以下に、図1~図4を参照して本発明による� ��イブリッド動力装置の第1実施形態の説明を する。この第1実施形態においては、本発明� �よるハイブリッド動力装置の制御システム� �図1に示す前進6段、後進1段の自動変速機TMに 適用されている。

 この自動変速機TMはデュアルクラッチ式� �もので、変速機用ハウジングH内に互いに平� ��に回転自在に支持された第1入力軸13aと第2� �力軸13bがそれぞれ第1摩擦クラッチC1と第2摩� ��クラッチC2を介してエンジン10の出力軸10aに 接続されている。第1摩擦クラッチC1の入力部 材は、エンジン10の出力軸10aと一体に回転す� ��駆動ギヤ11aに噛合された被駆動ギヤ11bの支� ��軸11dに結合されている。同様に、第2摩擦ク ラッチC2の入力部材は、エンジン10の出力軸10 aと一体に回転する駆動ギヤ11aに噛合された� �駆動ギヤ11cの支持軸11eに結合されている。� �1入力軸13aと第2入力軸13bにそれぞれ平行に配 置した第1出力軸14aと第2出力軸14bは、最終出� ��軸14cに設けた被駆動ギヤ14fに噛合された駆� ��ギヤ14dと14eを介して同最終出力軸14cに連結� ��れている。最終出力軸14cは、ドライブピニ� ��ン16a、リングギヤ16b、デファレンシャルギ� ��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。

 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、正常な作動状態では、� ��速段の切換え途中は半クラッチとなって一� ��の伝達トルクと他方の伝達トルクが互いに� ��向きに増減し、変速段の切換え完了後は何� ��か一方の摩擦クラッチが完全に係合されて� ��の伝達トルクが所定の最大値となり、他方� ��摩擦クラッチが完全に解除されてその伝達� ��ルクが0となるように、後述する制御装置20� ��より制御される。

 第1入力軸13aと第1出力軸14aの間には歯車� �換機構Mを備えた第1歯車変速機構SM1が設けら れ、第2入力軸13bと第2出力軸14bの間には歯車� ��換機構Mを備えた第2歯車変速機構SM2が設け� �れている。第1歯車変速機構SM1は、第1速段、 第3速段及び第5速段(奇数段)の各変速ギヤ対G1 ,G3,G5並びに後進段の後進ギヤ列GBを備えてい� ��。これらの変速ギヤ対G1,G3,G5及び後進ギヤ� �GBは、それぞれの各駆動ギヤが第1入力軸13a� �固定され、各被駆動ギヤが第1出力軸14aに回� ��自在に支持されている。第1変速ギヤ対G1と� ��3変速ギヤ対G3の各被駆動ギヤの間にはそれ� ��れを選択的に第1出力軸14aに連結する第1切� �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� ��択的に第1出力軸14aに連結する第3切換クラ� �チD3が設けられている。後進ギヤ列GBの駆動� ��ヤと被駆動ギヤの間にはアイドルギヤが介� ��されている。

 第2歯車切換機構SM2は、第2速段、第4速段� ��び第6速段(偶数段)の変速ギヤ対G2,G4,G6を備� �ている。これら変速ギヤ対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、� �被駆動ギヤが第2出力軸14bに回転自在に支持� ��れている。第2変速ギヤ対G2と第4変速ギヤ対 G4の各被駆動ギヤの間にはそれぞれを選択的� ��第2出力軸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の被駆動ギヤの一 側にはそれを選択的に第2出力軸14bに連結す� �第4切換クラッチD4が設けられている。

 各切換クラッチD1~D4は、周知のシンクロ� �ッシュ機構よりなるもので、第1出力軸14aと� ��2出力軸14bにそれぞれ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� �ーブ(操作部材)Mを備えている。各スリーブM� ��、シフトフォークF1~F4を介して、自動的に� �いは手動により軸線方向に往復動されて両� �(または片側)の被駆動ギヤに固定された係合 部材Nに係合することにより、各被駆動ギヤ� �クラッチハブLに選択的に連結するものであ� ��。

 この第1実施形態におけるハイブリッド動 力装置の作動を制御する制御装置20には、変� ��機TMのハウジングH内の下部に配置されて潤� ��油の温度を検出する温度センサ21と、最終� �力軸14cに取付けたトルクセンサ22が接続され ている。トルクセンサ22は、駆動車輪19を駆� �して当該車両を走行させるのに要する要求� �ルクを検出するために設けられている。

 第1入力軸13aに連結したモータ・ジェネレ ータ15は、制御装置20の制御下にて作動する� �ので、低速走行時又はエンジン10に出力の余 裕がない状態ではバッテリ(図示しない)から� ��力を供給されて電動機として作動し、エン� ��ン10と協働して駆動車輪19を駆動する。 ま� ��、このモータ・ジェネレータ15は、駆動車� �19側からエンジン10が駆動される状態、或い� ��エンジン10の出力に余裕がある状態では、� �1入力軸13aにより駆動されて発電機として作� ��し、バッテリを充電するように機能する。� ��お、この実施形態においては、上記のモー� ��・ジェネレータ15を第1入力軸13aの一端に連� ��したが、これに代えて第2入力軸13bに連結し てもよい。

 この実施形態における制御装置20のメモ� �(ROM)には、モータ・ジェネレータ15に最大電� ��を付与して同モータ・ジェネレータを電動� ��として作動させたとき第1歯車変速機構にて 選択された変速段(第1速、第3速又は第5速)の� ��速比に応じて最終出力軸14cに伝達される出� ��トルクを測定してその測定結果を表す回転� ��度―トルク特性(以下、モータ変換出力特性 という)と、エンジン10の作動により第2歯車� �速機構SMにて選択された変速段(第2速、第4速 又は第6速)の変速比に応じて最終出力軸14cに� ��達される出力トルクを測定してその測定結� ��を表す回転速度―トルク特性(以下、エンジ ン変換出力特性という。)をそれぞれ演算式� �は特性マップの形態で記憶させてある。こ� �場合、電動機として作動するモータ・ジェ� �レータ15の出力トルクは低速領域にて大きく 回転速度の増大に応じて減少し、一方エンジ ン10の出力トルクは中速領域にて大きく低速� ��域と高速領域にて減少する。

 以下に、図2に示した制御プログラムと図 3~図5に示した作動モードを参照して、上述し たハイブリッド動力装置を適用した車両用変 速機の作動を説明する。

 制御装置20は電源に接続されると図2の制� ��プログラムの処理を開始してステップ100に� ��温度センサ21の検出信号を読取って変速機� �ウジングH内の潤滑油の温度Sを検出し、それ と同時にトルクセンサ22の検出信号を読取っ� ��駆動車輪19から最終出力軸14cに加わってい� �要求トルクを検出する。エンジン10が停止し た状態にて時間の経過により潤滑油の温度が 低下してその粘度が高くなった時には、温度 センサ21により検出される潤滑油の温度Sが下 限値S0より低くなる。この場合、潤滑油の温� ��の下限値S0は潤滑油の温度低下による粘性� �抗の増大を考慮して所定の値に定めてある� �しかして、制御装置20はステップ101にてステ ップ100にて検出した潤滑油の温度Sを所定の� �限値S0と比較して、潤滑油の温度Sが下限値S0 より低いときには、ステップ101にて“No”と� ��定して制御プログラムをステップ102に進め� ��、第1摩擦クラッチC1を係合させるとともに� ��ータ・ジェネレータ15を電動機として作動� �せる処理を実行して第1入力軸13aの回転によ� ��エンジン10を始動させ、同エンジン10の始動 後に第1摩擦クラッチC1の係合を解除させる。 この状態にて、駆動車輪19を駆動して当該車� ��を発進させるのに要する要求トルクが最終� ��力軸14cに伝達されるようにするため、制御� ��置20は第1歯車変速機構SM1にて第5変速ギヤ対 G5の歯車列を完成させるように第3切換クラッ チD3を係合させるとともにモータ・ジェネレ- タ15を電動機として作動させる。これにより� ��駆動車輪19は第1歯車変速機構SM1にて選択さ� ��た第5変速ギヤ対G5の変速比にてモータ・ジ� ��ネレータ15から伝達される駆動トルクによ� �駆動されて当該車両を走行させる。

 車両が走行を開始してからアクセルペダ� ��の踏込みにより車速が増大してトルクセン� ��22により検出される駆動車輪19からの要求ト ルクが第5変速ギヤ対G5の変速比にてモータ・ ジェネレータ15から最終出力軸14cに付与され� ��駆動トルクより大きくなると、制御装置20� �そのメモリに記憶させたモータ・ジェネレ� �タ15のモータ変換出力特性に基づいて第1歯� �変速機構SM1の変速段を第5速から第3速に切換 えて最終出力軸14cに伝達されるトルクを増大 させる。引き続き車速を高めるためにアクセ ルペダルの踏込まれると、トルクセンサ22に� ��り検出される駆動車輪19からの要求トルク� �増大する。このとき、制御装置20は第2歯車� �速機構SM2の最低変速段である第2変速ギヤ対G 2の歯車列を完成させるように第2切換クラッ� ��D3を係合させるとともに第2摩擦クラッチC2� �係合させる。これにより、第2摩擦クラッチC 2を介して伝達されるエンジン10の駆動トルク が第2変速ギヤ対G2の変速比にて最終出力軸14c に伝達される。この状態にては、図3にて破� �と実線により示したように、電動機として� �動するモータ・ジェネレータ15から第3変速� �ヤ対G5の変速比にて最終出力軸14cに伝達され る駆動トルクと第2摩擦クラッチC2を介して第 2変速ギヤ対G2の変速比にて最終出力軸14cに伝 達されるエンジン10の駆動トルクによって駆� ��車輪19が駆動される。このような作動状態� �てアクセルペダルの踏込みにより車両の走� �速度を高めると、制御装置20は、トルクセン サ22の検出信号に応答して、そのメモリに記� ��させた各変速段におけるモータ変換出力特� ��とエンジン変換出力特性に基づいてトルク� ��ンサ22により検出される駆動車輪19の要求ト ルクを最終出力軸14cに与えるのに最適な変速 段を第1歯車変速機構SM1と第2歯車変速機構SM2� ��て選択する。

 上述したように、車両の発進時に温度セ� ��サ21により検出される変速機ハウジングH内� ��潤滑油の温度Sが所定の下限値S0より低いと� ��には、電動機として作動するモータ・ジェ� ��レータ15から第3変速ギヤ対G5の変速比にて� �終出力軸14cに伝達される駆動トルクによっ� �駆動車輪19が駆動されて車両が発進し、同車 両の速度が低速に移行した時にエンジン10の� ��動トルクが第2摩擦クラッチC2を介して第2変 速ギヤ対G2の変速比にて最終出力軸14cに伝達� ��れて駆動車輪19が駆動される。この場合、� �1歯車変速機構SM1と第2歯車変速機構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に与える範囲において、最も高 速側の変速段が選択されて、要求トルクに応 じて選択された変速ギヤ対の被駆動ギヤが可 能な限り小径のものが使用されるので、各変 速ギヤ対の互いに噛合する歯面の間に生じる 摩擦熱が大きくなる。このため、変速機ハウ ジングH内に収容された低温の潤滑油の温度� �速やかに上昇して、潤滑油の撹拌抵抗によ� �動力損失が低減し、燃料消費率の増大が抑� �される。

 上述した第1歯車変速機構SM1と第2歯車変� �機構SM2の各変速段の切換え制御においては� �制御装置20がそのメモリに記憶されたモータ 変換出力特性とエンジン変換出力特性に基づ いてトルクセンサ22により検出される駆動車� ��19の要求トルクを最終出力軸14cに与えるの� �最適な変速段を各歯車変速機構にて選択す� �ようにしたが、第1歯車変速機構SM1と第2歯車 変速機構SM2の各変速段についてモータ変換出 力特性とエンジン変換出力特性を合わせた変 換出力和特性を制御装置20のメモリに記憶さ� ��て、トルクセンサ22により検出される駆動� �輪19の要求トルクを最終出力軸14cに与えるの に最適な変速段を前記記憶させた変換出力和 特性に基づいて選択するようにしてもよい。 なお、この実施形態においては、駆動車輪19� ��走行速度に応じて駆動させるのに要する要� ��トルクを最終出力軸14cに取付けたトルクセ� ��サ22により検出したが、走行状態の大部分� �占める平坦な道路上の走行では、上記の要� �トルクは略一義的に定まるので、当該車両� �走行速度を検出してその検出値に基づいて� �終出力軸14cに付与すべき要求トルクを演算� �より求めてもよい。

 図2の制御プログラムの処理において、温 度センサ21により検出される潤滑油の温度Sが 下限値S0より高いときには、制御装置20はス� �ップ101にて“Yes”と判定して制御プログラ� �をステップ103に進める。ステップ103の処理� �おいては、第1歯車変速機構SM1にて第1変速ギ ヤ対G1の歯車列を完成させるように第1切換ク ラッチD1のスリーブMを右にシフトさせて係合 させるとともにモータ・ジェネレータ15を電� ��機として作動させる。これにより、駆動車� ��19は第1歯車変速機構SM1にて選択された第1変 速ギヤ対G1の変速比にてモータ・ジェネレー� ��15から伝達される駆動トルクにより駆動さ� �て当該車両を走行させる。アクセルペダル� �踏込みによりモータ・ジェネレータ15の回転 速度が高まって第1入力軸13aへの入力トルク� �増大し車両の速度が第3速での走行に適した� ��態なると、制御装置20はモータ・ジェネレ� �タ15への給電を一旦停止して、第1歯車変速� �構SM1の第1切換クラッチD1のスリーブMを左に� ��フトさせて第1変速ギヤ対G1から第3変速ギヤ 対D3に切換え、その後にモータ・ジェネレー� ��15を再び電動機として作動させる。その後� �、車速の増大により第5速での走行に適した� ��態になれば、制御装置20はモータ・ジェネ� �ータ15への給電を一旦停止して、第1歯車変� �機構SM1の第1切換クラッチD1を中立位置に戻� �てから第3切換クラッチD3のスリーブMを左に� ��フトさせて第3変速ギヤ対G1から第5変速ギヤ 対D5に切換え、その後にモータ・ジェネレー� ��15を再び電動機として作動させて車両を走� �させる。

 電動機として作動するモータ・ジェネレ� ��タ15の駆動力により車速が上昇すると、制� �装置20は第1摩擦クラッチC1を係合させるとと もにモータ・ジェネレータ15を電動機として� ��動させる処理を実行して第1入力軸13aの回転 によりエンジン10を始動させ、その後にモー� ��・ジェネレータ15への通電を停止する。こ� �により、エンジン10の駆動力が第1摩擦クラ� �チC1を介して第1入力軸に伝達される状態に� �る。しかして、制御装置20は第1歯車変速機� �SM1の第1切換クラッチD1のスリーブを右にシ� �トさせて第1変速ギヤ対G1を係合させ、それ� �同時に第1摩擦クラッチC1を係合させる。か� �して、エンジン10の駆動トルクが第1摩擦ク� �ッチC1を介して第1入力軸13aに伝達されて、� �1変速ギヤ対G1の変速比にて最終出力軸14cに� �達され、駆動車輪19を駆動する。

 アクセルペダルの踏込みにより車速が第2 速での走行に適した状態になると、制御装置 20は、第2歯車変速機構SM2の第2切換クラッチD2 noスリーブを右にシフトさせて第2変速ギヤ対 G2を係合させてから第2摩擦クラッチC2を係合� ��せ、次いで第1歯車変速機構SM1の第1切換ク� �ッチD1のスリーブを中立位置に戻す。これに より、エンジン10の駆動トルクが第2変速ギヤ 対G2の変速比にて最終出力軸14cに伝達される� ��(図5の実線矢印参照)以下、制御装置20は車� �の走行状態に応じて第1歯車変速機構SM1と第2 歯車変速機構SM2の各変速ギヤ対を選択的に係 合させると共に第1摩擦クラッチC1と第2摩擦� �ラッチC2を交互に係合させて、車両を走行さ せる。

 なお、変速のシフトダウンは上記と逆の� ��順で制御される。また、後進の場合は、車� ��が停止している状態にて、制御装置20の制� �下にて第3切換クラッチD3のスリーブが左に� �フトされて後進ギヤ列による後進段を形成� �れ、、アクセルペダルの踏込みによりエン� �ン10の回転速度が増大すると第1摩擦クラッ� �C1が徐々に係合される。これにより、エンジ ン10の駆動トルクが後進ギヤ列を介して最終� ��力軸14cに伝達され、車両が後進する。

 上述した実施形態においては、図1に示し た変速機TMに本発明によるハイブリッド動力� ��置の制御システムを適用した例について説� ��したが、本発明によるハイブリッド動力装� ��の制御システムは、図6に示したデュアルク ラッチ式の自動変速機に適用してもよい。こ の自動変速機においては、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� �力軸13a,13bが互いに同軸的に配置された二重� ��であり、図1に示した自動変速機TMにおける� ��力ギヤ14d,14e,14fにより連結された3本の出力� ��14a,14b,14c及びギヤ14d~14fが1本の出力軸14にま� ��められている。なお、第1及び第2入力軸13a,1 3bは、デュアルクラッチ12のクラッチカバー12 a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、トルクセ� ��サ21は出力軸14に取付けられている。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� �輪19に連結されている。第2入力軸13bから突� �する第1入力軸13aの後半部と出力軸14の間に� �第1歯車変速機構SM1が設けられ、第2入力軸13b と出力軸14の間には第2歯車変速機構SM2が設け られている。これらの両歯車変速機構SM1,SM2� �図1に示す歯車変速機構SM1,SM2と実質的に同一 構造である。モータ・ジェネレータ15は、そ� ��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。

 この自動変速機の機能は、図1に示した自 動変速機の機能と同じであり、上述した制御 装置20が図2に示した制御プログラムを実行す ることにより、温度センサ21により検出され� ��潤滑油の温度Sが下限値S0以下の場合には、� ��御装置20がそのメモリに記憶させたモータ� �ジェネレータ15のモータ変換出力特性とエン ジン10のエンジン変換出力特性に基づき第1歯 車変速機構SM1と第2歯車変速機構SM2の各変速� �を選択する。これにより、トルクセンサ22に より検出される駆動車輪19側の要求トルクよ� ��充分大きな出力トルクが電動機として作動� ��るモータ・ジェネレータ15の駆動トルクと� �ンジン10の駆動トルクが最終出力軸14に与え� ��れ、駆動車輪19が駆動される。