JP2017065505A - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータジェネレータとエンジンを有するハイブリッド車両用駆動装置において、エンジンを出力軸に接続する際に、ハイブリッド車両用駆動装置の変速を行うギヤ等の部材に過大な力が作用しないハイブリッド車両用駆動装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両用駆動装置１は、第一入力軸１１１と、第二出力軸１２２と、第一ドライブギヤ１３１と、筒状部材１１５と、筒状部材１１５と第一ドライブギヤ１３１とを断接する第一接続機構１９１と、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５の回転速度よりも速い場合に、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とを接続するワンウエイクラッチ１６１と、エンジン２を第一ドライブギヤ１３１に接続させる際に、エンジン２の回転速度を第一モータジェネレータ１１の回転速度よりも遅い回転速度に維持する制御部１８と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。

従来から特許文献１に示されるように、２つのモータジェネレータとエンジンを備えたハイブリッド車両用駆動装置が提案されている。このハイブリッド車両用駆動装置は、エンジンと出力軸とを断接するための第一クラッチと、第一モータジェネレータと出力軸とを断接する第二クラッチとを有している。

特開２０１２−１７６７３０号公報

特許文献１に示されるハイブリッド車両用駆動装置では、エンジンが出力するエンジントルクを出力軸に伝達させる際に、切断状態にある第一クラッチを接続する。この際に、第一クラッチが接続する部材同士に回転速度差があり、エンジンの慣性力が、第一クラッチを介して、第一クラッチの接続により動力が伝達され、ハイブリッド車両用駆動装置の変速を行うギヤ等の部材に入力され、この部材に過大な力が作用し、最悪の場合には部材が破損する。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、モータジェネレータとエンジンを有するハイブリッド車両用駆動装置において、エンジンを出力軸に接続する際に、ハイブリッド車両用駆動装置の変速を行うギヤ等の部材に過大な力が作用しないハイブリッド車両用駆動装置を提供する。

上記の課題を解決するため、請求項１に係るハイブリッド車両用駆動装置の発明は、第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、エンジンが回転連結された入力軸と、駆動輪及び前記第二モータジェネレータが回転連結された出力軸と、前記出力軸に回転連結された回転部材と、前記第一モータジェネレータが接続された接続部材と、前記接続部材と前記回転部材とを断接する接続機構と、前記入力軸の回転速度が前記接続部材の回転速度よりも速い場合に、前記入力軸と前記接続部材とを接続し、前記入力軸の回転速度が前記接続部材の回転速度よりも遅い場合に、前記入力軸と前記接続部材とを切断するワンウエイクラッチと、前記接続機構によって前記接続部材と前記回転部材とを接続させた後に、前記ワンウエイクラッチによって前記エンジンを前記回転部材に接続させるエンジン接続制御の実行中において、前記第一モータジェネレータの回転速度を前記回転部材の回転速度に同期させる同期制御部と、前記エンジン接続制御の実行中において、前記同期制御部によって、前記第一モータジェネレータの回転速度を前記回転部材の回転速度に同期させている間に、前記エンジンの回転速度を前記第一モータジェネレータの回転速度よりも遅い回転速度に維持する第一エンジン制御部と、前記エンジン接続制御の実行中において、前記同期制御部によって、前記第一モータジェネレータの回転速度が前記回転部材の回転速度に同期された後に、前記接続機構によって、前記接続部材と前記回転部材とを接続する接続部と、前記エンジン接続制御の実行中において、前記接続部によって、前記接続部材と前記回転部材とが接続された後に、前記入力軸の回転速度が前記接続部材の回転速度に同期するように、前記エンジンを制御する第二エンジン制御部と、を有する。

このように、第一エンジン制御部によって、エンジンの回転速度は、第一モータジェネレータの回転速度よりも遅い回転速度に維持されている状態で、接続機構によって、接続部材と回転部材とが接続されて、第一モータジェネレータが回転部材に接続される。これにより、第一モータジェネレータが回転部材に接続される際に、エンジンの慣性力が接続機構や回転部材に入力されない。このため、ハイブリッド車両用駆動装置を構成する接続機構や回転部材よりも駆動輪側の部材に過大な力が作用することなく、ハイブリッド車両用駆動装置の変速を行うギヤ等の部材に過大な力が作用しない。

また、第二エンジン制御部によって、入力軸の回転速度が接続部材の回転速度に同期するように、エンジンが制御される。そして、入力軸の回転速度が接続部材の回転速度に同期すると、ワンウエイクラッチによって、入力軸と接続部材とが接続されて、エンジンが、ワンウエイクラッチ及び接続部材を介して回転部材に接続されて、出力軸に接続される。つまり、ワンウエイクラッチを介して入力軸と接続部材との回転速度差が無い状態で、入力軸と接続部材とが接続される。このため、エンジンを出力軸に接続する際に、エンジンの慣性力が接続部材に入力されないので、ハイブリッド車両用駆動装置を構成する部材に過大な力が作用することなく、ハイブリッド車両用駆動装置の変速を行うギヤ等の部材に過大な力が作用しない。

ハイブリッド車両用駆動装置が搭載された車両の説明図である。 ハイブリッド車両用駆動装置の係合表である。 エンジン接続制御のタイムチャートである。 エンジン接続制御フローチャートである。

（車両の説明）
図１に基づき、本発明の実施形態によるハイブリッド車両用駆動装置１が搭載された車両Ｖについて説明する。図１に示すように、車両Ｖは、ハイブリッド車両用駆動装置１、デファレンシャル１９、ドライブシャフト２０Ｌ、２０Ｒ、及び駆動輪２１Ｌ、２１Ｒ、アクセルペダル５１、及びアクセルセンサ５２を有している。ハイブリッド車両用駆動装置１は、エンジン２、フライホイール３、自動変速機４、第一モータジェネレータ１１、第二モータジェネレータ１２、インバータ装置１６、バッテリ１７、制御部１８、エンジン回転速度センサ１７１、第一モータ回転速度センサ１７２、及び出力軸回転速度センサ１７３を有している。

エンジン２は、ガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を使用し、エンジントルクＴｅｎｇを、その駆動軸２ａに出力するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。フライホイール３は、駆動軸２ａに連結されている。フライホイール３には、入力されたエンジントルクＴｅｎｇの変動を吸収するダンパー３ａが設けられている。自動変速機４の構成については、後で詳細に説明する。

モータジェネレータ１１、１２は、ロータ１１ａ、１２ａとステータ１１ｂ、１２ｂとから構成されている。ロータ１１ａ、１２ａは、ステータ１１ｂ、１２ｂの内周側に回転可能に設けられている。バッテリ１７は、電力を蓄電する二次電池であり、インバータ装置１６を介して、モータジェネレータ１１、１２のステータ１１ｂ、１２ｂに電力を供給する。

インバータ装置１６は、制御部１８からの指令に基づいて、バッテリ１７から供給された電力の電圧を昇圧してモータジェネレータ１１、１２のステータ１１ｂ、１２ｂに供給し、モータジェネレータ１１、１２を駆動する。また、インバータ装置１６は、制御部１８からの指令に基づいて、モータジェネレータ１１、１２において発電された電力の電圧を降圧して、バッテリ１７に充電する。ブレーキペダル（不図示）が踏まれた場合には、制御部１８は、インバータ装置１６に指令を出力して、第一モータジェネレータ１１及び第二モータジェネレータ１２の少なくとも一方において発電をさせて、回生制動力を発生させる。

デファレンシャル１９は、自動変速機４から出力されたトルクを、左右のドライブシャフト２０Ｌ、２０Ｒを介して、左右の駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達するとともに、左右の駆動輪２１Ｌ、２１Ｒの回転速度差を吸収する。

アクセルペダル５１は、車両Ｖの運転席に揺動可能に設けられている。アクセルセンサ５２は、アクセルペダル５１の操作量であるアクセルストロークＳｔａを検出し、その検出結果を制御部１８に出力する。

制御部１８は、アクセルセンサ５２によって検出されたアクセルストロークＳｔａに基づいて、運転者の要求トルクＴｒｄを演算する。

（自動変速機）
以下に、自動変速機４について説明する。自動変速機４は、第一入力軸１１１、第二入力軸１１２、筒状部材１１５、第一出力軸１２１、第二出力軸１２２、第一ドライブギヤ１３１、第二ドライブギヤ１３２、第一ドリブンギヤ１４１、第二ドリブンギヤ１４２、オーバードライブドリブンギヤ１４９、第一出力ギヤ１５１、第二出力ギヤ１５２、ワンウエイクラッチ１６１、第一接続機構１９１、第二接続機構１９２、及び第三接続機構１９３を有している。

第一入力軸１１１は、駆動軸２ａと同軸に、駆動軸２ａと直列に設けられている。第一入力軸１１１は、フライホイール３を介してエンジン２の駆動軸２ａに回転連結されている。筒状部材１１５（接続部材）は、円筒形状であり、第一入力軸１１１の外周側に、第一入力軸１１１と同軸に設けられている。第二入力軸１１２は、第一入力軸１１１と同軸に、第一入力軸１１１と直列に設けられている。第一出力軸１２１及び第二出力軸１２２は、第一入力軸１１１及び第二入力軸１１２と径方向に並列に設けられている。

第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａは、筒状部材１１５に回転連結されている。このような構成によってロータ１１ａは、筒状部材１１５の軸線回りに回転可能に設けられている。第一入力軸１１１と筒状部材１１５との間には、ワンウエイクラッチ１６１が設けられている。第一入力軸１１１の回転速度、つまり、エンジン２の回転速度が、筒状部材１１５の回転速度、つまり、ロータ１１ａの回転速度よりも速い場合に、ワンウエイクラッチ１６１はロック状態となり、第一入力軸１１１と筒状部材１１５（接続部材）とが接続され、エンジン２の駆動軸２ａが第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａに回転連結される。一方で、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５の回転速度よりも遅い場合には、ワンウエイクラッチ１６１はフリー状態となり、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが切断される。第一ドライブギヤ１３１（回転部材）は、筒状部材１１５の軸線回りに遊転可能（回転可能）に設けられている。

第二ドライブギヤ１３２及び第二モータジェネレータ１２のロータ１２ａは、第二入力軸１１２に固定されている。第一出力ギヤ１５１は、第一出力軸１２１に固定され、デファレンシャル１９のリングギヤ１９ａと噛み合っている。このような構成によって、第一出力軸１２１は、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結されている。第一ドリブンギヤ１４１は、第一出力軸１２１に遊転可能に設けられ、第二ドライブギヤ１３２と噛み合っている。このような構成によって、後述するように、第一ドリブンギヤ１４１が第一出力軸１２１に接続されると、第二モータジェネレータ１２が第一出力軸１２１に回転連結される。

オーバードライブドリブンギヤ１４９は、第二出力軸１２２に固定され、第一ドライブギヤ１３１と噛み合っている。このような構成によって、第一ドライブギヤ１３１（回転部材）は第二出力軸１２２に回転連結されている。

第二出力ギヤ１５２は、第二出力軸１２２に固定され、デファレンシャル１９のリングギヤ１９ａと噛み合っている。このような構成によって、第二出力軸１２２は、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結されている。第二出力ギヤ１５２のギヤ径（ピッチ円直径、基準円直径）は、第一出力ギヤ１５１のギヤ径よりも大きくなっている。

第二ドリブンギヤ１４２は、第二出力軸１２２に遊転可能に設けられ、第二ドライブギヤ１３２と噛み合っている。このような構成によって、後述するように、第二ドリブンギヤ１４２が第二出力軸１２２に接続されると、第二モータジェネレータ１２が第二出力軸１２２に回転連結される。第二ドリブンギヤ１４２のギヤ径は、第一ドリブンギヤ１４１のギヤ径よりも小さくなっている。

第一接続機構１９１は、第一ドライブギヤ１３１を筒状部材１１５に接続する第一シフトポジションＳＰ１、第一入力軸１１１を筒状部材１１５に接続する第二シフトポジションＳＰ２、第一ドライブギヤ１３１及び第一入力軸１１１のいずれも筒状部材１１５に接続しない第一ニュートラルＮ１のいずれかに切り換えるドグクラッチである。言い換えると、第一接続機構１９１は、第一ドライブギヤ１３１又は第一入力軸１１１のいずれかと筒状部材１１５とを断接する。第一接続機構１９１は、第一ハブ１９１ａ、第一係合部材１９１ｂ、第二係合部材１９１ｃ、第一スリーブ１９１ｄ、及び第一アクチュエータ１９１ｅから構成されている。

第一ハブ１９１ａは、筒状部材１１５に固定されている。第一係合部材１９１ｂは、第一ドライブギヤ１３１に固定され、第一ハブ１９１ａに隣接して設けられている。第二係合部材１９１ｃは、第一入力軸１１１に固定され、第一ハブ１９１ａに隣接して設けられている。第一スリーブ１９１ｄは、第一ハブ１９１ａとスプライン嵌合していて、第一係合部材１９１ｂ及び第二係合部材１９１ｃのいずれかと選択的に係合し、第一係合部材１９１ｂ及び第二係合部材１９１ｃの両方と係合しない。

第一アクチュエータ１９１ｅは、制御部１８の指令に基づいて、第一スリーブ１９１ｄを、第一ニュートラルＮ１、第一シフトポジションＳＰ１、及び第二シフトポジションＳＰ２のいずれに移動させる。第一スリーブ１９１ｄが第一ニュートラルＮ１に位置している状態では、第一ハブ１９１ａは、第一係合部材１９１ｂ及び第二係合部材１９１ｃのいずれにも係合しておらず、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａ（筒状部材１１５）及び第一入力軸１１１は、第一ドライブギヤ１３１から切断されている。第一スリーブ１９１ｄが第一シフトポジションＳＰ１に位置している状態では、第一ハブ１９１ａは第一係合部材１９１ｂに係合し、第一ドライブギヤ１３１は筒状部材１１５に接続され、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａが第一ドライブギヤ１３１に接続される。第一スリーブ１９１ｄが第二シフトポジションＳＰ２に位置している状態では、第一ハブ１９１ａは第二係合部材１９１ｃに係合し、第一入力軸１１１は筒状部材１１５に接続される。

第二接続機構１９２は、第一ドリブンギヤ１４１が第一出力軸１２１に接続された第三シフトポジションＳＰ３と、第一ドリブンギヤ１４１が第一出力軸１２１から切断された第二ニュートラルＮ２のいずれかに切り換えるドグクラッチである。言い換えると、第二接続機構１９２は、第一ドリブンギヤ１４１と第一出力軸１２１を断接する。

第二接続機構１９２は、第二ハブ１９２ａ、第三係合部材１９２ｂ、第二スリーブ１９２ｄ、及び第二アクチュエータ１９２ｅから構成されている。第二ハブ１９２ａは、第一出力軸１２１に固定されている。第三係合部材１９２ｂは、第一ドリブンギヤ１４１に固定されている。第二ハブ１９２ａ、第三係合部材１９２ｂ、第二スリーブ１９２ｄ、及び第二アクチュエータ１９２ｅの構造及び機能は、それぞれ、第一ハブ１９１ａ、第一係合部材１９１ｂ、第一スリーブ１９１ｄ、及び第一アクチュエータ１９１ｅの構造及び機能と同様である。

第三接続機構１９３は、第二ドリブンギヤ１４２が第二出力軸１２２に接続された第四シフトポジションＳＰ４と、第二ドリブンギヤ１４２が第二出力軸１２２から切断された第三ニュートラルＮ３のいずれかに切り換えるドグクラッチである。言い換えると、第三接続機構１９３は、第二ドリブンギヤ１４２と第二出力軸１２２とを断接する。

第三接続機構１９３は、第三ハブ１９３ａ、第四係合部材１９４ｂ、第三スリーブ１９３ｄ、及び第三アクチュエータ１９３ｅから構成されている。第三ハブ１９３ａは、第二出力軸１２２に固定されている。第四係合部材１９３ｂは、第二ドリブンギヤ１４２に固定されている。第三ハブ１９３ａ、第四係合部材１９３ｂ、第三スリーブ１９３ｄ、及び第三アクチュエータ１９３ｅの構造及び機能は、それぞれ、第一ハブ１９１ａ、第一係合部材１９１ｂ、第一スリーブ１９１ｄ、及び第一アクチュエータ１９１ｅの構造及び機能と同様である。

エンジン回転速度センサ１７１は、駆動軸２ａの回転速度、つまり、エンジン２の回転速度（エンジン回転速度Ｎｅｎｇ）を検出する。第一モータ回転速度センサ１７２は、第一モータジェネレータ１１の回転速度（第一モータ回転速度Ｎｍｇ１）を検出する。出力軸回転速度センサ１７３は、第二出力軸１２２の回転速度（出力軸回転速度Ｎ０）を検出する。なお、出力軸回転速度センサ１７３は、第一出力軸１２１の回転速度を検出しても差し支え無い。センサ１７１〜１７３は、検出した信号を制御部１８に出力する。制御部１８は、出力軸回転速度センサ１７３によって検出された第一出力軸１２１の回転速度に基づいて、第一ドライブギヤ１３１の回転速度（第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１）を演算する。

（ハイブリッド車両用駆動装置のモード）
次に、図２に示す係合表を用いて、ハイブリッド車両用駆動装置１のモードについて説明する。

［ＥＶ−Ｌモード］
ＥＶ−Ｌモードは、第二モータジェネレータ１２の駆動力のみで車両Ｖが走行するモードである。制御部１８は、自動変速機４においてＥＶ−Ｌモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のＥＶ−Ｌモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてＥＶ−Ｌモードが形成されると、第一ドリブンギヤ１４１が第一出力軸１２１に接続されて、第二モータジェネレータ１２が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。すると、第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２が、第一出力軸１２１を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

［ＥＶ−Ｈモード］
ＥＶ−Ｈモードは、第二モータジェネレータ１２の駆動力のみで車両Ｖが走行するモードである。ＥＶ−Ｈモードでは、第二モータジェネレータ１２と駆動輪２１Ｌ、２１Ｒとの間の減速比は、ＥＶ−Ｌモードの前記減速比よりも小さい。制御部１８は、自動変速機４においてＥＶ−Ｈモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のＥＶ−Ｈモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてＥＶ−Ｈモードが形成されると、第二ドリブンギヤ１４２が第二出力軸１２２に接続されて、第二モータジェネレータ１２が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。すると、第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２が、第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

［ＥＶ−ＯＤモード］
ＥＶ−ＯＤモードは、第一モータジェネレータ１１の駆動力で車両Ｖが走行するモードである。ＥＶ−ＯＤモードでは、第一モータジェネレータ１１と駆動輪２１Ｌ、２１Ｒとの間の減速比は、ＥＶ−Ｈモードにおける第二モータジェネレータ１２と駆動輪２１Ｌ、２１Ｒとの間の減速比よりも小さい。制御部１８は、自動変速機４においてＥＶ−ＯＤモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のＥＶ−ＯＤモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてＥＶ−ＯＤモードが形成されると、第一ドライブギヤ１３１が筒状部材１１５に接続され、第一モータジェネレータ１１が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。すると、第一モータジェネレータ１１から出力された第一モータトルクＴｍｇ１が、第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。なお、ＥＶ−ＬモードとＥＶ−Ｈモードとの間で変速する間に、ＥＶ−ＯＤモードを形成して、第一モータジェネレータ１１から第一モータトルクＴｍｇ１を駆動輪２１Ｌ、２１Ｒを出力することにより、車両Ｖの減速を防止する。

［エンジン走行モード］
エンジン走行モードは、エンジン２の駆動力で車両Ｖが走行するモードである。制御部１８は、自動変速機４においてエンジン走行モードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のエンジン走行モードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてエンジン走行モードが形成されると、第一ドライブギヤ１３１が筒状部材１１５に接続される。そして、エンジン２がエンジントルクＴｅｎｇを出力すると、ワンウエイクラッチ１６１がロック状態となり、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが接続され、エンジントルクＴｅｎｇが第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。この場合には、エンジン２の駆動力で第一モータジェネレータ１１が駆動されて、第一モータジェネレータ１１が発電して車両Ｖの補機類に電力を供給する。また、要求される駆動力が大きい場合には、エンジン走行モードにおいて、車両Ｖは、エンジン２と第一モータジェネレータ１１の両方の駆動力で走行する。

［シリーズLモード］
シリーズLモードは、エンジン２で第一モータジェネレータ１１を駆動して、第一モータジェネレータ１１が発電し、第二モータジェネレータ１２の駆動力で車両Ｖが走行するモードである。制御部１８（シリーズ形成部）は、自動変速機４においてシリーズLモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のシリーズLモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてシリーズLモードが形成されると、第一ドリブンギヤ１４１が第一出力軸１２１に接続され、第二モータジェネレータ１２が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。エンジン２が駆動して、第一入力軸１１１が回転するので、ワンウエイクラッチ１６１がロックして、エンジン２によって第一モータジェネレータ１１が駆動されて、第一モータジェネレータ１１において発電される。第一モータジェネレータ１１において発電された電力は、第二モータジェネレータ１２の駆動に使用され、第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２が、第一出力軸１２１を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

［シリーズＨモード］
シリーズＨモードは、エンジン２の駆動力で第一モータジェネレータ１１を駆動して、第一モータジェネレータ１１が発電し、第二モータジェネレータ１２の駆動力で車両Ｖが走行するモードである。シリーズＨモードでは、第二モータジェネレータ１２と駆動輪２１Ｌ、２１Ｒとの間の減速比は、シリーズLモードの前記減速比よりも小さい。制御部１８（シリーズ形成部）は、自動変速機４においてシリーズＨモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のシリーズＨモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてシリーズＨモードが形成されると、第二ドリブンギヤ１４２が第二出力軸１２２に接続され、第二モータジェネレータ１２が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。エンジン２が駆動して、第一入力軸１１１が回転するので、ワンウエイクラッチ１６１がロックして、エンジン２によって第一モータジェネレータ１１が駆動されて、第一モータジェネレータ１１において発電される。第一モータジェネレータ１１において発電された電力は、第二モータジェネレータ１２の駆動に使用され、第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２が、第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

［パラレルLモード］
パラレルLモードは、エンジン２及び第二モータジェネレータ１２の駆動力で車両Ｖが走行するモードである。制御部１８（パラレル形成部）は、自動変速機４においてパラレルLモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のパラレルLモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてパラレルLモードが形成されると、第一ドライブギヤ１３１が筒状部材１１５に接続され、第一モータジェネレータ１１が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。また、第一ドリブンギヤ１４１が第一出力軸１２１に接続される。エンジン２が駆動して、第一入力軸１１１が回転するので、ワンウエイクラッチ１６１がロックして、エンジン２から出力されたエンジントルクＴｅｎｇは、第一モータジェネレータ１１及び駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。第一モータジェネレータ１１において発電された電力は、第二モータジェネレータ１２の駆動に使用される。第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２が、第一出力軸１２１を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。また、場合によっては、第一モータジェネレータ１１は電動機として作動し、第一モータジェネレータ１１から出力された第一モータトルクＴｍｇ１が、第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

［パラレルＨモード］
パラレルＨモードは、エンジン２及び第二モータジェネレータ１２の駆動力で車両Ｖが走行するモードである。パラレルＨモードでは、第二モータジェネレータ１２と駆動輪２１Ｌ、２１Ｒとの間の減速比は、パラレルLモードの前記減速比よりも小さい。制御部１８（パラレル形成部）は、自動変速機４においてパラレルＨモードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のパラレルＨモードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。自動変速機４においてパラレルＨモードが形成されると、第一ドライブギヤ１３１が筒状部材１１５に接続され、第一モータジェネレータ１１が駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに回転連結される。また、第二ドリブンギヤ１４２が第二出力軸１２２に接続される。エンジン２が駆動して、第一入力軸１１１が回転するので、ワンウエイクラッチ１６１がロックして、エンジン２から出力されたエンジントルクＴｅｎｇは、第一モータジェネレータ１１及び駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。第一モータジェネレータ１１において発電された電力は、第二モータジェネレータ１２の駆動に使用され、第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２が、第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。また、場合によっては、第一モータジェネレータ１１は電動機として作動し、第一モータジェネレータ１１から出力された第一モータトルクＴｍｇ１が、第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

［エンジン始動モード］
エンジン始動モードは、第一モータジェネレータ１１でエンジン２を始動するモードである。制御部１８は、自動変速機４においてエンジン始動モードを形成する場合には、シフトポジションが図２の係合表のエンジン始動モードの欄となるように接続機構１９１〜１９３に指令を出力する。つまり、制御部１８は、第一接続機構１９１を第二シフトポジションＳＰ２にする。なお、制御部１８は、第二接続機構１９２及び第三接続機構１９３を車両Ｖの走行状態に応じたシフトポジションにする。自動変速機４においてエンジン始動モードが形成されると、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａが第一入力軸１１１に接続される。第一モータジェネレータ１１から出力された第一モータトルクＴｍｇ１は、エンジン２に伝達されて、エンジン２が始動する。

（エンジン接続制御の概要）
以下に図３に示すタイムチャートを用いて、エンジン接続制御の概要について説明する。本実施形態では、エンジン２を駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに接続する場合、つまり、ＥＶ−Ｌモード、ＥＶ−Ｈモード、シリーズＬモード、及びシリーズＨモードのいずれかから、エンジン走行モード、パラレルＬモード、及びパラレルＨモードのいずれかに変更される場合には、以下に説明する「エンジン接続制御」が実行されて、エンジン２の駆動軸２ａが第二出力軸１２２に接続される。

エンジン２が始動していない場合において、「エンジン接続制御」が開始されると、第一接続機構１９１によって第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが接続されて、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａとエンジン２の駆動軸２ａとが接続される（図３のＴ１）。そして、第一モータジェネレータ１１によってエンジン２が始動される（図３のＴ２）。

次に、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１が第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１と同期するように、第一モータジェネレータ１１が制御される（図３のＴ３〜Ｔ４）。この際に、エンジン回転速度Ｎｅｎｇは、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１よりも遅い回転速度に維持される（図３のＴ３〜Ｔ４）。

次に、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１が第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１と同期すると、第一接続機構１９１によって、第一ドライブギヤ１３１が筒状部材１１５に接続されて、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａが第一ドライブギヤ１３１に接続される（図３のＴ４）。

次に、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期するように、エンジン２が制御される（図３のＴ５〜Ｔ６）。そして、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期すると、ワンウエイクラッチ１６１がロックして、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが接続されて、エンジン２の駆動軸２ａが第一ドライブギヤ１３１に接続され、エンジン２の駆動軸２ａが第二出力軸１２２に接続される。すると、エンジントルクＴｅｎｇが第二出力軸１２２を介して、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。

このように、図３のＴ３〜Ｔ４に示すように、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１よりも遅い回転速度に維持されている状態で、第一接続機構１９１によって、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａが第一ドライブギヤ１３１に接続される。これにより、エンジン２の慣性力が第一接続機構１９１や第一ドライブギヤ１３１に入力されないので、第一接続機構１９１や、第一ドライブギヤ１３１、第一ドライブギヤ１３１よりも駆動輪２１Ｌ、２１Ｒ側の部材に過大な力が作用しない。

また、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期すると、ワンウエイクラッチ１６１によって、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが接続されて、エンジン２の駆動軸２ａが第一ドライブギヤ１３１に接続される。つまり、第一入力軸１１１と筒状部材１１５との回転速度差が無い状態で、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが接続される。このため、筒状部材１１５（接続部材）よりも駆動輪２１Ｌ、２１Ｒ側の部材である第一ハブ１９１ａ、第一スリーブ１９１ｄ、第一係合部材１９１ｂ、第一ドライブギヤ１３１、及びオーバードライブドリブンギヤ１４９にエンジン２の慣性力による力が入力されず、上記部材に過大な力が作用しない。

（エンジン接続制御）
以下に、図４に示すフローチャートを用いて、「エンジン接続制御」について説明する。
車両ＶのイグニッションがＯＮとされると、プログラムはステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、制御部１８は、エンジン２の第二出力軸１２２への接続が必要であると判断した場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ１２に進める。一方で、制御部１８は、エンジン２の第二出力軸１２２への接続が必要でないと判断した場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、プログラムをステップＳ１１の処理を繰り返す。なお、制御部１８は、ＥＶ−Ｌモード、ＥＶ−Ｈモード、シリーズＬモード、及びシリーズＨモードのいずれかから、エンジン走行モード、パラレルＬモード、及びパラレルＨモードのいずれかにモードを変更する必要が有る判断した場合に、エンジン２の第二出力軸１２２への接続が必要であると判断する。

ステップＳ１２において、制御部１８（駆動力アシスト部）は、第二モータジェネレータ１２が出力する第二モータトルクＴｍｇ２によって、ハイブリッド車両用駆動装置１が出力するトルクが要求トルクＴｒｄとなるように、インバータ装置１６に指令を出力する。これにより、第二モータジェネレータ１２が出力する第二モータトルクＴｍｇ２によって、駆動輪２１Ｌ、２１Ｒが駆動（アシスト）される。

ステップＳ２１において、制御部１８は、ハイブリッド車両用駆動装置１のモードがＥＶ−Ｌモード又はＥＶ−Ｈモードであり、エンジン２が停止していると判断した場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ３１に進める。一方で、制御部１８は、ハイブリッド車両用駆動装置１のモードが、シリーズＬモード又はシリーズＨモードであり、エンジン２が停止していないと判断した場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、プログラムをステップＳ４１に進める。

ステップＳ３１において、制御部１８は、第一接続機構１９１に指令を出力して、筒状部材１１５と第一入力軸１１１とを接続させて、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａとエンジン２の駆動軸２ａとを接続させる。

ステップＳ３２において、制御部１８は、インバータ装置１６及びエンジン２に指令を出力して、第一モータジェネレータ１１によってエンジン２の駆動軸２ａを回転させて、エンジン２を始動させる。

ステップＳ３３において、制御部１８は、エンジン回転速度センサ１７１からの検出結果に基づいて、エンジン２の始動が完了したと判断した場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ３４に進める。一方で、制御部１８は、エンジン２の始動が完了していないと判断した場合には（ステップＳ３３：ＮＯ）、プログラムをステップＳ３２に戻す。

ステップＳ３４において、制御部１８は、第一接続機構１９１に指令を出力して、筒状部材１１５と第一入力軸１１１とを切断させて、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａとエンジン２の駆動軸２ａとを切断させる（図３のＴ３）。

ステップＳ４１において、制御部１８（同期制御部）は、出力軸回転速度センサ１７３及び第一モータ回転速度センサ１７２からの検出結果に基づいて、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１が第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期するように、インバータ装置１６に指令を出力して、第一モータジェネレータ１１を制御する（図３のＴ３〜Ｔ４）。

ステップＳ４２において、制御部１８（第一エンジン制御部）は、エンジン回転速度センサ１７１及び第一モータ回転速度センサ１７２からの検出結果に基づいて、エンジン２に指令を出力して、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一モータ回転速度Ｎｍｇ１よりも遅くなるようにエンジン２を制御する（図３のＴ３〜Ｔ４）。これにより、ワンウエイクラッチ１６１がフリー状態となる。

ステップＳ４３において、制御部１８は、出力軸回転速度センサ１７３及び第一モータ回転速度センサ１７２からの検出結果に基づいて、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１が第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期したと判断した場合には（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ４４に進める。一方で、制御部１８は、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１が第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期していないと判断した場合には（ステップＳ４３：ＮＯ）、プログラムをステップＳ４１に戻す。

ステップＳ４４において、制御部１８（接続部）は、第一接続機構１９１に指令を出力して、筒状部材１１５と第一ドライブギヤ１３１とを接続させて、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａと第一ドライブギヤ１３１とを接続させる（図３のＴ４）。そして、制御部１８は、インバータ装置１６に指令を出力して、第一モータジェネレータ１１の駆動を停止させる。

ステップＳ５１において、制御部１８（第二エンジン制御部）は、エンジン回転速度センサ１７１及び出力軸回転速度センサ１７３からの検出結果に基づいて、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期するように、つまり、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５（接続部材）の回転速度に同期するように、エンジン２を制御する（図３のＴ５〜Ｔ６）。

ステップＳ５２において、制御部１８は、エンジン回転速度センサ１７１及び出力軸回転速度センサ１７３からの検出結果に基づいて、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期していると判断した場合には（ステップＳ５２：ＹＥＳ、図３のＴ６）、プログラムをステップＳ６１に進める。一方で、制御部１８は、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期していないと判断した場合には（ステップＳ５２：ＮＯ）、プログラムをステップＳ５１に戻す。なお、エンジン回転速度Ｎｅｎｇが第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期すると、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５（接続部材）の回転速度に同期し、ワンウエイクラッチ１６１がロックし、第一入力軸１１１と筒状部材１１５とが接続され、エンジン２の駆動軸２ａが第二出力軸１２２に接続される。

ステップＳ６１において、制御部１８は、ハイブリッド車両用駆動装置１が出力するトルクが要求トルクＴｒｄとなるように、上述したエンジン走行モード、パラレルＬモード、及びパラレルＨモードのいずれかにモードを変更し、エンジン２、第一モータジェネレータ１１、及び第二モータジェネレータ１２を制御する。図３に示す例では、第二モータジェネレータ１２から出力された第二モータトルクＴｍｇ２による駆動輪２１Ｌ、２１Ｒの駆動（アシスト）が停止される。制御部１８は、ステップＳ６１が終了すると、プログラムをステップＳ１１に戻す。

（本実施形態の効果）
以上の説明から明らかなように、制御部１８（第一エンジン制御部）によって、エンジン回転速度Ｎｅｎｇは、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１よりも遅い回転速度に維持されている状態で（図３のＴ３〜Ｔ４）、第一接続機構１９１によって、筒状部材１１５（接続部材）と第一ドライブギヤ１３１（回転部材）とが接続されて（図３のＴ４）、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａが第一ドライブギヤ１３１（回転部材）に接続される。これにより、第一モータジェネレータ１１が第一ドライブギヤ１３１（回転部材）に接続される際に、エンジン２の慣性力が第一接続機構１９１や第一ドライブギヤ１３１（回転部材）に入力されない。このため、第一接続機構１９１を構成する第一ハブ１９１ａ、第一係合部材１９１ｂ及び第一スリーブ１９１ｄや、第一ドライブギヤ１３１（回転部材）よりも駆動輪２１Ｌ、２１Ｒ側の部材に過大な力が作用することなく、ハイブリッド車両用駆動装置１の変速を行うギヤ等の部材に過大な力が作用しない。

また、制御部１８（第二エンジン制御部）によって、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５（接続部材）の回転速度に同期するように、エンジン２が制御される。そして、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５（接続部材）の回転速度に同期すると（図３のＴ６）、ワンウエイクラッチ１６１によって、第一入力軸１１１と筒状部材１１５（接続部材）とが接続されて、エンジン２の駆動軸２ａが、ワンウエイクラッチ１６１、筒状部材１１５（接続部材）、及び第一接続機構１９１を介して第一ドライブギヤ１３１（回転部材）に接続されて、第二出力軸１２２に接続される。つまり、第一入力軸１１１と筒状部材１１５（接続部材）との回転速度差が無い状態で、ワンウエイクラッチ１６１を介して第一入力軸１１１と筒状部材１１５（接続部材）とが接続される。このため、エンジン２が第二出力軸１２２に接続される際に、エンジン２の慣性力が筒状部材１１５（接続部材）に入力されないので、筒状部材１１５（接続部材）よりも駆動輪２１Ｌ、２１Ｒ側の部材である第一ハブ１９１ａ、第一スリーブ１９１ｄ、第一係合部材１９１ｂ、第一ドライブギヤ１３１、及びオーバードライブドリブンギヤ１４９に過大な力が作用することなく、ハイブリッド車両用駆動装置１の変速を行うギヤ等の部材に過大な力が作用しない。

また、第一モータジェネレータ１１は応答性が良いので、短時間で、第一モータ回転速度Ｎｍｇ１を第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１に同期させて、第一接続機構１９１によって、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａを第一ドライブギヤ１３１に接続させることができる。また、第一モータジェネレータ１１のロータ１１ａが第一ドライブギヤ１３１に接続された後に、第一入力軸１１１の回転速度が筒状部材１１５（接続部材）の回転速度に同期するように、エンジン２が制御されることにより、ワンウエイクラッチ１６１がロックして、エンジン２の駆動軸２ａが第二出力軸１２２に接続される。これにより、クラッチの断接により、エンジン２の駆動軸２ａが第二出力軸１２２に接続される構成と比較して、短時間で、エンジン２が第二出力軸１２２に接続される。これらの結果、短時間で、ハイブリッド車両用駆動装置１のモードの変更が完了し、運転者が違和感を覚えない。

「エンジン接続制御」の実行中において、制御部１８（駆動力アシスト部）は、第二モータジェネレータ１２によって駆動輪２１Ｌ、２１Ｒを駆動させる（図３のＴ１〜Ｔ６）。このため、「エンジン接続制御」の実行中において、車両Ｖの減速が抑制され、運転者が違和感を覚えない。

（別の実施形態）
以上の説明した実施形態では、第一接続機構１９１〜第三接続機構１９３は、ドグクラッチである。しかし、第一接続機構１９１〜第三接続機構１９３は、シンクロナイザー機構であっても差し支え無い。また、第二接続機構１９２と第三接続機構１９３は同一のアクチュエータで作動させることも可能である。

以上の説明した実施形態では、制御部１８は、出力軸回転速度センサ１７３によって検出された出力軸回転速度Ｎｏに基づいて、第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１を演算している。しかし、第一ドライブギヤ１３１の回転速度を検出するセンサによって第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１を得る実施形態であっても差し支え無い。或いは、第一ドライブギヤ１３１と連動する部材の回転速度を検出するセンサからの検出結果に基づいて、制御部１８が、第一ドライブギヤ回転速度Ｎｇ１を演算する実施形態であっても差し支え無い。

２…エンジン、１１…第一モータジェネレータ、１２…第二モータジェネレータ、１８…制御部（同期制御部、第一エンジン制御部、接続部、第二エンジン制御部、駆動力アシスト部）、１１１…第一入力軸（入力軸）、１１５…筒状部材（接続部材）、１２２…第二出力軸（出力軸）、１３１…第一ドライブギヤ（回転部材）、１６１…ワンウエイクラッチ、１９１…第一接続機構（接続機構）

Claims (2)

1. 第一モータジェネレータと、
   第二モータジェネレータと、
   エンジンが回転連結された入力軸と、
   駆動輪及び前記第二モータジェネレータが回転連結された出力軸と、
   前記出力軸に回転連結された回転部材と、
   前記第一モータジェネレータが接続された接続部材と、
   前記接続部材と前記回転部材とを断接する接続機構と、
   前記入力軸の回転速度が前記接続部材の回転速度よりも速い場合に、前記入力軸と前記接続部材とを接続し、前記入力軸の回転速度が前記接続部材の回転速度よりも遅い場合に、前記入力軸と前記接続部材とを切断するワンウエイクラッチと、
   前記接続機構によって前記接続部材と前記回転部材とを接続させた後に、前記ワンウエイクラッチによって前記エンジンを前記回転部材に接続させるエンジン接続制御の実行中において、前記第一モータジェネレータの回転速度を前記回転部材の回転速度に同期させる同期制御部と、
   前記エンジン接続制御の実行中において、前記同期制御部によって、前記第一モータジェネレータの回転速度を前記回転部材の回転速度に同期させている間に、前記エンジンの回転速度を前記第一モータジェネレータの回転速度よりも遅い回転速度に維持する第一エンジン制御部と、
   前記エンジン接続制御の実行中において、前記同期制御部によって、前記第一モータジェネレータの回転速度が前記回転部材の回転速度に同期された後に、前記接続機構によって、前記接続部材と前記回転部材とを接続する接続部と、
   前記エンジン接続制御の実行中において、前記接続部によって、前記接続部材と前記回転部材とが接続された後に、前記入力軸の回転速度が前記接続部材の回転速度に同期するように、前記エンジンを制御する第二エンジン制御部と、を有するハイブリッド車両用駆動装置。
2. 前記エンジン接続制御の実行中において、前記第二モータジェネレータによって前記駆動輪を駆動させる駆動力アシスト部を有する請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。

Images