(57)【要約】【課題】装置の部品数を削減してコストを低減でき、かつ装置の小型化に有利なハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】内燃機関１１と駆動輪２との間の動力伝達経路中に設けられ、互いに変速比が相違する複数の変速段に切り替え可能な変速機１６と、駆動輪２に動力を伝達可能なＭＧ１３とを備えたハイブリッド車両１の駆動装置１０において、変速機１６の第２クラッチ２７は、駆動輪２に動力を伝達可能に設けられた第２回転軸１８と一体に回転する第１回転部材３２と、第３変速ギヤ対Ｇ３の第３ドリブンギヤ２４と一体に回転する第２回転部材３３と、ＭＧ１３と一体に回転する第３回転部材３４と、第１回転部材３２と係合するとともに第２回転部材３３と係合する３速位置と第１回転部材３２と係合するとともに第３回転部材３４と係合するＭＧ位置との間で移動可能に設けられたスリーブ３５とを備えている。【選択図】図１
2012051534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と車両の駆動輪との間の動力伝達経路中に設けられ、互いに変速比が相違する複数の変速段に切り替え可能な変速機と、前記駆動輪に動力を伝達可能なモータジェネレータと、を備え、
前記変速機は、前記内燃機関の動力を伝達可能に設けられた第１回転軸と、前記第１回転軸に対して平行に配置されるとともに前記駆動輪に動力を伝達可能に設けられた第２回転軸と、それぞれが一対のギヤを有し、前記第１回転軸に前記一対のギヤの一方のギヤが設けられるとともに前記第２回転軸に前記一方のギヤと噛み合うように前記一対のギヤの他方のギヤが設けられ、かつ互いに異なる変速比が設定された複数組の変速ギヤ対と、を有し、前記複数組の変速ギヤ対のうちのいずれか１つの変速ギヤ対による回転伝達を選択的に成立させることにより前記複数の変速比を切り替えるハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第２回転軸と一体に回転する第１回転部材と、前記複数組の変速ギヤ対のうちの所定の切替対象の変速ギヤ対の他方のギヤと一体に回転する第２回転部材と、前記モータジェネレータと一体に回転する第３回転部材と、前記第１回転部材と係合するとともに前記第２回転部材と係合する変速位置と前記第１回転部材と係合するとともに前記第３回転部材と係合するＭＧ位置との間で移動可能に設けられて前記第１回転部材を前記第２回転部材又は前記第３回転部材と選択的に係合する係合部材と、を有するクラッチ手段を備えている駆動装置。
【請求項２】
前記切替対象の変速ギヤ対は、前記複数段の変速ギヤ対のうち最も変速比が低い最高速段の変速ギヤ対である請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記変速機は、前記複数の変速段の数が奇数である請求項２に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関とモータジェネレータとが搭載されたハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用動力源として内燃機関とモータジェネレータとが搭載され、これら動力源で共通の駆動輪を駆動するハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両に搭載される駆動装置として、内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に変速機が設けられ、その変速機において高速段が選択される場合にはモータジェネレータと駆動輪との間の動力伝達を遮断するものが知られている。例えば、内燃機関が変速機を介して出力軸に動力伝達可能に接続されるとともにその出力軸にモータジェネレータが切離し用クラッチを介して動力伝達可能に接続され、変速機において車速が高速となる高速段が選択される場合には切離し用クラッチにてモータジェネレータと出力軸との間の動力伝達を遮断する駆動装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９０７６９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の装置に設けられる変速機では、互いに変速比が異なる複数組の変速ギヤ対と、複数のクラッチとが設けられ、複数のクラッチにて複数組の変速ギヤ対のうちのいずれか１つの変速ギヤ対による回転伝達を選択的に成立させることにより複数の変速比を切り替えている。そして、特許文献１の装置では、それら変速機のクラッチとは別に切離し用クラッチが設けられているため、装置が大型化するおそれがある。また、部品数が多くなるので、コストが高くなるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置の部品数を削減してコストを低減でき、かつ装置の小型化に有利なハイブリッド車両の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】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関と車両の駆動輪との間の動力伝達経路中に設けられ、互いに変速比が相違する複数の変速段に切り替え可能な変速機と、前記駆動輪に動力を伝達可能なモータジェネレータと、を備え、前記変速機は、前記内燃機関の動力を伝達可能に設けられた第１回転軸と、前記第１回転軸に対して平行に配置されるとともに前記駆動輪に動力を伝達可能に設けられた第２回転軸と、それぞれが一対のギヤを有し、前記第１回転軸に前記一対のギヤの一方のギヤが設けられるとともに前記第２回転軸に前記一方のギヤと噛み合うように前記一対のギヤの他方のギヤが設けられ、かつ互いに異なる変速比が設定された複数組の変速ギヤ対と、を有し、前記複数組の変速ギヤ対のうちのいずれか１つの変速ギヤ対による回転伝達を選択的に成立させることにより前記複数の変速比を切り替えるハイブリッド車両の駆動装置において、前記第２回転軸と一体に回転する第１回転部材と、前記複数組の変速ギヤ対のうちの所定の切替対象の変速ギヤ対の他方のギヤと一体に回転する第２回転部材と、前記モータジェネレータと一体に回転する第３回転部材と、前記第１回転部材と係合するとともに前記第２回転部材と係合する変速位置と前記第１回転部材と係合するとともに前記第３回転部材と係合するＭＧ位置との間で移動可能に設けられて前記第１回転部材を前記第２回転部材又は前記第３回転部材と選択的に係合する係合部材と、を有するクラッチ手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の駆動装置によれば、クラッチ手段の係合部材の位置を切り替えることにより第２回転部材と切替対象の変速ギヤ対を係合したり第２回転部材とモータジェネレータとを係合したりできる。このように切替対象の変速ギヤ対とモータジェネレータとでクラッチ手段を共用化できるので、駆動装置の部品数を削減することができる。そのため、コストを低減することができる。また、部品数を削減することにより駆動装置を小型化できる。
【０００８】
本発明の駆動装置の一形態において、前記切替対象の変速ギヤ対は、前記複数段の変速ギヤ対のうち最も変速比が低い最高速段の変速ギヤ対であってもよい（請求項２）。この形態では、変速機が最高速段に切り替えられる場合にモータジェネレータが第２回転軸から切り離される。これによりモータジェネレータが高回転で回転することを防止できるので、モータジェネレータの減速比を大きくできる。また、モータジェネレータが第２回転軸に引き摺られて回転することを防止できるので、内燃機関の動力がモータジェネレータを回転させるために消費されることを防止できる。そのため、エネルギ損失を低減できる。
【０００９】
本発明の駆動装置の一形態において、前記変速機は、前記複数の変速段の数が奇数であってもよい（請求項３）。周知のように変速機には変速段を切り替えるための複数のクラッチが設けられている。この形態では変速段の数を奇数としたので、変速機に設けられた各クラッチで２つの変速ギヤ対の係合及び解放をそれぞれ切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の駆動装置によれば、切替対象の変速ギヤ対とモータジェネレータとでクラッチ手段が共用化されるので、駆動装置の部品数を削減することができる。そのため、コストを低減できるとともに駆動装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る駆動装置が搭載された車両のスケルトン図。
【図２】バッテリの充電率が高い場合の車両の運転状態と各走行モードとの対応を示す図。
【図３】バッテリの充電率が低い場合の車両の運転状態と各走行モードとの対応を示す図。
【図４】バッテリの充電率が高い場合に各走行モードが駆動装置の駆動力線図のいずれの範囲において選択されるかを示す図。
【図５】バッテリの充電率が低い場合に各走行モードが駆動装置の駆動力線図のいずれの範囲において選択されるかを示す図。
【図６】制御装置が実行するＭＧフリー制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】制御装置が実行する走行モード切替制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一形態に係る駆動装置が搭載された車両のスケルトン図を示している。この車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。駆動装置１０は、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１と、スタータジェネレータ（以下、ＳＧと称することがある。）１２と、モータジェネレータ（以下、ＭＧと称することがある。）１３とを備えている。エンジン１１は、ハイブリッド車両に搭載される周知のものであるため、詳細な説明を省略する。ＳＧ１２及びＭＧ１３は、いずれも電動機及び発電機として機能する周知のモータジェネレータである。ＳＧ１２は、不図示のケースに固定されたステータ１２ａと、そのステータ１２ａの内周側に同軸に配置されたロータ１２ｂとを備えている。この図に示したようにロータ１２ｂは、エンジン１１の出力軸１１ａに同軸に固定されている。ＭＧ１３も同様にケースに固定されたステータ１３ａと、そのステータ１３ａの内周側に同軸に配置されたロータ１３ｂとを備えている。ロータ１３ｂにはロータ軸１３ｃが同軸に設けられ、ロータ軸１３ｃにはＭＧドライブギヤ１３ｄが設けられている。ＳＧ１２及びＭＧ１３は、共通のバッテリ１４と電気的に接続されている。
【００１３】
エンジン１１の出力軸１１ａは、エンジンクラッチ１５を介して変速機１６と接続されている。エンジンクラッチ１５は、出力軸１１ａと変速機１６との間で動力が伝達される係合状態と、出力軸１１ａと変速機１６との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知の摩擦式クラッチである。また、このエンジンクラッチ１５は、エンジン１１から出力された動力の一部のみが変速機１６に伝達されるようにスリップするスリップ状態にすることが可能に構成されている。
【００１４】
変速機１６は、エンジン１１の出力軸１１ａがエンジンクラッチ１５を介して接続された第１回転軸１７と、これと平行と配置されている第２回転軸１８と、これら第１回転軸１７及び第２回転軸１８間に設けられた第１〜第３変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３とを備えている。第１変速ギヤ対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギヤ１９及び第１ドリブンギヤ２０にて構成されている。また、第２変速ギヤ対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギヤ２１及び第２ドリブンギヤ２２にて構成され、第３変速ギヤ対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギヤ２３及び第３ドリブンギヤ２４にて構成されている。各変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３の変速比は互いに相違しており、第１変速ギヤ対Ｇ１、第２変速ギヤ対Ｇ２、第３変速ギヤ対Ｇ３の順に低くなるように設定されている。
【００１５】
第１ドライブギヤ１９、第２ドライブギヤ２１、及び第３ドライブギヤ２３は、第１回転軸１７と一体に回転するように第１回転軸１７に設けられている。第１ドリブンギヤ２０、第２ドリブンギヤ２２、及び第３ドリブンギヤ２４は、第２回転軸１８に対して相対回転可能なように第２回転軸１８に設けられている。また、第２回転軸１８には、ＭＧ１３のＭＧドライブギヤ１３ｄと噛み合うＭＧドリブンギヤ２５が第２回転軸１８に対して相対回転可能なように設けられている。この図に示すようにこれらのドリブンギヤ２０、２２、２４、２５は、第２回転軸１８の一端から他端に向かって第１ドリブンギヤ２０、第２ドリブンギヤ２２、第３ドリブンギヤ２４、ＭＧドリブンギヤ２５の順番で並ぶように配置されている。そのため、第１ドリブンギヤ２０と第２ドリブンギヤ２２とが互いに隣り合い、第３ドリブンギヤ２４とＭＧドリブンギヤ２５とが互いに隣り合う。
【００１６】
変速機１６には、第１クラッチ２６及び第２クラッチ２７が設けられている。この図に示すように第１クラッチ２６は第１ドリブンギヤ２０と第２ドリブンギヤ２２との間に配置され、第２クラッチ２７は第３ドリブンギヤ２４とＭＧドリブンギヤ２５との間に配置されている。第１クラッチ２６は、シンクロ機構を有する周知の噛み合い式クラッチであり、第２回転軸１８と一体に回転する第１回転部材２８と、第１ドリブンギヤ２０と一体に回転する第２回転部材２９と、第２ドリブンギヤ２２と一体に回転する第３回転部材３０と、第２回転軸１８の回転軸線の方向にスライド可能なスリーブ３１とを備えている。各回転部材２８、２９、３０の外周面には、それぞれ第２回転軸１８の回転軸線の方向に延びるスプラインが設けられている。スリーブ３１の内周面には、各回転部材２８、２９、３０のスプラインと噛み合うことが可能なスプラインが設けられている。このスリーブ３１は、第１回転部材２８及び第２回転部材２９の両方と噛み合う１速位置と第１回転部材２８及び第３回転部材３０の両方と噛み合う２速位置との間でスライド移動可能に設けられている。また、このスリーブ３１は、第１回転部材２８のみと噛み合うことが可能な大きさに形成されている。このように第１クラッチ２６はスリーブ３１の位置を切り替えることによって、第１ドリブンギヤ２０と第２回転軸１８とが一体に回転する１速状態と、第２ドリブンギヤ２２と第２回転軸１８とが一体に回転する２速状態と、第２回転軸１８、第１ドリブンギヤ２０、及び第２ドリブンギヤ２２がそれぞれ別々に回転する解放状態とに切り替え可能に構成されている。
【００１７】
第２クラッチ２７も第１クラッチ２６と同様にシンクロ機構を有する周知の噛み合い式クラッチであり、第２回転軸１８と一体に回転する第１回転部材３２と、第３ドリブンギヤ２４と一体に回転する第２回転部材３３と、ＭＧドリブンギヤ２５と一体に回転する第３回転部材３４と、第２回転軸１８の回転軸線の方向にスライド可能な係合部材としてのスリーブ３５とを備えている。各回転部材３２、３３、３４の外周面には、それぞれ第２回転軸１８の回転軸線の方向に延びるスプラインが設けられている。スリーブ３５の内周面には、各回転部材３２、３３、３４のスプラインと噛み合うことが可能なスプラインが設けられている。このスリーブ３５は、第１回転部材３２及び第２回転部材３３の両方と噛み合う３速位置と第１回転部材３２及び第３回転部材３４の両方と噛み合うＭＧ位置との間でスライド移動可能に設けられている。また、このスリーブ３５は、第１回転部材３２のみと噛み合うことが可能な大きさに形成されている。このように第２クラッチ２７はスリーブ３５の位置を切り替えることによって、第３ドリブンギヤ２４と第２回転軸１８とが一体に回転する３速状態と、ＭＧドリブンギヤ２５と第２回転軸１８とが一体に回転するＭＧ状態と、第２回転軸１８、第３ドリブンギヤ２４、及びＭＧドリブンギヤ２５がそれぞれ別々に回転する解放状態とに切り替え可能に構成されている。そのため、この第２クラッチ２７が本発明のクラッチ手段に相当する。また、第３変速ギヤ対Ｇ３が本発明の切替対象の変速ギヤ対に、３速位置が本発明の変速位置にそれぞれ対応する。なお、この図では解放状態における各クラッチ２６、２７を示す。
【００１８】
この変速機１６では、３組の変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３のうちのいずれか１つの変速ギヤ対による回転伝達を選択的に成立させることにより変速比を切り替える。変速機１６は、３組の変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３にて変速比を切り替えることより、変速段の数が３速である。そして、これら３組の変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３のうちの第１変速ギヤ対Ｇ１が選択された場合に変速機１６が最低速段である１速になり、第２変速ギヤ対Ｇ２が選択された場合に変速機１６が２速になり、第３変速ギヤ対Ｇ３が選択された場合に最高速段である３速になる。
【００１９】
第２回転軸１８には出力ギヤ３６が一体回転するように設けられている。出力ギヤ３６は、車両１の駆動輪２に連結されたディファレンシャル機構３７のケースに設けられたリングギヤ３８と噛み合っている。変速機１６から出力された動力は、リングギヤ３８及びディファレンシャル機構３７を介して駆動輪２に伝達されて車両１を駆動する。
【００２０】
この駆動装置１０では、エンジン１１、ＳＧ１２、ＭＧ１３、エンジンクラッチ１５、第１クラッチ２６、及び第２クラッチ２７を適宜に操作することにより車両１の走行モードが切り替えられる。走行モードとしては、ＥＶモード、回生モード、シリーズＨＶモード、シリーズＨＶ＋クラッチスリップモード、パラレルＨＶモード、及びパラレルＨＶ＋ＭＧフリーモードが設定されている。ＥＶモードでは、エンジンクラッチ１５及び第１クラッチ２６がそれぞれ解放状態に切り替えられ、第２クラッチ２７がＭＧ状態に切り替えられる。そして、エンジン１１を停止させ、ＭＧ１３の動力で駆動輪２が駆動される。回生モードでは、ＥＶモードと同様にエンジンクラッチ１５及び第１クラッチ２６がそれぞれ解放状態に切り替えられ、第２クラッチ２７がＭＧ状態に切り替えられる。また、エンジン１１を停止させる。そして、ＭＧ１３を発電機として機能させ、駆動輪２でＭＧ１３を駆動して回生発電を行う。
【００２１】
シリーズＨＶモードでは、エンジンクラッチ１５及び第１クラッチ２６がそれぞれ解放状態に切り替えられ、第２クラッチ２７がＭＧ状態に切り替えられる。このモードでは、ＳＧ１２を発電機として機能させ、エンジン１１でＳＧ１２を駆動して発電を行う。そして、ＭＧ１３で駆動輪２を駆動して車両１を走行させる。シリーズＨＶ＋クラッチスリップモードでは、エンジンクラッチ１５がスリップ状態に、第１クラッチ２６が１速状態に、第２クラッチ２７がＭＧ状態にそれぞれ切り替えられる。このモードでは、エンジン１１を運転し、ＳＧ１２を発電機として機能させ、ＭＧ１３を電動機として機能させる。そして、エンジン１１の動力の一部を用いて発電を行い、残りの動力及びＭＧ１３の動力で駆動輪２を駆動する。
【００２２】
パラレルＨＶモードでは、エンジンクラッチ１５が係合状態に切り替えられる。第１クラッチ２６及び第２クラッチ２７は、車両１の運転状態に応じて適宜の状態に切り替えられる。そして、エンジン１１の動力で駆動輪２が駆動される。また、ＳＧ１２及びＭＧ１３の少なくともいずれか一方によってトルクアシストが行われる。パラレルＨＶ＋ＭＧフリーモードでは、エンジンクラッチ１５が係合状態に切り替えられる。第１クラッチ２６は２速状態又は解放状態に切り替えられ、第２クラッチ２７は３速状態又は解放状態に切り替えられる。そして、エンジン１１にて駆動輪２を駆動する。なお、このモードにおいてＳＧ１２は、発電機として機能させて発電を行ってもよいし、電動機として機能させて駆動輪２の駆動をアシストしてもよい。
【００２３】
これらの走行モードは、バッテリ１４の充電率（ＳＯＣ）、車両１の速度（車速）、及び駆動装置１０に要求される駆動力に応じて切り替えられる。図２及び図３は、充電率、車速、及び駆動力がどのような場合にいずれの走行モードに切り替えられるかを示す走行モード対応表である。なお、図２は、バッテリ１４の充電率が予め設定した所定の判定値以上の場合の対応表を示し、図３はバッテリ１４の充電率がその判定値未満の場合の対応表を示している。なお、こられの図において「Ｃｅ」はエンジンクラッチ１５を、「Ｃ１」は第１クラッチ２６を、「Ｃ２」は第２クラッチ２７をそれぞれ示している。また、エンジン１１の欄の「○」はエンジン１１を運転することを、「×」はエンジン１１を停止することをそれぞれ示している。エンジンクラッチ１５の欄の「○」は係合状態にすることを、「△」はスリップ状態にすることを、「×」は解放状態にすることをそれぞれ示している。第１クラッチ２６の欄の「×」は解放状態にすることを、「１速」は１速状態にすることを、「２速」は２速状態にすることをそれぞれ示している。第２クラッチ２７の欄の「×」は解放状態にすることを、「３速」は３速状態にすることを、「ＭＧ」はＭＧ状態にすることをそれぞれ示している。
【００２４】
図２に示したように駆動装置１０では、バッテリ１４の充電率が高い場合には車速が低速〜中速かつ駆動力が小〜中のときに走行モードがＥＶモード又は回生モードに切り替えられる。また、車速が低速かつ駆動力が大のときにシリーズＨＶ＋クラッチスリップモードに切り替えられ、車速が低速〜中速かつ駆動力が大のときにはパラレルＨＶモードに切り替えられる。なお、このモードにおいては車速や駆動力に応じて変速機１６が１速又は２速に適宜に切り替えられる。そして、車速が高速のときにはパラレルＨＶ＋ＭＧフリーモードに切り替えられる。このモードでは、車速や駆動力に応じて変速機１６が２速又は３速に適宜に切り替えられる。なお、車両１を後進させる場合には、駆動力に拘わりなくＥＶモード又は回生モードに切り替えられる。
【００２５】
図４は、バッテリ１４の充電率が高い場合に各走行モードが駆動装置１０の駆動力線図のいずれの範囲において選択されるかを示している。なお、図４において実線Ｌ１はエンジン１１及びＭＧ１３の両方から動力を出力させた場合の最大駆動力を、破線Ｌ２はＭＧ１３のみから動力を出力させた場合の最大駆動力をそれぞれ示している。また、実線Ｌ３は変速機１６が１速であり、かつエンジン１１のみから動力を出力させた場合の最大駆動力を、実線Ｌ４は変速機１６が２速であり、かつエンジン１１のみから動力を出力された場合の最大駆動力を、実線Ｌ５は変速機１６が３速であり、かつエンジン１１のみから動力を出力させた場合の最大駆動力を示している。また、領域Ａ１がＥＶモードに切り替えられる車両１の運転状態の範囲を、領域Ａ２がシリーズＨＶ＋クラッチスリップモードに切り替えられる車両１の運転状態の範囲をそれぞれ示している。また、領域Ａ３がパラレルＨＶモードに切り替えられる車両１の運転状態の範囲を、領域Ａ４がパラレルＨＶ＋ＭＧフリーモードに切り替えられる車両１の運転状態の範囲をそれぞれ示している。この図に示したように各走行モードは、駆動力線図において互いに重ならないように設定されている。
【００２６】
次に図３を参照してバッテリ１４の充電率が低い場合について説明する。この図に示したようにバッテリ１４の充電率が低い場合には、車速が低速かつ駆動力が小のときにＥＶモード又は回生モードに、車速が低速かつ駆動力が中のときにシリーズＨＶモードに、車速が低速かつ駆動力が大のときにシリーズＨＶ＋クラッチスリップモードにそれぞれ切り替えられる。車速が低速〜中速かつ駆動力が小〜大のときにはパラレルＨＶモードに切り替えられる。このモードにおいては車速及び駆動力に応じて変速機が１速、２速、又は３速に適宜に切り替えられる。車速が高速かつ駆動力が小〜大のときにはパラレルＨＶ＋ＭＧフリーモードに切り替えられる。このモードでは、車速及び駆動力に応じて変速機が２速又は３速に適宜に切り替えられる。車両１を後進させるときにはバッテリ１４の充電率に応じて走行モードが切り替えられ、後進時もバッテリ１４の充電をする必要がある場合にはシリーズＨＶモードに切り替えられる。一方、後進時はバッテリ１４の充電をする必要がない場合にはＥＶモード又は回生モードに切り替えられる。
【００２７】
図５は、バッテリ１４の充電率が低い場合に各走行モードが駆動装置１０の駆動力線図のいずれの範囲において選択されるかを示している。なお、この図において図４と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図の領域Ａ５は、シリーズＨＶモードに切り替えられる車両１の運転状態の範囲を示している。この図に示したようにバッテリ１４の充電率が低い場合には充電率が高い場合と比較してＥＶモードに切り替えられる領域が狭くなる。その分、シリーズＨＶモードに切り替える領域を設けたり、充電率が高い場合よりもパラレルＨＶモードに切り替える領域を広くしたりする。また、この図に矢印Ｃで示したようにＥＶモードに切り替える領域は、バッテリ１４の充電率が低いほど狭くなるようにその面積がバッテリ１４の充電率に応じて適宜に変更される。
【００２８】
駆動装置１０の動作は、制御手段としての制御装置４０にて制御されている。制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置４０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置４０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン１１、ＳＧ１２、ＭＧ１３、及び各クラッチ１５、２６、２７等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置４０には、車両１の運転状態を取得するための種々のセンサが接続されている。例えば、車両１の速度に対応した信号を出力する車速センサ４１、アクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ４２、バッテリ１４の充電率に対応した信号を出力するＳＯＣセンサ４３等が接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２９】
図６は、制御装置４０がＭＧ１３と第２回転軸１８との間の動力伝達状態を制御すべく実行するＭＧフリー制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。図６の制御ルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両１の運転状態を取得する。車両１の運転状態としては車速、アクセル開度、バッテリ１４の充電率等が取得される。次のステップＳ１２において制御装置４０は、ＭＧ１３と第２回転軸１８との間の動力伝達を遮断するＭＧ切り離し条件が成立したか否か判定する。ＭＧ切り離し条件は、例えば車速が図４及び図５に示した速度Ｖ１より大きい場合に成立したと判定される。ＭＧ切り離し条件が不成立と判断した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、ＭＧ切り離し条件が成立したと判断した場合にはステップＳ１３に進み、制御装置４０はＭＧ切り離し制御を実行する。ＭＧ切り離し制御では、エンジン１１が運転状態に切り替えられるとともにエンジンクラッチ１５が係合状態に切り替えられる。また、第２クラッチ２７が３速状態又は解放状態に切り替えられる。そして、第１クラッチ２６は、第２クラッチ２７が解放状態に切り替えられる場合には２速状態に、第２クラッチ２７が３速状態に切り替えられる場合には解放状態に切り替えられる。なお、第２クラッチ２７がいずれの状態に切り替えられるかは、図２及び図３に示したように駆動力に応じて決められる。このＭＧ切り離し制御が実行されることにより走行モードがパラレルＨＶ＋ＭＧフリーモードに切り替えられる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
図７は、制御装置４０が車両１の運転状態に応じて走行モードを切り替えるために実行する走行モード切替制御ルーチンの一例を示している。この制御ルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図７において図６と同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
この制御ルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両１の運転状態を取得する。次のステップＳ２１において制御装置４０はバッテリ１４の充電率が予め設定した判定値より大きいか否か判定する。この判定値は走行モードを図２及び図３のいずれの対応表に基づいて切り替えるか選択するために設定される。この判定値は、バッテリ１４の容量等に応じて適宜に設定すればよい。充電率が所定値より大きいと判断した場合はステップＳ２２に進み、車両１の要求されている駆動力が予め設定した所定の判定駆動力より大きいか否か判定する。なお、要求されている駆動力は、例えばアクセル開度等に基づいて算出する周知の方法で推定すればよい。判定駆動力としては、図４に示した駆動力Ｆ１が設定される。要求されている駆動力が判定駆動力以下と判断した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、要求されている駆動力が判定駆動力より大きいと判断した場合はステップＳ２３に進み、制御装置４０は車速が予め設定した所定の切替判定速度未満か否か判定する。切替判定速度としては、図４に示した車速Ｖ２が設定される。車速が切替判定速度以上と判断した場合はステップＳ２４に進み、制御装置４０はパラレルＨＶモード切替制御を実行する。このパラレルＨＶモード切替制御では、エンジン１１が運転状態に切り替えられるとともにエンジンクラッチ１５が係合状態に切り替えられる。また、変速機が１速〜３速のいずれかの変速段に切り替えられるように第１クラッチ２６及び第２クラッチ２７の動作が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、車速が切替判定速度以上と判断した場合はステップＳ２５に進み、制御装置４０はシリーズＨＶ＋クラッチスリップモード切替制御を実行する。このシリーズＨＶ＋クラッチスリップモードでは、エンジン１１が運転状態に切り替えられるとともにエンジンクラッチ１５がスリップ状態に切り替えられる。また、第１クラッチ２６が１速状態に切り替えられるとともに第２クラッチ２７がＭＧ状態に切り替えられる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３５】
ステップＳ２１で充電率が所定値以下と判断した場合はステップＳ２６に進み、制御装置４０は車速及び駆動力にて特定される車両１の運転状態が図５に示した領域Ａ２内か否か判定する。車両１の運転状態が領域Ａ２外の場合には今回の制御ルーチンを終了する。一方、車両１の運転状態が領域Ａ２内の場合にはステップＳ２５の処理を実行し、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【００３６】
以上に説明したように、本発明の駆動装置１０によれば、第２クラッチ２７によって変速機１６を３速に切り替えることができるとともにＭＧ１３と変速機１６との係合及び切り離しを切り替えることができる。このように変速機１６の変速段の切り替えとＭＧ１３の係合及び切り離しの切り替えとを共通の第２クラッチ２７で行ってクラッチを共用化することにより、駆動装置１０の部品数を削減することができる。そのため、コストを低減できる。また、部品数を削減することにより駆動装置１０を小型化できる。
【００３７】
この形態ではクラッチを共用させる変速ギヤ対を最高速段の第３変速ギヤ列Ｇ３としたので、車速が高く変速機１６を３速にする場合にはＭＧ１３が切り離される。これによりＭＧ１３が高回転で回転することを防止できるので、ＭＧ１３の減速比を大きくできる。また、ＭＧ１３が第２回転軸１８に引き摺られて回転することを防止できるので、エンジン１１の動力がＭＧ１３を回転させるために消費されることを防止できる。そのため、エネルギ損失を低減できる。
【００３８】
この形態では、変速機１６の変速段の数を３速として奇数としたので、変速段を切り替えるためのクラッチをＭＧ１３と共用化させたときに各クラッチによってそれぞれ２つの変速ギヤ対の係合及び解放を切り替えることができる。この場合、いずれのクラッチも２つの変速ギヤ対の間又は変速ギヤ対とＭＧ１３との間に配置できる。
【００３９】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した形態では、変速機の変速段の数を３速としたが、変速段の数は３速に限定されない。変速段の数は、例えば５速、７速などの奇数であってもよいし、４速、６速などの偶数であってもよい。上述した形態では、最高速段の変速ギヤ対とＭＧとでクラッチを共用させたが、ＭＧとクラッチを共用させる変速ギヤ対は最高速段のものでなくてもよい。
【００４０】
上述した形態では、ＭＧを第２回転軸の一方の端よりも回転軸線方向の外側に配置したが、ＭＧは第２回転軸の隣に並ぶように配置してもよい。また、上述した形態ではＳＧ及びＭＧの２つのモータジェネレータを設けたが、本発明ではＳＧを省略してもよい。すなわち、本発明の駆動装置では、モータジェネレータとしてＭＧのみが設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  車両
２  駆動輪
１０  駆動装置
１１  内燃機関
１３  モータジェネレータ
１６  変速機
１７  第１回転軸
１８  第２回転軸
２７  第２クラッチ（クラッチ手段）
３２  第１回転部材
３３  第２回転部材
３４  第３回転部材
３５  スリーブ（係合部材）
Ｇ１  第１変速ギヤ対
Ｇ２  第２変速ギヤ対
Ｇ３  第３変速ギヤ対（切替対象の変速ギヤ対）
【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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