JP4215092B2

JP4215092B2 - ハイブリッド車両のエンジン起動装置

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Publication number: JP4215092B2
Application number: JP2006288125A
Authority: JP
Inventors: 泰広前田; 俊成鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2026-10-23
Also published as: JP2008105475A; US7559864B2; US20080093137A1

Description

本発明は、差動作用が作動可能な差動機構と電動機とを有する電気的な差動部と、その差動部から駆動輪への動力伝達経路に設けられた変速部とを備えるハイブリッド車両のエンジン起動装置に係り、特に、電動機故障時のエンジン起動装置に関するものである。

エンジンに連結された第１回転要素と第１電動機に連結された第２回転要素と第２電動機および伝達部材に連結された第３回転要素とを有してエンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する差動機構を備える差動部と、伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた変速部とを備えるハイブリッド車両の動力伝達装置において、エンジン起動時には、第１電動機や第２電動機を用いてエンジン回転速度をエンジン始動可能（エンジン点火可能）な回転速度以上に引き上げる制御装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。この車両用駆動装置の制御装置では、差動機構が遊星歯車装置で構成される差動部と、油圧式摩擦係合装置の係合作動により動力伝達経路が動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態とに選択的に切り換えられる有段式自動変速機で構成される変速部とを備える変速機構において、動力伝達部内の動力伝達経路を動力伝達遮断状態とするためのよく知られた駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」や中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」が選択されているときのエンジン始動の際には、第１電動機および第２電動機を用いて第２回転要素および第３回転要素の回転速度を共に引き上げ、第１回転要素、第２回転要素、および第３回転要素の相互の相対回転速度の関係に基づいて第１回転要素すなわち第１回転要素に連結されたエンジンの回転速度を速やかにエンジン始動可能回転以上に上昇させている。

特開２００５−２６４７６２号公報

ところで、特許文献１のような車両用駆動装置において、第２電動機が故障すると、第３回転要素に連結された第２電動機によって発生させる反力が取れなくなり、第１電動機を駆動させても第２電動機に連結された第３回転要素が逆回転させられてエンジンを起動させることが不可能となる。例えば車両の信号待ちなどの状態、すなわちシフトポジションが「Ｄ（ドライブ）」に選択されているとともに車速がゼロの状態では、通常は燃費を抑制するためにエンジンは停止した状態となっている。このような故障状態で車両を発進させるためにエンジンを起動させる場合には、第２電動機に代わる反力発生方法として、伝達部材から駆動輪への動力伝達経路を動力伝達可能状態とすることで第３回転要素を変速部を介して駆動輪に連結することで反力を発生させることが考えられる。しかし、シフトポジションが「Ｄ」レンジに位置する状態では、シフトポジションが「Ｐ」レンジに位置する際に出力軸を機械的にロックさせる所謂Ｐレンジロックのようなロック機構が為されないため、第３回転要素が逆回転することで車両が逆走する可能性がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ハイブリッド車両のエンジン起動の際に反力を発生させる電動機が故障した場合でもエンジンの起動を安全に実施することができるハイブリッド車両のエンジン起動装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンに連結された第１回転要素と、第１電動機に連結された第２回転要素と、第２電動機および伝達部材に常時動力伝達可能に連結された出力軸である第３回転要素とを、有してそのエンジンの出力を第１電動機およびその伝達部材へ分配する差動機構を備え電気的な差動装置として作動する差動部と、その差動部の出力軸と駆動輪との間に直列的に設けられて複数の係合装置の選択的な作動に従って複数の変速段を成立させる変速部と、を備えるハイブリッド車両のエンジン起動装置であって、（ｂ）前記変速部内に設けられた一方向クラッチを介して非回転部材に連結されることによって逆回転不能な回転部材が設けられており、（ｃ）前記第２電動機が故障した際には、前記係合装置を係合させて前記差動部の出力軸を前記逆回転不能な回転部材に直接または間接的に連結させて逆転不能状態とし、前記第１電動機により前記エンジンを駆動させるエンジン起動制御手段を含むことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１のハイブリッド車両のエンジン起動装置において、前記エンジン起動制御手段は、前記係合装置を係合させて、前記差動部の出力軸を前記逆回転不能な回転部材に直接連結させて逆転不能状態とするものであることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１のハイブリッド車両のエンジン起動装置において、前記係合装置は、所定の回転部材の回転を制御するブレーキを含み、前記エンジン起動制御手段は、前記ブレーキを係合することで逆回転不能となる他の回転部材を形成し、前記差動部の出力軸を該他の回転部材に連結させて逆転不能状態とするものであることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のハイブリッド車両のエンジン起動装置において、前記エンジン起動制御手段は、前記第２電動機の故障が判定され、車速が所定値以下であり、前記エンジンの起動が要求され、前記シフトレバーが走行位置にあることに基づいて前記係合装置を係合させて、前記第１電動機を駆動させるものであることを特徴とする。

請求項１にかかる発明のハイブリッド車両のエンジン起動装置によれば、第１電動機を駆動させてエンジンを起動させる際に反力を発生させるべき第２電動機が故障しても、前記係合装置を好適に係合させることで、前記差動部の出力軸である前記第３回転要素を前記逆回転不能な回転部材に直接または間接的に連結させることで、第３回転要素を固定すなわち反力を発生させることができる。これにより、車両のシフト位置が「Ｄ」レンジであっても車両が逆走する危険もなく、エンジンを起動させることができる。

また、請求項２にかかる発明のハイブリッド車両のエンジン起動装置によれば、前記係合装置を係合させて、前記伝達部材を前記逆回転不能な回転部材に直接連結させることで、他の回転要素の回転を制限するなどの必要なく、第３回転要素において反力を発生させることができ、エンジンを起動させることが可能となる。

また、請求項３にかかる発明のハイブリッド車両のエンジン起動装置によれば、前記ブレーキを係合することで逆回転不能となる他の回転部材を形成し、前記伝達部材をその他の回転部材に連結させることで、第３回転要素において反力を発生させることができ、エンジンを起動させることが可能となる。

また、請求項４にかかる発明のハイブリッド車両のエンジン起動装置によれば、エンジン起動制御手段は、前記第２電動機の故障が判定され、車速が所定値以下であり、前記エンジンの起動が要求され、前記シフトレバーが走行位置にあることに基づいて前記係合装置を係合させて、前記第１電動機を駆動させるものであるため、第２電動機故障の際にはエンジンを安全に起動させることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構１０を説明する骨子図である。図１において、変速機構１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２（以下、ケース１２という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸１４と、この入力軸１４に直接或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接的に連結された無段変速部としての差動部１１と、その差動部１１から駆動輪３４（図６参照）への動力伝達経路で伝達部材１８を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部２０と、この自動変速部２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを直列に備えている。この変速機構１０は、例えば車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン８と一対の駆動輪３４（図６参照）との間に設けられて、エンジン８からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３２（図６参照）および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３４へ伝達する。なお、本実施例のトランスミッションケース１２（ケース１２）が、本発明の非回転部材に対応しており、自動変速部２０が、本発明の変速部に対応している。

このように、本実施例の変速機構１０においては、エンジン８と差動部１１とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介すことなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。

差動部１１は、第１電動機Ｍ１と、入力軸１４に連結されたエンジン８の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８に分配する差動機構としての動力分配機構１６と、伝達部材１８と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機Ｍ２とを備えている。本実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第１電動機Ｍ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機Ｍ２は走行用の駆動源として駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備えている。なお、本実施例の動力分配機構１６が、本発明の差動部に対応している。

動力分配機構１６は、所定のギヤ比ρ１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２４を主体として構成されている。この第１遊星歯車装置２４は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素として備えている。なお、第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１である。

この動力分配機構１６においては、第１キャリヤＣＡ１は入力軸１４すなわちエンジン８に連結されて第１回転要素ＲＥ１を構成し、第１サンギヤＳ１は第１電動機Ｍ１に連結されて第２回転要素ＲＥ２を構成し、第１リングギヤＲ１は伝達部材１８に連結されて第３回転要素ＲＥ３を構成している。このように構成された動力分配機構１６は、第１遊星歯車装置２４の３要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能すなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８に分配されると共に、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１１は所謂無段変速状態とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度Ｎ_ＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ_１８）が最小値γ０minから最大値γ０maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。

自動変速部２０は、伝達部材１８から駆動輪３４への動力伝達経路に設けられており、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置２８を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第２遊星歯車装置２６は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置２８は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、所定のギヤ比ρ３を有している。第２サンギヤＳ２の歯数をＺＳ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺＲ２、第３サンギヤＳ３の歯数をＺＳ３、第３リングギヤＲ３の歯数をＺＲ３とすると、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３である。

自動変速部２０では、第２サンギヤＳ２は第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に連結されると共に第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２と第３リングギヤＲ３とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に連結されると共に第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣＡ３とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第３サンギヤＳ３が第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。さらに第２キャリヤＣＡ２と第３リングギヤＲ３とは一方向クラッチＦを介して非回転部材であるケース１２に連結されてエンジン８と同方向の回転が許容され逆方向の回転が禁止されている。これにより、第２キャリヤＣＡ２および第３リングギヤＲ３は、逆回転不能な回転部材として機能する。

また、この自動変速部２０は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて複数のギヤ段（変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ_１８／出力軸２２の回転速度Ｎ_ＯＵＴ）が各ギヤ段毎に得られる。例えば、図２の係合作動表に示されるように、第１クラッチＣ１の係合および一方向クラッチＦにより第１速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により第２速ギヤ速段が成立させられ、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の係合により第３速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１の係合により第４速ギヤ段が成立させられ、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２の係合により後進ギヤ段が成立させられる。また、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２の解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。また、第１速ギヤ段のエンジンブレーキの際には、第２ブレーキＢ２が係合させられる。

このように、自動変速部２０内の動力伝達経路は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２の係合と解放との作動の組合せにより、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態との間で切り換えられる。つまり、第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段および後進ギヤ段の何れかが成立させられることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、何れのギヤ段も成立させられないことで例えばニュートラル「Ｎ」状態が成立させられることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。

前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと表す）は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。なお、本実施例のクラッチＣおよびブレーキＢが、本発明の係合装置に対応している。

以上のように構成された変速機構１０において、無段変速機として機能する差動部１１と自動変速部２０とで無段変速機が構成される。また、差動部１１の変速比を一定となるように制御することにより、差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。

具体的には、差動部１１が無段変速機として機能し、且つ差動部１１に直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、自動変速部２０の少なくとも１つの変速段Ｍに対して自動変速部２０に入力される回転速度（以下、自動変速部２０の入力回転速度）すなわち伝達部材１８の回転速度（以下、伝達部材回転速度Ｎ_１８）が無段的に変化させられてその変速段Ｍにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、変速機構１０の総合変速比γＴ（＝入力軸１４の回転速度Ｎ_ＩＮ／出力軸２２の回転速度Ｎ_ＯＵＴ）が無段階に得られ、変速機構１０において無段変速機が構成される。この変速機構１０の総合変速比γＴは、差動部１１の変速比γ０と自動変速部２０の変速比γとに基づいて形成される変速機構１０全体としてのトータル変速比γＴである。

例えば、図２の係合作動表に示される自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度Ｎ_１８が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって、変速機構１０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られる。

また、差動部１１の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチＣおよびブレーキＢが選択的に係合作動させられて第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段（後進変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構１０において有段変速機と同等の状態が構成される。

図３は、差動部１１と自動変速部２０とから構成される変速機構１０において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図３の共線図は、各遊星歯車装置２４、２６、２８のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、３本の横線のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度零を示し、上側の横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１４に連結されたエンジン８の回転速度Ｎ_Ｅを示し、Ｘ３が差動部１１から自動変速部２０に入力される後述する第３回転要素ＲＥ３の回転速度を示している。

また、差動部１１を構成する動力分配機構１６の３つの要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素ＲＥ２に対応する第１サンギヤＳ１、第１回転要素ＲＥ１に対応する第１キャリヤＣＡ１、第３回転要素ＲＥ３に対応する第１リングギヤＲ１の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第１遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の４本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、第４回転要素ＲＥ４に対応する第３サンギヤＳ３を、第５回転要素ＲＥ５に対応する相互に連結された第２リングギヤＲ２および第３キャリヤＣＡ３を、第６回転要素ＲＥ６に対応する相互に連結された第２キャリヤＣＡ２および第３リングギヤＲ３を、第７回転要素ＲＥ７に対応する第２サンギヤＳ２をそれぞれ表し、それらの間隔は第２、第３遊星歯車装置２６、２８のギヤ比ρ２、ρ３に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部１１では縦線Ｙ１とＹ２との縦線間が「１」に対応する間隔に設定され、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ１に対応する間隔に設定される。また、自動変速部２０では各第２、第３遊星歯車装置２６、２８毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。

上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構１０は、動力分配機構１６（差動部１１）において、第１遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（第１キャリヤＣＡ１）が入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第２回転要素ＲＥ２が第１電動機Ｍ１に連結され、第３回転要素（第１リングギヤＲ１）ＲＥ３が伝達部材１８および第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１４の回転を伝達部材１８を介して自動変速部２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、Ｙ２とＸ２の交点を通る斜めの直線Ｌ０により第１サンギヤＳ１の回転速度と第１リングギヤＲ１の回転速度との関係が示される。

例えば、差動部１１においては、第１回転要素ＲＥ１乃至第３回転要素ＲＥ３が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１の回転速度が車速Ｖに拘束されて略一定である場合には、第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示される第１サンギヤＳ１の回転が上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される第１キャリヤＣＡ１の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎ_Ｅが上昇或いは下降させられる。

また、差動部１１の変速比γ０が「１」に固定されるように第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転がエンジン回転速度Ｎ_Ｅと同じ回転とされると、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度Ｎ_Ｅと同じ回転で第１リングギヤＲ１の回転速度すなわち伝達部材１８が回転させられる。或いは、差動部１１の変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定されるように第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転が零とされると、直線Ｌ０は図３に示す状態とされ、エンジン回転速度Ｎ_Ｅよりも増速されて伝達部材１８が回転させられる。

また、自動変速部２０において第４回転要素ＲＥ４は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は出力軸２２に連結され、第６回転要素ＲＥ６は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されると共に第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に選択的に連結されると共に第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結されている。

自動変速部２０では、例えば差動部１１において第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転速度を略零とすると、直線Ｌ０は図３に示す状態とされ、エンジン回転速度Ｎ_Ｅよりも増速されて第３回転要素ＲＥ３に出力される。そして図３に示すように、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とが係合させられることにより、第４回転要素ＲＥ４の回転速度を示す縦線Ｙ４と横線Ｘ３との交点と第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６と横線Ｘ１との交点とを通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２と連結された第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点で第１速の出力軸２２の回転速度が示される。同様に、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ２と出力軸２２と連結された第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点で第２速の出力軸２２の回転速度が示され、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とが係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ３と出力軸２２と連結された第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点で第３速の出力軸２２の回転速度が示され、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ４と出力軸２２と連結された第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点で第４速の出力軸２２の回転速度が示される。

図４は、本実施例の変速機構１０を制御するための電子制御装置１００に入力される信号及びその電子制御装置１００から出力される信号を例示している。この電子制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８、第１、第２電動機Ｍ１、Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部２０の変速制御等の駆動制御を実行するものである。

電子制御装置１００には、図４に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰ_Ｗを表す信号、シフトレバー５２（図５参照）のシフトポジションＰ_ＳＨや「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを表す信号、ギヤ比列設定値を表す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動状態A/Cを表す信号、出力軸２２の回転速度（以下、出力軸回転速度）Ｎ_ＯＵＴに対応する車速Ｖを表す信号、自動変速部２０の作動油温Ｔ_ＯＩＬを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度Ｎ_Ｍ１（以下、第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１という）を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２（以下、第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２という）を表す信号、蓄電装置５６（図６参照）の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。

また、上記電子制御装置１００からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置５８（図６参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管６０に備えられた電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θ_ＴＨを操作するスロットルアクチュエータ６４への駆動信号や燃料噴射装置６６による吸気管６０或いはエンジン８の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置６８によるエンジン８の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機Ｍ１およびＭ２の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、差動部１１や自動変速部２０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路７０（図６参照）に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路７０に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧Ｐ_Ｌを調圧するための信号、そのライン油圧Ｐ_Ｌが調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号、パーキングロック駆動モータを駆動するための信号等が、それぞれ出力される。

図５は複数種類のシフトポジションＰ_ＳＨを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置５０の一例を示す図である。このシフト操作装置５０は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰ_ＳＨを選択するために操作されるシフトレバー５２を備えている。

そのシフトレバー５２は、変速機構１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２を回転不能に固定する（すなわちロックする）ための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、変速機構１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、自動変速モードを成立させて差動部１１の無段的な変速比幅と自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または手動変速走行モード（手動モード）を成立させて自動変速部２０における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。また、この「Ｍ」ポジションにおいては、変速レンジを切り換えることにより減速度を設定することが可能であることから、このシフト操作装置５０は減速度操作装置として機能させられる。

上記シフトレバー５２の各シフトポジションＰ_ＳＨへの手動操作に連動して図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「Ｄ」における各変速段等が成立するように、例えば電気制御により変速機構１０の動力伝達状態を切り替える所謂シフトバイワイヤシステムによって油圧制御回路が電気的に切り換えられる。

上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰ_ＳＨにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、自動変速部２０内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。

具体的には、シフトレバー５２が「Ｐ」ポジションへ手動操作されることでクラッチＣおよびブレーキＢのいずれもが解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされると共に自動変速部２０の出力軸２２がロックされ、「Ｎ」ポジションへ手動操作されることでクラッチＣおよびブレーキＢのいずれもが解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされ、「Ｒ」、「Ｄ」、および「Ｍ」ポジションのいずれかへ手動操作されることで各ポジションに対応したいずれかのギヤ段が成立させられて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態とされる。

図６は、電子制御装置１００による制御機能の一部であるエンジン起動装置の制御機能を説明する機能ブロック線図である。図６において、有段変速制御手段１０２は、図７に示すような車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴ_ＯＵＴとを変数として予め記憶されたアップシフト線（実線）およびダウンシフト線（一点鎖線）を有する関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴ_ＯＵＴで示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきか否かを判断しすなわち自動変速部２０の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部２０の自動変速制御を実行する。

このとき、有段変速制御手段１０２は、例えば図２に示す係合作動表に従って変速段が達成されるように、自動変速部２０の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる司令（変速出力指令、油圧指令）を、すなわち自動変速部２０の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部２０の変速が実行されるように、油圧式制御装置７０内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。

ハイブリッド制御装置１０４は、エンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて差動部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。例えば、そのときの走行車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Ａccや車速Ｖから車両の目標出力を算出し、その車両の目標出力と充電要求量から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、第２電動機Ｍ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度Ｎ_ＥとエンジントルクＴ_Ｅとなるようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。

例えば、ハイブリッド制御手段１０４は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部２０の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度Ｎ_Ｅと車速Ｖおよび自動変速部２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、差動部１１が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段１０４は、エンジン回転速度Ｎ_Ｅとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）Ｔ_Ｅとで構成される二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶された図８の破線に示すようなエンジン８の最適燃費率曲線に沿ってエンジン８が作動させられるように、例えば目標出力を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクＴ_Ｅとエンジン回転速度Ｎ_Ｅとなるように、変速機構１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部２０の変速段を考慮して差動部１１の変速比γ０を制御し、トータル変速比γ０をその変速可能な変化範囲内で制御する。

このとき、ハイブリッド制御手段１０４は、第１電動機Ｍ１により発電された電気エネルギをインバータ５４を通して蓄電装置５４や第２電動機Ｍ２に供給するので、エンジン８の動力の主要部は機械的に伝達部材１８へ伝達されるが、エンジン８の動力の一部は第１電動機Ｍ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ５４を通して電気エネルギが第２電動機Ｍ２へ供給され、その第２電動機Ｍ２が駆動されて第２電動機Ｍ２から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機Ｍ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン８の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。

また、ハイブリッド制御手段１０４は、車両の停止中または走行中に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によって第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１および／または第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２を制御してエンジン回転速度Ｎ_Ｅを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御させられる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段１０４は、エンジン回転速度Ｎ_Ｅを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１および／または第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２を任意の回転速度に回転制御することができる。

例えば、図３の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段１０４は車両走行中にエンジン回転速度Ｎ_Ｅを引き上げる場合には、車速Ｖ（駆動輪３４）に拘束される第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２を略一定に維持しつつ第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１の引き上げを実行する。また、ハイブリッド制御手段１０４は、自動変速部２０の変速中にエンジン回転速度Ｎ_Ｅを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度Ｎ_Ｅを略一定に維持しつつ自動変速部２０の変速に伴う第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２の変化とは反対方向に第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１を変化させる。

また、ハイブリッド制御手段１０４は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁６２を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置５８に出力して、必要なエンジン出力を発生させるようにエンジン８の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。

例えば、ハイブリッド制御手段１０４は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ６４を駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θ_ＴＨを増加させるようにスロットル制御を実行する。また、このエンジン出力制御装置５８は、ハイブリッド制御手段１０４による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁６２を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御するなどしてエンジントルク制御を実行する。

また、ハイブリッド制御手段１０４は、エンジン８の停止またはアイドル状態に拘わらず、差動装置１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によってモータ走行させることができる。例えば、ハイブリッド制御手段１０４は、一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクＴ_ＯＵＴ域すなわち低エンジントルクＴ_Ｅ域、或いは車速Ｖの比較的低車速域すなわち低負荷域において、モータ走行を実行する。また、ハイブリッド制御手段１０４は、このモータ走行時には、停止しているエンジン８の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によって、第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部１１の差動作用により必要に応じてエンジン回転速度Ｎ_Ｅを零乃至略零に維持する。

また、ハイブリッド制御手段１０４は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第１電動機Ｍ１からの電気エネルギおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動して駆動輪にトルクを付与することにより、エンジン８の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。

また、ハイブリッド制御手段１０４は、蓄電装置５６からインバータ５４を介して供給される第１電動機Ｍ１への駆動電流を遮断して第１電動機Ｍ１を無負荷状態とする。第１電動機Ｍ１は無負荷状態とされると自由回転することすなわち空転することが許容され、差動部１１はトルクの伝達が不能な状態すなわち差動部１１内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部１１からの出力が発生されない状態とされる。すなわち、ハイブリッド制御手段１０４は、第１電動機Ｍ１を無負荷状態とすることにより差動部１１をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態（ニュートラル状態）とする。

エンジン起動制御手段１０６は、例えば蓄電装置５６の充電容量が蓄電装置５６の劣化を防ぐために設定されている所定充電容量以下である場合、エンジン水温ＴＥＭＰ_Ｗや触媒温度が各々所定温度以下である場合、車両加速時など高出力が要求された場合、或いはエアコンが作動状態A/Cにある場合等において、回転停止中のエンジン８を起動させるためのものである。

ここで、例えば信号待ち状態などシフトレバー５２が「Ｄ」ポジションにあるときの車両停止状態において、車両を発進させるには、通常、エンジン８は回転停止しており第２電動機Ｍ２の駆動力によって発進させる。しかし、このような状態であっても、上述したようなエンジン８の駆動が必要な場合には、エンジン起動制御手段１０６によって、エンジン起動指令が出力される。

図９は、エンジン８の起動の際における、差動部１１の各回転要素の回転速度を示す共線図である。エンジン８の起動には、実線に示すように、第１電動機Ｍ１を駆動させて第１サンギヤＳ１に対応する第１回転要素ＲＥ１を回転させると共に、第１リングギヤＲ１に対応する第３回転要素ＲＥ３の回転速度を例えば略零に固定するすなわち反力を発生させることで、エンジン８の回転速度Ｎ_Ｅをエンジン始動可能な回転速度（以下、始動可能回転速度という）Ｎ_ＥＳ以上に引き上げている。このように、例えば第２電動機Ｍ２を好適に制御することで、この第３回転要素ＲＥ３を略零或いは所定の回転速度に固定させて反力を発生させることができる。

ところで、第２電動機Ｍ２が故障した際には、エンジン８を起動させることで、車両を発進させることが考えられる。しかしながら、第２電動機Ｍ２が故障していると、第３回転要素ＲＥ３に反力を発生させることができないため、図９の破線に示すように、第３回転要素ＲＥ３が逆回転してしまい、エンジン８の回転速度を引き上げることが不可能となる。これに対して、第３回転要素ＲＥ３に反力を発生させるため、自動変速部２０を例えば第１速ギヤ段を成立させて動力伝達可能状態とする、すなわち第３回転要素ＲＥ３を自動変速部２０を介して出力軸２２すなわち駆動輪３４と連結させることで反力を発生させることが考えられる。ところが、シフトレバー５２が「Ｄ」ポジションに位置されている状態では、シフトレバー５２が「Ｐ」ポジションに位置される場合のように出力軸２２が機械的に固定されていないため、前述した図９の破線に示す第３回転要素ＲＥ３の逆回転によって車両が逆走することが考えられる。なお、本実施例では、図示しない電動油圧ポンプが備えられており、エンジン８が停止中であっても、クラッチＣおよびブレーキＢが係合可能な油圧を発生させている。

そこで、エンジン起動制御手段１０６は、第２電動機Ｍ２が故障した際に安全にエンジン８を起動させる機能を備えている。エンジン起動制御手段１０６は、第２電動機Ｍ２の故障したか否かを判定する電動機故障判定手段１０８、車両の車速Ｖが略零すなわち所定値以下かを判定するための車速判定手段１１０、エンジンの起動が要求されたか否かを判定するエンジン起動要求判定手段１１２、シフトレバー５２のシフト位置が走行位置である「Ｄ」レンジか否かを判定するシフトポジション判定手段１１４に基づいて、クラッチＣおよびブレーキＢを係合させて、第１電動機Ｍ１を駆動させる。

電動機故障判定手段１０８では、例えばＭ２回転速度センサによって検出される第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２と電子制御装置１００から命令される要求回転速度とを比較するなどによって第２電動機Ｍ２が故障したか否かを判定する。

車速判定手段１１０では、出力軸２２に設けられている回転速度センサによって検出される回転速度に基づいて車速Ｖを算出し、車速Ｖが略零であるか否かを判定する。エンジン起動要求判定手段１１２では、例えばアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号や充電装置５６の充電容量などによってエンジン起動要求が為されたか否かを判定する。シフトポジション判定手段１１４は、シフトポジションＰ_ＳＨに基づいてシフトレバー５２が「Ｄ」ポジションであるか否かを判定する。

上述した各々の判定手段によって、第２電動機Ｍ２の故障が判定され、車速Ｖが略零すなわち所定値以下であり、エンジン８の起動が要求され、シフトレバー５２が走行位置である「Ｄ」レンジにあると判定されてエンジン８の起動が必要と判断されると、エンジン起動制御手段１０６によってエンジン８を起動させる。第２電動機Ｍ２故障時のエンジン８の起動は、例えば自動変速部２０において、第３速ギヤ段または第４速ギヤ段を成立させることで動力伝達可能状態とする。第３速ギヤ段および第４速ギヤ段はそれぞれ図２に示すように、第２クラッチＣ２を係合させることで成立させられるものである。第２クラッチＣ２が係合させられると、図１および図３に示されるように、第２キャリヤＣＡ２および第３リングギヤＲ３が連結されることで構成されている第６回転要素ＲＥ６が、伝達部材１８を介して差動部１１の第３回転要素ＲＥ３（第１リングギヤＲ１）に直接連結される。ここで、第６回転要素ＲＥ６は、図１に示すように、一方向クラッチＦを介してケース１２に連結されているため、エンジン８の回転方向に対して逆転方向（以後、逆転方向とはエンジン８の回転方向とは逆方向の回転のことをいう）の回転が阻止されている。これにより、第６回転要素ＲＥ６に連結される第３回転要素ＲＥ３は、図１０の差動部１１の共線図に示すように、第３回転要素ＲＥ３である第１リングギヤＲ１の逆転方向の回転が一方向クラッチＦによって阻止される。これより、図１０に示すように、第３回転要素ＲＥ３の回転速度を略零または零に固定、すなわち反力を発生させることができ、第１電動機Ｍ１を駆動させることでエンジン８の回転速度を始動可能回転速度Ｎ_ＥＳまで安全に引き上げることができる。このように、エンジン起動制御手段１０６は、第２クラッチＣ２を係合させることで、伝達部材１８を逆回転不能な第６回転要素ＲＥ６に直接連結させて、第１電動機Ｍ１を駆動させ、エンジン８を起動させる。なお、本実施例においては、車速Ｖが略零の領域で為されるため、第６回転要素ＲＥ６の回転速度は略零となっており、図１０の共線図に示すように、第３回転速度ＲＥ３の回転速度も同様に略零となる。また、本実施例の第６回転要素ＲＥ６が、本発明の逆回転不能な回転部材に対応している。

また、自動変速部２０において、第２速ギヤ段を成立させることでも第２電動機Ｍ２故障の際に、エンジン８を安全に起動させることができる。第２速ギヤ段は図２の示すように第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を係合させることで成立させられる。ここで、図１の第２遊星歯車装置２８において、第１ブレーキＢ１が係合されることで第２サンギヤＳ２が回転停止させられると共に、第２キャリヤＣＡ２が一方向クラッチＦによって逆転方向の回転が阻止されているため、第２リングギヤＲ２は、第２遊星歯車装置２６の差動作用によって、第２キャリヤＣＡ２よりも増速した正方向（エンジン８と同回転方向）の回転が得られ、逆転方向の回転が阻止される。また、第３遊星歯車装置２８では、第３リングギヤＲ３は一方向クラッチＦによって逆転方向の回転が阻止されていると共に、第３キャリヤＣＡ３は、第２リングギヤＲ２に連結されているため、第２リングギヤＲ２と同様に逆転方向の回転が阻止されている。また、第３リングギヤＲ３および第３キャリヤＣＡ３が共に逆転方向の回転が阻止され、且つ、第３キャリヤＣＡ３の回転速度の方が、第２リングギヤＲ２に連結されることで、第３リングギヤＲ３の回転速度よりも速くなるため、第４回転要素ＲＥ４に対応する第３サンギヤＳ３は、第３遊星歯車装置２８の差動作用によって、逆転方向の回転が阻止される。なお、本実施例の第４回転要素ＲＥ４が、本発明の逆回転不能な他の回転部材に対応している。

図３の共線図を用いて表現すると、第２速ギヤ段は、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が共に係合されることで結ばれる斜めの直線Ｌ２で表現され、直線Ｌ２と各回転要素との交点が相対的な各回転要素の回転速度を示している。ここで、直線Ｌ２は、第１ブレーキＢ１が係合されることで第７回転要素ＲＥ７の回転速度は零に固定され、また、第６回転要素ＲＥ６において、一方向クラッチＦによって逆転方向の回転が阻止されるため、直線Ｌ２は、第４回転要素ＲＥ４および第５回転要素ＲＥ５においても常に回転速度零を示すＸ１以上の領域に位置することとなる。これにより、第４回転要素ＲＥ４および第５回転要素ＲＥ５は共に逆転方向の回転が阻止されることとなる。ここで、第２速ギヤ段では、第１クラッチＣ１が係合されることで、第３回転要素ＲＥ３が伝達部材１８を介して第３サンギヤＳ３に対応する第４回転要素ＲＥ４に連結されるが、第４回転要素ＲＥ４は、前述したように逆転方向の回転が阻止されており、反力発生部材として機能させることができる。これにより、第１電動機Ｍ１を駆動させることで、エンジン８の回転速度を始動可能回転速度Ｎ_ＥＳまで安全に引き上げることができる。このように、エンジン起動制御手段１０６は、第１ブレーキＢ１を係合することで逆回転不能な第４回転要素ＲＥ４を形成させ、伝達部材１８をこの第４回転要素に連結、すなわち伝達部材１８を逆回転不能な第６回転要素ＲＥ６に間接的に連結させて、第１電動機Ｍ１を駆動させ、エンジン８を起動させる。なお、本実施例においては、車速Ｖが略零の領域で為されるため、第４回転要素ＲＥ４の回転速度は略零となっており、図１０の共線図に示すように、第３回転速度ＲＥ３の回転速度も同様に略零となる。

図１１は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち第２電動機Ｍ２故障時のエンジン起動装置の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。図１１において、先ず、電動機故障判定手段１０８、車速判定手段１１０、エンジン起動要求判定手段１１２、およびシフトポジション判定手段１１４に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略）では、エンジン８の始動が必要か否かを判定する。

具体的には、電動機故障判定手段１０８によって、第２電動機Ｍ２が故障状態か否かを判定する。第２電動機Ｍ２が故障と判定されると、車速判定手段１１０によって車速Ｖが略零が否かを判定する。車速Ｖが略零と判定されると、エンジン起動要求判定手段１１２によって、エンジン８の起動が要求されたか否かを判定する。そして、エンジン８の起動が要求されたと判定されると、シフトポジション判定手段１１４によって、シフトポジションが走行位置である「Ｄ」レンジか否かを判定する。これらの判定手段の何れか１つでも否定されると本ルーチンは終了させられる。

一方、これらの判定手段の全てが肯定されると、Ｓ２において第３速ギヤ段または第４速ギヤ段を成立させることで、第２クラッチＣ２を係合させる、或いは、第２速ギヤ段を成立させる。これにより、伝達部材１８を介して第３回転要素ＲＥ３である第１リングギヤＲ１の回転を略零に固定させる、すなわち第１リングギヤＲ１において反力を発生させる。そしてＳ３において、第１電動機Ｍ１を駆動させることで、エンジン８の回転速度を始動可能回転速度Ｎ_ＥＳまで引き上げる。最後にＳ４では、電子スロットル弁６２の開閉制御や燃料噴射制御や点火時期制御のための指令をエンジン出力制御装置５８に出力してエンジン８を始動させる。なお、Ｓ１乃至Ｓ４が、本発明のエンジン起動制御手段に対応している。

上述のように、本実施例のエンジン起動装置によれば、第１電動機Ｍ１を駆動させてエンジン８を起動させる際に反力を発生させるべき第２電動機Ｍ２が故障しても、第３回転要素ＲＥ３に反力を発生させるようにクラッチＣおよびブレーキＢを好適に係合させることで、第３回転要素ＲＥ３を逆回転不能な第６回転要素ＲＥ６に直接または間接的に連結させて第３回転要素ＲＥ３を固定させることで、反力を発生させることができる。これにより、車両のシフト位置が「Ｄ」レンジであっても車両が逆走する危険もなく、エンジン８を起動させることができる。

また、前述の実施例のエンジン起動装置によれば、第２クラッチＣ２を係合させて、伝達部材１８を逆回転不能な第６回転要素ＲＥ６に直接連結させることで、他の回転要素の回転を制限するなどの必要なく、第３回転要素ＲＥ３において反力を発生させることができ、エンジン８を起動させることが可能となる。

また、前述の実施例のエンジン起動装置によれば、ブレーキＢ１を係合することで逆回転不能となる第４回転要素ＲＥ４を形成し、伝達部材１８をその第４回転要素ＲＥ４に連結させることで、第３回転要素ＲＥ３において反力を発生させることができ、エンジン８を起動させることが可能となる。

また、前述の実施例のエンジン起動装置によれば、エンジン起動制御手段１０６は、電動機故障判定手段１０８、車速判定手段１１０、エンジン起動要求判定手段１１２、およびシフトポジション判定手段１１４に基づいてエンジン８を起動させることで、第２電動機Ｍ２故障時であっても安全にエンジン８を起動させることができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の自動変速機２０は、前進４段後進１速の変速機であったが、変速機の変速段および連結関係は、特に限定されるものではない。例えば前進３速後進１速などの自動変速機であっても、その変速機内に一方向クラッチが備えられていれば本発明を適用することができる。すなわち、一方向クラッチを有する変速機であれば、その一方向クラッチによって逆回転が阻止される回転部材に伝達部材１８を直接或いは間接的に連結させることで、本発明は成立する。

また、前述の実施例の動力分配機構１６では、第１キャリヤＣＡ１がエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１が第１電動機Ｍ１に連結され、第１リングギヤＲ１が伝達部材１８に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン８、第１電動機Ｍ１、伝達部材１８は、第１遊星歯車装置２４の３回転要素ＣＡ１、Ｓ１、Ｒ１のうちの何れと連結されていても差し支えない。

また、前述の実施例では、エンジン８は入力軸１４と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。

また、前述の実施例では、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は、入力軸１４に同心に配置されて第１電動機Ｍ１は第１サンギヤＳ１に連結され第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第１電動機Ｍ１は第１サンギヤＳ１に連結され、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されてもよい。

また、前述の実施例では、第１クラッチＣ１や第２クラッチＣ２などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁粉）クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。例えば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路７０は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。

また、前述の実施例では、自動変速部２０は伝達部材１８を介して差動部１１と直列に連結されていたが、入力軸１４と平行にカウンタ軸が設けられそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０が配設されてもよい。この場合には、差動部１１と自動変速部２０とは、例えば伝達部材１８としてのカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される１組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。

また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構１６は、例えばエンジン８によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。

また、前述の実施例の動力分配機構１６は、１組の遊星歯車装置から構成されていたが、２以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態（定変速状態）では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。また、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。

また、前述の実施例では、シフト位置が「Ｄ」においてエンジン８を起動させるものであったが、シフト位置が「Ｒ」レンジであっても、エンジン８を起動させる限りは前進、後進は関係ないため、本発明を適用することができる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構を説明する骨子図である。図１の駆動装置の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組合せを説明する作動図表である。図１の駆動装置における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図である。図１の駆動装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。図４の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。駆動装置の変速制御において用いられる変速線図の一例を示す図である。破線はエンジンの最適燃費率曲線であって燃費マップの一例である。エンジンの起動の際における、差動部の各回転要素の回転速度を示す共線図である。第２電動機故障時のエンジン起動の際における、差動部の各回転要素の回転速度を示す共線図である。電子制御装置の制御作動の要部すなわち第２電動機故障時のエンジン起動の制御作動を説明するフローチャートである。

符号の説明

８：エンジン１２：トランスミッションケース（非回転部材）１６：動力分配機構（差動部）１８：伝達部材２０：自動変速部（変速部）３４：駆動輪１０６：エンジン起動制御手段１０８：電動機故障判定手段１１０：車速判定手段１１２：エンジン起動要求判定手段１１４：シフトポジション判定手段Ｂ：ブレーキ（係合装置）Ｃ：クラッチ（係合装置）Ｆ：一方向クラッチＭ１：第１電動機Ｍ２：第２電動機ＲＥ１：第１回転要素ＲＥ２：第２回転要素ＲＥ３：第３回転要素ＲＥ４：逆回転不能な他の回転部材（第４回転要素）ＲＥ６：逆回転不能な回転部材（第６回転要素）

Claims

エンジンに連結された第１回転要素と、第１電動機に連結された第２回転要素と、第２電動機および伝達部材に常時動力伝達可能に連結された出力軸である第３回転要素とを、有して該エンジンの出力を第１電動機および該伝達部材へ分配する差動機構を備え電気的な差動装置として作動する差動部と、該差動部の出力軸と駆動輪との間に直列的に設けられて複数の係合装置の選択的な作動に従って複数の変速段を成立させる変速部と、を備えるハイブリッド車両のエンジン起動装置であって、
前記変速部内に設けられた一方向クラッチを介して非回転部材に連結されることによって逆回転不能な回転部材が設けられており、
前記第２電動機が故障した際には、前記係合装置を係合させて前記差動部の出力軸を前記逆回転不能な回転部材に直接または間接的に連結させて逆転不能状態とし、前記第１電動機により前記エンジンを駆動させるエンジン起動制御手段を含むことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン起動装置。
前記エンジン起動制御手段は、前記係合装置を係合させて、前記差動部の出力軸を前記逆回転不能な回転部材に直接連結させて逆転不能状態とするものであることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両のエンジン起動装置。
前記係合装置は、所定の回転部材の回転を制御するブレーキを含み、
前記エンジン起動制御手段は、前記ブレーキを係合することで逆回転不能となる他の回転部材を形成し、前記差動部の出力軸を該他の回転部材に連結させて逆転不能状態とするものであることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両のエンジン起動装置。
前記エンジン起動制御手段は、前記第２電動機の故障が判定され、車速が所定値以下であり、前記エンジンの起動が要求され、前記シフトレバーが走行位置にあることに基づいて前記係合装置を係合させて、前記第１電動機を駆動させるものであることを特徴とする請求項１乃至３のハイブリッド車両のエンジン起動装置。