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【発明の名称】 移動体の駆動システムおよび車両用駆動システム
【発明者】 【氏名】田端 淳

【氏名】永野 周二
【要約】 【課題】モータ走行モードからエンジン走行モードへ移行する際に、エンジンの始動遅れに起因してもたつき感などが発生することを防止する。

【解決手段】エンジンを駆動力源として走行するためにステップＳ４でエンジンが始動させられる際に、そのエンジンの始動が遅い場合には、ステップＳ５の判断がＮＯになってステップＳ７以下が実行され、クラッチＣ１を係合させてエンジンを駆動力伝達系に接続するとともに、エンジン始動用の電動モータ（ＭＯ）をエンジン始動時よりも大きなトルクで作動させて、エンジンを回転させながら、エンジンの始動遅れに伴う駆動力不足を補うように所定の駆動力を発生させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、該第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムにおいて、前記第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、前記第２駆動力源を代わりに使用し、必要に応じて該第２駆動力源の定格出力を越えて作動させる補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする移動体の駆動システム。
【請求項２】 移動体を移動させるための移動用駆動力源として、始動に要する時間が異なる複数の駆動力源を有する移動体の駆動システムにおいて、前記複数の移動用駆動力源のうち少なくとも１つの第１駆動力源が始動される場合で、該第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、該複数の移動用駆動力源のうち該第１駆動力源よりも始動時間が短い第２駆動力源を始動させるとともに、必要に応じて該第２駆動力源の定格出力を越えて作動させる補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする移動体の駆動システム。
【請求項３】 前記第１駆動力源は燃料の燃焼で作動するエンジンで、前記第２駆動力源は電気エネルギーで作動する電動モータであり、前記エンジンを前記移動用駆動力源として使用するために始動するエンジン始動手段を備えているとともに、前記補助駆動制御手段は、前記エンジン始動手段によって前記エンジンが始動させられる際に、該エンジンの始動が遅い場合或いは該エンジンの始動ができない場合には、前記電動モータを代わりに使用し、必要に応じて該電動モータの定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の移動体の駆動システム。
【請求項４】 前記電動モータは、燃料電池から電気エネルギーが供給されるもので、前記補助駆動制御手段は、必要に応じて前記燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させることにより、前記電動モータをその定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする請求項３に記載の移動体の駆動システム。
【請求項５】 前記電動モータは、通常は燃料電池および二次電池の何れか一方から択一的に電気エネルギーが供給されるもので、前記補助駆動制御手段は、必要に応じて前記燃料電池および二次電池を直列接続して前記電動モータに電気エネルギーを供給することにより、該電動モータをその定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする請求項３に記載の移動体の駆動システム。
【請求項６】 移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、該第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムにおいて、前記第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、前記第２駆動力源を代わりに使用して駆動力を発生させる補助駆動制御手段を有し、且つ、前記第２駆動力源は、燃料電池から供給される電気エネルギーで作動する電動モータで、前記補助駆動制御手段は、必要に応じて該燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させて該電動モータを作動させるものであることを特徴とする移動体の駆動システム。
【請求項７】 移動体を移動させるための移動用駆動力源として、始動に要する時間が異なる複数の駆動力源を有する移動体の駆動システムにおいて、前記複数の移動用駆動力源のうち少なくとも１つの第１駆動力源が始動される場合で、該第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、該複数の移動用駆動力源のうち該第１駆動力源よりも始動時間が短い第２駆動力源を始動させて駆動力を発生させる補助駆動制御手段を有し、且つ、前記第２駆動力源は、燃料電池から供給される電気エネルギーで作動する電動モータで、前記補助駆動制御手段は、必要に応じて該燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させて該電動モータを作動させるものであることを特徴とする移動体の駆動システム。
【請求項８】 移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、該第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムにおいて、前記第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、通常は移動用駆動力源として使用しない第３駆動力源を移動用駆動力源として使用する補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする移動体の駆動システム。
【請求項９】 移動体を移動させるための移動用駆動力源として、始動に要する時間が異なる複数の駆動力源を有する移動体の駆動システムにおいて、前記複数の移動用駆動力源のうち少なくとも１つの第１駆動力源が始動される場合で、該第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、通常は移動用駆動力源として使用しない駆動力源であって該第１駆動力源よりも始動時間が短い第３駆動力源を移動用駆動力源として使用する補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする移動体の駆動システム。
【請求項１０】 前記補助駆動制御手段は、必要に応じて前記第３駆動力源をその定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする請求項８または９に記載の移動体の駆動システム。
【請求項１１】 前記第１駆動力源は燃料の燃焼で作動するエンジンであり、該エンジンを前記移動用駆動力源として使用するために始動するエンジン始動手段を備えているとともに、前記補助駆動制御手段は、前記エンジン始動手段によって前記エンジンが始動させられる際に、該エンジンの始動が遅い場合或いは該エンジンの始動ができない場合には、通常は走行用駆動力源として使用しない電動モータを前記第３駆動力源として使用するものであることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の移動体の駆動システム。
【請求項１２】 前記第３駆動力源はエンジン始動用の電動モータであることを特徴とする請求項１１に記載の移動体の駆動システム。
【請求項１３】 前記第３駆動力源は補機駆動用の電動モータであることを特徴とする請求項１１に記載の移動体の駆動システム。
【請求項１４】 車両を走行させるための走行用駆動力源として、燃料の燃焼で作動するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータとを備えているハイブリッド型の車両用駆動システムにおいて、予め定められた所定の低速走行時であってブレーキＯＮの時には前記電動モータのみを駆動力源として走行する低速モータ走行手段と、前記所定の低速走行時であってブレーキＯＦＦの時には前記エンジンを駆動力源として走行する低速エンジン走行手段と、前記所定の低速走行よりも高速の走行時には前記エンジンを駆動力源として走行する高速エンジン走行手段と、を有することを特徴とする車両用駆動システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両等の移動体の駆動システムに係り、特に、スムーズな発進性能が得られる駆動システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、その第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムが知られている。燃料の燃焼で作動するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行用の駆動力源として備えているハイブリッド型の車両用駆動システムはその一例で、一般にエンジンの方が電動モータよりも定格出力が大きい。特開平１０−１３６５０８号公報に記載されている装置はその一例で、シンプルプラネタリ型の遊星歯車装置から成る副変速機が設けられ、２つのクラッチの係合状態によって電動モータのみを駆動力源とするモータ走行モード、エンジンのみを駆動力源とするエンジン走行モードなど種々の走行モードが成立させられるようになっている。そして、このような車両用駆動システムにおいては、一般に車両停止時にはエンジンも停止させられ、モータ走行モードで発進してからエンジンを始動してエンジン走行モードに切り換えるようになっているのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようにモータ走行モードで発進してからエンジンを始動してエンジン走行モードに移行する場合、エンジンの始動が遅かったり始動できなかったりすると、駆動力が不足してもたつき感を生じる可能性がある。大きな出力が得られる大容量の電動モータを走行用駆動力源として搭載しておけば、エンジンの始動不可時等にその電動モータを通常よりも高出力まで作動させることにより、駆動力不足を軽減或いは解消できるが、通常の走行時には必要ない過剰品質になってコスト高になるとともに、大型で大きな設置スペースが必要になる。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、電動モータ等の第２駆動力源として定格出力が小さい小型で安価なものを採用しつつ、定格出力が大きいエンジン等の第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足を改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するために、第１発明は、移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、その第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムにおいて、前記第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、前記第２駆動力源を代わりに使用し、必要に応じてその第２駆動力源の定格出力を越えて作動させる補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】なお、「定格出力」とは、連続して使用できる最大出力で、例えば電動モータの場合は、「モータを定格回転数で連続運転した時、温度上昇が限度を超えない範囲で一定値に達した時のモータ出力」で、定格回転数は「定格出力で運転するモータの回転速度。最大トルクで加減速を行っても支障のない回転数」である。したがって、短時間であれば駆動力源の耐久性を損なうことなく、その定格出力を越えて作動させることができる。
【０００７】また、駆動力源が、例えば燃料電池から供給される電気エネルギーで作動する電動モータの場合、その駆動力源の定格出力は、燃料電池の定格発電量および電動モータの定格出力のうち低い方によって定まる。すなわち、電動モータの定格出力に余裕があり、燃料電池の発電量が定格発電量に達しても電動モータが定格出力に達しない場合は、燃料電池の定格発電量で駆動力源の定格出力は規定され、その定格発電量で作動させられる時の電動モータの出力が駆動力源の定格出力になる。一方、燃料電池の定格発電量に余裕があり、電動モータの出力が定格出力に達しても燃料電池が定格発電量に達しない場合は、電動モータの定格出力がそのまま駆動力源の定格出力になる。
【０００８】第２発明は、移動体を移動させるための移動用駆動力源として、始動に要する時間が異なる複数の駆動力源を有する移動体の駆動システムにおいて、前記複数の移動用駆動力源のうち少なくとも１つの第１駆動力源が始動される場合で、その第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、その複数の移動用駆動力源のうちその第１駆動力源よりも始動時間が短い第２駆動力源を始動させるとともに、必要に応じてその第２駆動力源の定格出力を越えて作動させる補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】第３発明は、第１発明または第２発明の移動体の駆動システムにおいて、(a)前記第１駆動力源は燃料の燃焼で作動するエンジンで、前記第２駆動力源は電気エネルギーで作動する電動モータであり、(b) 前記エンジンを前記移動用駆動力源として使用するために始動するエンジン始動手段を備えているとともに、(c)前記補助駆動制御手段は、前記エンジン始動手段によって前記エンジンが始動させられる際に、そのエンジンの始動が遅い場合或いはそのエンジンの始動ができない場合には、前記電動モータを代わりに使用し、必要に応じてその電動モータの定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする。
【００１０】第４発明は、第３発明の移動体の駆動システムにおいて、(a) 前記電動モータは、燃料電池から電気エネルギーが供給されるもので、(b) 前記補助駆動制御手段は、必要に応じて前記燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させることにより、前記電動モータをその定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする。
【００１１】なお、「定格発電量」とは、連続して使用できる最大発電量で、短時間であれば燃料電池の耐久性を損なうことなくその定格発電量を越えて発電させることができる。
【００１２】第５発明は、第３発明の移動体の駆動システムにおいて、(a) 前記電動モータは、通常は燃料電池および二次電池の何れか一方から択一的に電気エネルギーが供給されるもので、(b) 前記補助駆動制御手段は、必要に応じて前記燃料電池および二次電池を直列接続して前記電動モータに電気エネルギーを供給することにより、その電動モータをその定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする。
【００１３】第６発明は、移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、その第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムにおいて、(a) 前記第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、前記第２駆動力源を代わりに使用して駆動力を発生させる補助駆動制御手段を有し、且つ、(b) 前記第２駆動力源は、燃料電池から供給される電気エネルギーで作動する電動モータで、前記補助駆動制御手段は、必要に応じてその燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させてその電動モータを作動させるものであることを特徴とする。
【００１４】第７発明は、移動体を移動させるための移動用駆動力源として、始動に要する時間が異なる複数の駆動力源を有する移動体の駆動システムにおいて、(a) 前記複数の移動用駆動力源のうち少なくとも１つの第１駆動力源が始動される場合で、その第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、その複数の移動用駆動力源のうちその第１駆動力源よりも始動時間が短い第２駆動力源を始動させて駆動力を発生させる補助駆動制御手段を有し、且つ、(b) 前記第２駆動力源は、燃料電池から供給される電気エネルギーで作動する電動モータで、前記補助駆動制御手段は、必要に応じてその燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させてその電動モータを作動させるものであることを特徴とする。
【００１５】第８発明は、移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、その第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムにおいて、前記第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、通常は移動用駆動力源として使用しない第３駆動力源を移動用駆動力源として使用する補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】第９発明は、移動体を移動させるための移動用駆動力源として、始動に要する時間が異なる複数の駆動力源を有する移動体の駆動システムにおいて、前記複数の移動用駆動力源のうち少なくとも１つの第１駆動力源が始動される場合で、その第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、通常は移動用駆動力源として使用しない駆動力源であってその第１駆動力源よりも始動時間が短い第３駆動力源を移動用駆動力源として使用する補助駆動制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】第１０発明は、第８発明または第９発明の移動体の駆動システムにおいて、前記補助駆動制御手段は、必要に応じて前記第３駆動力源をその定格出力を越えて作動させるものであることを特徴とする。
【００１８】第１１発明は、第８発明〜第１０発明の何れかの移動体の駆動システムにおいて、(a) 前記第１駆動力源は燃料の燃焼で作動するエンジンであり、(b) そのエンジンを前記移動用駆動力源として使用するために始動するエンジン始動手段を備えているとともに、(c) 前記補助駆動制御手段は、前記エンジン始動手段によって前記エンジンが始動させられる際に、そのエンジンの始動が遅い場合或いはそのエンジンの始動ができない場合には、通常は走行用駆動力源として使用しない電動モータを前記第３駆動力源として使用するものであることを特徴とする。
【００１９】第１２発明は、第１１発明の移動体の駆動システムにおいて、前記第３駆動力源はエンジン始動用の電動モータであることを特徴とする。
【００２０】第１３発明は、第１１発明の移動体の駆動システムにおいて、前記第３駆動力源は補機駆動用の電動モータであることを特徴とする。
【００２１】第１４発明は、車両を走行させるための走行用駆動力源として、燃料の燃焼で作動するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータとを備えているハイブリッド型の車両用駆動システムにおいて、(a) 予め定められた所定の低速走行時であってブレーキＯＮの時には前記電動モータのみを駆動力源として走行する低速モータ走行手段と、(b) 前記所定の低速走行時であってブレーキＯＦＦの時には前記エンジンを駆動力源として走行する低速エンジン走行手段と、(c) 前記所定の低速走行よりも高速の走行時には前記エンジンを駆動力源として走行する高速エンジン走行手段と、を有することを特徴とする。
【００２２】なお、「ブレーキＯＮ」は、制動力を発生させるために運転者によってブレーキ操作が為されている状態を意味し、「ブレーキＯＦＦ」はブレーキ操作が為されていない状態を意味する。
【００２３】
【発明の効果】第１発明の移動体の駆動システムにおいては、定格出力が大きい第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、補助駆動制御手段によって第２駆動力源を代わりに使用し、必要に応じて定格出力を越えて作動させるため、その第２駆動力源として定格出力が小さい安価でコンパクトな電動モータ等を採用しつつ、第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足が改善される。
【００２４】また、移動用駆動力源である第２駆動力源を用いて駆動力不足を補うため、例えば第２駆動力源を用いた移動モードから第１駆動力源を用いた移動モード、或いは第１駆動力源および第２駆動力源の両方を用いた移動モードへ移行する際の第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可の場合、第２駆動力源をそのまま用いて高出力まで引っ張って移動体を移動させることになるため、第３駆動力源を用いる第８発明や第９発明に比較して、駆動力を滑らかに増大させることができるとともに制御が容易である。
【００２５】第２発明の移動体の移動システムは、第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、補助駆動制御手段により複数の移動用駆動力源のうち第１駆動力源よりも始動時間が短い第２駆動力源を始動させるとともに、必要に応じてその第２駆動力源の定格出力を越えて作動させるため、第１発明と同様に第２駆動力源として定格出力が小さい安価でコンパクトな電動モータ等を採用しつつ、第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足が改善される。また、移動用駆動力源である第２駆動力源を用いて駆動力不足を補うため、第３駆動力源を用いる第８発明や第９発明に比較して、駆動力を滑らかに増大させることができるとともに制御が容易であることも第１発明と同様である。
【００２６】第３発明〜第５発明は、第１駆動力源としてエンジンを使用し、第２駆動力源として電動モータを使用する場合であり、エンジン始動手段によってエンジンが始動させられる際に、そのエンジンの始動が遅い場合或いはエンジンの始動ができない場合には、補助駆動制御手段によって第２駆動力源である電動モータを用いて駆動力が発生させられるとともに、その電動モータは必要に応じて定格出力を越えて作動させられるため、電動モータとして定格出力が小さい安価でコンパクトなものを採用しつつ、エンジンの始動遅れや始動不可に伴う駆動力不足が改善される。
【００２７】これにより、例えばエンジンおよび電動モータが走行用駆動力源として用いられるハイブリッド型の車両用駆動システムの場合、モータ走行モードからエンジン走行モード（或いはエンジン＋モータ走行モード）への移行時に、エンジンの始動遅れに起因してもたつき感が生じたり、エンジンの始動不可によって走行不能になったりすることが防止される。また、移動用駆動力源である電動モータを用いて駆動力不足を補うため、例えばモータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モードへの移行時のエンジン始動遅れの場合、モータ走行モードで使用していた電動モータをそのまま用いて高出力まで引っ張って走行することになるため、エンジン始動用の電動モータや補機駆動用の電動モータを用いる第１２発明や第１３発明に比較して、駆動力を滑らかに増大させることができるとともに制御が容易である。
【００２８】第４発明では、上記電動モータの電気エネルギー供給源として燃料電池が用いられ、その燃料電池の発電量を定格発電量を越えて増大させることにより、電動モータを定格出力を越えて作動させるため、燃料電池および電動モータとして何れも定格発電量、定格出力が小さい安価でコンパクトなものを採用することが可能で、駆動システムが一層安価でコンパクトに構成される。また、第５発明のように二次電池と併用する場合に比べて制御が容易である。
【００２９】第５発明は、上記電動モータの電気エネルギー供給源として燃料電池および二次電池が用いられ、通常は何れか一方から択一的に電気エネルギーが供給される場合で、前記補助駆動制御手段は、必要に応じてそれ等の燃料電池および二次電池を直列接続して電動モータに電気エネルギーを供給することにより、電動モータを定格出力を越えて作動させるため、第４発明と同様に燃料電池として定格発電量が小さい安価でコンパクトなものを採用することが可能で、駆動システムが一層安価でコンパクトに構成される。
【００３０】第６発明は、実質的に第１発明の一実施態様で、第１発明と同様の作用効果が得られる。また、第７発明は、実質的に第２発明の一実施態様で、第２発明と同様の作用効果が得られる。加えて、これ等の第６発明、第７発明では、第２駆動力源が燃料電池から供給される電気エネルギーで作動する電動モータで、補助駆動制御手段は、必要に応じてその燃料電池の発電量をその定格発電量を越えて増大させて電動モータを作動させるものであるため、燃料電池として定格発電量が小さい安価でコンパクトなものを採用することが可能である。なお、燃料電池の発電量が定格発電量を越えることにより、その燃料電池および電動モータから構成される第２駆動力源は、その定格出力（定格発電量で規定される出力）を越えて作動させられることになるが、電動モータ自体は必ずしも電動モータの定格出力を超えて作動させられるわけではない。
【００３１】第８発明の移動体の駆動システムにおいては、定格出力が大きい第１駆動力源の作動開始が遅い場合或いは作動させることができない場合に、補助駆動制御手段によって通常は移動用駆動力源として使用しない第３駆動力源を移動用駆動力源として使用するため、第２駆動力源として定格出力が小さい安価でコンパクトな電動モータ等を採用しつつ、第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足が改善される。
【００３２】第９発明の移動体の移動システムは、第１駆動力源の始動時間が所定時間を越える場合には、補助駆動制御手段によって通常は移動用駆動力源として使用しない駆動力源であって第１駆動力源よりも始動時間が短い第３駆動力源を移動用駆動力源として使用するため、第１駆動力源以外の移動用駆動力源として定格出力が小さい安価でコンパクトな電動モータ等を採用しつつ、第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足が改善される。
【００３３】第１０発明では、必要に応じて上記第３駆動力源をその定格出力を越えて作動させるため、第２駆動力源等の第１駆動力源以外の移動用駆動力源として定格出力が小さい安価でコンパクトな電動モータ等を採用しつつ、第１駆動力源の作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足を一層効果的に改善できる。
【００３４】第１１発明〜第１３発明は、第１駆動力源としてエンジンを使用する場合であり、エンジン始動手段によってエンジンが始動させられる際に、そのエンジンの始動が遅い場合或いはエンジンの始動ができない場合には、補助駆動制御手段によって第３駆動力源の電動モータを用いて駆動力が発生させられるため、第８発明の第２駆動力源など第１駆動力源以外の移動用駆動力源としてとして定格出力が小さい安価でコンパクトな電動モータ等を採用しつつ、エンジンの始動遅れや始動不可に伴う駆動力不足が改善される。
【００３５】これにより、例えばエンジンおよび電動モータが走行用駆動力源として用いられるハイブリッド型の車両用駆動システムの場合、モータ走行モードからエンジン走行モード（或いはエンジン＋モータ走行モード）への移行時に、エンジンの始動遅れに起因してもたつき感が生じたり、エンジンの始動不可によって走行不能になったりすることが防止される。
【００３６】第１４発明では、所定の低速走行時であってもブレーキＯＦＦの時には、低速エンジン走行手段によりエンジンを駆動力源として走行するとともに、その所定の低速走行よりも高速の走行時には高速エンジン走行手段によって同じくエンジンを駆動力源として走行するため、アクセルを踏み込んで発進する通常の発進時には発進当初からエンジンを作動させて走行することになり、発進加速の途中でエンジンを始動してモータ走行からエンジン走行に切り換える場合に比較して、その切換えに伴うもたつき感が解消し、スムーズな発進性能が得られる。一方、所定の低速走行時であってブレーキＯＮの場合、すなわちブレーキ力を調整するだけで前進したり後進したりするクリープ走行時には、低速モータ走行手段により電動モータのみを駆動力源として走行するため、エンジンおよび電動モータを走行用駆動力源として備えているハイブリッド型の車両用駆動システムの特徴の一つである燃費や排ガスの低減効果を十分に享受できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】ここで、第１発明〜第１３発明は、車両を走行させるための走行用駆動力源（移動用駆動力源）として、燃料の燃焼で作動するエンジン（第１駆動力源）と電気エネルギーで作動する電動モータ（第２駆動力源）とを備えているハイブリッド型の車両用駆動システムに好適に適用される。
【００３８】上記ハイブリッド型の車両用駆動システムとしては、電動モータのみで走行するモータ走行モードで発進した後に、エンジンを始動してエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モードへ切り換える場合に好適に適用されるが、エンジン走行モードで発進するとともに必要に応じて電動モータを作動させてアシストする場合など、種々の車両用駆動システムに適用され得る。
【００３９】第２駆動力源として使用される電動モータ（第１４発明の走行用駆動力源として使用される電動モータを含む）としては、数十Ｖ程度の比較的低電圧で作動する安価でコンパクトなものを用いることが望ましいが、数百Ｖ等の高電圧で作動する電動モータを用いることも可能である。電動モータとしては、駆動力源としてトルクを発生するだけでなく、車両の運動エネルギーで回転駆動されることにより発電することが可能なモータジェネレータが好適に用いられる。エンジンとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどが好適に用いられる。
【００４０】第１発明、第２発明、第８発明、第９発明の移動用駆動力源としては、エンジンや電動モータ以外の種々の駆動力源を採用することが可能である。
【００４１】第３発明〜第５発明、第１１発明〜第１３発明では、エンジンが性能的に始動が遅く、エンジンの始動時には常に補助駆動制御手段によって駆動力が発生させられるように構成することもできるが、例えばエンジンの始動が予め定められた所定時間よりも遅いか否かを判断する始動遅れ判断手段を設け、その始動遅れ判断手段によって始動が遅い旨の判断が為された場合にのみ補助駆動制御手段によって駆動力を発生させるようにしても良い。
【００４２】第３発明、第１１発明のエンジン始動手段は、例えば第１２発明のようにエンジン始動用の電動モータを備えて構成されるが、移動用駆動力源として備えられている電動モータや補機駆動用の電動モータなどを用いてエンジンをクランキングして始動するものでも良い。
【００４３】第２駆動力源としての電動モータには、第４発明〜第７発明では燃料電池から電気エネルギーが供給されるようになっているが、バッテリ等の二次電池のみから電気エネルギーが供給されるものでも良く、電気エネルギーの供給量を増大させるなどして電動モータの定格出力を越えて作動させることができる。
【００４４】燃料電池は、外部から供給される燃料の酸化によって生じる化学的エネルギーを熱にせず、直接電気エネルギーに変化させるもので、水素−酸素燃料電池が広く知られているが、天然ガスやアルコールなどの他の燃料を用いる燃料電池を採用することもできる。
【００４５】第５発明は、燃料電池および二次電池を直列接続して電動モータを高出力で作動させるが、その場合に、燃料電池を第４発明のように定格発電量を越えて発電させることもできる。定格発電量を越えて発電させる場合は、第４発明の一実施態様と見做すこともできる。
【００４６】第８発明〜第１３発明では第３駆動力源を用いて駆動力を発生させるが、第３駆動力源単独で駆動力を発生させるのではなく、第８発明の第２駆動力源など第１駆動力源以外の移動用駆動力源と併用することが望ましい。その場合に、第２駆動力源等の移動用駆動力源は、必ずしも定格出力を越えて作動させる必要はないが、第１発明〜第７発明のように定格出力を越えて作動させることも可能である。その場合は、第１発明〜第７発明の一実施態様と見做すこともできる。
【００４７】第１２発明では、例えば(a) 前記エンジン始動手段は、前記エンジンが駆動力伝達系から切り離された状態で、前記エンジン始動用の電動モータによりそのエンジンをクランキングして始動するように構成され、(b) 前記補助駆動制御手段は、前記エンジンを駆動力伝達系に接続するとともに前記エンジン始動用の電動モータを前記クランキング時よりも大きなトルクで作動させて、そのエンジンを回転させながら駆動力を発生させるように構成される。
【００４８】第１２発明では第３駆動力源としてエンジン始動用の電動モータが用いられ、第１３発明では補機駆動用の電動モータが用いられるが、他の発明の実施に際してはそれ等のエンジン始動用の電動モータ、補機駆動用の電動モータは必ずしも必須のものではない。
【００４９】第１４発明の低速エンジン走行手段および高速エンジン走行手段は、少なくともエンジンを駆動力源として使用するものであれば良く、必要に応じてエンジンおよび電動モータの両方を駆動力源として使用することも可能である。
【００５０】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型の車両用駆動システムであるハイブリッド駆動装置１０の骨子図である。このハイブリッド駆動装置１０はＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動するガソリンエンジン１２と、電気エネルギーで作動する電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータ１４と、遊星歯車式の副変速機１６と、ベルト式の無段変速機１８と、差動装置２０とを備えており、出力軸２２Ｒ、２２Ｌから図示しない左右の前輪（駆動輪）に駆動力が伝達される。エンジン１２、モータジェネレータ１４、副変速機１６、および無段変速機１８の入力軸３８は、同一の軸線上にその順番で配設されている。エンジン１２およびモータジェネレータ１４は、移動体である車両を移動させるための移動用駆動力源、走行用駆動力源に相当するもので、エンジン１２は第１駆動力源であり、モータジェネレータ１４はエンジン１２よりも定格出力が小さく且つ始動時間が短い第２駆動力源である。また、無段変速機１８は主変速機で、本実施例では出力軸２２Ｒ、２２Ｌまでの間で３〜１１程度の変速比が得られるようになっている。
【００５１】エンジン１２は、エンジン始動用の電動モータ（ＭＯ）６０によって回転駆動（クランキング）されることにより始動させられるようになっている。この電動モータ６０は直流モータで、１２Ｖ〜３６Ｖ程度等の低電圧で作動させられるものであり、蓄電装置としてのバッテリ２６から電気エネルギーが供給されるようになっている。エンジン１２のクランクシャフト１２ｓは、ベルト等の伝動装置を介して上記電動モータ６０に機械的に連結されている。クランクシャフト１２ｓにはまた、ベルト等の伝動装置および電磁クラッチ６２を介して補機６４が接続され、補機６４としてのエアコンのコンプレッサ等を回転駆動するようになっている。クランクシャフト１２ｓには更に、ベルト等の伝動装置を介してモータジェネレータ２４が接続されている。このモータジェネレータ２４は補機駆動用の電動モータで、バッテリ２６から電気エネルギーが供給されるようになっている。
【００５２】バッテリ２６は、前記モータジェネレータ１４にも電気エネルギーを供給して作動させるもので、本実施例では３６Ｖ程度の比較的低電圧のものが用いられており、モータジェネレータ１４の回生制動によって車両走行中に逐次充電される。バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが所定値以下まで低下した時、すなわちモータジェネレータ１４を電動モータとして作動させることができない場合は、電動モータ６０によりエンジン１２を始動するとともに、そのエンジン１２でモータジェネレータ２４を回転駆動して発電させることにより、バッテリ２６を充電する。これにより、故障時以外は常時モータジェネレータ１４を用いて走行することが可能である。バッテリ２６には、電動モータ６０によってエンジン１２を始動できる程度の蓄電量ＳＯＣが常に確保されるようになっている。なお、電動モータ６０に電気エネルギーを供給するため、バッテリ２６とは別に１２Ｖ等のバッテリを設けるようにしても良い。
【００５３】副変速機１６は、互いに近接して並列に配設されたダブルプラネタリ型の第１遊星歯車装置３０およびシンプルプラネタリ型の第２遊星歯車装置３２を備えている。これらの遊星歯車装置３０、３２は、共通のリングギヤＲおよびキャリアＣを有するとともに、第１遊星歯車装置３０のキャリアのリングギヤ側のピニオンギヤと第２遊星歯車装置３２のキャリアのピニオンギヤとが一体化されているラビニヨ型である。そして、第１遊星歯車装置３０のサンギヤＳ１には、前記モータジェネレータ１４が連結され、第２遊星歯車装置３２のサンギヤＳ２には、第１クラッチＣ１およびダンパ装置３４を介してエンジン１２が連結されるようになっている。また、それ等のサンギヤＳ１およびＳ２は第２クラッチＣ２によって連結されるとともに、キャリアＣは反力ブレーキＢによってハウジング４４に連結されて回転が阻止されるようになっており、リングギヤＲは出力部材３６を介して無段変速機１８の入力軸３８に連結されている。クラッチＣ１、Ｃ２、反力ブレーキＢは、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる摩擦係合式のものである。
【００５４】上記サンギヤＳ１は、第１遊星歯車装置３０に隣接して配設されるモータジェネレータ１４の中心を貫通して配設された円筒状の連結部材４０を介して、そのモータジェネレータ１４よりもエンジン１２側に設けられた第２クラッチＣ２に接続されており、モータジェネレータ１４のロータは連結部材４０の中間位置に相対回転不能に固定されている。サンギヤＳ２は、上記連結部材４０を挿通して相対回転可能に配設された連結部材４２を介して、モータジェネレータ１４よりもエンジン１２側に設けられた第１クラッチＣ１に接続されているとともに、その第１クラッチＣ１を経由することなく第２クラッチＣ２に接続されている。また、前記反力ブレーキＢは、副変速機１６とモータジェネレータ１４との間から外周側へ延び出すキャリアＣをハウジング４４に固定するように配設されている。
【００５５】このように両遊星歯車装置３０、３２は、サンギヤＳ１、Ｓ２、および共通のリングギヤＲ、キャリアＣの計４つの回転要素にて構成されているため、クラッチやブレーキの係合装置が少なくて済むなど、装置が全体として簡単且つコンパクトに構成される。特に、第１遊星歯車装置３０のキャリアのリングギヤ側のピニオンギヤと第２遊星歯車装置３２のキャリアのピニオンギヤとが一体化されているラビニヨ型であるため、部品点数が少なくなって一層簡単且つコンパクトに構成される。
【００５６】また、サンギヤＳ１は、モータジェネレータ１４の中心を貫通して配設された円筒状の連結部材４０を介して第２クラッチＣ２に接続されているとともに、モータジェネレータ１４のロータはその連結部材４０の中間位置に相対回転不能に固定されている一方、サンギヤＳ２は、連結部材４０を挿通して相対回転可能に配設された連結部材４２を介して第１クラッチＣ１に接続されているとともに、その連結部材４２は第１クラッチＣ１を経由することなく第２クラッチＣ２に接続されており、反力ブレーキＢは、副変速機１６とモータジェネレータ１４との間から外周側へ延び出すキャリアＣをハウジング４４に固定するようになっており、リングギヤＲはそのまま出力部材３６を介して無段変速機１８の入力軸３８に接続されるため、エンジン１２やモータジェネレータ１４、反力ブレーキＢ、出力部材３６を連結するための取り回し（連結構造など）が簡単である。
【００５７】図２は、上記副変速機１６の各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの回転数の相互関係を直線で表す共線図で、縦軸が回転数であり、各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの位置および間隔は、連結状態や遊星歯車装置３０、３２のギヤ比ρ１、ρ２によって一義的に定まる。この共線図上において、入力回転要素であるサンギヤＳ１、Ｓ２は互いに反対側の両端に位置しているとともに、出力用回転要素であるリングギヤＲは反力用回転要素であるキャリアＣとサンギヤＳ１との間に位置している。なお、図２における各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの間隔は、ギヤ比ρ１、ρ２に基づいて必ずしも正確に表したものではない。
【００５８】図３は、クラッチＣ１、Ｃ２、および反力ブレーキＢの係合状態と副変速機１６の変速モード（一例）との関係を示す図で、エンジン１２を駆動力源として使用する場合、モータジェネレータ１４を駆動力源として使用する場合、或いはシフトレバーの操作ポジション（図６参照）などにより場合分けして示したものである。図６の「Ｄ」ポジションは、予め定められた変速条件に従って無段変速機１８の変速比をアクセル操作量や車速などの運転状態に応じて連続的に変化させながら前進走行する自動変速位置で、「Ｍ」ポジションは、「＋」位置または「−」位置へシフトレバーが操作されることにより有段変速機のように無段変速機１８の変速比を段階的に変化させる有段手動変速位置で、「Ｂ」ポジションは、シフトレバーの前後方向位置に応じて無段変速機１８の変速比を連続的に変化させる無段手動変速位置である。また、「Ｒ」は車両を後進させるリバース位置で、「Ｎ」はニュートラル位置で、「Ｐ」はパーキングロック機構などで車両の走行を阻止するパーキング位置である。
【００５９】図３において、エンジン１２を駆動力源として前進走行する「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に係合させるとともに反力ブレーキＢを解放することにより、変速比が１の高速前進モード「２ｎｄ」が成立させられる。この高速前進モード「２ｎｄ」は高速段に相当する。その場合に、第１クラッチＣ１をスリップ係合させれば、エンジン発進が可能なエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」が成立させられ、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣの低下や故障などでモータジェネレータ１４を使用できない場合でも、エンジン１２で前進方向のクリープトルクを発生させたり車両を前方へ発進させたりすることができる。「Ｒ」ポジションでは、第１クラッチＣ１および反力ブレーキＢを係合させるとともに第２クラッチＣ２を解放することにより、変速比が−１／ρ２（ρ２は、第２遊星歯車装置３２のギヤ比（＝サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲの歯数））の高速後進モード「高速」が成立させられる。その場合に第１クラッチＣ１をスリップ係合させれば、前進時と同様にエンジン発進が可能なエンジン低速後進モード「低速（エンジン）」が成立させられ、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣの低下や故障などでモータジェネレータ１４を使用できない場合でも、エンジン１２で後進方向のクリープトルクを発生させたり車両を後方へ発進させたりすることができる。また、「Ｎ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放するとともに反力ブレーキＢを係合させることにより、エンジン１２からの動力伝達を遮断する。
【００６０】モータジェネレータ１４を駆動力源とする「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放するとともに反力ブレーキＢを係合させることにより低速前進モード「１ｓｔ」が成立させられ、車両停止時には前進方向のクリープトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って発進する。この時の変速比は１／ρ１（ρ１は第１遊星歯車装置３０のギヤ比（＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲの歯数））で比較的大きく、大きなトルク増幅が得られるため、無段変速機１８の大きな変速比と相まって、３６Ｖ程度の電圧によって作動させられるモータジェネレータ１４においても、実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得られる。この低速前進モード「１ｓｔ」は低速段である。
【００６１】そして、上記低速前進モード「１ｓｔ」からエンジン１２による高速前進モード「２ｎｄ」への移行は、例えば、第２クラッチＣ２を係合させながら反力ブレーキＢを解放して副変速機１６を一体回転させるとともに、エンジン１２の回転数がサンギヤＳ２と同期した後に第１クラッチＣ１を係合させ、その後にモータジェネレータ１４への電力供給を停止して無負荷状態にする。
【００６２】また、クラッチＣ１、Ｃ２を共に係合させるとともに反力ブレーキＢを解放することにより、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を駆動力源として走行する変速比が１のアシストモード「２ｎｄ（アシスト）」が成立させられ、第１クラッチＣ１および反力ブレーキＢを解放するとともに第２クラッチＣ２を係合させれば、モータジェネレータ１４を回生制御して効率良く充電しながら制動力を発生させる変速比が１の回生制動モード「２ｎｄ（回生）」が成立させられる。なお、アシストモード「２ｎｄ（アシスト）」は、エンジン１２による高速前進モード「２ｎｄ」の実行時にモータジェネレータ１４を作動させれば良いし、回生制動モード「２ｎｄ（回生）」は、エンジン１２による高速前進モード「２ｎｄ」の実行時に第１クラッチＣ１を解放してエンジン１２を切り離すとともにモータジェネレータ１４を回生制御すれば良い。また、アシストモード「２ｎｄ（アシスト）」は、第１クラッチＣ１をスリップ係合させるエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」でモータジェネレータ１４を作動させて行うこともできる。
【００６３】また、モータジェネレータ１４を駆動力源とする「Ｒ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放するとともに反力ブレーキＢを係合させることにより低速後進モード「低速（モータ）」が成立させられ、モータジェネレータ１４に逆回転のトルクを発生させることにより、車両停止時には後進方向のクリープトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って後方へ発進する。この時の変速比は−１／ρ１で比較的大きく、大きなトルク増幅が得られるため、無段変速機１８の大きな変速比と相まって、３６Ｖ程度の電圧によって作動させられるモータジェネレータ１４においても、実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得られる。この低速後進モード「低速（モータ）」も低速段である。そして、この低速後進モード「低速（モータ）」からエンジン１２による高速後進モード「高速」への移行は、エンジン１２を作動させて第１クラッチＣ１を係合させた後にモータジェネレータ１４への電力供給を停止して無負荷状態にすれば良い。
【００６４】上記エンジン１２およびモータジェネレータ１４の使い分けは、例えば車速およびアウトプットトルク（アクセル操作量）をパラメータとして、図４の(a) のマップＭ１、または(b) のマップＭ２に示すように定められる。ここで、(a) のマップＭ１では、高車速、高トルク（アクセル操作量大）の領域ではエンジン１２を使用し、低車速、低トルク（アクセル操作量小）の領域ではモータジェネレータ１４を使用するが、低電圧のモータジェネレータ１４を使用する本実施例では、モータジェネレータ１４の使用範囲は比較的狭く、車両停止時のクリープトルクおよび僅かな走行領域に限定されている。マップＭ１、Ｍ２は、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣなど車両の走行条件等に応じて選択され、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが不足している場合はマップＭ２が選択される。図４は前進走行用のものであるが、後進走行についても同様に定められる。なお、エンジン１２を駆動力源とする上記「２ｎｄ」、「２ｎｄ（低速）」の領域でモータジェネレータ１４をアシスト的に使用することも可能である。また、各領域の境界線は、無段変速機１８の変速比などに応じて変化する。
【００６５】図５は、本実施例のハイブリッド駆動装置１０の作動を制御する制御系統を示す図で、ＥＣＵ（Electronic Control Unit)５０には図５の左側に示すスイッチやセンサ等から各種の信号が入力されるとともに、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行って右側に示す各種の装置等に制御信号などを出力することにより、例えば車速Ｖやアクセル開度（アクセルペダルの操作量）θ、シフトポジション（シフトレバーの操作位置）、バッテリ蓄電量ＳＯＣ、フットブレーキの操作量などの運転状態に応じて副変速機１６の変速モードを切り換えたり、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の作動を制御したりする。
【００６６】図５の減速度／トルク設定スイッチ５２は、例えば図７に示すようなスライドスイッチによって構成され、シフトレバーの近傍などに配設される。これは、副変速機１６が回生制動モード「２ｎｄ（回生）」の時のモータジェネレータ１４の回生制動トルクを手動で調整するもので、手前に引く程制動トルクは増大する。すなわち、この減速度／トルク設定スイッチ５２の操作位置に従って、図４の回生制動モード「２ｎｄ（回生）」のラインは上下に移動させられるのである。また、図８の設定減速度インジケータ５４には、減速度／トルク設定スイッチ５２の操作位置に応じて、回生制動トルクが大きくなる程長さが長くなる後向きの矢印で設定状態が表示される。この設定減速度インジケータ５４は、インストルメントパネルに設けられる。
【００６７】また、図５のコントローラ（ＭＯ）６６はエンジン始動用の電動モータ６０の出力（トルク）制御を行うもので、コントローラ（ＭＧ１４）６８、コントローラ（ＭＧ２４）７０はモータジェネレータ１４、２４の出力（トルク）制御および回生制御等を行うインバータで、電動オイルポンプ７２は前記クラッチＣ１、Ｃ２やブレーキＢ、或いはＡＢＳアクチュエータ７４等に油圧を供給するためのものである。システムインジケータ７６は、シフトレバーが前記「Ｍ」ポジションまたは「Ｂ」ポジションへ操作された場合にアクティブになり、無段変速機全体の変速比を図９に示すように数値表示する。何等かの理由により「Ｍ」ポジション、「Ｂ」ポジションで変速比が点灯しない場合はフェール判定が為される。フェール時には、変速比を点滅させるようにしても良い。
【００６８】図１０は、車両を停止状態に維持するヒルホールド油圧の特性図である。ヒルホールド油圧は、車輪に設けられたホイールシリンダの油圧で、図５のＡＢＳアクチュエータ７４によって制御されるものであり、フットブレーキのペダルストロークに応じて制御されるようになっている。本実施例では、図５のフットブレーキアッパスイッチ７８およびフットブレーキロアスイッチ８０によってペダルストロークを２段階で検出するようになっており、フットブレーキアッパスイッチ７８がＯＮでフットブレーキロアスイッチ８０がＯＦＦの踏込み量（ペダルストローク）が小さいＢＳ１〜ＢＳ２の領域では５０％の油圧でヒルホールドを実施し、フットブレーキロアスイッチ８０がＯＮになる踏込み量が大きいＢＳ２以上の領域では１００％の油圧でヒルホールドを実施する。なお、フットブレーキのペダルストロークを連続的に検出して、一点鎖線で示すようにヒルホールド油圧を連続的に変化させるようにしても良い。
【００６９】一方、エンジン１２を駆動力源として使用するために始動する際には、前記ＥＣＵ５０により図１１のフローチャートに従って信号処理が行われる。ステップＳ１では、本制御に必要な各種の信号を読み込む等の入力信号処理を行い、ステップＳ２では、シフトポジションスイッチ８２（図５参照）から供給される信号に基づいてシフトレバーの操作位置が走行ポジション、すなわち「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」、または「Ｒ」であるか否かを判断する。走行ポジションであれば、ステップＳ３においてエンジン１２を走行用の駆動力源として使用するためのエンジン始動条件が成立しているか否か、すなわちモータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モードへ移行するか否か、または単純にエンジン１２を始動して走行するか否かなどを判断する。具体的には、前記図４の(a) のマップＭ１において、車速Ｖおよびアクセル操作量θ等がモータジェネレータ１４による低速前進モード「１ｓｔ」からエンジン１２によるエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」または高速前進モード「２ｎｄ」へ移行する条件を満たしているか否か、或いはバッテリ２６の蓄電量不足などで図４の(b) のマップＭ２に切り換えられるなどしてエンジン１２によるエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」または高速前進モード「２ｎｄ」を新たに実行する条件を満たしているか否か等である。
【００７０】そして、エンジン始動条件が成立している場合には、ステップＳ４においてエンジン始動用電動モータ６０によりエンジン１２をクランキングするとともに点火時期制御や燃料噴射制御などを行う。このエンジン始動処理の実行時には、第１クラッチＣ１は解放され、エンジン１２が駆動力伝達系から切り離されている。ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳ４を実行する部分はエンジン始動手段として機能している。次のステップＳ５では、予め定められた所定の時間内に実際にエンジン１２が始動したか否かを判断し、エンジン１２が始動すればステップＳ６においてエンジン１２を駆動力源とする通常の走行制御を行うが、故障など何等かの理由で所定の時間内にエンジン１２が始動しない場合にはステップＳ５に続いてステップＳ７以下を実行し、エンジン始動用の電動モータ６０を用いて駆動力を発生させる。ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳ５を実行する部分は始動遅れ判断手段として機能している。
【００７１】ステップＳ７では、電磁クラッチ６２を解放して補機６４を切り離すことにより、駆動力を発生させる電動モータ６０の負担を軽減する。ステップＳ８では第１クラッチＣ１を係合させてエンジン１２を副変速機１６に接続し、エンジン１２の回転が副変速機１６、ベルト式無段変速機１８等の駆動力伝達系を経て出力軸２２Ｒ、２２Ｌから駆動輪まで伝達されるようにする。第１クラッチＣ１の他にも前進走行時には第２クラッチＣ２が係合させられ、後進走行時には反力ブレーキＢが係合させられる。そして、ステップＳ９のＭＯ特殊制御では、電動モータ６０をステップＳ４のエンジン始動時よりも大きなトルクで作動させて、エンジン１２を回転させながら駆動力を発生させる。具体的には、電動モータ６０の出力を、定格出力を越えて最大限まで引き上げてエンジン１２の始動遅れに伴う駆動力不足を補い、車両を走行可能としたり、所定の駆動力を発生させたりするのである。電動モータ６０は直流モータであるため、容易にこのような制御が可能である。ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳ８およびＳ９を実行する部分は補助駆動制御手段として機能しており、エンジン始動用の電動モータ６０は通常は走行用駆動力源として使用しない第３駆動力源に相当する。また、電動モータ６０の始動時間はエンジン１２よりも十分に短く、速やかに駆動力を発生させることができる。すなわち、本実施例は第８発明〜第１２発明の実施例に相当する。
【００７２】なお、上記電動モータ６０の特殊制御時にはモータジェネレータ１４も作動させられ、両方の出力を加えた駆動力が発生させられる。すなわち、エンジン＋モータ走行モードへ移行する場合は勿論、エンジン走行モードへ移行する場合にも、モータジェネレータ１４は所定の出力で作動させられ、電動モータ６０と共にエンジン１２の代わりに所定の駆動力を発生させるのである。
【００７３】ステップＳ１０では、ＭＯ特殊制御を中止するか否かを判断し、中止する場合には直ちにステップＳ１２を実行してＭＯ特殊制御を中止する。中止条件としては、例えば図５のイグニッションスイッチ（ハイブリッド車両の駆動システムのＯＮ、ＯＦＦを切り換えるスイッチ）８４がＯＦＦ操作された時、シフトレバーが「Ｎ」ポジションや「Ｐ」ポジションへ切換え操作された時、ＭＯ特殊制御が所定時間以上経過した時、燃料噴射等のエンジン始動処理を継続して行っている場合にエンジン１２が始動した時などである。また、ステップＳ１１では、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが下限値ＳＯＣL1以下になったか否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣL1になった場合もステップＳ１２でＭＯ特殊制御を中止する。下限値ＳＯＣL1は、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣがＭＯ特殊制御に耐え得る程残っているか否か等を基準にして定められる。
【００７４】このように、本実施例のハイブリッド駆動装置１０は、エンジン１２を駆動力源として走行するためにステップＳ４でエンジン１２が始動させられる際に、そのエンジン１２の始動が遅い場合には、ステップＳ５の判断がＮＯになってステップＳ７以下が実行され、モータジェネレータ１４の他にエンジン始動用の電動モータ６０を用いて駆動力が発生させられるため、第２駆動力源であるモータジェネレータ１４として定格出力が小さい安価でコンパクトなものを採用しつつ、エンジン１２の始動遅れや始動不可に伴う駆動力不足が改善される。これにより、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時、或いはエンジン１２を駆動力源として発進する際に、エンジン１２の始動遅れに起因してもたつき感が生じたりエンジン１２の始動不可によって走行不能になったりすることが防止される。
【００７５】なお、上記実施例では第３駆動力源としてエンジン始動用の電動モータ６０を用いて駆動力不足を補うようになっていたが、補機駆動用のモータジェネレータ２４を用いて駆動力不足を補うこともできる。すなわち、ステップＳ９において、電動モータ６０を用いる代わりにモータジェネレータ２４を力行制御して、エンジン１２を回転させながら所定の駆動力を発生させるのである。モータジェネレータ２４は交流モータで、インバータにより制御されるが、予め大電流を流せるように設計することにより、一時的であれば定格出力を越える大きなトルクを発生させることができる。この場合は、第１３発明の実施例に相当する。
【００７６】上記モータジェネレータ２４を用いてエンジン１２を始動させることも可能で、その場合は電動モータ６０を省略できる。
【００７７】また、図１２は、車両走行用の第２駆動力源として用いられるモータジェネレータ１４を特殊制御して、エンジン１２の始動遅れに伴う駆動力不足を補う場合で、ステップＳＳ１〜ＳＳ６は図１１のステップＳ１〜Ｓ６と実質的に同じであり、ステップＳＳ７ではエンジン１２の始動遅れに伴う駆動力不足を補うように、バッテリ２６からの電気エネルギー供給量を増大させるなどしてモータジェネレータ１４を、その定格出力を越える大トルクで作動させて走行する。モータジェネレータ１４は交流モータで、インバータにより制御されるが、予め大電流を流せるように設計することにより、一時的であれば定格出力を越える大きなトルクを発生させることができる。
【００７８】ステップＳＳ８では、ステップＳＳ７のＭＧ特殊制御を中止するか否かを判断し、中止する場合には直ちにステップＳＳ１１を実行してＭＧ特殊制御を中止する。中止条件としては、例えばイグニッションスイッチ８４がＯＦＦ操作された時、シフトレバーが「Ｎ」ポジションや「Ｐ」ポジションへ切換え操作された時、ステップＳＳ４のエンジン始動処理を継続して行っている場合にエンジン１２が始動した時などである。また、ステップＳＳ９でバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが下限値ＳＯＣL2以下になったか否かを判断するとともに、ステップＳＳ１０でＭＧ特殊制御の継続時間ＴＳが所定時間Ｔ１以上になったか否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣL2或いはＴＳ≧Ｔ１になった場合もステップＳＳ１１でＭＧ特殊制御を中止する。下限値ＳＯＣL2は、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣがＭＧ特殊制御に耐え得る程残っているか否か等を基準にして定められ、一定時間Ｔ１は、連続高出力によるモータジェネレータ１４の熱的限界等を基準にして定められる。
【００７９】この場合も前記実施例と同様の効果が得られる。特に、モータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モードへの移行時のエンジン始動遅れの場合、モータ走行モードで使用していたモータジェネレータ１４をそのまま用いて高トルクまで引っ張って走行することになるため、前記実施例のように別の電動モータ６０やモータジェネレータ２４を用いて駆動力を発生させる場合に比較して、駆動力を滑らかに増大させることができるとともに制御が容易である。
【００８０】この実施例は、第１発明〜第３発明の実施例で、ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳＳ４を実行する部分がエンジン始動手段として機能しており、ステップＳＳ５を実行する部分が始動遅れ判断手段として機能しており、ステップＳＳ７を実行する部分が補助駆動制御手段として機能している。
【００８１】図１３および図１４は第１４発明の一実施例で、前記ハイブリッド駆動装置１０に適用され、ＥＣＵ５０による信号処理によって実行される。ステップＱ１では、本制御に必要な各種の信号を読み込む等の入力信号処理を行い、ステップＱ２では、シフトポジションスイッチ８２から供給される信号に基づいてシフトレバーの操作位置が走行ポジション、すなわち「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」、または「Ｒ」であるか否かを判断する。走行ポジションであれば、ステップＱ３においてバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが下限値ＳＯＣL3以下か否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣL3の場合はステップＱ４で前記図４の(b) に示すマップＭ２に従ってエンジン１２のみを駆動力源として走行するが、ＳＯＣ＞ＳＯＣL3であればステップＱ５以下を実行する。下限値ＳＯＣL3は、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣがモータジェネレータ１４を力行制御して走行できる程残っているか否か等を基準として定められる。
【００８２】ステップＱ５では、フットブレーキが略完全に踏み込まれているか否かを、フットブレーキロアスイッチ８０がＯＮか否かによって判断し、ＯＮの場合はステップＱ６で車速Ｖが予め定められた一定の低車速ＶL1以下か否かを判断する。ステップＱ６は、車両が略停止状態であるか否かを判断するためのもので、低車速ＶL1はセンサの検出誤差などを考慮して略０の値に設定されており、Ｖ≦ＶL1であればステップＱ７でエンジン１２およびモータジェネレータ１４の出力を共に０にして燃料や電力を節約する。また、ステップＱ８では、図１０に示すようにヒルホールド油圧を１００％とし、高い油圧でホイールブレーキを作動させて車両を停止状態に保持する。
【００８３】上記ステップＱ５の判断がＮＯの場合、すなわちブレーキロアスイッチ８０がＯＦＦの場合は、図１４のステップＱ９以下を実行し、ステップＱ６の判断がＮＯの場合、すなわち車速Ｖが低車速ＶL1より大きい場合は、図１４のステップＱ１１以下を実行する。ステップＱ９では、フットブレーキが少し踏み込まれている（ＢＳ１〜ＢＳ２）か否かを、フットブレーキアッパスイッチ７８がＯＮか否かによって判断し、ＯＮの場合はステップＱ１４で車速Ｖが予め定められた一定の低車速ＶL2以下か否かを判断する。低車速ＶL2は、例えば図４(a) のマップＭ１における低速前進モード「１ｓｔ」の最大車速と略同じ車速で、Ｖ≦ＶL2であればステップＱ１５でモータジェネレータ１４を力行制御するとともに、ステップＱ１６でヒルホールド力を５０％に低減する。モータジェネレータ１４のトルクは、ヒルホールド力（５０％）およびフットブレーキの制動力に拘らず略水平な平坦路であれば車両が少しずつ前進するクリープトルクを発生させる大きさに設定されている。後進走行時も同様に設定される。したがって、フットブレーキの踏込み量（ペダルストローク）が比較的小さく（ＢＳ１〜ＢＳ２の範囲内）、且つ車速Ｖが低車速ＶL2以下の場合には、アクセルＯＦＦでもモータジェネレータ１４によって車両が前後進させられ、トルクコンバータを備えている一般のオートマチック車両と同様にブレーキ操作の強弱だけでクリープ走行できる。
【００８４】一方、ステップＱ９の判断がＮＯの場合、すなわちフットブレーキが踏込み操作されていない場合や、ステップＱ１４の判断がＮＯの場合、すなわちフットブレーキがＯＮでも車速Ｖが低車速ＶL2より大きい場合には、ステップＱ１０以下を実行する。ステップＱ１０では、エンジン１２のみを駆動力源として走行する図４(b) のマップＭ２を設定し、ステップＱ１１では、電動モータ６０などでエンジン１２を始動してマップＭ２に従って変速モードを切り換えながら走行する。ステップＱ１２では、車速Ｖおよびアクセル操作量θなどの運転状態、或いはシフトレバー操作などに従って無段変速機１８の変速制御を行い、ステップＱ１３ではヒルホールドを完全に解除する。
【００８５】本実施例では、フットブレーキが踏込み操作されていない場合（ステップＱ９がＮＯ）には、マップＭ２に従ってエンジン１２のみを駆動力源として走行するため、アクセルを踏み込んで発進する通常の発進時には発進当初からエンジン１２を作動させて走行することになり、発進加速の途中でエンジン１２を始動してモータ走行からエンジン走行に切り換える場合に比較して、その切換えに伴うもたつき感が解消し、スムーズな発進性能が得られる。一方、フットブレーキの踏込み量（ペダルストローク）が比較的小さく（ＢＳ１〜ＢＳ２の範囲内）、且つ車速Ｖが低車速ＶL2以下の場合（ステップＱ１４がＹＥＳ）、言い換えればブレーキ操作の強弱だけでクリープ走行する場合には、モータジェネレータ１４のみを駆動力源として走行するため、ハイブリッド駆動装置１０の特徴の一つである燃費や排ガスの低減効果を十分に享受できる。
【００８６】この場合には、ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＱ１５を実行する部分が低速モータ走行手段として機能しており、ステップＱ１１を実行する部分が低速エンジン走行手段および高速エンジン走行手段として機能している。
【００８７】図１５は、本発明が適用されたハイブリッド型の車両用駆動システムであるハイブリッド駆動装置１００の概略構成図で、図１６は骨子図である。このハイブリッド駆動装置１００はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動するガソリンエンジン１０２と、電気エネルギーで作動する電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータ１０４とを、移動体である車両の移動用駆動力源（走行用駆動力源）として備えており、トルコンバータ１０６から歯車変速機部１０８を経て図示しない差動装置、車軸などを介して左右の後輪（駆動輪）に駆動力が伝達される。エンジン１０２は第１駆動力源で、モータジェネレータ１０４はエンジン１０２よりも定格出力が小さく且つ始動時間が短い第２駆動力源であり、エンジン１０２のクランクシャフト１０２ｓは油圧式摩擦係合装置である入力クラッチ１１０を介してモータジェネレータ１０４のモータ軸１０４ｓに連結されるようになっている。
【００８８】エンジン１０２は、エンジン始動用のモータジェネレータ１１２によりタイミングベルト、チェーン等の駆動装置１１４を介して回転駆動（クランキング）されることによって始動させられるようになっている。このモータジェネレータ１１２は、例えば３６Ｖ程度等の低電圧で作動させられるもので、電源切換スイッチ１１６を介して二次電池１１８および水素−酸素型の燃料電池１２０に択一的に接続され、それ等から供給される電気エネルギーで作動させられるとともに、エンジン１０２によってモータジェネレータ１１２が回転駆動されることによって発生する電気エネルギーで二次電池１１８が充電される。前記モータジェネレータ１０４も、同じく３６Ｖ程度等の低電圧で作動させられるもので、電源切換スイッチ１２２を介して二次電池１１８および燃料電池１２０に択一的に接続され、それ等から供給される電気エネルギーで作動させられるとともに、車両走行中の減速時等にモータジェネレータ１０４が回生制動させられることによって発生する電気エネルギーで二次電池１１８が充電される。電源切換スイッチ１２２はまた、エンジン１０２の始動が遅い場合や始動不可の時など、必要に応じて二次電池１１８と燃料電池１２０とを直列に接続して、モータジェネレータ１０４に高電圧の電気エネルギーを供給できるようになっている。なお、燃料電池１２０によって二次電池１１８を充電することもできる。
【００８９】上記モータジェネレータ１０４、１１２は、何れも図示しないインバータを備えているとともに、燃料電池１２０は冷却系を備えている。また、各種の車載コンピュータ等のために１２Ｖの二次電池を備えており、燃料電池１２０や二次電池１１８によりＤＣ−ＤＣコンバータを介して充電を行うようになっている。
【００９０】前記トルクコンバータ１０６は、モータ軸１０４ｓに連結されたポンプ翼車１２４と、歯車変速機部１０８の入力軸１２６に連結されたタービン翼車１２８と、それ等ポンプ翼車１２４、タービン翼車１２８の間を直結するロックアップクラッチ１３０と、一方向クラッチによって一方向の回転が阻止されているステータ１３２とを備えている。
【００９１】歯車変速機部１０８は、ハイおよびローの２段の切換えを行う第１変速機１３４と、後進１段および前進４段の変速段の切換えが可能な第２変速機１３６とを備えている。第１変速機１３４は、１組のシンプルプラネタリ型の遊星歯車装置１３８、ブレーキＢ０、クラッチＣ０、および一方向クラッチＦ０を備えて構成されている。また、第２変速機１３６は、３組のシンプルプラネタリ型の遊星歯車装置１４０、１４２、１４４、ブレーキＢ１〜Ｂ４、クラッチＣ１、Ｃ２、および一方向クラッチＦ１、Ｆ２を備えて構成されている。ブレーキＢ０〜Ｂ４およびクラッチＣ０〜Ｃ２は、何れも油圧アクチュエータによって係合、解放される多板式の摩擦係合装置で、図１５に示す油圧制御部１４６の油圧回路や油圧がソレノイドバルブ等によって切換、調圧制御されることにより係合、解放状態が切り換えられ、その作動状態に応じて図１７に示す変速段等が成立させられる。油圧制御部１４６には、電動オイルポンプ１４８や前記ポンプ翼車１２４と一体的に回転駆動される図示しない機械式のオイルポンプ等から作動油が供給されるようになっている。なお、モータジェネレータ１０４やトルクコンバータ１０６、歯車変速機部１０８は中心線に対して略対称的に構成されているため、図１６では中心線の下半分が省略されている。
【００９２】図１８は、油圧制御部１４６の一部を示す図で、電動オイルポンプ１４８によって汲み上げられた作動油は、プライマリレギュレータバルブ１５０によりアクセル開度等に応じたライン圧ＰL に調圧され、クラッチＣ１およびＣ２は、シフト操作部材としてのシフトレバー１５２に機械的に連結されて連通状態が切り換えられるマニュアルバルブ１５４を経由して作動油が供給されるようになっている。また、前記入力クラッチ１１０も、入力クラッチコントロールソレノイド１５６によって、その係合、解放状態が切り換えられるようになっている。
【００９３】図１７の「Ｐ」は、シフトレバー１５２が図１９の「Ｐ」ポジションへ操作された場合に成立させられるパーキングで、動力伝達が遮断されるとともに図示しないメカニカルパーキングロック機構により出力軸１５８（図１６参照）の回転が機械的に阻止される。「Ｒ」は、シフトレバー１５２が「Ｒ」ポジションへ操作された場合に成立させられる後進変速段である。「Ｎ」は、シフトレバー１５２が「Ｎ」ポジションへ操作された場合に成立させられるニュートラルで、動力伝達が遮断される。「１ｓｔ」〜「５ｔｈ」は、シフトレバー１５２が「Ｄ」ポジションへ操作された場合に成立させられる前進変速段で、「１ｓｔ」から「５ｔｈ」へ向かうに従って変速比（＝入力軸１２６の回転数／出力軸１５８の回転数）が小さくなり、例えば図２０の(a) に点線で示すようにアクセル開度θおよび車速Ｖをパラメータとして予め定められた変速段切換マップ（変速マップ）に従って複数の電磁切換弁（図２２のＡＴソレノイド１６２）により切り換えられる。図１９は、シフトレバー１５２のシフトパターンの一例で、「４」ポジションでは「１ｓｔ」〜「４ｔｈ」で切り換えられ、「３」ポジションでは「１ｓｔ」〜「３ｒｄ」で切り換えられ、「２」ポジションでは「１ｓｔ」および「２ｎｄ」で切り換えられ、「Ｌ」ポジションでは「１ｓｔ」に固定される。図２０の(b) の点線は、「２」ポジションの場合の変速段切換マップである。
【００９４】図２０および図２１の実線は、エンジン１０２およびモータジェネレータ（ＭＧ）１０４の使用領域（各走行領域）を示す駆動力源切換マップの一例で、シフトレバー１５２の操作ポジション毎にアクセル開度θおよび車速Ｖをパラメータとして予め定められている。本実施例では、モータジェネレータ１０４のみで走行するモータ走行モード、およびエンジン１０２のみで走行するエンジン走行モードの２つの走行モードを備えており、モータ走行領域ではモータ走行モードで走行し、エンジン走行領域ではエンジン走行モードで走行する。図２０の(a) の「Ｄ」ポジションと(b) の「２」ポジションとを比較すると、２ｎｄ変速段までで変速が行われる「２」ポジションでは、モータジェネレータ１０４の使用領域（モータ走行領域）が「Ｄ」ポジションにおける２ｎｄ変速段よりも少し高車速側まで拡大されている。また、図２１(a) の「Ｌ」ポジションでは、モータ走行領域が「２」ポジションにおける１ｓｔ変速段よりも少し高車速側まで拡大されている。なお、「４」ポジションおよび「３」ポジションの駆動力源切換マップは、図２０(a) の「Ｄ」ポジションの場合と同じである。
【００９５】前記図１９のスポーツモードスイッチ１６０は、運転席の横に配設されているシフトレバー１５２の近傍に設けられており、このスポーツモードスイッチ１６０がＯＮ（押込み）操作されると、例えば図２０の(a) に二点鎖線で示すようにモータ走行領域が小さくされる。モータ走行領域を小さくすると同時に、変速段切換マップの変速線を高車速側へずらすようにしても良い。
【００９６】図２２は、本実施例のハイブリッド駆動装置１００の作動を制御する制御系統を示す図で、ＥＣＵ（Electronic Control Unit)１６４には図２２の左側に示すスイッチやセンサ等から各種の信号が入力されるとともに、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行って右側に示す各種の装置等に制御信号などを出力することにより、例えば車速Ｖやアクセル開度（アクセルペダルの操作量）θ、シフトポジション（シフトレバー１５２の操作ポジション）などの運転状態に応じて歯車変速機部１０８の変速段を切り換えたり、エンジン１０２およびモータジェネレータ１０４の作動を制御したりする。図２２のコントローラ（ＭＧ１０４）１６６、コントローラ（ＭＧ１１２）１６８はモータジェネレータ１０４、１１２の出力（トルク）制御および回生制御等を行うインバータなどである。
【００９７】そして、エンジン１０２を駆動力源として使用するために始動する際には、ＥＣＵ１６４により図２３のフローチャートに従って信号処理が行われる。ステップＲ１では、本制御に必要な各種の信号を読み込む等の入力信号処理を行い、ステップＲ２では、エンジン１０２を走行用駆動力源として使用するためのエンジン始動条件が成立しているか否かを、例えばシフトポジションセンサ１７０によって検出されるシフトレバー１５２の操作ポジションや、車速センサ１７２によって検出される車速Ｖ、アクセル開度センサ１７４によって検出されるアクセル開度（アクセルペダルの操作量）θなどに基づいて、図２０、図２１に実線で示す駆動力源切換マップのエンジン走行領域に入ったか否か、等によって判断する。
【００９８】上記ステップＲ２の判断がＹＥＳ（肯定）であれば、ステップＲ３においてエンジン始動用のモータジェネレータ１１２によりエンジン１０２をクランキングするとともに点火時期制御や燃料噴射制御などを行う。このエンジン始動処理の実行時には、入力クラッチ１１０は解放され、エンジン１０２が駆動力伝達系から切り離されている。ＥＣＵ１６４による信号処理のうちステップＲ３を実行する部分はエンジン始動手段として機能している。次のステップＲ４では、予め定められた所定の時間内に実際にエンジン１０２が始動したか否かを判断し、エンジン１０２が始動すれば、ステップＲ５において歯車変速機部１０８の変速段の切換制御を例えば図２０に点線で示す通常の変速マップに従って行うが、故障など何等かの理由で所定の時間内にエンジン１０２が始動しない場合にはステップＲ４に続いてステップＲ６以下を実行し、エンジン１０２の代わりにモータジェネレータ１０４を用いて所定の駆動力を発生させる。ＥＣＵ１６４による信号処理のうちステップＲ４を実行する部分は始動遅れ判断手段として機能している。
【００９９】ステップＲ６では、燃料電池燃料残量センサ１７６によって検出される燃料電池（ＦＣ）１２０の燃料の残量が予め定められた所定値以下になり、モータジェネレータ１０４を走行用駆動力源として使用するために燃料電池１２０から電気エネルギーを供給することができないか否かを判断する。燃料電池燃料の残量が所定値より多い場合は、ステップＲ７で前記電源切換スイッチ１２２により燃料電池１２０および二次電池１１８を直列接続してモータジェネレータ１０４に電気エネルギーを供給する。また、ステップＲ８では、燃料電池１２０の発電のパーマメント処理を行い、時間限定で発電量を定格発電量を越えて多くする。すなわち、熱的な問題や耐久上の問題で、長期には無理で通常は使っていない量まで一時的に増加させるのである。このように燃料電池１２０および二次電池１１８を併用するとともに、燃料電池１２０の発電量を定格発電量を越えて増大させることにより、モータジェネレータ１０４の出力が定格出力を越えて引き上げられる。これにより、エンジン１０２の始動遅れに伴う駆動力不足が緩和される。ＥＣＵ１６４による信号処理のうちステップＲ７およびＲ８を実行する部分は、電源切換スイッチ１２２と共に補助駆動制御手段を構成している。すなわち、本実施例は第４発明〜第７発明の実施例に相当する。なお、第４発明の実施に際してはステップＲ７は必ずしも必要でなく、第５発明の実施に際してはステップＲ８は必ずしも必要でなく、第６発明、第７発明の実施に際してはモータジェネレータ１０４がその定格出力を越えることは必ずしも必要でない。
【０１００】次のステップＲ１０では、図２０に点線で示す通常の変速マップよりも高車速側で変速が行われるようにして、定格出力がエンジン１０２よりも小さいモータジェネレータ１０４でも大きな駆動力が得られるようにする。
【０１０１】一方、燃料電池燃料の残量が所定値以下でステップＲ６の判断がＮＯの場合は、ステップＲ９を実行し、二次電池１１８を単独で使用してモータジェネレータ１０４を作動させるとともに、ステップＲ１０で変速マップを変更する。ステップＲ９では、ステップＲ７およびＲ８の実行時に比較してモータジェネレータ１０４の出力が低いため、この場合のステップＲ１０では、ステップＲ７およびＲ８に続いて実行される場合に比較して変速マップの変更量を大きくすることが望ましい。
【０１０２】このように、本実施例のハイブリッド駆動装置１００は、エンジン１０２を駆動力源として走行するためにステップＲ３でエンジン１０２が始動させられる際に、そのエンジン１０２の始動が遅い場合には、ステップＲ４の判断がＮＯになってステップＲ６以下が実行され、燃料電池燃料の残量が十分あればその燃料電池１２０および二次電池１１８を直列接続してモータジェネレータ１０４に電気エネルギーを供給するとともに、燃料電池１２０の発電量を定格発電量を越えて増大させることにより、モータジェネレータ１０４を定格出力を越えて作動させるため、第２駆動力源であるモータジェネレータ１０４として定格出力が小さい安価でコンパクトなものを採用しつつ、エンジン１０２の始動遅れや始動不可に伴う駆動力不足が改善される。これにより、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時、或いはエンジン１０２を駆動力源として発進する際に、エンジン１０２の始動遅れに起因してもたつき感が生じたりエンジン１０２の始動不可によって走行不能になったりすることが防止される。
【０１０３】また、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時のエンジン始動遅れの場合、モータ走行モードで使用していたモータジェネレータ１０４をそのまま用いて高トルクまで引っ張って走行することになるため、前記実施例のように別の電動モータ６０やモータジェネレータ２４を用いて駆動力を発生させる場合に比較して、駆動力を滑らかに増大させることができるとともに制御が容易である。
【０１０４】また、本実施例では、モータジェネレータ１０４の電気エネルギー供給源として燃料電池１２０および二次電池１１８が用いられ、通常は何れか一方から択一的に電気エネルギーが供給されるのに対し、エンジン１０２の始動が遅い場合には、それ等の燃料電池１２０および二次電池１１８を直列接続してモータジェネレータ１０４に電気エネルギーを供給するとともに、燃料電池１２０の発電量を定格発電量を越えて増大させることにより、モータジェネレータ１０４を定格出力を越えて作動させるため、燃料電池１２０として定格発電量が小さい安価でコンパクトなものを採用することが可能で、ハイブリッド駆動装置１００が一層安価でコンパクトに構成される。
【０１０５】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、これ等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。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成１１年８月５日（１９９９．８．５）
【代理人】 【識別番号】１０００８５３６１
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸 （外２名）
【公開番号】 特開２０００−３５０３１０（Ｐ２０００−３５０３１０Ａ）
【公開日】 平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５）
【出願番号】 特願平１１−２２１９３４