(57)【要約】      （修正有）【課題】多様な走行状況に応じた適切な走行モードを設定可能なハイブリッド車両用駆動装置を提供する。【解決手段】第１キャリアＣａと第１サンギヤＳａと第１リングギヤＲａとを有する第１遊星歯車機構ＰＡ、第２サンギヤＳｂと第２キャリアＣｂと第２リングギヤＲｂとを有する第２遊星歯車機構ＰＢ、および、エンジン１と第１キャリアＣａとを選択的に連結する第１クラッチＣ１を備え、第１モータ５と第１サンギヤＳａとが連結され、第２モータ７と第２サンギヤＳｂとが連結され、第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂと出力部材２とがそれぞれ連結されたハイブリッド車両用駆動装置において、第１キャリアＣａと第２サンギヤＳｂとを選択的に連結する第２クラッチＣ２を設け、エンジン１の回転数に応じて出力部材２の回転数が変化する状態で車両を後進走行させるリバース固定段モードを設定可能に構成した。【選択図】図１
2015085906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよび第１モータならびに第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される駆動装置であって、第１入力要素と第１反力要素と第１出力要素とを有する第１差動機構、第２入力要素と第２反力要素と第２出力要素とを有する第２差動機構、および、前記エンジンと前記第１入力要素とを選択的に連結する第１クラッチ機構を備え、前記第１モータと前記第１反力要素とが連結され、前記第２モータと前記第２入力要素とが連結され、前記第１出力要素および前記第２出力要素と出力部材とがそれぞれ連結されていて、前記エンジンの出力トルクおよび前記第２モータの出力トルクを用いて前記ハイブリッド車両を前進走行させる第１ハイブリッドモードを設定することが可能なハイブリッド車両用駆動装置において、
前記第１入力要素と前記第２入力要素とを選択的に連結する第２クラッチ機構を備えていて、
少なくとも前記エンジンの出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記エンジンの回転数に応じて前記出力部材の回転数が変化する状態で前記ハイブリッド車両を後進走行させるリバース固定段モードを設定することが可能である
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項２】
前記第１ハイブリッドモードは、前記エンジンの出力トルクと前記第２モータの出力トルクとを合成して前記出力部材に伝達することにより前記ハイブリッド車両を前進走行させる走行モードを含み、
前記第１ハイブリッドモードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素とを連結し、前記第２クラッチ機構を解放して前記第１入力要素と前記第２入力要素との間の動力伝達を遮断することにより設定され、
前記リバース固定段モードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素とを連結し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結することにより設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項３】
前記第２反力要素を選択的に回転不可能な状態に固定するブレーキ機構を更に備えていて、
前記エンジンの出力トルクおよび前記第２モータの出力トルクを用いるとともに、それらの出力トルクを前記第１ハイブリッドモードとは異なる動力伝達経路を経由させて前記ハイブリッド車両を前進走行させる第２ハイブリッドモードを設定することが可能である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項４】
前記第２ハイブリッドモードは、前記エンジンの出力トルクと前記第２モータの出力トルクとが合成されたトルクを前記出力部材と前記第１モータとに分配して伝達することにより前記ハイブリッド車両を前進走行させる走行モードを含み、
前記第２ハイブリッドモードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素とを連結し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結し、前記ブレーキ機構を係合して前記第２反力要素を回転不可能な状態に固定することにより設定される
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項５】
前記第１モータおよび前記第２モータの両方の出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記第１モータの回転数および前記第２モータの回転数をそれぞれ変化させることにより前記出力部材の回転数を制御して前記ハイブリッド車両を走行させるモータ回転数制御モードを設定することが可能である
ことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項６】
前記モータ回転数制御モードは、前記第１クラッチ機構を解放して前記エンジンと前記第１入力要素との間の動力伝達を遮断し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結し、前記ブレーキ機構を解放して前記第２反力要素を回転可能な状態にすることにより設定されることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項７】
少なくとも前記エンジンの出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記第２モータと前記出力部材との間のトルク伝達および前記第２モータと前記エンジンならびに前記第１モータとの間のトルク伝達をいずれも遮断した状態で前記ハイブリッド車両を前進走行させるモータ切り離しモードを設定することが可能であることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項８】
前記モータ切り離しモードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素と連結し、前記第２クラッチ機構を解放して前記第１入力要素と前記第２入力要素との間の動力伝達を遮断し、前記ブレーキ機構を解放して前記第２反力要素を回転可能な状態にすることにより設定されることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項９】
前記第１モータおよび前記第２モータの両方の出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記第１モータの出力トルクおよび前記第２モータの出力トルクをそれぞれ変化させることにより前記出力部材の回転数を制御して前記ハイブリッド車両を走行させるモータトルク制御モードを設定することが可能である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項１０】
前記モータトルク制御モードは、前記第１クラッチ機構を解放して前記エンジンと前記第１入力要素との間の動力伝達を遮断し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結し、前記ブレーキ機構を係合して前記第２反力要素を回転不可能な状態に固定することにより設定されることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項１１】
前記第１モータおよび前記第１差動機構は、前記エンジンに近い方から、前記第１モータ、前記第１差動機構の順に配置され、
前記第１クラッチ機構および前記第２クラッチ機構は、それぞれ、前記エンジンと前記第１モータとの間に配置されるとともに、前記エンジンの出力軸と同一の回転軸線上で並列して配置されている
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項１２】
前記ブレーキ機構は、前記第２差動機構と前記第２モータとの間に配置されていることを特徴とする請求項２から１１のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項１３】
前記第１差動機構は、前記第１入力要素となる第１キャリアと、前記第１反力要素となる第１サンギヤと、前記第１出力要素となる第１リングギヤとを有するシングルピニオン形の第１遊星歯車機構を含み、
前記第２差動機構は、前記第２入力要素となる第２サンギヤと、前記第２反力要素となる第２キャリアと、前記第２出力要素となる第２リングギヤとを有するシングルピニオン形の第２遊星歯車機構を含む
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の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】
この発明は、エンジンおよびモータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される駆動装置であって、特に、動力の伝達系統からエンジンを切り離すことができるように構成されたハイブリッド車両用駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、例えば、熱エネルギを運動エネルギに変換して動力を発生するエンジンや、発電機能を有するモータなど、動力の発生原理が異なる複数の駆動力源を備えた車両である。したがって、ハイブリッド車両では、エンジンとモータとが持つそれぞれの特性を生かすことにより、エネルギ効率を向上させることができ、また排気ガスの低減を図ることができる。このようなハイブリッド車両に関する発明が特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置は、エンジン、および、第１モータならびに第２モータを駆動力源として備えている。また、エンジンに連結される入力軸、車輪に連結される出力軸、および、３つの回転要素を有する動力分配機構を備えている。動力分配機構はリングギヤ、キャリア、および、サンギヤを有するシングルピニオン形遊星歯車機構によって構成されている。動力分配機構の分配入力要素となるキャリアには入力軸が連結されている。反力要素となるサンギヤには第１モータが連結されている。出力要素となるリングギヤには出力軸が連結されている。また、変速入力要素、第１出力要素、第２出力要素、および、固定要素の４つの回転要素を有する変速機構を備えている。変速機構は、固定要素となる第１サンギヤ、第１出力要素となる共通リングギヤ、第２出力要素となる共通キャリア、ならびに変速入力要素となる第２サンギヤを有するラビニヨ形遊星歯車機構と、リングギヤ、キャリア、ならびにサンギヤを有するシングルピニオン形遊星歯車機構とによって構成されている。さらに、前記ラビニヨ形遊星歯車機構の第２サンギヤを選択的に回転不可能な状態に固定する第１係合機構、前記シングルピニオン形遊星歯車機構のリングギヤを選択的に回転不可能な状態に固定する第２係合機構、および、前記ラビニヨ形遊星歯車機構の共通リングギヤを選択的に回転不可能な状態に固定する第３係合機構を備えている。
【０００４】
そして、この特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置は、各係合機構の動作を制御することにより、“第１スプリットモード”と、“第２スプリットモード”と、“第３スプリットモード”とのいずれかを選択的に設定することが可能である。“第１スプリットモード”は、３つのモードの中で中間の車速域で設定される動作モードであり、第１係合機構を係合して第２係合機構および第３係合機構を共に解放することにより設定される。“第２スプリットモード”は、３つのモードの中で最も高い車速域で設定される動作モードであり、第２係合機構を係合して第１係合機構および第３係合機構を共に解放することにより設定される。“第３スプリットモード”は、３つのモードの中で最も低い車速域で設定される動作モードであり、第３係合機構を係合して第１係合機構および第２係合機構を共に解放することにより設定される。
【０００５】
なお、特許文献２にも、エンジン、および、第１モータならびに第２モータを駆動力源とするハイブリッド駆動装置に関する発明が記載されている。この特許文献２に記載されているハイブリッド駆動装置は、３つの回転要素によって差動作用を行う動力分配機構を備えている。動力分配機構は、サンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを有する遊星歯車機構によって構成されている。この動力分配機構のキャリアにエンジンが連結され、サンギヤに第１モータが連結され、リングギヤに出力軸が連結されている。また、２つの変速比を設定可能な変速機構を備えている。変速機構は、大径の第１サンギヤと小径の第２サンギヤとを有するステップドピニオン形遊星歯車機構、および、２つのブレーキ機構によって構成されている。この変速機構の入力側に第２モータが連結され、出力側に出力軸が連結されている。さらに、動力分配機構のキャリアと第２モータとを選択的に連結する、すなわちエンジンと第２モータとを選択的に連結するクラッチ機構を備えている。
【０００６】
そして、この特許文献２に記載されたハイブリッド駆動装置は、変速機構およびクラッチ機構の動作をそれぞれ制御することにより、“出力スプリットモード”と“機械直結減速モード”とを選択的に設定することが可能である。“出力スプリットモード”は、変速機構をニュートラルの状態にして、かつクラッチ機構を係合してエンジンと第２モータとを連結することにより設定される。“機械直結減速モード”は、変速機構をトルク伝達可能な減速状態にして、かつクラッチ機構を係合してエンジンと第２モータとを連結することにより設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２１３１４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、特許文献１に記載されているハイブリッド駆動装置は、“第１スプリットモード”、“第２スプリットモード”、および、“第３スプリットモード”の３つの走行モードを選択的に設定することができる。それら３つの走行モードは、車速と要求駆動力とに基づいて適宜選択される。また、この特許文献１に記載されているハイブリッド駆動装置では、走行モードを切り替える際には、変速機構の第１出力要素の回転数および第２出力要素の回転数が、それぞれ、動力分配機構の出力要素の回転数および分配入力要素の回転数に対応して同期した状態で、走行モードの切り替えが行われる。そのため、走行モードの切り替え時に、変速装置をニュートラルにする必要がなくなり、その結果、ショックやトルク抜けの発生を抑制することができる、とされている。
【０００９】
一方、この特許文献１に記載されているハイブリッド駆動装置では、動力分配機構および変速機構を構成するために、合わせて３つの遊星歯車機構と３つの係合機構とが用いられている。また、構造が複雑なラビニヨ形の遊星歯車機構も用いられている。そのため、特許文献１に記載されているハイブリッド駆動装置は、装置の構造が複雑になっていて、また、小型化が容易ではない構成になっている。さらに、この特許文献１に記載されているハイブリッド駆動装置は、主に車速に応じて３つの走行モードを切り替える構成になっている。しかしながら、車速の大きさ以外にも、例えば、バッテリのＳＯＣ（State Of 
Charge）が低下している場合や、モータだけの出力によって走行する場合、あるいは、後進時に大きな駆動力が要求される場合など、ハイブリッド車両で想定される走行状況は多様である。したがって、この特許文献１に記載されているハイブリッド駆動装置で選択的に設定される３つの走行モードだけでは、想定される様々な走行状況の全てに適応することはできない場合もある。
【００１０】
このように、従来のハイブリッド駆動装置では、できる限り簡単な、かつ小型化が可能な構成で、ハイブリッド車両の様々な走行状況に対応する適切な走行モードを設定できるようにするためには、未だ改良の余地があった。
【００１１】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、構成を複雑にすることなく、多様な走行状況に適応した走行モードを設定することが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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンおよび第１モータならびに第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される駆動装置であって、第１入力要素と第１反力要素と第１出力要素とを有する第１差動機構、第２入力要素と第２反力要素と第２出力要素とを有する第２差動機構、および、前記エンジンと前記第１入力要素とを選択的に連結する第１クラッチ機構を備え、前記第１モータと前記第１反力要素とが連結され、前記第２モータと前記第２入力要素とが連結され、前記第１出力要素および前記第２出力要素と出力部材とがそれぞれ連結されていて、前記エンジンの出力トルクおよび前記第２モータの出力トルクを用いて前記ハイブリッド車両を前進走行させる第１ハイブリッドモードを設定することが可能なハイブリッド車両用駆動装置において、前記第１入力要素と前記第２入力要素とを選択的に連結する第２クラッチ機構を備えていて、少なくとも前記エンジンの出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記エンジンの回転数に応じて前記出力部材の回転数が変化する状態で前記ハイブリッド車両を後進走行させるリバース固定段モードを設定することが可能であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明における前記第１ハイブリッドモードは、前記エンジンの出力トルクと前記第２モータの出力トルクとを合成して前記出力部材に伝達することにより前記ハイブリッド車両を前進走行させる走行モードを含んでいる。また、前記第１ハイブリッドモードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素とを連結し、前記第２クラッチ機構を解放して前記第１入力要素と前記第２入力要素との間の動力伝達を遮断することにより設定される走行モードであってもよい。そして、前記リバース固定段モードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素とを連結し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結することにより設定される走行モードであってもよい。
【００１４】
また、この発明は、前記第２反力要素を選択的に回転不可能な状態に固定するブレーキ機構を更に備えていてもよい。そして、前記エンジンの出力トルクおよび前記第２モータの出力トルクを用いる走行モードであって、それらの出力トルクを前記第１ハイブリッドモードとは異なる動力伝達経路を経由させて前記ハイブリッド車両を前進走行させる第２ハイブリッドモードを設定することが可能である。
【００１５】
また、この発明における前記第２ハイブリッドモードは、前記エンジンの出力トルクと前記第２モータの出力トルクとが合成されたトルクを前記出力部材と前記第１モータとに分配して伝達することにより前記ハイブリッド車両を前進走行させる走行モードを含んでいる。そして、前記第２ハイブリッドモードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素とを連結し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結し、前記ブレーキ機構を係合して前記第２反力要素を回転不可能な状態に固定することにより設定される走行モードであってもよい。
【００１６】
また、この発明は、前記第１モータおよび前記第２モータの両方の出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記第１モータの回転数および前記第２モータの回転数をそれぞれ変化させることにより前記出力部材の回転数を制御して前記ハイブリッド車両を走行させるモータ回転数制御モードを設定することが可能である。
【００１７】
また、この発明における前記モータ回転数制御モードは、前記第１クラッチ機構を解放して前記エンジンと前記第１入力要素との間の動力伝達を遮断し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結し、前記ブレーキ機構を解放して前記第２反力要素を回転可能な状態にすることにより設定される走行モードであってもよい。
【００１８】
また、この発明は、少なくとも前記エンジンの出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記第２モータと前記出力部材との間のトルク伝達および前記第２モータと前記エンジンならびに前記第１モータとの間のトルク伝達をいずれも遮断した状態で前記ハイブリッド車両を前進走行させるモータ切り離しモードを設定することが可能である。
【００１９】
また、この発明における前記モータ切り離しモードは、前記第１クラッチ機構を係合して前記エンジンと前記第１入力要素と連結し、前記第２クラッチ機構を解放して前記第１入力要素と前記第２入力要素との間の動力伝達を遮断し、前記ブレーキ機構を解放して前記第２反力要素を回転可能な状態にすることにより設定される走行モードであってもよい。
【００２０】
また、この発明は、前記第１モータおよび前記第２モータの両方の出力トルクによって前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであって、前記第１モータの出力トルクおよび前記第２モータの出力トルクをそれぞれ変化させることにより前記出力部材の回転数を制御して前記ハイブリッド車両を走行させるモータトルク制御モードを設定することが可能である。
【００２１】
また、この発明における前記モータトルク制御モードは、前記第１クラッチ機構を解放して前記エンジンと前記第１入力要素との間の動力伝達を遮断し、前記第２クラッチ機構を係合して前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結し、前記ブレーキ機構を係合して前記第２反力要素を回転不可能な状態に固定することにより設定される走行モードであってもよい。
【００２２】
また、この発明は、前記第１モータおよび前記第１差動機構を、前記エンジンに近い方から、前記第１モータ、前記第１差動機構の順に配置してもよい。そして、前記第１クラッチ機構および前記第２クラッチ機構を、それぞれ、前記エンジンと前記第１モータとの間に配置してもよい。それと共に、前記エンジンの出力軸と同一の回転軸線上で並列させて配置してもよい。
【００２３】
また、この発明は、前記ブレーキ機構を、前記第２差動機構と前記第２モータとの間に配置してもよい。
【００２４】
そして、この発明における前記第１差動機構は、前記第１入力要素となる第１キャリアと、前記第１反力要素となる第１サンギヤと、前記第１出力要素となる第１リングギヤとを有するシングルピニオン形の第１遊星歯車機構によって構成されていてもよい。また、この発明における前記第２差動機構は、記第２入力要素となる第２サンギヤと、前記第２反力要素となる第２キャリアと、前記第２出力要素となる第２リングギヤとを有するシングルピニオン形の第２遊星歯車機構によって構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、エンジンおよび２基のモータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される。また、それぞれ３つの回転要素を有する第１差動機構ならびに第２差動機構、および、エンジンと第１差動機構の第１入力要素とを選択的に連結する第１クラッチ機構を備えている。さらに、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置の特徴的な構成として、第１差動機構の第１入力要素と第２差動機構の第２入力要素とを選択的に連結する第２クラッチ機構を備えている。そして、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、“リバース固定段モード”を設定することができる。この“リバース固定段モード”では、回転数を所定の変速比で変速した状態でエンジンの出力トルクを出力部材に伝達してハイブリッド車両を後進走行させることができる。この場合、エンジンの出力トルクに加えて、第１モータおよび第２モータの少なくともいずれかの出力トルクを出力部材に伝達してハイブリッド車両を後進走行させることもできる。したがって、この発明によれば、ハイブリッド車両の後進時に、十分な駆動力を得ることができる。
【００２６】
また、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、“第１ハイブリッドモード”を設定することができる。“第１ハイブリッドモード”は、例えばエンジンの出力トルクと第２モータの出力トルクとを合成して出力部材に伝達することによりハイブリッド車両を前進走行させる走行モードである。そして、主に低車速領域においてエネルギ効率の良好な状態でハイブリッド車両を前進走行させることが可能な走行モードである。さらに、第１クラッチ機構を解放することにより、エンジンと第１差動機構の第１入力要素との間のトルク伝達を遮断することができる。すなわち、エンジンと出力部材との間のトルク伝達を遮断した状態で、第２モータの出力トルクによってハイブリッド車両を走行させる“エンジン切り離しモード”を設定することができる。また、従来と同様に、第２モータの出力トルクによってハイブリッド車両を走行させる“通常モータ走行モード”を設定することもできる。
【００２７】
また、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、第２差動機構の第２反力要素の回転を選択的に止めるブレーキ機構を設けることができる。このブレーキ機構を設けることにより、“第２ハイブリッドモード”を設定することができる。“第２ハイブリッドモード”は、例えばエンジンの出力トルクと第２モータの出力トルクとが合成されたトルクを出力部材と第１モータとに分配して伝達することによりハイブリッド車両を前進走行させる走行モードである。そして、主に高車速領域においてエネルギ効率の良好な状態でハイブリッド車両を前進走行させることが可能な走行モードである。したがって、この発明によれば、“第１ハイブリッドモード”と“第２ハイブリッドモード”とを、ハイブリッド車両のエネルギ効率が最適になるように選択的に切り替えて設定することができる。例えば、低速走行時には、“第２ハイブリッドモード”よりもエネルギ効率が良い“第１ハイブリッドモード”を設定し、高速走行時には、“第１ハイブリッドモード”よりもエネルギ効率が良い“第２ハイブリッドモード”を設定して、ハイブリッド車両を走行させることができる。そのため、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【００２８】
また、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、上記のようなブレーキ機構を設けることにより、“モータ回転数制御モード”を設定することができる。この“モータ回転数制御モード”では、第１モータの回転数および第２モータの回転数に基づいて出力部材の回転数を制御することができる。すなわち、第１モータおよび第２モータの少なくともいずれかの出力トルクによってハイブリッド車両をモータ走行させる際に、それら第１モータの回転数および第２モータの回転数を任意に設定することができる。そのため、第１モータの電気的損失と第２モータの電気的損失との和が最小になるような状態で、それら第１モータおよび第２モータを運転することができる。
【００２９】
また、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、上記のようなブレーキ機構を設けることにより、“モータ切り離しモード”を設定することができる。すなわち、第２クラッチ機構およびブレーキ機構をいずれも解放することにより、第２モータと出力部材との間のトルク伝達および第２モータとエンジンならびに第１モータとの間のトルク伝達をいずれも遮断した状態にすることができる。この“モータ切り離しモード”では、出力部材の回転数やエンジンの回転数あるいは第１モータの回転数に関わりなく、第２モータをフリーの状態にすることができる。そのため、例えば高車速時に、第２モータが連れ回されて逆起電力が増大してしまうことを回避することができる。その結果、そのような逆起電力に起因する電気的損失の増大を抑制することができる。
【００３０】
そして、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、“モータトルク制御モード”を設定することができる。この“モータトルク制御モード”では、第１モータの出力トルクおよび第２モータの出力トルクに基づいて出力部材の回転数を制御することができる。すなわち、第１モータの出力トルクと第２モータの出力トルクとを合わせた合成トルクによってハイブリッド車両をモータ走行させる際に、その合成トルクにおける第１モータおよび第２モータの出力トルクの分担率を任意に設定することができる。そのため、第１モータの電気的損失と第２モータの電気的損失との和が最小になるような状態で、それら第１モータおよび第２モータを運転することができる。
【００３１】
さらに、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを、同一の回転軸線上で、かつ並列に配置することができる。例えば、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）で一般的に採用されている形式のクラッチを適用することができる。そのため、装置の体格を小型化することができる。
【００３２】
このように、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、上記のような“リバース固定段モード”、“第１ハイブリッドモード”、“第２ハイブリッドモード”、“エンジン切り離しモード”、“モータ切り離しモード”、“モータ回転数制御モード”、および、“モータトルク制御モード”など、様々な走行状況に適応する多くの走行モードを設定することができる。これらは、２つの差動機構および２つのクラッチ機構だけの簡単な構成によって達成することができる。もしくは、２つの差動機構および２つのクラッチ機構ならびに１つのブレーキ機構だけの簡単な構成によって達成することができる。したがって、この発明によれば、装置の構成を複雑にすることなく、多様な走行状況に適応した走行モードを設定可能なハイブリッド車両用駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に係るハイブリッド車両用駆動装置のギヤトレーンの一例を説明するためのスケルトン図であって、ＦＦ方式のハイブリッド車両へ搭載するのに適したギヤトレーンの例を示す図である。
【図２】この発明に係るハイブリッド車両用駆動装置のギヤトレーンの他の例を説明するためのスケルトン図であって、ＦＲ方式のハイブリッド車両へ搭載するのに適したギヤトレーンの例を示す図である。
【図３】この発明に係るハイブリッド車両用駆動装置のギヤトレーンの他の例を説明するためのスケルトン図であって、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを同一回転軸線上で並列に配置したギヤトレーンの例を示す図である。
【図４】各走行モードにおける第１クラッチ機構、第２クラッチ機構、およびブレーキ機構の係合・解放状態を記す図表である。
【図５】“第１ハイブリッドモード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図６】“モータ切り離しモード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図７】“通常モータ走行モード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図８】“エンジン切り離しモード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図９】“第２ハイブリッドモード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図１０】“モータトルク制御モード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図１１】“モータ回転数制御モード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図１２】“リバース固定段モード”での第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構についての共線図である。
【図１３】各走行モードにおける第１クラッチ機構、第２クラッチ機構、およびブレーキ機構の係合・解放状態を記す図表であって、図３に示す構成のギヤトレーンで設定可能な“リバース固定段モード”を示す図である。
【図１４】この発明に係るハイブリッド車両用駆動装置のギヤトレーンの他の例を説明するためのスケルトン図であって、ブレーキ機構を備えていないギヤトレーンの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、この発明を、図を参照して具体的に説明する。この発明は、エンジンおよび複数のモータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される駆動装置である。このハイブリッド車両におけるエンジンとしては、ガソリンエンジンが最も一般的である。その他に、この発明におけるエンジンには、例えば、ディーゼルエンジンやＬＰＧエンジンなど、ガソリン以外の燃料を使用する内燃機関を用いることができる。一方、モータとしては、発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ）を用いるのが一般的である。
【００３５】
このようなハイブリッド車両では、エンジンの出力により走行するエンジン走行もしくはＨＶ走行に加えて、モータのみの出力により走行するモータ走行（ＥＶ走行）を行うことができる。さらに、モータでエネルギを回生する走行や、ＥＶ走行時にエンジンを停止させたり、エンジンを再始動させたりすることが可能である。
【００３６】
ＥＶ走行では、エンジンを連れ回すことによる動力損失を抑制することが好ましい。さらに、エンジンを停止するだけでなく、ＥＶ走行時に動力を出力しない他のモータを連れ回すことによる動力損失を低減することが好ましい。そのため、駆動輪に対して駆動力源が出力する動力を伝達する動力伝達系統からエンジンを切り離すためのクラッチ機構を設ける場合がある。この発明は、この種のクラッチ機構を備えたハイブリッド車両用の駆動装置を対象にしている。
【００３７】
図１に、この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両のギヤトレーンの一例を示してある。ここに示す例は、エンジン（ＥＮＧ）１が出力した動力の一部を機械的手段によって出力部材に伝達するとともに、エンジン１が出力した動力の他の一部を一旦電力に変換した後に機械的な動力に逆変換して出力部材に伝達するように構成された例である。
【００３８】
エンジン１は、その出力の調整や起動ならびに停止の動作を電気的に制御するように構成されている。例えばガソリンエンジンであれば、スロットル開度、燃料の供給量、点火の実行ならびに停止、および、点火時期などが電気的に制御される。
【００３９】
この図１に示す例では、この発明における出力部材として、出力ギヤ２が設けられている。この出力ギヤ２は、後述する第１遊星歯車機構ＰＡの第１リングギヤＲａおよび第２遊星歯車機構ＰＢの第２リングギヤＲｂと一体化されている。そして、この出力ギヤ２からデファレンシャルギヤ（図示せず）やドライブシャフト（図示せず）等を介して駆動輪（図示せず）に動力が伝達される。    
【００４０】
上記のようにエンジン１が出力した動力を分割するための動力分割機構３が設けられている。この動力分割機構３は、従来知られている２モータタイプのハイブリッド駆動装置で適用されている動力分割機構と同様の構成である。この図１に示す例では、第１入力要素と第１反力要素と第１出力要素との３つの回転要素によって差動作用を生じさせる差動機構によって構成されている。具体的には、シングルピニオン形の第１遊星歯車機構ＰＡによって構成されている。したがって、この第１遊星歯車機構ＰＡによって構成される動力分割機構３が、この発明における第１差動機構に相当する。
【００４１】
第１遊星歯車機構ＰＡは、第１サンギヤＳａと、その第１サンギヤＳａに対する同心円上に配置された第１リングギヤＲａと、これら第１サンギヤＳａおよび第１リングギヤＲａに噛み合っているピニオンギヤを自転および公転が可能なように保持している第１キャリアＣａとによって構成されている。
【００４２】
この第１遊星歯車機構ＰＡにおいては、第１キャリアＣａが第１入力要素となっている。この第１キャリアＣａに、入力軸４が連結されている。入力軸４は、この駆動装置における入力部材である。また、第１サンギヤＳａが第１反力要素となっている。この第１サンギヤＳａに、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）５が連結されている。第１モータ・ジェネレータ５は、この発明における第１モータに相当する。そして、第１リングギヤＲａが第１出力要素となっている。この第１リングギヤＲａに、前述の出力ギヤ２が一体化されている。
【００４３】
入力軸４とエンジン１の出力軸（クランクシャフト）１ａとの間に、第１クラッチＣ１が設けられている。この第１クラッチＣ１は、駆動力源から駆動輪に至る動力伝達系統６に対してエンジン１を連結し、あるいは、動力伝達系統６からエンジン１を切り離すためのものである。したがって、第１クラッチＣ１は、エンジン１と入力軸４とを選択的に連結する。すなわち、第１クラッチＣ１は、エンジン１と第１入力要素とを選択的に連結する。例えば、この第１クラッチＣ１は、互いに相対回転する回転部材同士を摩擦力によって係合させる摩擦クラッチによって構成されている。この第１クラッチＣ１が、この発明における第１クラッチ機構に相当する。
【００４４】
第１モータ・ジェネレータ５は、発電機能のあるモータである。この第１モータ・ジェネレータ５は、例えば永久磁石式の同期電動機などによって構成されている。この第１モータ・ジェネレータ５は、図示しないインバータなどのコントローラを介してバッテリに接続されていて、モータもしくは発電機として機能するように電流が制御される。
【００４５】
上記のエンジン１、動力分割機構３、および、第１モータ・ジェネレータ５は、同一の回転軸線上に配列されている。その回転軸線の延長線上に、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）７が配置されている。この第２モータ・ジェネレータ７は、走行のための駆動力を発生する、および、エネルギ回生を行うためのものである。第２モータ・ジェネレータ７は、上記の第１モータ・ジェネレータ５と同様に、例えば永久磁石式の同期電動機などによって構成されている。また、図示しないインバータなどのコントローラを介してバッテリに接続されていて、モータもしくは発電機として機能するように電流が制御される。そして、この第２モータ・ジェネレータ７は、減速機構８を介して、前述の出力ギヤ２に連結されている。この第２モータ・ジェネレータ７が、この発明における第２モータに相当する。
【００４６】
減速機構８は、上記のエンジン１、動力分割機構３、第１モータ・ジェネレータ５、および、第２モータ・ジェネレータ７と同一の回転軸線上に配置されている。この減速機構８は、この図１に示す例では、第２入力要素と第２反力要素と第２出力要素との３つの回転要素によって差動作用を生じさせる差動機構によって構成されている。具体的には、シングルピニオン形の第２遊星歯車機構ＰＢによって構成されている。この減速機構８が、この発明における第２差動機構に相当する。
【００４７】
第２遊星歯車機構ＰＢは、第２サンギヤＳｂと、その第２サンギヤＳｂに対する同心円上に配置された第２リングギヤＲｂと、これら第２サンギヤＳｂおよび第２リングギヤＲｂに噛み合っているピニオンギヤを自転および公転が可能なように保持している第２キャリアＣｂとによって構成されている。
【００４８】
第２遊星歯車機構ＰＢにおいては、第２サンギヤＳｂが第２入力要素となっている。この第２サンギヤＳｂに、第２モータ・ジェネレータ７が連結されている。また、第２リングギヤＲｂが第２出力要素となっている。この第２リングギヤＲｂに、上記の第１リングギヤＲａと同様に、出力ギヤ２が一体化されている。すなわち、第１リングギヤＲａと第２リングギヤＲｂとは、互いに一体に回転するように連結されている。そしてそれら第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂの外周部分に、前述の出力ギヤ２が第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂと一体に回転するように連結されている。もしくは、それら第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂに一体に形成されている。また、第２キャリアＣｂが第２反力要素となっている。そしてこの発明の駆動装置では、この第２キャリアＣｂに、ブレーキＢ１が設けられている。このブレーキＢ１が、この発明におけるブレーキ機構に相当する。
【００４９】
ブレーキＢ１は、その一部が例えばケーシングなどの駆動装置の固定部９に固定されている。このブレーキＢ１は、係合することにより第２キャリアＣｂすなわち第２反力要素を選択的に回転不可能な状態に固定するように構成されている。例えば、このブレーキＢ１は、回転部材と固定部とを摩擦力によって係合させる摩擦ブレーキによって構成されている。また、このブレーキＢ１は、上記のように、係合することによって第２キャリアＣｂの回転数を０に固定するものであるから、回転部材と固定部とを機械的に係合させるドグブレーキによって構成することもできる。そのようなドグブレーキを用いることにより、摩擦ブレーキを用いる場合と比較してトルク容量の設計の自由度を向上させることができる。また、ドグブレーキでは、係合状態を維持するためのエネルギを必要としないので、その分エネルギの損失を低減することができる。
【００５０】
なお、上記のブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＢと第２モータ・ジェネレータ７との間に配置されている。すなわち、それぞれ比較的に径方向の体格が大きい第２遊星歯車機構ＰＢおよび第２モータ・ジェネレータ７に挟み込まれる位置に、ブレーキＢ１が配置されている。そうすることにより、径方向に比較的大きなスペースがある部分にブレーキＢ１を配置することができる。また、装置内のスペースを有効に利用してブレーキＢ１を配置することができる。そのため、設計の自由度を向上させることができ、ひいては、装置の小型化を図ることができる。
【００５１】
そして、この発明の駆動装置では、第１遊星歯車機構ＰＡの第１キャリアＣａと、第２遊星歯車機構ＰＢの第２サンギヤＳｂとの間に、第２クラッチＣ２が設けられている。この第２クラッチＣ２は、第１差動機構の第１入力要素と第２差動機構の第２入力要素との間の動力伝達経路を連結し、あるいは、それらの間の動力伝達経路を遮断するためのものである。したがって、この第２クラッチＣ２は、第１キャリアＣａと第２サンギヤＳｂとを選択的に連結する。すなわち、この第２クラッチＣ２は、第１差動機構の第１入力要素と第２差動機構の第２入力要素とを選択的に連結する。例えば、この第２クラッチＣ２は、前述の第１クラッチＣ１と同様に、互いに相対回転する回転部材同士を摩擦力によって係合させる摩擦クラッチによって構成されている。この第２クラッチＣ２が、この発明における第２クラッチ機構に相当する。
【００５２】
上記のように図１に示した構成は、駆動力源を車両前方に配置して前輪で駆動力を発生させるいわゆるＦＦ方式の車両へ搭載するのに適したギヤトレーンの例である。これに対して、この発明における駆動装置は、駆動力源を車両前方に配置して後輪で駆動力を発生させるいわゆるＦＲ方式の車両へ搭載することもできる。そのようなＦＲ方式の車両へ搭載するのに適したギヤトレーンの例を図２に示してある。
【００５３】
この図２に示す構成のギヤトレーンでは、この駆動装置における出力部材として出力軸１０が設けられている。すなわち、前述の図１に示したギヤトレーンの出力ギヤ２に替わり、出力軸１０が、第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂのそれぞれに連結されている。また、この出力軸１０は、上記のエンジン１、動力分割機構３、第１モータ・ジェネレータ５ならびに第２モータ・ジェネレータ７、および、減速機構８と同一の回転軸線上に配置されている。そして、第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂが連結されていない出力軸１０の一方の端部に、プロペラシャフト（図示せず）、デファレンシャルギヤ（図示せず）、およびドライブシャフト（図示せず）等を介して、駆動輪（図示せず）が動力伝達可能に連結される構成となっている。
【００５４】
さらに、この発明における駆動装置は、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の両方を、エンジン１と第１モータ・ジェネレータ５との間に、エンジン１の出力軸１ａと同一の回転軸線上で並列させて配置することもできる。そのような第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を並列させたギヤトレーンの例を図３に示してある。
【００５５】
この図３に示す構成のギヤトレーンでは、この駆動装置における入力部材として第１入力軸１１および第２入力軸１２が設けられている。すなわち、前述の図１に示したギヤトレーンの入力軸４に替わり、中空軸として形成された第１入力軸１１、および、その第１入力軸１１の中空部分に挿入された第２入力軸１２が、エンジン１と動力分割機構３ならびに減速機構８との間に配置されている。
【００５６】
第１入力軸１１の一方の端部は、第１キャリアＣａに連結されている。第１入力軸１１の他方の端部は、第１クラッチＣ１を介してエンジン１の出力軸１ａに連結されている。すなわち、エンジン１と第１キャリアＣａとが、第１クラッチＣ１および第１入力軸１１を介して、選択的に連結される。また、第２入力軸１２は、上記のように第１入力軸１１の中空部分に挿入されていて、第１入力軸１１と相対回転が可能である。そして、第２入力軸１２の一方の端部は、第２サンギヤＳｂに連結されている。第２入力軸１２の他方の端部は、第２クラッチＣ２を介してエンジン１の出力軸１ａに連結されている。すなわち、エンジン１と第２サンギヤＳｂとが、第２クラッチＣ２および第２入力軸１２を介して、選択的に連結されるように構成されている。また、第１クラッチＣ１の一方の回転部材と第２クラッチＣ２の一方の回転部材とは、エンジン１の出力軸１ａと共に、互いに一体に回転するように連結されている。
【００５７】
この図３に示す構成のギヤトレーンでは、第１モータ・ジェネレータ５および動力分割機構３が、それぞれ、エンジン１に近い方から、第１モータ・ジェネレータ５、動力分割機構３の順に配置されている。また、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が、エンジン１と第１モータ・ジェネレータ５との間に配置されている。そして、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、上記のように第１入力軸１１および第２入力軸１２を介して、エンジン１と第１キャリアＣａおよび第２サンギヤＳｂとを選択的に連結する位置に配置されている。すなわち、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、エンジン１の出力軸１ａと同一の回転軸線上で、かつ互いに並列に配置されている。具体的には、この図３に示す構成のギヤトレーンでは、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が、一般的なデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）で採用されているＤＣＴ形式のクラッチによって構成されている。そのため、この図３に示す構成のギヤトレーンでは、装置の小型化を図ることができる。
【００５８】
上記の図１，図２，図３に示すこの発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、エンジン１の動力で走行するハイブリッド（ＨＶ）走行、電力で走行する電気車両（ＥＶ）走行、および、後進（Ｒｅｖ）走行を行うことができる。ＨＶ走行とＥＶ走行とは、車速、アクセル開度などに基づく駆動要求量、および、バッテリのＳＯＣなどの車両の走行状態に応じて選択される。例えば車両がある程度の速い車速で走行し、かつその車速を維持する程度にアクセル開度が大きくなっている場合には、ＨＶ走行が選択される。これに対して、ＳＯＣが十分に大きく、かつアクセル開度が比較的小さい場合などには、ＥＶ走行が選択される。
【００５９】
さらに、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、ＨＶ走行を行う場合に、“第１ハイブリッドモード”、“第２ハイブリッドモード”、および、“モータ切り離しモード”を設定することができる。ＥＶ走行を行う場合には、“通常モータ走行モード”、“エンジン切り離しモード”、“モータトルク制御モード”、および、“モータ回転数制御モード”を設定することができる。そして、Ｒｅｖ走行を行う場合には、“通常モータ走行モード”、および、“リバース固定段モード”を設定することができる。これら各走行モードを設定する際の第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、およびブレーキＢ１の係合および解放の状態を図４の表に示してある。この図４において、“＋”は係合を表し、“−”は解放を表している。
【００６０】
ＨＶ走行における“第１ハイブリッドモード”は、エンジン１が出力するトルクと第２モータ・ジェネレータ７が出力するトルクとを合成して出力部材に伝達することによって車両を前進走行させる走行モードである。この“第１ハイブリッドモード”は、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１を共に係合し、第２クラッチＣ２を解放することにより設定される。そしてこの“第１ハイブリッドモード”では、図５の共線図に示すように、エンジン１で駆動トルクを出力する。また、第２モータ・ジェネレータ７がモータとして機能させられて駆動トルクを出力する。すなわち、第２モータ・ジェネレータ７は、負回転しかつ駆動トルクを出力するように制御される。また、第１モータ・ジェネレータ５は、第１遊星歯車機構ＰＡの反力要素に対して制動トルクを出力するように制御される。この場合、第１モータ・ジェネレータ５を発電機として機能させることもできる。この“第１ハイブリッドモード”では、主に低車速領域においてエネルギ効率の良好な状態で車両を前進走行させることができる。
【００６１】
なお、この説明では、エンジン１と同じ方向の回転を正回転とし、エンジン１と反対の方向の回転を負回転とする。また、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７が力行状態に制御される際に発生するトルクを正トルクもしくは駆動トルクとし、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７が回生状態に制御される際に発生するトルクを負トルクもしくは反力トルクとする。
【００６２】
上記の“第１ハイブリッドモード”が設定される状態からブレーキＢ１を解放することにより、“モータ切り離しモード”を設定することができる。すなわち、この“モータ切り離しモード”は、第１クラッチＣ１を係合し、第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１を共に解放することにより設定される。この“モータ切り離しモード”では、図６の共線図に示すように、エンジン１で駆動トルクを出力する。また、第２モータ・ジェネレータ７は回転を停止させられる。また、第１モータ・ジェネレータ５は、第１遊星歯車機構ＰＡの反力要素に対して反力トルクを出力するように制御される。この場合、第１モータ・ジェネレータ５を発電機として機能させることもできる。この“モータ切り離しモード”では、出力部材の回転数すなわち第１リングギヤＲａおよび第２リングギヤＲｂの回転数やエンジン１の回転数あるいは第１モータ・ジェネレータ５の回転数に関わりなく、第２モータ・ジェネレータ７をフリーの状態にして、その回転を停止させることができる。そのため、この“モータ切り離しモード”では、高速走行時に第２モータ・ジェネレータ７が連れ回されて逆起電力が増大してしまうことを回避することができる。そして、そのような逆起電力に起因する電気的損失の増大を抑制することができる。
【００６３】
ＥＶ走行における“通常モータ走行モード”は、上記の“第１ハイブリッドモード”が設定される状態からエンジン１の運転を停止することにより設定することができる。この“通常モータ走行モード”は、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１を共に係合し、第２クラッチＣ２を解放することにより設定される。この“通常モータ走行モード”では、図７の共線図に示すように、第２モータ・ジェネレータ７がモータとして機能させられて駆動トルクを出力する。この“通常モータ走行モード”は、従来の２モータ式のハイブリッド車両の駆動装置で一般的に設定されるＥＶ走行モードである。
【００６４】
上記の“通常モータ走行モード”が設定される状態から第１クラッチＣ１を解放することにより、“エンジン切り離しモード”を設定して車両をＥＶ走行させることができる。すなわち、この“エンジン切り離しモード”は、ブレーキＢ１を係合し、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を共に解放することにより設定される。この“エンジン切り離しモード”では、図８の共線図に示すように、第２モータ・ジェネレータ７がモータとして機能させられて駆動トルクを出力する。この“エンジン切り離しモード”では、エンジン１と出力部材との間のトルク伝達を遮断した状態で、かつ第１モータ・ジェネレータ５の回転を停止させた状態で、第２モータ・ジェネレータ７が出力するトルクによって車両をＥＶ走行させることができる。そのため、ＥＶ走行時に、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ５を連れ回すことによる損失を低減することができる。その結果、この駆動装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００６５】
前述したように、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、特に、第１遊星歯車機構ＰＡの入力要素すなわち第１キャリアＣａと、第２遊星歯車機構ＰＢの入力要素すなわち第２サンギヤＳｂとを選択的に連結する第２クラッチＣ２を備えている。上記の“第１ハイブリッドモード”、“モータ切り離しモード”、“通常モータ走行モード”、および“エンジン切り離しモード”の各走行モードは、この第２クラッチＣ２を解放することにより設定される。それに対して、この第２クラッチＣ２を係合することにより、以下に示す“第２ハイブリッドモード”、“モータトルク制御モード”、“モータ回転数制御モード”、および“リバース固定段モード”の各走行モードを設定することができる。
【００６６】
ＨＶ走行における“第２ハイブリッドモード”は、エンジン１が出力するトルクと第２モータ・ジェネレータ７が出力するトルクとが合成されたトルクを、出力部材と第１モータ・ジェネレータ５とに分配して伝達することにより車両を前進走行させる走行モードである。この“第２ハイブリッドモード”は、第１クラッチＣ１および第２クラッチを共に係合し、ブレーキＢ１を解放することにより設定される。そしてこの“第２ハイブリッドモード”では、図９の共線図に示すように、エンジン１で駆動トルクを出力する。また、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７が共に発電機として機能させられて反力トルクを出力する。すなわち、第２モータ・ジェネレータ７は、正回転しかつ反力トルクを出力するように制御される。また、第１モータ・ジェネレータ５は、第１遊星歯車機構ＰＡの反力要素に対して反力トルクを出力するように制御される。この場合、第１モータ・ジェネレータ５を発電機として機能させることもできる。この“第２ハイブリッドモード”では、主に高車速領域においてエネルギ効率の良好な状態で車両を前進走行させることできる。
【００６７】
ＥＶ走行における“モータトルク制御モード”は、第１クラッチＣ１を解放し、第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１を係合することにより設定することができる。この“モータトルク制御モード”では、図１０の共線図に示すように、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７の両方がモータとして機能させられて駆動トルクを出力する。すなわち、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７は、いずれも、負回転しかつ駆動トルクを出力するように制御される。この“モータトルク制御モード”では、第１モータ・ジェネレータ５の出力トルクおよび第２モータ・ジェネレータ７の出力に基づいて出力部材の回転数を制御することができる。例えば、第１モータ・ジェネレータ５の出力トルクと第２モータ・ジェネレータ７の出力トルクとを合わせた合成トルクによってハイブリッド車両をＥＶ走行させる際に、その合成トルクにおける第１モータ・ジェネレータ５と第２モータ・ジェネレータ７との出力トルクの分担率を任意に設定することができる。そのため、第１モータ・ジェネレータ５の電気的損失と第２モータ・ジェネレータ７の電気的損失との和が最小になるような状態で、それら第１モータおよび第２モータを運転することができる。
【００６８】
上記の“モータトルク制御モード”が設定されている状態から、ブレーキＢ１を解放することにより、“モータ回転数制御モード”を設定して車両をＥＶ走行させることができる。すなわち、この“モータ回転数制御モード”は、第２クラッチＣ２を係合し、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１を共に解放することにより設定される。この“モータ回転数制御モード”では、図１１の共線図に示すように、第２モータ・ジェネレータ７がモータとして機能させられて駆動トルクを出力する。すなわち、第２モータ・ジェネレータ７は、正回転しかつ駆動トルクを出力するように制御される。また、第１モータ・ジェネレータ５は、第１遊星歯車機構ＰＡの反力要素に対して反力トルクを出力するように制御される。この“モータ回転数制御モード”では、第１モータ・ジェネレータ５の回転数および第２モータ・ジェネレータ７の回転数に基づいて出力部材の回転数を制御することができる。例えば、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７の少なくともいずれかの出力トルクによって車両をＥＶ走行させる際に、それら第１モータ・ジェネレータ５の回転数および第２モータ・ジェネレータ７の回転数を任意に設定することができる。そのため、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７を可及的に低い回転数で運転することができる。その結果、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７がトルク制限され難くなり、そのことによってＥＶ走行時の駆動力性能を向上させることができる。また、第１モータ・ジェネレータ５の電気的損失と第２モータ・ジェネレータ７の電気的損失との和が最小になるような状態で、それら第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ５を運転することができる。
【００６９】
Ｒｅｖ走行における“リバース固定段モード”は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、およびブレーキＢ１を全て係合することにより設定することができる。この“リバース固定段モード”では、図１２の共線図に示すように、エンジン１で駆動トルクを出力する。例えばバッテリのＳＯＣが低下している場合には、エンジン１の駆動トルクのみで車両を後進走行させることができる。その場合、エンジン１の回転数は所定の変速比で減速され、かつ回転方向が反転されてエンジン１の駆動トルクが出力部材に伝達される。そのため、エンジン１の回転数に応じて出力部材の回転数を変化させることができる。すなわち、エンジン１の回転数の上昇に伴って後進走行における車速を上昇させることができる。また、バッテリのＳＯＣが十分にある場合は、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７の両方をモータとして機能させて駆動トルクを出力することも可能である。例えば、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７の少なくともいずれかを正回転させて駆動トルクを出力するように制御することもできる。したがって、この“リバース固定段モード”では、Ｒｅｖ走行時に十分な駆動力を得ることができ、Ｒｅｖ走行時の駆動力性能を向上させることができる。
【００７０】
Ｒｅｖ走行においては“通常モータ走行モード”を設定することもできる。すなわち、前述の“通常モータ走行モード”で車両を後進方向にＥＶ走行させることができる。具体的には、“通常モータ走行モード”を設定した状態で第２モータ・ジェネレータ７を正回転させて駆動トルクを出力することにより、出力部材に車両を後進させる方向の駆動トルクを伝達することができる。
【００７１】
なお、前述の図３に示した構成のギヤトレーンでは、第１モータ・ジェネレータ５を動力伝達系統６から切り離した状態の“リバース固定段モード”を設定することができる。具体的には、図１３の表に示すように、図３に示した構成のギヤトレーンでは、第１クラッチＣ１を解放し、第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１を共に係合することにより、第１モータ・ジェネレータ５を動力伝達系統６から切り離した状態の“リバース固定段モード”を設定することができる。そのため、“リバース固定段モード”で後進走行する際に、第１モータ・ジェネレータ５を連れ回すことによる損失を低減することができる。その結果、この駆動装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００７２】
また、上記のように、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、“第１ハイブリッドモード”、“モータ切り離しモード”、“通常モータ走行モード”、“エンジン切り離しモード”、“第２ハイブリッドモード”、“モータトルク制御モード”、“モータ回転数制御モード”、および“リバース固定段モード”の８つの走行モードを設定することができる。これらのうち“第１ハイブリッドモード”、“通常モータ走行モード”、“エンジン切り離しモード”、“モータトルク制御モード”、および“リバース固定段モード”は、ブレーキＢ１を係合することにより設定される。したがって、これら“第１ハイブリッドモード”、“通常モータ走行モード”、“エンジン切り離しモード”、“モータトルク制御モード”、および“リバース固定段モード”の５つの走行モードに限れば、ブレーキＢ１を備えていない構成であってもよい。すなわち、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、図１４に示すように、ブレーキＢ１を設けずに、第２遊星歯車機構ＰＢの第２キャリアＣｂを直接固定部９に固定し、第２キャリアＣｂを常時回転不可能な状態にする構成のギヤトレーンも含むことができる。
【００７３】
以上のように、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ５ならびに第２モータ・ジェネレータ７の２基のモータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される。そして、第１遊星歯車機構ＰＡから構成される動力分割機構３ならびに第２遊星歯車機構ＰＢから構成される減速機構８、および、エンジン１と第１遊星歯車機構ＰＡの第１キャリアＣａとを選択的に連結する第１クラッチＣ１を備えている。さらに、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置の特徴的な構成として、第１遊星歯車機構ＰＡの第１キャリアＣａと第２遊星歯車機構ＰＢの第２サンギヤＳｂとを選択的に連結する第２クラッチＣ２を備えている。そのような構成により、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置は、“リバース固定段モード”を設定することができる。この“リバース固定段モード”では、回転数を所定の変速比で変速した状態でエンジン１の出力トルクを出力部材２に伝達してハイブリッド車両を後進走行させることができる。この場合、エンジン１の出力トルクに加えて、第１モータ・ジェネレータ５および第２モータ・ジェネレータ７の少なくともいずれかの出力トルクを出力部材２に伝達してハイブリッド車両を後進走行させることもできる。したがって、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置によれば、ハイブリッド車両の後進時に、十分な駆動力を得ることができる。
【００７４】
また、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、“第１ハイブリッドモード”を設定することができる。“第１ハイブリッドモード”は、主に低車速領域においてエネルギ効率の良好な状態でハイブリッド車両を前進走行させることが可能な走行モードである。さらに、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、第２遊星歯車機構ＰＢの第２キャリアＣｂの回転を選択的に止めるブレーキＢ１を設けることができる。このブレーキＢ１を設けることにより、“第２ハイブリッドモード”を設定することができる。“第２ハイブリッドモード”は、主に高車速領域においてエネルギ効率の良好な状態でハイブリッド車両を前進走行させることが可能な走行モードである。したがって、この発明によれば、“第１ハイブリッドモード”と“第２ハイブリッドモード”とを、ハイブリッド車両のエネルギ効率が最適になるように選択的に切り替えて設定することができる。そのため、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【００７５】
上記のような“リバース固定段モード”、“第１ハイブリッドモード”、および“第２ハイブリッドモード”の他に、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、前述したような“エンジン切り離しモード”、“モータ切り離しモード”、“モータ回転数制御モード”、および、“モータトルク制御モード”などを設定することができる。したがって、この発明におけるハイブリッド車両用駆動装置では、様々な走行状況に適応する多くの走行モードを設定することができる。これらは、第１遊星歯車機構ＰＡならびに第２遊星歯車機構ＰＢの２つの差動機構、および、第１クラッチＣ１ならびに第２クラッチＣ２の２つのクラッチ機構だけの簡単な構成によって達成することができる。もしくは、２つのクラッチ機構とブレーキＢ１の１つのブレーキ機構だけの簡単な構成によって達成することができる。したがって、この発明によれば、装置の構成を複雑にすることなく、多様な走行状況に適応した走行モードを設定可能なハイブリッド車両用駆動装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１…エンジン（ＥＮＧ）、  １ａ…出力軸（クランク軸）、  ２…出力ギヤ（出力部材）、  ３…動力分割機構（第１差動機構）、  ４…入力軸、  ５…第１モータ・ジェネレータ（第１モータ；ＭＧ１）、  ６…動力伝達経路、  ７…第２モータ・ジェネレータ（第２モータ；ＭＧ２）、８…減速機構（第２差動機構）、９…固定部、  １０…出力軸（出力部材）、  Ｂ１…ブレーキ（ブレーキ機構）、  Ｃ１…第１クラッチ（第１クラッチ機構）、  Ｃ２…第２クラッチ（第２クラッチ機構）、  Ｃａ…第１キャリア（第１入力要素）、  Ｒａ…第１リングギヤ（第１出力要素）、  Ｓａ…第１サンギヤ（第１反力要素）、  Ｃｂ…第２キャリア（第２反力要素）、  Ｒｂ…第２リングギヤ（第２出力要素）、  Ｓｂ…第２サンギヤ（第２入力要素）、  ＰＡ…第１遊星歯車機構、  ＰＢ…第２遊星歯車機構。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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