(57)【要約】【課題】第１の駆動力源の動力損失を抑制することのできるハイブリッド車の駆動装置を提供する。【解決手段】第１の駆動力源の動力を、モータ・ジェネレータおよび車輪に分配する動力分配装置と、動力分配装置から車輪に至る動力伝達経路に連結された第２の駆動力源と、第２の駆動力源と動力伝達部材との間に配置され、かつ、複数の変速比を設定可能な変速機とを有するハイブリッド車の駆動装置において、第２の駆動力源から動力伝達経路に至る動力伝達経路の状態を制御する第１の動力伝達状態制御装置が設けられているとともに、第１の駆動力源の動力が動力伝達経路を経由して車輪に伝達される場合に、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることを、第１の動力伝達状態制御装置により抑制する第１の動力伝達抑制手段（ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６）を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動力源の動力を、モータ・ジェネレータおよび車輪に分配する動力分配装置と、この動力分配装置から前記車輪に至る動力伝達経路に連結された第２の駆動力源と、この第２の駆動力源と前記動力伝達経路との間に配置され、かつ、複数の変速比を設定可能な変速機とを有するハイブリッド車の駆動装置において、
前記第２の駆動力源と前記動力伝達経路との間における動力伝達状態を制御する第１の動力伝達状態制御装置が設けられているとともに、
前記第１の駆動力源の動力が前記動力伝達経路を経由して前記車輪に伝達される場合に、前記第１の駆動力源の動力が前記第２の駆動力源に伝達されることを、前記第１の動力伝達状態制御装置により抑制する第１の動力伝達抑制手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項２】
前記モータ・ジェネレータの回転を抑制する第２の動力伝達状態制御装置が設けられているとともに、
低車速時に、前記第１の駆動力源の動力が前記モータ・ジェネレータに伝達されることを許可する機能と、低車速時に、前記第２の駆動力源の動力が前記動力伝達経路に伝達されることを許可する機能と、を備えた第１の回転制御手段と、
高車速時に、前記モータ・ジェネレータの回転を前記第２の動力伝達状態制御装置により抑制する機能と、高車速時に、前記第１の駆動力源の動力が前記第２の駆動力源に伝達されることを、前記第１の動力伝達状態制御装置により抑制する機能と、を備えた第２の回転制御手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項３】
前記第１の動力伝達状態制御装置は、前記変速機の変速比を変更する機能を有す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の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の駆動力源を有するハイブリッド車の駆動装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料の燃焼によりトルクを出力するエンジンと、電力の供給によりトルクを出力するモータ・ジェネレータとを搭載し、エンジンおよびモータ・ジェネレータのトルクを車輪に伝達することのできるハイブリッド車が提案されている。このようなハイブリッド車においては、各種の条件に基づいて、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御することにより、燃費の向上および騒音の低減および排気ガスの低減を図ることができるものとされている。
【０００３】
上記のように、複数種類の駆動力源を搭載したハイブリッド車の一例が、特開平９−１１７０１０号公報（特許文献１）に記載されている。この公報に記載されたハイブリッド車においては、エンジンの出力軸がプラネタリギヤユニットのキャリヤに連結されているとともに、プラネタリギヤユニットのリングギヤには第１カウンタドライブギヤが連結されている。この第１カウンタドライブギヤの動力が、カウンタドリブンギヤ、デフピニオンギヤ、デフリングギヤを経由してディファレンシャル装置に伝達されるように構成されている。また、前記プラネタリギヤユニットのサンギヤには、発電機のロータが連結されているとともに、ロータの回転・停止を制御するブレーキが設けられている。さらに、電気モータが設けられており、電気モータのロータに第２カウンタドライブギヤが連結され、この第２カウンタドライブギヤと、カウンタドリブンギヤとが噛合されている。
【０００４】
上記の公報に記載されたハイブリッド車においては、発電機によってエンジンを始動させることができるとともに、エンジンだけを駆動するエンジン駆動モード、電気モータだけを駆動するモータ駆動モード、エンジンおよび電気モータを駆動するエンジン・モータ駆動モードでハイブリッド車両を走行させることができるとされている。すなわち、エンジンによって発生したトルクをカウンタドリブンギヤに伝達することができるだけでなく、電気モータによって発生されたトルクを、カウンタドリブンギヤに伝達することができる。さらに、ブレーキを係合させて、発電機のロータを固定することができるとされている。なお、複数の駆動力源を有するハイブリッド車に関連する技術は、特開平１１−３３２０２０号公報（特許文献２）および特開２００２−２２５５７８号公報（特許文献３）にも記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１１７０１０号公報（段落番号００１３ないし段落番号００２１、図１）
【特許文献２】
特開平１１−３３２０２０号公報
【特許文献３】
特開２００２−２２５５７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平９−１１７０１０号公報に記載されたハイブリッド車においては、電気モータのロータに連結された第２カウンタドライブギヤと、カウンタドリブンギヤとが、常時、噛合されている。このため、エンジンだけを駆動するエンジン駆動モードにおいても、エンジンの動力により電気モータのロータが回転されることとなり、動力損失が高くなる恐れがあった。
【０００７】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、第１の駆動力源の動力損失を抑制することのできるハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の駆動力源の動力を、モータ・ジェネレータおよび車輪に分配する動力分配装置と、この動力分配装置から前記車輪に至る動力伝達経路に連結された第２の駆動力源と、この第２の駆動力源と前記動力伝達経路との間に配置され、かつ、複数の変速比を設定可能な変速機とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記第２の駆動力源と前記動力伝達経路との間における動力伝達状態を制御する第１の動力伝達状態制御装置が設けられているとともに、前記第１の駆動力源の動力が前記動力伝達経路を経由して前記車輪に伝達される場合に、前記第１の駆動力源の動力が前記第２の駆動力源に伝達されることを、前記第１の動力伝達状態制御装置により抑制する第１の動力伝達抑制手段を備えていることを特徴とする発明である。
【０００９】
請求項１の発明によれば、第１の駆動力源の動力が、動力分配装置を経由してモータ・ジェネレータおよび車輪に分配される。また、第２の駆動力源の動力を、動力伝達経路を経由して車輪に伝達する場合に、変速機では複数の変速比のいずれかが設定される。一方、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達することなく、第１の駆動力源の動力が動力伝達経路を経由して車輪に伝達される場合に、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることが、第１の動力伝達状態制御装置により抑制される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記モータ・ジェネレータの回転を抑制する第２の動力伝達状態制御装置が設けられているとともに、低車速時に、前記第１の駆動力源の動力が前記モータ・ジェネレータに伝達されることを許可する機能と、低車速時に、前記第２の駆動力源の動力が前記動力伝達経路に伝達されることを許可する機能と、を備えた第１の回転制御手段と、高車速時に、前記モータ・ジェネレータの回転を前記第２の動力伝達状態制御装置により抑制する機能と、高車速時に、前記第１の駆動力源の動力が前記第２の駆動力源に伝達されることを、前記第１の動力伝達状態制御装置により抑制する機能と、を備えた第２の回転制御手段とを有することを特徴とする発明である。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、低車速時には、第１の駆動力源の動力がモータ・ジェネレータに伝達されることが許可され、かつ、第２の駆動力源の動力が動力伝達経路に伝達されることが許可される。これに対して、高車速時には、モータ・ジェネレータの回転が抑制され、かつ、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることが抑制される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記第１の動力伝達状態制御装置は、前記変速機の変速比を変更する機能を有することを特徴とする発明である。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることを抑制するために、専用の装置を設けずに済む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明の一実施形態であるＦ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動）形式のハイブリッド車（以下、「車両」と略記する）Ｖｅの概略構成図である。図２において、車両Ｖｅは、第１の駆動力源としてのエンジンを有している。
【００１５】
前記エンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン１のクランクシャフト２には、ダンパ機構３を介してインプットシャフト４が連結されている。また、ケーシング５が設けられており、ケーシング５の内部には、発電機６および電動機７が設けられている。この電動機７および発電機６としては、電気エネルギを機械エネルギに変換する力行機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。発電機６は、ステータ８およびロータ９を有しており、ステータ８はケーシング５に固定されている。
【００１６】
また、ケーシング５の内部には、動力分配装置１０が設けられている。この動力分配装置１０は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置１０は、中空シャフト１１に形成されたサンギヤ１２と、サンギヤ１２と同心状に配置されたリングギヤ１３と、サンギヤ１２およびリングギヤ１３に噛合するピニオンギヤ１４を保持したキャリヤ１５とを有している。そして、インプットシャフト４とキャリヤ１５とが一体回転するように連結されている。また、インプットシャフト４は中空シャフト１１内に配置され、インプットシャフト４と中空シャフト１１とは相対回転可能である。さらに、発電機６のロータ９の回転状態、具体的には、回転角加速度、および回転数などを検知するレゾルバ１６が設けられている。さらにまた、中空シャフト１１およびロータ９およびサンギヤ１２の回転を許可または規制するブレーキＢ０が設けられている。
【００１７】
一方、前記電動機７は、ステータ１７およびロータ１８を有している。ステータ１７はケーシング５に固定されている。また、ケーシング５の内部には、変速機１９が設けられている、この変速機１９は、いわゆる、遊星歯車機構を主体として構成されている。すなわち、変速機１９は、同心状に配置されたサンギヤ２０およびリングギヤ２１と、一体回転する大径ピニオンギヤ２２および小径ピニオンギヤ２３と、ショートピニオンギヤ５０と、大径ピニオンギヤ２２および小径ピニオンギヤ２３を一体的に公転可能に保持するキャリヤ２４とを有している。そして、ショートピニオンギヤ５０と、大径ピニオンギヤ２２およびサンギヤ２０およびリングギヤ２１とが噛合されている。
【００１８】
キャリヤ２４にはアウトプットシャフト２５が一体回転するように連結され、インプットシャフト４とアウトプットシャフト２５とが同心状に配置されている。また、アウトプットシャフト２５と、動力分配装置１０のリングギヤ１３とが一体回転するように連結されている。アウトプットシャフト２５の外側には中空シャフト２６が配置されており、アウトプットシャフト２５と中空シャフト２６とは相対回転可能である。この中空シャフト２６と電動機７のロータ１８とが一体回転するように連結されている。さらに、電動機７のロータ１８の回転状態、具体的には、回転角加速度、および回転数などを検知するレゾルバ２７が設けられている。
【００１９】
さらに、中空シャフト２６とサンギヤ２０とが一体回転するように連結されている。さらにまた、小径ピニオンギヤ２３に噛合するギヤ２８が設けられており、ギヤ２８の回転を許可または規制するブレーキＢ１が設けられている。さらにまた、リングギヤ２１の回転を許可または規制するブレーキＢ２が設けられている。
【００２０】
なお、アウトプットシャフト２５と、デファレンシャル２９の入力部材（図示せず）が連結され、デファレンシャル２９の出力部材（図示せず）とドライブシャフト３０とが連結されている。さらに、ドライブシャフト３０には車輪３１が連結されている。
【００２１】
つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明する。まず、電子制御装置３２が設けられており、電子制御装置３２には、車速、加速要求、制動要求、発電機６の回転状態、電動機７の回転状態などの信号が入力される。電子制御装置３２からは、エンジン１を制御する信号、発電機６を制御する信号、電動機７を制御する信号、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２を制御する信号が出力される。
【００２２】
つぎに、車両Ｖｅの制御について説明する。まず、車両Ｖｅが停止している際にエンジン１を始動する場合は、発電機６を駆動してエンジン１をクランキングすることができる。具体的には、ブレーキＢ０が解放（ＯＦＦ）され、かつ、発電機６のトルクがサンギヤ１２に伝達されると、車両Ｖｅが停止している状態では、リングギヤ１３が反力要素となり、キャリヤ１５が回転する。このキャリヤ１５のトルクは、インプットシャフト４を経由してクランクシャフト２に伝達される。このようにして、エンジン１がクランキングされるとともに、エンジン１がガソリンエンジンであれば、燃料噴射制御および点火制御がおこなわれて、エンジン１が自律回転する。
【００２３】
そして、エンジン１の運転中において、エンジン１のトルクは、クランクシャフト２、インプットシャフト４、キャリヤ１５、リングギヤ１３を介してアウトプットシャフト２５に伝達される。アウトプットシャフト２５のトルクは、デファレンシャル２９、ドライブシャフト３０を経由して車輪３１に伝達されて、駆動力が発生する。
【００２４】
つぎに、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２の制御および電動機７の制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。この図１のフローチャートは、走行モードの切り替え処理を示すルーチンである。まず、加速要求および車速Ｖに基づいて、車輪３１に伝達するべき要求トルクが判断されるとともに、各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２の状態が検知される（ステップＳ１）。
【００２５】
このステップＳ１についで、走行モードが低速モードであるか、高速モードであるかが判断される（ステップＳ２）。この走行モードは、車速、要求トルクなどに基づいて判断される。たとえば、車速が所定車速以下であり、かつ、要求トルクが第１の所定トルク以上である場合は、低速モードであると判断される。これに対して、車速が所定車速を越え、かつ、要求トルクが第１の所定トルク未満である場合は、高速モードであると判断される。
【００２６】
そして、ステップＳ２で低速モードであると判断された場合は、ブレーキＢ０を解放し、かつ、ブレーキＢ１を解放し、かつ、ブレーキＢ２を係合（ＯＮ）し（ステップＳ３）、リターンされる。ステップＳ３の処理が実行された場合は、エンジントルクが、動力分配装置１０、アウトプットシャフト２５、デファレンシャル２９を経由して車輪３１に伝達される。また、電動機２が駆動されるとともに、リングギヤ２１が反力要素となり、サンギヤ２０のトルクがキャリヤ２４を経由してデファレンシャル２９に伝達され、デファレンシャル２９のトルクが車輪３１に伝達される。すなわち、電動機７の回転速度が変速機１９により減速されて、電動機７のトルクがアウトプットシャフト２５に伝達される。なお、変速機１９の変速比は大きい、いわゆる「ロー」である。このようにして、エンジン１および電動機７の両方のトルクが、車輪３１に伝達される。すなわち、車輪３１に伝達するトルクを、電動機７のトルクにより補う（アシストする）ことができる。なお、ステップＳ３においては、キャリヤ１５のトルクを発電機６のロータ９に伝達するとともに、発電機６で発電をおこなうこともできる。
【００２７】
一方、前記ステップＳ２で高速モードであると判断された場合は、電動機７から出力するべきトルクが零以下であるか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４では、前記要求トルクが、第１の所定トルクよりも低い第２の所定トルク以下であるか否かを判断している。このステップＳ４で否定的に判断されるということは、要求トルクの一部を、電動機７のトルクで負担することを意味する。すなわち、高速モードのうちの通常モードであることを意味する。そこで、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、ブレーキＢ０およびブレーキＢ２を解放し、かつ、ブレーキＢ１を係合し（ステップＳ５）、リターンされる。
【００２８】
このステップＳ５の処理が実行されると、電動機２が駆動されるとともに、ギヤ２８が反力要素となり、サンギヤ２０のトルクがキャリヤ２４を経由してデファレンシャル２９に伝達され、デファレンシャル２９のトルクが車輪３１に伝達される。すなわち、電動機７の回転速度が変速機１９により減速されて、電動機７のトルクがアウトプットシャフト２５に伝達される。なお、ステップＳ５における変速機１９の変速比は、ステップＳ３における変速機１９の変速比よりも小さい、いわゆる「ハイ」である。このようにして、エンジン１および電動機７の両方のトルクが、車輪３１に伝達される。なお、ステップＳ５においては、キャリヤ１５のトルクを発電機６のロータ９に伝達するとともに、発電機６で発電をおこなうこともできる。このように、車両Ｖｅは、エンジン１の動力を、動力分配装置１０により、発電機６と車輪３１とに分配する形式のハイブリッド車、いわゆる機械分配式のハイブリッド車である。
【００２９】
これに対して、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、必要トルクの一部を電動機７で負担しないことを意味する。すなわち、高速モードのうちの巡航モードが選択されたことを意味する。そこで、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を解放し、かつ、ブレーキＢ０を係合し（ステップＳ６）、リターンされる。
【００３０】
このように、図１の制御例においては、高速モードに通常モードと巡航モードとが含まれており、ステップＳ６に進むと、巡航モードが選択される。そして、このステップＳ６でブレーキＢ１，Ｂ２が解放されるため、アウトプットシャフト２５と電動機７との間の動力伝達経路において、実質的に動力伝達が遮断された状態となる。このため、エンジン１の動力を、アウトプットシャフト２５、デファレンシャル２９を経由して車輪３１に伝達する場合に、エンジン１の動力の一部が電動機７に伝達されることはなく、ロータ１８は回転しない。したがって、エンジン１の動力損失を抑制することができ、燃費の低下を抑制できる。
【００３１】
また、ステップＳ６においては、ブレーキＢ０も係合されるため、エンジン１の動力をインプットシャフト４からアウトプットシャフト２５に伝達する場合に、発電機６のロータ９が回転することがない。したがって、エンジン１の動力損失を一層抑制でき、燃費の低下を一層抑制できる。さらにまた、ステップＳ６において、ロータ１８の回転を防止するために解放される２つのブレーキＢ１，Ｂ２は、変速機１９の変速比を切り換える機能を兼備している。そして、ステップＳ３では一方のブレーキＢ１を解放させ、ブレーキＢ２を係合させている。また、ステップＳ６では、ブレーキＢ１，Ｂ２を共に解放させている。したがって、ロータ１８の回転を防止するために専用の装置を設けずに済み、部品点数の増加、駆動装置の大型化および大重量化を回避することができる。
【００３２】
ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６が、この発明の第１の動力伝達抑制手段および第２の回転制御手段に相当し、ステップＳ２，Ｓ３が、この発明の第１の回転制御手段に相当する。また、エンジン１がこの発明の第１の駆動力源に相当し、発電機６が、この発明のモータ・ジェネレータに相当し、アウトプットシャフト２５が、この発明の動力伝達経路に相当し、電動機７が、この発明の第２の駆動力源に相当し、変速機１９で設定される変速比であるローおよびハイが、この発明の複数の変速比に相当し、ブレーキＢ１，Ｂ２が、この発明の第１の動力伝達状態制御装置に相当し、ブレーキＢ０が、この発明の第２の動力伝達状態制御装置に相当し、低速モードが、この発明の低車速時に相当し、高速モードが、この発明の高車速時に相当する。なお、高速モードには、ステップＳ６で述べた巡航モード、すなわち、車速が所定車速を越え、かつ、要求トルクが第１の所定トルク未満である場合が含まれている。
【００３３】
また、ステップＳ６において、ブレーキＢ１，Ｂ２が解放されると、アウトプットシャフト２５と電動機７との間の動力伝達経路の状態が、実質的に動力伝達が遮断された状態となる。このため、ブレーキＢ１，Ｂ２を、動力伝達遮断機構と言い換えることも可能である。
【００３４】
なお、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２を係合・解放させるアクチュエータとしては、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータ、電磁式アクチュエータなどを用いることができる。また、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２としては、環状のプレートを複数備えた多板式の摩擦係合装置、またはスプライン嵌合機構を有するシンクロナイザ装置などを用いることができる。
【００３５】
なお、特許請求の範囲に記載された第１の動力伝達抑制手段を、第１の動力伝達抑制器または第１の動力伝達抑制用コントローラと読み替え、第１の回転制御手段を、第１の回転制御器または第１の回転制御用コントローラと読み替え、第２の回転制御手段を、第２の回転制御器または第２の回転制御用コントローラと読み替えることもできる。この場合、電子制御装置３２が各器および各コントローラに相当する。また、第１の動力伝達抑制手段を、第１の動力伝達抑制ステップと読み替え、第１の回転制御手段を、第１の回転制御ステップと読み替え、第２の回転制御手段を、第２の回転制御ステップと読み替え、ハイブリッド車の駆動装置をハイブリッド車の駆動方法と読み替えることもできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、第１の駆動力源の動力を動力伝達経路を経由させて車輪に伝達する場合に、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることを、第１の動力伝達状態制御装置により抑制することができる。したがって、第１の駆動力源の動力損失を抑制できる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる他に、高車速時には、モータ・ジェネレータの回転を抑制でき、かつ、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることを抑制できる。したがって、高車速時における第１の駆動力源の動力損失を抑制することができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の駆動力源の動力が第２の駆動力源に伝達されることを抑制するために、専用の装置を設けずに済む。したがって、部品点数の増加、駆動装置の大型化および大重量化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すフローチャートである。
【図２】この発明を適用したハイブリッド車のパワートレーンおよび御系統を示す概念図である。
【符号の説明】
１…エンジン、  ６…発電機、  ７…電動機、  １０…動力分配装置、  １９…変速機、  ２５…アウトプットシャフト、  ３１…車輪、  Ｂ０…第２の動力伝達状態制御装置、  Ｂ１，Ｂ２…第１の動力伝達状態制御装置、  Ｖｅ…車両（ハイブリッド車）。
【図１】
2004242464.tif 000003
【図２】
2004242464.tif 000004