JP2022144137A - ハイブリッド車両の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ走行中における内燃機関の始動時にスリップ制御によるエネルギーロスを抑制できる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１の動力伝達装置５は、内燃機関２と、電動機３と、変速機４とを遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２で連結するように構成され、内燃機関２をケース１０に対して断接するブレーキＢＲ１を有し、電動機３のみを駆動源とするＥＶ走行時にブレーキＢＲ１を締結し、ＥＶ走行から内燃機関２と電動機３とを駆動源とするＨＥＶ走行への切り替え時にブレーキＢＲ１を解放することで内燃機関２を始動させるように構成されている。【選択図】図１１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の動力伝達装置に関する。

ハイブリッド車両は、駆動源として内燃機関としてのエンジンと、電動発電機としてのモータと、エンジンとモータの少なくとも一方の駆動力を変速機に伝達可能とする動力伝達経路やモータの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動させる動力伝達経路を構成して、エンジンとモータと変速機との間の動力伝達状態を切り換える動力伝達装置とを備える。

ハイブリッド車両は、エンジンを停止状態でモータを駆動させてモータのみで走行するＥＶ走行（電気自動車走行）と、モータとエンジンとを駆動させてモータとエンジンの両方で走行するＨＥＶ走行（ハイブリッド自動車走行）とを切り換える場合がある。

特許文献１に開示されているハイブリッド車両は、動力伝達装置としてエンジンとモータを断接するエンジン側クラッチと、モータと変速機を断接する変速機側クラッチと、を備えており、ＥＶ走行からＨＥＶ走行への切り換え時には、変速機側クラッチを締結させた状態でエンジン側クラッチを締結させて、モータの駆動力を変速機に伝達しつつ、モータの駆動力をエンジンに伝達させることでエンジンを始動させるように構成されている。

特許第４２６５５６７号

特許文献１に記載のハイブリッド車両は、エンジン側クラッチをスリップ制御しながら締結させることで、ショックを抑制しながら停止中のエンジンを始動できるものの、エンジン側クラッチをスリップ制御しながらエンジンを始動させた場合、エンジン側クラッチの発熱によりエネルギーロスが生じる。

本発明は、ＥＶ走行中における内燃機関の始動時にスリップ制御によるエネルギーロスを抑制できるハイブリッド車両の動力伝達装置を提供する。

本発明は、遊星歯車機構で連結された内燃機関と、電動機と、変速機とを備えたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
前記内燃機関をハウジングに対して断接するブレーキを有し、
前記電動機のみを駆動源とするＥＶ走行時に前記ブレーキを締結し、
前記ＥＶ走行から前記内燃機関と前記電動機とを駆動源とするＨＥＶ走行への切り替え時に前記ブレーキを解放することで前記内燃機関を始動させるように構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置。

本発明によれば、内燃機関と電動機と変速機は常時噛合っている遊星歯車機構に連結されているので、ブレーキをスリップ制御することなくブレーキを解放するだけで、電動機の駆動力を内燃機関に伝達させて、内燃機関を始動させることができる。

内燃機関と電動機とを断接するクラッチを備えた動力伝達装置のように、回転差のある内燃機関と電動機とをスリップ制御させながら締結する場合に比べて、電動機の駆動力のエネルギーロスを抑制できる。

前記遊星歯車機構は、少なくとも３個の回転要素を有し、
前記回転要素の回転数を幾何学的に表す速度線図上に、前記回転要素を表すと共に縦に延びる速度軸を、前記遊星歯車機構の歯数比に応じた間隔で一方の端から他方の端へ向かって横軸に沿って並べ、前記一方の端から順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、
前記電動機が、前記第２回転要素に接続されてもよい。

本構成によれば、エンジン始動時に、電動機の駆動力を第１回転要素側及び第３回転要素側に効率よく分配することができる。

具体的には、例えば、第２回転要素に内燃機関を接続する場合に、駆動状態を一定としながら内燃機関を始動させようとすると、第１又は第３回転要素の一方の回転数を一定に保持しながら第２回転要素の回転数を上昇させるため、第２回転要素に電動機を接続する場合に比べて、第１又は第３回転要素の他方に接続された電動機の回転数の増大代を大きくする必要がある。

また、例えば、第２回転要素に変速機を接続する場合に、駆動状態を一定としながら内燃機関を始動させるために、内燃機関の回転数を上げようとすると、第２回転要素の回転数を一定に保持しながら第１又は第３回転要素の一方の回転を上昇させるため、第２回転要素に電動機を接続する場合に比べて、第１又は第３回転要素の他方に接続された電動機の回転数の増大代を大きくする必要がある。

前記第１回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギヤで構成されると共に前記変速機が接続され、
前記第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリヤで構成されると共に前記電動機が接続され、
前記第３回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギヤで構成されると共に前記内燃機関が接続されてもよい。

本構成によれば、キャリヤに入力された電動機の回転が、リングギヤで減速されて内燃機関に伝達されるので、内燃機関がサンギヤに接続される場合に比べて内燃機関を始動させるためのトルクが得られやすい。

前記電動機は、前記内燃機関と前記変速機との間で軸方向に並べて配置されている。

本構成によれば、電動機の駆動力は、遊星歯車機構を介して内燃機関及び変速機に伝達されるので、電動機を、軸方向に並べて配置された内燃機関と変速機における内燃機関の反変速機側の位置や変速機の反内燃機関側の位置に配置される場合に比べて、電動機と内燃機関及び変速機を接続するための動力伝達経路を短くすることができる。その結果、動力伝達経路を構成する動力伝達部材の長さが短くできるので、動力伝達装置の軽量化及びコンパクト化が図りやすい。

本発明に係るハイブリッド車両の動力伝達装置によれば、ＥＶ走行中における内燃機関の始動時にスリップ制御によるエネルギーロスを回避できる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置の骨子図である。 動力伝達装置の締結表である。 動力伝達装置及びその周辺の断面図である。 動力伝達装置及びその周辺の拡大断面図である。 動力伝達装置及びその周辺の他の断面の拡大断面図である。 動力伝達装置及びその周辺の他の断面の拡大断面図である。 動力伝達装置の第１ブレーキ及びその周辺の斜視図である。 図４におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図６におけるＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。 動力伝達装置のＥＶ走行時の速度線図である。 動力伝達装置のエンジン始動時の速度線図である。 動力伝達装置のＨＥＶ走行中の速度線図である。 ＥＶ走行からエンジンを始動してＨＥＶ走行に移行する場合における動作タイムチャートである。 動力伝達装置のエンジン始動時の速度線図である。 動力伝達装置の第１変形例の骨子図及び速度線図である。 動力伝達装置の第２変形例の骨子図及び速度線図である。 動力伝達装置の第３変形例の骨子図及び速度線図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置の骨子図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る動力伝達装置５を備えるハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、エンジン２にトルクコンバータなどの流体伝動装置を介することなく連結される自動変速機４と、エンジン２と自動変速機４との間に配置される電動機としてのモータ３とを備える。

ハイブリッド車両１は、駆動源としてのエンジン２及びモータ３の少なくとも一方によって自動変速機４を介して駆動輪が駆動されるようになっている。エンジン２は、これに限定されるものではないが、４つの気筒が直列に配置された直列４気筒エンジンであり、エンジン２の出力軸２１であるクランクシャフトが１回転する間に２回のトルク変動が生じることとなる。

エンジン２と自動変速機４との間には、エンジン２とモータ３と自動変速機４とが動力伝達可能に連結された動力伝達装置５が配置されている。

本実施形態に係る動力伝達装置５は、ハウジングとしての変速機ケース１０内に、エンジン２に接続されて駆動源側（図の右側）に配設された入力軸５１と、入力軸５１と平行かつ反駆動源側（図の左側）に配設されると共に自動変速機４に接続された出力軸５２と、入力軸５１及び出力軸５２の軸線上に配設された遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２及び複数のブレーキＢＲ１，ＢＲ２とを有する。遊星歯車機構は、第１プラネタリギヤセット（第１ギヤセット）ＰＧ１と第２プラネタリギヤセット（第２ギヤセット）ＰＧ２とを有し、駆動源側から順に配設されている。

複数のブレーキは、エンジン２を変速機ケース１０に対して断接する第１ブレーキＢＲ１と、後述のイナーシャ部材Ｉｎを変速機ケース１０に対して断接するイナーシャ用ブレーキとしての第２ブレーキＢＲ２とを有する。変速機ケース１０内において、第１ブレーキＢＲ１は第１ギヤセットＰＧ１の径方向外側に配設され、第２ブレーキＢＲ２は第２ギヤセットＰＧ２の反駆動源側に配設されている。第２ギヤセットＰＧ２の径方向外側には、モータ３が配設されている。

第１及び第２ギヤセットＰＧ１，ＰＧ２は、いずれも、キャリヤに支持されたピニオンがサンギヤとリングギヤに直接噛合するシングルピニオン型である。第１、第２ギヤセットＰＧ１，ＰＧ２はそれぞれ、回転要素として、サンギヤＳ１，Ｓ２と、リングギヤＲ１，Ｒ２と、キャリヤＣ１，Ｃ２とを有している。

動力伝達装置５では、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１と第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２とが常時連結され、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１と第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２とが常時連結されている。

入力軸５１は、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１に常時連結され、出力軸５２は、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１及び第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２に常時連結されている。

第１ブレーキＢＲ１は、変速機ケース１０と入力軸５１及び第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１との間に配設されて、これらを断接するようになっている。第２ブレーキＢＲ２は、変速機ケース１０と第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２は、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１と第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２で構成される第１回転要素Ｘ１と、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１と第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２で構成される第２回転要素Ｘ２と、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１で構成される第３回転要素Ｘ３と、第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２で構成される第４回転要素Ｘ４とを有する。

第１回転要素Ｘ１には出力軸５２を介して自動変速機４が接続され、第２回転要素Ｘ２にはモータ３が接続され、第３回転要素Ｘ３には第１ブレーキＢＲ１と入力軸５１及び後述のダンパ装置６を介してエンジン２が接続され、第４回転要素Ｘ４には第２ブレーキＢＲ２が接続されている。

以上の構成によって、動力伝達装置５は、第１ブレーキＢＲ１、第２ブレーキＢＲ２の締結状態の組み合わせにより、図２に示すように、モータ３のみで走行するＥＶ走行と、ＥＶ走行中にエンジン２を始動させるエンジン始動と、モータ３及びエンジン２で走行するＨＥＶ走行とが選択できるようになっている。図２では、〇印で締結状態が示され、×印で解放状態が示しされている。

具体的には、モータ３のみを駆動源とするＥＶ走行（電気自動車走行）時には、第１ブレーキＢＲ１を締結して、第１ブレーキＢＲ１に連結されている第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１及びエンジン２を固定する。モータ３の駆動力は、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１と、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２に入力される。第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に入力された駆動力はリングギヤＲ１の反力を受けてサンギヤＳ１から出力軸５２を介して自動変速機４に伝達され、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ１に入力されたモータ３の駆動力はキャリヤＣ２から第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１及び出力軸５２を介して自動変速機４に伝達されるようにＥＶ走行用の動力伝達経路が構成されている。なお、ＥＶ走行時、第２ブレーキＢＲ２は解放されているため、第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２は、リングギヤＲ２及びキャリヤＣ２の回転によって決まる回転数で回転している。

ＥＶ走行からエンジン２とモータ３とを駆動源とするＨＥＶ走行（ハイブリッド走行）への切り替える時には、第１ブレーキＢＲ１を解放して、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に入力されたモータ３の駆動力がリングギヤＲ１を介してエンジン２に伝達されて、エンジン２を始動させるようにエンジン始動用の動力伝達経路が構成されている。

エンジン始動後のＨＥＶ走行時には、ＥＶ走行用の動力伝達経路に加えて、第１ブレーキＢＲ１を解放した状態で第２ブレーキＢＲ２を締結して、エンジン２の駆動力が第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１に入力されると共にサンギヤＳ１及び出力軸５２を介して自動変速機４に伝達されるように動力伝達経路が構成されている。

図３は、動力伝達装置５及びその周辺の断面図を示している。図３に示すように、本実施形態においては、エンジン２の出力軸２１には、エンジン２のトルク変動を吸収するためのダンパ装置６が連結されている。ダンパ装置６は、出力軸２１と同一軸線上に配置されると共に、固定して取り付けられている。

モータ３、自動変速機４、動力伝達装置５及びダンパ装置６は、略円筒状に形成された変速機ケース１０内に収容されている。

変速機ケース１０は、ダンパ装置６を内部に収容する円筒状の第１ケース部材１１と、動力伝達装置５及びモータ３を内部に収容する円筒状の第２ケース部材１２及び第３ケース部材１３と、自動変速機４を内部に収容する円筒状の第４ケース部材１４とを有する。

第２ケース部材１２内には動力伝達装置５を構成する第１ギヤセットＰＧ１及び第１ブレーキＢＲ１が収納され、第３ケース部材１３内にはモータ３と動力伝達装置５を構成する第２ギヤセットＰＧ２及び第２ブレーキＢＲ２とが収納されている。

第１ケース部材１１の反駆動源側の端部には、径方向に延びて第２ケース部材１２の駆動源側を閉塞する第１縦壁部１１ａが設けられている。第１縦壁部１１ａの径方向外側の部位には、軸方向に貫通する貫通穴１１ｂが設けられている。第１ケース部材１１は、エンジン２の図示しないシリンダブロックに固定されている。

第２ケース部材１２の駆動源側の端部には、第１ケース部材１１をボルト１１ｃで固定するための軸方向に延びるねじ穴１２ａが設けられている。第１ケース部材１１と第２ケース部材１２とは、第１縦壁部１１ａの駆動源側から貫通穴１１ｂにボルト１１ｃを貫通させると共にねじ穴１２ａに螺合させることで連結されている。

第２ケース部材１２の反駆動源側には、径方向に延びて第３ケース部材１３の駆動源側を閉塞する第２縦壁部１２ｂが設けられている。第２縦壁部は、第１ケース部材１１との連結部よりも径方向内側に延びる第２内側縦壁部１２ｃと、第１ケース部材１１との連結部よりも径方向外側に配置されて径方向に延びる第２外側縦壁部１２ｄとを備え、第２外側縦壁部１２ｄの反駆動源側の端部には軸方向に貫通する貫通穴１２ｅが設けられている。

第３ケース部材１３の反駆動源側には、径方向内側に配置されて径方向に延びて第４ケース部材１４の駆動源側を閉塞する第３縦壁部１３ａと、径方向外側に配置されて径方向に延びて第３ケース部材１３を第４ケース部材１４と連結するための被固定部１３ｂとが設けられている。被固定部１３ｂには、軸方向に貫通する貫通穴１３ｃが設けられている。

第３ケース部材１３の駆動源側の端部には、径方向外側に突出すると共に第２ケース部材１２の貫通穴１２ｅに対応する位置に設けられて内部にねじ穴１３ｅを有する突出部１３ｄが設けられている。第２ケース部材１２と第３ケース部材１３とは、第２外側縦壁部１２ｄの駆動源側から貫通穴１２ｅにボルト１２ｆを貫通させると共にねじ穴１３ｅに螺合させることで連結されている。

第４ケース部材１４の駆動源側の端部には、径方向外側に突出すると共に第３ケース部材１３の貫通穴１３ｃに対応する位置に設けられて内部にねじ穴１４ｂを有する突出部１４ａが設けられている。第３ケース部材１３と第４ケース部材１４とは、駆動源側から貫通穴１３ｃにボルト１３ｆを貫通させると共にねじ穴１４ｂに螺合させることで連結されている。

ダンパ装置６は、エンジン２のトルク変動に起因する振動を抑制するためにエンジン２と動力伝達装置５との間に介設され、エンジン２からの動力が入力されるドライブプレート６１と、ドライブプレート６１の反駆動源側に配置されてドライブプレート６１に固定された保持プレート６２と、ドライブプレート６１と保持プレート６２との間に配置されたドリブンプレート６３とを有している。

ドライブプレート６１とドリブンプレート６３とは、相対回転可能に設けられ、ドライブプレート６１と保持プレート６２との間に周方向の複数の箇所に周方向に沿って配置された弾性部材としてのコイルスプリング６４を介して回転伝達可能に連結されている。

ドライブプレート６１は、駆動源側に配置されてクランクシャフト２１に締結ボルト６５を用いて固定されて径方向に延びている。ドリブンプレート６３には、リベット６６によって連結プレート６７が取り付けられている。連結プレート６７は、ドライブプレート６１の反駆動源側に配置され、径方向内端部が動力伝達装置５の入力軸５１にスプライン嵌合されて連結されている。

ダンパ装置６は、ドライブプレート６１からコイルスプリング６４を介してドリブンプレート６３にエンジン２からの動力が伝達されるときコイルスプリング６４の圧縮によってエンジン２のトルク変動を抑制するようになっている。ダンパ装置６は、エンジン２からの動力をドライブプレート６１、コイルスプリング６４、ドリブンプレート６３及び連結プレート６７を介して動力伝達装置５の入力軸５１に伝達するようになっている。

モータ３は、変速機ケース１０に結合されたモータハウジング３１に固定されたステータ３２と、動力伝達装置５の出力軸５２に結合されたロータ支持部材３４に支持されてステータ３２の径方向内側に配置されたロータ３３とを有している。ステータ３２は、磁性体から成るステータコアにコイルが巻回されて構成されている。ロータ３３は、筒状の磁性体で構成されている。モータ３は、ステータ３２に電力が供給されるとステータ３２に生じる磁力によってロータ３３が回転するようになっている。

自動変速機４は、変速機ケース１０に回転可能に支持された入力軸４０を備えている。自動変速機４はまた、図示されていないが、複数のプラネタリギヤセット（遊星歯車機構）とクラッチやブレーキなどの複数の摩擦締結要素とを有する変速機構と、出力軸とを備えている。前記変速機構は、複数の摩擦締結要素を選択的に締結することにより各プラネタリギヤセットを経由する動力伝達経路を切り換えて車両の運転状態に応じた所定の変速段を達成するように構成されている。

自動変速機４は、エンジン２及びモータ３から駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路を形成し、複数の摩擦締結要素を選択的に締結することにより各遊星歯車機構を経由する動力伝達経路を選択的に切り換えて車両の運転状態に応じた変速段を達成するように構成されている。

動力伝達装置５の入力軸５１は、第１ケース部材１１の第１縦壁部１１ａを貫通すると共に、第１縦壁部１１ａの内端部から軸方向に延びる第１軸方向部１１ｄにベアリングを介して回転可能に支持されている。

入力軸５１の駆動源側の端部は、エンジン２の出力軸２１の反駆動源側の端部に設けられたボス部２２にベアリングを介して回転可能に支持されている。入力軸５１の反駆動源側の端部は、第２ケース部材１２の第２内側縦壁部１２ｃの内端部から軸方向に延びる第２軸方向部１２ｇと軸方向位置がオーバラップする位置まで延びている。

動力伝達装置５の出力軸５２は、入力軸５１の外周側に配置されると共に、入力軸５１にベアリングを介して回転可能に支持されている。動力伝達装置５の出力軸５２の駆動源側の端部の外周側には、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１がスプライン嵌合されている。

出力軸５２の反駆動源側の端部は、第３ケース部材１３の内端部から軸方向に延びる第３軸方向部１３ｇと軸方向位置がオーバラップする位置まで延びている。出力軸５２の内周側には、自動変速機４の入力軸４０がスプライン嵌合されている。動力伝達装置５の入力軸５１と出力軸５２とは、第２ケース部材１２の内周側において軸方向位置がオーバラップしている。

図４～図９を参照しながら、第１ブレーキＢＲ１及び第１ギヤセットＰＧ１の構成について説明する。

図４に示すように第１ブレーキＢＲ１は、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１に結合されたハブ部材４１と、変速機ケース１０より詳しくは第１ケース部材１１の縦壁部１１ａから反駆動源側に突出するようにして設けられたドラム部材４２と、ハブ部材４１とドラム部材４２との間に配置された複数の摩擦板４３と、ハブ部材４１とドラム部材４２とに交互にスプライン嵌合される複数の摩擦板４３と、複数の摩擦板４３の反駆動源側に配置されたピストン４４と、ピストン４４の反駆動源側に設けられた油圧室４５と、リターンスプリング４６とを有している。

第１ブレーキＢＲ１は、油圧室４５に締結用油圧が供給されるときに、ピストン４４が駆動源側に締結方向に移動して複数の摩擦板４３を押圧し、ハブ部材４１とドラム部材４２とを結合することにより、第１ブレーキＢＲ１が締結されるようになっている。

第１ブレーキＢＲ１はまた、油圧室４５から締結用油圧が排出されるときに、ピストン４４がリターンスプリング４６によって反駆動源側に解放方向に移動し、ハブ部材４１とドラム部材４２との結合を解除することにより、第１ブレーキＢＲ１が解放されるようになっている。

ハブ部材４１は、摩擦板４３がスプライン嵌合される内側円筒部４１ａと、内側円筒部４１ａの駆動源側の端部から第１ケース部材１１の第１縦壁部１１ａに沿って径方向内側に延びる円盤部４１ｂとを備える。円盤部４１ｂの内端部は、動力伝達装置５の入力軸５１の外周面に溶接等によって接合されて固定されて、入力軸５１に入力された動力がハブ部材４１に伝達されるようになっている。円盤部４１ｂは、円盤部４１ｂの駆動源側の面と第１縦壁部１１ａの反駆動源側の面との間に配置されたベアリングを介して、第１縦壁部１１ａに回転可能に支持されている。

内側円筒部４１ａの反駆動源側の端部には、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１が溶接等で接合されることによって固定されている。円盤部４１ｂの径方向外側の部位には、外周端部を周方向に複数個所切欠くことで形成された櫛歯部４１ｃが設けられている。櫛歯部４１ｃには、リングギヤＲ１の駆動源側の端部を周方向に複数個所切欠くことで形成された櫛歯部Ｒ１１が係合されている。これにより、入力軸５１とハブ部材４１とリングギヤＲ１とが一体的に回転するようになっている。

ドラム部材４２は、第１縦壁部１１ａから反駆動源側に向かって延びる突出部４２ａによって構成されている。本実施形態においては、突出部４２ａは、図８及び図９に示すように、周方向に略均一に並べて配置される１２個の突出部４２ａを有する。突出部４２ａの内周側には、摩擦板４３がスプライン嵌合されるスプライン部４２ｂが設けられている。突出部４２ａの一部には、ねじ穴４２ｃが設けられている。突出部４２ａの反駆動源側には、油圧室４５を形成するための油圧室構成部材４５ａが配設されている。

油圧室構成部材４５ａは、軸方向に延びる外側軸方向部４５ｂと、外側軸方向部４５ｂの反駆動源側の端部から径方向内側に延びる径方向部４５ｃと、径方向部４５ｃの内端部から駆動源側に向かって軸方向に延びる内側軸方向部４５ｄと、外側軸方向部４５ｂから径方向外側に突出するフランジ部４５ｅとを有する。

フランジ部４５ｅは、ねじ穴４２ｂに対応する周方向位置に複数設けられている（図７参照）。フランジ部４５ｅには、図４に示すように、軸方向に貫通する貫通穴４５ｆが設けられており、油圧室構成部材４５ａは、貫通穴４５ｆにボルト４５ｇを挿通すると共にねじ穴４２ｂに螺合することで変速機ケース１０（突出部４２ａ）に固定されている。

ピストン４４は、複数の摩擦板４３の反駆動源側に配置されて、締結時に摩擦板４３を押圧する円板状の押圧部４４ａと、押圧部４４ａの径方向外側の端部から反駆動源側に延びる第１円筒部４４ｂと、径方向内側の端部から反駆動源側に延びる第２円筒部４４ｃとを有する。

油圧室４５は、径方向部４５ｃの駆動源側の面と、ピストン４４の押圧部４４ａの反駆動源側の面と、外側軸方向部４５ｂの内周面と内側軸方向部４５ｄの外周面とによって形成されている。

油圧室構成部材４５ａのフランジ部４５ｅ内には、図６に示すように、油圧室４５に締結用作動油を供給する締結油路４５ｈが設けられている。図６及び図７に示すように、第２ケース部材１２には、油圧室構成部材４５ａのフランジ部４５ｅに対向する位置で径方向内側に突出するように設けられると共に内部に締結油路１２ｈを備えた連絡部１２ｉが設けられている。第２ケース部材１２の連絡部１２ｉの内周面と、油圧室構成部材４５ａのフランジ部４５ｅの外周面とは、互いに当接し合うように設けられていると共に、第２ケース部材１２の締結油路１２ｈと油圧室構成部材４５ａの締結油路４５ｈとが連通するように配置されている。第２ケース部材１２の締結油路１２ｈは、油圧室構成部材４５ａの締結油路４５ｈとの接続部はシール部材４５ｉによってシールされている。締結油路４５ｈ,１２ｈは、第２ケース部材１２に設けられたバルブボディ接続部１２ｊを介して、バルブボディ（図示せず）に接続されるようになっている。

複数の摩擦板４３は、ハブ部材４１の径方向外側にスプライン嵌合される複数の内側摩擦板４３ａと、ドラム部材４２の径方向内側にスプライン嵌合される複数の外側摩擦板４３ｂとを備える。内側摩擦板４３ａと外側摩擦板４３ｂとは、軸方向に交互に配置されている。

複数の外側摩擦板４３ｂのうち最も駆動源側に位置する駆動源側摩擦板４３ｃは、リテーニングプレートとして機能する。駆動源側摩擦板４３ｃは、外側摩擦板４３ａよりも径方向外側まで延びる複数のスプライン歯４３ｄを有し、ドラム部材４２の突出部４２ａにスプライン嵌合されている。本実施形態においては、駆動源側摩擦板４３ｃの複数のスプライン歯４３ｄは、１０箇所設けられると共に周方向に略均等に並べて配置されている。

駆動源側摩擦板４３ｃのスプライン歯４３ｄは、駆動源側摩擦板４３ｃを除く外側摩擦板４３ｂのスプライン歯４３ｅよりも周方向幅が広くなるように形成されている。駆動源側摩擦板４３ｃのスプライン歯４３ｄは、駆動源側摩擦板４３ｃを除く外側摩擦板４３ｂのスプライン歯４３ｅの歯先に対して、周方向にずれた位置に配置されている。駆動源側摩擦板４３ｃの歯先は、駆動源側摩擦板４３ｃを除く外側摩擦板４３ｂの歯底に対応した周方向位置に配置されている。

複数の摩擦板４３の反駆動源側には、図５に示すように、リターンスプリング４６の反駆動源側の端部を保持するための保持プレート４６ａが配設されている。保持プレート４６ａは、駆動源側摩擦板４３ｃと同様に、駆動源側摩擦板４３ｃを除く外側摩擦板４３ｂよりも径方向外側まで延びる複数のスプライン歯４６ｂを有し、ドラム部材４２の突出部４２ａにスプライン嵌合されている。本実施形態においては、保持プレート４６ａのスプライン歯４６ｂは、駆動源側摩擦板４３ｃのスプライン歯４３ｄに対応させて、１０箇所設けられると共に周方向に略均等に並べて配置されている。

駆動源側スプライン歯４３ｃと保持プレート４６ａとの間には、軸方向に延びるコイルスプリングからなる複数のリターンスプリング４６が周方向に並べて配置されている。

保持プレート４６ａのスプライン歯４６ｂには、駆動源側に円筒状に突出して複数のリターンスプリング４６がそれぞれ装着される複数のスプリングガイド部４６ｃが設けられている。駆動源側摩擦板４３ｃのスプライン歯４３ｄには、反駆動源側に突出して複数のリターンスプリング４６がそれぞれ装着される複数のスプリングガイド部４３ｆが設けられている。複数のリターンスプリング４６は、軸方向及び径方向にオーバラップする位置に配置されている。なお、ドラム部材４２の複数の突出部４２ａの隣接する突出部４２ａ同士が離間する幅は、リターンスプリング４６の径よりも大きくなるように設定されている。

油圧室４５から締結用油圧が排出されるときには、リターンスプリング４６によって、保持プレート４６ａを介してピストン４４を反駆動源側の解放方向に移動させ、ハブ部材４１とドラム部材４２との結合を解除することにより、第１ブレーキＢＲ１が解放されるようになっている。

第１ブレーキＢＲ１の径方向内側には、図４に示すように、第１ギヤセットＰＧ１が配置されている。前述のように、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１は、ハブ部材４１と一体的に回転するようになっている。リングギヤＲ１は、リングギヤＲ１の径方向内側に配置されると共にキャリヤＣ１で連結される複数のピニオンギヤＣ１１に噛合されている。ピニオンギヤＣ１１は、ピニオンギヤＣ１１の径方向内側に配置されたサンギヤＳ１に噛合されている。

キャリヤＣ１は、動力伝達部材４７を介してロータ３３に接続されたロータ支持部材３４に連結されている。動力伝達部材４７は、図３に示すように、動力伝達装置５の出力軸５２の外周側に配置されると共に、第２ケース部材１２の第２内側縦壁部１２ｃを軸方向に貫通して、第３ケース部材１３内に延びている。

動力伝達部材４７は、キャリヤＣ１に接続されて径方向に延びるキャリヤ接続部４７ａと、キャリヤ接続部４７ａの径方向内側の端部に設けられたスプライン部にスプライン嵌合されると共に反駆動源側に延びる軸方向部４７ｂと、軸方向部４７ｂの反駆動源側の端部から径方向外側のモータ３に向かって延びるモータ接続部４７ｃとを有する。

動力伝達部材４７は、軸方向部４７ｂの内周面と出力軸５２の外周面との間に配設されたベアリングを介して出力軸５２に対して回転可能に支持されている。動力伝達部材４７はまた、軸方向部４７ｂの外周面と第２ケース部材１２の第２軸方向部１２ｇの内周面との間に配設されたベアリングを介して第２ケース部材１２に対して回転可能に支持されている。

動力伝達部材４７の径方向外側には、軸方向に延びると共にモータ３のロータ支持部材３４の内周面に設けられたスプライン部に嵌合されるスプライン部４７ｄが設けられている。

モータ３のロータ支持部材３４は、軸方向に延びる円筒部３４ａと、円筒部３４ａの駆動源側の端部から径方向内側に延びる円盤部３４ｂとを有する。ロータ３３は、ロータ支持部材３４の円盤部３４ｂの内端部と第２ケース部材１２の軸方向部１２ｇの外周面との間に配設されたベアリングを介して、第２ケース部材１２に対して回転可能に支持されている。

図３に示すように、モータ３の径方向内側には、第２ギヤセットＰＧ２が配置されており、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２の駆動源側の端部と、動力伝達部材４７のスプライン部４７ｄとが溶接等によって接合されている。モータ３（ロータ３３）は、リングギヤＲ２と一体的に回転するようになっている。

リングギヤＲ２は、リングギヤＲ２の径方向内側に配置されると共にキャリヤＣ２で連結される複数のピニオンギヤＣ２１に噛合されている。ピニオンギヤＣ２１は、ピニオンギヤＣ２１の径方向内側に配置されたサンギヤＳ２に噛合されている。

キャリヤＣ２は、径方向内側の端部から反駆動源側に延びる動力伝達部４８を介して動力伝達装置５の出力軸５２に連結されている。動力伝達部４８の内周面に設けられたスプライン部と出力軸５２の外周面に設けられたスプライン部とがスプライン嵌合されて、キャリヤＣ２と出力軸５２とが一体的に回転するようになっている。

サンギヤＳ２には、サンギヤＳ２の反駆動源側に配置された第２ブレーキＢＲ２のハブ部材７１が接続されている。サンギヤＳ２の反駆動源側の端部には、ハブ部材７１の後述する径方向部７１ｂが溶接等によって接続されている。

第２ブレーキＢＲ２は、ハブ部材７１と、変速機ケース１０（より詳しくは第３ケース部材１３の縦壁部１３ａ）から駆動源側に突出するようにして設けられたドラム部材７２と、ハブ部材７１とドラム部材７２との間に配置されて、ハブ部材７１とドラム部材７２とに交互にスプライン嵌合される複数の摩擦板７３と、複数の摩擦板７３の駆動源側に配置されたピストン７４と、ピストン７４の駆動源側に設けられた油圧室７５と、リターンスプリング（図示せず）とを有する。

第２ブレーキＢＲ２は、油圧室７５に締結用油圧が供給されるときに、ピストン７４が反駆動源側に締結方向に移動して複数の摩擦板７３を押圧し、ハブ部材７１とドラム部材７２とを結合することにより、第２ブレーキＢＲ２が締結されるようになっている。

第２ブレーキＢＲ２はまた、油圧室７５から締結用油圧が排出されるときに、ピストン７４がリターンスプリング７６によって駆動源側に解放方向に移動し、ハブ部材７１とドラム部材７２との結合を解除することにより、第２ブレーキＢＲ２が解放されるようになっている。

ハブ部材７１は、摩擦板７３がスプライン嵌合される内側円筒部７１ａと、内側円筒部７１ａの駆動源側の端部から第３ケース部材１３の第３縦壁部１３ａに沿って径方向内側に延びる径方向部７１ｂと、径方向部７１ｂの径方向内端部から駆動源側及び反駆動源側に延びる軸方向部７１ｃとを有する。

軸方向部７１ｃは、駆動源側の内周面と出力軸５２の外周面との間に配置されたベアリングを介して出力軸５２に対して回転可能に支持され、反駆動源側の外周面と第３ケース部材１３の第３軸方向部１３ｇの内周面との間に配置されたベアリングを介して第３ケース部材１３に対して回転可能に支持されている。ハブ部材７１は、第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２と一体的に回転するようになっている。

ドラム部材７２は、図３に示すように、第３縦壁部１３ａから駆動源側に向かって延びる突出部７２ａによって構成されている。本実施形態においては、突出部７２ａは、第１ブレーキＢＲ１同様に、周方向に略均一に並べて配置された複数の突出部７２ａで形成されている。突出部７２ａの内周側には、摩擦板７３がスプライン嵌合されるスプライン部７２ｂが設けられている。突出部７２ａの一部にはねじ穴７２ｃが設けられ、突出部７２ａの駆動源側には油圧室７５を形成するための油圧室構成部材７５ａが配設されている。油圧室構成部材７５ａは、第１ブレーキＢＲ１同様に、油圧室構成部材７５ａに設けられた貫通穴７５ｆにボルト７５ｇを挿通させてねじ穴７２ｃに螺合することで変速機ケース１０（突出部７２ａ）に固定されている。

複数の摩擦板７３は、ハブ部材７１の径方向外側にスプライン嵌合される複数の内側摩擦板７３ａと、ドラム部材７２の径方向内側にスプライン嵌合される複数の外側摩擦板７３ｂとを備える。内側摩擦板７３ａと外側摩擦板７３ｂとは、軸方向に交互に配置されている。

なお、第２ブレーキＢＲ２の詳細構造は、第１ブレーキＢＲ１に対して、締結方向が駆動源側から反駆動源側になること及びハブ部材７１が第２プラネタリギヤＰＧ２のサンギヤＳ２に接続されていることが異なるが、他の構造は第１ブレーキＢＲ１と略同様の構成を有する。したがって、油圧室構成部材４５ａ、ピストン７４、油圧室７５、摩擦板７３の構成については説明を省略する。

図１０から図１２は、第１ギヤセットＰＧ１と第２ギヤセットＰＧ２の６つの回転要素Ｓ１，Ｓ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｒ１，Ｒ２の回転数ωｒ，ωｍ，ωｅ，ωｉの関係を説明する、いわゆる速度線図（共線図）である。周知のように速度線図は、遊星歯車における各回転要素を示す速度軸を各回転要素のギヤ比に応じた間隔をあけて互いに平行に引き、これらの速度軸に直交する基準線（各回転要素の回転数がゼロとなる線）からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図である。本実施形態においては、第１サンギヤＳ１の歯数Ｚｓ１に対するリングギヤＲ１の歯数Ｚｒ１の比（Ｚｓ１／Ｚｒ１）を第１ギヤ比としての遊星歯車比λ１と記し、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚｓ２に対するリングギヤＲ２の歯数Ｚｒ２の比（Ｚｓ２／Ｚｒ１）を第２ギヤ比としての遊星歯車比λ２と記す。

前述のように、本実施形態では、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１と第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２とが機械的に結合されて第１回転要素Ｘ１が構成され、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１と第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２とが機械的に結合されて第２回転要素Ｘ２が構成され、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１によって第３回転要素Ｘ３が構成され、第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２によって第４回転要素Ｘ４が構成されている。言い換えると、動力伝達装置５は、複数の回転要素として第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を備える。

図１０のように、本実施形態における動力伝達装置５の第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を速度線図上に示すと、第１及び第２ギヤセットＰＧ１，ＰＧ２の関係から、一方の端から順番に第１回転要素Ｘ１、第２回転要素Ｘ２、第３回転要素Ｘ３とし、第１回転要素Ｘ１よりも一方側の端側に第４回転要素Ｘ４が配置される。本実施形態ではまた、図１０に示すように、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４は、遊星歯車機構の特性から、速度線図上での互いの回転数が、第４回転要素Ｘ４、第１回転要素Ｘ１、第２回転要素Ｘ２、第３回転要素Ｘ３の順に同一直線上に並ぶように構成されている。

第４回転要素Ｘ４（第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２）及びサンギヤＳ２に連結されている第２ブレーキＢＲ２のハブ部材７１は、第３回転要素Ｘ３に接続されているエンジン２の回転変動によって、第２回転要素Ｘ２に接続されているモータ３の回転を変動させづらくするためのイナーシャ部材Ｉｎとして機能する。

図１０～図１３を参照しながら、図１に示す動力伝達装置５を備えたハイブリッド車両１が緩やかに加速しながらＥＶ走行モードで走行中を例に、本実施形態によるエンジン始動方法を実行する場合の作用について説明する。

図１０の実線９１は、モータ３のみを動力源として走行するＥＶ走行が可能な走行モードであるＥＶ走行モードでの各回転要素Ｘ１～Ｘ４の相対速度の一例を示している（図１３の時点ｔ２以前の状態）。図１１の実線９３は、ＥＶ走行モードからモータ３及びエンジン２を駆動源として走行するハイブリッド走行が可能な走行モードであるＨＥＶ走行モードに切り替えるためにエンジン２を始動させる際のエンジン始動時における各回転要素Ｘ１～Ｘ４の相対速度の一例を示している（図１３の時点ｔ２から時点ｔ３までの期間の所定の時点）。図１１の破線９５は、エンジン２の完爆（時点ｔ２）後から第２ブレーキＢＲ２締結時点ｔ５に至るまでの間でエンジン２の回転数の上昇に伴って第１～第４回転要素Ｘ１～Ｘ４の回転数が一定となる状態を示している。図１２の実線９６は、ＨＥＶ走行モードにおける各回転要素Ｘ１～Ｘ４の相対速度の一例を示している（図１３の時点ｔ５以降の状態）。図１３は、ハイブリッド車両１がＥＶ走行からエンジン２を始動してＨＥＶ走行に移行する場合における動作タイムチャートである。

図１３は、第１ブレーキＢＲ１を締結し、第２ブレーキＢＲ２を解放し、モータ３を駆動させてＥＶ走行中に、停止しているエンジン２を始動させるときにおける、エンジン２の出力軸２１に接続される動力伝達装置５の入力軸５１（第３回転要素Ｘ３）と、モータ３（第２回転要素Ｘ２）と、自動変速機４の入力軸４０に接続される動力伝達装置５の出力軸５２（第１回転要素Ｘ１）と、イナーシャ部材Ｉｎ（第４回転要素Ｘ４）についてのトルクＴｅ，Ｔｍ，Ｔｒ，Ｔｉと回転数ωｅ，ωｍ，ωｒ，ωｉ、及び、第１ブレーキＢＲ１と第２ブレーキＢＲ２の締結容量を示すタイムチャートである。

ＥＶ走行中の時点ｔ２以前では、第１ブレーキＢＲ１が締結され、第２ブレーキＢＲ２が完全解放されると共に、エンジン２が停止状態とされ、モータ３は、ＥＶ走行するために必要な変速機トルクが出力されるように制御される。これにより、図１０の実線９１で示されるように、エンジン２に接続された第３回転要素Ｘ３の回転数（以下、エンジン回転数ともいう）ωｅ＝０と、車両を走行させるためのモータ３に接続された第２回転要素Ｘ２の回転数ωｍ（以下、モータ回転数ともいう）とから、自動変速機４に接続された第１回転要素Ｘ１の回転数ωｒ（以下、変速機回転数ともいう）及び第４回転要素Ｘ４の回転数ωｉ（以下、イナーシャ回転数ともいう）が決まる。なお、時点ｔ１は、ＥＶ走行状態において、運転者によるアクセル操作によりアクセル開度が増大された時点を示し、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間はＥＶ走行によって加速が可能な期間を示している。

時点ｔ２は、アクセル開度から求められる運転者の加速要求（要求トルク）が所定値（例えば、ＥＶ走行可能なトルクの上限値）を上回り、車両をＥＶ走行からＨＥＶ走行に移行させるためにエンジン２の始動要求があった時点を示している。

時点ｔ２に示すように、ＥＶ走行からＨＥＶ走行に移行する際には、第１ブレーキＢＲ１の締結によって停止状態とされていたエンジン２を始動させるために、第１ブレーキＢＲ１が解放される。第１ブレーキＢＲ１が解放されると、モータ３のトルクがエンジン２の出力軸２１に伝達され始める。

このとき、モータ３がエンジン２エンジン２をクランキングするためのトルクを出力すると、ｔ２時点からエンジン２が完爆する時点ｔ３までの期間においては、エンジン２の回転が次第に増大する（図１１の実線９３）と共に、エンジン２が回転することに伴うフリクショントルクやイナーシャトルクなどが発生し、エンジン２のトルクは負トルクとなる（図１３矢印ａ２）。

モータ３の回転数は、時点ｔ２から時点ｔ３の期間では、車両の車速に応じた回転数に維持され、モータ３のトルクは、クランキングに要するトルク分、変化する。そのため、エンジン２をクランキングすることに伴うフリクショントルクやイナーシャトルクなどによって駆動力が低下することがあり、その場合にはモータ３のトルクはフリクショントルクやイナーシャトルクなどに応じて増大される（図１３矢印ａ３）。

このとき、図１１の実線９３で示すように、変速機回転数ωｒ及び変速機トルクＴｒを一定に保持したままエンジン回転数ωｅを上昇させるために、モータ回転数ωｍ及びモータトルクＴｍが増大するように制御される。

これにより、例えば、モータ３の出力を一定とし、図１０に仮想線９４で示すように、第１ブレーキＢＲ１を解放してエンジン回転数ωｅを上昇させると、遊星歯車機構の速度線図の特性からモータ回転数ωｍを支点に変速機回転数ωｒが減少することで、加速時における走行状態が保持されず、乗員に違和感を与えることが抑制されている。

クランキング中のエンジン２には、所定のタイミングで燃料が供給されて着火される。時点ｔ３は、エンジン回転数ωｅがアイドル回転数まで上昇されたときなどに完爆された時点を示している。

エンジン２の完爆後には、エンジン２が自らトルクを出力するので、エンジントルクＴｅの増大に合わせてモータトルクＴｍを下げるように、エンジン２とモータ３の協調制御が実行されて、自動変速機４に伝達される変速機トルクＴｒがコントロールされている。

エンジン２の完爆後にはまた、エンジン２の始動によって、エンジン回転数ωｅが上昇すると共にモータ回転数ωｍが上昇し、一定になるように制御された変速機回転数ωｒを支点にイナーシャ回転数ωｉが減少し、図１１の破線９５に示すように、エンジン回転数ωｅが変速機回転数ωｒとモータ回転数ωｍ及びイナーシャ回転数ωｉが一致する状態となる（図１３矢印ａ６）。

第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４が同一回転となる状態を経由した後も、エンジン回転数ωｅ及びモータ回転数ωｍが増大を続け、イナーシャ回転数ωｉは減少を続け、図１２の実線９６で示すように、イナーシャ回転数ωｉ＝０となる時点ｔ４で、第２ブレーキＢＲ２が完全締結されて、エンジン２とモータ３とを駆動源とするＨＥＶ走行状態となる。なお、第２ブレーキＢＲ２は、エンジン２の完爆後から、スリップさせながらイナーシャ回転数ωｉがゼロとなるときに完全締結されるように制御されてもよい。

第２ブレーキＢＲ２の締結によってイナーシャ部材Ｉｎを固定することで、エンジントルクＴｅ及びモータトルクＴｍがイナーシャ部材Ｉｎの反力を介して自動変速機４に伝達される。

図１３の拡大図に破線で示すように、エンジン２の始動時には、トルク変動が生じる。エンジン２とモータ３と自動変速機４とは、遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２で連結されているため、エンジン２のトルク変動が自動変速機４側に伝達される。自動変速機４側に伝達されたトルク変動は引いては車体振動を発生させる場合がある。

これに対して本実施形態は、上述のように第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２に接続されたイナーシャ部材Ｉｎによって、エンジン始動時のトルク変動の自動変速機４側への伝達が抑制できるように構成されている。

図１４を参照しながら、イナーシャ部材Ｉｎを配置することによる作用を説明する。図１４の実線９３は図１１の実線９３と同様に、ＥＶ走行中からＨＥＶ走行に移行する際のエンジン始動時の各回転要素の速度線図を示している。

図１４に示すように、エンジンの回転方向をプラス方向とする場合、エンジン２の始動時のトルク変動によって、第３回転要素Ｘ３にはプラス方向のトルク変動Ｙ１が入力されると、第３回転要素Ｘ３に入力されたトルク変動Ｙ１が、第２回転要素Ｘ２の慣性質量Ｉｍに応じた反力を得て、第１回転要素Ｘ１をマイナス方向に変動させようとするが、本実施形態においては、速度線図上において、第１回転要素Ｘ１の一方側には所定の慣性質量Ｉｉを有する第４回転要素Ｘ４が配置されているので、第１回転要素Ｘ１のマイナス方向へのトルク変動が抑制される。

本実施形態においては、第４回転要素Ｘ４には、第２回転要素Ｘ２及び第２回転要素Ｘ２に連結されるモータ３の慣性質量Ｉｍに釣り合う慣性質量Ｉｉとなるようにハブ部材７１が連結されている。これにより、第４回転要素Ｘ４の回転変動が抑制でき、第１回転要素Ｘ１の一方側に配置されている第４回転要素Ｘ４と、第１回転要素Ｘ１の他方側に配置されている第２回転要素Ｘ２とによって、第１回転要素Ｘ１の回転変動が抑制される。

ここでは、エンジン２のプラス方向のトルク変動時の作用について説明したが、図１４の破線矢印で示すように、エンジン２のマイナス方向のトルク変動時についても同様に、第４回転要素Ｘ４及びハブ部材７１の慣性質量Ｉｉによって、エンジン２の減速側の回転変動による第１回転要素Ｘ１の増速側の回転変動を抑制できる。

イナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉは、モータ３の慣性質量Ｉｍと、変速機４に接続される第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１の歯数Ｚｓ１に対するエンジン２に接続されるリングギヤＲ１の歯数Ｚｒ１の比としての第１ギヤ比（Ｚｓ1/Ｚｒ１）λ１と、第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ３の歯数Ｚｓ２に対するモータ３に接続されるリングギヤＲ１の歯数Ｚｒ２の比（Ｚｓ２／Ｚｒ２）としての第２ギヤ比λ２とによって設定することで、より効果的にエンジン２のトルク変動の変速機４側への伝達が抑制できる。

例えば、イナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉ及び第２ギヤ比λ２は、モータ３の慣性質量Ｉｍと第１ギヤ比λ１との関係に対してつり合うように設定される。イナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉ及び第２ギヤ比λ２は、モータ３の慣性質量Ｉｍと第１ギヤ比λ１との関係のつり合いを数式を用いて説明する。

図１４に示す動力伝達装置５についてプラネタリの基礎式に基づいて示すと、下記の数式（１）及び数式（２）で表すことができる。なお、第１回転要素Ｘ１（変速機４の入力軸４０及び動力伝達装置５の出力軸５２）の角加速度をωｒ´、第２回転要素Ｘ２（モータ３）の角加速度をωｍ´、第３回転要素Ｘ３（動力伝達装置５の入力軸５１）の角加速度をωｅ´、第４回転要素Ｘ４（イナーシャ部材Ｉｎ）の角加速度をωｉ´、第１回転要素Ｘ１のトルクをＴｒ、第２回転要素Ｘ２のトルクをＴｍ、第３回転要素Ｘ３のトルクをＴｅ、第４回転要素Ｘ４のトルクをＴｉで示す。
Ｔｒ＋（Ｔｍ－Ｉｍωｍ´）＋（Ｔｅ－Ｉｅωｅ´）＋（－Ｉｉωｉ´）＝０・・・（１）
（Ｔｍ－Ｉｍωｍ´）＋（λ１＋１）（Ｔｅ－Ｉｅωｅ´）＋（１/λ２）（－Ｉｉωｉ´）＝０・・・（２）

変速機４の角加速度の変動を０（ωｒ´＝０）すると、ωｅ´＝（λ１＋１）ωｍ´、ωｉ´＝（１/λ２）ωｍ´となって、変速機４のトルクは数式（３）となる。
－Ｔｒ＝（（（λ１＋１）λ１）Ｉｅ）＋（１/λ２）（（１/λ２）＋１）Ｉｉ）Ｔｍ＋（－λ１・Ｉｍ＋（１/λ２）（（１/λ２）＋（λ１＋１））Ｉｉ）Ｔｅ）／（Ｉｍ＋（λ１＋１）^２Ｉｅ＋（１/λ２）^２Ｉｉ）・・・（３）

数式（３）のうち、エンジン２のトルク変動に寄与する係数である－λ１・Ｉｍ＋（１/λ２）（（１/λ２）＋（λ１＋１））Ｉｉ＝０にすることで、エンジン２のトルク変動が変速機４側に伝達されることを抑制することができる。すなわち、数式（４）を成立させることで、エンジン２のトルク変動を相殺することができる。
λ１・Ｉｍ＝（１/λ２）・（１/λ２＋（λ１＋１））・Ｉｉ・・・（４）

イナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉ及び第２ギヤ比λ２を、数式（４）を満足するように設定することで、第３回転要素Ｘ３に入力されるエンジン２のトルク変動による変速機４側にトルク変動が伝達されることが抑制できる。

以上の構成のように、エンジン２とモータ３と自動変速機４は、常時噛合っている遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２に連結されているので、第１ブレーキＢＲ１をスリップ制御することなく解放するだけで、モータ３の駆動力をエンジン２に伝達させて、エンジン２を始動させることができる。

例えば、エンジン２とモータ３とを断接するクラッチを備えた動力伝達装置５のように、回転差のあるエンジン２とモータ３とをスリップ制御させながら締結する場合に比べて、モータ３の駆動力のエネルギーロスが抑制される。

また、モータ３が、第２回転要素Ｘ２に接続されているので、モータ３の駆動力を第１回転要素Ｘ１側及び第３回転要素Ｘ３側に効率よく分配することができる。

具体的には、例えば、第２回転要素Ｘ２にエンジン２を接続する場合に、駆動状態を一定としながらエンジン２を始動させようとすると、第１又は第３回転要素Ｘ１，Ｘ３の一方の回転数を一定に保持しながら第２回転要素Ｘ２の回転数を上昇させるためには、第２回転要素Ｘ２にモータ３を接続する場合に比べて、第１又は第３回転要素Ｘ１，Ｘ３の他方に接続されたモータ３の回転数の増大代を大きくする必要がある。

同様に、例えば、第２回転要素Ｘ２に自動変速機４を接続する場合に、駆動状態を一定としながらエンジン２を始動させようとすると、第２回転要素Ｘ２の回転数を一定に保持しながら第１又は第３回転要素Ｘ１，Ｘ３の一方の回転を上昇させるためには、第２回転要素Ｘ２にモータ３を接続する場合に比べて、第１又は第３回転要素Ｘ１，Ｘ３の他方に接続されたモータ３の回転数の増大代を大きくする必要がある。

また、第１回転要素Ｘ１は第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１を有すると共に自動変速機４が接続され、第２回転要素Ｘ２は第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ２を有し、第３回転要素Ｘ３は、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１を有すると共にエンジン２が接続されているので、キャリヤＣ１に入力されたモータ３の回転が、リングギヤＲ１で減速されてエンジン２に伝達されるので、エンジン２がサンギヤＳ１に接続される場合に比べてエンジン２を始動させるためのトルクが得られやすい。

モータ３は、エンジン２と自動変速機４との間で軸方向に並べて配置されているので、モータ３の駆動力は、遊星歯車機構を介してエンジン２及び自動変速機４に伝達されるため、モータ３を、軸方向に並べて配置されたエンジン２と自動変速機４におけるエンジン２の反自動変速機４側の位置や自動変速機４の反エンジン２側の位置に配置される場合に比べて、モータ３とエンジン２及び自動変速機４を接続するための動力伝達経路を短くすることができる。その結果、動力伝達経路を構成する動力伝達部材の長さが短くできるので、動力伝達装置５の軽量化及びコンパクト化が図りやすい。

また、遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２は、速度線図上において、第４回転要素Ｘ４が第１回転要素Ｘ１の一方側に配置されているので、始動時のエンジン２のトルク変動によって、第３回転要素Ｘ３にプラス方向のトルク変動が入力されると、第３回転要素Ｘ３に入力されたトルク変動が、第２回転要素Ｘ２の慣性質量Ｉｍに応じた反力を得て、第１回転要素Ｘ１をマイナス方向に変動させようとするが、第１回転要素Ｘ１の一方側には所定の慣性質量Ｉｉを有する第４回転要素Ｘ４が配置されているので、第１回転要素Ｘ１のマイナス方向へのトルク変動が抑制される。

第４回転要素Ｘ４には、第２回転要素Ｘ２及び第２回転要素Ｘ２に連結されるモータ３の慣性質量Ｉｍに釣り合う慣性質量Ｉｉが設定されているので、第４回転要素Ｘ４の回転変動を抑制できる。これにより、第１回転要素の一方側に配置されている第４回転要素Ｘ４と、第１回転要素Ｘ１の他方側に配置されている第２回転要素Ｘ２とによって、第１回転要素Ｘ１の回転変動が抑制される。

第１～第４回転要素Ｘ１～Ｘ４の各歯数及びモータ３の慣性質量Ｉｍによってイナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉが設定されているので、より効果的に内燃機関のトルク変動を抑制することができる。

イナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉ及び第２ギヤ比λ２を、エンジン２のトルク変動の変速機４側への伝達に寄与するモータ３の慣性質量Ｉｍと第１ギヤ比λ１との関係に対してつり合うように設定するので、より効果的にエンジン２のトルク変動を抑制することができる。

また、ＨＥＶ走行時に締結されるとともに、第４回転要素Ｘ４を変速機ケース１０に対して断接する第２ブレーキＢＲ２を備えているので、ＨＥＶ走行時に、エンジン２と自動変速機４との間で回転数を変化させることができる。これにより、エンジン２と自動変速機４の効率を考慮して、エンジン２の回転を増速又は減速させて自動変速機４側に伝達することができる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

本実施形態のハイブリッド車両１では、ダンパ装置６を搭載する構成を説明したが、ダンパ装置６を搭載しなくてもよい。その場合、エンジン２の出力軸２１が動力伝達装置５の入力軸５１に直接接続される構成にすればよい。

本実施形態のハイブリッド車両１では、自動変速機４を搭載する構成を説明したが、動力伝達装置５に接続される変速機はこれに限られるものではなく、手動変速機、デュアルクラッチ、ＣＶＴ等であってもよい。

本実施形態では、速度線図上において第４回転要素が第１回転要素よりも一方側に配置される構成について説明したが、第４回転要素は第３回転要素よりも他方側に配置されてもよい。この場合、イナーシャ部材Ｉｎの慣性質量Ｉｉ及び第２ギヤ比λ２は、数式（５）を満足するように設定すればよい。
λ1・Ｉｍ＝１／λ２（１／λ２－（１＋λ１））・Ｉｉ・・・（５）
これにより、第３回転要素Ｘ３に入力されるエンジン２のトルク変動による変速機４側にトルク変動が伝達されることが抑制できる。

本実施形態においては、第２ブレーキＢＲ２を締結することでＨＥＶ走行状態を得る構成について説明したが、第２ブレーキＢＲ２に代えて、図１５に示すように、動力伝達装置１０５は、イナーシャ部材Ｉｎと第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２の間に設けられてイナーシャ部材ＩｎとリングギヤＲ２を断接するクラッチＣＬ１を備えてもよい。なお、クラッチＣＬ１は、イナーシャ部材ＩｎとリングギヤＲ２を断接するものに限られるものではなく、第１～第４回転要素のうちのいずれか２つの回転を同期するものであればよい。

本構成によれば、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のいずれか２つの回転要素が締結されると、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の回転数が一致する。これにより、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４にそれぞれ連結されているエンジン２とモータ３と自動変速機４の回転が一致する直結状態でのＨＥＶ走行が可能となる。図１５に示す第１変形例のように、クラッチＣＬ１の締結時、イナーシャ部材Ｉｎ（第４回転要素Ｘ４）と第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２の回転が一致し、遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２の各回転要素が速度線図上で一直線上に並ぶ特性によって、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の回転数が一致する。これにより、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４にそれぞれ連結されている内燃機関と電動機と変速機の回転が一致する直結状態でのＨＥＶ走行が可能となる。

本実施形態においては、動力伝達装置５は、第１ギヤセットＰＧ１と第２ギヤセットＰＧ２を備える構成について説明したが、第１ギヤセットＰＧ１又は第２ギヤセットＰＧ２のいずれか一方を備えると共に、第１ギヤセットＰＧ１又は第２ギヤセットＰＧ２のいずれか一方のキャリヤに支持されるピニオンギヤをステップドピニオンギヤＳＰ１，ＳＰ２で構成すると共に、ステップドピニオンギヤＳＰ１，ＳＰ２に噛合うリングギヤＳＲ２を備えてもよい。

図１６に示す第２変形例のように、動力伝達装置２０５は、第１ギヤセットＰＧ１を備え、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に結合されるピニオンギヤがステップドピニオンギヤＳＰ１，ＳＰ２で構成されている。ステップドピニオンギヤＳＰ１，ＳＰ２は、第１ピニオンＳＰ１と、第２ピニオンＳＰ２とを有している。第１ピニオンＳＰ１と第２ピニオンＳＰ２とは、一体的に形成されている。第１ピニオンＳＰ１と第２ピニオンＳＰ２とは、一体的に同方向に回転するように形成されている。

第２ピニオンＳＰ２は、第１ピニオンＳＰ１と同軸に配置されているとともに、第１ピニオンＳＰ１より大径に形成されている。第２ピニオンＳＰ２は、リングギヤＳＲ２に噛み合う外歯を有している。第１ピニオンＳＰ１は、第２ピニオンＳＰ２と同軸に配置されているとともに、第２ピニオンＳＰ２より小径に形成されている。第１ピニオンＳＰ１は、第１ギヤセットＰＧ１又は第２ギヤセットＰＧ２の一部を構成している。第１ピニオンＳＰ１は、第２ピニオンＳＰ２よりも反駆動源側に配置されている。図１６には、説明のために、第１ピニオンＳＰ１と、第２ピニオンＳＰ２のみを示しているが、第１ピニオンＳＰ１と、第２ピニオンＳＰ２はそれぞれ第１キャリヤＳＣ１と第２キャリヤＳＣ２によって支持されている。

動力伝達装置２０５では、遊星歯車機構ＰＧ１，ＳＣ２，ＳＲ２は、第１キャリヤＳＣ１と第２キャリヤＳＣ２で構成される第１回転要素Ｘ１と、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１で構成される第２回転要素Ｘ２と、第２リングギヤＳＲ２で構成される第３回転要素Ｘ３と、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１ｄ得構成される第４回転要素Ｘ４とを有する。

第１回転要素Ｘ１には出力軸５２を介して自動変速機４が接続され、第２回転要素Ｘ２にはモータ３が接続され、第３回転要素Ｘ３には第１ブレーキＢＲ１と入力軸５１を介してエンジン２が接続され、第４回転要素Ｘ４には第２ブレーキＢＲ２が接続されている。これにより、実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、第２ブレーキＢＲ２に代えて、図１６に仮想線で示すように、動力伝達装置２０５は、イナーシャ部材Ｉｎと第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１の間に設けられてイナーシャ部材ＩｎとリングギヤＲ１を断接するクラッチＣＬ１を備えてもよい。なお、クラッチＣＬ１は、イナーシャ部材ＩｎとリングギヤＲ２を断接するものに限られるものではなく、第１～第４回転要素のうちのいずれか２つの回転を同期するものであればよい。これにより、図１６の下図に示すように、クラッチＣＬ１の締結時、イナーシャ部材Ｉｎ（第４回転要素Ｘ４）と第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２の回転が一致し、遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２の各回転要素が速度線図上で一直線上に並ぶ特性によって、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の回転数が一致する。これにより、第１～第４回転要素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４にそれぞれ連結されているエンジン２とモータ３と自動変速機４の回転が一致する直結状態でのＨＥＶ走行が可能となる。

本実施形態においては、第１ギヤセットＰＧ１と第２ギヤセットＰＧ２を備える構成について説明したが、図１７に示す第３変形例のように、第１ギヤセットＰＧ１又は第２ギヤセットＰＧ２のいずれか一方をのみ備えるように構成されてもよい。この場合、キャリヤＣ１と入力軸５１とを断接するクラッチＣＬ１を設けると共に、ＨＥＶ走行時にクラッチＣＬ１を締結するように構成されてもよい。

本構成によれば、スリップ制御することなくエンジン２を始動させつつ、図１７の下図の破線で示すように、ＨＥＶ走行時に第１～３回転要素のいずれか２つの回転要素（本実施形態においては、キャリヤＣ１とリングギヤＲ１）が締結されることで、第１～第３回転要素の回転数が一致させて、第１～第３回転要素にそれぞれ連結されているエンジン２とモータ３と自動変速機４の回転が一致する直結状態でのＨＥＶ走行が可能となる。

以上のように、本発明によれば、ＥＶ走行中における内燃機関の始動時にスリップ制御によるエネルギーロスを抑制できる動力伝達装置が搭載されるハイブリッド車両において好適に利用される可能性がある。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン（内燃機関）
３ モータ（電動機）
４ 自動変速機（変速機）
５ 動力伝達装置
１０ 変速機ケース（ハウジング）
ＢＲ１ 第１ブレーキ（ブレーキ）
ＢＲ２ イナーシャ用ブレーキ（第２ブレーキ）
Ｃ１ キャリヤ
ＣＬ１ クラッチ
ＰＧ１ 第１プラネタリギヤセット
ＰＧ２ 第２プラネタリギヤセット
Ｒ１ リングギヤ
Ｓ１ サンギヤ
Ｘ１ 第１回転要素
Ｘ２ 第２回転要素
Ｘ３ 第３回転要素
Ｘ４ 第４回転要素

Claims (4)

1. 内燃機関と、電動機と、変速機とを遊星歯車機構で連結するように構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
   前記内燃機関をハウジングに対して断接するブレーキを有し、
   前記電動機のみを駆動源とするＥＶ走行時に前記ブレーキを締結し、
   前記ＥＶ走行から前記内燃機関と前記電動機とを駆動源とするＨＥＶ走行への切り替え時に前記ブレーキを解放すると共に前記内燃機関を始動させるように構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置。
2. 前記遊星歯車機構は、少なくとも３個の回転要素を有し、
   前記回転要素の回転数を幾何学的に表す速度線図上に、前記回転要素を表すと共に縦に延びる速度軸を、前記遊星歯車機構の歯数比に応じた間隔で一方の端から他方の端へ向かって横軸に沿って並べ、前記一方の端から順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、
   前記電動機が、前記第２回転要素に接続された請求項１に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
3. 前記第１回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギヤで構成されると共に前記変速機が接続され、
   前記第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリヤで構成されると共に前記電動機が接続され、
   前記第３回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギヤで構成されると共に前記内燃機関が接続された請求項２に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
4. 前記電動機は、前記内燃機関と前記変速機との間で軸方向に並べて配置されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。

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