(57)【要約】【課題】簡易な構成とすること。【解決手段】エンジンＥＮＧと、第１回転機ＭＧ１と、第２回転機ＭＧ２と、エンジン回転軸１１が接続されたキャリアＣと、ＭＧ１回転軸１２が接続されたサンギヤＳと、第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗが接続されたリングギヤＲと、を含む差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置２０と、エンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗとの間に配置され、その間をＥＶ走行中とエンジンＥＮＧを始動させる際とに切り離す解放状態となる一方、その間をＨＶ走行中に連結させる係合状態となる第１ワンウェイクラッチ５１と、エンジンＥＮＧを始動させる際に、第１ワンウェイクラッチ５１におけるエンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１の側の係合要素の回転を停止させる第２ワンウェイクラッチ５２と、を備えること。【選択図】図１
2014046860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関と、
第１回転機と、
第２回転機と、
前記機関の回転軸が接続された回転要素と、前記第１回転機の回転軸が接続された回転要素と、前記第２回転機及び駆動輪が接続された回転要素と、を含む差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置と、
前記機関及び前記第１回転機と前記第２回転機及び前記駆動輪との間に配置され、その間を前記第２回転機の動力のみで走行するＥＶ走行中と前記機関を始動させる際とに切り離す解放状態となる一方、その間を前記機関と前記第２回転機の動力で走行するＨＶ走行中に連結させる係合状態となる第１ワンウェイクラッチと、
前記機関を始動させる際に、前記第１ワンウェイクラッチにおける前記機関及び前記第１回転機の側の係合要素の回転を停止させる第２ワンウェイクラッチと、
を備えることを特徴としたハイブリッドシステム。
【請求項２】
前記機関の始動制御の開始後に前記第１ワンウェイクラッチが係合状態とならぬよう前記第１回転機を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッドシステム。
【請求項３】
前記機関の始動後に前記第１ワンウェイクラッチの係合速度を抑えながら当該第１ワンウェイクラッチを係合させるよう前記第１回転機を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関と回転機を動力源として用いるハイブリッド車両のハイブリッドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッドシステムとしては、機関と２つの回転機と動力分配機構（遊星歯車機構）とを備えたものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、機関の回転軸と第１回転機の回転軸と第２回転機の回転軸及び駆動輪とを動力分配機構の夫々の回転要素に接続したハイブリッドシステムが開示されている。このハイブリッドシステムにおいては、動力分配機構のリングギヤと第２回転機の回転軸及び駆動輪との間にワンウェイクラッチが配設され、その第２回転機及び駆動輪を機関及び第１回転機から切り離すことができる。そのワンウェイクラッチは、機関トルクで走行する際にリングギヤの回転を駆動輪側へと伝達するが、駆動輪側の回転をリングギヤに伝えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５９３９９２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、上記従来のハイブリッドシステムでは、機関を始動させる際に、第１回転機の回転を機関の回転軸に伝えることで、この機関の回転を持ち上げる。その際、第１回転機の回転は、動力分配機構のリングギヤを固定することで機関の回転軸に伝達される。これが為、このハイブリッドシステムには、そのリングギヤとワンウェイクラッチとの間に、リングギヤの回転を止めることのできる制御ブレーキが設けられている。この様に、従来のハイブリッドシステムは、機関を始動させる為に制御ブレーキ（制御クラッチの場合もある）を設ける必要があり、そのシステム構成が複雑なものとなっている。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、簡素な構成からなるハイブリッドシステムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為、本発明は、機関と、第１回転機と、第２回転機と、前記機関の回転軸が接続された回転要素と前記第１回転機の回転軸が接続された回転要素と前記第２回転機及び駆動輪が接続された回転要素とを含む差動回転可能な複数の回転要素を有する差動装置と、前記機関及び前記第１回転機と前記第２回転機及び前記駆動輪との間に配置され、その間を前記第２回転機の動力のみで走行するＥＶ走行中と前記機関を始動させる際とに切り離す解放状態となる一方、その間を前記機関と前記第２回転機の動力で走行するＨＶ走行中に連結させる係合状態となる第１ワンウェイクラッチと、前記機関を始動させる際に、前記第１ワンウェイクラッチにおける前記機関及び前記第１回転機の側の係合要素の回転を停止させる第２ワンウェイクラッチと、を備えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記機関の始動制御の開始後に前記第１ワンウェイクラッチが係合状態とならぬよう前記第１回転機を制御する制御装置を設けることが望ましい。
【０００８】
また、前記機関の始動後に前記第１ワンウェイクラッチの係合速度を抑えながら当該第１ワンウェイクラッチを係合させるよう前記第１回転機を制御する制御装置を設けることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るハイブリッドシステムは、機関及び第１回転機と第２回転機及び駆動輪との間の切り離しをアクチュエータ等の動作制御機器を必要としない第１ワンウェイクラッチで実現させている。また、このハイブリッドシステムにおいては、機関を始動させる際に、第２ワンウェイクラッチで差動装置の回転要素が固定されるので、第１回転機で機関の回転を持ち上げることができる。従って、このハイブリッドシステムにおいては、機関を始動させる為のスタータモータが不要になる。また、このハイブリッドシステムにおいては、その回転要素の固定についても、アクチュエータ等の動作制御機器を必要としない第２ワンウェイクラッチで実現させており、従来の様な制御ブレーキ（又は制御クラッチ）で固定要素を固定する必要がない。従って、このハイブリッドシステムは、従来と比べて部品点数の減少が可能になり、システムの小型化やシステムの軽量化、システムの低コスト化を図ることができる。また、このハイブリッドシステムは、部品点数を減少させているので、簡素な構成で構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係るハイブリッドシステムの実施例の構成を示すスケルトン図である。
【図２】図２は、実施例の入出力関係図である。
【図３】図３は、第１及び第２のワンウェイクラッチの作動係合表である。
【図４】図４は、エンジンを始動させる際の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、ＥＶ走行中の共線図である。
【図６】図６は、エンジンの回転を持ち上げる際の共線図である。
【図７】図７は、エンジンの始動制御の開始後の第１回転機の制御を説明する共線図である。
【図８】図８は、エンジンを始動させる際の他の動作を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ切り替える際の共線図である。
【図１０】図１０は、ＨＶ走行中の共線図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るハイブリッドシステムの変形例の構成を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るハイブリッドシステムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
［実施例］
本発明に係るハイブリッドシステムの実施例を図１から図１１に基づいて説明する。
【００１３】
図１の符号１−１は、本実施例のハイブリッドシステムを示す。また、図１の符号１００は、このハイブリッドシステム１−１が搭載されたハイブリッド車両を示す。
【００１４】
ハイブリッドシステム１−１は、エンジンＥＮＧと第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２とを備える。
【００１５】
エンジンＥＮＧは、エンジン回転軸（クランクシャフト）１１から機械的な動力（エンジントルク）を出力する内燃機関や外燃機関等の機関である。このエンジンＥＮＧは、その動作が図２に示す機関制御装置としての電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」と云う。）９１によって制御される。そのエンジンＥＣＵ９１は、例えば、電子スロットル弁の開度制御、点火信号の出力による点火制御、燃料の噴射制御等を行って、エンジンＥＮＧの出力トルク（以下、「エンジントルク」と云う。）を制御する。
【００１６】
第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２は、力行駆動時の電動機（モータ）としての機能と、回生駆動時の発電機（ジェネレータ）としての機能と、を有する電動発電機（モータジェネレータ）である。これら第１及び第２の回転機ＭＧ１，ＭＧ２は、その動作が図２に示す回転機制御装置としての電子制御装置（以下、「ＭＧＥＣＵ」と云う。）９２によって制御される。第１及び第２の回転機ＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ（図示略）を介して二次電池（図示略）に接続されており、夫々の回転軸（ＭＧ１回転軸１２、ＭＧ２回転軸１３）に入力された機械エネルギ（回転トルク）を電気エネルギに変換して、二次電池に蓄電させることができる。また、第１及び第２の回転機ＭＧ１，ＭＧ２は、二次電池から供給された電気エネルギ又は他方の回転機（第２及び第１の回転機ＭＧ２，ＭＧ１）が生成した電気エネルギを機械エネルギ（回転トルク）に変換し、夫々の回転軸（ＭＧ１回転軸１２、ＭＧ２回転軸１３）から機械的な動力（出力トルク）として出力することができる。ＭＧＥＣＵ９２は、例えば、第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２に対して供給する電流値を調整し、第１回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」と云う。）や第２回転機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」と云う。）を制御する。
【００１７】
更に、このハイブリッドシステム１−１には、そのエンジンＥＮＧと第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２との相互間における動力伝達、そして、これらと駆動輪Ｗとの間で動力伝達を行うことが可能な動力伝達装置が設けられている。その動力伝達装置は、差動装置２０を備える。本実施例のハイブリッドシステム１−１は、エンジン回転軸１１とＭＧ１回転軸１２とを同心に配置し、且つ、これらに対して間隔を空けて平行にＭＧ２回転軸１３を配置した複軸式のものである。差動装置２０は、そのエンジン回転軸１１とＭＧ１回転軸１２との間において同心に配置される。
【００１８】
差動装置２０とは、差動回転が可能な複数の回転要素からなる遊星機構を動力分割機構として備えたものである。その遊星機構としては、シングルピニオン型の遊星歯車機構、ダブルピニオン型の遊星歯車機構、ラビニヨ型の遊星歯車機構等を適用可能である。この例示の差動装置２０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構を１つ備えており、その回転要素としてのサンギヤＳとリングギヤＲと複数のピニオンギヤＰとキャリアＣとを有する。
【００１９】
この差動装置２０においては、そのサンギヤＳとリングギヤＲとキャリアＣの内の１つがエンジンＥＮＧに接続され、その残りの内の１つが第１回転機ＭＧ１に接続され、最後の１つが第２回転機ＭＧ２と駆動輪Ｗとに接続される。この例示では、エンジンＥＮＧをキャリアＣに連結し、第１回転機ＭＧ１をサンギヤＳに連結し、第２回転機ＭＧ２と駆動輪ＷをリングギヤＲに連結する。キャリアＣは、エンジン回転軸１１と一体になって回転できるように連結され、差動装置２０とエンジンＥＮＧとの間の動力伝達要素を成す。サンギヤＳは、ＭＧ１回転軸１２と一体になって回転できるように連結され、差動装置２０と第１回転機ＭＧ１との間の動力伝達要素を成す。リングギヤＲは、下記の歯車群等を介してＭＧ２回転軸１３や駆動輪Ｗに連結され、差動装置２０と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗとの間の動力伝達要素を成す。
【００２０】
そのリングギヤＲには、同心に配置された一体回転可能な第１ギヤ３１が接続されている。その第１ギヤ３１は、第２ギヤ３２と噛み合い状態にある外歯歯車である。尚、このリングギヤＲは、その外周面上に第１ギヤ３１としての外歯を有するものであってもよい。第２ギヤ３２は、その第１ギヤ３１の回転軸（エンジン回転軸１１やＭＧ１回転軸１２と同心のもの）に対して平行にずらして配置された回転軸（出力軸１４）に固定される。その出力軸１４とは、この動力伝達装置における駆動輪Ｗ側への動力の出力を担う回転軸である。エンジントルクは、この出力軸１４を介して駆動輪Ｗ側に伝達される。この出力軸１４には、第３ギヤ３３が固定されている。その第３ギヤ３３は、第４ギヤ３４と噛み合い状態にある外歯歯車である。その第４ギヤ３４は、ＭＧ２回転軸１３に固定される。従って、ＭＧ２トルクは、その出力軸１４を介して駆動輪Ｗ側に伝達される。出力軸１４には、更に、第２ギヤ３２と第３ギヤ３３との間に第５ギヤ３５が固定されている。その第５ギヤ３５は、デフリングギヤとしての第６ギヤ３６と噛み合い状態にある外歯歯車である。その第６ギヤ３６は、差動装置４１に取り付けられている。差動装置４１は、左右の駆動軸４２を介して駆動輪Ｗに連結されている。
【００２１】
このハイブリッドシステム１−１においては、図２に示すように、エンジンＥＣＵ９１とＭＧＥＣＵ９２とを統括制御すると共にシステムの統合制御を行う統合ＥＣＵ（以下、「ＨＶＥＣＵ」と云う。）９０が設けられており、これらによって本システムの制御装置が構成される。
【００２２】
ＨＶＥＣＵ９０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等の各種センサが接続されている。このＨＶＥＣＵ９０は、その各種センサによって、車速、アクセル開度、第１回転機ＭＧ１の回転数（ＭＧ１回転数）、第２回転機ＭＧ２の回転数（ＭＧ２回転数）、動力伝達装置の出力軸１４の回転数、二次電池のＳＯＣ（State of Charge）等を取得する。
【００２３】
ＨＶＥＣＵ９０は、取得した情報に基づいて、ハイブリッド車両１００に対する要求駆動力、要求パワー、要求トルク等を算出する。このＨＶＥＣＵ９０は、例えば、算出した要求車両駆動力に基づいて、要求エンジントルク、要求ＭＧ１トルク及び要求ＭＧ２トルクを算出する。ＨＶＥＣＵ９０は、その要求エンジントルクをエンジンＥＣＵ９１に送信してエンジンＥＮＧに出力させると共に、要求ＭＧ１トルク及び要求ＭＧ２トルクをＭＧＥＣＵ９２に送信して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２に出力させる。
【００２４】
このハイブリッドシステム１−１においては、電気自動車（ＥＶ）走行モードとハイブリッド（ＨＶ）走行モードとが設定されており、その何れかの走行モードでハイブリッド車両１００を走行させることができる。
【００２５】
ＥＶ走行モードとは、第２回転機ＭＧ２の動力を駆動輪Ｗに伝えて走る走行モードのことである。このハイブリッドシステム１−１においては、ＥＶ走行モードでの走行（以下、「ＥＶ走行」と云う。）を行っているときに、燃費を向上させるべく、エンジンＥＮＧを停止させている。ＨＶ走行モードとは、エンジンＥＮＧの動力と第２回転機ＭＧ２の動力とを駆動輪Ｗに伝えて走る走行モードのことである。このハイブリッドシステム１−１においては、ＨＶ走行モードでの走行（以下、「ＨＶ走行」と云う。）を行っているときに、第１回転機ＭＧ１を発電機として動作させることが可能であり、この様にして電力の回生を行うことで、電費の向上を図ることができる。
【００２６】
ここで、このハイブリッドシステム１−１の動力伝達装置は、エンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗとの間に第１及び第２のワンウェイクラッチ５１，５２を備える。第１ワンウェイクラッチ５１は、その間をＥＶ走行中とエンジンＥＮＧを始動させる際とに切り離す一方、その間をＨＶ走行中に連結させるべく設けた断接装置である。また、第２ワンウェイクラッチ５２は、エンジンＥＮＧを始動させる際の差動装置２０のリングギヤＲの固定の為に設けた断接装置である。
【００２７】
具体的に、本実施例の第１ワンウェイクラッチ５１は、第２ギヤ３２と出力軸１４との間に配置する。この例示では、その第２ギヤ３２を差動装置２０側と出力軸１４側とに２分割し、その差動装置２０側の第１構成要素３２ａと出力軸１４側の第２構成要素３２ｂとの間に第１ワンウェイクラッチ５１を介在させている。第１構成要素３２ａは、第１ギヤ３１と噛み合う外歯を有しており、第１ワンウェイクラッチ５１の第１係合要素（図示略）と一体になって回転する。一方、第２構成要素３２ｂは、出力軸１４に固定され、この出力軸１４と共に第１ワンウェイクラッチ５１の第２係合要素（図示略）と一体になって回転する。
【００２８】
この第１ワンウェイクラッチ５１は、第１係合要素の回転数に対して第２係合要素の回転数が大きくなったときに、即ち第１係合要素と第２係合要素との間に回転数差が生じたときに解放状態となり、第１係合要素と第２係合要素の夫々の回転数が一致しているとき又は第１係合要素の回転数が第２係合要素の回転数に対して大きくなろうとしているときに、係合状態になるよう構成されている。例えば、この第１ワンウェイクラッチ５１としては、その様な回転数差が生じたときに第１係合要素と第２係合要素との間に隙間が空くディスコネクト型のものを利用する。
【００２９】
係合状態とは、第１係合要素と第２係合要素とが一体になって回転している状態のことである。つまり、第１ワンウェイクラッチ５１が係合状態のときには、第１構成要素３２ａと第２構成要素３２ｂとが一体になるので、第２ギヤ３２が出力軸１４と一体になって回転する。従って、このときには、第２ギヤ３２を介して第１ギヤ３１の回転（トルク）を出力軸１４に伝えることができる。これに対して、解放状態とは、第１係合要素と第２係合要素との間で互いに回転（トルク）を伝えることができない状態のことである。つまり、第１ワンウェイクラッチ５１が解放状態のときには、第１構成要素３２ａの回転（トルク）を第２構成要素３２ｂに伝達できないので、第１ギヤ３１の回転（トルク）を出力軸１４に伝えることができない。
【００３０】
この第１ワンウェイクラッチ５１（ＯＷＣ１）は、図３に示す様に、ＥＶ走行中に解放状態となる。つまり、ＥＶ走行中は、ＭＧ２トルクによって出力軸１４と第２構成要素３２ｂとが正回転方向（前進時の出力軸１４の回転方向を正回転と定義する）に回転する一方で、エンジン回転数とＭＧ１回転数とを互いに０にしているので、第１構成要素３２ａの回転数も０になる。これが為、ＥＶ走行中の第１ワンウェイクラッチ５１では、第１係合要素の回転数に対して第２係合要素の回転数が大きくなっている。従って、第１ワンウェイクラッチ５１は、ＥＶ走行中に解放状態となり、エンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗとの間を動力伝達が行えないように切り離す。ここで、その際、第２ワンウェイクラッチ５２（ＯＷＣ２）は、後述する第１係合要素と第２係合要素とが係合されている場合もあれば、解放されている場合もある。尚、図３は、第１及び第２のワンウェイクラッチ５１，５２の作動係合表である。この作動係合表において、「○」は係合状態を示し、「×」は解放状態を示す。また、「△」は、係合状態又は解放状態になることを示す。
【００３１】
ＨＶＥＣＵ９０は、例えば、要求車両駆動力が所定の大きさを超えた場合又は二次電池のＳＯＣが小さくなった場合等に、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替える。その切り替えに際して、ＨＶＥＣＵ９０は、停止中のエンジンＥＮＧを再起動させる。このハイブリッドシステム１−１では、第１回転機ＭＧ１を電動機として動作させ、力行駆動させた第１回転機ＭＧ１のＭＧ１回転数及びＭＧ１トルクでエンジンＥＮＧの回転をエンジン始動が可能なエンジン回転数（以下、「始動回転数」と云う。）にまで持ち上げる。そして、このハイブリッドシステム１−１では、エンジン回転数が始動回転数（エンジンＥＮＧの始動が可能な回転数）以上まで上昇したときに点火等を行うことで（例えばガソリンエンジンの場合）、このエンジンＥＮＧを始動させる。
【００３２】
以下に、そのエンジン始動時の動作を図４のフローチャートと共に説明する。
【００３３】
ここでは、ＥＶ走行中にエンジン始動要求が為された場合について説明する。ＥＶ走行中は、図５のハイブリッドシステム１−１の共線図に示す様に、第２回転機ＭＧ２が負回転で負トルクを出力し、そのＭＧ２トルクが出力軸１４に伝わることで、駆動輪Ｗに駆動力を発生させている。その際、出力軸１４は、正回転している。また、このＥＶ走行中には、エンジン回転数とＭＧ１回転数とが互いに０になっている。この為、第１ワンウェイクラッチ５１においては、上述した様に第１係合要素と第２係合要素との間に回転数差が生じている。従って、この第１ワンウェイクラッチ５１は、解放状態になっている。尚、その共線図においては、「ＭＧ１」が第１回転機ＭＧ１の接続されたサンギヤ軸を表しており、「ＥＮＧ」がエンジンＥＮＧの接続されたキャリア軸を表している。また、「Ｒ」はリングギヤＲに繋がっている第１構成要素３２ａの回転軸を表している。また、「ＯＵＴ」は第２構成要素３２ｂに繋がっている出力軸１４を表し、「ＭＧ２」はＭＧ２回転軸１３を表している。その各軸については、後述する共線図においても同様のものとする。
【００３４】
ＨＶＥＣＵ９０は、そのＥＶ走行中にエンジン始動要求が為された場合（ステップＳＴ１）、第１回転機ＭＧ１の制御によるエンジンＥＮＧの回転の持ち上げを実行させる（ステップＳＴ２）。
【００３５】
その際、ＨＶＥＣＵ９０は、第１回転機ＭＧ１を正回転で正トルクが出力されるように制御する（図６）。このハイブリッドシステム１−１においては、その第１回転機ＭＧ１の制御によって、第１ワンウェイクラッチ５１の解放状態が保持されたままで、第２ワンウェイクラッチ５２が係合状態となる（図３）。その第２ワンウェイクラッチ５２においては、第１回転機ＭＧ１の制御に伴い、下記の第２係合要素が第１構成要素３２ａと共に負回転方向に回転しようとするので、この第２係合要素が下記の第１係合要素に係合して係合状態になる。これにより、第１構成要素３２ａが例えばシステムの筐体ＣＡに固定されて回転できなくなるので、差動装置２０においては、リングギヤＲが回転できなくなる。従って、エンジンＥＮＧにおいては、ＭＧ１回転数とＭＧ１トルクがエンジン回転軸１１に伝達され、その回転がイナーシャによるトルクに抵抗して持ち上げられることになる。その第１回転機ＭＧ１の制御は、少なくともエンジン回転数が始動回転数に到達するまで継続させる。
【００３６】
ここで、第２ワンウェイクラッチ５２は、第１構成要素３２ａとシステムの筐体ＣＡとの間に配置する。この第２ワンウェイクラッチ５２は、第１ワンウェイクラッチ５１と同じ様に、第１係合要素（図示略）と第２係合要素（図示略）とを備える。その第１係合要素は、筐体ＣＡに固定する。第２係合要素は、第１構成要素３２ａに当該第１構成要素３２ａと一体になって回転できるよう固定する。この第２ワンウェイクラッチ５２は、エンジンＥＮＧを始動させる際に、第１構成要素３２ａの回転を停止させることで、第１ワンウェイクラッチ５１におけるエンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１の側の第１係合要素の回転を停止させるものである。
【００３７】
この第２ワンウェイクラッチ５２は、第１係合要素の回転数に対して第２係合要素の回転数が大きくなったときに、即ち第１係合要素と第２係合要素との間に回転数差が生じたときに解放状態となり、第１係合要素と第２係合要素の夫々の回転数が一致しているとき又は第２係合要素の回転数が第１係合要素の回転数に対して大きくなろうとしているときに、係合状態になるよう構成されたものであればよい。例えば、この第２ワンウェイクラッチ５２としては、その様な回転数差が生じたときに第１係合要素と第２係合要素との間に隙間が空くディスコネクト型のものを利用する。尚、この例示では第１係合要素の回転数が常に０なので、第２ワンウェイクラッチ５２は、正回転又は負回転の内の一方の回転を許容し、他方に回転しようとすると０回転で係止されるものを利用してもよい。
【００３８】
この第２ワンウェイクラッチ５２は、エンジンＥＮＧを始動させる際に係合状態となり、ＥＶ走行中やＨＶ走行中に解放状態となる。
【００３９】
ＨＶＥＣＵ９０は、エンジン回転数Ｎｅが始動回転数Ｎｅ０以上になったのか否かを判定する（ステップＳＴ３）。ＨＶＥＣＵ９０は、エンジン回転数Ｎｅが始動回転数Ｎｅ０に到達していない場合、ステップＳＴ２に戻り、その第１回転機ＭＧ１の制御を続ける。
【００４０】
一方、エンジン回転数Ｎｅが始動回転数Ｎｅ０以上になった場合、ＨＶＥＣＵ９０は、エンジン始動制御を開始する（ステップＳＴ４）。このエンジン始動制御とは、例えばガソリンエンジンの場合、燃料噴射量や点火時期の制御等のことを云う。
【００４１】
ここで、このハイブリッドシステム１−１では、エンジン始動制御の開始と共に、第１構成要素３２ａの回転しようとする方向が負回転方向から正回転方向に切り替わるので、第２ワンウェイクラッチ５２が解放状態になる。そして、その第１構成要素３２ａは、正回転で回り始める。尚、上述した様に、その第１構成要素３２ａは、回転方向の切り替わり前に、係合状態の第２ワンウェイクラッチ５２によって停止している。一方、第２構成要素３２ｂは、出力軸１４と共に正回転方向に回転している。このときのハイブリッド車両１００は、未だＥＶ走行中だからである。
【００４２】
ＥＶ走行からＨＶ走行への切り替えは、その第１構成要素３２ａの回転数が第２構成要素３２ｂの回転数に追いついて、第１ワンウェイクラッチ５１が係合状態になることで実現される。しかしながら、エンジン始動制御の最中やエンジン始動直後（つまりエンジンＥＮＧの始動制御の開始後）に第１ワンウェイクラッチ５１が係合されることもあり、そのときには、第１ワンウェイクラッチ５１の係合に伴うショックが出力軸１４に伝わってしまう可能性がある。
【００４３】
そこで、ＨＶＥＣＵ９０は、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ切り替える際のその様な出力軸１４におけるショックの発生を抑えるべく、エンジンＥＮＧの始動制御の開始後に第１ワンウェイクラッチ５１が係合状態とならぬよう第１回転機ＭＧ１を制御する（ステップＳＴ５）。その為に、このハイブリッドシステム１−１には、第１ワンウェイクラッチ５１の第１係合要素（つまり第１構成要素３２ａ）の回転数（以下、「入力側回転数」と云う。）Ｎｉｎを検出する回転センサ（図示略）を設ければよい。この回転センサは、例えば、第１ワンウェイクラッチ５１の第１係合要素又は第１構成要素３２ａの回転角等を検出させるものである。また、このハイブリッドシステム１−１には、第１ワンウェイクラッチ５１の第２係合要素（つまり第２構成要素３２ｂ及び出力軸１４）の回転数（以下、「出力側回転数」と云う。）Ｎｏｕｔを検出する回転センサ（図示略）を設ければよい。この回転センサは、例えば、第１ワンウェイクラッチ５１の第２係合要素、第２構成要素３２ｂ又は出力軸１４の回転角等を検出させるものである。
【００４４】
例えば、ＨＶＥＣＵ９０は、エンジン始動制御を開始した後で又はエンジン始動直後に、第１ワンウェイクラッチ５１の入力側回転数Ｎｉｎが第１ワンウェイクラッチ５１の出力側回転数Ｎｏｕｔを上回らないように第１回転機ＭＧ１を制御する（Ｎｏｕｔ＞Ｎｉｎ）。その際、ＨＶＥＣＵ９０は、第１回転機ＭＧ１のＭＧ１回転数とＭＧ１トルクの内の少なくとも一方を制御する。例えば、図７の共線図においては、エンジンＥＮＧをアイドリング回転数に保持したままで第１ワンウェイクラッチ５１が係合されないようにＭＧ１回転数を増減させている。
【００４５】
この様に、このハイブリッドシステム１−１においては、エンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗとの間での動力伝達が行えない切り離し状態でエンジン始動を行うので、第１回転機ＭＧ１を制御する際の電力消費量を低く抑えることができ、エンジン始動時の電費の低下を抑えることができる。
【００４６】
更に、このハイブリッドシステム１−１においては、その間の切り離しをアクチュエータ等の動作制御機器を必要としない第１ワンウェイクラッチ５１で実現させている。また、このハイブリッドシステム１−１においては、エンジンＥＮＧを始動させる際に、第２ワンウェイクラッチ５２で差動装置２０のリングギヤＲが固定されるので、第１回転機ＭＧ１でエンジンＥＮＧの回転を持ち上げることができる。従って、このハイブリッドシステム１−１においては、エンジンＥＮＧを始動させる為のスタータモータが不要になる。また、このハイブリッドシステム１−１においては、そのリングギヤＲの固定についても、アクチュエータ等の動作制御機器を必要としない第２ワンウェイクラッチ５２で実現させており、従来の様な制御ブレーキ（又は制御クラッチ）でリングギヤＲを固定する必要がない。従って、このハイブリッドシステム１−１は、従来と比べて部品点数の減少が可能になり、システムの小型化やシステムの軽量化、システムの低コスト化を図ることができる。また、このハイブリッドシステム１−１は、部品点数を減少させているので、簡素な構成で構築することができる。
【００４７】
また更に、このハイブリッドシステム１−１においては、エンジン始動制御の最中やエンジン始動直後に第１回転機ＭＧ１を制御し、第１ワンウェイクラッチ５１を係合させないようにしているので、エンジン始動制御の最中やエンジン始動直後における出力軸１４でのショックの発生を抑えることができる。従って、このハイブリッドシステム１−１は、エンジン始動に伴う駆動輪Ｗでの駆動力変動を抑えることができるので、その様な駆動力変動による違和感を運転者に与えない。故に、このハイブリッドシステム１−１は、エンジン始動時のドライバビリティを向上させることもできる。
【００４８】
また、このハイブリッドシステム１−１においては、第１ワンウェイクラッチ５１に上記のディスコネクト型を用いることで、ＥＶ走行中における第１ワンウェイクラッチ５１での引き摺り損失を減らすことができるので、ＥＶ走行中の電費を向上させることができる。更に、このハイブリッドシステム１−１においては、第２ワンウェイクラッチ５２に上記のディスコネクト型を用いることで、ＨＶ走行中における第２ワンウェイクラッチ５２での引き摺り損失を減らすことができるので、ＨＶ走行中の電費及び燃費を向上させることができる。
【００４９】
ところで、このハイブリッドシステム１−１においては、エンジン始動制御を開始した後で又は出力軸１４でのショックの発生を抑制する為の第１回転機ＭＧ１の制御の後で、第１ワンウェイクラッチ５１を係合させ、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替える。この為、このハイブリッドシステム１−１では、エンジン始動制御を開始した後で又は出力軸１４でのショックの発生を抑制する為の第１回転機ＭＧ１の制御の後で、その第１ワンウェイクラッチ５１の係合に伴うショックの発生や、この係合に起因する上記の出力軸１４におけるショックの発生を抑えるべく、第１回転機ＭＧ１を制御する。ここでも、第１回転機ＭＧ１のＭＧ１回転数とＭＧ１トルクの内の少なくとも一方を制御する。
【００５０】
ＨＶＥＣＵ９０は、例えば、図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳＴ４のエンジン始動制御を開始した後、第１ワンウェイクラッチ５１の入力側回転数Ｎｉｎと出力側回転数Ｎｏｕｔの相対回転数の変化率が所定値以下となるように第１回転機ＭＧ１を制御する（ステップＳＴ６）。より具体的には、この第１回転機ＭＧ１の制御をエンジン始動後に実行する。尚、その図８のステップＳＴ１〜ＳＴ４は、図４のステップＳＴ１〜ＳＴ４と同じである。
【００５１】
その所定値は、例えば、第１ワンウェイクラッチ５１が係合したときに当該第１ワンウェイクラッチ５１でのショックの発生が抑制される変化率、そして、この第１ワンウェイクラッチ５１の係合に起因した出力軸１４でのショックの発生が抑制される変化率を実験やシミュレーションで求め、その内の両方のショックの発生が抑えられる方に決めればよい。つまり、第１ワンウェイクラッチ５１は、係合速度が抑えられながら係合することになるので、係合時のショックの発生を抑制することができる。図９の共線図においては、エンジンＥＮＧをアイドリング回転数に保持したままで第１ワンウェイクラッチ５１を緩やかに係合させるようにＭＧ１回転数を低下させ、入力側回転数Ｎｉｎを出力側回転数Ｎｏｕｔに所定の上昇率（例えば上記の所定値に相当する上昇率）で近づけている。
【００５２】
この様に、このハイブリッドシステム１−１は、上述した効果に加えて、第１ワンウェイクラッチ５１が係合したときの当該第１ワンウェイクラッチ５１でのショックの発生が抑えられ、また、この第１ワンウェイクラッチ５１の係合に起因した出力軸１４でのショックの発生も抑えられる。従って、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替えた際の駆動輪Ｗでの駆動力変動を抑えることができるので、その様な駆動力変動による違和感を運転者に与えない。故に、このハイブリッドシステム１−１は、走行モード切り替えの際のドライバビリティを向上させることができる。
【００５３】
ここで、その様に第１ワンウェイクラッチ５１は、ＨＶ走行中に係合状態となる（図３）。ＨＶ走行中は、エンジントルクによって第１構成要素３２ａが正回転方向に回転する一方、ＭＧ２トルクによって出力軸１４と第２構成要素３２ｂとが正回転方向に回転する。この場合には、第１構成要素３２ａの回転数が第２構成要素３２ｂの回転数を上回ろうとするだけのエンジン回転数になっていれば、第１係合要素が第２係合要素に係合する。これが為、このときには、第１ワンウェイクラッチ５１が係合状態になる。しかし、その様なエンジン回転数になっていないときには、第２構成要素３２ｂの回転数が第１構成要素３２ａの回転数を上回るので、第１ワンウェイクラッチ５１が解放状態になり、エンジントルクを駆動輪Ｗに伝えることができない。従って、このときには、第１回転機ＭＧ１のＭＧ１トルクとＭＧ１回転数の内の少なくとも一方を制御して、第１構成要素３２ａと第２構成要素３２ｂの夫々の回転数が同期できるように第１構成要素３２ａの回転数を上昇させることで、第１ワンウェイクラッチ５１の係合状態を維持させ、ＨＶ走行を継続させる。図１０の共線図においては、第１回転機ＭＧ１において正回転で負トルクを発生させることで、第１回転機ＭＧ１で電力の回生を行いつつ第１ワンウェイクラッチ５１の係合状態を維持している。
【００５４】
［変形例］
上述した実施例においては複軸式のハイブリッドシステム１−１を例に挙げて説明したが、その実施例で説明した技術は、図１１に示す単軸式のハイブリッドシステム１−２においても適用可能である。そして、そのハイブリッドシステム１−２においては、その実施例と同じ制御を実施することによって、ハイブリッドシステム１−１と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
そのハイブリッドシステム１−２は、ハイブリッドシステム１−１と同じ様にエンジンＥＮＧと第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２とを備えるが、そのエンジン回転軸１１とＭＧ１回転軸１２とＭＧ２回転軸１３とが同心に配置されている点でハイブリッドシステム１−１と異なる。
【００５６】
このハイブリッドシステム１−２においても、そのエンジンＥＮＧと第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２との相互間における動力伝達、そして、これらと駆動輪Ｗとの間で動力伝達を行うことが可能な動力伝達装置が設けられている。ここでの動力伝達装置は、差動装置１２０を備える。その差動装置１２０は、第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２との間において同心に配置される。
【００５７】
差動装置１２０は、差動回転が可能な複数の回転要素からなる２つの遊星機構を動力分割機構として備えたものである。その遊星機構としては、シングルピニオン型の遊星歯車機構、ダブルピニオン型の遊星歯車機構、ラビニヨ型の遊星歯車機構等を適用可能である。この例示の差動装置１２０は、２つのシングルピニオン型の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構１２１と第２遊星歯車機構１２２）を備える。ここでは、第１遊星歯車機構１２１がエンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１の側に配置され、第２遊星歯車機構１２２が第２回転機ＭＧ２の側に配置される。
【００５８】
第１遊星歯車機構１２１は、その回転要素としてのサンギヤＳ１とリングギヤＲ１と複数のピニオンギヤＰ１とキャリアＣ１とを有する。この第１遊星歯車機構１２１は、そのサンギヤＳ１とリングギヤＲ１とキャリアＣ１の内の１つがエンジンＥＮＧに接続され、その残りの内の１つが第１回転機ＭＧ１に接続され、最後の１つが第２回転機ＭＧ２と駆動輪Ｗとに接続される。この例示では、エンジンＥＮＧとキャリアＣ１とを一体回転し得るように連結し、第１回転機ＭＧ１とサンギヤＳ１とを一体回転し得るように連結し、第２回転機ＭＧ２及び駆動輪ＷをリングギヤＲ１に連結する。
【００５９】
第２遊星歯車機構１２２は、その回転要素としてのサンギヤＳ２とリングギヤＲ２と複数のピニオンギヤＰ２とキャリアＣ２とを有する。この第２遊星歯車機構１２２は、そのサンギヤＳ２とリングギヤＲ２とキャリアＣ２の内の１つが第２回転機ＭＧ２に接続され、その残りの内の１つが駆動輪Ｗに接続され、最後の１つが筐体ＣＡに接続される。この例示では、第２回転機ＭＧ２とサンギヤＳ２とを一体回転し得るように連結し、キャリアＣ２を筐体ＣＡに連結し、駆動輪ＷをリングギヤＲ２に連結したキャリア固定の第２遊星歯車機構１２２となっている。
【００６０】
ここで、この差動装置１２０においては、夫々のリングギヤＲ１，Ｒ２が一体化されている。従って、第１遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車機構１２２を介して第２回転機ＭＧ２に連結される。また、夫々のリングギヤＲ１，Ｒ２は、下記の歯車群等を介して駆動輪Ｗに連結される。
【００６１】
夫々のリングギヤＲ１，Ｒ２には、同心に配置された一体回転可能な第１ギヤ１３１が接続されている。その第１ギヤ１３１は、第２ギヤ１３２と噛み合い状態にある外歯歯車である。尚、夫々のリングギヤＲ１，Ｒ２は、図１１に示す様に、その外周面上に第１ギヤ１３１としての外歯を有するものであってもよい。第２ギヤ１３２は、その第１ギヤ１３１の回転軸（エンジン回転軸１１、ＭＧ１回転軸１２やＭＧ２回転軸１３と同心のもの）に対して平行にずらして配置された回転軸（出力軸１１４）に固定される。その出力軸１１４とは、この動力伝達装置における駆動輪Ｗ側への動力の出力を担う回転軸である。エンジントルクやＭＧ２トルクは、この出力軸１１４を介して駆動輪Ｗ側に伝達される。この出力軸１１４には、第３ギヤ１３３が固定されている。その第３ギヤ１３３は、デフリングギヤとしての第４ギヤ１３４と噛み合い状態にある外歯歯車である。その第４ギヤ１３４は、差動装置４１に取り付けられている。差動装置４１は、左右の駆動軸４２を介して駆動輪Ｗに連結されている。
【００６２】
このハイブリッドシステム１−２の動力伝達装置は、エンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗとの間に、第１及び第２のワンウェイクラッチ１５１，１５２を備える。第１ワンウェイクラッチ１５１は、その間をＥＶ走行モードのときに切り離す一方、その間をＨＶ走行モードのときに繋げるべく設けた断接装置である。また、第２ワンウェイクラッチ１５２は、エンジンＥＮＧを始動させる際の第１遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１の固定の為に設けた断接装置である。
【００６３】
具体的に、本変形例の第１ワンウェイクラッチ１５１は、第１遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１に設ける。この例示では、そのリングギヤＲ１をエンジンＥＮＧ及び第１回転機ＭＧ１の側（入力側）と第２回転機ＭＧ２及び駆動輪Ｗの側（出力側）とに２分割し、その入力側の第１構成要素１６１と出力側の第２構成要素１６２との間に第１ワンウェイクラッチ１５１を介在させている。第１構成要素１６１は、ピニオンギヤＰ１と噛み合うリングギヤＲ１の内歯を有しており、第１ワンウェイクラッチ１５１の第１係合要素（図示略）と一体になって回転する。一方、第２構成要素１６２は、第１ギヤ１３１とリングギヤＲ２の内歯とを有しており、第１ワンウェイクラッチ１５１の第２係合要素（図示略）と一体になって回転する。
【００６４】
この第１ワンウェイクラッチ１５１は、実施例の第１ワンウェイクラッチ５１と同等のものであり、第１係合要素の回転数に対して第２係合要素の回転数が大きくなったときに、即ち第１係合要素と第２係合要素との間に回転数差が生じたときに解放状態となり、第１係合要素と第２係合要素の夫々の回転数が一致しているとき又は第１係合要素の回転数が第２係合要素の回転数に対して大きくなろうとしているときに、係合状態になるよう構成する。従って、この第１ワンウェイクラッチ１５１としては、実施例の第１ワンウェイクラッチ５１と同様のディスコネクト型のものが利用可能である。
【００６５】
ＥＶ走行中の第１ワンウェイクラッチ１５１は、第２係合要素の回転数が第１係合要素の回転数（＝０）よりも大きくなるので、解放状態となる。また、第１ワンウェイクラッチ１５１は、エンジンＥＮＧを始動させる際にも解放状態となる。一方、ＨＶ走行中には、係合状態となる。
【００６６】
第２ワンウェイクラッチ１５２は、第１構成要素１６１と筐体ＣＡとの間に配置する。この第２ワンウェイクラッチ１５２は、筐体ＣＡに固定した第１係合要素（図示略）と、第１構成要素１６１に当該第１構成要素１６１と一体になって回転できるよう固定した第２係合要素（図示略）と、を備える。この第２ワンウェイクラッチ１５２は、第１係合要素の回転数に対して第２係合要素の回転数が大きくなったときに、即ち第１係合要素と第２係合要素との間に回転数差が生じたときに解放状態となり、第１係合要素と第２係合要素の夫々の回転数が一致しているとき又は第２係合要素の回転数が第１係合要素の回転数に対して大きくなろうとしているときに、係合状態になるよう構成されたものである。従って、この第２ワンウェイクラッチ１５２としては、実施例の第２ワンウェイクラッチ５２と同様のディスコネクト型のものが利用可能である。尚、第１係合要素の回転数が常に０なので、第２ワンウェイクラッチ１５２は、正回転又は負回転の内の一方の回転を許容し、他方に回転しようとすると０回転で係止されるものを利用してもよい。この第２ワンウェイクラッチ１５２は、エンジンＥＮＧを始動させる際に係合状態となり、ＥＶ走行中やＨＶ走行中に解放状態となる。
【符号の説明】
【００６７】
１−１，１−２  ハイブリッドシステム
１１  エンジン回転軸
１２  ＭＧ１回転軸
１３  ＭＧ２回転軸
１４，１１４  出力軸
２０，１２０  差動装置
３２  第２ギヤ
３２ａ，１６１  第１構成要素
３２ｂ，１６２  第２構成要素
５１，１５１  第１ワンウェイクラッチ
５２，１５２  第２ワンウェイクラッチ
１２１  第１遊星歯車機構
１２２  第２遊星歯車機構
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２  キャリア
ＣＡ  筐体
９０  統合ＥＣＵ
９１  エンジンＥＣＵ
ＥＮＧ  エンジン
ＭＧ１  第１回転機
ＭＧ２  第２回転機
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  ピニオンギヤ
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２  リングギヤ
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２  サンギヤ
Ｗ  駆動輪
【図１】
2014046860.tif 000003
【図２】
2014046860.tif 000004
【図３】
2014046860.tif 000005
【図４】
2014046860.tif 000006
【図５】
2014046860.tif 000007
【図６】
2014046860.tif 000008
【図７】
2014046860.tif 000009
【図８】
2014046860.tif 000010
【図９】
2014046860.tif 000011
【図１０】
2014046860.tif 000012
【図１１】
2014046860.tif 000013