(57)【要約】【課題】  変速ショックのないハイブリッド車の駆動装置を提供する【解決手段】  エンジン１の出力トルクを第１モータ・ジェネレータ２と中間軸３２とに分配する動力分配機構１０と、前記中間軸３２にトルクを加減する第２モータ・ジェネレータ３と、前記第２モータ・ジェネレータ３によりトルクが加減された中間軸３２に連結された変速機１１とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記変速機１１での変速の際に、前記動力分配機構１０のサンギヤ１４の回転を制動するブレーキＢ０と、前記ブレーキＢ０による制動力を前記変速機１１での変速時に増大方向に制御する反力制御手段とを備えていることを特徴としている。【選択図】  図１
2005145100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力トルクを第１駆動力源と中間軸とに分配する動力分配機構と、
前記中間軸にトルクを加減する第２駆動力源と、
前記第２駆動力源によりトルクが加減された中間軸に連結された変速機と
を有するハイブリッド車の駆動制御装置において、
前記変速機での変速の際に、前記動力分配機構の反力要素の回転を制動するブレーキ機構と、
前記ブレーキ機構による制動力を前記変速機での変速時に増大方向に制御する反力制御手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
【請求項２】
前記変速機での変速の際に、前記動力分配機構の反力要素の回転を制動するように第１駆動力源を制御す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１に記載のハイブリッド車の駆動制御装置。
【請求項３】
前記ブレーキ機構の制動トルクを次第に変化させる係合制御手段を備えてい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制御装置。
【請求項４】
前記係合制御手段は前記変速開始時にブレーキ機構を滑り状態とし、前記変速のトルク相で係合力を次第に増加させる手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動制御装置。
【請求項５】
前記第１駆動力源が発電機能を備えた電動機によって構成されるとともに前記第２駆動力源が電動機によって構成され、
前記ブレーキ機構の制動力の増大制御を伴う前記変速機の変速時に前記変速機から出力されるトルクを増大させる方向に前記いずれかの電動機の出力トルクを増大させる補償制御手段を更に備え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車の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車としては、例えば内燃機関に加えて電動機やモータ・ジェネレータを動力源として備えた車両が知られている。このハイブリッド車の例では、遊星歯車機構の差動作用を利用して、内燃機関を最適運転点で駆動させるように遊星歯車機構に接続された電動機もしくはモータ・ジェネレータで回転数制御をおこなう。また、駆動力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ー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ている。
【０００３】
この種のハイブリッド車では、内燃機関を所定の運転状態に維持したまま、電動機もしくはモータ・ジェネレータのトルクを制御することにより、駆動トルクを多様に変化させることができるが、駆動トルクの制御の全てを上記の内燃機関および前記電動機もしくはモータ・ジェネレータによっておこなうとすれば、電動機やモータ・ジェネレータが大型化する可能性がある。このような課題を解決するために、変速比を複数に変化させることのできる変速機を併用することが、従来、おこなわれており、その一例が特許文献１に記載されている。
【０００４】
この特許文献１に記載された装置は、内燃機関とモータ・ジェネレータとを、差動作用のある動力分配機構に連結するとともに、その動力分配機構の出力要素を、いわゆる平行二軸式の変速機に連結し、更に、前記出力要素に電動機からトルクを付加するように構成されている。そして、変速機での変速を実行することに伴う回転数の変化による慣性力を、モータ・ジェネレータや電動機によって吸収し、あるいは付加し、その結果、蓄電装置の電力を不必要に消費することなく変速ショックを緩和するように構成されている。
【０００５】
ハイブリッド車の一例として、特許文献２に記載されたハイブリッド車の駆動装置が知られている。この駆動装置は、二つのモータを有し、出力軸と第２のモータ・ジェネレータとの間に変速機が設けられている。そして、車速が上昇し第２のモータ・ジェネレータの回転数が上昇すると、動力の伝達経路が変更され、変速機の状態が、ロー状態からハイ状態へ変更される。こうすることで、車速、すなわち出力軸回転数が上昇する場合でも、第２のモータ・ジェネレータの高速化を防止することができ、回転数の高速化に伴う効率の低下を抑制することができる。
【０００６】
また、特許文献３には、高車速時に第１モータ・ジェネレータをブレーキにより制動し、動力循環等の動力伝達効率の低下を防止するように構成されたハイブリッド車の駆動装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２３２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２５５７８号公報
【特許文献３】特開２００３ー１０４０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の発明では、変速機での変速時における駆動トルクのいわゆるトルク補償を前述したモータ・ジェネレータおよび電動機によって実行するように構成されているが、これは、変速中のいわゆるイナーシャ相での回転数の変化に起因する慣性トルクに対応するトルクの補償をおこなう制御である。しかしながら、変速開始直後のいわゆるトルク相における駆動トルク（出力軸トルク）の低下やそれに起因するショックを抑制する機能はない。すなわち、動力分配機構に連結されているモータ・ジェネレータなどの第１駆動力源による反力トルクを増大させれば、出力要素に現れるトルクが増大するので、変速時もこのような制御をおこなえば、トルク相での駆動トルクの低下を抑制できるが、その場合、第１駆動力源を電動機として作用させることになる場合がある。これは、第１駆動力源に電力を供給して、逆回転させる制御であり、その結果、電力エネルギーを消費することになる。
【０００８】
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、出力側に設けられている変速機での変速に伴うショックを、第１駆動力源でのエネルギー消費を抑制しながら、良好に防止もしくは抑制することのできるハイブリッド車の駆動制御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】
【０００９】
この発明は、上記の目的を達成するために変速機の切り換え制御時に動力分配機構の反力要素を固定し、トルクの落ち込みを防止するものである。具体的には、請求項１の発明は、内燃機関の出力トルクを第１駆動力源と中間軸とに分配する動力分配機構と、前記中間軸にトルクを加減する第２駆動力源と、前記第２駆動力源によりトルクが加減された中間軸に連結された変速機とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、前記変速機での変速の際に、前記動力分配機構の反力要素の回転を制動するブレーキ機構と、前記ブレーキ機構による制動力を前記変速機での変速時に増大方向に制御する反力制御手段と、を備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記変速の際に、前記動力分配機構の反力要素の回転を制動するように第１駆動力源を制御する制動制御手段を更に備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【００１１】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２において、前記ブレーキ機構の制動トルクを次第に変化させる係合制御手段を備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【００１２】
そして、請求項４の発明は、請求項３において、前記係合制御手段は前記変速開始時にブレーキ機構を滑り状態とし、前記変速のトルク相で係合力を次第に増加させる手段を含むことを特徴とする駆動制御装置である。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第１駆動力源が発電機能を備えた電動機によって構成されるとともに前記第２駆動力源が電動機によって構成され、前記ブレーキ機構の制動力の増大制御を伴う前記変速機の変速時に前記変速機から出力されるトルクを増大させる方向に前記いずれかの電動機の出力トルクを増大させる補償制御手段を更に備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、変速機での変速の際に、ブレーキ機構が内燃機関からの反力を受ける。そのため、反力をうち消すために第１駆動力源で発生させるトルクを減少させ、第１駆動力源でのエネルギー消費を抑制しながらショックを良好に防止または抑制できる。
【００１５】
また、請求項２の発明によれば、内燃機関からの反力が大きすぎてブレーキ機構で受けきれない場合には、第１駆動力源についても、内燃機関からの反力をうける。つまり、ブレーキ機構と第１駆動力源を併用して、反力の打ち消しがおこなわれる。したがって、第１駆動力源単体で反力をうち消すよりも、反力の打ち消しに必要な電力を抑制することができる。
【００１６】
そして、請求項３の発明によれば、トルクの落ち込みに合わせてブレーキ機構の係合圧を変化させることができるので、トルクの落ち込み量に合わせた適切な反力を発生させることができる。そのため、変速時のショックを防止または抑制できる。
【００１７】
さらに、請求項４の発明によれば、変速開始時点ではブレーキ機構を完全に係合せず、トルク相で係合トルクをあげると、ブレーキ機構と内燃機関とは回転数が低下する。その際、回転数が低下したことによる慣性トルクが発生する。したがって、変速切換え時のトルク相で慣性トルクを発生させることで、トルク相におけるトルクの落ち込みを相殺し、トルクの落ち込みを防止することができる。したがって、変速時のショックを防止または抑制できる。
【００１８】
そして、請求項５の発明によれば、第１駆動力源で内燃機関による反力を受けた場合のエネルギー消費はブレーキ機構によって内燃機関の反力を受けた場合のエネルギー消費よりも大きくなる。逆に言えば第１駆動力源で内燃機関の反力を受けた場合よりも、ブレーキ機構で内燃機関の反力を受けた場合の方が、消費エネルギーを節約することができる。したがって、その節約できた分のエネルギーを変速時のトルク相におけるトルク補償に使用することで、トルク補償に必要な電力を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】
【００１９】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明の対象とする車両のパワートレーンの一例を示している。本パワートレーンは、エンジン１と、第１モータ・ジェネレータ２と、このエンジン１の動力を第１モータ・ジェネレータ２および中間軸３２に分配する動力分配機構１０と、第２モータ・ジェネレータ３とで構成されている。まず、エンジン１の後方に第１モータ・ジェネレータ２が配置され、第１モータ・ジェネレータ２の後方に動力分配機構１０が配置されている。さらに、その後方には第２モータジェネレータ３が配置されている。そして、第２モータ・ジェネレータ３の後方には変速機１１が配置されている。
【００２０】
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、着火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。そのエンジン１の制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＥＣＵ）１００によっておこなうように構成されている。
【００２１】
また、第１モータ・ジェネレータ２は、例えば永久磁石式同期電動機を用いることが可能であり、この第１モータ・ジェネレータ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。さらに第１モータ・ジェネレータ２にはインバータ（図示せず）を介してバッテリー（図示せず）が電気的に接続されている。そして、前記インバータを制御することにより、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。なお、第１モータジェネレータ２のステータ４はケーシング３３に固定されており、回転しないようになっている。
【００２２】
動力分配機構１０は、遊星歯車機構により構成されている。すなわち、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１２におけるキャリヤ１８に、エンジン１が連結されている。その第１遊星歯車機構１２におけるサンギヤ１５に前述した第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２が連結され、そのサンギヤ１５と同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギヤ１７が中間軸３２に連結されている。そして、これらサンギヤ１５とリングギヤ１７とに噛み合っている大ピニオンギヤ３６が、その中心軸線を中心に自転し、キャリヤ１８の自転によって公転するようにキャリヤ１８によって保持されている。
【００２３】
その大ピニオンギヤ３６は、いわゆるステップドピニオンギヤとして構成されている。すなわち、大ピニオンギヤ３６より小径の小ピニオンギヤ１６が、同一軸線上に並べて一体化されている。その小ピニオンギヤ１６が、前記第１遊星歯車機構１２におけるサンギヤ１５より大径の第２のサンギヤ１４に噛み合っている。すなわち第２のサンギヤ１４と、大小のピニオンギヤ３６，１６（すなわちステップドピニオンギヤ）と、これを保持しているキャリヤ１８と、前記リングギヤ１７とによって第２遊星歯車機構１３が構成されている。したがって第１の遊星歯車機構１２におけるサンギヤ１５が第２遊星歯車機構１３におけるサンギヤ１４より小径であり、かつリングギヤ１７を共用しているので、第１遊星歯車機構１２におけるギヤ比（サンギヤとリングギヤとの歯数の比）ρ1 が、第２遊星歯車機構１３のギヤ比ρ2 より小さくなっている。
【００２４】
そして、エンジン１が入力要素であるキャリア１８に連結され、第１モータ・ジェネレータのロータ５がサンギヤ１５に連結されている。また、リングギヤ１７が中間軸３２を介して変速機の第１サンギヤ２０に連結され、さらに、サンギヤ１４を選択的に固定するブレーキＢ０が設けられている。
【００２５】
一方、変速機１１は、図１に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第１サンギヤ（Ｓ１）２０と第２サンギヤ（Ｓ２）１９とが設けられており、その第１サンギヤ２０にショートピニオン２１が噛合するとともに、そのショートピニオン２１がこれより軸長の長いロングピニオン２４に噛合し、そのロングピニオン２４が前記各サンギヤ２０，１９と同心円上に配置されたリングギヤ（Ｒ）２３に噛合している。なお、各ピニオン２１，２４は、キャリヤ（Ｃ）２２によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ１９がロングピニオン２４に噛合している。したがって第１サンギヤ２０とリングギヤ２３とは、各ピニオン２１，２４と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ１９とリングギヤ２３とは、ロングピニオン２４と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【００２６】
そして、第２サンギヤ１９を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、キャリア２２を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とワンウェイクラッチＦ１とが設けられている。また、第２サンギヤ１９と中間軸３２とは、クラッチＣ１を介して接続されている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２、クラッチＣ１は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２、クラッチＣ１は、油圧や電磁力などによる係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第１サンギヤ２０に動力分配機構１０の出力要素であるリングギヤ１７が中間軸３２を介して接続され、またリングギヤ２３がディファレンシャル２５を介してドライブシャフト８に接続され、さらにドライブシャフト８は車輪９に接続されている。したがって、上記の変速機１１は、第１サンギヤ２０がいわゆる入力要素であり、またリングギヤ２３が出力要素となっている。
【００２７】
なお、ワンウェイクラッチＦ１は、キャリヤ２２の逆回転（エンジン１の回転方向とは反対方向の回転）方向で係合するように設定されている。これは、第１速と第２速との間の変速の際にキャリヤ２２に正回転方向のトルクが作用し始めることにより、ワンウェイクラッチＦ１が自動的に解放し、あるいはキャリヤ２２に逆回転方向のトルクが作用し始めることによりワンウェイクラッチＦ１が自動的に係合してショックのない変速を達成するためである。また、第２ブレーキＢ２はこのワンウェイクラッチＦ１に対して並列に設けられている。すなわち、コースト状態では出力側からトルクが入力され、その場合、ワンウェイクラッチＦ１にはこれを解放する方向にトルクが作用するので、その場合には第２ブレーキＢ２を係合させてキャリヤ２２の空転を阻止して中間軸３２に出力側からのトルクが伝達されるようになっている。
【００２８】
変速機１１は、これらのブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ１、クラッチＣ１、の係合の組み合わせを変化させることで、複数の変速段を設定できるように構成されている。この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて制御される。そして、その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（ＥＣＵ）１００が設けられている。
【００２９】
中間軸３２には第２モータ・ジェネレータ３のロータ７が接続され、中間軸３２で伝達される伝達トルクに第２モータ・ジェネレータ３の出力トルクを加減するようになっている。さらに前記第２モータ・ジェネレータ３は、インバータ（図示せず）を経由してバッテリー（図示せず）に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＥＣＵ）１００によってインバータを制御することにより、第２モータ・ジェネレータ３の力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御す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のステータ６はケーシング３３に固定されており、ステータ６は回転しないようになっている。
【００３０】
エンジン１の最適燃費運転は、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を高低に変化させることにより、エンジン１の回転数を連続的に（無段階に）変化させて設定される。すなわち、エンジン１の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する無段変速制御を、第１モータ・ジェネレータ２および動力分配機構１０を制御することによっておこなうことができる。なお、このように遊星歯車機構により構成された動力分配機構１０を用いて動力を分割する方式のハイブリッド駆動装置は機械分配式ハイブリッド駆動装置と呼ばれる。
【００３１】
次に、各変速段の切替とブレーキ等の組み合わせについて図２の係合・解放の図表を使用して説明する。なお、図２の「ＯＮ」は係合を表し、「ＯＦＦ」は解放を表す。
【００３２】
車速が低い間は変速機１１の変速段は第１速が設定される。第１速はクラッチＣ１とブレーキＢ１を解放し、ワンウェイクラッチＦ１とブレーキＢ２とが係合することにより設定される。これにより、変速機１１のキャリア２２が選択的に固定される。
【００３３】
車速が上昇すると、変速機１１の変速段は第２速が設定される。第２速はクラッチＣ１とブレーキＢ２を解放し、ブレーキＢ１のみを係合することにより設定される。これにより、変速機１１の第２サンギヤ１９が選択的に固定される。
【００３４】
車速がさらに上昇すると、変速機１１の変速段は第３速が設定される。第３速はクラッチＣ１のみを係合し、ブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより設定される。
【００３５】
これらの制御を共線図で表すと、図３に示すようになる。なお、図３の「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ２を表し、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ３を表す。また、「Ｅ／Ｇ」はエンジン１を表す。
【００３６】
ここでは第１速から第２速への変速が行われた場合について述べる。変速がおこなわれると、第２モータ・ジェネレータ３の回転数が減少する。そこで、エンジン回転数を一定に保つため、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を増加させる。この間、出力回転数は一定に保たれている。
【００３７】
図３（ａ）は変速開始時点すなわちトルク相開始時点での共線図である。エンジン１の反力を第１モータ・ジェネレータ２で受けもち、トルク相が開始される。また、出力部材からの反力はワンウェイクラッチＦ１が受け持つ。
【００３８】
図３（ｂ）はトルク相終了時点での共線図である。トルク相において、ブレーキＢ０の係合トルクを増大させるので、トルク相終了時点において、ブレーキＢ０は完全に係合される。第１モータ・ジェネレータ２の回転数は一時的に機械的に固定され、エンジン１の反力はブレーキＢ０が受け持つ。したがって、トルク相において、ブレーキＢ０が係合することによる反力トルクの増大分が、出力要素であるリングギヤのトルクの増大として現れ、その結果、中間軸３２のトルクが増大される。これは、変速機１１の入力トルクが増大することであるから、その入力トルクの増大分が出力トルクの増大となり、駆動トルクの落ち込みや、それに起因するショックが防止され、または抑制される。
【００３９】
図４はブレーキを完全に係合させない場合の共線図である。すなわち、変速開始時点では、ブレーキＢ０を半係合状態としておく。そしてトルク相に進んだ段階でブレーキＢ０の係合トルクを上昇させる。これにより、ブレーキＢ０およびエンジン１には回転数変化が生じ、慣性トルクが発生する。したがって、その慣性トルクによってトルク相における出力平均トルクの落ち込みを補償できる。
【００４０】
また、トルクの落ち込みが大きくなる変速の場合には、ブレーキＢ０を係合することに加えて、第１モータ・ジェネレータ２を作動させてトルクの落ちこみを補償する。
【００４１】
その後、図３（ｃ）に示すように、イナーシャ相に進むにしたがって、ブレーキＢ０の係合トルクは減少し、変速機の変速切り換えに伴って第１モータ・ジェネレータ２の回転数が上昇し、変速がおこなわれる。
【００４２】
つぎに、図３で示す制御例を実行した場合のタイムチャートを図５に示す。このタイムチャートは第１速から第２速へと変速をおこなうアップシフトの場合のタイムチャートである。
【００４３】
変速が開始され（ｔ１時点）、ワンウェイクラッチＦ１のトルクが低下し、ブレーキＢ１のトルクが増加し始めると（ｔ１からｔ２時点）、出力トルクが低下し始める。
【００４４】
そこで、ブレーキＢ０を係合し始め、第１モータ・ジェネレータ２の反力を受け始めると、その反力によりトルクが発生する。そして、トルク相の落ち込みが最大となる時点で、ブレーキＢ０の係合トルクが最大となり、ブレーキＢ０は完全に係合される。第１モータ・ジェネレータ２の回転数は一時的に機械的に固定され、エンジン１の反力はブレーキＢ０が受け持つ。したがって、トルク相において、ブレーキＢ０が係合することによる反力トルクの増大分が、出力要素であるリングギヤのトルクの増大として現れ、その結果、中間軸３２のトルクが増大される。これは、変速機１１の入力トルクが増大することであるから、その入力トルクの増大分が出力トルクの増大となり、トルクの低下が補償される（ｔ１からｔ２時点）。
【００４５】
なお、第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ３とはエンジン１のトルクを一定としトルク相での落ち込みを補償するために、トルク制御がおこなわれる。
【００４６】
また、エンジン１の回転数の低下にあわせて第１モータ・ジェネレータ２の回転数を増加させる（ｔ２からｔ３時点）。これにより、車両の走行状態が変化したとしても、エンジン１の回転数は一定に保たれる。
【００４７】
変速切り換え時においては、第１モータ・ジェネレータ２に代わってブレーキＢ０がエンジン１からの反力を受ける。そのため、反力をうち消すためのトルクを第１モータ・ジェネレータ２で発生させる必要がなく、トルクの総出力を減少させることができ、第１モータ・ジェネレータ２の駆動に必要なバッテリからの電力持ち出しを抑制することができる。そのため、バッテリの容量を小さくすることができ、バッテリを小型化することができる。また、抑制された分のエネルギーをトルク補償に使用すれば、変速時におけるトルクの落ち込みが防止されるので、変速ショックが軽減される。
【００４８】
また、エンジン１からの反力が大きい場合には、ブレーキＢ０に加えて、第１モータ・ジェネレータ２でも、エンジン１からの反力を受け持つ。つまり、ブレーキＢ０と第１モータ・ジェネレータ２とを併用して、反力の打ち消しがおこなわれる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２単体で反力をうち消すよりも、反力の打ち消しに必要な電力は小さくて済み、バッテリからの電力持ち出しを抑制することができる。そのため、バッテリの容量を小さくすることができ、バッテリを小型化することができる。
【００４９】
さらに、ブレーキ機構を完全に係合せず、トルク相において係合トルクをあげることもできる。その際、ブレーキＢ０とエンジン１との回転数が低下する。さらに、回転数が低下したことによる慣性トルクが発生する。したがって、変速切り換え時のトルク相のときにブレーキの係合トルクを上げ、慣性トルクを発生させることで、トルク相におけるトルクの落ち込みを補償し、トルクの落ち込みを防止することができる。すなわち、変速時のショックを軽減することができる。
【００５０】
そして、第１モータ・ジェネレータ２でエンジン１の反力を受けた場合のエネルギー消費はブレーキＢ０によってエンジン１の反力を受けた場合のエネルギー消費よりも大きくなる。逆に言えば第１モータ・ジェネレータ２でエンジン１の反力を受けた場合よりも、ブレーキＢ０でエンジン１の反力を受けた場合の方が、消費エネルギーを節約することができる。したがって、その節約できた分のエネルギーを変速時のトルク相におけるトルク補償に使用することで、バッテリからの電力持ち出しを抑制することができるので、バッテリの容量を小さくすることができ、バッテリを小型化することができる。
【００５１】
また、トルクの落ち込みに合わせてブレーキＢ０の係合圧を変化させることができるので、トルクの落ち込み量に合わせた適切な反力トルクを発生させることができる。そのため、変速時のショックを軽減することができる。
【００５２】
つぎに、この発明の対象となる駆動装置の他の実施例を以下に説明する。図６は、この発明の対象とする他の例の車両の駆動装置をＦＦ車に適用した場合を概念的に示すスケルトン図である。なお、図６の実施例において図１の構成と同じ構成については図１と同じ符号を付してある。また、図６に示す実施例は、図１に示す実施例の変形例であり、図１の構成と同じ部分について得られる作用・効果は同一である。また、共線図については図３，４と同様であるので省略する。さらに、タイムチャートについては、図５を、図５上の「Ｂ１トルク」を「Ｃ１トルク」に読み替えて本実施例にも適用する。
【００５３】
動力分配機構２６は遊星歯車機構３７によって構成されている。この遊星歯車機構３７は、外歯歯車であるサンギヤ２９と、そのサンギヤ２９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２７と、これらサンギヤ２９とリングギヤ２７とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ２８とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。
【００５４】
そして、入力要素であるキャリア２８にはエンジン１が接続され、反力要素であるサンギヤ２９には第１モータ・ジェネレータ２が接続されている。そして、出力要素であるリングギヤ２７には第２モータ・ジェネレータ３が接続されている。
【００５５】
また、リングギヤ２７と回転軸を同一ととする歯車３０が設けられ、この歯車３０に噛合するように歯車３１が設けられている。そして歯車３１がワンウェイクラッチＦ２を介して出力部材３５が連結されている。さらに、リングギヤ２７の外周に歯車が設けられ、これに歯車３４が噛合し、歯車３４がクラッチＣ２を介して出力部材３５と連結されている。
【００５６】
なお、ワンウェイクラッチＦ２は、歯車３１から出力部材３５に対して正回転方向にトルクを伝達する場合に係合するように設定されている。したがってクラッチＣ２が次第に係合してアップシフトを実行する場合、あるいは反対にクラッチＣ２を解放して次第にダウンシフトする場合に、歯車３１の回転数が次第に低下してワンウェイクラッチＦ２が次第に解放し、あるいは反対に歯車３１の回転数が次第に増大してワンウェイクラッチＦ２が次第に係合するにより、ショックのない変速が実行されるようになっている。したがってコースト時にはクラッチＣ２を係合させて出力側からのトルクをリングギヤ２７あるいは第２モータ・ジェネレータ３に伝達することになる。
【００５７】
この実施例によれば、図１に示す実施例の場合の作用・効果を前置きエンジン・前輪駆動車（ＦＦ車）においても実現することができる。すなわち、変速切り換え時においては、第１モータ・ジェネレータ２に代わってブレーキＢ０がエンジン１からの反力を受ける。そのため、反力をうち消すためのトルクを第１モータ・ジェネレータ２で発生させる必要がなく、トルクの総出力を減少させることができ、第１モータ・ジェネレータ２の駆動に必要なバッテリからの電力持ち出しを抑制することができる。そのため、バッテリの容量を小さくすることができ、バッテリを小型化することができる。また、抑制された分のエネルギーをトルク補償に使用すれば、変速時におけるトルクの落ち込みが防止されるので、変速ショックが軽減される。
【００５８】
また、エンジン１からの反力が大きい場合にはブレーキＢ０に加えて、第１モータ・ジェネレータ２も、エンジン１からの反力を受け持つ。つまり、ブレーキＢ０と第１モータ・ジェネレータ２とを併用して、反力の打ち消しがおこなわれる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２単体で反力をうち消すよりも、反力の打ち消しに必要な電力は小さくて済み、バッテリからの電力持ち出しを抑制することができる。そのため、バッテリの容量を小さくすることができ、バッテリを小型化することができる。
【００５９】
さらに、ブレーキ機構を完全に係合せず、トルク相において係合トルクをあげることもできる。その際、ブレーキＢ０とエンジン１との回転数が低下する。その際、回転数が低下したことによる慣性トルクが発生する。したがって、変速切り換え時のトルク相に慣性トルクを発生させることで、トルク相におけるトルクの落ち込みを補償し、トルクの落ち込みを防止することができる。したがって、変速時のショックを軽減することができる。
【００６０】
そして、第１モータ・ジェネレータ２でエンジン１の反力を受けた場合のエネルギー消費はブレーキＢ０によってエンジン１の反力を受けた場合のエネルギー消費よりも大きくなる。逆に言えば第１モータ・ジェネレータ２でエンジン１の反力を受けた場合よりも、ブレーキＢ０でエンジン１の反力を受けた場合の方が、消費エネルギーを節約することができる。したがって、その節約できた分のエネルギーを変速時のトルク相におけるトルク補償に使用することで、バッテリからの電力持ち出しを抑制することができ、バッテリの容量を小さくすることができ、バッテリを小型化することができる。
【００６１】
また、トルクの落ち込みに合わせてブレーキＢ０の係合圧を変化させることができるので、トルクの落ち込み量に合わせた適切な反力トルクを発生させることができる。そのため、変速時のショックを軽減することができる。
【００６２】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、エンジン１が「内燃機関」に相当し、変速機１１および歯車３０，３１、３４が「変速機」に相当する。また、第１モータ・ジェネレータ２が「第１駆動力源」に相当し、出力部材３５が「出力部材」に相当する。さらに、第２モータ・ジェネレータ３が「第２駆動力源」に相当し、動力分配機構１０，２６が「動力分配機構」に相当する。そして、ブレーキＢ０，Ｂ２が「ブレーキ機構」に相当する。
【００６３】
さらに、変速切り換え時のトルク相において、ブレーキＢ０を係合する制御手段が「変速時係合制御手段」に相当し、ブレーキＢ０の係合に加えて第１モータ・ジェネレータ２を駆動させエンジンの反力を受ける制御手段が「制動制御手段」に相当する。そして、ブレーキＢ０を半係合状態としておき、変速切り換え時のトルク相においてブレーキＢ０を係合させる制御手段が「係合制御手段」に相当し、第２モータ・ジェネレータ３によりトルクの補償を行う制御手段が「補償制御手段」に相当する。
【００６４】
また、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２およびクラッチＣ１，Ｃ２，さらにワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２は油圧制御式、電磁制御式のいずれでもよい。また、本発明における「内燃機関」と「第１駆動力源」および「第２駆動力源」とは、駆動力の発生の原理が異なる。本実施例では「内燃機関」を使用して熱エネルギーを運動エネルギーに変換したが、内燃機関の他に外燃機関等を用いてもよい。要は、熱エネルギーを運動エネルギーに変換する装置であればよい。
【００６５】
ここで、この発明で対象とするパワートレーンもしくはギヤトレーンをまとめて示すと、第１駆動力源と、第２駆動力源と、大ピニオンギヤとその大ピニオンギヤより歯数の少ない小ピニオンギヤとを同軸上に一体に連結したステップドピニオンを有する遊星歯車機構で構成される動力分配機構と、ラビニヨ型遊星歯車機構で構成される変速機とを有するハイブリッド車の駆動装置であって、前記動力分配機構の前記各ピニオンギヤを保持しているキャリアが内燃機関に連結され、前記動力分配機構の小ピニオンギヤに噛み合っている第１サンギヤが第１ブレーキ機構に連結され、前記動力分割機構の大ピニオンギヤに噛み合っている第２サンギヤが前記第１駆動力源に連結され、前記動力分配機構のいずれかのピニオンギヤに噛み合っているリングギヤが中間軸を介して前記変速機を構成しているラビニヨ型遊星歯車機構の第１サンギヤに連結され、前記中間軸に第２駆動力源が連結され、前記中間軸と前記変速機を構成しているラビニヨ型遊星歯車機構の第２サンギヤとが第１クラッチ機構を介して連結され、前記変速機を構成しているラビニヨ型遊星歯車機構の第２サンギヤにその回転を阻止する第２ブレーキ機構が連結され、前記変速機を構成しているラビニヨ型遊星歯車機構のキャリアに第３ブレーキ機構と第１ワンウェイクラッチが連結され、前記変速機を構成しているラビニヨ型遊星歯車機構のリングギヤに出力部材が連結されていることを特徴とする駆動装置である。
【００６６】
また、この発明で対象とする他のパワートレーンもしくはギヤトレーンを示すと、第１駆動力源と、第２駆動力源と、シングルピニオン型遊星歯車機構からなる動力分配機構と、二組の歯車対で構成される変速機とを有するハイブリッド車の駆動装置において、前記動力分配機構を構成しているシングルピニオン型遊星歯車機構のキャリアに内燃機関が連結され、前記動力分配機構を構成しているシングルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤに前記第１駆動力源と前記サンギヤの回転を阻止する第３ブレーキ機構とが連結され、前記動力分配機構を構成しているシングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤに前記第２駆動力源と第１歯車対と第２歯車対とが連結され、前記第１歯車対と出力部材とが第２ワンウェイクラッチを介して連結され、前記第２歯車対と出力部材とが第３クラッチを介して連結されていることを特徴とする駆動装置である。そのシングルピニオン型遊星歯車機構は、ダブルピニオン型のものに置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明の一例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す車両で選択できる各変速段とブレーキ、クラッチの入切動作との関係を示す図表である。
【図３】図１に示す駆動装置についての第１速から第２速へ切り換える際の共線図である。
【図４】図１に示す駆動装置についてのブレーキを半係合状態にしたときの共線図である。
【図５】図１に示す駆動装置についての第１速から第２速へ切り換える際のタイムチャートである。
【図６】この発明の他の一例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００６８】
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、  ３５…出力部材、  １０，２６…動力分配機構、  １１…変速機、  ３０，３１，３４…歯車  １２…第１遊星歯車機構、  １３…第２遊星歯車機構、  ３７…遊星歯車機構  １００…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【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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