特許 5894770 ハイブリッド自動車の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5894770

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】ハイブリッド自動車の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/02 20060101AFI20160317BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20160317BHJP

   B60K 17/28 20060101ALI20160317BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20160317BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20160317BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20160317BHJP

   B60K 6/38 20071001ALI20160317BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20160317BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20160317BHJP

   B60K 25/06 20060101ALI20160317BHJP

   E01H 5/04 20060101ALI20160317BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/20 360

   B60K17/28 DZHV

   B60K6/547

   B60K6/48

   B60K6/20 350

   B60K6/38

   B60K6/20 320

   B60K6/20 310

   B60K25/06

   E01H5/04 C

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-245845(P2011-245845)

(22)【出願日】2011年11月9日

(65)【公開番号】特開2013-100060(P2013-100060A)

(43)【公開日】2013年5月23日

【審査請求日】2014年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】598051819

【氏名又は名称】ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(74)【代理人】

【識別番号】100111143

【弁理士】

【氏名又は名称】安達 枝里

(72)【発明者】

【氏名】上原 秀章

【審査官】 小原 一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１２６３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６１９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２４１７２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−１０５９１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／００

Ｂ６０Ｋ ２５／００ − ２８／１６

Ｂ６０Ｋ １７／００ − １７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、電動機又は発電機として作動するモータと、前記エンジン及び前記モータの駆動トルクを駆動輪に伝達するデュアルクラッチ式の変速機とを備えたハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記変速機は、
前記エンジンと第１クラッチを介して接続された第１入力軸と、前記第１入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第１入力軸に接続される第１カウンタ軸と、前記第１カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第１カウンタ軸に接続される出力軸とを備え、前記第１入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第１歯車機構と、
前記エンジンと第２クラッチを介して接続されると共に前記モータと直接接続された第２入力軸と、前記第２入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第２入力軸に接続される第２カウンタ軸と、前記第２カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第２カウンタ軸に接続される前記出力軸とを備え、前記第２入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第２歯車機構と、を有し、
前記第１カウンタ軸と前記第２カウンタ軸とを係合した係合状態又は係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第１係合機構と、
前記第１歯車機構及び前記第２歯車機構のいずれか一方に接続されるＰＴＯ装置と、
前記ＰＴＯ装置に作動を要求するＰＴＯ作動要求手段と、
前記ＰＴＯ作動要求手段による前記ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、前記駆動輪への駆動トルクの出力を停止しつつ前記第１係合機構を前記係合状態に制御する制御手段と、を備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項2】

前記第１カウンタ軸と前記出力軸との係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第２係合機構、及び、前記第２カウンタ軸と前記出力軸との係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第３係合機構とを有し、
前記制御手段は、前記ＰＴＯ作動要求手段による前記ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、前記第２係合機構又は前記第３係合機構を非係合状態にして前記駆動輪への駆動トルクの出力を停止する
ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記ＰＴＯ作動要求手段による前記ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの一方を接続状態に、且つ、他方を遮断状態に制御する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項4】

前記モータへの電力供給源となるバッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のＰＴＯ駆動モードのうちいずれか一つのＰＴＯ駆動モードを選択するＰＴＯ駆動モード選択手段と、を備え、
前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第１閾値以上の高レベル領域にあると、前記第２歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記モータの駆動トルクだけで前記ＰＴＯ装置を駆動するモータ単独駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項5】

前記モータへの電力供給源となるバッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のＰＴＯ駆動モードのうちいずれか一つのＰＴＯ駆動モードを選択するＰＴＯ駆動モード選択手段と、を備え、
前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第２閾値以上で第１閾値未満の中レベル領域にあると、前記第１歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達すると共に前記第２歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記エンジンと前記モータとの駆動トルクで前記ＰＴＯ装置を駆動するエンジン／モータ駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項6】

前記モータへの電力供給源となるバッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のＰＴＯ駆動モードのうちいずれか一つのＰＴＯ駆動モードを選択するＰＴＯ駆動モード選択手段と、を備え、
前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第３閾値以上で第２閾値未満の低レベル領域にあると、前記第１歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して、前記エンジンの駆動トルクだけで前記ＰＴＯ装置を駆動するエンジン単独駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項7】

前記モータへの電力供給源となるバッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、
前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のＰＴＯ駆動モードのうちいずれか一つのＰＴＯ駆動モードを選択するＰＴＯ駆動モード選択手段と、を備え、
前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第３閾値未満の極低レベル領域にあると、前記第１歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して前記ＰＴＯ装置を駆動すると共に、前記モータを発電機として作動させ前記第２歯車機構を介して前記エンジンの駆動トルクで前記モータを発電機として作動させて発電した電力で前記バッテリを充電する発電駆動モードを選択する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項8】

前記ＰＴＯ駆動モード選択手段により選択された前記ＰＴＯ駆動モードが前記エンジンの出力トルクを使用しないモードの場合には、前記エンジンの出力トルクを０とし、前記ＰＴＯ駆動モード選択手段により選択された前記ＰＴＯ駆動モードが前記モータの出力トルクを使用しないモードの場合には、前記モータの出力トルクを０とするトルク制御手段をそなえている
ことを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デュアルクラッチ式の自動変速機とパワーテイクオフ装置（ＰＴＯ）とをそなえたハイブリッド自動車の制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、エンジン（内燃機関）及びモータ（電動発電機）の駆動力を任意に駆動輪に伝達可能なパラレル型ハイブリッド自動車が実用化されている。この種のハイブリッド自動車では、エンジンの出力軸にクラッチを介して変速機の入力軸を接続し、変速機の入力軸の外周にモータを装備して、変速機の出力軸に差動装置を介して左右の駆動輪を接続してパワートレインを構成しているものがある。

【0003】

さらに、このようなハイブリッド自動車の変速機に、例えば特許文献１に記載されているような所謂デュアルクラッチ式変速機が適用される場合もある。特許文献１に記載のデュアルクラッチ式変速機は、第１入力軸と出力軸との間に複数の変速段を構成する第１歯車機構を設けると共に、第２入力軸と出力軸との間に複数の変速段を構成する第２歯車機構を設け、エンジンからの駆動力を、第１クラッチを介して第１入力軸に伝達可能とする一方、第２クラッチを介して第２入力軸にも伝達可能としている。この技術の場合、第１入力軸と第２入力軸とを内外２重に配設される構造としており、モータを装備可能な変速機の外側の入力軸（アウタシャフト）にモータを装備している。

【0004】

また、清掃車やコンクリートポンプ車両やタンクローリ車両などのように作業装置を搭載した車両においては、作業装置の作動のために変速機から動力を取り出して作業装置に伝達するようにしたＰＴＯ（Power take-off）装置を搭載することが知られている。エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド自動車においても、このＰＴＯ装置を搭載する場合がある。

【0005】

例えば特許文献２には、エンジン及び電動機から変速機を介してそれぞれ車両の駆動輪に駆動力を伝達可能なハイブリッド自動車において、変速機から取り出した動力を作業装置に伝達可能なＰＴＯ装置を備えたものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１２６３１８号公報

【特許文献2】特開２００７−２６１４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ハイブリッド自動車にＰＴＯ装置を搭載するメリットは、エンジンに替えてモータを用いて静かで排気のない状態で動力を取り出すことや、或いは、モータのトルクでエンジンのトルクをアシストして騒音及び排気を低減すると共に燃費の低減を図って動力を取り出すことが行なえる点にある。

【0008】

ところで、例えば図７に示すように、上記のような所謂デュアルクラッチ式変速機が適用されたパラレル型ハイブリッド自動車に、ＰＴＯ装置１０を搭載することが考えられる。図７に示すように、変速機２は、エンジン１と第１クラッチ３Ａを介して接続する第１歯車機構２１Ａと、エンジン１と第２クラッチ３Ｂを介して接続する第２歯車機構２２Ａと、をそなえて構成される。なお、変速機２の出力トルクは、プロペラシャフト５に伝達され、デファレンシャル６を介して駆動輪７に伝達される。

【0009】

そこで、こうした構造においても、エンジン１のトルクとモータ４のトルクとを選択的に用いてさまざまな態様でＰＴＯ装置１０を作動させることができるようにしたい。
この際、クラッチ３Ａ，３Ｂの断接や第１及び第２歯車機構２１Ａ，２２Ａ内の歯車機構の切り換えをよりシンプルな制御で実施して、さまざまな態様でのＰＴＯ装置１０の作動を実現させたい。

【0010】

本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、デュアルクラッチ式変速機とＰＴＯ装置とを装備したハイブリッド自動車において、シンプルな制御で、エンジンのトルクとモータのトルクとを選択的に用いてさまざまな態様でＰＴＯ装置を作動させることができるようにした、ハイブリッド自動車の制御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】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、エンジンと、電動機又は発電機として作動するモータと、前記エンジン及び前記モータの駆動トルクを駆動輪に伝達するデュアルクラッチ式の変速機とを備えたハイブリッド自動車の制御装置であって、前記変速機は、前記エンジンと第１クラッチを介して接続された第１入力軸と、前記第１入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第１入力軸に接続される第１カウンタ軸と、前記第１カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第１カウンタ軸に接続される出力軸とを備え、前記第１入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第１歯車機構と、前記エンジンと第２クラッチを介して接続されると共に前記モータと直接接続された第２入力軸と、前記第２入力軸と平行に配置され歯車対を介して前記第２入力軸に接続される第２カウンタ軸と、前記第２カウンタ軸と平行に配置され歯車対を介して前記第２カウンタ軸に接続される前記出力軸とを備え、前記第２入力軸に入力された駆動トルクを前記出力軸に出力する第２歯車機構と、を有し、前記第１カウンタ軸と前記第２カウンタ軸とを係合した係合状態又は係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第１係合機構と、前記第１歯車機構及び前記第２歯車機構のいずれか一方に接続されるＰＴＯ装置と、前記ＰＴＯ装置に作動を要求するＰＴＯ作動要求手段と、前記ＰＴＯ作動要求手段による前記ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、前記駆動輪への駆動トルクの出力を停止しつつ前記第１係合機構を前記係合状態に制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。

【0012】

なお、前記第１カウンタ軸と前記出力軸との係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第２係合機構、及び、前記第２カウンタ軸と前記出力軸との係合を解除した非係合状態に切り替え可能な第３係合機構とを有し、前記制御手段は、前記ＰＴＯ作動要求手段による前記ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、前記第２係合機構又は前記第３係合機構を非係合状態にして前記駆動輪への駆動トルクの出力を停止することが好ましい。

【0013】

前記制御手段は、前記ＰＴＯ作動要求手段による前記ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの一方を接続状態に、且つ、他方を遮断状態に制御することが好ましい。

【0014】

また、前記モータへの電力供給源となるバッテリの充電量を検出する充電量検出手段と、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量に基づき、複数のＰＴＯ駆動モードのうちいずれか一つのＰＴＯ駆動モードを選択するＰＴＯ駆動モード選択手段と、を備えることが好ましい。

【0015】

この場合、前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第１閾値以上の高レベル領域にあると、前記第２歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記モータの駆動トルクだけで前記ＰＴＯ装置を駆動するモータ単独駆動モードを選択することが好ましい。

【0016】

前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第２閾値以上で第１閾値未満の中レベル領域にあると、前記第１歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達すると共に前記第２歯車機構に前記モータの駆動トルクを伝達して、前記エンジンと前記モータとの駆動トルクで前記ＰＴＯ装置を駆動するエンジン／モータ駆動モードを選択することも好ましい。

【0017】

前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第３閾値以上で第２閾値未満の低レベル領域にあると、前記第１歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して、前記エンジンの駆動トルクだけで前記ＰＴＯ装置を駆動するエンジン単独駆動モードを選択することも好ましい。

【0018】

前記ＰＴＯ駆動モード選択手段は、前記充電量検出手段により検出された前記バッテリ充電量が第３閾値未満の極低レベル領域にあると、前記第１歯車機構に前記エンジンの駆動トルクを伝達して前記ＰＴＯ装置を駆動すると共に、前記モータを発電機として作動させ前記第２歯車機構を介して前記エンジンの駆動トルクで前記モータを発電機として作動させて発電した電力で前記バッテリを充電する発電駆動モードを選択することも好ましい。

【0019】

前記ＰＴＯ駆動モード選択手段により選択された前記ＰＴＯ駆動モードが前記エンジンの出力トルクを使用しないモードの場合には、前記エンジンの出力トルクを０とし、前記ＰＴＯ駆動モード選択手段により選択された前記ＰＴＯ駆動モードが前記モータの出力トルクを使用しないモードの場合には、前記モータの出力トルクを０とするトルク制御手段をそなえていることが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明のハイブリッド自動車の制御装置によれば、ＰＴＯ作動要求手段によるＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、第１係合機構を係合状態に制御するので、第１係合機構により第１カウンタ軸と第２カウンタ軸とが係合し、これにより、第１歯車機構と第２歯車機構との間でのトルク伝達が可能になり、第２歯車機構の入力軸（第２入力軸）に接続されたモータと第１歯車機構との間でのトルク伝達も可能になる。したがって、常にモータの駆動トルクを利用してＰＴＯ装置を作動させることが可能になり、第１クラッチと第２クラッチとの何れかを適宜接続して、エンジンとモータとの何れかあるいは両方を使用して、シンプルな制御でＰＴＯ装置を作動させることが可能になる。

【0021】

ＰＴＯ作動要求手段によるＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、第１カウンタ軸と出力軸との間の第２係合機構又は第２カウンタ軸と出力軸との間の第３係合機構を非係合状態にして駆動輪への駆動トルクの出力を停止することにより、車両の停止に支障なくＰＴＯ装置を作動させることができる。

【0022】

ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたとき、第１クラッチ及び第２クラッチの一方を接続状態に他方を遮断状態に制御することにより、第１クラッチ及び第２クラッチを断接切替することなく、係合機構を有効に利用して様々な態様でＰＴＯ装置を作動させることができる。

【0023】

また、バッテリ充電量に基づき、例えば、モータ単独駆動モードと、エンジン／モータ駆動モードと、エンジン単独駆動モードと、発電駆動モードといった、複数のＰＴＯ駆動モードのうちいずれか一つのＰＴＯ駆動モードを選択することにより、バッテリの管理をしながらＰＴＯ装置を作動させることができる。

【0024】

例えば、バッテリ充電量が第１閾値以上の高レベル領域にあると、モータ単独駆動モードを選択し、エンジンを使用せずに、モータのトルクだけでＰＴＯ装置を作動させることにより、静かで排気のない状態でＰＴＯ装置を作動させることができる。

【0025】

また、バッテリ充電量が第２閾値以上第１閾値未満の中レベル領域にあると、エンジン／モータ駆動モードを選択し、モータとエンジンとの両トルクでＰＴＯ装置を作動させることにより、静かで排気を低減すると共に燃費の低減を図りながらＰＴＯ装置を作動させることができる。

【0026】

バッテリ充電量が第３閾値以上第２閾値未満の低レベル領域にあると、エンジン単独駆動モードを選択し、エンジンのトルクだけで前記ＰＴＯ装置を作動させることにより、バッテリの保護を図りながらＰＴＯ装置を作動させることができる。

【0027】

そして、バッテリ充電量が第３閾値未満の極低レベル領域にあると、発電駆動モードを選択し、エンジンのトルクで、ＰＴＯ装置を作動させると共にモータを発電機として作動させてバッテリを充電するので、バッテリ充電量が回復し、モータを使用可能の状態にすると共にバッテリの保護を図りながらＰＴＯ装置を作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系の変速機を示すスケルトン図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系及びその制御装置を示す概略構成図であり、モータ単独駆動モードを選択した場合を示している。

【図3】本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系及びその制御装置を示す概略構成図であり、エンジン／モータ駆動モードを選択した場合を示している。

【図4】本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系及びその制御装置を示す概略構成図であり、エンジン単独駆動モードを選択した場合を示している。

【図5】本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系及びその制御装置を示す概略構成図であり、発電駆動モードを選択した場合を示している。

【図6】本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車その制御装置による制御を説明するフローチャートである。

【図7】本発明の課題を説明するパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図６は本発明の一実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系及びその制御装置を示す図であり、これらの図に基づいて説明する。なお、ここでは、図中左側である変速機２の入力側を前方（符号Ｆ）として、図中右側である変速機２の出力側を後方（符号Ｒ）として説明する。

【0030】

本実施形態にかかるパラレル型ハイブリッド自動車の駆動系は、図２の概略構成図に示すように、変速機２は、エンジン１と第１クラッチ３Ａを介して接続する第１歯車機構２１Ａと、エンジン１と第２クラッチ３Ｂを介して接続する第２歯車機構２２Ａと、をそなえて構成される。なお、変速機２の出力トルクは、プロペラシャフト５に伝達され、デファレンシャル６を介して駆動輪７に伝達される。

【0031】

このようなデュアルクラッチ式の変速機２に、ＰＴＯ装置１０を搭載する場合、モータ４は、第１歯車機構２１Ａの入力軸（第１入力軸）２１と第２歯車機構２２Ａの入力軸（第２入力軸）２２との何れかの外周に装備することになる。第１入力軸２１と第２入力軸２２とを同軸に配置する場合、例えば、第１入力軸２１をインナ軸に第２入力軸２２をアウタ軸に配置することができる。この場合、モータ４は、アウタ軸である第２入力軸２２の外周に装備することになる。

【0032】

図１は、そのデュアルクラッチ式の変速機２の構成をより詳細に示すスケルトン図である。図１に示すように、変速機２には、走行用動力源であるエンジン１がクラッチユニット３を介して接続されている。クラッチユニット３は、内側にインナクラッチである第１クラッチ３Ａが、その外側のアウタクラッチである第２クラッチ３Ｂが互いに同軸に配置されている。各クラッチ３Ａ，３Ｂの入力側には、エンジン１の出力軸１ａが接続され、第１クラッチ３Ａの出力側には、インナ軸である変速機２の第１入力軸２１が接続され、第２クラッチ３Ｂの出力側には、アウタ軸である変速機２の第２入力軸２２が接続されている。第１入力軸２１と第２入力軸２２も同軸に配置されている。そして、アウタ軸である第２入力軸２２の外周にモータ（電動発電機）４のロータ（回転子）４ａが結合されている。なお、モータ４のステータ（固定子）４ｂは変速機２のケーシング側に固定されている。

【0033】

第１歯車機構２１Ａと第２歯車機構２２Ａとを構成するために、このような第１入力軸２１及び第２入力軸２２と平行に、第１カウンタ軸２３及び第２カウンタ軸２４が配設され、第１入力軸２１と第１カウンタ軸２３とが歯車対２６ｉ，２６ｊで接続され、第２入力軸２２と第２カウンタ軸２４とが歯車対２６ａ，２６ｂで接続されている。歯車対２６ｉ，２６ｊは６速段を達成するために使用される。

【0034】

特に、インナ軸である第１入力軸２１は、アウタ軸である第２入力軸２２よりも変速機２の後方に突出し露出しており、この露出部に歯車２６ｊが固設されている。そして、アウタ軸である第２入力軸２２の後方側に歯車２６ａが固設されている。また、第１カウンタ軸２３はアウタ軸であり、第２カウンタ軸２４はインナ軸であり、インナ軸である第２カウンタ軸２４は、アウタ軸である第１カウンタ軸２３よりも変速機２の前方及び後方に突出し露出しており、この前方露出部に歯車２６ｂが固設されている。そして、アウタ軸である第１カウンタ軸２３の前方側に歯車２６ｉが固設されている。

【0035】

また、第１入力軸２１及び第２入力軸２２と同軸上に、出力軸２５が配設され、第１カウンタ軸２３と出力軸２５との間、及び、第２カウンタ軸２４と出力軸２５との間に、それぞれ各変速段の歯車対が介装されている。

【0036】

第１カウンタ軸２３と出力軸２５との間には、３速段を達成するための歯車対２６ｅ，２６ｆが介装される。また、４速段を達成するために、第１，２カウンタ軸２３，２４と同軸で第２カウンタ軸２４と断接可能な歯車２６ｇと出力軸２５に固設された歯車２６ｈとからなる歯車対２６ｇ，２６ｈが設けられている。また、第２カウンタ軸２４と出力軸２５との間には，１速段，２速段を達成するための歯車対２６ｃ，２６ｄが介装され、４速段を達成するための歯車対２６ｇ，２６ｈが介装され、さらに、後退段（Ｒ）を達成するために、歯車２６ｌを介して歯車対２６ｋ，２６ｍが介装されている。

【0037】

さらに、第１入力軸２１と出力軸２５との間、及び、第１カウンタ軸２３の歯車２６ｆと出力軸２５との間には、第２動力断接機構（第２係合機構）としてのシンクロナイザ（図中にはそのスリーブを示す、以下、単に、シンクロ２ともいう）２７が介装されている。

【0038】

また、第１カウンタ軸２３と第２カウンタ軸２４との間、及び、第２カウンタ軸２４と出力軸２５の歯車２６ｆとの間には、第１動力断接機構（第１係合機構）としてのシンクロナイザ（図中にはそのスリーブを示す、以下、単に、シンクロ１ともいう）２８が介装されている。
これらの各軸及び歯車の組み合わせにより第１歯車機構２１Ａと第２歯車機構２２Ａとが構成される。

【0039】

そして、１速段，２速段にかかる歯車２６ｄと出力軸２５との間、及び、後退にかかる歯車２６ｍと出力軸２５との間には、第３動力断接機構（第３係合機構）としてのシンクロナイザ（図中にはそのスリーブを示す、以下、単に、シンクロ３ともいう）２９が介装されている。

【0040】

そして、図１中に示すように、１速段（図１中、「１」で示す）達成するには、シンクロ２を中立に、シンクロ１を前方に（第１カウンタ軸２３と第２カウンタ軸２４との結合）、シンクロ３を後方に（歯車２６ｄと出力軸２５との結合）、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを接続状態にし、第２クラッチ３Ｂを遮断状態にする。

【0041】

２速段（図１中、「２」で示す）を達成するには、シンクロ２を中立に、シンクロ１を中立に、シンクロ３を後方に（歯車２６ｄと出力軸２５との結合）、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを遮断状態にし、第２クラッチ３Ｂを接続状態にする。

【0042】

３速段（図１中、「３」で示す）を達成するには、シンクロ２を後方に（歯車２６ｆと出力軸２５との結合）、シンクロ１を中立に、シンクロ３を中立に、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを接続状態にし、第２クラッチ３Ｂを遮断状態にする。

【0043】

４速段（図１中、「４」で示す）を達成するには、シンクロ２を中立に、シンクロ１を後方に（第２カウンタ軸２４と歯車２６ｇとの結合）、シンクロ３を中立に、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを遮断状態にし、第２クラッチ３Ｂを接続状態にする。

【0044】

５速段（図１中、「５」で示す）を達成するには、シンクロ２を前方に（第１入力軸２１と出力軸２５との結合、直結）、シンクロ１を中立に、シンクロ３を中立に、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを接続状態にし、第２クラッチ３Ｂを遮断状態にする。

【0045】

６速段（図１中、「６」で示す）を達成するには、シンクロ２を前方に（第１入力軸２１と出力軸２５との結合）、シンクロ１を前方に（第１カウンタ軸２３と第２カウンタ軸２４との結合）、シンクロ３を中立に、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを遮断状態にし、第２クラッチ３Ｂを接続状態にする。

【0046】

後退段（図１中、「Ｒ」で示す）を達成するには、シンクロ２を中立に、シンクロ１を中立に、シンクロ３を前方に（歯車２６ｍと出力軸２５との結合）、それぞれ設定する。エンジン１の駆動トルクを使用する場合には、第１クラッチ３Ａを遮断状態にし、第２クラッチ３Ｂを接続状態にする。

【0047】

このような変速機２の後退段にかかる歯車２６ｌには、歯車２６ｎが噛合しており、歯車２６ｎの回転軸に、ＰＴＯ装置１０が接続される。
図２に示すように、車両の全体を制御するために、車両ＥＣＵ（車両用電子制御ユニット，制御手段）１００が備えられている。この車両ＥＣＵ１００は、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）及びＣＰＵ等で構成されるコンピュータである。車両ＥＣＵ１００は、ＰＴＯ作動時に、エンジン１，クラッチユニット３，変速機２，モータ４をそれぞれ制御する。

【0048】

このために、ＰＴＯの作動を指令するＰＴＯスイッチ（ＰＴＯＳＷ）１０１からの信号と、モータ４と接続された図示しないバッテリの充電量（ＳＯＣ）を検出するＳＯＣ検出部（充電量検出手段）１０２からの信号とが、車両ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
なお、エンジン１の制御は、エンジン制御用のエンジンＥＣＵを通じて、また、モータ４の制御は、モータ４のインバータ制御用のインバータＥＣＵを通じて、変速機２の制御は、変速機制御用の変速機ＥＣＵを通じて、それぞれ行なってもよい。

【0049】

また、ＳＯＣ検出部１０２としては、バッテリを制御するためのバッテリＥＣＵを適用することができる。バッテリＥＣＵでは、バッテリの充放電時の電流や電圧を監視しており、これらの監視情報からＳＯＣを算出することができる。

【0050】

車両ＥＣＵ１００は、ＰＴＯスイッチ１０１が入力されると、第１クラッチ３Ａ及び第２クラッチ３Ｂのいずれか一方を接続状態に保持し、他方を遮断状態に保持して、さらに、変速機２から駆動輪７側へのトルクの出力を遮断して、ＰＴＯ装置１０を作動させる。本実施形態では、第２クラッチ３Ｂ及びシンクロナイザ（第２係合機構）２７，シンクロナイザ（第３係合機構）２９を遮断状態［中立（Ｎ）状態］とし、第１クラッチ３Ａ及びシンクロナイザ（第１係合機構）２８を接続状態［前方（Ｆ）状態］とする。そして、モータ４の駆動トルクのみをＰＴＯ装置１０に使用するモータ単独駆動モードと、エンジン１及びモータ４の両方の駆動トルクをＰＴＯ装置１０に使用するエンジン／モータ駆動モードと、エンジンの駆動トルクのみをＰＴＯ装置１０に使用するエンジン単独駆動モードと、エンジンの駆動トルクを単独でＰＴＯ装置１０に使用しながらモータ４を発電機として駆動をする発電駆動モードと、を選択的に実施する。

【0051】

モータ単独駆動モードでは、図２に示すように、モータ４だけに出力トルクを発生させ、エンジン１は出力トルク０の状態にする。
エンジン／モータ駆動モードでは、図３に示すように、エンジン１とモータ４との両方に出力トルクを発生させる。
エンジン単独駆動モードでは、図４に示すように、エンジン１だけに出力トルクを発生させ、モータ４は出力トルク０の状態にする。
発電駆動モードでは、図５に示すように、エンジン１のトルクを増大させて、エンジン１のトルクでＰＴＯ装置１０を作動させると共にエンジン１のトルクでモータ４を発電機として作動させてバッテリを充電する。

【0052】

特に、車両ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ検出部１０２からのＳＯＣ情報に基づいて、これらの接続モードのいずれかを選択して、以下のような制御を実施する。
まず、ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１以上の高レベル領域にあると、モータ単独使用モードを選択し、モータ４のトルクだけでＰＴＯ装置を作動させる。
ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１未満であるが第１閾値ＳＯＣ１よりも低い第２閾値ＳＯＣ２以上の中レベル領域にあると、モータ，エンジン両用モードを選択し、モータ４とエンジン１との両トルクでＰＴＯ装置１０を作動させる。

【0053】

ＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ２未満であるが第２閾値ＳＯＣ２よりも低い第３閾値ＳＯＣ３以上の低レベル領域にあると、エンジン単独使用モードを選択し、エンジン１のトルクだけでＰＴＯ装置１０を作動させる。
さらに、ＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ３未満の極低レベル領域にあると、発電併用モードを選択し、エンジン１のトルクを増大させて、エンジン１のトルクでＰＴＯ装置１０を作動させると共にエンジン１のトルクでモータ４を発電機として作動させてバッテリを充電する。

【0054】

本発明の一実施形態に係るハイブリッド自動車の制御装置は上述のように構成されているので、例えば図６のフローチャートに示すように制御が行なわれる。
つまり、車両ＥＣＵ１００により、ＰＴＯ作動要求があるか否かをＰＴＯスイッチ１０１のオンオフ情報から判定する（ステップＳ１０）。

【0055】

ＰＴＯ作動要求があれば、ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１以上の高レベル領域にあるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＳＯＣが高レベル領域にあれば、モータ単独駆動モードを選択し、モータ４の駆動トルクだけでＰＴＯ装置１０を作動させる（ステップＳ３０）。これにより、静かで排気のない状態でＰＴＯ装置１０を作動させることができる。

【0056】

ＳＯＣが高レベル領域になければ、ＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ２以上第１閾値ＳＯＣ１未満の中レベル領域にあるか否かを判定する（ステップＳ４０）。ＳＯＣが中レベル領域にあれば、モータ／エンジン駆動モードを選択し、モータ４とエンジン１との両駆動トルクでＰＴＯ装置１０を作動させる（ステップＳ５０）。これにより、静かで排気を低減すると共に燃費の低減を図りながらＰＴＯ装置１０を作動させることができる。

【0057】

ＳＯＣが高レベル領域にも中レベル領域にもなければ、ＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ３以上第２閾値ＳＯＣ２未満の低レベル領域にあるか否かを判定する（ステップＳ６０）。ＳＯＣが低レベル領域にあれば、エンジン単独駆動モードを選択し、エンジン１の駆動トルクだけでＰＴＯ装置１０を作動させる（ステップＳ７０）。これにより、バッテリの保護を図りながらＰＴＯ装置１０を作動させることができる。

【0058】

そして、ＳＯＣが高レベル領域にも中レベル領域にも低レベル領域にもなければ、ＳＯＣは第３閾値ＳＯＣ３未満の極低レベル領域にあるので、発電駆動モードを選択し、エンジン１の駆動トルクでＰＴＯ装置１０を作動させると共にモータ４を発電機として作動させてバッテリを充電する（ステップＳ８０）。これにより、バッテリ充電量が回復し、モータ４を使用可能の状態にすると共にバッテリの保護を図りながらＰＴＯ装置１０を作動させることができる。

【0059】

ＰＴＯ装置への作動要求が検出されたときには、選択されるＰＴＯ駆動モードによらず、第１クラッチ３Ａ及び第２クラッチ３Ｂの一方を接続状態に制御し他方を切断状態に保持するので、バッテリの充電状態に応じてＰＴＯ駆動モードが変更される際にも、第１クラッチ３Ａ及び第２クラッチ３Ｂの段接切替を行なうことがなく、ＰＴＯ駆動モードの切替を速やか且つ円滑に行なえ、この切替のＰＴＯ装置１０の作動への影響も抑制される。

【0060】

なお、上記の実施形態では、インナ軸である第２カウンタ軸２４の歯車２６ｌにＰＴＯ装置１０を接続しているが、図１中に二点鎖線で示すように、アウタ軸である第１カウンタ軸２３の歯車（例えば、歯車２６ｅ，２６ｇ）にＰＴＯ装置１０´を接続する構成も可能である。

【0061】

しかし、例えば、歯車２６ｅにＰＴＯ装置１０´を接続する場合、ＰＴＯ装置１０´からの反力によって、第１カウンタ軸２３に軸ブレが生じて第１カウンタ軸２３とその内側の第２カウンタ軸２４との間の潤滑膜が保持されず、両カウンタ軸２３，２４間の摺動により両カウンタ軸２３，２４の摺動面の焼き付きや磨耗が発生するおそれがある。
つまり、インナ軸である第２カウンタ軸２４の両端部は、アウタ軸である第１カウンタ軸２３の両端からいずれも突出することになり、第１カウンタ軸２３及び第２カウンタ軸２４の全長を抑えようとすると、必然的に、第１カウンタ軸２３の軸長が制限される。

【0062】

しかし、第１カウンタ軸２３の軸長が短いと、ＰＴＯ装置１０´からの反力によって、第１カウンタ軸２３に大きな変形が加わり、第１カウンタ軸２３に軸ブレが生じて第１カウンタ軸２３とその内側の第２カウンタ軸２４との間の潤滑膜が保持されないおそれがある。
この点、本装置では、ＰＴＯ装置使用時には、シンクロナイザ２８（シンクロ１）は常時接続されるので、アウタ軸である第２カウンタ軸２４とインナ軸である第１カウンタ軸２３とが相対回転することはなく、かかる損傷のおそれも回避できる。

【0063】

〔その他〕
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、かかる実施の形態を適宜変更して実施しうるものである。

【0064】

例えば、車両ＥＣＵ１００は、ＰＴＯスイッチ１０１が入力されると、第２クラッチ３Ｂを遮断状態とし、第１クラッチ３Ａを接続状態とする例を説明したが、第２クラッチ３Ｂを接続状態とし、第１クラッチ３Ａを遮断状態としてもよい。この場合には、シンクロナイザ２９を遮断状態とし、シンクロナイザ２８については接続状態でも遮断状態でもかまわない。

【0065】

また、上記実施形態では、前進６速段のデュアルクラッチ式の変速機を例示したが、変速段数は書進時これに限るものではなく、また、変速機の構成も図１に例示するものに限らない。

【符号の説明】

【0066】

１ エンジン（内燃機関）
２ デュアルクラッチ式変速機
３ クラッチユニット
３Ａ 第１クラッチ
３Ｂ 第２クラッチ
４ モータ（電動発電機）
５ プロペラシャフト
６ デファレンシャル
７ 駆動輪
１０ ＰＴＯ装置
２１Ａ 第１歯車機構
２１ 第１入力軸
２２Ａ 第２歯車機構
２２ 第２入力軸
２３ 第１カウンタ軸
２４ 第２カウンタ軸
２５ 出力軸
２６ａ〜２６ｎ 変速用の歯車
２７〜２９ 動力断接機構（係合機構）としてのシンクロナイザ
１００ 車両ＥＣＵ（制御手段）
１０１ ＰＴＯスイッチ（ＰＴＯＳＷ）
１０２ ＳＯＣ検出部（充電量検出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】