ケース内に収容された低温の潤滑油の温度は速やかに上昇して、潤滑油の撹拌抵抗による動力損失及び燃料消費率の増加が生じる時間を短縮させることができる。
【００２７】
なお以上の説明では、制御装置２０は、モータジェネレータ１５とエンジン１０について別々に、それぞれのモータ変換出力トルク特性及びエンジン変換出力トルク特性に基づいて変速段をそれぞれ形成するものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、第１及び第２歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の各３つの変速段を組み合わせて得られる９種類の組み合わせ（またはこれらにモータジェネレータ１５だけを使用する場合を加えた１０種類の組み合わせ）のそれぞれについて、モータ変換出力トルク特性のトルクとエンジン変換出力トルク特性のトルクを加え合わせた変換トルク和特性を作成して、制御装置２０のメモリに記憶させておき、これと最終出力軸１４ｃの検出された回転速度及び要求トルクに基づき各歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の変速段の組み合わせを選択するようにしてもよい。
【００２８】
この場合の変速段の組み合わせの選択は、制御装置２０により、先ずメモリに記憶された両歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の各変速段の各組み合わせの各変換トルク和特性と、検出された最終出力軸１４ｃの回転速度及び要求トルクの和に基づいて、変速段の各組み合わせのうちから、検出された回転速度において検出された要求トルクより大きい出力トルクを最終出力軸１４ｃに与えることができる全ての変速段の組み合わせを選択し、次いでこのようにして選択された各変速段の組み合わせのうちからから、モータジェネレータ１５から第１入力軸１３ａへの入力トルクとエンジン１０から第２入力軸１３ｂへの入力トルクの和が最大となる変速段の組み合わせを選択することにより行われる。これにより第１及び第２歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の各変速段の組み合わせは、要求トルクより大きい出力トルクを最終出力軸１４ｃに与えることができる範囲において、最も高速側の変速段の組み合わせが選択される。従って与えられた要求トルクに対し選択された変速ギヤ対の被動ギヤは可能な限り最も小径のものが使用されるので、変速ギヤ対の互いに噛合する歯面の間に生じる力は最大となり、この噛合する歯面の間に生じる摩擦熱も最大となる。従って変速機ケース内に収容された低温の潤滑油の温度は速やかに上昇して、潤滑油の撹拌抵抗による動力損失及び燃料消費率の増加が生じる時間を短縮させることができる。
【００２９】
上述した実施形態では、駆動車輪１９側から最終出力軸１４ｃに加わる要求トルクはトルクセンサ２２により検出している。しかしながら走行状態の大部分を占める平坦地の路上走行では、要求トルクは車速によりほゞ一義的に決まるので、車速に基づいて演算することも可能である。従ってそのようにして演算される要求トルクを使用することにより、トルクセンサ２２を省略することも可能である。
【００３０】
次にエンジン１０の作動中あるいは停止直後などで油温Ｓが充分に高く、Ｓ＞Ｓ0 の場合には、制御装置２０は、図２のフローチャートにおいて制御動作をステップ１０１からステップ１０３に進めて通常制御を行う。この通常制御では、制御装置２０は、車速が低速の場合には、自動変速機ＴＭをモータジェネレータ１５により駆動する。停車状態で変速装置のシフトレバーを前進位置にしてアクセルペダルを少し踏み込めば、制御装置２０は、第１切換クラッチＤ１のスリーブＭを右向きに移動させて第１歯車切換機構ＳＭ１の第１変速ギヤ対Ｇ１による第１速を形成し、モータジェネレータ１５に給電して電動機として作動させ、モータジェネレータ１５の駆動トルクは第１入力軸１３ａ、第１変速ギヤ対Ｇ１、第１切換クラッチＤ１、第１出力軸１４ａ、ギヤ１４ｄ，１４ｆ、最終出力軸１４ｃ、ギヤ１６ａ，１６ｂ、デファレンシャルギヤ１７及びアクスルシャフト１８を介して駆動車輪１９に伝達されて、自動車は走行し始める。アクセルペダルをさらに踏み込むなどしてモータジェネレータ１５の回転速度及び第１入力軸１３ａへの入力トルクが増大し、自動車の作動状態がモータジェネレータ１５による第３速での走行に適した状態となれば、制御装置２０はモータジェネレータ１５への給電を一旦停止し、第１切換クラッチＤ１のスリーブＭを左向きに移動させ第１歯車切換機構ＳＭ１を第１変速ギヤ対Ｇ１から第３変速ギヤ対Ｇ３に切り換えて第３速を形成してから、再びモータジェネレータ１５に給電して電動機として作動させて走行する。自動車の作動状態がモータジェネレータ１５による第５速での走行に適した状態となれば、同様にして第１歯車切換機構ＳＭ１の第５変速ギヤ対Ｇ５による第５速を形成して走行する。このモータジェネレータ１５による走行の場合は、両摩擦クラッチＣ１，Ｃ２は係合されず、第１歯車切換機構ＳＭ１のみを使用して動力伝達を行う。図４の破線の矢印は、自動車がモータジェネレータ１５により第１歯車切換機構ＳＭ１の第３速で（第３変速ギヤ対Ｇ３を使用して）走行している状態の動力伝達経路を示す。
【００３１】
車速が上昇すれば、制御装置２０は自動変速機ＴＭをエンジン１０により駆動するように切り換える。制御装置２０は、前述のようにモータジェネレータ１５と第１クラッチＣ１またはスタータモータ（図示省略）によりエンジン１０を始動し、モータジェネレータ１５への通電を停止して、エンジン１０により自動変速機ＴＭを駆動するようにする。この場合は、最低速状態では、制御装置２０は第１変速シフトフォークＦ１を介して第１切換クラッチＤ１のスリーブＭを右向きに移動させて第１歯車切換機構ＳＭ１の第１変速ギヤ対Ｇ１による第１速を形成し、エンジン１０の駆動トルクは第１摩擦クラッチＣ１から第１入力軸１３ａ、第１変速ギヤ対Ｇ１、第１切換クラッチＤ１、第１出力軸１４ａ、ギヤ１４ｄ，１４ｆ、最終出力軸１４ｃ、ギヤ１６ａ，１６ｂ、デファレンシャルギヤ１７及びアクスルシャフト１８を介して駆動車輪１９に伝達される。
【００３２】
アクセルペダルの踏み込み量が増大するなどして自動車の作動状態が第２速での走行に適した状態となれば、制御装置２０は、第２切換クラッチＤ２のスリーブＭを右向きに移動させて第２歯車切換機構ＳＭ２の第２変速ギヤ対Ｇ２による第２速を形成してから、デュアルクラッチ１２を第２摩擦クラッチＣ２側に切り換えて第２速走行に切り換え、次いで第１切換クラッチＤ１のスリーブＭを中立位置に戻す。以下同様にして制御装置２０は、そのときの自動車の作動状態に適した変速段を順次形成し、第１摩擦クラッチＣ１と第２摩擦クラッチＣ２を交互に切り換えて、自動車の作動状態に応じた変速段で走行する。変速のシフトダウンは上述と逆の手順で行う。図５の実線の矢印は、自動車がエンジン１０により第２歯車切換機構ＳＭ２の第２速で（第２変速ギヤ対Ｇ２を使用して）走行している状態の動力伝達経路を示し、図５の破線の矢印は、エンジン１０により第１歯車切換機構ＳＭ１の第３速で（第３変速ギヤ対Ｇ３を使用して）走行している状態の動力伝達経路を示す。
【００３３】
後進の場合は、停車状態でシフトレバーを後進位置とすれば、制御装置２０は第３切換クラッチＤ３のスリーブＭを左向きに移動させて後進ギヤ列ＧＢによる後進段を形成し、アクセルペダルを踏み込んでエンジン１０の回転速度が増大すれば、制御装置２０はデュアルクラッチ１２の第１摩擦クラッチＣ１の係合力を徐々に増加させる。これによりエンジン１０の駆動トルクは後進ギヤ列ＧＢを介して第１入力軸１３ａに伝達され、後進が開始される。
【００３４】
次に図６により、上述した実施形態が適用されるハイブリッド動力装置の変形例の説明をする。この変形例も前進６段、後進１段のデュアルクラッチ式の自動変速機ＴＭを備えている。この変形例の自動変速機ＴＭと図１に示すハイブリッド動力装置の自動変速機ＴＭの主な相違点は、デュアルクラッチ１２を構成する第１及び第２摩擦クラッチＣ１，Ｃ２を介してエンジン１０により駆動される第１及び第２入力軸１３ａ，１３ｂは互いに同軸的に配置された二重軸であり、図１に示す自動変速機ＴＭにおける出力ギヤ１４ｄ，１４ｅ，１４ｆにより連結された３本の出力軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及びギヤ１４ｄ〜１４ｆが１本の出力軸１４にまとめられていることである。またこの変形例では、モータジェネレータ１５は、その出入力軸１５ａに固定されたギヤ１５ｂを第６変速ギヤ対Ｇ６の駆動ギヤに噛合することにより、第２入力軸１３ｂに連結されている点も、図１に示す実施形態とは異なっており、このため各特許請求の範囲に記載の発明の構成との対応においては、第２入力軸１３ｂが一方の入力軸に相当し、第１入力軸１３ａが他方の入力軸に相当している。
【００３５】
第１及び第２入力軸１３ａ，１３ｂは、デュアルクラッチ１２のクラッチカバー１２ａをエンジン１０の出力軸１０ａに連結することによりエンジン１０により回転駆動され、出力軸１４は最終減速ギヤ対１６ｃ．１６ｄ、デファレンシャルギヤ１７及びアクスルシャフト１８を介して駆動車輪１９に連結されている。第２入力軸１３ｂから突出する第１入力軸１３ａの後半部と出力軸１４の間には第１歯車切換機構ＳＭ１が設けられ、第２入力軸１３ｂと第２出力軸１４ｂの間には第２歯車切換機構ＳＭ２が設けられている。この両歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２は図１に示す歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２と実質的に同一構造である。
【００３６】
この図６に示すハイブリッド動力装置は、図１に示すハイブリッド動力装置に対し上述したような相違はあるが、全ての機能において図１に示すハイブリッド動力装置と実質的に同一である。また、この変形例の制御装置２０は、上述した実施形態の制御装置２０と同様、温度センサ２１により検出される油温Ｓが所定の下限値Ｓ0 以下の場合には、モータジェネレータ１５及びエンジン１０の各３つの特性マップに基づき、トルクセンサ２２により検出された要求トルクより充分大きい出力トルクが最終出力軸１４ｃに与えられ、かつ各入力軸１３ａ，１３ｂへの入力トルクが最大となるように各歯車切換機構ＳＭ１，ＳＭ２の変速段を選択し、選択した各変速段を形成してモータジェネレータ１５及びエンジン１０により駆動車輪１９を駆動するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるハイブリッド動力装置の一実施形態の全体構造を説明するスケルトン図である。
【図２】図１に示す実施形態の作動の一例を説明するフローチャートである。
【図３】図１に示す実施形態の潤滑油の油温が所定の下限値以下の場合における作動を説明するスケルトン図である。
【図４】図１に示す実施形態の通常制御の場合における作動の一例を説明するスケルトン図である。
【図５】図１に示す実施形態の通常制御の場合における作動の別の例を説明するスケルトン図である。
【図６】図１に示すハイブリッド動力装置の変形例を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…エンジン、１２…デュアルクラッチ、１３ａ…一方の入力軸（第１入力軸）、１３ｂ…他方の入力軸（第２入力軸）、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…出力軸（第１出力軸、第２出力軸、最終出力軸）、１５…モータ（モータジェネレータ）、１９…被動部材（駆動車輪）、２０…制御装置、２１…温度センサ、Ｃ１，Ｃ２…クラッチ（第１摩擦クラッチ、第２摩擦クラッチ）、Ｈ…変速機ケース、ＳＭ１…一方の歯車切換機構（第１歯車切換機構）、ＳＭ２…他方の歯車切換機構（第２歯車切換機構）。
【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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【図６】
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