JP2021054319A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制する技術を提供する。【解決手段】車両用駆動装置は、内燃機関ＥＧに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２と、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２と接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置ＳＴと、入力部材と第１回転電機ＭＧ１とを駆動連結する第１伝達系と、第１回転電機ＭＧ１と出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、第２回転電機ＭＧ２と出力部材とを駆動連結する第３伝達系と、第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、第２伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、を備え、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と第２回転電機ＭＧ２の出力能力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置に関する。

このような車両用駆動装置の一例が、下記の特許文献１に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献１における符号を括弧内に引用する。

特許文献１の車両用駆動装置は、内燃機関（２２）に駆動連結される入力部材（３１）と、車輪に駆動連結される出力部材（６３ａ，６３ｂ）と、第１回転電機（ＭＧ１）及び第２回転電機（ＭＧ２）と、これらの回転電機と電気的に接続された蓄電装置（５０）と、入力部材（３１）と第１回転電機（ＭＧ１）とを駆動連結する第１伝達系（３４）と、入力部材（３１）と出力部材（６３ａ，６３ｂ）とを駆動連結する第２伝達系（３３，３２，６２）と、第２回転電機（ＭＧ２）と出力部材（６３ａ，６３ｂ）とを駆動連結する第３伝達系（３６，３２，６２）と、第２伝達系（３３，３２，６２）における動力伝達を断接する第１係合装置（ＣＬ１）と、内燃機関（２２）と入力部材（３１）との間での動力伝達を断接する第２係合装置（ＣＬ２）と、を備えている。

特許文献１の車両用駆動装置は、所謂、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置である。特許文献１の車両用駆動装置では、要求トルク等に基づいて、第１係合装置（ＣＬ１）及び第２係合装置（ＣＬ２）の係合の状態を制御すると共に、第１回転電機（ＭＧ１）、第２回転電機（ＭＧ２）、及び内燃機関（２２）の動作を制御することにより、５つの走行モードのうちのいずれかが選択される。

特開２０１６−８８３８５号公報

特許文献１の車両用駆動装置では、当該特許文献１の図３に示されているように、低速かつ高トルクでの車両の走行を行う場合にのみ、２モータＥＶモードが選択される。２モータＥＶモードは、第１回転電機（ＭＧ１）及び第２回転電機（ＭＧ２）の双方の駆動力を出力部材（６３ａ，６３ｂ）に伝達するモードであり、第２回転電機（ＭＧ２）に加えて第１回転電機（ＭＧ１）も力行状態となる。

一方、２モータＥＶモード以外の走行モードでは、第１回転電機（ＭＧ１）は力行状態とならない。つまり、２モータＥＶモード以外の走行モードでは、第１回転電機（ＭＧ１）は発電状態又は空転状態（駆動力を出力しない状態）とされ、内燃機関（２２）及び第２回転電機（ＭＧ２）の駆動力が車両の走行に利用される。このような車両用駆動装置では、特に高速域での車輪駆動力を確保するために、第２回転電機（ＭＧ２）の出力を十分に確保する必要がある。そのため、第２回転電機（ＭＧ２）が大型化し、延いては車両用駆動装置が大型化し易いという課題があった。

そこで、このようなシリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制することが望まれる。

上記に鑑みた、車両用駆動装置の特徴構成は、
内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
第１回転電機及び第２回転電機と、
前記第１回転電機及び前記第２回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
前記入力部材と前記第１回転電機とを駆動連結する第１伝達系と、
前記第１回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、
前記第２回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第３伝達系と、
前記第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、
前記第２伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、を備え、
前記第１回転電機の出力能力と前記第２回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下である点にある。

この特徴構成によれば、蓄電装置から第１回転電機と第２回転電機との双方に同時に電力を供給して、それらの双方を出力能力に応じた出力で同時に力行させることができる。これにより、様々な車速域において、第１回転電機と第２回転電機との双方を力行させて、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第２回転電機の出力を大きく確保する必要性を低減でき、第２回転電機の大型化を抑制できる。その結果、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制することができる。

実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図 実施形態に係る車両用駆動装置の制御ブロック図 内燃機関、第１回転電機、第２回転電機、及び蓄電装置の性能の一例を示す図 走行モードを決定するための制御マップの一例を示す図 各走行モードにおける、第１係合装置、第２係合装置、第１回転電機、第２回転電機、及び内燃機関の作動状態を示す図

以下では、実施形態に係る車両用駆動装置１００について、図面を参照して説明する。図１に示すように、車両用駆動装置１００は、内燃機関ＥＧ、並びに第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２を車輪Ｗの駆動力源とする、シリーズ・パラレル型のプラグインハイブリッド車両を駆動するための装置である。車両用駆動装置１００は、入力部材１と、出力部材２と、第１回転電機ＭＧ１と、第２回転電機ＭＧ２と、第１係合装置ＣＬ１と、第２係合装置ＣＬ２と、を備えている。本実施形態では、車両用駆動装置１００は、カウンタギヤ機構３と、差動歯車機構４と、第１ギヤＧ１と、第２ギヤＧ２と、第３ギヤＧ３と、第４ギヤＧ４と、第５ギヤＧと、を更に備えている。

本実施形態では、入力部材１と第１ギヤＧ１と第４ギヤＧ４とのそれぞれは、その回転軸心としての第１軸Ｘ１上に配置されている。そして、第１回転電機ＭＧ１と第２ギヤＧ２と第３ギヤＧ３とのそれぞれは、その回転軸心としての第２軸Ｘ２上に配置されている。更に、カウンタギヤ機構３は、その回転軸心としての第３軸Ｘ３上に配置されている。第２回転電機ＭＧ２と第５ギヤＧとのそれぞれは、その回転軸心としての第４軸Ｘ４上に配置されている。また、出力部材２と差動歯車機構４とのそれぞれは、その回転軸心としての第５軸Ｘ５上に配置されている。第１軸Ｘ１〜第５軸Ｘ５は、互いに異なる仮想軸であり、互いに平行に配置されている。

以下の説明では、上記の軸Ｘ１〜Ｘ５に平行な方向を、車両用駆動装置１００の「軸方向Ｌ」とする。そして、軸方向Ｌにおいて、入力部材１に対して第１回転電機ＭＧ１が配置される側を「軸方向第１側Ｌ１」とし、その反対側を「軸方向第２側Ｌ２」とする。また、上記の軸Ｘ１〜Ｘ５のそれぞれに直交する方向を、各軸を基準とした「径方向Ｒ」とする。なお、どの軸を基準とするかを区別する必要がない場合やどの軸を基準とするかが明らかである場合には、単に「径方向Ｒ」と記す場合がある。

入力部材１は、内燃機関ＥＧに駆動連結される。本実施形態では、入力部材１は、ダンパ装置ＤＰを介して内燃機関ＥＧの出力軸（クランクシャフト等）に駆動連結されている。内燃機関ＥＧは、燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等）である。ダンパ装置ＤＰは、伝達されるトルクの変動を減衰する装置である。本実施形態では、ダンパ装置ＤＰには、出力側から過大なトルクが入力される等した場合に、内燃機関ＥＧへの駆動力の伝達を制限するトルクリミッタが設けられている。

ここで、本願において「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が１つ又は２つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。

出力部材２は、車輪Ｗに駆動連結される。本実施形態では、出力部材２は、一対の出力軸２１を有している。一対の出力軸２１のそれぞれは、車輪Ｗに駆動連結されている。

第１回転電機ＭＧ１は、非回転部材（例えば、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２等を収容するケース）に固定された第１ステータＳｔ１と、当該第１ステータＳｔ１に対して回転自在に支持された第１ロータＲｏ１と、を備えている。本実施形態では、第１ロータＲｏ１は、第１ステータＳｔ１に対して径方向Ｒの内側に配置されている。第１ロータＲｏ１には、軸方向Ｌに沿って延在する第１ロータ軸Ｒｏｓ１が、一体的に回転するように連結されている。

第１ギヤＧ１と第２ギヤＧ２とは、互いに噛み合っている。本実施形態では、第１ギヤＧ１は、第１係合装置ＣＬ１を介して、入力部材１と連結されている。また、本実施形態では、第２ギヤＧ２は、第１ロータ軸Ｒｏｓ１と一体的に回転するように連結されている。こうして、本実施形態では、第１ギヤＧ１と第２ギヤＧ２とが、入力部材１と第１回転電機ＭＧ１とを駆動連結する「第１伝達系Ｔ１」を構成している。

第１係合装置ＣＬ１は、第１伝達系Ｔ１における動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第１係合装置ＣＬ１は、入力部材１と第１ギヤＧ１との間での動力伝達を断接する。また、本実施形態では、第１係合装置ＣＬ１は、ソレノイドや電動機等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置（ドグクラッチ）である。第１係合装置ＣＬ１が係合状態である場合、入力部材１と第１ギヤＧ１との間で動力が伝達される。一方、第１係合装置ＣＬ１が解放状態である場合、入力部材１と第１ギヤＧ１との間での動力伝達が遮断される。

第３ギヤＧ３と第４ギヤＧ４とは、互いに噛み合っている。本実施形態では、第３ギヤＧ３は、第２係合装置ＣＬ２を介して、第１ロータ軸Ｒｏｓ１と連結されている。また、本実施形態では、第４ギヤＧ４は、入力部材１に対して相対的に回転可能に支持されている。

カウンタギヤ機構３は、カウンタ入力ギヤ３１と、カウンタ出力ギヤ３２と、を備えている。

カウンタ入力ギヤ３１は、カウンタギヤ機構３の入力要素である。カウンタ入力ギヤ３１は、第４ギヤＧ４と噛み合っている。カウンタ出力ギヤ３２は、カウンタギヤ機構３の出力要素である。カウンタ出力ギヤ３２は、カウンタ入力ギヤ３１と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、カウンタ出力ギヤ３２は、軸方向Ｌに沿って延在するカウンタ軸３３を介して、カウンタ入力ギヤ３１と連結されている。図示の例では、カウンタ出力ギヤ３２は、カウンタ入力ギヤ３１よりも軸方向第１側Ｌ１に配置されている。また、図示の例では、カウンタ出力ギヤ３２は、カウンタ入力ギヤ３１よりも小径に形成されている。

差動歯車機構４は、差動入力ギヤ４１を備えている。差動入力ギヤ４１は、差動歯車機構４の入力要素である。差動入力ギヤ４１は、カウンタギヤ機構３のカウンタ出力ギヤ３２と噛み合っている。なお、図１において、差動入力ギヤ４１とカウンタ出力ギヤ３２とを接続する破線は、それらのギヤ同士が噛み合っていることを示している。

本実施形態では、差動歯車機構４は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、差動歯車機構４は、中空の差動ケースと、当該差動ケースと一体的に回転するように支持されたピニオンシャフトと、当該ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対のピニオンギヤと、当該一対のピニオンギヤと噛み合って分配出力要素として機能する一対のサイドギヤと、を備えている。差動ケースには、ピニオンシャフト、一対のピニオンギヤ、及び一対のサイドギヤが収容されている。本実施形態では、差動ケースには、差動入力ギヤ４１が当該差動ケースの径方向Ｒの外側に突出するように連結されている。そして、一対のサイドギヤのそれぞれには、出力部材２の出力軸２１が一体的に回転可能に連結されている。こうして、差動歯車機構４は、差動入力ギヤ４１の回転を一対の出力軸２１に分配する。

本実施形態では、第３ギヤＧ３、第４ギヤＧ４、カウンタギヤ機構３、及び差動歯車機構４が、第１回転電機ＭＧ１と出力部材２とを駆動連結する「第２伝達系Ｔ２」を構成している。

第２係合装置ＣＬ２は、第２伝達系Ｔ２における動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第２係合装置ＣＬ２は、第１ロータ軸Ｒｏｓ１と第３ギヤＧ３との間での動力伝達を断接する。また、本実施形態では、第２係合装置ＣＬ２は、ソレノイドや電動機等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置（ドグクラッチ）である。第２係合装置ＣＬ２が係合状態である場合、第１ロータ軸Ｒｏｓ１と第３ギヤＧ３との間で動力が伝達される。一方、第２係合装置ＣＬ２が解放状態である場合、第１ロータ軸Ｒｏｓ１と第３ギヤＧ３との間での動力伝達が遮断される。

第２回転電機ＭＧ２は、非回転部材（例えば、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２等を収容するケース）に固定された第２ステータＳｔ２と、当該第２ステータＳｔ２に対して回転自在に支持された第２ロータＲｏ２と、を備えている。本実施形態では、第２ロータＲｏ２は、第２ステータＳｔ２に対して径方向Ｒの内側に配置されている。第２ロータＲｏ２には、軸方向Ｌに沿って延在する第２ロータ軸Ｒｏｓ２が、一体的に回転するように連結されている。

第５ギヤＧ５は、第２ロータ軸Ｒｏｓ２と一体的に回転するように連結されている。第５ギヤＧ５は、カウンタギヤ機構３のカウンタ入力ギヤ３１の周方向における第４ギヤＧ４とは異なる位置で、カウンタ入力ギヤ３１と噛み合っている。

本実施形態では、第５ギヤＧ５、カウンタギヤ機構３、及び差動歯車機構４が、第２回転電機ＭＧ２と出力部材２とを駆動連結する「第３伝達系Ｔ３」を構成している。本実施形態では、カウンタギヤ機構３及び差動歯車機構４が、第２伝達系Ｔ２と第３伝達系Ｔ３とで共用されている。

本実施形態では、内燃機関ＥＧから出力部材２までの動力伝達経路に、第１回転電機ＭＧ１から出力部材２までの動力伝達経路が含まれている。そのため、内燃機関ＥＧから出力部材２までの動力伝達経路に、第１回転電機ＭＧ１のロータ（第１ロータＲｏ１）と一体的に回転する「回転部材」が配置されている。本実施形態では、この「回転部材」は、第１ロータ軸Ｒｏｓ１及び第２ギヤＧ２である。

図２に示すように、車両用駆動装置１００は、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２と電気的に接続された蓄電装置ＳＴを備えている。蓄電装置ＳＴは、バッテリやキャパシタ等、電力を蓄えることが可能な装置であり、車両に設けられる外部充電機構ＥＣを介して車両の外部から充電可能に構成されている。本例では、蓄電装置ＳＴは、直流交流変換を行うインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を介して、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２と電気的に接続されている。

第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２のそれぞれは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能、及び動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能を有している。つまり、第１回転電機ＭＧ１は、第１インバータＩＮＶ１を介して蓄電装置ＳＴから電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関ＥＧの駆動力や車両の慣性力等により発電した電力を、第１インバータＩＮＶ１を介して蓄電装置ＳＴに蓄電させることができるように構成されている。また、第２回転電機ＭＧ２は、第２インバータＩＮＶ２を介して蓄電装置ＳＴから電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関ＥＧの駆動力や車両の慣性力等により発電した電力を、第２インバータＩＮＶ２を介して蓄電装置ＳＴに蓄電させることができるように構成されている。

図３に、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２と蓄電装置ＳＴとの出力値の一例を示す。図３に示すように、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と第２回転電機ＭＧ２の出力能力との合計は、蓄電装置ＳＴの出力以下である。本例では、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の「出力能力」を、それらの「最大出力」として設計している。そのため、図３において、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、及び第２回転電機ＭＧ２の「出力」は、それらの「最大出力」を指す。ここで、回転電機の「最大出力」とは、当該回転電機が、少なくとも一時的に出力可能な出力の最大値である。

本実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と第２回転電機ＭＧ２の出力能力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力と同等である。図示の例では、第１回転電機ＭＧ１の最大出力と第２回転電機ＭＧ２の最大出力とが共に５０ｋＷであり、蓄電装置ＳＴの出力は１００ｋＷである。そのため、図示の例では、第１回転電機ＭＧ１の最大出力と第２回転電機ＭＧ２の最大出力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力と同一である。ここで、２つの数値に関して、「同等である」とは、これらの数値が完全に同一であることに加えて、これらの数値が同一であると見なしても良い範囲として、各数値の特性に応じて予め設定された範囲（例えば基準の値に対して±１０％以内の範囲）内であることも含む概念である。したがって、例えば、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び蓄電装置ＳＴの製造誤差に起因して生じる各数値の誤差の範囲内での相違がある場合でも「同等である」と見なすことができる。

また、第１回転電機ＭＧ１の定格回転速度は、最高車速Ｖｍ（図４参照）での出力部材２の回転速度に、第２伝達系Ｔ２の変速比を乗じて算出される値以上である。ここで、「定格回転速度」とは、対象の回転電機（ここでは、第１回転電機ＭＧ１）が、規定の時間（例えば、１時間）、安定的に連続駆動可能な回転速度の上限値である。そのため、第１回転電機ＭＧ１は、車両用駆動装置１００が搭載される車両が最高車速Ｖｍで規定の時間走行した場合であっても安定的に連続駆動が可能となっている。したがって、全車速域において、第１回転電機ＭＧ１を力行させ、その駆動力を車両の走行に利用することができる。なお、第２回転電機ＭＧ２も同様に、車両が最高車速Ｖｍで規定の時間走行した場合であっても安定的に連続駆動可能に構成されている。つまり、第２回転電機ＭＧ２の定格回転速度は、最高車速Ｖｍでの出力部材２の回転速度に、第３伝達系Ｔ３の変速比を乗じて算出される値以上である。図３に示す例では、第１回転電機ＭＧ１の最高回転速度（最高回転数）と第２回転電機ＭＧ２の最高回転速度（最高回転数）とが共に１７０００ｒｐｍである。当然ながら、第１回転電機ＭＧ１の定格回転速度及び第２回転電機ＭＧ２の定格回転速度のそれぞれは、それよりも小さい値に設定されている。

図３に示すように、本実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と、内燃機関ＥＧの出力能力とが同等である。図示の例では、第１回転電機ＭＧ１の最大出力は５０ｋＷであり、内燃機関ＥＧの最大出力も５０ｋＷである。そのため、図示の例では、第１回転電機ＭＧ１の最大出力と、内燃機関ＥＧの最大出力とが同一である。

また、本実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と、第２回転電機ＭＧ２の出力能力とが同等である。図示の例では、第１回転電機ＭＧ１の最大出力は５０ｋＷであり、第２回転電機ＭＧ２の最大出力も５０ｋＷである。そのため、図示の例では、第１回転電機ＭＧ１の最大出力と、第２回転電機ＭＧ２の最大出力とが同一である。

また、本実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の最大トルクは、第２回転電機ＭＧ２の最大トルクよりも小さい。そして、内燃機関ＥＧの最大トルクは、第１回転電機ＭＧ１の最大トルクよりも大きく、第２回転電機ＭＧ２の最大トルクよりも小さい。図３に示す例では、内燃機関ＥＧの最大トルクは１００Ｎｍであり、第１回転電機ＭＧ１の最大トルクは５０Ｎｍであり、第２回転電機ＭＧ２の最大トルクは２００Ｎｍである。

図２に示すように、車両用駆動装置１００は、当該車両用駆動装置１００が搭載される車両の各部の制御を行うための制御装置１０を備えている。本実施形態では、制御装置１０は、主制御部１１と、内燃機関ＥＧを制御する内燃機関制御部１２と、第１回転電機ＭＧ１を制御する第１回転電機制御部１３と、第２回転電機ＭＧ２を制御する第２回転電機制御部１４と、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２の係合の状態を制御する係合制御部１５と、を有している。

制御装置１０の上記制御部１１〜１５のそれぞれは、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として備えると共に、当該演算処理装置からのデータの読み出し及びデータの書き込みが可能なＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）や、演算処理装置からのデータの読み出しが可能なＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶装置を有している。更に、上記制御部１１〜１５のそれぞれは、記憶装置に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方を有している。また、上記制御部１１〜１５は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行う。

主制御部１１は、内燃機関制御部１２、第１回転電機制御部１３、第２回転電機制御部１４、及び係合制御部１５のそれぞれに対して、各制御部が担当する装置を制御する指令を出力する。内燃機関制御部１２は、内燃機関ＥＧが、主制御部１１から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部１１から指令された目標回転速度となるように内燃機関ＥＧを制御する。第１回転電機制御部１３は、第１回転電機ＭＧ１が、主制御部１１から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部１１から指令された目標回転速度となるように、第１回転電機ＭＧ１に接続された第１インバータＩＮＶ１を制御する。第２回転電機制御部１４は、第２回転電機ＭＧ２が、主制御部１１から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部１１から指令された目標回転速度となるように、第２回転電機ＭＧ２に接続された第２インバータＩＮＶ２を制御する。係合制御部１５は、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２が、主制御部１１から指令された係合の状態となるように、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２を動作させるためのアクチュエータ（図示を省略）を制御する。

また、主制御部１１は、車両用駆動装置１００が搭載される車両の各部の情報を取得するために、当該車両の各部に設けられたセンサからの情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、主制御部１１は、ＳＯＣセンサＳｅ１、車速センサＳｅ２、アクセル操作量センサＳｅ３、ブレーキ操作量センサＳｅ４、及びシフト位置センサＳｅ５からの情報を取得可能に構成されている。

ＳＯＣセンサＳｅ１は、蓄電装置ＳＴの状態を検出するためのセンサである。ＳＯＣセンサＳｅ１は、例えば、電圧センサや電流センサ等により構成されている。主制御部１１は、ＳＯＣセンサＳｅ１から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、蓄電装置ＳＴの充電量（ＳＯＣ：State of Charge）を算出する。

車速センサＳｅ２は、車両用駆動装置１００が搭載される車両の走行速度（車速）を検出するためのセンサである。本実施形態では、車速センサＳｅ２は、出力部材２の回転速度を検出するためのセンサである。主制御部１１は、車速センサＳｅ２から出力される上記回転速度の情報に基づいて、出力部材２の回転速度（角速度）を算出する。出力部材２の回転速度は車速に比例するため、主制御部１１は、車速センサＳｅ２の検出信号に基づいて車速を算出する。

アクセル操作量センサＳｅ３は、車両用駆動装置１００が搭載される車両に設けられたアクセルペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部１１は、アクセル操作量センサＳｅ３の検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの操作量を算出する。

ブレーキ操作量センサＳｅ４は、車両用駆動装置１００が搭載される車両に設けられたブレーキペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部１１は、ブレーキ操作量センサＳｅ４の検出信号に基づいて、運転者によるブレーキペダルの操作量を算出する。

シフト位置センサＳｅ５は、車両用駆動装置１００が搭載される車両の運転者により操作されるシフトレバーの選択位置（シフト位置）を検出するためのセンサである。主制御部１１は、シフト位置センサＳｅ５の検出信号に基づいてシフト位置を算出する。シフトレバーは、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、後進走行レンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、前進走行レンジ（Ｄレンジ）等を選択可能に構成されている。

主制御部１１は、上記のセンサＳｅ１〜Ｓｅ５からの情報に基づいて、後述する複数の走行モードの選択を行う。そして、主制御部１１は、係合制御部１５を介して、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２を、選択した走行モードに応じた係合の状態に制御することにより、当該選択した走行モードへの切り替えを行う。更に、主制御部１１は、内燃機関制御部１２、第１回転電機制御部１３、及び第２回転電機制御部１４を介して、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、及び第２回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御することにより、選択した走行モードに応じた適切な車両の走行を可能とする。

主制御部１１には、車速及び要求駆動力に応じて走行モードを決定するために参照される制御マップが格納されている。この制御マップの一例を図４に示す。図４に示すように、走行モードには、１モータＥＶモードと、２モータＥＶモードと、パラレルモード
と、シリーズモードとが含まれている。なお、図４において、横軸は車速［ｋｍ／ｈ］であり、縦軸は要求駆動力［Ｎ］である。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作量センサＳｅ３及びブレーキ操作量センサＳｅ４からの情報に基づいて、主制御部１１により算出される。そして、主制御部１１は、要求駆動力に応じた駆動力（トルク）が車輪Ｗに伝達されるように、内燃機関制御部１２、第１回転電機制御部１３、及び第２回転電機制御部１４を介して、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、及び第２回転電機ＭＧ２の動作状態を制御する。

図４に示すように、１モータＥＶモード及びシリーズモード、並びに２モータＥＶモードは全車速域を担当し、パラレルモードは規定の車速から最高車速Ｖｍまでの車速域を担当するように設定されている。また、２モータＥＶモードは、１モータＥＶモード及びシリーズモードと同一の車速において、それらのモードよりも高い要求駆動力の領域を担当するように設定されている。パラレルモードは、２モータＥＶモードと同一の車速において、２モータＥＶモードよりも高い要求駆動力の領域を担当するように設定されている。ここで、１モータＥＶモード及び２モータＥＶモードは、蓄電装置ＳＴの充電量（ＳＯＣ）が規定値以上である場合にだけ選択されるモードである。したがって、車速及び要求駆動力が同じであっても、蓄電装置ＳＴの充電量（ＳＯＣ）が規定値未満である場合には、シリーズモード又はパラレルモードが選択される。なお、充電量の規定値は、固定値であっても良いし、蓄電装置ＳＴの温度等に応じて変化する可変値であっても良い。いずれにしても、充電量の規定値は、車両の特性や使用条件等に応じて予め設定される。

図５に、各走行モードにおける、第１係合装置ＣＬ１、第２係合装置ＣＬ２、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び内燃機関ＥＧの作動状態を示す。図５では、車両が前進走行中に加速状態及び定速巡航状態である場合における、各部の作動状態を示している。なお、図５の第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２の欄において、「○」は対象の係合装置が係合状態にあることを示し、「△」は対象の係合装置が係合状態及び解放状態のいずれか一方にあることを示し、空白は対象の係合装置が解放状態にあることを示している。

図５に示すように、１モータＥＶモードは、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２のうち、少なくとも第２係合装置ＣＬ２が解放状態に制御されることで実現される。したがって、１モータＥＶモードでは、内燃機関ＥＧと出力部材２との間の駆動力の伝達が遮断されると共に、第１回転電機ＭＧ１と出力部材２との間の駆動力の伝達が遮断される。なお、第２回転電機ＭＧ２と出力部材２との間の動力伝達経路には係合装置が設けられていないため、それらの間の駆動力の伝達は走行モードに関係なく常に許容されている。１モータＥＶモードでは、第１回転電機ＭＧ１及び内燃機関ＥＧの双方が停止状態に制御され、第２回転電機ＭＧ２が蓄電装置ＳＴからの電力の供給を受けて力行状態に制御される。このように、１モータＥＶモードは、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び内燃機関ＥＧのうち、第２回転電機ＭＧ２の駆動力のみを出力部材２に伝達させて車両を走行させる走行モードである。なお、１モータＥＶモードでは、第１係合装置ＣＬ１が係合状態であると好適である。これは、１モータＥＶモードから、内燃機関ＥＧが駆動されるモード（パラレルモード、シリーズモード）に移行する場合に、第１係合装置ＣＬ１の係合動作が不要となり、応答性を高めることができるためである。

２モータＥＶモードは、第１係合装置ＣＬ１が解放状態に制御され、第２係合装置ＣＬ２が係合状態に制御されることで実現される。したがって、２モータＥＶモードでは、内燃機関ＥＧと出力部材２との間の駆動力の伝達が遮断される。一方で、第１回転電機ＭＧ１と出力部材２との間の駆動力の伝達は許容される。２モータＥＶモードでは、内燃機関ＥＧが停止状態に制御され、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の双方が蓄電装置ＳＴからの電力の供給を受けて力行状態に制御される。このように、２モータＥＶモードは、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び内燃機関ＥＧのうち、２つの回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の駆動力を出力部材２に伝達させて車両を走行させる走行モードである。

パラレルモードは、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２の双方が係合状態に制御されることで実現される。したがって、パラレルモードでは、内燃機関ＥＧと出力部材２との間の駆動力の伝達が許容されると共に、第１回転電機ＭＧ１と出力部材２との間の駆動力の伝達が許容される。パラレルモードでは、内燃機関ＥＧが駆動状態に制御される。また、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２のそれぞれが、運転者によるアクセルペダルの操作量及びブレーキペダルの操作量と、蓄電装置ＳＴの充電量とに応じて、力行状態及び発電状態のいずれかに制御される。このように、パラレルモードは、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び内燃機関ＥＧの全ての駆動力を出力部材２に伝達させて車両を走行させること、及び、内燃機関ＥＧの駆動力を出力部材２に伝達させて車両を走行させつつ、内燃機関ＥＧの駆動力の一部又は車両の慣性力により第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の少なくとも一方で発電して蓄電装置ＳＴの充電を行うことのいずれか一方を行う走行モードである。なお、パラレルモードにおける定速巡航状態では、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は力行も発電も行わない空転状態とされても良い。

シリーズモードは、第１係合装置ＣＬ１が係合状態に制御され、第２係合装置ＣＬ２が解放状態に制御されることで実現される。したがって、シリーズモードでは、内燃機関ＥＧと第１回転電機ＭＧ１との間の駆動力の伝達は許容される。一方で、内燃機関ＥＧ及び第１回転電機ＭＧ１と出力部材２との間の駆動力の伝達が遮断される。シリーズモードでは、内燃機関ＥＧが駆動状態に制御される。また、第１回転電機ＭＧ１が、内燃機関ＥＧの駆動力により発電して、第２回転電機ＭＧ２及び蓄電装置ＳＴの少なくとも一方に電力を供給する発電状態となるように制御される。そして、第２回転電機ＭＧ２が、発電状態の第１回転電機ＭＧ１及び蓄電装置ＳＴの少なくとも一方からの電力の供給を受けて力行状態に制御される。このように、シリーズモードは、内燃機関ＥＧの駆動力により第１回転電機ＭＧ１に発電を行わせつつ、第２回転電機ＭＧ２の駆動力を出力部材２に伝達させて車両を走行させる走行モードである。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の例では、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の「出力能力」を、それらの「最大出力」として設計している場合について説明した。しかし、これに限定されることなく、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の「出力能力」を、それらの「定格出力」として設計しても良い。ここで、回転電機の「定格出力」とは、当該回転電機が、規定の時間（例えば、１時間）、安定的に連続駆動可能な出力の上限値である。

（２）上記の実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と第２回転電機ＭＧ２の出力能力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力と同等である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と第２回転電機ＭＧ２の出力能力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力よりも小さい構成としても良い。この場合において、第１回転電機ＭＧ１の入力能力と第２回転電機ＭＧ２の入力能力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力と同等である構成としても好適である。ここで、回転電機の「入力能力」としては、例えば、当該回転電機の「最大入力」とし、或いは、当該回転電機の「定格入力」とすることができる。回転電機の「最大入力」は、当該回転電機の出力が最大出力である状態で、当該回転電機に入力される電力である。回転電機の「定格入力」は、当該回転電機の出力が定格出力である状態で、当該回転電機に入力される電力である。一般的に、回転電機の出力は入力される電力よりも小さくなる。したがって、このように構成すれば、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と第２回転電機ＭＧ２の出力能力との合計が、蓄電装置ＳＴの出力よりも小さくなる。

（３）上記の実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と、内燃機関ＥＧの出力能力とが同等である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第１回転電機ＭＧ１の出力能力が内燃機関ＥＧの出力能力よりも小さい構成としても良い。

（４）上記の実施形態では、第１回転電機ＭＧ１の出力能力と、第２回転電機ＭＧ２の出力能力とが同等である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第１回転電機ＭＧ１の出力能力が第２回転電機ＭＧ２の出力能力よりも小さくても良いし、大きくても良い。

（５）上記の実施形態では、内燃機関ＥＧから出力部材２までの動力伝達経路に、第１回転電機ＭＧ１のロータ（第１ロータＲｏ１）と一体的に回転する回転部材（第１ロータ軸Ｒｏｓ１及び第２ギヤＧ２）が配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第１回転電機ＭＧ１から出力部材２までの動力伝達経路に、入力部材１が配置された構成としても良い。

（６）上記の実施形態では、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２のそれぞれが噛み合い式係合装置である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２の少なくとも一方が、例えば、油圧によって摩擦部材同士の係合の状態が制御される油圧式の摩擦係合装置であっても良い。

（７）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

〔上記実施形態の概要〕
以下では、上記において説明した車両用駆動装置（１００）の概要について説明する。

車両用駆動装置（１００）は、
内燃機関（ＥＧ）に駆動連結される入力部材（１）と、
車輪（Ｗ）に駆動連結される出力部材（２）と、
第１回転電機（ＭＧ１）及び第２回転電機（ＭＧ２）と、
前記第１回転電機（ＭＧ１）及び前記第２回転電機（ＭＧ２）と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置（ＳＴ）と、
前記入力部材（１）と前記第１回転電機（ＭＧ１）とを駆動連結する第１伝達系（Ｔ１）と、
前記第１回転電機（ＭＧ１）と前記出力部材（２）とを駆動連結する第２伝達系（Ｔ２）と、
前記第２回転電機（ＭＧ２）と前記出力部材（２）とを駆動連結する第３伝達系（Ｔ３）と、
前記第１伝達系（Ｔ１）における動力伝達を断接する第１係合装置（ＣＬ１）と、
前記第２伝達系（Ｔ２）における動力伝達を断接する第２係合装置（ＣＬ２）と、を備え、
前記第１回転電機（ＭＧ１）の出力能力と前記第２回転電機（ＭＧ２）の出力能力との合計が、前記蓄電装置（ＳＴ）の出力以下である。

この構成によれば、蓄電装置（ＳＴ）から第１回転電機（ＭＧ１）と第２回転電機（ＭＧ２）との双方に同時に電力を供給して、それらの双方を出力能力に応じた出力で同時に力行させることができる。これにより、様々な車速域において、第１回転電機（ＭＧ１）と第２回転電機（ＭＧ２）との双方を力行させて、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第２回転電機（ＭＧ２）の出力を大きく確保する必要性を低減でき、第２回転電機（ＭＧ２）の大型化を抑制できる。その結果、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置（１００）の大型化を抑制することができる。

ここで、前記第１回転電機（ＭＧ１）の定格回転速度は、最高車速（Ｖｍ）での前記出力部材（２）の回転速度に、前記第２伝達系（Ｔ２）の変速比を乗じて算出される値以上であると好適である。

この構成によれば、全車速域において、第１回転電機（ＭＧ１）を力行させ、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第２回転電機（ＭＧ２）の出力を大きく確保する必要性を更に低減でき、第２回転電機（ＭＧ２）の大型化を更に抑制できる。

また、前記第１回転電機（ＭＧ１）の出力能力と前記第２回転電機（ＭＧ２）の出力能力との合計が、前記蓄電装置（ＳＴ）の出力と同等であると好適である。

この構成によれば、第１回転電機（ＭＧ１）と第２回転電機（ＭＧ２）との双方を同時に力行させるための電力の供給を確保しつつ、蓄電装置（ＳＴ）の出力が、第１回転電機（ＭＧ１）の出力能力と前記第２回転電機（ＭＧ２）の出力能力との合計と比べて過剰に大きくなることを回避できる。したがって、蓄電装置（ＳＴ）の大きさを適正化することができる。

また、前記第１回転電機（ＭＧ１）の出力能力と、前記内燃機関（ＥＧ）の出力能力とが同等であると好適である。

この構成によれば、シリーズモードにおいて、内燃機関（ＥＧ）の駆動力による第１回転電機（ＭＧ１）の発電を効率良く行うことができる。

また、前記第１回転電機（ＭＧ１）の出力能力と、前記第２回転電機（ＭＧ２）の出力能力とが同等であると好適である。

この構成によれば、シリーズモードにおいて、第１回転電機（ＭＧ１）によって発電されて蓄電装置（ＳＴ）に供給された電力と、蓄電装置（ＳＴ）から第２回転電機（ＭＧ２）に供給される電力との均衡を図り易くなる。これにより、蓄電装置（ＳＴ）の負荷を低減することができる。その結果、蓄電装置（ＳＴ）の寿命を長く確保し易くなる。

また、前記内燃機関（ＥＧ）から前記出力部材（２）までの動力伝達経路に、前記第１回転電機（ＭＧ１）のロータ（Ｒｏ１）と一体的に回転する回転部材（Ｒｏｓ１，第２ギヤＧ２）が配置されていると好適である。

一般的に、内燃機関（ＥＧ）から出力部材（２）までの動力伝達経路の変速比は、内燃機関（ＥＧ）の効率が高い回転速度を利用し易いように、比較的小さく設定されている。そのため、本構成によれば、第１回転電機（ＭＧ１）から出力部材（２）までの動力伝達経路の変速比も比較的小さくなる。これにより、高速で車両を走行させる場合であっても、第１回転電機（ＭＧ１）の回転速度が高くなり過ぎず、効率の良い回転速度で第１回転電機（ＭＧ１）を駆動させることが容易となる。

本開示に係る技術は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置に利用することができる。

１００ ：車両用駆動装置
１ ：入力部材
２ ：出力部材
ＭＧ１ ：第１回転電機
ＭＧ２ ：第２回転電機
ＳＴ ：蓄電装置
Ｔ１ ：第１伝達系
Ｔ２ ：第２伝達系
Ｔ３ ：第３伝達系
ＣＬ１ ：第１係合装置
ＣＬ２ ：第２係合装置
ＥＧ ：内燃機関
Ｗ ：車輪

Claims (6)

1. 内燃機関に駆動連結される入力部材と、
   車輪に駆動連結される出力部材と、
   第１回転電機及び第２回転電機と、
   前記第１回転電機及び前記第２回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
   前記入力部材と前記第１回転電機とを駆動連結する第１伝達系と、
   前記第１回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、
   前記第２回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第３伝達系と、
   前記第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、
   前記第２伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、を備え、
   前記第１回転電機の出力能力と前記第２回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下である、車両用駆動装置。
2. 前記第１回転電機の定格回転速度は、最高車速での前記出力部材の回転速度に、前記第２伝達系の変速比を乗じて算出される値以上である、請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記第１回転電機の出力能力と前記第２回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力と同等である、請求項１又は２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記第１回転電機の出力能力と、前記内燃機関の出力能力とが同等である、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
5. 前記第１回転電機の出力能力と、前記第２回転電機の出力能力とが同等である、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
6. 前記内燃機関から前記出力部材までの動力伝達経路に、前記第１回転電機のロータと一体的に回転する回転部材が配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。

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