(57)【要約】【課題】電動機の動力を伝達する変速機として遊星歯車機構を用いつつ、電動機を広い速度域で使用することが可能なハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】駆動源として内燃機関（Ｅ）と電動機（Ｍ１）の少なくともいずれかの動力を出力軸（ＯＳ）に伝達する動力伝達経路を有するハイブリッド駆動装置であって、動力伝達経路は、内燃機関（Ｅ）と出力軸（ＯＳ）との間の接続又は遮断を行う第１断接手段（Ｃ１）と、電動機（Ｍ１）と接続される第１回転要素（ＳＧ）と、出力軸（ＯＳ）と接続される第２回転要素（ＣＲ）と、出力軸（ＯＳ）と接続される第３回転要素（ＲＧ）と、を有する遊星歯車機構（ＰＧ）と、第２回転要素（ＣＲ）からの動力を出力軸（ＯＳ）に伝達する第１出力経路（２１）と、第３回転要素（ＲＧ）からの動力を伝達する第２出力経路（２２）と、第１出力経路（２１）の接続又は遮断を行う第２断接手段（Ｃ２）をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としての内燃機関と電動機の少なくともいずれかの動力を出力軸に伝達する動力伝達経路を有する車両用のハイブリッド駆動装置であって、
前記動力伝達経路は、
前記内燃機関と前記出力軸との間の経路の接続又は遮断を行う第１断接手段と、
前記電動機と接続される第１回転要素と、前記出力軸と接続される第２回転要素と、前記出力軸と接続される第３回転要素と、を有し、共線図上において、前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素の順に並ぶ遊星歯車機構と、
前記第２回転要素からの動力を前記出力軸に伝達する第１出力経路と、
前記第３回転要素からの動力を伝達する第２出力経路と、
前記第１出力経路の接続又は遮断を行う第２断接手段をさらに備える
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記第１出力経路には、前記第２回転要素の動力を伝達する第４回転要素が配置され、
前記第２出力経路には、前記第３回転要素の動力を伝達する第５回転要素が配置され、
前記第２断接手段は、前記第４回転要素と前記第５回転要素との接続又は遮断を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第４回転要素には、前記第４回転要素の回転を制止可能な制止手段が配置される
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第４回転要素と前記第５回転要素とは同一軸線上に配置され、
前記第２断接手段及び前記制止手段は、前記第４回転要素と前記第５回転要素との間に配置される
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第２回転要素と一体回転する歯車である第６回転要素を有し、
前記第６回転要素は、前記第４回転要素と噛合する歯車である
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記第３回転要素と一体回転する歯車である第７回転要素を有し、
前記第７回転要素は、前記第５回転要素と噛合する歯車である
ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記第６回転要素と前記第４回転要素との減速比は、
前記第７回転要素と前記第５回転要素との減速比よりも小さい
ことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記遊星歯車機構の回転軸線方向において、
前記遊星歯車機構の一方側には、前記第４回転要素及び前記第６回転要素が配置され、
前記遊星歯車機構の他方側には、前記第５回転要素及び前記第７回転要素が配置される
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記第１断接手段は、前記内燃機関と前記第４回転要素との接続又は遮断を行う
ことを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記内燃機関と前記電動機とは、前記遊星歯車機構の回転軸線方向において、前記遊星歯車機構に対して同じ側に配置される
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記内燃機関と前記電動機とは、前記遊星歯車機構の回転軸線方向において、前記遊星歯車機構に対して異なる側に配置される
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
前記内燃機関の動力により発電する発電機をさらに備え、
前記発電機の回転軸は、前記内燃機関の回転軸と共通の回転軸である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としての内燃機関と電動機との少なくともいずれかの動力を出力軸に伝達する動力伝達経路に遊星歯車機構を有する車両用のハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン（内燃機関）と、走行用モータ及びジェネレータとして機能するモータジェネレータ（電動機）と、エンジンとモータジェネレータから入力した動力による回転を変速して駆動輪側へ出力可能な変速機構とを備えた車両用のハイブリッド駆動装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置は、動力源としてモータとエンジンを備え、前記動力源から駆動輪までの駆動系に複数の変速段を実現する変速機が搭載される。そして、変速機は、複数の電動機変速段と複数の内燃機関変速段とを有し、いずれもシフト機構を用いて変速を行う。特許文献１では、電動機変速段として、互いに異なる減速比の複数（２速）の変速ギヤがあり、シフト機構を用いて異なる減速比の変速ギヤに係合させる。これにより、モータの回転を異なる減速比で伝達することができる。
【０００４】
ところで、ハイブリッド駆動装置として、サンギヤ、キャリア、リングギヤを有する遊星歯車機構を用いた変速機構を用いるものがある。遊星歯車機構を用いて異なる減速比で伝達しようとする場合、次の構成が考えられる。すなわち、入力側の回転要素（例えばサンギヤ）と出力側の回転要素（例えばキャリア）との歯数の比によって、第１の減速比が得られる。また、この構成において、入力側の回転要素と出力側の回転要素をクラッチ等で直結すれば、入力側の回転要素と出力側の回転要素の減速比が１となる第２の減速比が得られ、前記第１の減速比と異なる減速比となる。しかしながら、この構成であると、選択可能な２つの減速比（第１の減速比及び第２の減速比）のうち１つの減速比（第２の減速比）が必ず１になってしまう。すると、ハイブリッド車両で、遊星歯車機構を用いた変速機構にてモータの動力を変速する場合、減速比の選択の幅が狭くなり、モータによる走行可能な速度域が狭くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−００１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、電動機の動力を伝達する変速機として遊星歯車機構を用いつつ、電動機を広い速度域で使用することが可能なハイブリッド駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明にかかるハイブリッド駆動装置は、駆動源としての内燃機関（Ｅ）と電動機（Ｍ１）の少なくともいずれかの動力を出力軸（ＯＳ）に伝達する動力伝達経路を有する車両用のハイブリッド駆動装置であって、動力伝達経路は、内燃機関（Ｅ）と出力軸（ＯＳ）との間の経路の接続又は遮断を行う第１断接手段（Ｃ１）と、電動機（Ｍ１）と接続される第１回転要素（ＳＧ）と、出力軸（ＯＳ）と接続される第２回転要素（ＣＲ）と、出力軸（ＯＳ）と接続される第３回転要素（ＲＧ）と、を有し、共線図上において、第１回転要素（ＳＧ）、第２回転要素（ＣＲ）、第３回転要素（ＲＧ）の順に並ぶ遊星歯車機構（ＰＧ）と、第２回転要素（ＣＲ）からの動力を出力軸（ＯＳ）に伝達する第１出力経路（２１）と、第３回転要素（ＲＧ）からの動力を伝達する第２出力経路（２２）と、第１出力経路（２１）の接続又は遮断を行う第２断接手段（Ｃ２）をさらに備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、電動機と接続される遊星歯車機構から出力軸までの経路に、第１出力経路と第２出力経路とを有し、第２断接手段により第１出力経路の接続又は遮断を行うこととすれば、電動機の動力を第２出力経路のみから出力軸に伝えることと、電動機の動力を第１出力経路及び第２出力経路から出力軸に伝えることとを、選択的に行うことができる。すると、電動機から出力軸までに至る減速比を２段階に変えることができ、走行時の速度に応じて好適な減速比となる出力経路を選択することができるため、電動機が使用可能となる速度域を広くすることができる。
【０００９】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第１出力経路（２１）には、第２回転要素（ＣＲ）の動力を伝達する第４回転要素（Ｇ４）が配置され、第２出力経路（２２）には、第３回転要素（ＲＧ）の動力を伝達する第５回転要素（Ｇ５）が配置され、第２断接手段（Ｃ２）は、第４回転要素（Ｇ４）と第５回転要素（Ｇ５）との接続又は遮断を行うこととしてもよい。
【００１０】
このように、遊星歯車機構が有する回転要素の他に、第４回転要素と第５回転要素とを有することとすると、第１出力経路及び第２出力経路における減速比を調整することができる。
【００１１】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第４回転要素（Ｇ４）には、第４回転要素（Ｇ４）の回転を制止可能な制止手段（Ｂ１）が配置されることとしてもよい。
【００１２】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第４回転要素（Ｇ４）と第５回転要素（Ｇ５）とは同一軸線上に配置され、第２断接手段（Ｃ２）及び制止手段（Ｂ１）は、第４回転要素（Ｇ４）と第５回転要素（Ｇ５）との間に配置されることとしてもよい。
【００１３】
このように、第４回転要素と第５回転要素との間に第２断接手段及び制止手段を配置することで、第４回転要素と第５回転要素との空間を有効に活用することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第２回転要素（ＣＲ）と一体回転する歯車である第６回転要素（Ｇ６）を有し、第６回転要素（Ｇ６）は、第４回転要素（Ｇ４）と噛合する歯車であることとしてもよい。
【００１５】
このように、第４回転要素及び第６回転要素が互いに噛合する歯車であると、互いの歯数を調整することで、第４回転要素と第６回転要素との減速比を調整することができる。
【００１６】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第３回転要素（ＲＧ）と一体回転する歯車である第７回転要素（Ｇ７）を有し、第７回転要素（Ｇ７）は、第５回転要素（Ｇ５）と噛合する歯車であることとしてもよい。
【００１７】
このように、第５回転要素及び第７回転要素が互いに噛合する歯車であると、互いの歯数を調整することで、第５回転要素と第７回転要素との減速比を調整することができる。
【００１８】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第６回転要素（Ｇ６）と第４回転要素（Ｇ４）との減速比は、第７回転要素（Ｇ７）と第５回転要素（Ｇ５）との減速比よりも小さいこととしてもよい。
【００１９】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、遊星歯車機構（ＰＧ）の回転軸線方向において、遊星歯車機構（ＰＧ）の一方側には、第４回転要素（Ｇ４）及び第６回転要素（Ｇ６）が配置され、遊星歯車機構（ＰＧ）の他方側には、第５回転要素（Ｇ５）及び第７回転要素（Ｇ７）が配置されることとしてもよい。
【００２０】
このように、回転軸線方向において、遊星歯車機構の一方側と他方側に、第４回転要素及び第６回転要素と第５回転要素及び第７回転要素とを分けて配置することで、遊星歯車機構の回転軸線方向の空間を有効に活用することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２１】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、第１断接手段（Ｃ１）は、内燃機関（Ｅ）と第４回転要素（Ｇ４）との接続又は遮断を行うこととしてもよい。第４回転要素は、電動機の動力の伝達経路である第１出力経路に配置される。このため、内燃機関の動力を、第１断接手段を介して第４回転要素に伝達可能に構成すると、第４回転要素を、電動機の出力経路として用いるのみならず、内燃機関の出力経路としても用いることができ、共通の出力経路として用いることができる。これにより、装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、内燃機関（Ｅ）と電動機（Ｍ１）とは、遊星歯車機構（ＰＧ）の回転軸線方向において、遊星歯車機構（ＰＧ）に対して同じ側に配置されることとしてもよい。このように配置することで、装置の回転軸線方向における小型化を図ることができる。
【００２３】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、内燃機関（Ｅ）と電動機（Ｍ１）とは、遊星歯車機構（ＰＧ）の回転軸線方向において、遊星歯車機構（ＰＧ）に対して異なる側に配置されることとしてもよい。このように配置することで、電動機（Ｍ１）の配置の自由度を高めることができる。
【００２４】
上記構成のハイブリッド駆動装置において、内燃機関（Ｅ）の動力により発電する発電機（Ｍ２）をさらに備え、発電機（Ｍ２）の回転軸は、内燃機関（Ｅ）の回転軸と共通の回転軸であることとしてもよい。
【００２５】
このように、発電機（Ｍ２）の回転軸を、内燃機関（Ｅ）の回転軸と共通の回転軸とすると、発電機（Ｍ２）の回転軸が、内燃機関（Ｅ）の回転軸と異なる場合よりも、回転軸の数を少なくすることができるため、装置の径方向において小型化を図ることができる。
【００２６】
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のハイブリッド駆動装置によれば、電動機の動力を伝達する変速機として遊星歯車機構を用いつつ、電動機を広い速度域で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置を示す図で、（ａ）は、スケルトン図、（ｂ）は、遊星歯車機構の各要素の速度関係を示す共線図、（ｃ）は、走行モードとクラッチおよびブレーキの作動状態（係合状態）と関係を説明するための図（係合表）である。
【図２】第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置のＥＶモード１を示す図である。
【図３】第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置のＥＶモード２を示す図である。
【図４】第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置の混合モードを示す図である。
【図５】第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置の直結モードを示す図である。
【図６】第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置のモードごとの回転数を示す図である。
【図７】第２実施形態にかかるハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図８】第３実施形態にかかるハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
以下、添付図面を参照して本発明の第１実施形態を詳細に説明する。図１は、第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１１の構成を示す図で、（ａ）は、ハイブリッド駆動装置１１のスケルトン（骨格）図、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１１が備える遊星歯車機構ＰＧの各要素の速度関係を示す共線図、（ｃ）は、ハイブリッド駆動装置１１の走行モードとクラッチＣ１，Ｃ２又はブレーキＢ１の作動状態（係合状態）との関係を示す図（係合表）である。
なお、図１（ｂ）の共線図は一例を示したものであり、設定するギヤ比に応じて異なるものとすることができる。また、図１（ｃ）では、○印がクラッチ又はブレーキの係合（締結）状態を示し、×印が非係合（解放）状態を示している。これらの点は以下の図２乃至図５に示す図や係合表においても同様である。
【００３０】
図１（ａ）に示すハイブリッド駆動装置１１は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジンＥ（内燃機関）と、走行用モータとして機能するモータＭ１（電動機）とを駆動源とするハイブリッド車両用の駆動装置である。そして、駆動源としてのエンジンＥとＭ１の少なくともいずれかの動力を出力軸ＯＳに伝達する動力伝達経路を有する。出力軸ＯＳに伝達された動力は、車両の駆動輪（図示せず）に伝達される。
【００３１】
動力伝達経路には、エンジンＥと出力軸ＯＳとの間の接続又は遮断を行う第１クラッチＣ１（第１断接手段）と、モータＭ１の回転軸５１と連結される遊星歯車機構ＰＧと、遊星歯車機構ＰＧから出力軸ＯＳへの出力経路（後述）の切替えを行う第２クラッチＣ２（第２断接手段）と、を有する。
【００３２】
遊星歯車機構ＰＧは、モータＭ１の回転軸５１と連結されるサンギヤＳＧ（第１回転要素）と、出力軸ＯＳへ動力を伝達する第１出力経路２１に接続されるキャリアＣＲ（第２回転要素）と、出力軸ＯＳへ動力を伝達する第２出力経路２２に接続されるリングギヤＲＧ（第３回転要素）と、を有する。本実施形態では、サンギヤＳＧ、キャリアＣＲ、リングギヤＲＧの三要素を有するシングルピニオン型のプラネタリギヤである。そして、本実施形態の遊星歯車機構ＰＧは、図１（ｂ）に示すように、共線図上において、互いの回転速度（回転数）がサンギヤＳＧ、キャリアＣＲ、リングギヤＲＧの順に同一直線上に並ぶように構成される。
【００３３】
本実施形態の遊星歯車機構ＰＧにおいて、モータＭ１の動力は、サンギヤＳＧに入力され、キャリアＣＲを通じて出力（ＯＵＴ１）されるとともに、リングギヤＲＧを通じて出力（ＯＵＴ２）される。そして、サンギヤＳＧが回転速度ωＳで回転した場合、キャリアＣＲが回転速度ωＣで回転し、リングギヤＲＧが回転速度ωＲで回転することになる。
【００３４】
第２クラッチＣ２は、リングギヤＲＧからの動力を伝達する動力伝達経路である第１出力経路２１と、キャリアＣＲからの動力を伝達する動力伝達経路である第２出力経路２２との接続又は遮断を行う。具体的には、第２クラッチＣ２は、図１（ａ）に示すように、第１出力経路２１に配置される第４ギヤＧ４（第４回転要素）の回転軸６２と、第２出力経路２２に配置される第５ギヤＧ５（第５回転要素）の回転軸６３との間に配置される。
【００３５】
本実施形態において、第１出力経路２１は、キャリアＣＲに付帯されキャリアＣＲと一体回転する歯車である第６ギヤＧ６（第６回転要素）と、第６ギヤＧ６と噛合する第４ギヤＧ４と、第４ギヤＧ４の回転軸６２を有する。また、第２出力経路２２は、リングギヤＲＧと回転軸５２を介して一体回転する歯車である第７ギヤＧ７（第７回転要素）と、第７ギヤＧ７と噛合する第５ギヤＧ５と、第５ギヤＧ５の回転軸６３と、を有する。
【００３６】
また、本実施形態では、エンジンＥの動力が伝達される回転軸６１には、第８ギヤＧ８（第８回転要素）が配置され、第８ギヤＧ８と噛合する第９ギヤＧ９の回転軸７１を介してジェネレータＭ２（発電機）が配置される。このため、エンジンＥの動力が、回転軸６１、第８ギヤＧ８、第９ギヤＧ９、第９ギヤＧ９の回転軸７１を介してジェネレータＭ２に伝達されると、ジェネレータＭ２にて発電がなされる。ジェネレータＭ２の発電によって得られた電力は、不図示の充電池に充電される。
【００３７】
本実施形態において、第１クラッチＣ１は、エンジンＥの回転軸６１と第４ギヤＧ４の回転軸６２との間に配置される。また、エンジンＥの回転軸６１、第４ギヤＧ４の回転軸６２及び第５ギヤＧ５の回転軸６３は、同一の回転軸線上に配置される。
【００３８】
また、第４ギヤＧ４の回転軸６２には、第４ギヤＧ４の回転を制止可能なブレーキＢ１（制止手段）が配置される。ブレーキＢ１は、回転軸６２上で、且つ第４ギヤＧ４と第５ギヤＧ５との間に配置される。
【００３９】
回転軸６３の出力軸ＯＳ側の端部には第１０ギヤＧ１０が配置され、第１０ギヤＧ１０は、ファイナルギヤＦＧに噛合する。ファイナルギヤＦＧは、ディファレンシャル機構Ｄ１を介して出力軸ＯＳに連結される。
【００４０】
なお、上述の第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及びブレーキＢ１は、例えば、油圧アクチュエータによって摩擦係合する構成の単板式あるいは多板式の油圧摩擦クラッチを用いることができる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及びブレーキＢ１の構成は、これに限るものではなく、その他にも電磁クラッチなどを用いてもよい。
【００４１】
次に、本実施形態のハイブリッド駆動装置１１が取りうる走行モードについて説明する。図１（ｃ）に示すように、ハイブリッド駆動装置１１は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１を有し、これらの係合（締結）又は非係合（解放）を行うことにより、少なくとも、ＥＶモード１、ＥＶモード２、混合モード及び直結モードの４つの走行モードを選択することが可能である。以下、各走行モードについて説明する。
【００４２】
なお、「ＥＶ（Electric?Vehicle）モード」とは、モータＭ１の動力のみを用いて車両を走行させるモードである。「混合モード」とは、モータＭ１の動力及びエンジンＥの動力を用いて車両を走行させるモードである。「直結モード」とは、エンジンＥの動力のみを用いて車両を走行させるモードである。
【００４３】
「ＥＶモード１」について説明する。図２は、第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１１のＥＶモード１を示す図で、（ａ）は、ハイブリッド駆動装置１１のスケルトン（骨格）図、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１１が備える遊星歯車機構ＰＧの各要素の速度関係を示す共線図、（ｃ）は、ハイブリッド駆動装置１１の走行モードとクラッチＣ１，Ｃ２又はブレーキＢ１の作動状態（係合状態）との関係を示す図（係合表）である。ＥＶモード１は、モータＭ１の動力を第２出力経路２２のみから出力軸ＯＳに伝達するモードである。
【００４４】
ＥＶモード１では、第１クラッチＣ１を解放状態として、第２クラッチＣ２を解放状態として、ブレーキＢ１を締結状態とする。モータＭ１は駆動しており、本実施形態では、エンジンＥも駆動しているものとする。
【００４５】
第１クラッチＣ１を解放状態とすると、エンジンＥの回転軸６１から第４ギヤＧ４の回転軸６２への動力伝達が遮断される。このため、エンジンＥの動力は、出力軸ＯＳまで伝達されず、車両の走行には利用されない。
【００４６】
第２クラッチＣ２を解放状態とすると、第４ギヤＧ４の回転軸６２から第５ギヤＧ５の回転軸６３への動力伝達が遮断される。これにより、モータＭ１の動力は、遊星歯車機構ＰＧから第１出力経路２１を介して、出力軸ＯＳに伝達されなくなる。
【００４７】
このとき、ブレーキＢ１が第４ギヤＧ４の回転を止め、第４ギヤＧ４に噛合する第６ギヤＧ６の回転を止める。すると、第６ギヤＧ６と一体構成されているキャリアＣＲを止めることとなる。このため、キャリアＣＲの回転数は０となる（図２（ｂ）参照）。これにより、モータＭ１の回転軸５１を回転させる力が、キャリアＣＲを回転させることなく、キャリアＣＲのピニオンギヤを介してリングギヤＲＧを回転させる力として伝達される。この結果、サンギヤＳＧの動力がリングギヤＲＧに効率的に伝達される。
【００４８】
この結果、ＥＶモード１では、モータＭ１の動力が、遊星歯車機構ＰＧから第２出力経路２２を介して出力軸ＯＳに伝達されることとなる。具体的には、モータＭ１の回転軸５１→サンギヤＳＧ→キャリアＣＲに付帯するピニオンギヤ→リングギヤＲＧ→リングギヤＲＧの回転軸５２→第７ギヤＧ７→第５ギヤＧ５→第５ギヤＧ５の回転軸６３→第１０ギヤＧ１０→ファイナルギヤＦＧ→ディファレンシャル機構Ｄ１→出力軸ＯＳの順で、モータＭ１の動力が出力軸ＯＳに伝達される。なお、エンジンＥの動力は、ジェネレータＭ２での発電に利用される。
【００４９】
「ＥＶモード２」について説明する。図３は、第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１１のＥＶモード２を示す図で、（ａ）は、ハイブリッド駆動装置１１のスケルトン（骨格）図、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１１が備える遊星歯車機構ＰＧの各要素の速度関係を示す共線図、（ｃ）は、ハイブリッド駆動装置１１の走行モードとクラッチＣ１，Ｃ２又はブレーキＢ１の作動状態（係合状態）との関係を示す図（係合表）である。ＥＶモード２は、モータＭ１の動力を第１出力経路２１及び第２出力経路２２の双方から出力軸ＯＳに伝達するモードである。
【００５０】
ＥＶモード２では、第１クラッチＣ１を解放状態として、第２クラッチＣ２を締結状態として、ブレーキＢ１を解放状態とする。モータＭ１は駆動しており、本実施形態では、エンジンＥも駆動しているものとする。
【００５１】
第１クラッチＣ１を解放状態とすると、エンジンＥの回転軸６１から第４ギヤＧ４の回転軸６２への動力伝達が遮断される。このため、エンジンＥの動力は、出力軸ＯＳまで伝達されず、車両の走行には利用されない。
【００５２】
第２クラッチＣ２を締結状態とすると、第４ギヤＧ４の回転軸６２から第５ギヤＧ５の回転軸６３への動力が伝達される。これにより、モータＭ１の動力は、遊星歯車機構ＰＧから第１出力経路２１を介して、出力軸ＯＳに伝達される。このとき、ブレーキＢ１を解放状態としているため、第４ギヤＧ４の回転を止めることはない。
【００５３】
この結果、ＥＶモード２では、モータＭ１の動力が、遊星歯車機構ＰＧから第１出力経路２１及び第２出力経路２２を介して出力軸ＯＳに伝達されることとなる。すなわち、第１出力経路２１を介する動力伝達経路としては、モータＭ１の回転軸５１→サンギヤＳＧ→キャリアＣＲに付帯するピニオンギヤ→キャリアＣＲ→第６ギヤＧ６→第４ギヤＧ４→第４ギヤＧ４の回転軸６２→第２クラッチＣ２→第５ギヤＧ５の回転軸６３→第１０ギヤＧ１０→ファイナルギヤＦＧ→ディファレンシャル機構Ｄ１→出力軸ＯＳの順でモータＭ１の動力が伝達される経路である。また、第２出力経路２２を介する動力伝達経路としては、モータＭ１の回転軸５１→サンギヤＳＧ→キャリアＣＲに付帯するピニオンギヤ→リングギヤＲＧ→リングギヤＲＧの回転軸５２→第７ギヤＧ７→第５ギヤＧ５→第５ギヤＧ５の回転軸６３→第１０ギヤＧ１０→ファイナルギヤＦＧ→ディファレンシャル機構Ｄ１→出力軸ＯＳの順で、モータＭ１の動力が出力軸ＯＳに伝達される。なお、エンジンＥの動力は、ジェネレータＭ２での発電に利用される。
【００５４】
「混合モード」について説明する。図４は、第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１１の混合モードを示す図で、（ａ）は、ハイブリッド駆動装置１１のスケルトン（骨格）図、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１１が備える遊星歯車機構ＰＧの各要素の速度関係を示す共線図、（ｃ）は、ハイブリッド駆動装置１１の走行モードとクラッチＣ１，Ｃ２又はブレーキＢ１の作動状態（係合状態）との関係を示す図（係合表）である。混合モードは、モータＭ１の動力を第２出力経路２２から出力軸ＯＳに伝達するとともに、エンジンＥの動力を遊星歯車機構ＰＧを介して出力軸ＯＳに伝達するモードである。
【００５５】
混合モードでは、第１クラッチＣ１を締結状態として、第２クラッチＣ２を解放状態として、ブレーキＢ１を解放状態とする。モータＭ１及びエンジンＥは、いずれも駆動している。
【００５６】
第１クラッチＣ１を締結状態とすると、エンジンＥの回転軸６１から第４ギヤＧ４の回転軸６２との動力が伝達される。このため、エンジンＥの動力は、まず、第４ギヤＧ４の回転軸６２に伝達される。
【００５７】
第２クラッチＣ２を解放状態とすると、第４ギヤＧ４の回転軸６２から第５ギヤＧ５の回転軸６３への動力伝達が遮断される。これにより、第４ギヤＧ４の回転軸６２の回転は、第５ギヤＧ５の回転軸６３には伝達されない。一方で、第４ギヤＧ４と第６ギヤＧ６とは噛合しているため、第６ギヤＧ６に伝達された動力は、キャリアＣＲへと伝達される。このとき、ブレーキＢ１を解放状態としているため、第４ギヤＧ４の回転を止めることはない。
【００５８】
この結果、混合モードでは、モータＭ１の動力が、遊星歯車機構ＰＧから第２出力経路２２を介して出力軸ＯＳに伝達される。すなわち、モータＭ１の回転軸５１→サンギヤＳＧ→キャリアＣＲに付帯するピニオンギヤ→リングギヤＲＧ→リングギヤＲＧの回転軸５２→第７ギヤＧ７→第５ギヤＧ５→第５ギヤＧ５の回転軸６３→第１０ギヤＧ１０→ファイナルギヤＦＧ→ディファレンシャル機構Ｄ１→出力軸ＯＳの順で、モータＭ１の動力が出力軸ＯＳに伝達される。
【００５９】
また、混合モードでは、エンジンＥの動力も、遊星歯車機構ＰＧに入力され、第２出力経路２２を介して出力軸ＯＳに伝達される。すなわち、エンジンＥの回転軸６１→第１クラッチＣ１→第４ギヤＧ４の回転軸６２→第４ギヤＧ４→第６ギヤＧ６→キャリアＣＲ→キャリアＣＲに付帯するピニオンギヤ→リングギヤＲＧ→リングギヤＲＧの回転軸５２→第７ギヤＧ７→第５ギヤＧ５→第５ギヤＧ５の回転軸６３→第１０ギヤＧ１０→ファイナルギヤＦＧ→ディファレンシャル機構Ｄ１→出力軸ＯＳの順で、エンジンＥの動力が出力軸ＯＳに伝達される。なお、エンジンＥの動力は、出力軸ＯＳの駆動のみならず、ジェネレータＭ２での発電にも利用される。
【００６０】
「直結モード」について説明する。図５は、第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１１の直結モードを示す図で、（ａ）は、ハイブリッド駆動装置１１のスケルトン（骨格）図、（ｂ）は、ハイブリッド駆動装置１１が備える遊星歯車機構ＰＧの各要素の速度関係を示す共線図、（ｃ）は、ハイブリッド駆動装置１１の走行モードとクラッチＣ１，Ｃ２又はブレーキＢ１の作動状態（係合状態）との関係を示す図（係合表）である。直結モードは、エンジンＥの動力を、エンジンＥの回転軸６１と同一軸線上にある回転軸６２及び回転軸６３を介して、出力軸ＯＳに伝達するモードである。
【００６１】
直結モードでは、第１クラッチＣ１を締結状態として、第２クラッチＣ２を締結状態として、ブレーキＢ１を解放状態とする。モータＭ１は駆動せず、エンジンＥのみが駆動している。
【００６２】
第１クラッチＣ１を締結状態とすると、エンジンＥの回転軸６１から第４ギヤＧ４の回転軸６２との動力が伝達される。このため、エンジンＥの動力は、第４ギヤＧ４の回転軸６２に伝達される。
【００６３】
第２クラッチＣ２を締結状態とすると、第４ギヤＧ４の回転軸６２から第５ギヤＧ５の回転軸６３への動力が伝達される。これにより、エンジンＥの動力は、回転軸６１及び回転軸６２を介して、出力軸ＯＳに伝達される。このとき、ブレーキＢ１を解放状態としているため、第４ギヤＧ４の回転を止めることはない。
【００６４】
この結果、直結モードでは、エンジンＥの動力が、同一回転軸線上にある回転軸６１、回転軸６２及び回転軸６３を介して出力軸ＯＳに伝達される。すなわち、エンジンＥの回転軸６１→第１クラッチＣ１→第４ギヤＧ４の回転軸６２→第２クラッチＣ２→第５ギヤＧ５の回転軸６３→第１０ギヤＧ１０→ファイナルギヤＦＧ→ディファレンシャル機構Ｄ１→出力軸ＯＳの順で、エンジンＥの動力が出力軸ＯＳに伝達される。なお、エンジンＥの動力は、出力軸ＯＳの駆動のみならず、ジェネレータＭ２での発電にも利用される。
【００６５】
図６は、第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１１のモードごとの回転数を示す図であり、（ａ）は、ハイブリッド駆動装置１１におけるギヤ比を表した図、（ｂ）は、モードごとのファイナルギヤＦＧの回転数を示す図表である。なお、図６において、Ｚは歯数を示し、サンギヤＳＧの歯数を歯数ＺＳ、リングギヤＲＧの歯数を歯数ＺＲ、第４ギヤＧ４の歯数をＺ４、第５ギヤＧ５の歯数を歯数Ｚ５、第６ギヤＧ６の歯数を歯数Ｚ６、第７ギヤＧ７の歯数を歯数Ｚ７、第１０ギヤＧ１０の歯数を歯数Ｚ１０、ファイナルギヤＦＧの歯数をＺＦとする。また、ωは回転数を示し、モータＭ１の回転数をωＭ１、ファイナルギヤＦＧの回転数をωＦとする。
【００６６】
本実施形態では、ギヤ比を次のように示している。すなわち、サンギヤＳＧとリングギヤＲＧとの歯数の比をａ（＝ＺＲ／ＺＳ）、第７ギヤＧ７と第５ギヤＧ５との歯数の比をｂ（＝Ｚ５／Ｚ７）、第６ギヤＧ６と第４ギヤＧ４との歯数の比をｃ（＝Ｚ４／Ｚ６）、第１０ギヤＧ１０とファイナルギヤＦＧとの歯数の比をｄ（＝ＺＦ／Ｚ１０）、とした。
【００６７】
これに対して、本実施形態のモードごとのファイナルギヤＦＧの回転数は、図６（ｂ）のようになる。ここで、２つのＥＶモードであるＥＶモード１とＥＶモード２との減速比を異ならせることができる。具体的には、ＥＶモード１の減速比は、ａｂｄとなり、ＥＶモード２の減速比は、（ａｂ−（１＋ａ）ｃ）ｄとなり、ＥＶモード１の減速比とＥＶモード２の減速比とを異ならせることができる。そして、第７ギヤＧ７と第５ギヤＧ５との歯数の比ｂと、第６ギヤＧ６と第４ギヤＧ４との歯数の比ｃを好適な値に設定することで、モータＭ１を広い速度域で使用することが可能となる。本実施形態では、第６ギヤＧ６と第４ギヤＧ４との減速比は、第７ギヤＧ７と第５ギヤＧ５との減速比よりも小さいこととしているが、これに限るものではない。
【００６８】
ところで、上述の背景技術で説明したように、遊星歯車機構における３要素（サンギヤ、キャリア、リングギヤ）のうち、入力側の回転要素（例えばサンギヤ）と出力側の回転要素（例えばキャリア）とは、それらの歯数の比によって、第１の減速比が得られる。また、入力側の回転要素と出力側の回転要素をクラッチ等で直結すれば、入力側の回転要素と出力側の回転要素の減速比が１となる第２の減速比が得られる。しかしながら、この構成であると、選択可能な２つの減速比（第１の減速比及び第２の減速比）のうち１つの減速比（第２の減速比）が必ず１になってしまう。すると、ハイブリッド車両で、遊星歯車機構を用いた変速機構にてモータの動力を変速する場合、減速比の選択の幅が狭くなり、モータによる走行可能な速度域が狭くなるという問題がある。
【００６９】
本実施形態では、遊星歯車機構ＰＧにおける減速比（ファイナルギヤＦＧでの減速比を除いた減速比）が、ＥＶモード１ではａｂとなり、ＥＶモード２では（ａｂ−（１＋ａ）ｃ）となり、ＥＶモード１の減速比の値とＥＶモード２の減速比の値とが異なる。また、設定により、いずれの減速比の値も、１と異なる値とすることができる。このため、設定する減速比の自由度を高くすることができる。
【００７０】
以上のように、本実施形態のハイブリッド駆動装置１１によれば、モータＭ１と接続される遊星歯車機構ＰＧから出力軸ＯＳまでの経路に、第１出力経路２１と第２出力経路２２とを有し、第２クラッチＣ２により第１出力経路２１の接続又は遮断を行うこととしている。これにより、モータＭ１の動力を第２出力経路２２のみから出力軸ＯＳに伝えることと、モータＭ１の動力を第１出力経路２１及び第２出力経路２２から出力軸ＯＳに伝えることとを、選択的に行うことができる。すると、モータＭ１から出力軸ＯＳまでに至る減速比を２段階に変えることができ、走行時の速度に応じて好適な減速比となる出力経路を選択することができるため、モータＭ１を使用可能なＥＶモードの速度域を広くすることができる。
【００７１】
また、遊星歯車機構ＰＧが有する回転要素であるサンギヤＳＧ、キャリアＣＲ、リングギヤＲＧの他に、第４ギヤＧ４と第５ギヤＧ５とを有することとすると、第４ギヤＧ４や第５ギヤＧ５の歯数を調整することで、第１出力経路２１及び第２出力経路２２における減速比を調整することができる。
【００７２】
また、第４ギヤＧ４に、第４ギヤＧ４の回転を制止可能なブレーキＢ１が配置されることで、ブレーキＢ１が第４ギヤＧ４の回転を止め、第４ギヤＧ４に噛合する第６ギヤＧ６の回転を止める。すると、第６ギヤＧ６と一体構成されているキャリアＣＲを止める。このため、これにより、モータＭ１の回転軸５１を回転させる力が、キャリアＣＲを回転させることなく、キャリアＣＲのピニオンギヤを介してリングギヤＲＧを回転させる力として伝達される。この結果、サンギヤＳＧの動力がリングギヤＲＧに効率的に伝達される。
【００７３】
また、第４ギヤＧ４と第５ギヤＧ５とが同一軸線上に配置され、第２クラッチＣ２及びブレーキＢ１を、第４ギヤＧ４と第５ギヤＧ５との間に配置することで、第４ギヤＧ４と第５ギヤＧ５との間の回転軸線方向の空間を有効に活用することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００７４】
また、第４ギヤＧ４及び第６ギヤＧ６が互いに噛合する歯車であると、互いの歯数を調整することで、第４ギヤＧ４と第６ギヤＧ６との減速比を調整することができる。同様に、第５ギヤＧ５及び第７ギヤＧ７が互いに噛合する歯車であると、互いの歯数を調整することで、第５ギヤＧ５及び第７ギヤＧ７との減速比を調整することができる。また、第６ギヤＧ６と第４ギヤＧ４との減速比は、第７ギヤＧ７と第５ギヤＧ５との減速比よりも小さいこととしてもよい。
【００７５】
また、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向において、遊星歯車機構ＰＧの一方側に、第４ギヤＧ４及び第６ギヤＧ６が配置され、遊星歯車機構ＰＧの他方側に、第５ギヤＧ５及び第７ギヤＧ７が配置される。これにより、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向の空間を有効に活用することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００７６】
また、第１クラッチＣ１は、エンジンＥと第４ギヤＧ４との接続又は遮断を行う。第４ギヤＧ４は、モータＭ１の動力の伝達経路である第１出力経路２１に配置される。このため、エンジンＥの動力を、第１クラッチＣ１を介して第４ギヤＧ４に伝達可能に構成すると、第４ギヤＧ４を、モータＭ１の出力経路として用いるのみならず、エンジンＥの出力経路としても用いることができ、モータＭ１とエンジンＥとの共通の出力経路として用いることができる。これにより、装置の小型化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、エンジンＥとモータＭ１とは、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向において、遊星歯車機構ＰＧに対して同じ側に配置される。このように配置することで、回転軸線方向における遊星歯車機構ＰＧに対してエンジンＥと反対側にモータＭ１を配置する空間が必要なくなるため、回転軸線方向における装置の大型化を抑制することができる。
【００７８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、上述の実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明を省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、上述の実施形態と同様である。
【００７９】
図７は、第２実施形態にかかるハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。第１実施形態では、エンジンＥとモータＭ１とが、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向において、遊星歯車機構ＰＧに対して同じ側に配置されていたが、第２実施形態のハイブリッド駆動装置１２では、エンジンＥとモータＭ１とが、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向において、遊星歯車機構ＰＧに対して異なる側に配置される。
【００８０】
ここで、モータＭ１の回転軸５１は、リングギヤＲＧの回転軸５２Ａと回転軸線が共通する。すなわち、リングギヤＲＧの回転軸５２Ａは中空構造であり、リングギヤＲＧの回転軸５２Ａの内部を、モータＭ１の回転軸５１が貫通している。
【００８１】
以上のように、第２実施形態のハイブリッド駆動装置１２では、モータＭ１を、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向において、遊星歯車機構ＰＧに対して、エンジンＥと異なる側に配置している。このように、モータＭ１の位置を前述の実施形態の位置と異ならせても、前述と同様の効果を得ることができる。また、モータＭ１を遊星歯車機構ＰＧに対してエンジンＥと異なる側に配置することで、エンジンＥやエンジンＥの近傍に配置されるジェネレータＭ２の位置と、モータＭ１の位置とが干渉することがない。これにより、エンジンＥ及びジェネレータＭ２の位置に関わりなく、モータＭ１の位置を設定することができる。これにより、モータＭ１の配置の自由度を高めることができる。
【００８２】
以上のように、本実施形態のハイブリッド駆動装置１２によれば、エンジンＥとモータＭ１とを、遊星歯車機構ＰＧの回転軸線方向において、遊星歯車機構ＰＧに対して異なる側に配置されるため、モータＭ１の配置の自由度を高めることができる。
【００８３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態の説明及び対応する図面においては、上述の実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明を省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、上述の実施形態と同様である。
【００８４】
図８は、第３実施形態にかかるハイブリッド駆動装置１３のスケルトン図である。前述の実施形態では、エンジンＥとジェネレータＭ２とが、異なる回転軸線上に配置されていたが、第３実施形態のハイブリッド駆動装置１３では、ジェネレータＭ２の回転軸は、エンジンＥの回転軸６１と共通の回転軸としている。
【００８５】
以上ように、本実施形態のハイブリッド駆動装置１３では、ジェネレータＭ２の回転軸を、エンジンＥの回転軸６１と共通の回転軸としている。すると、別途、ジェネレータＭ２の回転軸を必要としない。このため、前述の実施形態のようにジェネレータＭ２の回転軸７１を、エンジンＥの回転軸６１の他に必要とする場合と比較して、回転軸の数を少なくすることができ、部材数を削減することができる。また、エンジンＥの回転中心とジェネレータＭ２の回転中心とが同一となるため、径方向において装置の大きさを抑制することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。前述の実施形態では、ジェネレータＭ２を専ら発電を行うものとしたが、走行用モータ及びジェネレータとして機能するモータジェネレータとしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１１，１２，１３…ハイブリッド駆動装置
２１…第１出力経路
２２…第２出力経路
５１…回転軸
５２，５２Ａ…回転軸
６１…回転軸
６２…回転軸
６３…回転軸
７１…回転軸
Ｅ…エンジン（内燃機関）
Ｍ１…モータ（電動機）
Ｍ２…ジェネレータ（発電機）
Ｂ１…ブレーキ（制止手段）
Ｃ１…第１クラッチ（第１断接手段）
Ｃ２…第２クラッチ（第２断接手段）
Ｄ１…ディファレンシャル機構
ＰＧ…遊星歯車機構
ＳＧ…サンギヤ（第１回転要素）
ＣＲ…キャリア（第２回転要素）
ＲＧ…リングギヤ（第３回転要素）
Ｇ４…第４ギヤ（第４回転要素）
Ｇ５…第５ギヤ（第５回転要素）
Ｇ６…第６ギヤ（第６回転要素）
Ｇ７…第７ギヤ（第７回転要素）
Ｇ８…第８ギヤ
Ｇ９…第９ギヤ
Ｇ１０…第１０ギヤ
ＦＧ…ファイナルギヤ
ＯＳ…出力軸
【図１】
2019026188.tif 000003
【図２】
2019026188.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019026188.tif 000008
【図７】
2019026188.tif 000009
【図８】
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