(57)【要約】【課題】オイルポンプを備え、しかも車両搭載性の良好なハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】複数組の差動歯車機構４１，４２を組み合わせた構成の動力分配機構４に、内燃機関１と、出力軸５と、第１の電動機２とが連結され、さらに動力分配機構４におけるいずれかの回転要素Ｓrの回転を選択的に阻止することによりオーバードライブ状態に固定する制動機構ＢＫが設けられるとともに、出力軸５にトルクを付加する第２の電動機３が第１の電動機２と同一軸線上に配置されたハイブリッド駆動装置において、第１の電動機２と第２の電動機３との間に、制御用油圧もしくは潤滑油圧を発生するオイルポンプＯpが配置され、かつそのオイルポンプＯpが第１の電動機２と第２の電動機３との間で、内燃機関１に連結されている部材Ｃfにトルク伝達可能に連結されている。【選択図】図１
2008126711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数組の差動歯車機構を組み合わせた構成の動力分配機構に、内燃機関と、出力部材と、回転速度を連続的に変化させることにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させる発電機能のある第１の電動機とが連結され、さらに前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を前記内燃機関が前記出力部材より低速で回転するオーバードライブ状態に固定する制動機構が設けられるとともに、前記出力部材にトルクを付加する第２の電動機が前記第１の電動機と同一軸線上に配置されたハイブリッド駆動装置において、
前記第１の電動機と前記第２の電動機との間に、制御用油圧もしくは潤滑油圧を発生するオイルポンプが配置され、かつそのオイルポンプが前記第１の電動機と第２の電動機との間で、前記内燃機関に連結されている部材にトルク伝達可能に連結されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記複数組の差動歯車機構は、前記第１の電動機に連結された第１サンギヤと、その第１サンギヤに対して同心円上に配置されかつ前記出力部材および前記第２の電動機に連結された第１リングギヤと、これら第１サンギヤおよび第１リングギヤに噛み合っているピニオンギヤを保持しかつ前記内燃機関に連結された第１キャリヤとを回転要素とするシングルピニオン型遊星歯車機構と、前記制動機構によって選択的に制動される第２サンギヤと、その第２サンギヤに対して同心円上に配置されかつ前記内燃機関に連結された第２リングギヤと、前記第２サンギヤに噛み合っているピニオンギヤおよび該ピニオンギヤと前記第２リングギヤとに噛み合っている他のピニオンギヤとを保持しかつ前記出力部材および第２の電動機の連結された第２キャリヤとを回転要素とするダブルピニオン型遊星歯車機構とを備え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駆動装置。
【請求項３】
前記第２リングギヤと一体化された円筒部材と、前記オイルポンプにトルクを伝達するオイルポンプドライブギヤとを更に備え、
前記円筒部材は、前記シングルピニオン型遊星歯車機構の外周側を通って前記シングルピニオン型遊星歯車機構の側端部側に延びており、その円筒部材の端部が前記シングルピニオン型遊星歯車機構における第１キャリヤに連結され、かつその円筒部材の端部もしくは第１キャリヤに前記オイルポンプドライブギヤが一体に取り付けられてい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】
前記オイルポンプは、その筐体の一部を成すカバー部材を有し、そのカバー部材に、前記制動機構を押圧して係合させるピストンを収容するシリンダ部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記各電動機は、それぞれの外周を被うケース部を有し、前記制動機構を押圧して係合させるピストンを収容するシリンダ部が前記第２の電動機側に配置されてその第２の電動機のケース部に固定され、また前記制動機構が摩擦材を備えるとともにその摩擦材が前記第１の電動機側に配置されて前記第１の電動機のケース部に固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記オイルポンプは、前記内燃機関が出力した動力を伝達されて回転する駆動軸を有し、この駆動軸は前記複数の差動歯車機構の外周側にこれらの差動歯車機構の中心軸線と平行に配置され、かつその駆動軸の一端部にドリブンギヤが取り付けられ、さらにその駆動軸よりも半径方向で差動歯車機構側に前記制動機構の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記制動機構は、所定のアクチュエータによって前後動させられて前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素もしくは該回転要素と一体の部材に係合する係合スリーブを備えたドグクラッチ機構によって構成され、その係合スリーブは前記アクチュエータ側の部分で回転を止めるように回転方向で固定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素に正回転方向のトルクが作用した場合に係合する一方向クラッチが、前記いずれかの回転要素と前記制動機構との間に直列に配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素を制動する場合に、前記制動機構における回転側の部材と固定側の部材との回転数が同期した状態で前記制動機構を制動状態に切替動作させる制動制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記第１の電動機のトルクが所定値以下になったことによって、前記制動機構を解放して設定される運転モードから制動機構を係合させて設定される運転モードへの切り替えの終了を判定するモード切替判定手段を更に備えていることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記制動機構を係合状態から解放状態に切り替えて運転モードを変更する場合に、前記制動機構における回転側の部材の回転数が同期回転数になった際に前記制動機構を解放させる制動解除制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項８または９に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
複数組の差動歯車機構を組み合わせた構成の動力分配機構に、内燃機関と、出力部材と、回転速度を連続的に変化させることにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させる発電機能のある第１の電動機とが連結され、さらに前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を前記内燃機関が前記出力部材より低速で回転するオーバードライブ状態に固定する制動機構が設けられるとともに、前記出力部材にトルクを付加する第２の電動機が前記第１の電動機と同一軸線上に配置されたハイブリッド駆動装置において、
前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素に正回転方向のトルクが作用した場合に係合状態となる一方向クラッチが、前記いずれかの回転要素と前記制動機構との間に直列に設けられていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項１３】
前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素を制動する場合に、前記制動機構における回転側の部材と固定側の部材との回転数が同期した状態で前記制動機構を制動状態に切替動作させる制動制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１４】
前記第１の電動機のトルクが所定値以下になったことによって、前記制動機構を解放して設定される運転モードから制動機構を係合させて設定される運転モードへの切り替えの終了を判定するモード切替判定手段を更に備えていることを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１５】
前記制動機構を係合状態から解放状態に切り替えて運転モードを変更する場合に、前記制動機構における回転側の部材の回転数が同期回転数になった際に前記制動機構を解放させる制動解除制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか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】
この発明は、内燃機関と少なくとも二つの電動機とを動力装置として備えたハイブリッド駆動装置に関するものであり、特に内燃機関の回転数を連続的に変化させることのできる動力分配機構とその動力分配機構をいわゆるオーバードライブ状態に固定できる機構とを備えたハイブリッド駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ハイブリッド駆動装置は内燃機関に加えて電動機やモータ・ジェネレータを動力装置として備えており、内燃機関を可及的に効率の良い状態で運転する一方、出力トルクやエンジンブレーキ力の過不足を電動機もしくはモータ・ジェネレータで補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、内燃機関による排ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成された駆動装置である。この種の駆動装置では、出力回転数が相対的に低回転数の場合には、動力分配機構に連結されている発電機能のある電動機によって発電を行い、その電力を他の電動機に供給してこれをモータとして機能させ、その動力を出力部材に付加する。これに対して出力回転数が相対的に高回転数になると、動力分配機構に連結された電動機を、内燃機関とは反対方向にモータとして回転させ、その電力を他の電動機を発電機として機能させ得ることになる。これは、出力側の前記他の電動機で電力に動力変換し、その電力を入力側に戻して機械的な動力に変化し、かつ出力側に伝達する状態であり、その結果、電力への変換を伴う動力循環が生じ、エネルギ損失が増大して動力の伝達効率やハイブリッド車の燃費が悪化する。
【０００３】
このような不都合を解消するために、内燃機関と出力部材との間の実質的な変速比を高低に変化させて少なくとも二つの運転モードを設定できるように構成することが検討されている。その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置は、エンジンの回転中心軸線上に配列した第１モータ・ジェネレータと、シングルピニオン型遊星歯車機構と、ダブルピニオン型遊星歯車機構と、第２モータ・ジェネレータとを備え、内燃機関と第１モータ・ジェネレータとがシングルピニオン型遊星歯車機構に連結され、これが動力分配機構として機能するようになっている。また、シングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤとダブルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤ、およびシングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤとダブルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤとがそれぞれ連結されており、そのシングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤとダブルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤとが、出力部材および第２モータ・ジェネレータに連結されている。さらに、ダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤを選択的に固定するブレーキが設けられている。
【０００４】
したがって、特許文献１に記載された装置では、そのブレーキを解放した状態では、シングルピニオン型遊星歯車機構で分配もしくは合成されたエンジンの出力トルクと第１モータ・ジェネレータのトルクとが出力部材に出力され、第１モータ・ジェネレータによってエンジン回転数を制御するいわゆる通常モードとなる。これに対してブレーキを係合させてダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤを固定すると、そのサンギヤを固定要素、リングギヤを入力要素、キャリヤを出力要素として増速機構としての機能が生じる。その結果、出力回転数が高回転数の場合であっても、エンジン回転数を相対的に低下させることができる。
【０００５】
運転モードを変更できるハイブリッド駆動装置では、係合機構を動作させるための制御油圧や潤滑のための油圧などを必要とするので、これらの油圧を発生させるオイルポンプを内蔵することが行われており、例えば特許文献２には、第１および第２のモータ・ジェネレータの間に配置された遊星歯車機構の外周側にオイルポンプを配置した構成が記載されている。そして、そのオイルポンプには遊星歯車機構のキャリヤから動力を伝達するようになっている。また、エンジンおよび第１モータ・ジェネレータが連結された遊星歯車機構を増速機構に固定する制御を行う装置が特許文献３に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４５５２７号公報
【特許文献２】特開２００５−９８３３７号公報
【特許文献３】特開２００５−９５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置は、運転モードを変更するためにブレーキを係合あるいは解放させるようになっているので、ブレーキを駆動するために油圧を必要とし、したがってその油圧を発生するオイルポンプを備えることが好ましい。また、そのオイルポンプは、高い油圧であっても安定して発生し、またエネルギ効率を良好にするなどのために、エンジンによって駆動するように構成することが好ましい。そこで、この種のオイルポンプをエンジンに隣接してその出力側に配置する構成が考えられるが、そのような構成では、外径の大きい第１モータ・ジェネレータの位置が、エンジンから出力軸側に離れた位置になる。そうすると、ハイブリッド駆動装置の外径の大きい部分が出力軸側に長くなるので、車両（特にエンジンを車両の前後方向に向けて搭載するＦＲ車）に対する搭載性が悪くなる。
【０００８】
また、オイルポンプを、特許文献２に記載されているように、外径の大きい第１モータ・ジェネレータよりも出力軸側に配置し、エンジンの出力軸からそのオイルポンプに動力を伝達するとすれば、ハイブリッド駆動装置の外径が増大してしまう。すなわち、エンジンとオイルポンプとの間に第１モータ・ジェネレータが介在することにより、オイルポンプに動力を伝達する駆動軸を第１モータ・ジェネレータの外周側に配置すると、その駆動軸の配置スペースに応じてハイブリッド駆動装置のケーシングを大径に形成することになり、その結果、ハイブリッド駆動装置の全体としての外径が大きくなって車載性に劣るものになる可能性がある。このように、従来では、ハイブリッド駆動装置にオイルポンプを内蔵するにあたって新たな構成を検討する余地があった。
【０００９】
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って、車両搭載性の良好なハイブリッド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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、複数組の差動歯車機構を組み合わせた構成の動力分配機構に、内燃機関と、出力部材と、回転速度を連続的に変化させることにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させる発電機能のある第１の電動機とが連結され、さらに前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を前記内燃機関が前記出力部材より低速で回転するオーバードライブ状態に固定する制動機構が設けられるとともに、前記出力部材にトルクを付加する第２の電動機が前記第１の電動機と同一軸線上に配置されたハイブリッド駆動装置において、前記第１の電動機と前記第２の電動機との間に、制御用油圧もしくは潤滑油圧を発生するオイルポンプが配置され、かつそのオイルポンプが前記第１の電動機と第２の電動機との間で、前記内燃機関に連結されている部材にトルク伝達可能に連結されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記複数組の差動歯車機構は、前記第１の電動機に連結された第１サンギヤと、その第１サンギヤに対して同心円上に配置されかつ前記出力部材および前記第２の電動機に連結された第１リングギヤと、これら第１サンギヤおよび第１リングギヤに噛み合っているピニオンギヤを保持しかつ前記内燃機関に連結された第１キャリヤとを回転要素とするシングルピニオン型遊星歯車機構と、前記制動機構によって選択的に制動される第２サンギヤと、その第２サンギヤに対して同心円上に配置されかつ前記内燃機関に連結された第２リングギヤと、前記第２サンギヤに噛み合っているピニオンギヤおよび該ピニオンギヤと前記第２リングギヤとに噛み合っている他のピニオンギヤとを保持しかつ前記出力部材および第２の電動機の連結された第２キャリヤとを回転要素とするダブルピニオン型遊星歯車機構とを備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記第２リングギヤと一体化された円筒部材と、前記オイルポンプにトルクを伝達するオイルポンプドライブギヤとを更に備え、前記円筒部材は、前記シングルピニオン型遊星歯車機構の外周側を通って前記シングルピニオン型遊星歯車機構の側端部側に延びており、その円筒部材の端部が前記シングルピニオン型遊星歯車機構における第１キャリヤに連結され、かつその円筒部材の端部もしくは第１キャリヤに前記オイルポンプドライブギヤが一体に取り付けられていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記オイルポンプは、その筐体の一部を成すカバー部材を有し、そのカバー部材に、前記制動機構を押圧して係合させるピストンを収容するシリンダ部が形成されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記各電動機は、それぞれの外周を被うケース部を有し、前記制動機構を押圧して係合させるピストンを収容するシリンダ部が前記第２の電動機側に配置されてその第２の電動機のケース部に固定され、また前記制動機構が摩擦材を備えるとともにその摩擦材が前記第１の電動機側に配置されて前記第１の電動機のケース部に固定されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記オイルポンプは、前記内燃機関が出力した動力を伝達されて回転する駆動軸を有し、この駆動軸は前記複数の差動歯車機構の外周側にこれらの差動歯車機構の中心軸線と平行に配置され、かつその駆動軸の一端部にドリブンギヤが取り付けられ、さらにその駆動軸よりも半径方向で差動歯車機構側に前記制動機構の少なくとも一部が配置されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記制動機構は、所定のアクチュエータによって前後動させられて前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素もしくは該回転要素と一体の部材に係合する係合スリーブを備えたドグクラッチ機構によって構成され、その係合スリーブは前記アクチュエータ側の部分で回転を止めるように回転方向で固定されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明において、前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素に正回転方向のトルクが作用した場合に係合する一方向クラッチが、前記いずれかの回転要素と前記制動機構との間に直列に配置されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素を制動する場合に、前記制動機構における回転側の部材と固定側の部材との回転数が同期した状態で前記制動機構を制動状態に切替動作させる制動制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記第１の電動機のトルクが所定値以下になったことによって、前記制動機構を解放して設定される運転モードから制動機構を係合させて設定される運転モードへの切り替えの終了を判定するモード切替判定手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項８または９の発明において、前記制動機構を係合状態から解放状態に切り替えて運転モードを変更する場合に、前記制動機構における回転側の部材の回転数が同期回転数になった際に前記制動機構を解放させる制動解除制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００２１】
請求項１２の発明は、複数組の差動歯車機構を組み合わせた構成の動力分配機構に、内燃機関と、出力部材と、回転速度を連続的に変化させることにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させる発電機能のある第１の電動機とが連結され、さらに前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記内燃機関と出力部材との間の回転数比を前記内燃機関が前記出力部材より低速で回転するオーバードライブ状態に固定する制動機構が設けられるとともに、前記出力部材にトルクを付加する第２の電動機が前記第１の電動機と同一軸線上に配置されたハイブリッド駆動装置において、前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素に正回転方向のトルクが作用した場合に係合状態となる一方向クラッチが、前記いずれかの回転要素と前記制動機構との間に直列に設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記動力分配機構における前記いずれかの回転要素を制動する場合に、前記制動機構における回転側の部材と固定側の部材との回転数が同期した状態で前記制動機構を制動状態に切替動作させる制動制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００２３】
請求項１４の発明は、請求項１３の発明において、前記第１の電動機のトルクが所定値以下になったことによって、前記制動機構を解放して設定される運転モードから制動機構を係合させて設定される運転モードへの切り替えの終了を判定するモード切替判定手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【００２４】
請求項１５の発明は、請求項１２ないし１４のいずれかの発明において、前記制動機構を係合状態から解放状態に切り替えて運転モードを変更する場合に、前記制動機構における回転側の部材の回転数が同期回転数になった際に前記制動機構を解放させる制動解除制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の発明によれば、外径が相対的に大きくなる第１電動機とその第１電動機と同一軸線上に配置されている第２電動機との間にオイルポンプが配置されるので、第１電動機の外径が大きいことにより生じるスペースを有効に利用することができ、しかもオイルポンプに対する内燃機関の動力の伝達を各電動機の間で行うので、ハイブリッド駆動装置の外径を増大させる要因が生じず、もしくは少なくなる。その結果、出力回転数を増大させる運転モードを設定でき、かつオイルポンプを備えるハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型化し、また外径の増大を防止もしくは抑制して車両に対する搭載性を向上させることができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、第１電動機によって内燃機関の回転数を制御する運転モードと、内燃機関の出力を増速して出力部材に出力する運転モードとを、各遊星歯車機構および制動機構によって設定することができる。また、その遊星歯車機構を第１電動機よりも小径に構成できるので、それらの外周側のスペースを有効に利用してオイルポンプを配置でき、しかもシングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤを介して内燃機関の動力をオイルポンプに伝達する構成とすることができる。この点においてもハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型化し、車載性を向上させることができる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、シングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤとダブルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤとオイルポンプのドライブギヤとの三者を一体化することができ、しかもその連結構造を簡素化することができる。
【００２８】
請求項４の発明によれば、オイルポンプの構成部材を利用して制動機構のアクチュエータを構成できるので、部品の共用化により必要部品点数を少なくし、それに伴ってハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型軽量化できる。
【００２９】
請求項５の発明によれば、制動機構やこれを動作させるためのアクチュエータを各電動機の間に生じるスペースを有効に利用して配置でき、その結果、ハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型化し、また車両に対する搭載性を向上させることができる。
【００３０】
請求項６の発明によれば、オイルポンプの駆動軸はこれに取り付けられたドリブンギヤやオイルポンプのいわゆる本体部分よりも小径であり、その駆動軸に対しその内周側に制動機構の少なくとも一部を配置するので、制動機構とオイルポンプとによる半径方向でのスペースの取り合いを少なくでき、その結果、ハイブリッド駆動装置の全体としての外径を小さくすることができる。
【００３１】
請求項７の発明によれば、係合スリーブは前記いずれかの回転要素もしくはこれと一体の部材に噛み合うことにより、前記いずれかの回転要素の回転を止めることができる。そして、その係合スリーブ自体がこれを動作させるアクチュエータで回り止めされているので、部品点数を少なくしてハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型軽量化できる。
【００３２】
請求項８の発明によれば、前記いずれかの回転要素に作用するトルクの方向が、一方向クラッチを係合させる方向になることにより、その回転要素の回転が止められるので、その回転要素を固定して設定する運転モードに切り替える際のショックを低減もしくは防止することができる。
【００３３】
請求項９の発明によれば、前記いずれかの回転要素を制動する運転モードに切り替える場合、その制動に伴う回転数の変化が殆ど生じないので、ショックを防止もしくは低減できるとともに、確実に運転モードを変更することができる。
【００３４】
請求項１０の発明によれば、制動機構によって前記いずれかの回転要素を固定した場合、第１の電動機はトルクを受け持たないので、その第１の電動機のトルクに基づいて、運転モードが切り替わったことを確実に判定することができる。
【００３５】
請求項１１の発明によれば、制動機構の解放による回転数の変化が殆ど生じないので、制動機構を解放して運転モードを変更する際のショックを防止もしくは抑制することができる。
【００３６】
請求項１２の発明によれば、制動機構によって前記いずれかの回転要素を固定し、あるいはその固定を解除することにより運転モードが切り替えられるが、その制動機構と前記いずれかの回転要素との間に一方向クラッチが介在されているので、その一方向クラッチの機能により、運転モードの切り替えの際のショックを防止もしくは抑制することができる。
【００３７】
請求項１３の発明によれば、前述した請求項９の発明と同様に、制動機構を係合させて運転モードを切り替える際のショックを防止もしくは抑制することができる。
【００３８】
請求項１４の発明によれば、前述した請求項１０の発明と同様に、制動機構を係合させて設定する運転モードへの切り替えを確実に判定することができる。
【００３９】
請求項１５の発明によれば、前述した請求項１１の発明と同様に、制動機構を解放して設定する運転モードに切り替える際のショックを防止もしくは抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明の一具体例を示す図であって、ここに示す具体例では、原動機（エンジン：ＥＮＧ）１と、発電機あるいは電動機として二つのモータ・ジェネレータ（ＭＧ１、ＭＧ２）２，３とが動力装置として設けられ、これら三者が同一軸線上に配列されている。その原動機１は、要は内燃機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼して動力を出力する動力装置である。好ましくはスロットル開度などの負荷を電気的に制御でき、また所定の負荷に対して回転数を制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できる内燃機関である。以下の説明では、原動機１をエンジン１と記す。
【００４１】
このエンジン１が動力分配機構４に連結されている。この動力分配機構４は、遊星歯車機構などの複数組の差動歯車機構を組み合わせて構成されている。具体的には、一組のシングルピニオン型遊星歯車機構４１と一組のダブルピニオン型遊星歯車機構４２とを組み合わせて構成されている。これらのシングルピニオン型遊星歯車機構４１とダブルピニオン型遊星歯車機構４２とは、エンジン１の回転中心軸線上に、エンジン１側からここに挙げた順に配置されており、そのシングルピニオン型遊星歯車機構４１とエンジン１との間に、第１のモータ・ジェネレータ２が配置されている。なお、エンジン１と動力分配機構４との間に、発進用のクラッチやトルクコンバータ（ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ）などの動力伝達機構を適宜に設けてもよいことは勿論である。
【００４２】
シングルピニオン型遊星歯車機構４１は、外歯歯車であるサンギヤＳfと、そのサンギヤＳfに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲfと、これらサンギヤＳfおよびリングギヤＲfに噛み合っているピニオンギヤＰfを自転自在および公転自在に保持しているキャリヤＣfとを回転要素として差動作用をなすように構成されており、そのキャリヤＣfにエンジン１が連結されている。したがってキャリヤＣfが入力要素となっている。またサンギヤＳfに第１モータ・ジェネレータ２が連結されている。
【００４３】
この第１モータ・ジェネレータ２は、外力によって強制的に回転させることにより発電を行い、また電力を供給することによりモータとして機能するように構成されており、したがって第１モータ・ジェネレータ２が発電機として機能することにより、サンギヤＳfが反力要素となるように構成されている。さらに、リングギヤＲfがこの発明における出力部材に相当する出力軸５に連結されている。この出力軸５は、エンジン１の回転中心軸線上に配置されており、図示しない駆動輪に対して動力を出力するように構成されている。したがってリングギヤＲfが出力要素となっている。
【００４４】
ダブルピニオン型遊星歯車機構４２は、外歯歯車であるサンギヤＳrと、そのサンギヤＳrに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲrと、そのサンギヤＳrに噛み合っているピニオンギヤＰr1およびそのピニオンギヤＰr1とリングギヤＲrとに噛み合っている他のピニオンギヤＰr2を自転自在および公転自在に保持しているキャリヤＣrとを回転要素として差動作用をなすように構成されている。
【００４５】
そのリングギヤＲrが上記のシングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるキャリヤＣfに連結されている。そのキャリヤＣfにエンジン１が連結されているから、結局、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２のリングギヤＲrはエンジン１に連結されている。また、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるキャリヤＣrが、前記シングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるリングギヤＲfおよび出力軸５に連結されている。そして、サンギヤＳrを選択的に制動する制動機構すなわちブレーキ機構ＢＫが設けられている。このブレーキ機構ＢＫは、要は、サンギヤＳrを制動できればよいので、摩擦式の係合機構やドグクラッチなどの噛み合い式の係合機構などによって構成することができる。
【００４６】
したがって、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２は、ブレーキ機構ＢＫを解放した場合には、サンギヤＳrがいわゆるフリー状態になってトルクを受け持たないので特には変速作用を行わない。これに対してブレーキ機構ＢＫを係合させてサンギヤＳrを制動した場合には、サンギヤＳrが反力要素、またキャリヤＣrが出力要素、さらにリングギヤＲrが入力要素にそれぞれなることにより、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２が増速機構として機能するように構成されている。
【００４７】
これらの遊星歯車機構４１，４２を挟んで前記第１モータ・ジェネレータ２とは反対側に、第２モータ・ジェネレータ３が同一軸線上に配置されている。この第２モータ・ジェネレータ３は、前記第１モータ・ジェネレータ２と比較して高回転低トルク型のものであり、そのロータが出力軸５に連結され、出力軸５との間でトルクを授受できるように構成されている。なお、第２モータ・ジェネレータ３を出力軸５に直接連結する構成に替えて、例えば図２に示すように、第２モータ・ジェネレータ３と出力軸５との間に変速機構６を介在させてもよい。その変速機構６は、第２モータ・ジェネレータ３の出力した動力を減速もしくは増速して出力軸５に伝達するための機構であって、少なくとも高低の二つの変速比に切り替えることができるように構成されている。より好ましくは、少なくとも二つの変速比とトルクを伝達しないニュートラル状態とを設定できるように構成されている。したがって、出力側変速機６は、低速用ギヤ対および高速用ギヤ対からなる機構や、一組の遊星歯車機構とクラッチおよびブレーキからなる機構、二つ組の遊星歯車機構を組み合わせた複合遊星歯車機構とブレーキなどの係合装置とからなる機構などによって構成することができる。
【００４８】
上記の各モータ・ジェネレータ２，３は発電機および電動機として機能するようになっており、そのためにこれらのモータ・ジェネレータ２，３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ーなどの蓄電装置に接続されている。そして、一方のモータ・ジェネレータ２，３によって発電した電力を他方のモータ・ジェネレータ３，２に供給して該他方のモータ・ジェネレータ３，２をモータとして機能させることができるように構成されている。
【００４９】
そして、前述した動力分配機構４の外周側、すなわち各モータ・ジェネレータ２，３の軸線方向での中間部に、エンジン１の動力で駆動されて油圧を発生するオイルポンプＯpが配置されている。このオイルポンプＯpは、エンジン１が出力した動力が伝達されて回転することにより、制御用の油圧もしくは潤滑のための油圧を発生するものであって、歯車ポンプ、ラジアルピストンポンプ、ベーンポンプ、アキシャルピストンポンプなどの適宜のポンプを作用することができる。そして、このオイルポンプＯpは、前述したシングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるキャリヤＣfもしくはこれと一体のダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるリングギヤＲrにトルク伝達可能に連結されている。
【００５０】
図３は、そのオイルポンプＯpを含む上記のハイブリッド駆動装置の具体的な構成を示す断面図であって、前記ダブルピニオン型遊星歯車機構４２のリングギヤＲrと一体のスリーブ（円筒部材）１１が設けられており、そのスリーブ１１は、シングルピニオン型遊星歯車機構４１の外周側を第１モータ・ジェネレータ２側に延びており、そのシングルピニオン型遊星歯車機構４１の側端部（図３の左側の端部）で内周側に屈曲している。その屈曲している部分（すなわち中心軸線側に延びているフランジ部）の先端が、シングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるキャリヤＣfに溶接などの適宜の接合手段が連結されている。また、そのフランジ部の外側面（第１モータ・ジェネレータ２側の面）にオイルポンプＯp用のドライブギヤ１２が取り付けられている。
【００５１】
一方、第１モータ・ジェネレータ２は、エンジン１に連結されて固定される第１ケース１３の内部に収容されており、その第１ケース１３には、第１モータ・ジェネレータ２を収容するスペースを動力分配機構４のためのスペースから区画する隔壁部１４が一体に設けられている。その隔壁部１４における前記動力分配機構４側の側面で前記シングルピニオン型遊星歯車機構４１の外周部から大きく離隔した位置にブレーキ用円筒部１５が軸線方向に突出して設けられている。そのブレーキ用円筒部１５の内周側には、前記スリーブ１１より大径のブレーキドラム１６が、ブレーキ用円筒部１５と同心円上に配置されている。これらブレーキ用円筒部１５の内周面とブレーキドラム１６の外周面とのそれぞれに、互いに交互に配列された摩擦板１７であるブレーキディスクとブレーキプレートとがスプライン嵌合されている。すなわち、一方の摩擦板１７が第１モータ・ジェネレータ２を収容している第１ケース１３に固定されている。こうして前述したブレーキ機構ＢＫが形成されている。
【００５２】
さらに、前記第１ケース１３の前記エンジン１とは反対側に、動力分配機構４および第２モータ・ジェネレータ３を収容する第２ケース１８が連結されている。その第２ケース１８の内周面には、動力分配機構４を収容するスペースと第２モータ・ジェネレータ３を収容するスペースとを区画する隔壁部１９が、前記第１ケース１３の隔壁部１４とほぼ対向するように配置されている。
【００５３】
この隔壁部１９の前記動力分配機構４側の側面に、ポンプ収容部２０が形成され、このポンプ収容部２０にオイルポンプＯpの回転部分が収容されている。また、このポンプ収容部２０には、オイルポンプＯpの回転部分を収容した状態でポンプカバー２１が取り付けられている。このポンプカバー２１は、オイルポンプＯpの筐体の一部を構成するものであって、このポンプカバー２１には、前記ブレーキ機構ＢＫの外周側を通って第１モータ・ジェネレータ２側に延びている筒状の軸支持部２２と、前記ブレーキ機構ＢＫにおける摩擦板１７に向けた全体として環状をなす凹部であるシリンダ部２３とが一体に形成されている。
【００５４】
そのシリンダ部２３にピストン２４が軸線方向に前後動できるように収容されており、そのシリンダ部２３の内部、すなわちピストン２４の後端部に油圧を供給できるように構成されている。ここに、ブレーキ機構ＢＫを係合・解放動作させるための油圧アクチュエータが構成されている。すなわち、シリンダ部２３が、第２モータ・ジェネレータ３を収容している第２ケース１８に固定され、またブレーキ機構ＢＫのためのアクチュエータが第２ケース１８に設けられている。したがって、この油圧アクチュエータは、ポンプカバー２１の一部を利用して構成されているので、その分、部品点数が削減され、ハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型化できるようになっている。
【００５５】
また、ポンプカバー２１における前記軸支持部２２には、オイルポンプＯpの回転部分に連結された駆動軸２６が貫通しかつ回転自在に支持されている。なお、この駆動軸２６の位置は、前記動力分配機構４より外周側であり、かつ前記第１モータ・ジェネレータ２の外径より小さい半径位置である。すなわち、駆動軸２６は、外径の大きい第１モータ・ジェネレータ２に隣接する位置で、その収容部に繋がる箇所のスペースを利用して配置されている。
【００５６】
そして、その駆動軸２６の第１モータ・ジェネレータ２側の端部は、第１ケース１３における隔壁部１４によって回転自在に支持されている。さらに、この駆動軸２６には、前述したドライブギヤ１２に噛み合っているドリブンギヤ２８が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、ドライブギヤ１２がシングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるキャリヤＣfに一体化され、かつそのキャリヤＣfにエンジン１が連結されているから、エンジン１の動力でオイルポンプＯpを駆動するようになっている。
【００５７】
なお、この発明におけるブレーキ機構ＢＫは、多板式のものに限られないのであって、図４に示すように、バンド式のブレーキを採用することができる。図４に示すブレーキ機構ＢＫについて説明すると、前述したブレーキドラム１６の外周側にブレーキバンド２９が、選択的に巻き掛かるように配置されている。このブレーキバンド２９の一端部は、図示しないアンカーによって固定され、また他方の端部が油圧シリンダなどの適宜のアクチュエータ（図示せず）に連結されている。したがって、そのアクチュエータによって他方の端部を一方の端部に接近させることにより、ブレーキバンド２９がブレーキドラム１６を締め付け、その結果、両者の間に生じる摩擦力によって制動を行うように構成されている。このような構成であっても、オイルポンプＯpにおける駆動軸２６の内周側にブレーキ機構ＢＫの少なくとも一部を配置し、スペースの有効利用を図ることができるので、ハイブリッド駆動装置の全体としての構成を小型化することができる。
【００５８】
また、図５に示す例は、ドグクラッチによってブレーキ機構ＢＫを構成した例である。図５に示す例では、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるサンギヤＳrには、前述したブレーキドラム１６に替えてブレーキハブ３０が一体に設けられている。このブレーキハブ３０は、サンギヤＳrの一端部から半径方向で外側に延びた円板状の部材であって、その外周面に軸線方向に沿うスプラインが形成されている。
【００５９】
そのブレーキハブ３０に選択的にスプライン嵌合するブレーキスリーブ３１が前記動力分配機構４の外周側、より具体的にはダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるリングギヤＲrとシングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるキャリヤＣfとを連結しているスリーブ１１の外周面に接近して配置されている。このブレーキスリーブ３１は、先端部（図５の右端部）の内周面に、前記ブレーキハブ３０のスプラインに噛み合うスプラインが形成された円筒状の部材であって、その後端部（図５の左側の端部）が軸線方向の推力を発生するアクチュエータに連結されている。
【００６０】
このアクチュエータは、ブレーキスリーブ３１を軸線方向に移動させて、これを前記ブレーキハブ３０に係合させ、またその係合を解除するように動作するように構成されており、したがって油圧式のアクチュエータや電磁式のアクチュエータなどを採用することができ、図５に示す例では電磁アクチュエータ３２によって構成されている。具体的に説明すると、前記第１ケース１３と第２ケース１８との間に円筒状の中間ケース３３が挟み込まれており、その中間ケース３３の内周面には、フランジ状の支持部３４が中心部に向けて突出した状態に形成されている。その支持部３４の内周側の端部に電磁アクチュエータ３２が取り付けられている。この電磁アクチュエータ３２は、通電をオン・オフすることにより、アーマチャーが前後動するように構成され、そのアーマチャーに前記ブレーキスリーブ３１の後端部が連結されている。
【００６１】
上記の電磁アクチュエータ３２におけるアーマチャーは、前記支持部３４の内周端部に形成された中空の収容部に納められており、したがってブレーキスリーブ３１の後端部はその収容部に形成されている開口部を貫通している。そして、その開口部とここを貫通しているブレーキスリーブ３１とがスプライン３５によって互いに係合している。すなわち、ブレーキスリーブ３１はこれを前後動させるアクチュエータ側でそのアクチュエータを構成しているハウジング相当部によって回転方向に対して固定されている。したがって、このハウジング相当部がいわゆる固定ハブを兼ねることになり、その結果、部品の共用化によって部品点数が削減され、またハイブリッド駆動装置の全体としての構成の小型化に有利な構成となっている。
【００６２】
したがって、図５に示すブレーキ機構ＢＫは、電磁アクチュエータ３２に例えば通電する（オンにする）ことによりブレーキスリーブ３１が図５の右方向に前進し、その先端内周部がブレーキハブ３０にスプライン嵌合し、そのブレーキハブ３０と一体のサンギヤＳrを固定し、これとは反対に通電を止める（オフにする）ことによりサンギヤＳrの固定を解除していわゆるフリー状態にするように構成されている。電磁アクチュエータ３２をオフにしてブレーキスリーブ３１とブレーキハブ３０との連結を解除した場合、両者の間でのトルクの伝達がほぼ完全に遮断されるので、いわゆる引き摺りやそれに伴う動力損失を防止もしくは抑制することができる。
【００６３】
つぎに上述したハイブリッド駆動装置の作用について説明する。図１ないし図５のいずれに示す構成であっても、ブレーキ機構ＢＫを解放してダブルピニオン型遊星歯車機構４２のサンギヤＳrをフリーな状態にした運転モード（以下、通常モードと記す）と、そのブレーキ機構ＢＫを係合させて前記サンギヤＳrを固定した運転モード（以下、ＯＤモードと記す）とを設定することが可能である。ブレーキ機構ＢＫを解放させた通常モードでエンジン１の出力した動力を動力分配機構４におけるキャリヤＣfに入力すると、その動力は出力要素であるリングギヤＲfと反力要素であるサンギヤＳfとに分配される。その場合、サンギヤＳfに連結されている第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させると、サンギヤＳfには、キャリヤＣfのトルクとは反対方向に反力トルクが作用する。この状態を図６に共線図で示してある。図６の直線Ａは、第１モータ・ジェネレータ２の回転数がほぼゼロとなるように制御している状態を示し、この状態では、出力要素であるリングギヤＲfおよびこれに連結されている出力軸６が、エンジン１よりも高回転数で回転する。そして、そのトルクは、エンジン１から伝達されるキャリヤＣfのトルクと、第１モータ・ジェネレータ２による反力トルクとを合成したトルクとなる。
【００６４】
この通常モードでは、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を大小に変化させれば、それに応じてエンジン回転数を適宜に制御することができる。いわゆる無段変速状態である。したがってエンジン１を最適燃費で運転するように、第１モータ・ジェネレータ２によって制御することができる。またその場合、第１モータ・ジェネレータ２がエンジン１と同方向に回転し、かつ発電機として機能していれば、すなわち正転回生していれば、第１モータ・ジェネレータ２が発電を行う。その電力は、第２モータ・ジェネレータ３に供給されてこれが電動機として機能し、そのトルクが出力軸５に直接もしくは変速機構６を介して伝達される。このように、通常モードで第１モータ・ジェネレータ２が正転回生している場合には、エンジン１の動力がシングルピニオン型遊星歯車機構４１を介して出力軸５に伝達されるとともに、各モータ・ジェネレータ２，３による電力変換を伴って出力軸５に伝達され、これらの動力が合成されて出力軸５から出力される。なおこの場合、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２のサンギヤＳrがフリーな状態になっているので、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２は出力軸５に対する動力の伝達に関与しない。
【００６５】
一方、ブレーキ機構ＢＫを係合させて前記サンギヤＳrを固定したＯＤモードでは、エンジン１の出力した動力がシングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるキャリヤＣfを介してダブルピニオン型遊星歯車機構４２のリングギヤＲrにそのまま入力される。そのダブルピニオン型遊星歯車機構４２では、サンギヤＳrが固定されているから、増速作用が生じる。その状態を図６に直線Ｂで示してある。この場合、シングルピニオン型遊星歯車機構４１におけるサンギヤＳfに連結されている第１モータ・ジェネレータ２はエンジン１とは反対方向に逆回転するが、第１モータ・ジェネレータ２が電気的な作用を行わないように制御することにより、第１モータ・ジェネレータ２は単に空転し、したがってシングルピニオン型遊星歯車機構４１は出力軸５に対するトルクの伝達に関与しない。すなわち、ＯＤモードでは、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２のみを介して出力軸５に動力が伝達され、電力変換を伴わないので、動力損失を防止もしくは抑制し、動力伝達効率を向上させることができる。また、上記のハイブリッド駆動装置を搭載している車両が低負荷高速走行する場合、ＯＤモードを設定することにより、エンジン回転数を下げることができ、その結果、燃費のよい走行を行うことが可能になる。
【００６６】
ところで、ブレーキ機構ＢＫは、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるサンギヤＳrを制動して固定し、またその制動を解除してその回転を許容するものであるから、ブレーキ機構ＢＫを係合動作させ、あるいは解放動作させることに伴って回転数が変化し、それに伴う慣性トルクが発生する可能性がある。その慣性トルクは、運転モードの切り替えに伴うショックの要因となるので、可及的に低減することが好ましい。そのためには、例えば図７に示すように、ブレーキ機構ＢＫに対して直列に一方向クラッチＦを設けることが好ましい。すなわち、前記サンギヤＳrとブレーキ機構ＢＫとの間に一方向クラッチＦを介装する。その一方向クラッチＦは、サンギヤＳrに対してこれをエンジン１の回転方向と同方向に正回転させるトルクが作用した場合に係合し、これは反対方向にトルクが作用した場合に解放するクラッチである。なお、図７における他の構成は、図１ないし図３に示す構成と同様であるから、図７に図１ないし図３と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図７に示すように一方向クラッチＦを設けたハイブリッド駆動装置では、運転モードの切り替えを以下に説明するように実行する。図８はその切替制御の一例を説明するためのフローチャートであって、所定の短時間毎に繰り返し実行される。先ず、現在の運転モードがＯＤモードか否か、あるいはＯＤモードへの切替制御中か否かが判断される（ステップＳ１）。これは、例えばブレーキ機構ＢＫの制御指令信号の状態に基づいて判断することができ、あるいはブレーキ機構ＢＫが油圧式のものであれば、その油圧に基づいて判断することができる。
【００６８】
ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、現在の運転モードがＯＤモードであり、あるいはＯＤモードへの切替制御中であり、この場合、ブレーキ機構ＢＫを解放して設定する通常モードへの切替要求が有るか否かが判断される（ステップＳ２）。通常モードでは、前述したように、第１モータ・ジェネレータ２を正転回生させることが燃費の点で好ましいから、ステップＳ２の判断は、エンジン回転数もしくは動力分配機構４の入力回転数と出力軸５の回転数との比が、シングルピニオン型遊星歯車機構４１もしくはダブルピニオン型遊星歯車機構４２のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）で決まる判断基準値以上となったか否かを判断することによって行うことができる。
【００６９】
このステップＳ２で肯定的に判断された場合に、ＯＤモードから通常モードへの切替制御を行うことになり、先ず、第１モータ・ジェネレータ２のトルクを負方向（エンジン１もしくはキャリヤＣfのトルクの方向とは反対の方向）に徐々に増大（スイープアップ）させる（ステップＳ３）。図６に示すように、第１モータ・ジェネレータ２をモータとして機能させてそのトルクを負方向に増大させると、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるサンギヤＳrにはこれを逆回転させるトルクが作用する。これに対して一方向クラッチＦは、サンギヤＳrに正回転方向のトルクが作用した場合に係合し、これとは反対方向のトルクによって解放するように構成されているから、第１モータ・ジェネレータ２のトルクを上記のように制御することにより、一方向クラッチＦが解放してサンギヤＳrが逆回転し始める。
【００７０】
なお、第１モータ・ジェネレータ２をモータとして機能させて負方向にトルクを出力させると、出力軸５の正回転方向のトルクが増大することになる。これは、車両としての駆動トルクの増大になり、違和感の要因となることが考えられるので、駆動トルクの変化を抑制するようにエンジントルクまたは第２モータ・ジェネレータ３のトルクを制御する（ステップＳ４）。すなわち、エンジントルクを第１モータ・ジェネレータ２の負方向のトルクの増大に応じて低減させ、あるいは第２モータ・ジェネレータ３による回生トルクを第１モータ・ジェネレータ２の負方向のトルクの増大に応じて制御する。
【００７１】
ついで、ブレーキ機構ＢＫの回転側の要素の回転数が予め定めた所定値−α（α＞０）以下か否かが判断される（ステップＳ５）。その回転側の要素は、ブレーキ機構ＢＫにおいて制動力が付与される回転部材であり、したがってその回転数は、前述した各例では、ダブルピニオン型遊星歯車機構４２におけるサンギヤＳrの回転数であってもよい。このステップＳ５で否定的に判断された場合にはステップＳ３に戻って第１モータ・ジェネレータ２の負方向のトルクのスイープアップを継続する。これとは反対にステップＳ５で肯定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ２の回転数をフィードバック制御する（ステップＳ６）。そのフィードバック制御における目標回転数は、その時点の運転状態における同期回転数（＝０）から所定値αを減じた回転数である。
【００７２】
その所定値αは、制御の容易性や応答性などを考慮して実験的に、あるいはシミュレーションに基づいて任意に設定でき、したがってこの発明において「同期回転数になる」、あるいは「同期する」とは、互いに連結される部材の回転数差がゼロになること、およびその回転数差が所定値α以内であることの両方を含み、両者の回転数が完全に一致することに限られない。これは、以下に説明するこの発明の他の例においても同様である。
【００７３】
この状態でブレーキ機構ＢＫを解放させる（ステップＳ７）。したがって、サンギヤＳrが逆回転していて一方向クラッチＦから解放している状態でブレーキ機構ＢＫを解放するので、ブレーキ機構ＢＫの解放に伴う回転数の変化やトルクの変化が生じない。そのため通常モードへの切り替えに伴うショックを防止もしくは抑制することができる。また、ブレーキ機構ＢＫをドグクラッチ機構によって構成した場合、その解放時にトルクが掛かっていないことにより、解放動作させる際の摩擦力が小さく、そのために解法動作のための荷重を相対的に小さくでき、そのために例えばブレーキ機構ＢＫを動作させるアクチュエータを小型化できる。
【００７４】
そして、ブレーキ機構ＢＫが解放させられたことによって通常モードへの切替終了の判定が行われ、また通常モードでの第１モータ・ジェネレータ２の回転数のフィードバック制御が開始され（ステップＳ８）、その後、リターンする。このフィードバック制御における目標回転数は、上記のステップＳ６でのフィードバック制御とは異なり、エンジン１を最適燃費で運転するための回転数や加減速時の制御で設定される目標回転数などである。
【００７５】
一方、通常モードが設定されていることによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、ＯＤモードへの切替要求があるか否かが判断される（ステップＳ９）。また、ＯＤモードへの切替制御中であってかつ通常モードへの切替要求がないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ９に進んでＯＤモードへの切替要求が有るか否かが判断される。この場合、ＯＤモードへの切替要求が継続しているか否かの判断になる。
【００７６】
ＯＤモードへの切替要求がないことによりステップＳ９で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対にＯＤモードへの切替要求があることによりステップＳ９で肯定的に判断された場合には、ブレーキ要素回転数が前述した所定値−αより大きいか否か、言い換えれば、正回転方向に高回転数か否か（逆回転方向には低回転数か否か）が判断される（ステップＳ１０）。このステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、ブレーキ機構ＢＫを同期させるために、ブレーキ要素の回転数合わせが実行される（ステップＳ１１）。すなわち、ブレーキ機構ＢＫにおける回転側の部材（上記の各具体例ではサンギヤＳr）の回転数が同期回転数に対して所定値α、低回転数となるよう制御する。これは、前述した第１モータ・ジェネレータ２を逆回転方向に力行させることにより実行できる。
【００７７】
ＯＤモードへの切り替えの際と同様に、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクを負方向に増大させると、これが駆動トルクの変化要因となるので、駆動トルクを変化させないようにエンジントルクもしくは第２モータ・ジェネレータ３のトルクが制御される（ステップＳ１２）。この制御は、前述したステップＳ４での制御と同様である。
【００７８】
ついでブレーキ機構ＢＫが係合制御される（ステップＳ１３）。なお、ブレーキ要素の回転数が同期回転数に対して所定値−α以上低い回転数（逆回転方向に大きい回転数）であることによりステップＳ１０で否定的に判断された場合にもステップＳ１３に進み、ブレーキ機構ＢＫが係合させられる。前述したように、ブレーキ機構ＢＫの回転側の部材（ブレーキ要素）は、同期回転数に対して負方向の回転数となっているので、一方向クラッチＦが解放しており、したがってブレーキ機構ＢＫを係合させても一方向クラッチＦが空転し続けるだけであり、特に回転数の変化や駆動トルクの変化は生じない。
【００７９】
ついで、第１モータ・ジェネレータ２の負方向のトルクを徐々に低下させる（ステップＳ１４）。すなわち、スイープダウンさせる。この場合も、第１モータ・ジェネレータ２の負方向のトルクの低下が、駆動トルクを低下させる要因となるので、駆動トルクの変化を抑制する方向にエンジントルクが補正され、あるいは第２モータ・ジェネレータ３の出力トルクが補正される（ステップＳ１４）。これらの補正制御は、第１モータ・ジェネレータ２のトルクの低下に応じて行うことができる。
【００８０】
上記のように第１モータ・ジェネレータ２のいわゆる負トルクをスイープダウンすることにより、そのトルクが“０”になったか否かが判断される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６で否定的に判断された場合には、ステップＳ１４に戻って第１モータ・ジェネレータ２の負トルクのスイープダウンを継続する。これとは反対にステップＳ１６で肯定的に判断された場合には、ＯＤモードへの切替終了の判定が行われ、同時にＯＤモードでの制御が開始され（ステップＳ１７）、その後、リターンする。
【００８１】
すなわち、第１モータ・ジェネレータ２の負トルクをスイープダウンしている状態では、ブレーキ機構ＢＫが係合し、かつ一方向クラッチＦが空転している状態であり、したがって前記ダブルピニオン型遊星歯車機構４２のサンギヤＳrには、第１モータ・ジェネレータ２のトルクが作用している。そして、第１モータ・ジェネレータ２の負トルクの低下によりサンギヤＳrの逆回転方向の回転数が次第に低下し、ついにはその回転数が“０”になると、一方向クラッチＦがトルクを持たずに係合する。その状態で、第１モータ・ジェネレータ２の負トルクを“０”にすると、第１モータ・ジェネレータ２に替わってブレーキ機構ＢＫがトルクを受け持ち、サンギヤＳrが固定状態に維持される。その場合、一方向クラッチＦにトルクが作用し始めるものの、サンギヤＳrなどの回転数は変化しないので、ショックが防止もしくは抑制される。
【００８２】
上述した通常モードからＯＤモードへの切り替えの際の挙動について更に説明すると、通常モードでは、ブレーキ要素回転数が前記所定値−αより高回転数になっており、この状態でＯＤモードへの切替制御が開始される。これは、図９に示すタイムチャートにおけるｔ1時点である。また、この状態を図１０の（ａ）に動力分配機構４についての共線図で示してある。制御開始に伴って先ず、第１モータ・ジェネレータ２のトルクＴgを制御してブレーキ要素の回転数合わせが実行される。これは、図８に示すステップＳ１１での制御であり、したがって図８には、図９と同様に“ｔ1”の符号を併記してある。
【００８３】
図９に示すように、第１モータ・ジェネレータ２の負のトルクＴgの制御に伴って、駆動トルクの変化を抑制するために、エンジントルクＴeが低下制御され、また、第２モータ・ジェネレータ３のトルク（回生トルク）Ｔmが増大制御される。これらの制御に伴ってブレーキ機構ＢＫの回転数Ｎbおよびエンジン回転数Ｎeが低下し、ブレーキ機構ＢＫの回転数Ｎbは負の回転数になる。この状態を図１０の（ｂ）に共線図で示してある。ブレーキ機構ＢＫの回転数Ｎbが負回転数であることにより一方向クラッチＦは解放しており、この状態でブレーキ機構ＢＫが係合させられる。
【００８４】
その後、第１モータ・ジェネレータ２の負トルクがスイープダウンさせられる。これは、図９のタイムチャートにおけるｔ2時点であり、図８に“ｔ2”の符号を併記してある。第１モータ・ジェネレータ２の負トルクを変化させることに併せてエンジントルクＴeと第２モータ・ジェネレータ３のトルクとが補正される。図９に示す例では、エンジントルクＴeが低下させられ、第２モータ・ジェネレータ３のトルク（回生トルク）Ｔmが低下させられる。
【００８５】
その過程で一方向クラッチＦが係合してブレーキ機構ＢＫにトルクＴbが作用し始め、それに伴ってブレーキ回転数Ｎbがゼロになり、またエンジン回転数ＮeがＯＤモードでの回転数に低下する。その状態で、ブレーキ機構ＢＫで受け持つ負のトルクＴbが次第に増大し、ついにはブレーキ機構ＢＫが第１モータ・ジェネレータ２に替わってサンギヤＳrのトルクを全て受け持つので、第１モータ・ジェネレータ２のトルクＴgがゼロになる。そして、ＯＤモード切替終了の判定が成立する。これは、図９のｔ3時点であり、また、図１０の（ｃ）に示す状態である。なお、図８に図９と同様の“ｔ3”の符号を併記してある。
【００８６】
上述したように、ブレーキ機構ＢＫによって制動する場合、事前に同期させる制御を行うので、ブレーキ機構ＢＫを係合させることにより、あるいは解放させることにより運転モードを切り替える場合に駆動トルクの変化が殆ど生じず、ショックのないスムースな切り替えを行うことができる。また特に、上述したように一方向クラッチＦを直列に配置することにより、同期のための制御が容易になる。また、ＯＤモードへの切替終了を第１モータ・ジェネレータ２のトルクがゼロになることにより判定するので、ＯＤモードへの切替終了を確実かつ容易に判定することができる。
【００８７】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図８に示すステップＳ１３の制御を実行する機能的手段が、この発明における制動制御手段に相当し、ステップＳ６の制御を実行する機能的手段が、この発明における制動解除制御手段に相当する。さらにステップＳ１７の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるモード切替判定手段に相当する。
【００８８】
なお、この発明における運転モードを切り替えるための制動機構の係合・解放の際の同期制御は、前述した一方向クラッチを備えていない図１ないし図５の構成を対象として実行することができ、その場合も第１モータ・ジェネレータによって回転数を同期させるように制御すればよい。また、前述した図７に示すように一方向クラッチを設ける場合、前記オイルポンプは設けられていなくてもよい。すなわち、この発明は、一方向クラッチを備えた場合には、オイルポンプが設けられていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】この発明の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】そのハイブリッド駆動装置の模式的なブロック図である。
【図３】その第１モータ・ジェネレータおよび動力分配機構ならびにオイルポンプに関連する部分を具体的に示す断面図である。
【図４】ブレーキ機構をバンドブレーキによって構成した例における第１モータ・ジェネレータおよび動力分配機構ならびにオイルポンプに関連する部分を具体的に示す断面図である。
【図５】ブレーキ機構をドグクラッチ機構によって構成した例における第１モータ・ジェネレータおよび動力分配機構ならびにオイルポンプに関連する部分を具体的に示す断面図である。
【図６】通常モードでの動作状態およびＯＤモードでの動作状態の一例を示す動力分配機構についての共線図である。
【図７】一方向クラッチをブレーキ機構に対して直列に配置した例を示す模式的なブロック図である。
【図８】運転モードの切替制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】通常モードからＯＤモードへの切替制御を行った場合の各回転数やトルクの変化を模式的に示すタイムチャートである。
【図１０】通常モードからＯＤモードへ切り替える際の過渡的な挙動を示す共線図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…エンジン、  ２…第１モータ・ジェネレータ、  ３…第２モータ・ジェネレータ、  ４…動力分配機構、  ５…出力軸、  ７…駆動輪、  １１…スリーブ（円筒部材）、  １２…ドライブギヤ、  １２…入力軸、  １３…第１ケース、  １７…摩擦板、  １８…第２ケース、  ２３…シリンダ部、  ２４…ピストン、  ２６…駆動軸、  ２８…ドリブンギヤ、  ３２…電磁アクチュエータ、  ４１…シングルピニオン型遊星歯車機構、  ４２…ダブルピニオン型遊星歯車機構、  Ｏp…オイルポンプ、  Ｆ…一方向クラッチ。
【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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