(57)【要約】【課題】燃費を向上できるハイブリッド車両用駆動装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、エンジン１と、少なくとも３つの回転要素を有する差動部（第二遊星歯車機構２０）と、エンジン１の回転を変速して差動部に伝達する変速部（第一遊星歯車機構１０）と、第一回転機ＭＧ１と、第二回転機ＭＧ２と、を備え、変速部の出力要素である第一リングギア１３と差動部の第二キャリア２４が連結されている。変速部が係合装置（クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１）を有し、係合装置の係合状態によって変速部の変速比が切り替えられる。係合装置が開放状態では、変速部で発生する損失、差動部で発生する損失、及び、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２で発生する損失の合計に基づいて、差動部の第二キャリア２４の回転数を制御する（ステップＳ０２，Ｓ０８）。【選択図】図１０
2015024794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関と、
少なくとも３つの回転要素を有する差動部と、
前記機関の回転を変速して前記差動部に伝達する変速部と、
第一回転機と、
第二回転機と、を備え、
前記変速部の出力要素と前記差動部の第一回転要素が連結され、
前記変速部が係合装置を有し、前記係合装置の係合状態によって前記変速部の変速比が切り替えられ、
前記係合装置が開放状態では、前記変速部で発生する損失、前記差動部で発生する損失、及び、前記第一回転機及び前記第二回転機で発生する損失の合計に基づいて、前記第一回転要素の回転数を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の技術分野に関連する従来技術として、例えば特許文献１には、内燃機関及びモータジェネレータを駆動源として有し、遊星歯車機構からなる差動部と、内燃機関と差動部との間に配置される変速部と、を備えるハイブリッド駆動装置が開示されている。この駆動装置において、変速部は、変速切替要素により係合及び開放が制御される複数の係合装置を有する。係合装置が係合されることにより、変速部が複数の変速比のいずれかを形成して、内燃機関と変速部の出力部との動力伝達が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４１８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される、従来の変速部を備えるハイブリッド車両用駆動装置において、変速部の係合装置がすべて開放されている場合には、変速部の出力部に連結される差動部のキャリアの回転数が自由になるが、キャリアの回転数によっては燃費が悪化する虞があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃費を向上できるハイブリッド車両用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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、機関と、少なくとも３つの回転要素を有する差動部と、前記機関の回転を変速して前記差動部に伝達する変速部と、第一回転機と、第二回転機と、を備え、前記変速部の出力要素と前記差動部の第一回転要素が連結され、前記変速部が係合装置を有し、前記係合装置の係合状態によって前記変速部の変速比が切り替えられ、前記係合装置が開放状態では、前記変速部で発生する損失、前記差動部で発生する損失、及び、前記第一回転機及び前記第二回転機で発生する損失の合計に基づいて、前記第一回転要素の回転数を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、燃費を向上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、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置のスケルトン図である。
【図２】図２は、実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置が適用される車両の入出力関係図である。
【図３】図３は、実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図である。
【図４】図４は、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を両方開放した状態の単独モータＥＶモードに係る共線図である。
【図５】図５は、クラッチＣＬ１またはブレーキＢＫ１を片方係合した状態の単独モータＥＶモードに係る共線図である。
【図６】図６は、両モータＥＶモードに係る共線図である。
【図７】図７は、ニュートラル状態の単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＝０とし、ＭＧ１回転数＝０とした状態における共線図である。
【図８】図８は、ニュートラル状態の単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＜０とし、差動部の第二キャリアの回転数を０とした状態における共線図である。
【図９】図９は、ニュートラル状態の単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＞０とした状態における共線図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置のＥＶ走行モード選択処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は、キャリア回転数と変速部損失との対応関係を示すマップである。
【図１２】図１２は、キャリア回転数と差動部損失との対応関係を示すマップである。
【図１３】図１３は、キャリア回転数とＭＧ１損失との対応関係を示すマップである。
【図１４】図１４は、キャリア回転数とＭＧ２損失との対応関係を示すマップである。
【図１５】図１５は、キャリア回転数と損失合計との対応関係を示すマップである。
【図１６】図１６は、変速部の係合要素数と、油圧発生に伴う損失との対応関係を示すマップである。
【図１７】図１７は、第一変形例における両モータＥＶモードに係る共線図である。
【図１８】図１８は、第一変形例における単独モータＥＶモードに係る共線図である。
【図１９】図１９は、第一変形例において両モータＥＶモードの実施時にＭＧ１回転数＜ＭＧ２回転数となる状態の共線図である。
【図２０】図２０は、第一変形例において両モータＥＶモードの実施時にＭＧ１回転数＝ＭＧ２回転数となる状態の共線図である。
【図２１】図２１は、第一変形例において両モータＥＶモードの実施時にＭＧ１回転数＞ＭＧ２回転数となる状態の共線図である。
【図２２】図２２は、第二変形例における単独モータＥＶモードに係る共線図である。
【図２３】図２３は、第二変形例における両モータＥＶモードに係る共線図である。
【図２４】図２４は、第二変形例において単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＝０とし、ＭＧ１回転数＝０とした状態における共線図である。
【図２５】図２５は、第二変形例において単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＜０とし、差動部の第二キャリアの回転数を０とした状態における共線図である。
【図２６】図２６は、第二変形例において単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＞０とした状態における共線図である。
【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用駆動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１０】
［実施形態］
まず図１，２を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１の構成について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置のスケルトン図であり、図２は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置が適用される車両の入出力関係図である。
【００１１】
本実施形態に係る車両１００は、動力源としてエンジン１、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。図１及び図２に示すように、車両１００は、エンジン１、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０及びエンジン＿ＥＣＵ７０を含んで構成されている。
【００１２】
また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、更に、各ＥＣＵ５０，６０，７０等の制御装置を含んで構成されてもよい。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両あるいはＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両等に適用可能である。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両１００に搭載される。
【００１３】
本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１では、第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を含んで変速部が構成されている。また、第二遊星歯車機構２０を含んで差動部が構成されている。また、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を含んで第一遊星歯車機構１０を変速させる切替装置が構成されている。
【００１４】
機関であるエンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、入力軸２と接続されている。入力軸２は、動力伝達装置の入力軸である。動力伝達装置は、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、差動装置３０等を含んで構成されている。入力軸２は、エンジン１の出力軸と同軸上かつ出力軸の延長線上に配置されている。入力軸２は、第一遊星歯車機構１０の第一キャリア１４と接続されている。
【００１５】
本実施形態の第一遊星歯車機構１０は、エンジン１と接続され、エンジン１の回転を伝達する動力伝達機構に対応している。ここでは、動力伝達機構の一例として差動機構である第一遊星歯車機構１０が示されている。第一遊星歯車機構１０は、第二遊星歯車機構２０よりもエンジン１側に配置された入力側差動機構である。第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を変速して出力可能である。第一遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、第一サンギア１１、第一ピニオンギア１２、第一リングギア１３及び第一キャリア１４を有する。
【００１６】
第一リングギア１３は、第一サンギア１１と同軸上であってかつ第一サンギア１１の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア１２は、第一サンギア１１と第一リングギア１３との間に配置されており、第一サンギア１１及び第一リングギア１３とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア１２は、第一キャリア１４によって回転自在に支持されている。第一キャリア１４は、入力軸２と連結されており、入力軸２と一体回転する。従って、第一ピニオンギア１２は、入力軸２と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第一キャリア１４によって支持されて第一ピニオンギア１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。
【００１７】
クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結可能なクラッチ装置（係合装置）である。クラッチＣＬ１は、例えば、摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置がクラッチＣＬ１として用いられてもよい。クラッチＣＬ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結し、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを一体回転させることができる。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する。一方、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを切り離し、第一サンギア１１と第一キャリア１４との相対回転を許容する。つまり、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する。なお、クラッチＣＬ１は、半係合状態（スリップ係合状態）に制御可能である。
【００１８】
ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を規制することができるブレーキ装置（係合装置）である。ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１に接続された係合要素と、車体側、例えば動力伝達装置のケースと接続された係合要素とを有する。ブレーキＢＫ１は、クラッチＣＬ１と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置がブレーキＢＫ１として用いられてもよい。ブレーキＢＫ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを連結し、第一サンギア１１の回転を規制することができる。一方、開放状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを切り離し、第一サンギア１１の回転を許容する。なお、ブレーキＢＫ１は、半係合状態（スリップ係合状態）に制御可能である。
【００１９】
本実施形態の第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と駆動輪３２とを接続する差動機構に対応している。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０よりも駆動輪３２側に配置された出力側差動機構である。第二遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であり、第二サンギア２１、第二ピニオンギア２２、第二リングギア２３及び第二キャリア２４の回転要素を有する。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構１０を挟んでエンジン１と互いに対向している。
【００２０】
第二リングギア２３は、第二サンギア２１と同軸上であってかつ第二サンギア２１の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア２２は、第二サンギア２１と第二リングギア２３との間に配置されており、第二サンギア２１及び第二リングギア２３とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４によって回転自在に支持されている。第二キャリア２４（第一回転要素）は、第一リングギア１３と接続されており、第一リングギア１３と一体回転する。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第二キャリア２４によって支持されて第二ピニオンギア２２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。第一リングギア１３は、第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、エンジン１から第一遊星歯車機構１０に入力された回転を第二キャリア２４に出力することができる。
【００２１】
第二サンギア２１には第一回転機ＭＧ１の回転軸３３が接続されている。第一回転機ＭＧ１の回転軸３３は、入力軸２と同軸上に配置されており、第二サンギア２１と一体回転する。第二リングギア２３には、カウンタドライブギア２５が接続されている。カウンタドライブギア２５は、第二リングギア２３と一体回転する出力ギアである。第二リングギア２３は、第一回転機ＭＧ１あるいは第一遊星歯車機構１０から入力された回転を駆動輪３２に出力することができる出力要素である。
【００２２】
カウンタドライブギア２５は、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。カウンタドリブンギア２６は、カウンタシャフト２７を介してドライブピニオンギア２８と接続されている。カウンタドリブンギア２６とドライブピニオンギア２８とは一体回転する。また、カウンタドリブンギア２６には、リダクションギア３５が噛み合っている。リダクションギア３５は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４に接続されている。つまり、第二回転機ＭＧ２の回転は、リダクションギア３５を介してカウンタドリブンギア２６に伝達される。リダクションギア３５は、カウンタドリブンギア２６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギア２６に伝達する。
【００２３】
ドライブピニオンギア２８は、差動装置３０のデフリングギア２９と噛み合っている。差動装置３０は、左右の駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。第二リングギア２３は、カウンタドライブギア２５、カウンタドリブンギア２６、ドライブピニオンギア２８、差動装置３０及び駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。また、第二回転機ＭＧ２は、第二リングギア２３と駆動輪３２との動力伝達経路に対して接続されており、第二リングギア２３及び駆動輪３２に対してそれぞれ動力を伝達可能である。
【００２４】
第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
【００２５】
本実施形態の車両１００では、エンジン１と同軸上に、エンジン１から近い側から順に、ブレーキＢＫ１、クラッチＣＬ１、第一遊星歯車機構１０、カウンタドライブギア２５、第二遊星歯車機構２０及び第一回転機ＭＧ１が配置されている。また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、入力軸２と、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。
【００２６】
図２に示すように、車両１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０及びエンジン＿ＥＣＵ７０を有する。各ＥＣＵ５０，６０，７０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００全体を統合制御する機能を有している。ＭＧ＿ＥＣＵ６０及びエンジン＿ＥＣＵ７０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０と電気的に接続されている。
【００２７】
ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２を制御することができる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、例えば、第一回転機ＭＧ１に対して供給する電流値を調節し、第一回転機ＭＧ１の出力トルクを制御すること、及び第二回転機ＭＧ２に対して供給する電流値を調節し、第二回転機ＭＧ２の出力トルクを制御することができる。
【００２８】
エンジン＿ＥＣＵ７０は、エンジン１を制御することができる。エンジン＿ＥＣＵ７０は、例えば、エンジン１の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジン１の点火制御を行うこと、エンジン１に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。エンジン＿ＥＣＵ７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１の出力トルクを制御することができる。
【００２９】
ＨＶ＿ＥＣＵ５０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、ＡＴ油温センサ、バッテリ（ＳＯＣ）センサ、電池温度センサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、第一回転機ＭＧ１の回転数、第二回転機ＭＧ２の回転数、動力伝達装置へ供給するオイルの温度、バッテリ状態（ＳＯＣ）、電池温度等を取得することができる。
【００３０】
ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、取得する情報に基づいて、車両１００に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、算出した要求値に基づいて、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第二回転機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）及びエンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの指令値及びＭＧ２トルクの指令値をＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して出力する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジントルクの指令値をエンジン＿ＥＣＵ７０に対して出力する。
【００３１】
ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１をそれぞれ制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＣＬ１）及びブレーキＢＫ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＢＫ１）をそれぞれ出力する。図示しない油圧制御装置は、各指令値ＰｂＣＬ１，ＰｂＢＫ１に応じてクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１に対する供給油圧を制御する。
【００３２】
次に図３〜１６を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１の動作について説明する。まず、図３〜６を参照して、ハイブリッド車両用駆動装置１−１が実行可能な走行モードについて説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図である。車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて、更に第二回転機ＭＧ２を動力源としてもよい。
【００３４】
ＥＶ走行は、第一回転機ＭＧ１あるいは第二回転機ＭＧ２の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、ＥＶ走行モードとして、第二回転機ＭＧ２を単独の動力源として車両１００を走行させる単独モータＥＶモード（単独駆動ＥＶモード）と、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２を動力源として車両１００を走行させる両モータＥＶモード（両駆動ＥＶモード）を有する。
【００３５】
図３の係合表において、クラッチＣＬ１の欄及びブレーキＢＫ１の欄の丸印は、係合を示し、空欄は開放を示す。また、三角印は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１のいずれかを係合し、他方を開放することを示す。
【００３６】
単独モータＥＶモードは、例えば図３にモード１として示すように、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を共に開放した状態（ニュートラル状態）で実行される。図４は、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を両方開放した状態の単独モータＥＶモードに係る共線図である。図４の共線図において、符号Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１は、それぞれ第一サンギア１１、第一キャリア１４、第一リングギア１３を示し、符号Ｓ２，Ｃ２，Ｒ２は、それぞれ第二サンギア２１、第二キャリア２４、第二リングギア２３を示す。なお、この後に挙げる他の共線図の配置も図４と同様である。図４に示すように、単独モータＥＶモードにおいて、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１が両方開放しているときは、第一回転機ＭＧ１は０回転数にフィードバック制御するか、ＭＧ１トルクを０としてもコギングトルクを利用して回転数を０に維持できる時はＭＧ１トルクを加えない。また、第一回転機ＭＧ１のｄ軸ロックを使用してＭＧ１回転数を０としてもよい。
【００３７】
変速部の第一リングギア１３は第二キャリア２４に連れ回り正回転するが、変速部がニュートラル状態なのでエンジン１は連れ回されず、０回転で停止状態となる。よって回生量を大きく取ることができる。
【００３８】
また、単独モータＥＶモードにおいて、図３にモード２として示すように、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合状態としてもよい。図５は、クラッチＣＬ１またはブレーキＢＫ１を片方係合した状態の単独モータＥＶモードに係る共線図である。
【００３９】
両モータＥＶモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を係合させる。図６は、両モータＥＶモードに係る共線図である。図６に示すように、このモードでは、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を係合させることによりエンジン回転数を０回転とする。
【００４０】
このように、本実施形態では、ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を両方開放した状態の単独モータＥＶモード、クラッチＣＬ１またはブレーキＢＫ１を片方係合した状態の単独モータＥＶモード、両モータＥＶモードの４種類のＥＶ走行モード（電気走行モード）を実施可能である。
【００４１】
ＨＶ走行では、変速部の第一遊星歯車機構１０はロー／ハイの切り替えが可能である。図３に示すように、クラッチＣＬ１が係合状態であり、ブレーキＢＫ１が開放状態である場合、変速部をローギアにしていると表し、一方、クラッチＣＬ１が開放状態であり、ブレーキＢＫ１が係合状態である場合、変速部をハイギアにしていると表す。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、高速ではハイを使用し、中低速ではローを使用する。よって、メカニカルポイントは２つとなり、高速側に増えるので高速燃費が向上する。変速部と差動部は直列に接続されており、変速部のロー／ハイ切り替え時には差動部も同時変速し、全体として電気的無段変速機として作動する。
【００４２】
後進時は、第一回転機ＭＧ１がジェネレータとして、第二回転機ＭＧ２がモータとして機能し、第二回転機ＭＧ２が逆回転して走行、バッテリが使える時は第二回転機ＭＧ２が単独で逆回転してモータ走行する。後進時はエンジン１からの直達トルクが第二回転機ＭＧ２の正転側に作用するので、ハイにしてこの影響を少なくしておくことが望ましい。また、第一キャリア１４及び第二キャリア２４を固定して第一回転機ＭＧ１と第二回転機ＭＧ２との両駆動とすることも可能である。
【００４３】
（ＥＶ走行モード選択）
次に、図７〜１６を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１のＥＶ走行モード選択処理について説明する。上述のように、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、変速部のクラッチ及びブレーキの係合/開放を制御することによって、４種類のＥＶ走行モードを切り替えて実施可能である。ここで、これらの４種類の走行モードのうち、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を共に開放した状態（ニュートラル状態）の単独モータＥＶモードについて考える。この走行モードでは、変速部の出力要素である第一リングギア１３に連結される差動部の第二キャリア２４は、変速部により回転を規制されず自由に回転できる。このとき、第二キャリア２４の回転数によっては、損失が大きくなり、結果として車両１００の燃費が悪化する場合がある。このため、第一回転機ＭＧ１を制御して、差動部の第二キャリア２４の回転数を適切に制御することが好ましい。
【００４４】
図７は、ニュートラル状態の単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＝０とし、ＭＧ１回転数＝０とした状態における共線図である。図７に示すように、ＭＧ１トルクを０として、ＭＧ１回転数を０とした場合、変速部の差動が有るため、変速部の損失が大きい可能性がある。図８は、ニュートラル状態の単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＜０とし、差動部の第二キャリア２４の回転数を０とした状態における共線図である。図８に示すように、ＭＧ１トルク＜０として、差動部の第二キャリア２４の回転数を０とした場合、変速部の差動は無くなるので変速部の損失は小さくなるが、差動部の差動回転数が図７のＭＧ１トルク＝０の状態より大きくなるため、差動部の損失は大きくなる傾向がある。本実施形態では、好適には、図７に示すＭＧ１トルク＝０かつＭＧ１回転数＝０の状態と、図８に示すＭＧ１トルク＞０かつ第二キャリア２４の回転数が０の状態との間となるように、差動部の第二キャリア２４の回転数を設定する。
【００４５】
図９は、ニュートラル状態の単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＞０とした状態における共線図である。図９に示すように、ＭＧ１トルク＞０として、差動部の差動を無くすことで損失を小さくしてもよい。
【００４６】
図１０は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置のＥＶ走行モード選択処理のフローチャートである。図１０のフローチャートに沿って、ＥＶ走行モード選択処理を説明する。図１０に示すＥＶ走行モード選択処理は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により実行される。
【００４７】
ステップＳ０１では、車両１００がＥＶ走行中であるか否かが判断される。ステップＳ０１の判定の結果、ＥＶ走行中である場合にはステップＳ０２に移行し、そうでない場合には処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ０２では、差動部の第二キャリア２４の目標回転数である目標キャリア回転数が設定される。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１の構成では、変速部をニュートラル状態、すなわちクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を両方共に開放状態とすると、差動部の第二キャリア２４の回転数（以下、「キャリア回転数」とも表記する。）は、エンジン１の回転数と独立して設定できる。目標キャリア回転数は、損失が最も低くなるように設定される。図１１〜１４に示すように、車両１００の車速が決まれば、キャリア回転数に応じて駆動装置の各構成要素で発生する損失がわかるので、これらを基に損失を出し、その合計の低い動作点となるように目標キャリア回転数を設定する。
【００４９】
図１１〜１４は、ある車速でのキャリア回転数に対する各構成要素で発生する損失を示すマップである。図１１は、キャリア回転数と変速部損失との対応関係を示すマップである。図１１の横軸は、キャリア回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸は、変速部損失（Ｗ）を表す。変速部損失とは、例えば変速部内の差動によって生じる損失（プラネタリ損）やクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１の摩擦材の引き摺り損を含む。図１１には、ある車速でのキャリア回転数に対する変速部損失の推移が実線で示されている。また、図１１には、低温時における変速部損失の推移が点線で示されている。
【００５０】
図１２は、キャリア回転数と差動部損失との対応関係を示すマップである。図１２の横軸は、キャリア回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸は、差動部損失（Ｗ）を表す。差動部損失とは、差動部内の差回転により発生する損失やギアの噛み合い損失を含む。図１２では、キャリア回転数に対する差動部損失の推移が実線で示されている。また、図１２には、低温時における差動部損失の推移が点線で示されている。図１２に示すように、差動部損失は、キャリア回転数とＭＧ２回転数が一致するときに最小となる。その理由は、このとき両者の差回転が０となり、差動部の差動が無くなるので、損失が小さくなるためである。
【００５１】
図１３は、キャリア回転数とＭＧ１損失との対応関係を示すマップである。図１３の横軸は、キャリア回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸は、第一回転機ＭＧ１で発生する損失（以下、「ＭＧ１損失」とも表記する。）（Ｗ）を表す。図１３では、キャリア回転数に対するＭＧ１損失の推移が実線で示されている。図１３に示すように、ＭＧ１損失は、ＭＧ１回転数＝０となるキャリア回転数において最小となる。
【００５２】
図１４は、キャリア回転数とＭＧ２損失との対応関係を示すマップである。図１４の横軸は、キャリア回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸は、第二回転機ＭＧ２で発生する損失（以下「ＭＧ２損失」とも表記する）（Ｗ）を表す。図１４では、キャリア回転数に対するＭＧ２損失の推移が実線で示されている。図１４に示すように、ＭＧ２損失は、ＭＧ１回転数が０のとき必ずしも最小とはならず、キャリア回転数が負のときに最小となっている。その理由は、ＭＧ１トルク（このときは負）がリング軸（第二リングギア２３）に及ぼす影響でＭＧ２トルクを０（Ｎｍ）付近にできるため、トルク発生に伴う損失を低減できるためである。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２で発生する損失とは、第一回転機ＭＧ及び第二回転機ＭＧ２でトルクを創出する際に発生する銅損や鉄損、電気―機械運動変換に伴う損失、電源装置から第一回転機ＭＧ及び第二回転機ＭＧ２までの電力変換に伴う損失を含む。
【００５３】
なお、図１１〜１４に示すマップや損失要素は一例であって、他の損失要素やマップを用いてもよい。また、図１１〜１４の横軸は、例えばＭＧ１回転数など、キャリア回転数と同等な値であってもよい。
【００５４】
本ステップの処理は、上記のように各構成要素で発生する損失を個別に算出する代わりに、図１５に示すように、予めある車速でのキャリア回転数に対する損失合計をマップ化しておき、このマップを用いて目標キャリア回転数を設定してもよい。図１５は、キャリア回転数と損失合計との対応関係を示すマップである。図１５の横軸は、キャリア回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸は、駆動装置の各構成要素で発生する損失の合計値である損失合計（Ｗ）を表す。この場合、図１５に示すように、損失合計が最小となるように目標キャリア回転数を設定する（図中に「選択する回転数」と表すキャリア回転数）。
【００５５】
また、本ステップの処理は、目標キャリア回転数を車速が変化することで変化させてもよい。車速が変化すると、駆動輪３２に連結されている第二回転機ＭＧ２の損失や、差動部の差回転も変化する。このような状態では、目標キャリア回転数を変化させる。好適には、車速が大きくなれば、目標キャリア回転数も大きくする。これにより、車速に応じて効率が良い目標キャリア回転数を設定することができる。
【００５６】
また、ＥＶ走行中の車速に対する、損失の小さくなるキャリア回転数を実験的に求めてマップ化しておき、車速に応じた目標キャリア回転数を設定してもよい。また、車速（ＭＧ２回転数）とキャリア回転数が決まれば、ＭＧ１回転数が決まるので、キャリア回転数の代わりにＭＧ１回転数で整理してもよい。ステップＳ０２の処理が完了するとステップＳ０３に移行する。
【００５７】
図１０に戻り、ステップＳ０３では、ステップＳ０２で設定された目標キャリア回転数が０回転に近い０近傍）か否かが判断される。判断方法は、キャリア回転数の絶対値が閾値（たとえば１００ｒｐｍ）より小さいかどうかで判断する。ステップＳ０３の判定の結果、目標キャリア回転数が０近傍である場合にはステップＳ０４に移行し、そうでない場合にはステップＳ０７に移行する。
【００５８】
ステップＳ０４では、変速部の係合装置（クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１）の一方または両方を係合したほうが有利か否かがが判断される。目標キャリア回転数が０回転に近い場合、変速部と差動部の差動状態は、変速部内の係合装置を係合した状態と近い形となる（図５，６参照）。その場合に、変速部の係合装置を係合してＭＧ１トルクを制御しない手法のほうが、変速部の係合装置を係合しないでＭＧ１トルクを制御することによって、キャリア回転数を目標キャリア回転数に制御する手法より、損失が小さいならば、変速部の係合装置の一方または両方を係合したほうが有利であると判断する。変速部の係合装置を係合するには、油圧を供給する必要があり、例えば図１６に示すマップを用いて、それに伴う損失も考慮する。
【００５９】
図１６は、変速部の係合要素数と、油圧発生に伴う損失との対応関係を示すマップである。図１６の横軸は、係合要素数を表す。係合要素数は、変速部のクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１が両方係合状態である場合には２であり、クラッチＣＬ１またはブレーキＢＫ１の一方が係合状態である場合には１であり、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１が両方開放状態である場合には０である。図１６の縦軸は、油圧発生に伴う損失（Ｗ）を表す。油圧発生に伴う損失とは、例えば、係合装置に油圧供給するためのオイルポンプを回転させるために生じる損失や、油圧回路内での損失を含む。図１６では、変速部の係合要素数に対する、油圧発生に伴う損失が実線で示されている。
【００６０】
ステップＳ０４の判定の結果、変速部の係合装置を係合したほうが有利である場合にはステップＳ０５に移行し、そうでない場合にはステップＳ０７に移行する。
【００６１】
ステップＳ０５では、ステップＳ０４で変速部の係合装置を係合したほうが有利と判定されたため、変速部の係合装置を制御して、有利と判断されたＥＶ走行モードへ切り替えられる。ステップＳ０５の処理が完了するとステップＳ０６へ移行する。
【００６２】
ステップＳ０６では、ＭＧ１トルクが算出され、この算出されたＭＧ１トルクに基づき第一回転機ＭＧ１が制御される。なお、ＭＧ１トルクの決定手法は公知のものであり、例えば特開２００８−２６５６００号公報に開示された手法を用いることができる。ステップＳ０６の処理が完了するとステップＳ０９に移行する。
【００６３】
ステップＳ０７では、キャリア回転数をステップＳ０２で設定した目標キャリア回転数に制御できるように、変速部の係合装置がニュートラル状態のまま維持される。ステップＳ０７の処理が完了するとステップＳ０８に移行する。
【００６４】
ステップＳ０８では、実キャリア回転数が目標キャリア回転数に近づくように、ＭＧ１トルクが算出され、この算出されたＭＧ１トルクに基づき第一回転機ＭＧ１が制御される。例えば、ＭＧ１回転数が大きいほうが、ＭＧ１トルクが大きくなるように制御する（回転が高くなると増大するフリクションなどの反力分を打ち消すＭＧ１トルクとするため）。また、ＭＧ１トルクは、目標キャリア回転数と実キャリア回転数の差分をフィードバック制御することで制御してもよい。ステップＳ０８の処理が完了するとステップＳ０９に移行する。
【００６５】
ステップＳ０９では、ＭＧ２トルクが算出される。ドライバが要求している駆動トルク・回生トルクとなるように、ＭＧ２トルクを算出する。好適には、ＭＧ１トルクが出力軸に及ぼす影響を考慮して、ドライバが要求している駆動トルク・回生トルクに対する過不足分をＭＧ２トルクとする。ステップＳ０９の処理が完了すると本処理フローを終了する。
【００６６】
次に、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１の効果について説明する。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、エンジン１と、少なくとも３つの回転要素を有する差動部（第二遊星歯車機構２０）と、エンジン１の回転を変速して差動部に伝達する変速部（第一遊星歯車機構１０）と、第一回転機ＭＧ１と、第二回転機ＭＧ２と、を備え、変速部の出力要素である第一リングギア１３と差動部の第二キャリア２４（第一回転要素）が連結されている。変速部が係合装置（クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１）を有し、係合装置の係合状態によって変速部の変速比が切り替えられる。係合装置が開放状態では、変速部で発生する損失、差動部で発生する損失、及び、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２で発生する損失の合計に基づいて、差動部の第二キャリア２４の回転数を制御する。
【００６７】
この構成により、差動部で発生する損失や回転機で発生する損失だけでなく、変速部で発生する損失も考慮して、最も損失が少なくなるように差動部の動作点を設定できるので、ＥＶ走行モードでの駆動時の効率向上、回生時の効率向上を図ることができ、燃費を向上できる。
【００６８】
［第一変形例］
次に、図１７〜２１を参照して、上記実施形態の第一変形例を説明する。上記実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、エンジン１と、差動部としての第二遊星歯車機構２０との間に、変速部としての第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を備える構成であったが、第一変形例は、エンジン１と差動部との間に、第一クラッチＣＬ１、第二クラッチＣＬ２、及びブレーキＢＫ１を有する切替え部を備える。図１７は、第一変形例における両モータＥＶモードに係る共線図であり、図１８は、第一変形例における単独モータＥＶモードに係る共線図である。
【００６９】
図１７，１８に示すように、第一変形例では、差動部としての第二遊星歯車機構２０の第一回転要素が第一回転機ＭＧ１及びエンジン１に接続され、第二回転要素がカウンタドライブギア２５（図では「ｏｕｔ」と表示）に接続され、第三回転要素が第二回転機ＭＧ２と接続されている。第一クラッチＣＬ１は、差動部の第一回転要素と第一回転機ＭＧ１との間の動力伝達を断接する。第二クラッチＣＬ２は、差動部の第一回転要素とエンジン１との間の動力伝達を断接する。ブレーキＢＫ１は、係合時に差動部の第一回転要素の回転を規制する。
【００７０】
第一変形例でも、上記実施形態と同様に、ＥＶ走行モードとして、第二回転機ＭＧ２を単独の動力源として車両１００を走行させる単独モータＥＶモード（単独駆動ＥＶモード）と、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２を動力源として車両１００を走行させる両モータＥＶモード（両駆動ＥＶモード）を実施可能である。図１７に示すように、両モータＥＶモードは、第一クラッチＣＬ１を係合状態とし、ブレーキＢＫ１及び第二クラッチＣＬ２を開放状態として実行される。また、図１８に示すように、単独モータＥＶモードは、ブレーキＢＫ１を係合状態とし、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２を開放状態として実行される。
【００７１】
ここで、これらのＥＶ走行モードのうち、図１７に示す両モータＥＶモードについて考える。この走行モードでは、第一回転機ＭＧ１及びエンジン１に連結される差動部の第一回転要素（例えば第二リングギア２３）は、回転を規制されず自由に回転できる。このとき、第一回転要素の回転数によっては、損失が大きくなり、結果として車両１００の燃費が悪化する場合がある。このため、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２を制御して、差動部の第一回転要素の回転数を適切に制御することが好ましい。
【００７２】
図１９は、第一変形例において両モータＥＶモードの実施時にＭＧ１回転数＜ＭＧ２回転数となる状態の共線図である。図１９に示すように、ＭＧ１トルクを小さくする制御を行うことにより、ＭＧ１回転数がＭＧ２回転数より小さくなる状態とすることができる。この状態では、係合装置（切替え部）の作動回転数が小さくなり、第一回転機ＭＧ１や係合装置による損失が小さくなる。図２０は、第一変形例において両モータＥＶモードの実施時にＭＧ１回転数＝ＭＧ２回転数となる状態の共線図である。図２０に示すように、ＭＧ１トルク及びＭＧ２トルクを制御することにより、ＭＧ１回転数とＭＧ２回転数が同一となる状態とすることができる。この状態では、差動部の差動が無くなり、差動部による損失が小さくなる。
【００７３】
図２１は、第一変形例において両モータＥＶモードの実施時にＭＧ１回転数＞ＭＧ２回転数となる状態の共線図である。図２１に示すように、ＭＧ２トルクを小さくする制御を行うことにより、ＭＧ１回転数がＭＧ２回転数より大きくなる状態とすることができる。この状態では、ＭＧ２トルクが小さいので第二回転機ＭＧ２による損失は小さくなるが、係合装置の作動回転数が大きくなるので、係合装置による損失が大きくなる。第一変形例では、好適には、図１９に示すＭＧ１回転数＜ＭＧ２回転数となる状態と、図２０に示すＭＧ１回転数＝ＭＧ２回転数となる状態との間となるように、差動部の第一回転要素の回転数を設定する。
【００７４】
［第二変形例］
次に、図２２〜２６を参照して、上記実施形態の第二変形例を説明する。第二変形例は、エンジン１と差動部との間にエンジン切り離し機構を備える。図２２は、第二変形例における単独モータＥＶモードに係る共線図であり、図２３は、第二変形例における両モータＥＶモードに係る共線図である。
【００７５】
図２２，２３に示すように、第二変形例において、差動部としての第二遊星歯車機構２０と、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、カウンタドライブギア２５（図では「ｏｕｔ」と表示）との接続関係は実施形態と同様である。エンジン１と差動部の第二キャリア２４との間に、実施形態の変速部の代わりに、両者間の動力伝達を断接するクラッチＣＬが設けられ、このクラッチＣＬがエンジン切り離し機構として機能する。
【００７６】
第二変形例でも、上記実施形態と同様に、ＥＶ走行モードとして、単独モータＥＶモードと、両モータＥＶモードを実施可能である。図２２に示すように、単独モータＥＶモードは、クラッチＣＬを開放状態として実行される。また、図２３に示すように、両モータＥＶモードは、クラッチＣＬを係合状態として実行される。
【００７７】
ここで、これらのＥＶ走行モードのうち、図２２に示す単独モータＥＶモードについて考える。この走行モードでは、エンジン１に連結される差動部の第二キャリア２４は、回転を規制されず自由に回転できる。このとき、第二キャリア２４の回転数によっては、損失が大きくなり、結果として車両１００の燃費が悪化する場合がある。このため、第一回転機ＭＧ１を制御して、差動部の第二キャリア２４の回転数を適切に制御することが好ましい。
【００７８】
図２４は、第二変形例において単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＝０とし、ＭＧ１回転数＝０とした状態における共線図である。図２４に示すように、ＭＧ１トルクを０として、ＭＧ１回転数を０とした場合、係合装置（クラッチＣＬ）で差動が有るため、係合装置の損失が大きい可能性がある。図２５は、第二変形例において単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＜０とし、差動部の第二キャリア２４の回転数を０とした状態における共線図である。図２５に示すように、ＭＧ１トルク＜０として、差動部の第二キャリア２４の回転数を０とした場合、係合装置の差動は無くなるので係合装置の損失は小さくなるが、差動部の差動回転数が図２４のＭＧ１トルク＝０の状態より大きくなるため、差動部の損失は大きくなる傾向がある。第二変形例では、好適には、図２４に示すＭＧ１トルク＝０かつＭＧ１回転数＝０の状態と、図２５に示すＭＧ１トルク＜０かつ第二キャリア２４の回転数が０の状態との間となるように、差動部の第二キャリア２４の回転数を設定する。
【００７９】
図２６は、第二変形例において単独モータＥＶモードの実施時にＭＧ１トルク＞０とした状態における共線図である。図２６に示すように、ＭＧ１トルク＞０として、差動部の差動を無くすことで損失を小さくしてもよい。
【００８０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１−１  ハイブリッド車両用駆動装置
１  エンジン（機関）
１０  第一遊星歯車機構（変速部）
２０  第二遊星歯車機構（差動部）
２４  第二キャリア（第一回転要素）
ＣＬ１  クラッチ（変速部、係合装置）
ＢＫ１  ブレーキ（変速部、係合装置）
ＭＧ１  第一回転機
ＭＧ２  第二回転機
【図１】
2015024794.tif 000003
【図２】
2015024794.tif 000004
【図３】
2015024794.tif 000005
【図４】
2015024794.tif 000006
【図５】
2015024794.tif 000007
【図６】
2015024794.tif 000008
【図７】
2015024794.tif 000009
【図８】
2015024794.tif 000010
【図９】
2015024794.tif 000011
【図１０】
2015024794.tif 000012
【図１１】
2015024794.tif 000013
【図１２】
2015024794.tif 000014
【図１３】
2015024794.tif 000015
【図１４】
2015024794.tif 000016
【図１５】
2015024794.tif 000017
【図１６】
2015024794.tif 000018
【図１７】
2015024794.tif 000019
【図１８】
2015024794.tif 000020
【図１９】
2015024794.tif 000021
【図２０】
2015024794.tif 000022
【図２１】
2015024794.tif 000023
【図２２】
2015024794.tif 000024
【図２３】
2015024794.tif 000025
【図２４】
2015024794.tif 000026
【図２５】
2015024794.tif 000027
【図２６】
2015024794.tif 000028