(57)【要約】【課題】エンジン始動に必要なトルクを確保しつつ、高回転型の第１回転電機を用いることができるハイブリッド車両の駆動装置を提供すること。【解決手段】エンジンと、第１回転電機と、エンジンに連結された第１回転要素、第１回転電機に連結された第２回転要素、及び、固定部材に連結された第３回転要素を有する遊星歯車機構と、駆動輪に連結された第２回転電機と、を備え、第１回転電機によって発電した電力で第２回転電機を動作させるように構成したハイブリッド車両の駆動装置であって、エンジンと第１回転要素との間に、エンジンの回転を変速して第１回転要素へ伝達するとともに、エンジンの始動時にハイ側の変速比とされるハイ／ロー切替機構を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１回転電機と、
前記エンジンに連結された第１回転要素、前記第１回転電機に連結された第２回転要素、及び、固定部材に連結された第３回転要素を有する遊星歯車機構と、
駆動輪に連結された第２回転電機と、
を備え、
前記第１回転電機によって発電した電力で前記第２回転電機を動作させるように構成したハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記エンジンと前記第１回転要素との間に、前記エンジンの回転を変速して前記第１回転要素へ伝達するとともに、前記エンジンの始動時にハイ側の変速比とされるハイ／ロー切替機構を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンと、第１回転電機と、前記エンジンに連結された第１回転要素、前記第１回転電機に連結された第２回転要素、及び、駆動輪に連結された第３回転要素を有する遊星歯車機構と、前記駆動輪に連結された第２回転電機と、を備えた駆動装置が知られている。特許文献１には、前記駆動装置の資産を活用したうえで、シリーズモードを設定可能としたハイブリッド車両の駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５４６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記駆動装置の資産を活用し、シリーズ形式のハイブリッド車両とするうえで、駆動輪に連結された第３回転要素を固定し、すなわち、固定部材に連結し、第１回転電機によって発電した電力で第２回転電機を動作させるようにした駆動装置が考えられる。この場合、第１回転電機としては、エンジン最高出力が得られる高回転で動作させるために、高回転型の回転電機を使用することが望ましいが、高回転型の回転電機とすると、第１回転電機によるエンジン始動に必要なトルクの確保が困難になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン始動に必要なトルクを確保しつつ、高回転型の第１回転電機を用いることができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンと、第１回転電機と、前記エンジンに連結された第１回転要素、前記第１回転電機に連結された第２回転要素、及び、固定部材に連結された第３回転要素を有する遊星歯車機構と、駆動輪に連結された第２回転電機と、を備え、前記第１回転電機によって発電した電力で前記第２回転電機を動作させるように構成したハイブリッド車両の駆動装置であって、前記エンジンと前記第１回転要素との間に、前記エンジンの回転を変速して前記第１回転要素へ伝達するとともに、前記エンジンの始動時にハイ側の変速比とされるハイ／ロー切替機構を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置は、エンジン始動時にハイ／ロー切替装置をハイ側の変速比にするため、エンジン始動に必要なトルクを確保しつつ、高回転型の第１回転電機を用いることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置を示すスケルトン図である。
【図２】図２（ａ）は、ハイ側の変速比における共線図である。図２（ｂ）は、ロー側の変速比における共線図である。
【図３】図３は、エンジン始動時のハイ／ロー切替機構の制御の一例を示したフローチャートである。
【図４】図４は、エンジン停止時のハイ／ロー切替機構の制御の一例を示したフローチャートである。
【図５】図５は、エンジン始動完了後のハイ／ロー切替機構の制御の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００を示すスケルトン図である。図１に示すエンジン（ＥＮＧ）１は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンであって、出力軸（クランクシャフト）２と同一の回転中心軸線上に、ハイ／ロー切替機構３０、遊星歯車機構３及び発電機能のある第１回転電機４が、順に配置されている。
【００１１】
遊星歯車機構３は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、第２回転要素であるサンギヤ５と、サンギヤ５に対して同心円上に配置され固定部材であるケース４０に連結された第３回転要素であるリングギヤ６と、サンギヤ５及びリングギヤ６に噛み合っているピニオンギヤ７を自転可能且つ公転可能に保持した第１回転要素であるキャリヤ８とを有している。
【００１２】
図２（ａ）は、ハイ側の変速比における共線図である。図２（ｂ）は、ロー側の変速比における共線図である。なお、図中、Ｓ１及びＳ２はサンギヤ歯数であり、Ｒ１及びＲ２はリングギヤ歯数であり、ρ１及びρ２はプラネタリギヤ比である。ハイ／ロー切替機構３０は、エンジン１と遊星歯車機構３のキャリヤ８との間に位置し、エンジン１の出力軸２とキャリヤ８に連結された入力軸９とに連結されており、ハイ側の変速比とロー側の変速比との切り替え（変速）を選択的に実施可能となっている。なお、ここで言う変速比は、エンジン１の出力軸２から見た変速比（ギヤ比）である。
【００１３】
遊星歯車機構３を挟んでエンジン１とは反対側に第１回転電機４が配置されており、第１回転電機４のロータ１０と一体のロータ軸１１がサンギヤ５に連結されている。
【００１４】
カウンタ軸１３は、出力軸２及び入力軸９に対して平行に配置されている。カウンタ軸１３には、ドリブンギヤ１４とドライブギヤ１５とが設けられている。さらに、カウンタ軸１３と平行に、第２回転電機１６が配置されている。第２回転電機１６におけるロータ１７と一体となっているロータ軸１８にはドライブギヤ１９が設けられており、ドライブギヤ１９はドリブンギヤ１４に噛み合っている。カウンタ軸１３や第２回転電機１６と平行に、デファレンシャル２０が設けられている。デファレンシャル２０のリングギヤ２１が、カウンタ軸１３上のドライブギヤ１５に噛み合っている。デファレンシャル２０には、不図示の左右の駆動輪に接続された左右のドライブシャフト２５Ｌ，２５Ｒが連結されている。よって、第２回転電機１６は、動力伝達経路上にて左右の駆動輪と連結されている。
【００１５】
第１回転電機４及び第２回転電機１６は、例えば、永久磁石式の同期電動機であって、第１回転電機４は主に発電機として用いられ、第２回転電機１６は主に電動機として用いられる。なお、第１回転電機４は、電動機としてエンジン１をクランキングさせて始動させる際にも用いられる。また、第１回転電機４及び第２回転電機１６は、バッテリやキャパシタなどからなる蓄電装置２２やインバータ２３を含む電源部２４にそれぞれ電気的に接続されている。そして、第１回転電機４及び第２回転電機１６は、電源部２４によって制御されて、第１回転電機４を発電機として動作させて発電した電力で、第２回転電機１６を電動機として動作させるように構成されている。
【００１６】
ここで、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００においては、第１回転電機４でエンジン１をクランキングしてエンジン１を始動させるが、この場合、エンジン１の出力軸２に作用する第１回転電機４のトルクが大きいほど、クランキング回転数の上昇が早くなり、エンジン１の始動性が向上する。また、エンジン１の出力は、一般にエンジン回転数が高いほど大きくなる。したがって、第１回転電機４の発電電力もエンジン回転数が高いほど大きくなる。
【００１７】
なお、ハイブリッド車両で使用可能な電動機のトルク−回転数特性は、高トルク型と高回転型とがある。高トルク型の電動機では、エンジン始動に必要なトルクは確保しやすいが、許容回転数が低く、エンジン最高出力が得られる高回転での動作が困難である。また、高回転型の電動機では、許容回転数が高く、エンジン最高出力が得られる高回転での動作は問題無いが、出力トルクが低く、エンジン始動に必要なトルクの確保が困難になる。
【００１８】
高回転型の電動機は、高トルク型の電動機に比べて外径が小さく、並行軸配置のギヤトレーンに適している。高回転型の電動機で、出力トルクを上げる手段として回転子（ロータ）の積層鋼板の積厚を上げることが考えられるが、幅方向の寸法が大きくなってしまう。
【００１９】
図３は、エンジン始動時のハイ／ロー切替機構３０の制御の一例を示したフローチャートである。まず、電子制御装置５０は、エンジン始動判定がなされたかを判断する（ステップＳ１）。エンジン始動判定がなされたと判断した場合（ステップＳ１にてＹＥＳ）、電子制御装置５０は、判定ありとして（ステップＳ２）、変速要素をハイ側の変速比に変速する（ステップＳ３）。その後、電子制御装置５０は、エンジン始動が完了したら（ステップＳ４）、変速要素をロー側の変速比に変速して（ステップＳ５）、一連の制御を終了する。一方、ステップＳ１にて、電子制御装置５０が、エンジン始動判定がなされていないと判断した場合（ステップＳ１にてＮＯ）、電子制御装置５０は、判定なしとして（ステップＳ６）、一連の制御を終了する。
【００２０】
このように、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００においては、エンジン始動時にハイ／ロー切替機構３０をハイ側の変速比に変速する。これにより、第１回転電機４によるエンジン始動時に必要なトルク（クランキングトルク）を確保することができる。また、エンジン始動完了後にハイ／ロー切替機構３０をロー側の変速比に変速するため、第１回転電機４としては、エンジン最高出力が得られる高回転で動作させることができる高回転型の回転電機を使用することができる。
【００２１】
また、実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００においては、エンジン停止後にハイ／ロー切替機構３０をハイ側の変速比に変速し、エンジン始動完了後にハイ／ロー切替機構３０をロー側の変速比に変速するようにしてもよい。
【００２２】
図４は、エンジン停止時のハイ／ロー切替機構３０の制御の一例を示したフローチャートである。まず、電子制御装置５０は、エンジン停止判定がなされたかを判断する（ステップＳ１１）。エンジン停止判定がなされたと判断した場合（ステップＳ１１にてＹＥＳ）、電子制御装置５０は、判定ありとして（ステップＳ１２）、ハイ／ロー切替機構３０をハイ側の変速比に変速して（ステップＳ１３）、一連の制御を終了する。一方、ステップＳ１１にて、電子制御装置５０が、エンジン停止判定がなされていないと判断した場合（ステップＳ１１にてＮＯ）、電子制御装置５０は、判定なしとして（ステップＳ１４）、一連の制御を終了する。
【００２３】
図５は、エンジン始動完了後のハイ／ロー切替機構３０の制御の一例を示したフローチャートである。まず、電子制御装置５０は、エンジン始動完了判定がなされたかを判断する（ステップＳ２１）。エンジン始動完了判定がなされたと判断した場合（ステップＳ２１にてＹＥＳ）、電子制御装置５０は、判定ありとして（ステップＳ２２）、ハイ／ロー切替機構３０をロー側の変速比に変速して（ステップＳ２３）、一連の制御を終了する。一方、ステップＳ２１にて、電子制御装置５０が、エンジン始動完了判定がなされていないと判断した場合（ステップＳ２１にてＮＯ）、電子制御装置５０は、判定なしとして（ステップＳ２４）、一連の制御を終了する。
【００２４】
実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００においては、エンジン停止後にハイ／ロー切替機構３０をハイ側の変速比に変速することによって、第１回転電機４によるエンジン始動時のトルク（クランキングトルク）を確保することができるとともに、エンジン始動が予測されてからハイ側の変速比に変速する必要が無く、エンジン始動のタイムラグを低減させることができる。また、エンジン始動完了後にハイ／ロー切替機構３０をロー側の変速比に変速するため、第１回転電機４としては、エンジン最高出力が得られる高回転で動作させることができる高回転型の回転電機を使用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  エンジン
３  遊星歯車機構
４  第１回転電機
５  サンギヤ
６  リングギヤ
７  ピニオンギヤ
８  キャリヤ
１６  第２回転電機
３０  ハイ／ロー切替機構
４０  ケース
５０  電子制御装置
１００  駆動装置
【図１】
2020044873.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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