JP2019166941A

JP2019166941A - ハイブリッド車両の駆動装置

Info

Publication number: JP2019166941A
Application number: JP2018055600A
Authority: JP
Inventors: 崇宏笠原; Takahiro Kasahara
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-10-03
Also published as: US20190291717A1; CN110293951A; US10953866B2

Abstract

【課題】遊星歯車機構のギヤの疲労強度の低下を防ぎ、耐久性を高めることが可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両の駆動装置１００は、エンジン１と、第１モータジェネレータ２と、第１遊星歯車機構１０と、第２モータジェネレータ３と、第２遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構２０のサンギヤ２１とリングギヤ２２とを結合または遮断するクラッチ機構４０と、走行モードの指令に応じてクラッチ機構４０の動作を制御するコントローラ４０とを備える。コントローラ４は、ＨＶローモードの指令によりクラッチ機構４０が係合されているとき、噛合ずらし判定部により噛合ずらし制御が必要と判定されると、ギヤ２１〜２３の噛合位置がずらされるように、クラッチ機構４０の係合を一時的に解除する。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関する。

従来より、エンジンと一対の回転電機とを備え、エンジンで発生した動力を、第１遊星歯車機構を介して第１回転電機と第２遊星歯車機構側とに分割するとともに、第２遊星歯車機構を介して出力された動力と第２回転電機の動力とにより車両を走行するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置は、第２遊星歯車機構に接続されたクラッチとブレーキとを備え、クラッチおよびブレーキの係合動作に応じて走行モードを切り換える。

国際公開第２０１３／０１４７７７号

ところで、この種の装置では、サンギヤとプラネタリギヤとリングギヤとからなる遊星歯車機構を介してトルクが伝達されるが、走行モードによっては、サンギヤとプラネタリギヤおよびプラネタリギヤとリングギヤの噛合位置が一定状態のままトルクが伝達されることがある。このように噛合位置が一定状態のまま運転が継続されると、ギヤの特定の歯にトルクが作用し続けるため、疲労強度が低下し、装置の十分な耐久性を確保できないおそれがある。

本発明の一態様であるハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関と、内燃機関に接続された第１モータジェネレータと、内燃機関で発生した動力を、第１モータジェネレータと第１動力伝達経路とに分割して出力する動力分割機構と、第１動力伝達経路と車軸との間の第２動力伝達経路に接続された第２モータジェネレータと、第１動力伝達経路に設けられた、サンギヤと、プラネタリギヤと、リングギヤと、を有する遊星歯車機構と、係合動作によりサンギヤとリングギヤとを結合する一方、解放動作によりサンギヤとリングギヤとを遮断するクラッチ機構と、サンギヤとプラネタリギヤおよびプラネタリギヤとリングギヤの噛合位置をずらすような噛合ずらし制御の要否を判定する噛合ずらし判定部と、走行モードの指令に応じてクラッチ機構の動作を制御する制御部と、を備える。制御部は、所定走行モードの指令によりクラッチ機構が係合されているとき、噛合ずらし判定部により噛合ずらし制御が必要と判定されると、サンギヤとプラネタリギヤおよびプラネタリギヤとリングギヤの噛合位置がずらされるように、クラッチ機構の係合を一時的に解除する。

本発明によれば、遊星歯車機構の各ギヤの噛合位置が一体状態とされる走行モードが指令される場合であっても、各ギヤの噛合位置をずらすことができる。したがって、ギヤの疲労強度の低下を防ぎ、装置の耐久性を高めることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の全体構成を概略的に示すスケルトン図。本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置を構成する要部の接続状態をまとめて示す図。本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置により実現可能な走行モードの例を示す図。図１の駆動装置のＥＶモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。図１の駆動装置のＷモータモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。図１の駆動装置のシリーズモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。図１の駆動装置のＨＶローモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。図１の駆動装置のＨＶハイモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。ＨＶローモードとＨＶハイモードとにおける車速と駆動力および出力との関係を示す図。図１の駆動装置を構成する第２遊星歯車機構の正面図。本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の要部構成を示すブロック図。図１１の噛合ずらし判定部での処理に用いられる基準特性の一例を示す図。図１１のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。図１１の変形例を示すブロック図。図１４のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１〜図１５を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る駆動装置は、走行駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に適用される。図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００の全体構成を概略的に示す図である。

図１に示すように、駆動装置１００は、エンジン（ＥＮＧ）１と、第１および第２モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）２、３と、動力分割用の第１遊星歯車機構１０と、変速用の第２遊星歯車機構２０とを備える。駆動装置１００は車両の前部に搭載され、駆動装置１００の動力は前輪１０１に伝達される。したがって、車両は前輪駆動式車両（いわゆるＦＦ車両）として構成される。

エンジン１は、スロットルバルブを介して供給される吸入空気とインジェクタから噴射される燃料とを適宜な割合で混合し、点火プラグ等により点火して燃焼させ、これにより回転動力を発生する内燃機関（例えばガソリンエンジン）である。なお、ガソリンエンジンに代えてディーゼルエンジン等、各種エンジンを用いることもできる。スロットルバルブの開度、インジェクタからの燃料の噴射量（噴射時期、噴射時間）、および点火時期等はコントローラ（ＥＣＵ）４により制御される。エンジン１の出力軸１ａは、軸線ＣＬ１を中心に延在する。

第１および第２モータジェネレータ２，３は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のロータと、ロータの周囲に配置された略円筒形状のステータとを有し、モータおよび発電機として機能することができる。すなわち、第１および第２モータジェネレータ２，３のロータは、電力制御ユニット（ＰＣＵ）５を介してバッテリ６からステータのコイルに供給される電力により駆動する。このとき第１および第２モータジェネレータ２，３は、モータとして機能する。

一方、第１および第２モータジェネレータ２，３のロータの回転軸２ａ，３ａが外力により駆動されると、第１および第２モータジェネレータ２，３は発電し、電力制御ユニット５を介して電力がバッテリ６に蓄電される。このとき第１および第２モータジェネレータ２，３は、発電機として機能する。なお、通常走行時、例えば定速走行時や加速走行時等には、第１モータジェネレータ２は主に発電機として機能し、第２モータジェネレータ３は主にモータとして機能する。電力制御ユニット５は、インバータを含んで構成され、コントローラ４からの指令によりインバータが制御されることにより、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のそれぞれの出力トルクまたは回生トルクが制御される。

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、同軸上に軸方向に互いに離間して配置される。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、例えば同一のケース７内に収容され、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との間の空間ＳＰは、ケース７によって包囲される。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とが互いに別々のケースに収容されてもよい。

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との間の空間ＳＰには、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構２０とが配置される。より詳しくは、第１モータジェネレータ２側に第１遊星歯車機構１０が、第２モータジェネレータ３側に第２遊星歯車機構２０がそれぞれ配置される。

第１遊星歯車機構１０は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心として回転する第１サンギヤ１１および第１サンギヤ１１の周囲に配置された第１リングギヤ１２と、第１サンギヤ１１と第１リングギヤ１２との間にこれらギヤ１１，１２に噛合して配置された周方向複数の第１ピニオン（プラネタリギヤ）１３と、第１プラネタリギヤ１３を自転可能に、かつ、軸線ＣＬ１を中心として公転可能に支持する第１キャリア１４とを有する。

第２遊星歯車機構２０も第１遊星歯車機構１０と同様に、それぞれ軸線ＣＬ１を中心として回転する第２サンギヤ２１および第２サンギヤ２１の周囲に配置された第２リングギヤ２２と、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２との間にこれらギヤ２１，２２に噛合して配置された周方向複数の第２ピニオン（プラネタリギヤ）２３と、第２プラネタリギヤ２３を自転可能に、かつ、軸線ＣＬ１を中心として公転可能に支持する第２キャリア２４とを有する。

エンジン１の出力軸１ａは第１キャリア１４に連結され、エンジン１の動力が第１キャリア１４を介して第１遊星歯車機構１０に入力される。なお、エンジン１を始動させる場合には、第１遊星歯車機構１０を介してエンジン１に第１モータジェネレータ２からの動力が入力される。第１キャリア１４は、ケース７の周壁の内周面に設けられたワンウェイクラッチ１５に連結される。ワンウェイクラッチ１５は、第１キャリア１４の正方向の回転、すなわちエンジン１と同一方向の回転を許可し、逆方向の回転を禁止する。ワンウェイクラッチ１５を設けたことにより、第１キャリア１４を介してエンジン１に逆方向のトルクが作用すること、つまりエンジン１の逆転を防止できる。

第１サンギヤ１１は、第１モータジェネレータ２のロータの回転軸２ａに連結され、第１サンギヤ１１と第１モータジェネレータ２（ロータ）とは一体に回転する。第１リングギヤ１２は第２キャリア２４に連結され、第１リングギヤ１２と第２キャリア２４とは一体に回転する。このような構成により、第１遊星歯車機構１０は、キャリア１４を介して入力された動力を、第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に出力するとともに、第１リングギヤ１２を介して車軸５７側の第２キャリア２４に出力することができる。すなわち、エンジン１からの動力を第１モータジェネレータ２と第２遊星歯車機構２０とに分割して出力することができる。

第２リングギヤ２２の径方向外側には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の外側ドラム２５が設けられる。第２リングギヤ２２は外側ドラム２５に連結され、両者は一体に回転する。外側ドラム２５の径方向外側には、ブレーキ機構３０が設けられる。ブレーキ機構３０は、例えば湿式多板式ブレーキとして構成され、径方向に延在する軸方向複数のプレート（摩擦材）３１と、プレート３１に対し軸方向交互に配置されるとともに、径方向に延在する軸方向複数（複数の図示は省略）のディスク（摩擦材）３２とを有する。すなわち、複数の摩擦係合要素としてプレート３１とディスク３２とを有する

複数のプレート３１は、その外径側端部がケース７の周壁の内周面に軸方向に移動可能に係合される。複数のディスク３２は、その内径側端部が外側ドラム２５の外周面に軸方向に移動可能に係合され、外側ドラム２５と一体に回転する。ケース７の周壁の内周面には、ブレーキ機構３０の軸方向側方に、外側ドラム２５の外周面に面して、外側ドラム２５の回転数を検出する非接触式の回転数センサ３５が設けられる。

ブレーキ機構３０は、プレート３１とディスク３２とを互いに離間させ、ディスク３２をプレート３１から解放させるような付勢力を付与するばね（不図示）と、ばねの付勢力に抗してプレート３１とディスク３２とを互いに係合させるような押圧力を付与するピストン（不図示）とを有する。ピストンは、油圧制御装置８を介して供給される油の圧力により駆動される。ピストンに油圧力が作用しない状態では、プレート３１とディスク３２とが互いに離間してブレーキ機構３０が解除（オフ）され、第２リングギヤ２２の回転が許可される。一方、ピストンに油圧力が作用すると、プレート３１とディスク３２とが係合され、ブレーキ機構３０が作動（オン）する。この状態では、第２リングギヤ２２の回転が阻止される。

外側ドラム２５の径方向内側には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の内側ドラム２６が外側ドラム２５に対向して設けられる。第２サンギヤ２１は、軸線ＣＬ１に沿って延在する第２遊星歯車機構２０の出力軸２７に連結されるとともに、内側ドラム２６に連結され、第２サンギヤ２１と出力軸２７と内側ドラム２６とは一体に回転する。外側ドラム２５と内側ドラム２６との間には、クラッチ機構４０が設けられる。

クラッチ機構４０は、例えば湿式多板式クラッチとして構成され、径方向に延在する軸方向複数のプレート（摩擦材）４１と、プレート４１に対し軸方向交互に配置されるとともに、径方向に延在する軸方向複数（複数の図示は省略）のディスク（摩擦材）４２とを有する。すなわち、複数の摩擦係合要素としてプレート４１とディスク４２とを有する。複数のプレート４１は、その外径側端部が外側ドラム２５の内周面に軸方向に移動可能に係合され、外側ドラム２５と一体に回転する。複数のディスク４２は、その内径側端部が内側ドラム２６の外周面に軸方向に移動可能に係合され、内側ドラム２６と一体に回転する。

クラッチ機構４０は、プレート４１とディスク４２とを互いに離間させ、ディスク４２をプレート４１から解放させるような付勢力を付与するばね（不図示）と、ばねの付勢力に抗してプレート４１とディスク４２とを互いに係合させるような押圧力を付与するピストン（不図示）とを有する。ピストンは、油圧制御装置８を介して供給される油の圧力により駆動される。

ピストンに油圧力が作用しない状態では、プレート４１とディスク４２とが互いに離間してクラッチ機構４０が解除（オフ）され、第２リングギヤ２２に対する第２サンギヤ２１の相対回転が可能となる。このとき、ブレーキ機構３０のオンにより第２リングギヤ２２の回転が阻止されると、第２キャリア２４に対する出力軸２７の回転が増速される。この状態は、変速段が高速段（ハイ）に切り換わった状態に相当する。

一方、ピストンに油圧力が作用すると、プレート４１とディスク４２とが係合してクラッチ機構４０が作動（オン）し、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とが一体に結合される。このとき、ブレーキ機構３０のオフにより第２リングギヤ２２の回転が許容されると、出力軸２７は第２キャリア２４と一体となって第２キャリア２４と同一速度で回転する。この状態は、変速段が低速段（ロー）に切り換わった状態に相当する。

第２遊星歯車機構２０と、ブレーキ機構３０と、クラッチ機構４０とは、第２キャリア２４の回転をロー、ハイの２段階に変速して、変速後の回転を出力軸２７から出力する変速機構７０を構成する。なお、変速機構７０を介して第１遊星歯車機構１０からワンウェイクラッチ５０の上流の出力軸２７に至るトルクの伝達経路が、第１動力伝達経路７１を構成する。

出力軸２７は、ワンウェイクラッチ５０を介して、軸線ＣＬ１を中心とした出力ギヤ５１に連結される。ワンウェイクラッチ５０は、出力軸２７に対する出力ギヤ５１の正方向の回転、すなわち車両の前進方向に対応する相対回転を許容し、後進方向に対応する相対回転を禁止する。換言すると、車両前進方向に対応する出力軸２７の回転速度が出力ギヤ５１の回転速度よりも速いときは、ワンウェイクラッチ５０はロックし、出力軸２７と出力ギヤ５１とが一体に回転する。一方、車両前進方向に対応する出力ギヤ５１の回転速度が出力軸２７の回転速度よりも速いときは、ワンウェイクラッチ５０は解放（アンロック）し、出力ギヤ５１は、トルクの引き込みを生じることなく出力軸２７に対しフリーに回転する。

出力ギヤ５１には、第２モータジェネレータ３のロータの回転軸３ａが連結され、出力ギヤ５１と第２モータジェネレータ３（回転軸３ａ）とは一体に回転する。出力軸２７と回転軸３ａとの間にはワンウェイクラッチ５０が介装されるため、出力軸２７に対する回転軸３ａの正方向の相対回転が許容される。すなわち、第２モータジェネレータ３の回転速度が出力軸２７の回転速度よりも速いときは、第２モータジェネレータ３は、出力軸２７（第２遊星歯車機構２０）のトルクの引き込みなく効率よく回転できる。ワンウェイクラッチ５０は、回転軸３ａの径方向内側に配置される。このため、駆動装置１００の軸方向長さを抑えることができ、駆動装置１００の小型化も実現できる。

第２モータジェネレータ３のロータの径方向内側には、機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）６０が配置される。機械式オイルポンプ６０は、エンジン１の出力軸１ａに連結され、エンジン１により駆動される。エンジン１の停止時にオイルの供給が必要なときは、バッテリ６からの電力により電動式オイルポンプ（ＥＯＰ）６１を駆動することで、必要なオイルが賄われる。

出力ギヤ５１には、軸線ＣＬ１に対し平行に延在するカウンタ軸５２を中心に回転可能な大径ギヤ５３が噛合され、大径ギヤ５３を介してカウンタ軸５２にトルクが伝達される。カウンタ軸５２に伝達されたトルクは、小径ギヤ５４を介して差動装置５５のリングギヤ５６に伝達され、さらに差動装置５５を介して左右の車軸５７に伝達される。これにより前輪１０１が駆動され、車両が走行する。なお、回転軸３ａ、出力ギヤ５１、大径ギヤ５３、小径ギヤ５４，および差動装置５５などが、ワンウェイクラッチ５０の下流の車軸５７に至る第２動力伝達経路７２を構成する。

油圧制御装置８は、電気信号により作動する電磁弁や電磁比例弁などの制御弁８ａを含む。制御弁８ａはコントローラ４からの指令に応じて作動し、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０への圧油の流れを制御する。より具体的には、ブレーキ機構３０のピストンに面した油室およびクラッチ機構４０のピストンに面した油室への圧油の流れを制御する。これによりブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０のオンオフを切り換えることができる。なお、他の部位への圧油の流れは、油圧制御装置８の他の制御弁により制御される。

コントローラ（ＥＣＵ）４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成され、エンジン制御用ＥＣＵ４ａと、変速機構制御用ＥＣＵ４ｂと、モータジェネレータ制御用ＥＣＵ４ｃとを有する。なお、単一のコントローラ４が複数のＥＣＵ４ａ〜４ｃを有するのではなく、各ＥＣＵ４ａ〜４ｃに対応して複数のコントローラ４が設けられてもよい。

コントローラ４には、ドラム２５の回転数を検出する回転数センサ３５と、車速を検出する車速センサ３６と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３７などからの信号が入力される。なお、図示は省略するが、コントローラ４には、エンジン１の回転数を検出するセンサ、第１モータジェネレータ２の回転数を検出するセンサ、第２モータジェネレータ３の回転数を検出するセンサなどからの信号も入力される。

コントローラ４は、これらの入力信号に基づいて、予め定められた車速とアクセル開度などから規定される車両の駆動力特性を示す駆動力マップに従い走行モードを自動的に決定し、決定した走行モードを指令するモード指令部を有する。さらにコントローラ４は、モード指令部での走行モード指令に応じて車両が走行するように、スロットルバルブ開度調整用アクチュエータと、燃料噴射用インジェクタと、電力制御ユニット５と、油圧制御装置８（制御弁８ａ）などに制御信号を出力し、エンジン１、第１および第２モータジェネレータ２，３、およびブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の作動を制御する。

図２は、駆動装置１００を構成する要部の接続状態をまとめて示す図である。図２に示すように、エンジン１には動力分割用の第１遊星歯車機構１０が接続される。第１遊星歯車機構１０には第１モータジェネレータ２と変速用の第２遊星歯車機構２０とが接続される。第２遊星歯車機構２０にはワンウェイクラッチ５０を介して第２モータジェネレータ３が接続され、第２モータジェネレータ３に駆動輪として前輪１０１が接続される。

図３は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００により実現可能ないくつかの走行モードの例と、各走行モードに対応するブレーキ機構（ＢＲ）３０、クラッチ機構（ＣＬ）４０、ワンウェイクラッチ（ＯＷＹ）５０およびエンジン（ＥＮＧ）１の作動状態とを表形式で示す図である。

図３には、代表的な走行モードとして、ＥＶモード、Ｗモータモード、シリーズモード、およびＨＶモードが示される。ＨＶモードはローモード（ＨＶローモード）とハイモード（ＨＶハイモード）とに分類される。図中、ブレーキ機構３０のオン（係合）、クラッチ機構４０のオン（係合）、ワンウェイクラッチ５０のロック、およびエンジン１の作動をそれぞれ○印で示し、ブレーキ機構３０のオフ（解放）、クラッチ機構４０のオフ（解放）、ワンウェイクラッチ５０のアンロック（解放）およびエンジン１の停止をそれぞれ×印で示す。

ＥＶモードは、第２モータジェネレータ３の動力のみによって走行するモードである。図３に示すように、ＥＶモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とがともにオフされ、エンジン１が停止される。図４は、ＥＶモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。

図４に示すように、ＥＶモードでは、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクが、出力ギヤ５１、大径ギヤ５３、小径ギヤ５４、および差動装置５５を介して車軸５７に伝達される。このとき、ワンウェイクラッチ５０の作用により出力軸２７は停止したままであり、第２モータジェネレータ３の上流側（第２遊星歯車機構側）の回転要素によるトルクの引き込み（回転抵抗）を生じさせることなく、効率よく車両を走行させることができる。

Ｗモータモードは、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ３の動力によって走行するモードである。図３に示すように、Ｗモータモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオフされ、クラッチ機構４０がオンされ、エンジン１が停止される。図５は、Ｗモータモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。

図５に示すように、Ｗモータモードでは、ワンウェイクラッチ１５の作用により第１キャリア１４の回転が阻止されており、第１モータジェネレータ２から出力されたトルクが、第１サンギヤ１１、第１プラネタリギヤ１３、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４（第２サンギヤ２１および第２リングギヤ２２と一体に回転する第２キャリア２４）を介して出力軸２７に伝達される。出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに車軸５７に伝達される。このようにＷモータモードでは、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とからのトルクが車軸５７に作用するため、ＥＶモードよりも走行駆動力を大きくすることができる。Ｗモータモードでは第１モータジェネレータ２で発電が行われないため、Ｗモータモードは、バッテリ６の蓄電率（ＳＯＣともいう）が所定値以上のときに実現可能である。

シリーズモードは、エンジン１で発生した動力で第１モータジェネレータ２を駆動して発電させながら、第２モータジェネレータ３の動力によって走行するモードである。図３に示すように、シリーズモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０がともにオンされ、エンジン１が作動される。図６は、シリーズモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。

図６に示すように、シリーズモードでは、第１リングギヤ１２から出力軸２７までの回転が阻止されるため、エンジン１から出力された動力は全て、第１プラネタリギヤ１３、第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２の回転軸２ａに入力される。これにより第１モータジェネレータ２が駆動されて発電し、この発電された電力を用いて第２モータジェネレータ３を駆動し、車両を走行させることができる。すなわち、第１モータジェネレータ２で発生した電気エネルギが第２モータジェネレータ３へ供給される電気パスが構成され、これにより、第２モータジェネレータ３による駆動走行を行う。シリーズモードでは、ＥＶモードと同様、ワンウェイクラッチ５０の作用によりトルクの引き込みを防止できる。

ＨＶモードは、エンジン１で発生した動力と第２モータジェネレータ３の動力とによって走行するモードである。このうち、ＨＶローモードは、低速からの全開加速走行に対応するモードであり、ＨＶハイモードは、ＥＶ走行後の常用運転に対応するモードである。図３に示すように、ＨＶローモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオフかつクラッチ機構４０がオンされ、エンジン１が作動される。ＨＶハイモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオンかつクラッチ機構４０がオフされ、エンジン１が作動される。

図７は、ＨＶローモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。図７に示すように、ＨＶローモードでは、エンジン１から出力されたトルクの一部が第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に伝達される。これにより第１モータジェネレータ２で発電されてバッテリ６に蓄電され、さらにバッテリ６から第２モータジェネレータ３に駆動電力が供給される。

ＨＶローモードにおいて、エンジン１から出力されたトルクの残りは、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４（第２サンギヤ２１および第２リングギヤ２２と一体に回転する第２キャリア２４）を介して出力軸２７に伝達される。このときの出力軸２７の回転数は第２キャリア２４の回転数と等しい。出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに、車軸５７に伝達される。これにより第１モータジェネレータ２での発電によって十分なバッテリ残容量を保ちつつ、エンジン１と第２モータジェネレータ３からのトルクにより、高トルクで車両を走行させることができる。

図８は、ＨＶハイモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。図８に示すように、ＨＶハイモードでは、ＨＶローモードと同様、例えばエンジン１から出力されたトルクの一部が第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に伝達される。エンジン１から出力されたトルクの残りは、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４、第２サンギヤ２１を介して出力軸２７に伝達される。このときの出力軸２７の回転数は第２キャリア２４の回転数よりも大きい。

出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに、車軸５７に伝達される。これにより十分なバッテリ残容量を保ちつつ、エンジン１と第２モータジェネレータ３からのトルクにより、ＨＶローモードよりは低いもののＥＶモードよりは高いトルクで車両を走行させることができる。ＨＶハイモードでは、第２遊星歯車機構２０で増速されるため、ＨＶローモードよりもエンジン回転数を抑えて走行することができる。

図９は、本実施形態に係る駆動装置１００によるＨＶローモードおよびＨＶハイモードにおける車速Ｖとアクセルペダル全開時の駆動力および出力との関係を示す図である。なお、図中の特性ｆ１，ｆ３はそれぞれＨＶローモードにおける特性であり、特性ｆ２，ｆ４はそれぞれＨＶハイモードにおける特性である。図９示すように、本実施形態に係る駆動装置１００によれば、ＨＶローモードおよびＨＶハイモードのいずれにおいても、低速（例えば車速０）から最高車速Ｖｍａｘに至るまで駆動力と出力の特性ｆ１〜ｆ４が得られ、これにより車速Ｖの全域においてＨＶローモードおよびＨＶハイモードでの走行が可能である。

なお、図示は省略するが、駆動装置１００は、回生モードやエンジンブレーキモード等、上述した以外の走行モードも実現可能である。例えば回生モードでは、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０がともにオフされる。これにより、車軸５７からのトルクが第２モータジェネレータ３に入力され、第２モータジェネレータ３により回生電力が得られる。エンジンブレーキモードでは、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０がともにオンされる。これにより、車軸５７からのトルクが第２モータジェネレータ３に入力され、第２モータジェネレータ３により回生電力が得られるとともに、回生電力に応じて第１モータジェネレータ２が駆動される。その結果、エンジン１に動力が負荷されてエンジンブレーキのようなポンピングロスが発生する。

以上では、コントローラ４が、車速と要求駆動力とに応じて予め定められた駆動力マップに従い走行モードを自動的に決定するものとした。しかし、例えばドライバは燃費性能よりも動力性能に優れた走行を好む場合があり、その場合に車速と要求駆動力とに応じて走行モードが頻繁に切り換わると、ドライバの走行性能に対する要求を満足できない。

そこで、本実施形態では、特定の走行モードをドライバが手動で選択可能に構成する。具体的には、ノーマルモードとスポーツモードとをドライバが選択可能に構成する。ノーマルモードが選択されると、上述したように車速と要求駆動力とに応じて自動的に走行モードが決定される。一方、スポーツモードが選択されると、走行駆動力が０以下の減速走行中を除き、高駆動力を発生し得るＨＶローモードが常に指令される。これにより、動力性能を優先するドライバの要求を満足することができる。

ところで、スポーツモードが選択されると、ＨＶローモードに常時切り換わる。このため、図７に示すように、クラッチ機構４０のオンにより第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２と第２プラネタリギヤ２３とが一体化され、この状態でエンジン１からのトルクが車軸５７に伝達される。

しかし、クラッチ機構４０がオンすると、各ギヤ２１〜２３の噛合位置が一定となる。すなわち、第２遊星歯車機構２０の正面図である図１０に示すように、第２サンギヤ２１と第２プラネタリギヤ２３の噛合部位Ｐ１および第２プラネタリギヤ２３と第２リングギヤ２２の噛合部位Ｐ２が固定される。その結果、ギヤ２１〜２３の特定の歯に継続的にトルクが作用するようになり、ギヤ２１〜２３の疲労強度が低下し、駆動装置１００の耐久性が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、耐久性の低下を抑えることができるよう、以下のように駆動装置１００を構成する。

図１１は、本実施形態に係る駆動装置１００の要部構成を示すブロック図であり、主に第２遊星歯車機構２０のギヤ２１〜２３の噛合位置をずらすための制御構成を示す。図１１に示すように、コントローラ４には、図１に示す回転数センサ３５と車速センサ３６とアクセル開度センサ３７とからの信号の他、モード切換スイッチ３８と回転数センサ３９とからの信号が入力される。

モード切換スイッチ３８は、ノーマルモードとスポーツモードのいずれかに切り換えるスイッチである。モード切換スイッチ３８は、例えば運転席に設けられた操作部材のドライバによる切換操作により切り換えられる。回転数センサ３９は、クラッチ機構４０のディスク４２の回転数を検出するセンサである。この回転数センサ３９は、ディスク４２と一体に回転する第２サンギヤ２１や出力軸２７の回転数を検出するものであってもよい。回転数センサ３５は外側ドラム２５と一体に回転するプレート４１の回転数を検出するため、回転数センサ３５と回転数センサ３９とからの信号に基づき、プレート４１とディスク４２との差回転を検出できる。

コントローラ４は、機能的構成として、噛合ずらし判定部４５と、噛合ずらし制御部４６とを有する。噛合ずらし判定部４５は、噛合ずらし制御を行う必要があるか否かを判定する。この判定は、予め記憶された基準特性を用いて行われる。

図１２は、基準特性ｆａの一例を示す図である。図１２の横軸は、クラッチ機構４０がオンされてからの走行距離の累積値であり、この累積走行距離はクラッチ機構４０がオフされる度に０にリセットされる。図１２の縦軸は、クラッチ機構４０がオンされてからのアクセル開度の平均値であり、この平均アクセル開度もクラッチ機構４０がオフされる度に０にリセットされる。基準特性ｆａは、累積走行距離が増加するに従い平均アクセル開度が減少するような特性であり、この特性ｆａの上側に、斜線で示す制御開始領域ＡＲが設定される。

噛合ずらし判定部４５は、例えば車速センサ３６により検出された車速を積分することにより走行距離、すなわちクラッチ機構４０がオンされてから現在までの車両の走行距離（累積走行距離）を算出する。さらに、アクセル開度センサ３７からの信号に基づいてクラッチ機構４０がオンされてから現在までの平均的なアクセル開度（平均アクセル開度）を算出する。そして、累積走行距離と平均アクセル開度とにより定まる動作点が、基準特性ｆａの上側の領域ＡＲに含まれるか否かを判定し、これにより噛合ずらし制御が必要か否かを判定する。すなわち、動作点が領域ＡＲに含まれる場合には、ギヤ２１〜２３の噛合部位Ｐ１，Ｐ２（図１０）に作用しているトルク伝達のエネルギの蓄積の程度が大きいため、噛合ずらし制御が必要と判定する。

噛合ずらし制御部４６は、噛合ずらし判定部４５により噛合ずらし制御が必要と判定されると、噛合ずらし制御を実行する。具体的には、制御弁８ａに制御信号を出力して走行モードのＨＶローモードからＨＶハイモードへの切換を行う。すなわち、クラッチ機構４０をオンからオフするとともに、ブレーキ機構３０をオフからオンする。これにより第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２との接続が遮断され、第２サンギヤ２１が第２リングギヤ２２に対し相対回転可能となる。

この状態で、噛合ずらし制御部４６はエンジン１と電力制御ユニット５とに制御信号を出力し、第２キャリア２４を回転させて第２リングギヤ２２に対し第２サンギヤ２１を相対回転させる。これによりギヤ２１〜２３の噛合部位Ｐ１，Ｐ２の位相がずれる。回転数センサ３５，３９により第２サンギヤ２１（ディスク４２）と第２リングギヤ２２（プレート４１）との差回転が検出されると、噛合ずらし制御部４６は、制御弁８ａに制御信号を出力して、クラッチ機構４０をオンかつブレーキ機構３０をオフし、走行モードをＨＶローモードに復帰させる。これにより噛合ずらし制御は終了する。

図１３は、予め記憶されたプログラムに従い、図１１のコントローラ４のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、モード切換スイッチ３８によりスポーツモードが選択されると開始され、スポーツモードが選択されている限り、所定周期で繰り返される。

まず、ステップＳ１で、センサ３５〜３７，３９からの信号を読み込む。次いで、ステップＳ２で、アクセル開度センサ３７からの信号により、車両の減速が指令されたか否か、例えばアクセル開度が０か否かを判定する。なお、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサからの信号によりブレーキペダルが操作されたか否かを判定し、これにより減速の指令の有無を判定するようにしてもよい。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ７に進む。

ステップＳ３では、車速センサ３６とアクセル開度センサ３７とからの信号に基づいて、第２遊星歯車機構２０のギヤ２１〜２３の噛合位置をずらす必要があるか否か、すなわち、噛合ずらし制御が必要か否かを判定する。この判定は、噛合ずらし判定部４５における判定であり、上述したように累積走行距離と平均アクセル開度とにより定まる動作点が図１２の制御開始領域ＡＲに含まれるか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ７に進む。

ステップＳ４〜ステップＳ７は、噛合ずらし制御部４６における処理である。まず、ステップＳ４では、制御弁８ａに制御信号を出力し、走行モードをＨＶローモードからＨＶハイモードに切り換える。より厳密には、走行モードの切換動作を開始する。次いで、ステップＳ５で、エンジン１と電力制御ユニット５とに制御信号を出力し、第２サンギヤ２１を第２リングギヤ２２に対し相対回転させる。なお、その場合の第２サンギヤ２１の回転数は、第２モータジェネレータ３の回転数よりも低くする。

次いで、ステップＳ６で、回転数センサ３５，３９からの信号によりクラッチ機構４０のプレート４１とディスク４２との間の差回転が０より大きいか否か、すなわち第２サンギヤ２１の相対回転が生じたか否かを判定する。ステップＳ６で肯定されるとステップＳ７に進み、否定されると処理を終了する。ステップＳ７では、制御弁８ａに制御信号を出力してクラッチ機構４０をオンかつブレーキ機構３０をオフし、走行モードをＨＶローモードに復帰させる。

なお、ステップＳ４〜ステップＳ７の処理は、プレート４１とディスクと４２との間に差回転を生じさせることが目的であり、ステップＳ４で走行モードを完全にＨＶハイモードに切り換える必要はない。したがって、ステップＳ６で差回転が検出されると、走行モードがＨＶハイモードに切り換わる前に、ステップＳ７で即座にＨＶローモードに復帰される。

本発明の実施形態に係る駆動装置１００では、モード切換スイッチ３８がスポーツモードに切り換えられてＨＶローモードで走行しているとき、例えばアクセルペダルのオフ操作により第２モータジェネレータ３による減速回生がなされると、噛合ずらし制御が開始される（ステップＳ２、ステップＳ３）。噛合ずらし制御においては、クラッチ機構４０をオンからオフに一時的に切り換えるとともに、第２リングギヤ２２に対し第２サンギヤ２１を相対回転させる（ステップＳ４、ステップＳ５）。

これによりクラッチ機構４０のプレート４１とディスク４２との間に差回転が生じ、ギヤ２１〜２３の噛合部位Ｐ１，Ｐ２の位相をずらすことができる。その結果、ギヤ２１〜２３の疲労強度を高めることができ、ＨＶローモードで長時間継続して運転を行うような場合であっても、駆動装置１００の寿命を延ばすことができる。この場合、減速回生中にクラッチ機構４０をオンからオフに一時的に切り換えるため、車両の走行動作に与える影響は小さく、スポーツモードを選択しているドライバにとっての違和感は小さい。

図１４は、図１１の変形例を示すブロック図である。図１４が図１１と異なるのはコントローラ４に接続されるセンサの構成である。すなわち、図１４では、エンジン回転数を検出する回転数センサ４４からの信号がさらにコントローラ４に入力される。

図１５は、図１４のコントローラ４で実行される処理の一例を示すフローチャートであり、図１３の変形例を示す。なお、図１３では、減速回生中に走行モードをＨＶローモードからＨＶハイモードに切り換えるようにしたが、図１５では、クルーズ走行中にクラッチ機構４０を半クラ状態に制御する。図１５において、図１３と同一ないし対応する処理を行う箇所には同一の符号を付す。

図１５に示すように、まず、ステップＳ１でセンサ３５〜３７，３９，４４からの信号を読み込む。次いで、ステップＳ１１で、車両がクルーズ走行中か否かを判定する。この判定は、例えばアクセル開度センサ３７により検出されたアクセル開度が所定値以下か否かの判定である。なお、車速センサ３６により検出された車速の変化量が所定値以下か否かを判定することで、クルーズ走行中か否かを判定するようにしてもよい。ステップＳ１１で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ１６に進む。

ステップＳ３では、噛合ずらし制御が必要か否かを判定し、ステップＳ３で肯定されるとステップＳ１２に進む。ステップＳ１２〜ステップＳ１５は、噛合ずらし制御部４６における処理である。まず、ステップＳ１２では、制御弁８ａに制御信号を出力してクラッチ機構４０のピストンに供給される油圧力を低減し、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御する。これによりクラッチ機構４０のプレート４１に対するディスク４２の位相ずれが可能となる。

次いで、ステップＳ１３で、回転数センサ４４からの信号により、エンジン１の吹き上がりを検出したか否かを判定する。すなわち、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御すると、エンジン１に対する負荷が低減してエンジン１が吹き上がることがあり、ステップＳ１３では、エンジン回転数が所定回転数以上増加したか否かを判定することにより、吹き上がりの有無を判定する。ステップＳ１３で肯定されるとステップＳ１４に進み、否定されるとステップＳ６に進む。

ステップＳ１４では、エンジン１（例えばスロットルバルブ駆動用モータ）に制御信号を出力し、エンジン１の駆動力を低下させる。これによりエンジン回転数の吹き上がりを防止する。次いで、ステップＳ１５で電力制御ユニット５に制御信号を出力し、所定の走行駆動力を得るために、エンジン１の駆動力が低下した分、第２モータジェネレータ３の駆動力を増加させる。次いで、図１３と同様にステップＳ６で、クラッチ機構４０のプレート４１とディスク４２との間の差回転が０より大きいか否かを判定する。ステップＳ６で肯定されるとステップＳ１６に進み、制御弁８ａに制御信号を出力し、クラッチ機構４０を半クラ状態からオン状態（係合状態）に復帰させる。

本実施形態の変形例に係る駆動装置１００では、モード切換スイッチ３８がスポーツモードに切り換えられてＨＶローモードでクルーズ走行しているときに、噛合ずらし制御が開始される（ステップＳ１１、ステップＳ３）。噛合ずらし制御においては、クラッチ機構４０を一時的に半クラ状態に制御する（ステップＳ１２）。これによりクラッチ機構４０のプレート４１とディスク４２との間に差回転が生じ、ギヤ２１〜２３の噛合部位Ｐ１，Ｐ２の位相をずらすことができる。その結果、ギヤ２１〜２３の疲労強度を高めることができ、駆動装置１００の寿命を延ばすことができる。

クラッチ機構４０を半クラ状態に制御しているとき、エンジン１の吹き上がりが生じると、エンジン１の駆動力を減少するとともに第２モータジェネレータの駆動力が増加する（ステップＳ１３〜ステップＳ１５）。これによりエンジン１の吹き上がりを防止するとともに、所定の走行駆動力を得ることができる。変形例では、ＨＶローモードからＨＶハイモードへの走行モードの切換が不要であるため、ドライバに変速ショックを与えることを防止できる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００は、内燃機関であるエンジン１と、エンジン１に接続された第１モータジェネレータ２と、エンジン１で発生した動力を、第１モータジェネレータ２と第１動力伝達経路７１とに分割して出力する第１遊星歯車機構１０と、第１動力伝達経路７１と車軸５７との間の第２動力伝達経路７２に接続された第２モータジェネレータ３と、第１動力伝達経路７１に設けられた、第２サンギヤ２１と、第２プラネタリギヤ２３と、第２リングギヤ２２と、を有する第２遊星歯車機構２０と、係合動作により第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とを結合する一方、解放動作により第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とを遮断するクラッチ機構４０と、第２サンギヤ２１と第２プラネタリギヤ２３および第２プラネタリギヤ２３と第２リングギヤ２２の噛合位置をずらすような噛合ずらし制御の要否を判定する噛合ずらし判定部４５と、走行モードの指令に応じてクラッチ機構４０の動作を制御するコントローラ４と、を備える（図１，１１，１４）。コントローラ４は、ＨＶローモードの指令によりクラッチ機構４０が係合されているとき、噛合ずらし判定部４５により噛合ずらし制御が必要と判定されると、第２サンギヤ２１と第２プラネタリギヤ２３および第２プラネタリギヤ２３と第２リングギヤ２２の噛合位置がずらされるように、クラッチ機構４０の係合を一時的に解除する。

これによりスポーツモードが選択されてギヤ２１〜２３の噛合位置が固定される場合であっても、第２遊星歯車機構２０のギヤ２１〜２３の噛合部位を変化させることができる。その結果、各ギヤ２１〜２３の疲労強度が向上し、駆動装置１００の耐久性を高めることができる。

（２）ハイブリッド車両の駆動装置１００は、クラッチ機構４０が係合を開始してからの走行距離（累積走行距離）を検出するために用いられる車速センサ３６と、クラッチ機構４０が係合中のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３７とをさらに備える（図１１，１４）。噛合ずらし判定部４５は、検出された走行距離とアクセル開度とに基づいて、噛合ずらし制御の要否を判定する（図１２）。すなわち、累積走行距離と平均アクセル開度とにより定まる動作点が、予め定めた基準特性ｆａの上側の領域ＡＲに含まれるときに、噛合ずらし制御が必要と判定する。これにより、ギヤ２１〜２３に蓄積されるダメージの程度に応じた適切なタイミングで噛合ずらし制御を行うことができる。

（３）ハイブリッド車両の駆動装置１００のコントローラ４は、アクセル開度センサ３７からの信号に基づいて、第２モータジェネレータ３による減速回生中であるか否かを判定するとともに、ＨＶローモードの指令によりクラッチ機構４０が係合されているとき、噛合ずらし判定部４５により噛合ずらし制御が必要と判定され、さらに減速回生中と判定されると、クラッチ機構４０の係合を一時的に解除する（図１３）。このように減速回生中にクラッチ機構４０の係合を一時的に解除することで、車両の挙動が変化することによるドライバの違和感を抑制することができる。

（４）変形例に係るハイブリッド車両の駆動装置１００のコントローラ４は、車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するとともに、ＨＶローモードの指令によりクラッチ機構４０が係合されているとき、噛合ずらし判定部４５により噛合ずらし制御が必要と判定され、さらにクルーズ走行中と判定されると、クラッチ機構４０の係合を一時的に解除する（図１５）。このように車両がクルーズ走行中にクラッチ機構４０の係合を一時的に解除することで、噛合ずらし制御中に走行駆動力を一定に保つような制御を容易に行うことができる。

（５）クラッチ機構４０は摩擦係合要素（プレート４１、ディスク４２）を有する。変形例に係るハイブリッド車両の駆動装置１００のコントローラ４は、摩擦係合要素に滑りが生じる半クラッチ状態にクラッチ機構４０を制御することにより、クラッチ機構４０の係合を一時的に解除する。これにより、車両の挙動の変化を最小限に抑えながら、ギヤ２１〜２３の噛合部位Ｐ１，Ｐ２の位相をずらすことができる。

（６）本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００は、係合動作により第２リングギヤ２２を制動する一方、解放動作により第２リングギヤ２２を非制動するブレーキ機構３０をさらに備える（図１）。コントローラ４は、ＨＶローモード（第１走行モード）が指令されると、ブレーキ機構３０を解放かつクラッチ機構４０を係合し、ＨＶハイモード（第２走行モード）が指令されると、ブレーキ機構３０を係合かつクラッチ機構４０を解放する。さらにコントローラ４は、ＨＶローモードが指令されているとき、噛合ずらし判定部４５により噛合ずらし制御が必要と判定されると、ブレーキ機構３０を解放かつクラッチ機構４０を係合した状態から、ブレーキ機構３０を係合かつクラッチ機構４０を解放する状態に一時的に切り換え、その後、ブレーキ機構３０を解放かつクラッチ機構４０を係合した状態に復帰させる（図１３）。これにより、ＨＶローモードとＨＶハイモードとの切換、すなわちＨＶモード内でのモード切換により、ギヤ２１〜２３の噛合部位の位相をずらすことができ、噛合ずらし制御による車両の挙動変化は小さい。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、モード切換スイッチ３８によりノーマルモードとスポーツモードとを選択可能に構成するとともに、スポーツモードが選択された状態で走行モードをＨＶローモードに固定し、ＨＶローモードにおいて噛合ずらし制御を実行するようにした。しかし、遊星歯車機構の各ギヤの噛合位置が固定状態とされる走行モードであれば、他の走行モードで噛合ずらし制御を実行するようにしてもよい。すなわち、所定走行モードはＨＶローモード以外であってもよい。

また、スポーツモードが選択されたときだけでなく、ノーマルモードが選択されたときや、エコモード等、他の走行モードが選択されたときにも、同様に噛合ずらし制御を行うようにしてもよい。この場合、アクセルペダルの操作によるＨＶローモードとＨＶハイモードとの自動切換を行わずに、スイッチ操作や音声等による指令によりドライバが任意に所定の走行モードを設定し、その設定に応じてＨＶローモードとＨＶハイモードとが切り換えられるような装置において、上述した噛合ずらし制御を実行することが特に効果的である。噛合ずらし制御は、所定の走行モードが選択されたときに定期的に行うようにしてよい。走行モードを手動で切り換えるモード切換スイッチ３８を有しない装置に対しても、本発明を同様に適用可能である。

上記実施形態では、クラッチ機構４０をオンからオフに一時的に切り換えることにより、あるいはクラッチ機構４０を一時的に半クラ状態に制御することにより、ギヤ２１〜２３の噛合部位Ｐ１，Ｐ２の位相をずらすようにしたが、動力伝達経路に設けられた遊星歯車機構のギヤの噛合位置がずらされるようにクラッチ機構の係合を一時的に解除するのであれば、制御部としてのコントローラ４の処理は上述したものに限らない。上記実施形態では、摩擦係合要素を用いてクラッチ機構４０を構成したが、バンドブレーキ、ドグ等、他の形式の係合要素を用いることもでき、クラッチ機構の構成も上述したものに限らない。上記実施形態では、第１遊星歯車機構１０により、エンジン１で発生した動力を、第１モータジェネレータ２と第１動力伝達経路７１の第２キャリア２４とに分割するようにしたが、動力分割機構の構成はこれに限らない。

上記実施形態では、車速センサ３６からの信号によりクラッチ機構４０が係合を開始していからの走行距離を検出するようにしたが、クラッチ機構が係合を開始してからの走行距離または経過時間を検出する第１検出部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、アクセル開度センサ３７により要求駆動力を検出するようにしたが、クラッチ機構が係合中の要求駆動力を検出する第２検出部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、基準特性ｆａに基づいて噛合ずらし判定部４５が噛合ずらし制御の要否を判定したが、噛合ずらし判定部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、噛合ずらし制御を行う前提として、アクセル開度センサ３７または車速センサ３６からの信号に基づいて減速回生中か否かあるいはクルーズ判定中か否かを判定するようにしたが、回生判定部およびクルーズ判定部の構成はこれに限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

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コントローラ、５電力制御ユニット、８ａ制御弁、１０第１遊星歯車機構、２０第２遊星歯車機構、２１第２サンギヤ、２２第２リングギヤ、２３第２プラネタリギヤ、３０ブレーキ機構、３６車速センサ、３７アクセル開度センサ、３８モード切換スイッチ、３９回転数センサ、４０クラッチ機構、４５噛合ずらし判定部、４６噛合ずらし制御部、７１第１動力伝達経路、７２第２動力伝達経路、１００駆動装置

Claims

内燃機関と、
前記内燃機関に接続された第１モータジェネレータと、
前記内燃機関で発生した動力を、前記第１モータジェネレータと第１動力伝達経路とに分割して出力する動力分割機構と、
前記第１動力伝達経路と車軸との間の第２動力伝達経路に接続された第２モータジェネレータと、
前記第１動力伝達経路に設けられた、サンギヤと、プラネタリギヤと、リングギヤと、を有する遊星歯車機構と、
係合動作により前記サンギヤと前記リングギヤとを結合する一方、解放動作により前記サンギヤと前記リングギヤとを遮断するクラッチ機構と、
前記サンギヤと前記プラネタリギヤおよび前記プラネタリギヤと前記リングギヤの噛合位置をずらすような噛合ずらし制御の要否を判定する噛合ずらし判定部と、
走行モードの指令に応じて前記クラッチ機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、所定走行モードの指令により前記クラッチ機構が係合されているとき、前記噛合ずらし判定部により前記噛合ずらし制御が必要と判定されると、前記サンギヤと前記プラネタリギヤおよび前記プラネタリギヤと前記リングギヤの噛合位置がずらされるように、前記クラッチ機構の係合を一時的に解除することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記クラッチ機構が係合を開始してからの走行距離または経過時間を検出する第１検出部と、
前記クラッチ機構が係合中の要求駆動力を検出する第２検出部と、をさらに備え、
前記噛合ずらし判定部は、前記第１検出部による検出値と前記第２検出部による検出値とに基づいて、前記噛合ずらし制御の要否を判定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第２モータジェネレータによる減速回生中であるか否かを判定する回生判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記所定走行モードの指令により前記クラッチ機構が係合されているとき、前記噛合ずらし判定部により前記噛合ずらし制御が必要と判定され、さらに前記回生判定部により減速回生中と判定されると、前記クラッチ機構の係合を一時的に解除することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するクルーズ判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記所定走行モードの指令により前記クラッチ機構が係合されているとき、前記噛合ずらし判定部により前記噛合ずらし制御が必要と判定され、さらに前記クルーズ判定部によりクルーズ走行中と判定されると、前記クラッチ機構の係合を一時的に解除することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記クラッチ機構は摩擦係合要素を有し、
前記制御部は、前記クラッチ機構を前記摩擦係合要素に滑りが生じる半クラッチ状態に制御することにより、前記クラッチ機構の係合を一時的に解除することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
係合動作により前記リングギヤを制動する一方、解放動作により前記リングギヤを非制動するブレーキ機構をさらに備え、
前記制御部は、
前記所定走行モードである第１走行モードが指令されると、前記ブレーキ機構を解放かつ前記クラッチ機構を係合し、
前記所定走行モードとは異なる第２走行モードが指令されると、前記ブレーキ機構を係合かつ前記クラッチ機構を解放し、
さらに前記第１走行モードが指令されているとき、前記噛合ずらし判定部により前記噛合ずらし制御が必要と判定されると、前記ブレーキ機構を解放かつ前記クラッチ機構を係合した状態から、前記ブレーキ機構を係合かつ前記クラッチ機構を解放する状態に一時的に切り換え、その後、前記ブレーキ機構を解放かつ前記クラッチ機構を係合した状態に復帰させることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。