(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行時における動力源として内燃機関と電動機とが用いられると共に、前記電動機で動力を発生する際に使用する電気を発電可能な発電機を備え、さらに、前記内燃機関で発生した動力を出力側と前記発電機側とに分割して伝達可能な動力分割用遊星歯車機構を備えるハイブリッド車両の駆動装置において、
少なくとも前記内燃機関で発生した動力を２つの経路で出力側に伝達可能な変速用遊星歯車機構と、
前記変速用遊星歯車機構から前記出力側への２つの経路に設けられると共にそれぞれ動力の伝達と遮断との切り替えが可能な２つのクラッチと、
前記動力分割用遊星歯車機構からの出力を固定するブレーキと、
前記変速用遊星歯車機構側から前記出力側に動力を伝達可能な動力出力ギアと、
を備えており、
前記内燃機関と前記動力分割用遊星歯車機構と前記発電機と前記動力出力ギアとは同心配置されており、且つ、前記２つのクラッチは、少なくともいずれか一方が前記動力出力ギアの内周に配設されており、
前記ブレーキは、前記内燃機関の動力が伝達された際に回転可能な回転側部材と、前記回転側部材と係合可能に設けられると共に係合時に前記回転側部材の回転を規制する停止側部材と、を有しており、前記停止側部材は前記発電機の内周に配設されていると共に前記変速用遊星歯車機構における固定要素に連結しており、
前記車両の走行時には、前記内燃機関を停止させて前記２つのクラッチを共に解放することにより、前記電動機の動力のみで走行をする前記走行モードであるＥＶモードと、
前記２つのクラッチを共に解放し、且つ、前記ブレーキを係合することにより、前記内燃機関の動力によって前記発電機で発電し、前記発電機で発電した電力により前記電動機で発生する動力によって走行をする前記走行モードであるシリーズモードと、
前記２つのクラッチのうち一方の前記クラッチを係合し、他方の前記クラッチを解放することにより、前記内燃機関の動力と前記電動機の動力とを使用して走行をする前記走行モードであるＨＶモードと、の３つの前記走行モードの変更を行うことが可能になっており、
さらに、前記ＨＶモードでは、前記２つのクラッチの係合と解放とを入れ替えることにより、低速段と高速段とを切り替えて変速を行うことが可能になっていることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
前記ブレーキは、噛合いクラッチにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の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ものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、環境保全や燃料資源の節約、さらに、実際に車両を使用する際における実用性等の観点から、車両の走行時における原動機として内燃機関であるエンジンと電動発電機とを組み合わせたハイブリッド車両の需要が高まっている。このようなハイブリッド車両では、エンジンの出力と電動発電機の出力とを調節することにより、所望の駆動力を得ているが、従来のハイブリッド車両の中には、２つの電動発電機とエンジンとを備え、エンジンと車軸との間の回転数の差を一方の電動発電機によって差動的に吸収しているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のハイブリッド車駆動構造では、２つの電動発電機であるＭＧ１とＭＧ２と、エンジンとを備えており、さらに、エンジンの出力を車軸側に伝達可能な遊星歯車装置を備えている。このうちＭＧ２は、車軸の回転と比例回転可能に設けられており、エンジンは、遊星歯車装置を介して車軸側に出力を伝達可能に設けられている。また、ＭＧ１は、遊星歯車装置を作動可能に設けられており、ＭＧ１で遊星歯車装置を作動させることにより、エンジンと車軸との間の回転数の差を吸収することができる。これにより、従来の車両で必要とされていた、エンジンと車軸との間の変速機を省くことができる。
【０００４】
また、このような遊星歯車装置を備えるハイブリッド車両の駆動装置では、燃費の向上を考慮して車両の走行時にエンジンを停止させた場合でも、ＭＧ２の出力を駆動力として用いることにより走行を維持することができるが、エンジンを停止させた後、再始動する際には、ＭＧ１の出力をエンジンに伝達することにより再始動する。その際に、ＭＧ１の出力を、より確実にエンジンに伝達することができるように、特許文献１に記載のハイブリッド車駆動構造では、ブレーキやクラッチ等の動力の断続を行うことができる装置を設けたり、変速装置等の回転の負荷を大きくすることができる装置を設けたりすることにより、より確実なエンジンの再始動が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２７６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エンジンを再始動する際における始動性を確保するために、遊星歯車機構の他にブレーキやクラッチ等を設ける場合、駆動装置を構成する要素数が増加するため、装置が大きくなり易くなる。特に、車両の走行性能を確保するために変速装置を設ける場合、駆動装置全体が、さらに大型化し易くなる。この場合、車両への搭載が困難になる場合があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の小型化を図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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るハイブリッド車両の駆動装置は、車両の走行時における動力源として内燃機関と電動機とが用いられると共に、前記電動機で動力を発生する際に使用する電気を発電可能な発電機を備え、さらに、前記内燃機関で発生した動力を出力側と前記発電機側とに分割して伝達可能な動力分割用遊星歯車機構を備えるハイブリッド車両の駆動装置において、少なくとも前記内燃機関で発生した動力を２つの経路で出力側に伝達可能な変速用遊星歯車機構と、前記変速用遊星歯車機構から前記出力側への２つの経路に設けられると共にそれぞれ動力の伝達と遮断との切り替えが可能な２つのクラッチと、前記動力分割用遊星歯車機構からの出力を固定するブレーキと、を備えており、前記車両の走行時には、前記２つのクラッチと前記ブレーキとによる動力の伝達と遮断とを切り替えることにより、前記内燃機関の動力と前記電動機の動力との使用形態が異なる複数の走行モードの変更と、前記内燃機関で発生した動力を前記出力側に伝達する際における変速とを行うことを特徴とする。
【０００９】
また、上記ハイブリッド車両の駆動装置において、前記車両の走行時には、前記内燃機関を停止させて前記２つのクラッチを共に解放することにより、前記電動機の動力のみで走行をする前記走行モードであるＥＶモードと、前記２つのクラッチを共に解放し、且つ、前記ブレーキを係合することにより、前記内燃機関の動力によって前記発電機で発電し、前記発電機で発電した電力により前記電動機で発生する動力によって走行をする前記走行モードであるシリーズモードと、前記２つのクラッチのうち一方の前記クラッチを係合し、他方の前記クラッチを解放することにより、前記内燃機関の動力と前記電動機の動力とを使用して走行をする前記走行モードであるＨＶモードと、の３つの前記走行モードの変更を行うことが可能になっており、さらに、前記ＨＶモードでは、前記２つのクラッチの係合と解放とを入れ替えることにより、低速段と高速段とを切り替えて変速を行うことが可能になっていることが好ましい。
【００１０】
また、上記ハイブリッド車両の駆動装置において、前記変速用遊星歯車機構側から前記出力側に動力を伝達可能な動力出力ギアを備えており、前記内燃機関と前記動力分割用遊星歯車機構と前記発電機と前記動力出力ギアとは同心配置されており、且つ、前記２つのクラッチは、少なくともいずれか一方が前記動力出力ギアの内周に配設されていることが好ましい。
【００１１】
また、上記ハイブリッド車両の駆動装置において、前記ブレーキは、前記内燃機関の動力が伝達された際に回転可能な回転側部材と、前記回転側部材と係合可能に設けられると共に係合時に前記回転側部材の回転を規制する停止側部材と、を有しており、前記停止側部材は前記発電機の内周に配設されていると共に前記変速用遊星歯車機構における固定要素に連結していることが好ましい。
【００１２】
また、上記ハイブリッド車両の駆動装置において、前記ブレーキは、噛合いクラッチにより形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置は、装置の小型化を図ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る駆動装置の概略図である。
【図２】図２は、図１に示すブレーキＢ１の詳細図である。
【図３】図３は、各走行モードと制御の組み合わせとの対応関係を示す説明図である。
【図４】図４は、ＨＶモードで低速段から高速段に切り替える場合における共線図である。
【図５】図５は、ＥＶモード時にエンジンを始動する場合における共線図である。
【図６】図６は、エンジンの始動後にエンジンの動力によって走行をする場合における共線図である。
【図７】図７は、後進走行時にエンジンを始動する場合における共線図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態２に係る駆動装置の概略図である。
【図９】図９は、変形例に係る駆動装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１６】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る駆動装置の概略図である。同図に示す駆動装置１は、内燃機関であるエンジン３と、電気で駆動するモータジェネレータ５とを備えている。この駆動装置１を備える車両（図示省略）は、走行時における動力源として設けられるエンジン３とモータジェネレータ５とを、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５によって協調制御することにより走行する、いわゆるハイブリッド車両となっている。このため、エンジン３とモータジェネレータ５とは、共にＥＣＵ１５に接続されており、ＥＣＵ１５によって制御可能に設けられている。
【００１７】
また、モータジェネレータ５は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた周知の電動発電機として設けられており、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）との２つのモータジェネレータ５が設けられている。このうち、ＭＧ１は、主に発電機として使用され、ＭＧ２は、主に電動機として使用される。これらのモータジェネレータ５には、インバータ（図示省略）等を介して電源であるバッテリ（図示省略）が接続されており、動力を発生する場合には、バッテリの電力によって動力を発生し、発電をする場合には、この発電をした電力をバッテリに充電する。
【００１８】
また、駆動装置１には、エンジン３やモータジェネレータ５で発生した動力を、車両の駆動輪（図示省略）に伝達する際における動力伝達機構として、エンジン３で発生した動力を分割する動力分割機構２０と、動力分割機構２０から伝達された回転を減速しトルクを増大させる減速機構６０と、減速機構６０から伝達された動力を左右の駆動輪に分配して出力する差動装置６５が設けられている。
【００１９】
このうち、動力分割機構２０は、エンジン３で発生した動力を、ＭＧ１を駆動する動力と減速機構６０を駆動する動力に分割可能な遊星歯車機構２１と、エンジン３で発生した動力を遊星歯車機構２１から減速機構６０に伝達可能な動力伝達部材４０と、エンジン３で発生した動力でＭＧ１や減速機構６０を駆動する際において、動力を所望の状態で伝達する際に制御するクラッチ及びブレーキＢ１と、によって構成されている。
【００２０】
このうち、クラッチは、クラッチＣ１とクラッチＣ２との２種類のクラッチが設けられており、遊星歯車機構２１と動力伝達部材４０との間で、動力の伝達や遮断の切り替えが可能に設けられている。このクラッチＣ１、Ｃ２は、公知の油圧湿式多板クラッチとなっており、ＥＣＵ１５によって制御される油圧制御装置１６で、クラッチＣ１、Ｃ２に付与する油圧を制御することにより、係合や解放の制御が可能になっている。詳しくは、油圧制御装置１６は、油圧を発生させるオイルポンプ（図示省略）を備えており、クラッチＣ１、Ｃ２の係合や解放の切り替えは、解放時は、係合時よりも油圧回路のライン圧、つまり、オイルポンプの元圧を、係合時よりも低減することにより、係合と解放との切り替えが可能になっている。
【００２１】
また、ブレーキＢ１は、遊星歯車機構２１を構成する一部の部材に接続されており、ブレーキＢ１は、当該部材の停止や回転の切り替えが可能に設けられている。このブレーキＢ１は、後述するように電磁力により係合や解放の切り替えが可能になっており、ＥＣＵ１５によって制御される電磁力制御装置１７によって制御可能に設けられている。
【００２２】
また、遊星歯車機構２１は、動力分割用遊星歯車機構２５と変速用遊星歯車機構３１とを有しており、このうち動力分割用遊星歯車機構２５は、互いに同軸的に配置されたサンギア２６及びリングギア２７と、これらのギアの間に介在する複数のプラネタリギア２８と、プラネタリギア２８を自転可能に、且つ、サンギア２６やリングギア２７の回転中心軸を中心として公転可能に支持するプラネタリキャリア２９とを有している。同様に、変速用遊星歯車機構３１は、互いに同軸的に配置されたサンギア３２及びリングギア３３と、これらのギアの間に介在する複数のプラネタリギア３４と、プラネタリギア３４を自転可能に支持するプラネタリキャリア３５とを有している。
【００２３】
このように設けられる動力分割用遊星歯車機構２５と変速用遊星歯車機構３１とは、同心配置されており、動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７と変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５とは、一体となって回転可能に連結されている。また、遊星歯車機構２１には、エンジン３とＭＧ１とが接続されるが、動力分割用遊星歯車機構２５と変速用遊星歯車機構３１とは、動力分割用遊星歯車機構２５がエンジン３側に配設されており、変速用遊星歯車機構３１がＭＧ１側に配設されている。これらのエンジン３とＭＧ１も、遊星歯車機構２１と同心配置されており、このため、エンジン３と遊星歯車機構２１とＭＧ１は、同軸上に配設されている。
【００２４】
また、エンジン３からの動力が動力分割機構２０に入力される際における回転軸として設けられる動力分割機構２０の入力軸４は、動力分割用遊星歯車機構２５のプラネタリキャリア２９と一体回転可能に接続されている。これにより、動力分割用遊星歯車機構２５は、エンジン３から伝達された動力を、プラネタリキャリア２９が支持するプラネタリギア２８から、サンギア２６に伝達する動力と、リングギア２７に伝達する動力とに分割可能になっている。
【００２５】
また、ＭＧ１は、この動力分割機構２０に接続されており、ＭＧ１の回転軸７は、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６と一体回転可能に接続されている。ここで、ＭＧ１は変速用遊星歯車機構３１側の配設されているため、ＭＧ１の回転軸７は、ＭＧ１と動力分割用遊星歯車機構２５との間に位置する変速用遊星歯車機構３１の内周側、即ち、変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２の内側を通って、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６に接続されている。これらにより、エンジン３から動力分割用遊星歯車機構２５に入力された動力は、プラネタリキャリア２９、プラネタリギア２８及びサンギア２６を介してＭＧ１に伝達可能になっており、ＭＧ１は、エンジン３から伝達された動力によって発電可能になっている。これらのように、エンジン３やＭＧ１は、共に動力分割用遊星歯車機構２５との間で動力の伝達が可能に設けられている。
【００２６】
一方、変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２は、駆動装置１における静止側の部分に接続されており、回転不可となって設けられている。詳しくは、サンギア３２は、動力分割機構２０が有するブレーキＢ１のブレーキアクチュエータケース５１に結合されている。このブレーキアクチュエータケース５１は、駆動装置１における静止側の部材として設けられており、変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２は、このブレーキアクチュエータケース５１に結合されることにより、回転不可となっている。このように回転不可となっているサンギア３２は、変速用遊星歯車機構３１における固定要素として設けられている。
【００２７】
また、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリギア３４には、遊星歯車機構２１でエンジン３等の動力を伝達する際における伝達状態を切り替える際に用いられる部材である動力伝達切替部材４５が接続されており、動力伝達切替部材４５は、プラネタリキャリア３５と同様に、プラネタリギア３４が公転をする際の公転軸と同軸で回転可能に設けられている。この動力伝達切替部材４５は、ブレーキＢ１が有するプランジャ５０を作動させることによりプランジャ５０と係合や解放が切り替え可能に設けられるブレーキ固定要素４６を有している。このブレーキ固定要素４６は、ブレーキＢ１を構成し、エンジン３の動力が伝達された際に回転可能な回転側部材として設けられている。
【００２８】
図２は、図１に示すブレーキＢ１の詳細図である。ブレーキＢ１について詳しく説明すると、ブレーキＢ１は、プランジャ５０を保持するブレーキアクチュエータケース５１が、動力分割機構２０等を内設するユニットケース５８に固定されており、プランジャ５０は、このブレーキアクチュエータケース５１が有するプランジャ保持部５２に保持されている。その際に、プランジャ５０は、スプライン等の公知の係合要素によってプランジャ保持部５２に係合することにより、遊星歯車機構２１の回転中心軸を中心とする回転方向には回動不可で、回転中心軸に沿った方向に移動可能に設けられている。即ち、プランジャ５０は、ブレーキアクチュエータケース５１に結合されている変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２に、プランジャ保持部５２に保持されることを介して連結している。
【００２９】
このように設けられるプランジャ５０との係合や解放の切り替えが可能なブレーキ固定要素４６は、このプランジャ５０の近傍に位置しており、プランジャ５０が回転中心軸に沿ってブレーキ固定要素４６の方向に移動した際に、プランジャ５０と係合可能に設けられている。詳しくは、ブレーキ固定要素４６とプランジャ５０とには、互いに噛み合うことができる歯（図示省略）が設けられており、ブレーキ固定要素４６とプランジャ５０とは、この歯が互いに噛み合うことにより、係合可能に設けられている。このように設けられるプランジャ５０は、ブレーキＢ１を構成し、ブレーキ固定要素４６と係合可能に設けられると共に係合時にブレーキ固定要素４６の回転を規制する停止側部材として設けられている。
【００３０】
また、プランジャ保持部５２は、ブレーキ固定要素４６が位置する側が開口しており、この開口している側に、付勢部材であるスプリング５４を保持するスプリング保持部５３が配設されている。スプリング５４は、このスプリング保持部５３とプランジャ５０との間に設けられており、プランジャ５０に対して、ブレーキ固定要素４６から離れる方向の付勢力を付与している。
【００３１】
さらに、ブレーキアクチュエータケース５１には、通電することにより電磁力を発生可能な電磁コイル５５が設けられており、プランジャ５０は、電磁コイル５５で電磁力を発生させた場合に、電磁力によってブレーキ固定要素４６の方向に移動可能になっている。プランジャ５０は、このように電磁コイル５５で発生する電磁力で移動可能になっており、また、ブレーキ固定要素４６の方向に移動した際には、ブレーキ固定要素４６と係合可能に設けられている。ブレーキＢ１は、このプランジャ５０とブレーキ固定要素４６との歯が噛み合うことにより係合する電磁噛合い式ブレーキ、或いは電磁噛合い式ドグクラッチとして設けられており、さらに、プランジャ５０は、回転不可に設けられている。このため、ブレーキＢ１が係合した場合には、ブレーキ固定要素４６も回転不可になり、動力伝達切替部材４５の回転が不可の状態になる。これに対し、スプリング５４の付勢力によってプランジャ５０がブレーキ固定要素４６から離れ、プランジャ５０とブレーキ固定要素４６とが解放した場合、即ち、ブレーキＢ１が解放した場合には、ブレーキ固定要素４６は、プランジャ５０によって回転が規制されなくなるので、動力伝達切替部材４５は、回転自在になる。
【００３２】
ブレーキＢ１は、このように電磁コイル５５で発生する電磁力でプランジャ５０に移動を制御することにより、係合や解放を切り替えるが、電磁コイル５５で発生する電磁力は、電磁力制御装置１７によって制御可能に設けられている。即ち、ブレーキＢ１は、電磁力制御装置１７で電磁コイル５５の電磁力を制御することにより、係合や解放の切り替えを行うことができる。これにより、ブレーキＢ１は、動力伝達切替部材４５の回転を規制することを介して、この動力伝達切替部材４５に直結しているエンジン３の回転を規制可能に設けられている。換言すると、ブレーキＢ１は、エンジン３側から出力側への出力要素を固定することができ、これにより、動力分割用遊星歯車機構２５からの出力を固定することができる。
【００３３】
また、これらのように設けられるブレーキアクチュエータケース５１は、一部がＭＧ１の内周側に配設されている。具体的には、ブレーキアクチュエータケース５１は、プランジャ保持部５２でプランジャ５０を保持するため、プランジャ保持部５２が位置する部分が、ブレーキ固定要素４６が位置する側の反対方向に突出しており、また、ＭＧ１は、回転体であるロータ８が略円筒形の形状で形成されている。ブレーキアクチュエータケース５１は、プランジャ保持部５２が位置する部分が、略円筒形の形状で形成されるＭＧ１のロータ８の内周側に位置するように配設されている。
【００３４】
また、変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２は、このように設けられるブレーキアクチュエータケース５１に結合されているため、サンギア３２は、ブレーキアクチュエータケース５１を介して、ユニットケース５８に結合されている。このため、このサンギア３２は、このユニットケース５８の固定部材に対して、回転不可となって設けられている。
【００３５】
また、動力伝達切替部材４５は、クラッチＣ２との係合や解放の切り替えが可能に設けられている。このクラッチＣ２は、変速用遊星歯車機構３１が有する動力伝達切替部材４５と動力伝達部材４０との間に設けられており、係合や解放を切り替えることにより、動力伝達切替部材４５と動力伝達部材４０との間で、動力の伝達や遮断を切り替えることができる。このように設けられるクラッチＣ２は、遊星歯車機構２１から出力側である駆動輪側への動力の伝達と遮断とを切り替え可能な第２クラッチとなっている。
【００３６】
また、変速用遊星歯車機構３１には、リングギア３３に、当該リングギア３３と一体となって回転可能に設けられると共に、クラッチＣ１と係合や解放の切り替えが可能な係合部材４８が設けられている。クラッチＣ１は、変速用遊星歯車機構３１が有する係合部材４８と動力伝達部材４０との間に設けられており、係合や解放を切り替えることにより、係合部材４８と動力伝達部材４０との間で、動力の伝達や遮断を切り替えることができる。このように設けられるクラッチＣ１は、遊星歯車機構２１から出力側である駆動輪側への動力の伝達と遮断とを切り替え可能な第１クラッチとなっている。
【００３７】
これらのように、変速用遊星歯車機構３１は、エンジン３で発生した動力を、動力伝達切替部材４５側と係合部材４８側との２つの経路で、出力側である駆動輪側に伝達可能に設けられており、クラッチＣ１とクラッチＣ２とは、２つの経路に設けられると共にそれぞれ動力の伝達と遮断との切り替えが可能に設けられている。また、これらのように、それぞれ異なる経路の動力の伝達と遮断とを切り替え可能に設けられているクラッチＣ１、Ｃ２、及び変速用遊星歯車機構３１は、変速機構を構成している。この変速機構では、クラッチＣ１とクラッチＣ２との係合と解放とを切り替えることにより、変速用遊星歯車機構３１から動力伝達部材４０、或いは駆動輪側に動力が伝達される際における変速比の切り替えが可能になっている。
【００３８】
変速用遊星歯車機構３１は、このように変速機構を構成しているが、変速用遊星歯車機構３１は動力分割用遊星歯車機構２５と連結しており、動力分割用遊星歯車機構２５は、入力軸４を介してエンジン３と連結している。即ち、エンジン３は、変速用遊星歯車機構３１に対して、クラッチやトルクコンバータを介さずに直結した状態で設けられている。
【００３９】
また、動力伝達部材４０は、変速用遊星歯車機構３１が有するリングギア３３の回転中心軸と同軸で回転可能に設けられており、この動力伝達部材４０には、減速機構６０が有するカウンタシャフト６３を駆動するカウンタドライブギア４１が設けられている。このカウンタドライブギア４１は、遊星歯車機構２１からの動力を減速機構６０に伝達することにより、遊星歯車機構２１側から出力側である駆動輪側に動力を伝達可能な動力出力ギアとなっている。
【００４０】
また、減速機構６０は、動力分割機構２０のカウンタドライブギア４１に噛み合うカウンタドリブンギア６１と、カウンタドリブンギア６１と結合されているカウンタシャフト６３と、カウンタシャフト６３に結合され、差動装置６５が有するリングギア６６に噛み合うファイナルドライブギア６４とを有している。また、減速機構６０が有するカウンタドリブンギア６１には、ＭＧ２の回転軸１１に設けられるドライブギア１２が噛み合っている。これらのため、減速機構６０は、動力分割機構２０の動力伝達部材４０から伝達された動力と、ＭＧ２から伝達された動力とを、回転速度を減速しトルクを増大させて差動装置６５のリングギア６６に伝達可能になっている。
【００４１】
また、差動装置６５は、リングギア６６と、当該リングギア６６に固定され、一体に回転する差動ケース６７とを有している。また、差動ケース６７内には、サイドギア（図示省略）や差動ピニオン（図示省略）が設けられており、車両の左右の駆動輪（図示省略）が結合される駆動軸７０は、この差動装置６５に接続されている。また、これらのようにＭＧ２は、ドライブギア１２が減速機構６０のカウンタドリブンギア６１に噛み合っているため、ＭＧ２は、車両の駆動軸７０、或いは駆動輪に対して、直結した状態になっている。
【００４２】
この実施形態１に係る駆動装置１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両の走行時には、車両の走行状態に応じてＥＣＵ１５から油圧制御装置１６や電磁力制御装置１７に制御信号を送信し、クラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１の係合や解放を切り替えることにより、所望の走行状態で走行することができる。例えば、クラッチＣ１、Ｃ２を制御する場合には、ＥＣＵ１５から油圧制御装置１６に制御信号を送信し、オイルポンプ元圧を調節してライン圧を調節することにより、クラッチＣ１、Ｃ２の係合や解放を切り替える。
【００４３】
エンジン３の動力を用いて走行をする場合には、このクラッチＣ１とクラッチＣ２とのうち、いずれか一方を係合させ、他方を解放させることにより、係合している側のクラッチの伝達経路の変速比で、エンジン３の動力を減速機構６０側に伝達できる。即ち、係合するクラッチを切り替えることにより、変速を行うことができる。
【００４４】
また、電磁力制御装置１７は、ブレーキＢ１を係合させる場合は電磁コイル５５で電磁力を発生させ、解放させる場合には電磁力を除去するが、ブレーキＢ１の係合中は、解放から係合するまでの過渡期である係合動作時よりも電磁力を低減する。つまり、電磁力制御装置１７は、解放状態のブレーキＢ１を係合させる場合は、電磁コイル５５に一旦大きな電磁力を発生させ、係合が完了したら、係合を維持できる程度に電磁力を低減させる。
【００４５】
また、この駆動装置１は、車両の走行時にエンジン３の動力とモータジェネレータ５の動力との使用形態が異なる複数の走行モードを、車両の走行状態や運転者の要求に応じてクラッチＣ１とクラッチＣ２とブレーキＢ１とによる動力の伝達と遮断とを切り替えることにより変更することができる。詳しくは、クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１の係合や解放の組み合わせを制御することにより、電力のみでの走行モードであるＥＶモード、エンジン３の動力によって発電し、その発電による電力によって走行をする走行モードであるシリーズモード時における後進走行であるシリーズモード後進走行、エンジン３の動力とモータジェネレータ５の動力とを使用して走行をするモードであるＨＶモードを切り替えることができる。クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１の係合や解放の組み合わせを制御することにより、このように３つの走行モードの変更を行うことが可能になっている。
【００４６】
図３は、各走行モードと制御の組み合わせとの対応関係を示す説明図である。まず、ＥＶモード時の制御について説明すると、ＥＶモードでは、エンジン３の運転は停止し、クラッチＣ１、Ｃ２は解放する。エンジン３で発生した動力は、入力軸４より動力分割機構２０に入力され、遊星歯車機構２１に入力されるが、エンジン３の運転を停止した場合、入力軸４から遊星歯車機構２１には動力が入力されない。このため、遊星歯車機構２１は作動せず、停止した状態になり、変速用遊星歯車機構３１のリングギア３３に接続される係合部材４８や、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリギア３４に接続される動力伝達切替部材４５も、共に停止した状態になる。
【００４７】
このうち、係合部材４８は、クラッチＣ１によって、動力伝達部材４０との間で動力の伝達や遮断を切り替えることが可能に設けられており、動力伝達切替部材４５は、クラッチＣ２によって、動力伝達部材４０との間で動力の伝達や遮断を切り替えることが可能に設けられているが、クラッチＣ１、Ｃ２は、共に解放した状態になっている。これらのため、係合部材４８や動力伝達切替部材４５と、動力伝達部材４０との間では、動力が伝達されず、動力伝達部材４０は、遊星歯車機構２１に対して自由に回転可能な状態になっている。
【００４８】
なお、ＥＶモードの場合には、このように動力伝達切替部材４５は停止しており、また、クラッチＣ２は解放した状態になり、動力伝達切替部材４５と動力伝達部材４０との間で動力は伝達されない状態になっているため、係合することにより動力伝達切替部材４５の回転を停止させるブレーキＢ１は、係合しても解放してもどちらでもよい。
【００４９】
また、ＥＶモードでは、目標駆動力に応じて、バッテリの電力を用いてＭＧ２を駆動する。ＭＧ２のドライブギア１２は、減速機構６０のカウンタドリブンギア６１に噛み合っているため、ＭＧ２で発生した動力は減速機構６０のカウンタシャフト６３に伝達される。カウンタシャフト６３に伝達されたＭＧ２の動力は、ファイナルドライブギア６４から、当該ファイナルドライブギア６４と噛み合っている差動装置６５のリングギア６６に伝達されることにより、差動装置６５に伝達される。これにより、ＭＧ２の動力は、車両の駆動軸７０に伝達されて車両の走行時における駆動力として用いられ、車両は、このＭＧ２で発生した動力によって走行する。
【００５０】
また、ＭＧ２で発生した動力が伝達される減速機構６０のカウンタドリブンギア６１には、動力伝達部材４０のカウンタドライブギア４１が噛み合っているが、ＥＶモードでは、クラッチＣ１、Ｃ２を解放するため、動力伝達部材４０は、遊星歯車機構２１に対して回転自在な状態になっている。このため、ＭＧ２からの動力がカウンタドリブンギア６１を介して動力伝達部材４０に伝達された場合でも、動力伝達部材４０から他の部位に動力が伝達されて動力が使用されることがなく、動力伝達部材４０のみが回転をする。これらのように、ＥＶモードは、ＭＧ２で発生した動力のみで走行をする走行モードになっている。
【００５１】
次に、シリーズモード後進走行時の制御について説明すると、シリーズモードで後進走行をする際には、エンジン３を運転させ、ブレーキＢ１は係合し、クラッチＣ１、Ｃ２は解放する。エンジン３を運転させることによりエンジン３で発生した動力は、入力軸４に入力され、入力軸４が回転する。この入力軸４は、動力分割用遊星歯車機構２５のプラネタリキャリア２９に接続されているため、入力軸４が回転した場合、入力軸４と共にプラネタリキャリア２９も回転する。このようにプラネタリキャリア２９が回転した場合、その回転はプラネタリキャリア２９が支持するプラネタリギア２８に伝達され、プラネタリギア２８は公転をする。
【００５２】
ここで、このプラネタリギア２８は、リングギア２７と噛み合っているが、リングギア２７は、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５に接続されており、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５は、動力伝達切替部材４５が接続されたプラネタリギア３４に接続されている。また、動力伝達切替部材４５は、ブレーキＢ１が係合しているため、回転不可の状態になっている。このため、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリギア３４とプラネタリキャリア３５とを介して動力伝達切替部材４５に接続されている動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７も、回転不可の状態になっている。これにより、エンジン３からの動力が伝達された動力分割用遊星歯車機構２５のプラネタリギア２８は、停止しているリングギア２７に対して転動しながら、当該プラネタリギア２８を支持するプラネタリキャリア２９の回転に伴って公転をする。
【００５３】
その際に、プラネタリギア２８は、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６とも噛み合いながら、公転をしつつ自転をするが、この自転の方向は、プラネタリギア２８におけるサンギア２６側が、プラネタリキャリア２９の回転方向に向かう方向となって自転をしている。このため、公転をしつつ自転をしているプラネタリギア２８からサンギア２６に回転を伝達する場合には、増速をして伝達する。従って、エンジン３からの動力が動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６に伝達される場合には、入力軸４よりも増速されて伝達される。
【００５４】
この動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６には、ＭＧ１の回転軸７が接続されているため、サンギア２６に伝達されたエンジン３からの動力は、ＭＧ１に伝達される。ＭＧ１は、この動力によって発電をする。ＭＧ１で発電をした電気は、バッテリに充電される。
【００５５】
また、シリーズモードでは、ＥＶモードと同様に目標駆動力に応じてＭＧ２を駆動し、ＭＧ２で発生した動力を減速機構６０から差動装置６５に伝達して駆動軸７０に伝達することにより、車両を走行させる。即ち、シリーズモードでは、エンジン３で発生した動力によって発電をした電気を用いて走行をする。
【００５６】
また、シリーズモードでは、ＭＧ２の動力は減速機構６０のカウンタドリブンギア６１を介して動力分割機構２０の動力伝達部材４０に伝達されるが、このシリーズモードでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放している。このため、ＥＶモードと同様に、ＭＧ２で発生した動力が動力分割機構２０に伝達された場合でも、動力伝達部材４０の回転以外には使用されず、ＭＧ２の動力は、車両の走行時における駆動力を発生させることのみに用いられる。これらのように、シリーズモードは、エンジン３で発生した動力によってＭＧ１で発電し、このＭＧ１で発電した電力によりＭＧ２で発生する動力によって走行をする走行モードになっている。
【００５７】
シリーズモードでは、このようにＭＧ２で発生した動力によって走行をするが、後進をする場合には、ＭＧ２の回転方向を、前進時の回転方向の反対方向にしてＭＧ２を駆動する。これにより、ＭＧ２の動力が伝達される各部は、回転方向が前進時の回転方向の反対方向になって回転をするため、駆動輪に接続される駆動軸７０の回転方向も反対方向になり、車両は後進をする。この場合でも、クラッチＣ１、Ｃ２は解放されているため、ＭＧ２で発生した動力を損失することなく、後進する。
【００５８】
次に、ＨＶモード時の制御について説明すると、ＨＶモードでは、エンジン３とＭＧ２とで、共に動力を発生させる。また、ブレーキＢ１は解放し、クラッチＣ１とクラッチＣ２とは、選択する変速段に応じて係合と解放とを切り替える。まず、ＨＶモードで、低速段で走行する場合には、クラッチＣ１は係合し、クラッチＣ２は解放する。この場合、エンジン３で発生した動力は入力軸４から動力分割用遊星歯車機構２５のプラネタリキャリア２９に伝達され、プラネタリギア２８が公転をする。これにより、エンジン３の動力は、プラネタリギア２８から、リングギア２７とサンギア２６とに分かれて伝達される。このうち、サンギア２６に伝達された動力は、ＭＧ１に伝達され、ＭＧ１は、この動力によって発電をする。
【００５９】
一方、プラネタリギア２８からリングギア２７に伝達された動力は、リングギア２７から、さらに、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５に伝達される。このＨＶモードでは、ブレーキＢ１は解放しているため、このプラネタリキャリア３５によって支持される変速用遊星歯車機構３１のプラネタリギア３４は、公転可能になっている。
【００６０】
このため、動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７からエンジン３の動力が伝達される変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５は、このリングギア２７と共に回転し、プラネタリキャリア３５よって支持されるプラネタリギア３４は、プラネタリキャリア３５の回転に伴って公転をする。ここで、このプラネタリギア３４は、サンギア３２と噛み合っているが、変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２は、回転不可となって設けられている。このため、プラネタリギア３４は、停止した状態のサンギア３２に対して転動しながら、当該プラネタリギア３４を支持するプラネタリキャリア３５の回転に伴ってサンギア３２の周囲を公転する。
【００６１】
その際に、プラネタリギア３４は、変速用遊星歯車機構３１のリングギア３３とも噛み合いながら、公転をしつつ自転をするが、この自転の方向は、プラネタリギア３４におけるリングギア３３側が、プラネタリキャリア３５の回転方向に向かう方向となって自転をしている。このため、公転をしつつ自転をしているプラネタリギア３４からリングギア３３に回転を伝達する場合には、増速をして伝達する。従って、エンジン３からの動力が変速用遊星歯車機構３１のリングギア３３に伝達される場合には、入力軸４よりも増速されて伝達される。
【００６２】
クラッチＣ１は、この変速用遊星歯車機構３１のリングギア３３と動力伝達部材４０との間で動力の伝達や遮断の切り替えが可能に設けられているが、このクラッチＣ１は係合しているため、リングギア３３の回転は、クラッチＣ１を介して動力伝達部材４０に伝達される。これにより、動力伝達部材４０は回転し、この回転は、動力伝達部材４０に設けられるカウンタドライブギア４１より、減速機構６０のカウンタドリブンギア６１に伝達される。これにより、カウンタシャフト６３、ファイナルドライブギア６４が回転し、この回転は、差動装置６５に伝達される。即ち、エンジン３で発生した動力が、動力分割機構２０から減速機構６０に伝達され、減速機構６０から差動装置６５に伝達される。
【００６３】
また、ＨＶモードでは、ＭＧ２を駆動し、ＭＧ２で動力を発生させる。ＭＧ２で発生した動力は、減速機構６０を介して差動装置６５に伝達される。ＨＶモードでは、このようにエンジン３で発生した動力とＭＧ２で発生した動力とが差動装置６５に伝達される。車両の駆動軸７０は、これらの動力によって回転し、車両は走行をする。これらのように、ＨＶモードは、エンジン３で発生した動力とＭＧ２で発生した動力とを使用して走行をする走行モードになっている。
【００６４】
また、ＨＶモードで、高速段で走行する場合には、クラッチＣ１は解放し、クラッチＣ２を係合する。これにより、エンジン３の動力が伝達されることにより公転する変速用遊星歯車機構３１のプラネタリギア３４に接続される動力伝達切替部材４５が、プラネタリギア３４の公転に伴って回転をした場合、この回転は、クラッチＣ２を介して動力伝達部材４０に伝達される。これにより、エンジン３の動力は、動力伝達部材４０から減速機構６０に伝達され、減速機構６０から差動装置６５に伝達される。さらに、差動装置６５にはＭＧ２の動力が伝達されるため、車両は、これらのエンジン３の動力とＭＧ２の動力とによって走行をする。このように、ＨＶモードでは、クラッチＣ１とクラッチＣ２との２つのクラッチの係合と解放とを入れ替えることにより、低速段と高速段とを切り替えて変速を行うことが可能になっている。
【００６５】
車両の走行時には、これらのようにエンジン３やモータジェネレータ５で発生させる動力を制御したり、ブレーキＢ１やクラッチＣ１、Ｃ２の係合や解放を切り替えたりすることにより、所望の走行モードで走行をする。即ち、車両の走行時には、目標駆動力や走行している状態、バッテリの充電量等に応じて、ＥＣＵ１５によってエンジン３やモータジェネレータ５等の協調制御を行うが、次に、走行モードを切り替える場合における各部の作動状態について説明する。
【００６６】
図４は、ＨＶモードで低速段から高速段に切り替える場合における共線図である。この図４は、駆動装置１を構成する各部位の回転状態を示しており、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６をＳ、プラネタリキャリア２９をＣ、リングギア２７をＲで示しており、変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２をＳ´、プラネタリキャリア３５をＣ´、リングギア３３をＲ´で示している。また、エンジン３やモータジェネレータ５の動力は、最終的には差動装置６５に接続される駆動軸７０から出力されるが、動力分割機構２０やＭＧ２からの動力は減速機構６０のカウンタシャフト６３に伝達され、また、カウンタシャフト６３と駆動軸７０とは比例関係になっているため、カウンタシャフト６３の回転状態を、最終的な出力であるものとしてＯＵＴで示している。また、ＭＧ１は、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６に直結されているため、ＭＧ１とサンギア２６（Ｓ）は同じ回転数になっており、エンジン３は、動力分割用遊星歯車機構２５のプラネタリキャリア２９に直結されているため、エンジン３とプラネタリキャリア２９（Ｃ）は同じ回転数になっている。これらは、他の共線図においても同様である。
【００６７】
ＨＶモードでは、減速機構６０には動力分割機構２０の動力伝達部材４０と、ＭＧ２とから動力が伝達される。このため、この動力伝達部材４０の回転とＭＧ２の回転とは、同調している。また、ＨＶモードでは、低速段と高速段とで係合するクラッチＣ１、Ｃ２が異なっており、動力伝達部材４０は、係合するクラッチＣ１、Ｃ２によって、エンジン３からの動力の伝達経路が異なっており、回転が異なっている。即ち、低速段で走行する場合には、クラッチＣ２は解放し、クラッチＣ１を係合するため、ＭＧ２は、クラッチＣ１を介して動力伝達部材４０に動力を伝達する、変速用遊星歯車機構３１のリングギア３３（Ｒ´）と回転が同調している。
【００６８】
これに対し、高速段で走行する場合には、クラッチＣ１を解放し、クラッチＣ２を係合する。このため、ＭＧ２は、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５（Ｃ´）と回転が同調する。つまり、クラッチＣ２は、動力伝達切替部材４５から動力伝達部材４０に動力を伝達可能に設けられており、動力伝達切替部材４５は、プラネタリキャリア３５と共に回転をするため、ＭＧ２は、このプラネタリキャリア３５（Ｃ´）と回転が同調する。この場合、ＭＧ１の回転数が相対的に持ち上げられ、ＭＧ１の回転数が上昇する。即ち、エンジン３から動力分割機構２０に入力される動力のうち、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６（Ｓ）側に分配される動力であるＭＧ１側への動力の分配の割合が増加する。このため、ＭＧ１での発電量が増加する。
【００６９】
図５は、ＥＶモード時にエンジンを始動する場合における共線図である。ＥＶモードでは、ＭＧ２の動力で走行をするため、ＭＧ２は回転をしているのに対し、エンジン３は停止した状態になるため、遊星歯車機構２１の各部も停止した状態になる。この状態でエンジン３を始動する場合は、ブレーキＢ１を係合させ、ＭＧ１を駆動する。ブレーキＢ１を係合させた場合には、動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７（Ｒ）が回転不可の状態になるため、ＭＧ１で発生した動力は変速用遊星歯車機構３１や減速機構６０側には伝達されずに、動力分割用遊星歯車機構２５のサンギア２６（Ｓ）、プラネタリギア２８、プラネタリキャリア２９（Ｃ）を介して、エンジン３にのみ伝達される。エンジン３は、このＭＧ１から伝達された動力によって始動する。
【００７０】
図６は、エンジンの始動後にエンジンの動力によって走行をする場合における共線図である。エンジン３の始動後、ＨＶモードでエンジン３の動力を用いて走行をする場合には、ブレーキＢ１を解放してＭＧ１の動力を低下させる。これにより、動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７（Ｒ）が回転をするため、これに伴い変速用遊星歯車機構３１のプラネタリキャリア３５（Ｃ´）が回転し、エンジン３の動力が変速用遊星歯車機構３１から動力伝達部材４０を経て、減速機構６０側に出力される。
【００７１】
図７は、後進走行時にエンジンを始動する場合における共線図である。後進走行を行う場合は、ブレーキＢ１を係合し、クラッチＣ１、Ｃ２を解放した状態で、ＭＧ２を、前進走行時の回転方向の反対方向に駆動させる。これにより、減速機構６０には、前進走行時と反対方向の回転が、ＭＧ２より伝達され、車両は後進する。また、後進走行時にエンジン３を始動する場合は、ＭＧ１を駆動して始動する。この後進走行では、ブレーキＢ１が係合しているため、動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７（Ｒ）が回転不可の状態になっている。このため、ＭＧ１で発生した動力は、変速用遊星歯車機構３１側には伝達されずに、エンジン３にのみ伝達される。エンジン３は、このＭＧ１から伝達された動力によって始動する。
【００７２】
以上のハイブリッド車両の駆動装置１は、エンジン３で発生した動力を出力側とＭＧ１側とに分割可能な動力分割用遊星歯車機構２５を設け、さらに、エンジン３で発生した動力を２つの経路で出力側に伝達可能な変速用遊星歯車機構３１と、１つのブレーキＢ１と、クラッチＣ１とクラッチＣ２との２つのクラッチとを設けている。これにより、これらのブレーキＢ１やクラッチＣ１、Ｃ２の係合や解放を切り替えることによって、車両の走行時にモータジェネレータ５の動力のみで走行したり、モータジェネレータ５の動力とエンジン３の動力とを併用して走行したりするなど、車両の走行時おける走行モードを切り替えることができ、さらに、エンジン３で発生した動力を出力側に伝達する際における変速を行うことができる。従って、エンジン３と、電動機として用いられるモータジェネレータ５とを、車両の走行時における動力源として用いる場合に、最小限の構成で所望の走行状態を得ることができる。この結果、装置の小型化を図ることができる。
【００７３】
また、このように装置の小型化を図ることにより、エンジン３が車両の前側部分に搭載され、走行時には前輪を駆動する車両、つまり、駆動形式が、いわゆるＦＦ（Front engine Front drive）であるハイブリッド車両の場合でも、容易に駆動装置１を車両に搭載することができる。この結果、車両への駆動装置１の搭載性の向上を図ることができる。
【００７４】
また、２つのクラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１の、それぞれの係合や解放を切り替えることによって、ＥＶモード、シリーズモード、ＨＶモードの３つの走行モードを変更したり、ＨＶモード時における変速を行ったりすることができる。このため、最小限の構成で装置を小型化した場合でも、様々な走行状態を実現することができ、走行性能を確保することができる。この結果、装置の小型化と車両の走行性能の確保とを両立することができる。
【００７５】
また、ＭＧ２を車両の駆動軸７０に直結させ、クラッチＣ１、Ｃ２を遊星歯車機構２１における出力側に設けているため、ＥＶモードでの走行時にはクラッチＣ１、Ｃ２を解放することによって、ＭＧ２と遊星歯車機構２１とを切り離すことができる。これにより、ＥＶモードで走行をする場合における引き摺り損失を低減することができる。また、ＥＶモードで走行する場合には、クラッチＣ１、Ｃ２を解放するため、クラッチＣ１、Ｃ２を係合させる場合にオイルポンプ等を作動させることに起因する動力の損失を低減できる。これらの結果、燃費の向上や消費電力の低減を図ることができる。また、このように消費電力が低減するため、特に、外部電源から充電可能なハイブリッド車両であるプラグインハイブリッド車両の場合、ＥＶモードでの走行距離を長くすることができる。
【００７６】
また、シリーズモードで後進する場合には、クラッチＣ１、Ｃ２を解放させた状態でエンジン３を駆動させるので、従来のハイブリッド車両の駆動装置のように、バッテリの充電量が低下している状態で後進をする際に、エンジンを駆動させて発電を行うことによって発生する引き摺り損失を抑制できる。これにより、シリーズモードで後進する場合における消費電力の低減を図ることができると共に、後進時の駆動力を確保することができる。この結果、より確実に消費電力の低減を図ることができると共に、走行性能を確保することができる。
【００７７】
また、変速用遊星歯車機構３１とクラッチＣ１、Ｃ２とを設けることにより、ＨＶモード時に２段変速が可能になっているので、ＨＶモードで高速走行を行う場合における燃費の向上と、高負荷走行時のモータジェネレータ５の熱を抑えることができる。また、ＭＧ２が駆動軸７０に直結しているため、クラッチＣ１とクラッチＣ２との係合と解放とを切り替えて変速を行う際に、変速時の変速ショックを、ＭＧ２の動力によって容易に低減することができる。また、エンジン３の始動時には、クラッチＣ１、Ｃ２を解放し、ブレーキＢ１を係合するので、始動時におけるショックが駆動軸７０に伝わることを抑制しつつ、エンジン３を始動することができる。また、このように、エンジン３の始動時に、ショックが駆動軸７０に伝わらないので、ＭＧ２で始動反力を発生させる必要がなく、バッテリの出力を低減することができるため、低コスト化を図ることができる。
【００７８】
また、ブレーキＢ１を構成するプランジャ５０を、ＭＧ１の内周に配設しており、さらにプランジャ５０を、変速用遊星歯車機構３１における固定要素である変速用遊星歯車機構３１のサンギア３２に連結している。これにより、ＭＧ１と遊星歯車機構２１とを合わせた軸長を短くすることができる。この結果、より確実に装置の小型化を図ることができ、車両への搭載性の向上を図ることができる。
【００７９】
また、変速機構は、変速用遊星歯車機構３１と、さらにクラッチＣ１、Ｃ２によって構成しており、また、これらのクラッチＣ１、Ｃ２は、油圧湿式多板クラッチとなっている。このため、変速時には、クラッチＣ１、Ｃ２を差動させ、徐々にそれぞれのクラッチの係合と解放とを切り替えることにより、エンジン３が変速用遊星歯車機構３１に直結していることにより大きくなり易くなっている変速ショックを低減させることができる。また、クラッチＣ１、Ｃ２の解放時は、係合時よりも油圧回路のライン圧を低減させるため、オイルポンプを作動させることに起因する動力の損失を低減することができる。この結果、動力の損失を抑制しつつ、良好な乗り心地を得ることができる。
【００８０】
また、ブレーキＢ１は、噛合いクラッチである電磁噛合い式ドグクラッチにより形成されているため、制御性の向上を図ることができる。つまり、ブレーキＢ１は、エンジン３の停止中にのみ係合動作をさせ、始動時のみに解放動作を行うため、ブレーキＢ１は噛合いクラッチで制御性は十分であり、ブレーキＢ１に電磁噛合い式ドグクラッチを用いることにより、容易に制御を行うことができる。また、このように噛合いクラッチを用いることにより、解放時には確実に解放することができ、解放中は、油圧湿式多板クラッチよりも引き摺り損失を低減することができる。
【００８１】
また、ブレーキＢ１は、係合中は、係合動作時よりも電磁力を低減させるため、消費電力の低減を図ることができる。このため、ＥＶモードや回生走行中に、ブレーキＢ１を常に係合させていても、消費電力が増加するなどの損失を低減することができる。
【００８２】
また、油圧湿式多板クラッチの場合、極低温始動時には、油圧系の応答遅れによりＭＧ２によるエンジン３の始動反力が取れず、エンジン３の始動に時間がかかるが、ブレーキＢ１に電磁噛合い式ドグクラッチを用いることにより、極低温始動時におけるブレーキＢ１の作動性を確保できる。これにより、エンジン３の始動時間を短縮することができる。一方、通常の変速時には、油圧系の応答性を確保することができるため、油圧湿式多板クラッチにより設けられるクラッチＣ１、Ｃ２を用いて変速を行うことにより、変速ショックを低減することができる。これらの結果、消費電力の低減を図りつつ、より確実な変速制御を行うことができ、良好な乗り心地を得ることができる。
【００８３】
［実施形態２］
実施形態２に係る駆動装置８０は、実施形態１に係る駆動装置１と略同様の構成であるが、動力分割機構のクラッチがエンジン側に配設されている点に特徴がある。他の構成は実施形態１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図８は、本発明の実施形態２に係る駆動装置の概略図である。実施形態２に係る駆動装置８０は、実施形態１に係る駆動装置１と同様に、車両の走行時における動力源として用いられるエンジン３とモータジェネレータ５（ＭＧ１、ＭＧ２）とを備えており、さらに、動力分割機構８２と、減速機構６０と、差動装置６５とを有している。このうち、減速機構６０と差動装置６５は、実施形態１に係る駆動装置１に設けられる減速機構６０と差動装置６５と同様な形態で設けられている。
【００８４】
また、動力分割機構８２は、実施形態１に係る駆動装置１が有する動力分割機構２０と同様に、遊星歯車機構８３と、動力伝達部材１００と、クラッチＣ１、Ｃ２と、ブレーキＢ１とが設けられているが、実施形態１に係る駆動装置１における各部材とは、それぞれ形態が異なっている。
【００８５】
このうち、遊星歯車機構８３は、動力分割用遊星歯車機構８５と変速用遊星歯車機構９１とを有しており、このうち、動力分割用遊星歯車機構８５は、互いに同軸的に配置されたサンギア８６及びリングギア８７と、これらのギアの間に介在する複数のプラネタリギア８８と、プラネタリギア８８を自転可能に支持するプラネタリキャリア８９とを有している。同様に、変速用遊星歯車機構９１も、サンギア９２、リングギア９３、プラネタリギア９４、プラネタリキャリア９５を有して構成されている。
【００８６】
このように設けられる動力分割用遊星歯車機構８５と変速用遊星歯車機構９１とは、同心配置されており、動力分割用遊星歯車機構８５のリングギア８７と変速用遊星歯車機構９１のプラネタリキャリア９５とは、一体となって回転可能に連結されている。また、遊星歯車機構８３にはエンジン３とＭＧ１とが、同心配置されて接続されるが、この遊星歯車機構８３は、実施形態１に係る駆動装置１が有する遊星歯車機構２１とは異なり、動力分割用遊星歯車機構８５と変速用遊星歯車機構９１とは、動力分割用遊星歯車機構８５がＭＧ１側に配設されており、変速用遊星歯車機構９１がエンジン３側に配設されている。
【００８７】
また、動力分割機構８２の入力軸４は、動力分割用遊星歯車機構８５のプラネタリキャリア８９と一体回転可能に接続されている。ここで、入力軸４は、エンジン３に接続されているが、エンジン３は変速用遊星歯車機構９１側に配設されている。このため、入力軸４は、エンジン３と動力分割用遊星歯車機構８５との間に位置する変速用遊星歯車機構９１の内周側、即ち、変速用遊星歯車機構９１のサンギア９２の内側を通って、動力分割用遊星歯車機構８５のプラネタリキャリア８９に接続されている。これにより、動力分割用遊星歯車機構８５は、エンジン３から伝達された動力を、プラネタリキャリア８９が支持するプラネタリギア８８から、サンギア８６に伝達する動力と、リングギア８７に伝達する動力とに分割可能になっている。
【００８８】
また、ＭＧ１の回転軸７は、動力分割用遊星歯車機構８５のサンギア８６と一体回転可能に接続されている。これらにより、エンジン３やＭＧ１は、共に動力分割用遊星歯車機構８５との間で動力の伝達が可能に設けられており、ＭＧ１は、エンジン３から伝達された動力によって発電可能になっている。
【００８９】
一方、変速用遊星歯車機構９１のリングギア９３は、固定部材１１０によって駆動装置８０における静止側の部分に接続されており、回転不可となって設けられている。このように回転不可となって設けられるリングギア９３には、ブレーキＢ１を構成する停止側係合部材１１５が設けられており、この停止側係合部材１１５には、遊星歯車機構８３の回転中心軸を中心とする回転方向には回動不可で、回転中心軸に沿った方向に移動可能なプランジャ１１８が設けられている。
【００９０】
また、動力分割用遊星歯車機構８５のリングギア８７には、ブレーキＢ１を構成する回転側係合部材１１６が設けられている。プランジャ１１８は、この回転側係合部材１１６の方向に移動したり回転側係合部材１１６から離れたりする方向で移動可能に設けられており、プランジャ１１８が回転側係合部材１１６の方向に移動した際に、プランジャ１１８と回転側係合部材１１６とは係合可能に設けられている。即ち、ブレーキＢ１は、このプランジャ１１８と回転側係合部材１１６とが係合することにより係合するドグクラッチとして設けられている。このプランジャ１１８は、回転不可に設けられているため、ブレーキＢ１が係合した場合には、回転側係合部材１１６も回転不可になり、回転側係合部材１１６が接続されている動力分割用遊星歯車機構８５のリングギア８７も回転することができなくなる。
【００９１】
これに対し、プランジャ１１８が回転側係合部材１１６から離れた場合には、ブレーキＢ１は解放した状態になり、回転側係合部材１１６はプランジャ１１８によって回転が規制されなくなるので、回転側係合部材１１６及びリングギア８７は回転自在になる。
【００９２】
また、変速用遊星歯車機構９１のプラネタリギア９４には、遊星歯車機構８３でエンジン３等の動力を伝達する際における伝達状態を切り替える際に用いられる部材である第１動力伝達切替部材１０５が接続されており、第１動力伝達切替部材１０５は、プラネタリキャリア９５と同様に、プラネタリギア９４が公転をする際の公転軸と同軸で回転可能に設けられている。さらに、変速用遊星歯車機構９１には、サンギア９２にも第１動力伝達切替部材１０５と同様な部材である第２動力伝達切替部材１０６が接続されており、第２動力伝達切替部材１０６は、サンギア９２と一体となって回転可能に設けられている。
【００９３】
また、第１動力伝達切替部材１０５は、クラッチＣ１との係合や解放の切り替えが可能に設けられている。このクラッチＣ１は、第１動力伝達切替部材１０５と動力伝達部材１００との間に設けられており、係合や解放を切り替えることにより、第１動力伝達切替部材１０５と動力伝達部材１００との間で、動力の伝達や遮断を切り替えることができる。
【００９４】
同様に、第２動力伝達切替部材１０６は、クラッチＣ２との係合や解放の切り替えが可能に設けられている。このクラッチＣ２は、第２動力伝達切替部材１０６と動力伝達部材１００との間に設けられており、係合や解放を切り替えることにより、第２動力伝達切替部材１０６と動力伝達部材１００との間で、動力の伝達や遮断を切り替えることができる。
【００９５】
また、動力伝達部材１００は、変速用遊星歯車機構３１が有するプラネタリギア９４の公転の中心軸やサンギア９２の回転中心軸と同軸で回転可能に設けられており、この動力伝達部材１００には、減速機構６０が有するカウンタシャフト６３を駆動するカウンタドライブギア１０１が設けられている。詳しくは、動力伝達部材１００は、略円筒形の形状で形成されており、カウンタドライブギア１０１は、この動力伝達部材１００の外周部分に設けられており、同心配置される動力分割用遊星歯車機構８５や変速用遊星歯車機構９１等と同様に、これらと同心配置される。また、クラッチＣ１、Ｃ２は、動力伝達部材１００の内周部分に設けられており、換言すると、クラッチＣ１、Ｃ２は、カウンタドライブギア１０１の内周に配設されている。
【００９６】
減速機構６０は、カウンタシャフト６３に結合されているカウンタドリブンギア６１が、このカウンタドライブギア１０１と噛み合って設けられている。また、差動装置６５は、当該差動装置６５が有するリングギア６６が、カウンタシャフト６３に結合されるファイナルドライブギア６４に噛み合って設けられている。また、ＭＧ２は、ドライブギア１２が減速機構６０のカウンタドリブンギア６１に噛み合っている。
【００９７】
この実施形態２に係る駆動装置８０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両の走行時には、実施形態２に係る駆動装置８０でも実施形態１に係る駆動装置１と同様に、駆動装置８０のクラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１の係合や解放を切り替えることにより走行モードを切り替えることができる。つまり、実施形態２に係る駆動装置８０では、動力分割機構８２は動力分割用遊星歯車機構８５と変速用遊星歯車機構９１とを有しており、エンジン３は動力分割用遊星歯車機構８５のプラネタリキャリア８９に接続され、ＭＧ１は動力分割用遊星歯車機構８５のサンギア８６に接続されており、動力分割用遊星歯車機構８５のリングギア８７は変速用遊星歯車機構９１のプラネタリキャリア９５に接続されている。このため、動力分割機構８２におけるエンジン３及びＭＧ１の動力の伝達経路は、実施形態１に係る駆動装置１と実施形態２に係る駆動装置８０とで、同様な経路になっている。
【００９８】
また、変速用遊星歯車機構９１は、サンギア９２とリングギア９３とプラネタリキャリア９５とのうち、１つの要素が回転不可となっており、他の２つの要素がクラッチＣ１、Ｃ２によって、動力伝達部材１００との間で動力の伝達や遮断が可能に設けられている。
【００９９】
また、ブレーキＢ１を係合した場合には、動力分割用遊星歯車機構８５のリングギア８７を回転不可の状態にすることができるが、実施形態１に係る駆動装置１でブレーキＢ１を係合した場合も、動力分割用遊星歯車機構２５のリングギア２７の回転が不可の状態になる。即ち、実施形態１に係る駆動装置１でブレーキＢ１の係合や解放を切り替えた場合と、実施形態２に係る駆動装置８０でブレーキＢ１の係合や解放を切り替えた場合とで、同じ作動状態を得ることができる。
【０１００】
これらのため、クラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１の係合や解放を切り替えることにより得られる動力分割機構８２と動力伝達部材１００との動力の伝達形態は、実施形態１に係る駆動装置１における動力の伝達形態と同様の形態を得ることができる。このため、実施形態２に係る駆動装置８０でも実施形態１に係る駆動装置１と同様に、クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１の係合や解放の組み合わせを制御することにより、走行モードを、ＥＶモードと、シリーズモードと、ＨＶモードとに切り替えることができる。
【０１０１】
以上の駆動装置８０は、エンジン３と動力分割用遊星歯車機構８５とＭＧ１とカウンタドライブギア１０１とを同心配置し、且つ、クラッチＣ１、Ｃ２を、カウンタドライブギア１０１の内周に配設している。これにより、カウンタドライブギア１０１の内周を有効利用できるため、動力分割用遊星歯車機構８５とＭＧ１とを合わせた軸長を、より確実に短くすることができる。この結果、より確実に装置の小型化を図ることができ、車両への搭載性の向上を図ることができる。
【０１０２】
図９は、変形例に係る駆動装置の概略図である。なお、実施形態１に係る駆動装置１では、ブレーキＢ１は、電磁噛合い式ブレーキとして設けられているが、ブレーキＢ１は、これ以外の形態であってもよい。例えば、図９に示すように、ブレーキＢ１は、電磁コイル１３０と、電磁力によって作動するカム機構１３５によって構成する、電磁カム式ブレーキを用いてもよい。このカム機構１３５は、停止部材１３６と回転部材１３７とカム１３８とにより構成されており、停止部材１３６は、ブレーキアクチュエータケースに固定されており、回転部材１３７は、変速用遊星歯車機構３１のプラネタリギア３４に接続される動力伝達切替部材４５に接続されている。カム１３８は、この停止部材１３６と回転部材１３７との間に配設されており、電磁コイル１３０は、電磁力によってカム１３８を作動させることができるように設けられている。
【０１０３】
このように設けられるブレーキＢ１は、電磁コイル１３０で電磁力を発生させていない場合には、回転部材１３７はカム１３８に対して相対的に回転をすることができ、プラネタリギア３４の公転と共に動力伝達切替部材４５が回転した場合には、回転部材１３７は動力伝達切替部材４５の回転に伴って回転をする。これに対し、電磁コイル１３０で電磁力を発生させた場合には、カム１３８と回転部材１３７との間で摩擦が発生し、回転部材１３７は回転が規制される。これにより、動力伝達切替部材４５の回転が規制され、プラネタリギア３４の公転も規制されて公転不可の状態になる。
【０１０４】
このように、ブレーキＢ１に、電磁カム式ブレーキを用いた場合でも、電磁力によってブレーキＢ１を作動させることにより、引き摺り損失を低減することができ、また、極低温始動時におけるブレーキＢ１の作動性を確保できる。これらの結果、消費電力の低減を図りつつ、より確実な変速制御を行うことができる。
【０１０５】
なお、上述した駆動装置１、８０では、クラッチＣ１、Ｃ２は油圧によって作動可能に設けられており、ブレーキＢ１は電磁力によって作動可能に設けられているが、クラッチＣ１、Ｃ２とブレーキＢ１は、これら以外の作動形態でもよい。例えば、クラッチＣ１、Ｃ２やブレーキＢ１が全て電磁力によって作動可能に設けられていてもよい。また、クラッチＣ１、Ｃ２は多板クラッチとなっており、ブレーキＢ１は噛合い式ブレーキ、またはカム式ブレーキとなっているが、クラッチＣ１、Ｃ２やブレーキＢ１は、これら以外の形式で形成されていてもよい。作動形態や形式に関わらず、変速用遊星歯車機構３１、９１からの動力の２つの出力経路にクラッチＣ１、Ｃ２が設けられ、エンジン３の回転を規制することができるブレーキＢ１が設けられていれば、所望の走行状態の実現と装置の小型化を両立することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置は、動力源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両の駆動装置に有用であり、特に、複数の走行モードを得る場合に適している。
【符号の説明】
【０１０７】
１、８０  駆動装置
３  エンジン
５  モータジェネレータ
１５  ＥＣＵ
１６  油圧制御装置
１７  電磁力制御装置
２０、８２  動力分割機構
２１、８３  遊星歯車機構
２５、８５  動力分割用遊星歯車機構
２６、３２、８６、９２  サンギア
２７、３３、８７、９３  リングギア
２８、３４、８８、９４  プラネタリギア
２９、３５、８９、９５  プラネタリキャリア
３１、９１  変速用遊星歯車機構
４０、１００  動力伝達部材
４１、１０１  カウンタドライブギア
４５  動力伝達切替部材
４６  ブレーキ固定要素
４８  係合部材
５０、１１８  プランジャ
６０  減速機構
６５  差動装置
７０  駆動軸
１０５  第１動力伝達切替部材
１０６  第２動力伝達切替部材
１１０  固定部材
１１５  停止側係合部材
１１６  回転側係合部材
１３５  カム機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005391959.tif 000008
【図８】
0005391959.tif 000009
【図９】
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