JP5915668B2 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。

従来、変速機構を備えたハイブリッド車両が公知である。例えば、特許文献１には、内燃機関の回転を変速して動力分配機構へ伝達する変速機構と、内燃機関からの動力を変速機構に伝達する第１伝達軸と、変速機構から出力された動力を動力分配機構へ伝達する第２伝達軸とを備えたハイブリッド車の駆動装置の技術が開示されている。上記特許文献１の変速機構は、２組の遊星歯車機構が組み合わされた差動機構と、差動機構のリングギアＲ１の回転を停止可能な第１ブレーキと、リングギアＲ２の回転を停止可能な第２ブレーキと、第１伝達軸からリングギアＲ１への動力伝達を断続するクラッチとを有している。

特開２００９−１９０６９４号公報

機関の回転を変速可能な機構を備えたハイブリッド車両において、駆動装置を簡素化できることが望ましい。例えば、構成が簡素で、かつ２つの回転電機を動力源とする走行を実現できることが好ましい。

本発明の目的は、機関の回転を変速すること、および２つの回転電機を動力源とする走行が可能であり、かつ構成が簡素なハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。

本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、機関が出力した動力を第一回転電機側と駆動輪側とに分配する動力分配機構と、動力伝達経路で前記機関と前記動力分配機構との間に設けられた変速機構と、規制装置と、前記変速機構を、前記機関と前記動力分配機構とを動力伝達可能に接続する接続状態と、前記機関と前記動力分配機構とを動力伝達不能に遮断する中立状態とに切り替える切替装置とを備え、前記動力分配機構は、一つの遊星歯車機構からなり、前記変速機構の出力要素に連結された第一回転要素と、前記第一回転電機に連結された第二回転要素と、第二回転電機および前記駆動輪側に動力を出力する第三回転要素とを有し、前記変速機構は、一つの遊星歯車機構からなり、前記出力要素を含む三つの回転要素を有し、前記切替装置は、前記変速機構の回転要素同士を一体回転させる係合状態あるいは当該回転要素同士の相対回転を許容する開放状態に切り替わるクラッチと、前記変速機構の回転要素の回転を規制するブレーキとを有し、前記規制装置は、前記動力分配機構の差動を規制する状態と、前記動力分配機構の差動を許容する状態とを切り替え、前記規制装置によって前記動力分配機構の差動を規制し、かつ前記変速機構を前記中立状態として、前記第一回転電機および前記第二回転電機を動力源として走行する所定モードを有することを特徴とする。

上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記所定モードで走行中に前記機関を始動する場合、前記変速機構を前記接続状態に切り替えて前記機関を回転させることが好ましい。

上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記変速機構と前記動力分配機構とを同時に変速させることが好ましい。

上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記変速機構と前記動力分配機構とを同時に変速させるときに、前記変速機構および前記動力分配機構の一方の変速比を増加させ、他方の変速比を減少させることが好ましい。

上記ハイブリッド車両用駆動装置において、更に、前記第一回転要素の回転を規制可能な第二規制装置を備えることが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置によれば、簡素な構成で、機関の走行中に変速をすること、および２つの回転電機を動力源として走行することを実現できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図２は、実施形態に係る車両の入出力関係図である。 図３は、実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図である。 図４は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。 図５は、第二遊星歯車機構の差動が規制された両モータＥＶモードに係る共線図である。 図６は、第一遊星歯車機構の回転がロックされた両モータＥＶモードに係る共線図である。 図７は、ロー状態のＨＶ走行モードに係る共線図である。 図８は、ハイ状態のＨＶ走行モードに係る共線図である。 図９は、実施形態に係る理論伝達効率線を示す図である。 図１０は、実施形態のエンジン始動制御に係るフローチャートである。 図１１は、実施形態のエンジン始動制御に係るタイムチャートである。 図１２は、実施形態の第１変形例に係る車両のスケルトン図である。 図１３は、実施形態の第２変形例に係る車両のスケルトン図である。 図１４は、実施形態の第３変形例に係る車両のスケルトン図である。 図１５は、実施形態の第４変形例に係る車両のスケルトン図である。

以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図１１を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両のスケルトン図、図２は、実施形態に係る車両の入出力関係図である。

本実施形態に係る車両１００は、動力源としてエンジン１、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。図１および図２に示すように、車両１００は、エンジン１、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、差動部クラッチＣＬ０、変速部クラッチＣＬ１、変速部ブレーキＢＫ１、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０を含んで構成されている。

また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、差動部クラッチＣＬ０を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、更に、各ＥＣＵ５０，６０，７０等の制御装置や、変速部クラッチＣＬ１、変速部ブレーキＢＫ１等を含んで構成されてもよい。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両あるいはＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両等に適用可能である。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両１００に搭載される。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１では、第一遊星歯車機構１０、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を含んで変速部が構成されている。また、第二遊星歯車機構２０および差動部クラッチＣＬ０を含んで差動部が構成されている。

エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、入力軸２と接続されている。入力軸２は、動力伝達装置の入力軸である。動力伝達装置は、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、各クラッチＣＬ０，ＣＬ１、変速部ブレーキＢＫ１、差動装置３０等を含んで構成されている。入力軸２は、エンジン１の出力軸と同軸上かつ出力軸の延長線上に配置されている。入力軸２は、第一遊星歯車機構１０の第一キャリア１４と接続されている。

本実施形態の第一遊星歯車機構１０は、エンジン１と接続され、エンジン１の回転を変速して出力可能な動力伝達機構に対応している。ここでは、動力伝達機構の一例として差動機構である第一遊星歯車機構１０が示されている。第一遊星歯車機構１０は、第一差動機構として車両１００に搭載されている。第一遊星歯車機構１０は、第二遊星歯車機構２０よりもエンジン１側に配置された入力側差動機構である。第一遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、第一サンギア１１、第一ピニオンギア１２、第一リングギア１３および第一キャリア１４を有する。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両１００に搭載される。

第一リングギア１３は、第一サンギア１１と同軸上であってかつ第一サンギア１１の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア１２は、第一サンギア１１と第一リングギア１３との間に配置されており、第一サンギア１１および第一リングギア１３とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア１２は、第一キャリア１４によって回転自在に支持されている。第一キャリア１４は、入力軸２と連結されており、入力軸２と一体回転する。従って、第一ピニオンギア１２は、入力軸２と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第一キャリア１４によって支持されて第一ピニオンギア１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。

変速部クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結可能なクラッチ装置である。変速部クラッチＣＬ１は、例えば、摩擦係合式のクラッチとすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置が変速部クラッチＣＬ１として用いられてもよい。変速部クラッチＣＬ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態の変速部クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結し、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを一体回転させることができる。一方、開放状態の変速部クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを切り離し、第一サンギア１１と第一キャリア１４との相対回転を許容する。なお、変速部クラッチＣＬ１は、半係合状態に制御可能である。

変速部ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を規制することができるブレーキ装置である。変速部ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１に接続された係合要素と、車体側、例えば動力伝達装置のケースと接続された係合要素とを有する。変速部ブレーキＢＫ１は、変速部クラッチＣＬ１と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置が変速部ブレーキＢＫ１として用いられてもよい。変速部ブレーキＢＫ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態の変速部ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを連結し、第一サンギア１１の回転を規制することができる。一方、開放状態の変速部ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを切り離し、第一サンギア１１の回転を許容する。なお、変速部ブレーキＢＫ１は、半係合状態に制御可能である。

本実施形態の第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と駆動輪３２とを接続する差動機構に対応している。第二遊星歯車機構２０は、第二差動機構として車両１００に搭載されている。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０よりも駆動輪３２側に配置された出力側差動機構である。第二遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であり、第二サンギア２１、第二ピニオンギア２２、第二リングギア２３および第二キャリア２４を有する。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構１０を挟んでエンジン１と互いに対向している。

第二リングギア２３は、第二サンギア２１と同軸上であってかつ第二サンギア２１の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア２２は、第二サンギア２１と第二リングギア２３との間に配置されており、第二サンギア２１および第二リングギア２３とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４によって回転自在に支持されている。第二キャリア２４は、第一リングギア１３と接続されており、第一リングギア１３と一体回転する。従って、第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第二キャリア２４によって支持されて第二ピニオンギア２２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。第一リングギア１３は、第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、エンジン１から第一遊星歯車機構１０に入力された回転を第二キャリア２４に出力することができる。第二キャリア２４は、第一遊星歯車機構１０の出力要素に接続された第一回転要素に対応している。

第二サンギア２１には第一回転電機ＭＧ１の回転軸３３が接続されている。第一回転電機ＭＧ１の回転軸３３は、入力軸２と同軸上に配置されており、第二サンギア２１と一体回転する。第二サンギア２１は、第一回転電機ＭＧ１に接続された第二回転要素に対応している。第二リングギア２３には、カウンタドライブギア２５が接続されている。カウンタドライブギア２５は、第二リングギア２３と一体回転する出力ギアである。第二リングギア２３は、第二回転電機ＭＧ２および駆動輪３２に接続された第三回転要素に対応している。第二リングギア２３は、第一回転電機ＭＧ１あるいは第一遊星歯車機構１０から入力された回転を駆動輪３２に出力することができる出力要素である。

本実施形態の差動部クラッチＣＬ０は、第二遊星歯車機構２０の差動を規制する状態と、第二遊星歯車機構２０の差動を許容する状態とを切り替える規制装置に対応している。差動部クラッチＣＬ０は、第二サンギア２１と第二キャリア２４とを連結可能なクラッチ装置である。差動部クラッチＣＬ０は、例えば、摩擦係合式のクラッチとすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置が差動部クラッチＣＬ０として用いられてもよい。差動部クラッチＣＬ０は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。

完全係合状態の差動部クラッチＣＬ０は、第二サンギア２１と第二キャリア２４とを連結し、第二サンギア２１と第二キャリア２４とを一体回転させることができる。完全係合状態の差動部クラッチＣＬ０は、第二遊星歯車機構２０の差動を規制する。一方、開放状態の差動部クラッチＣＬ０は、第二サンギア２１と第二キャリア２４とを切離し、第二サンギア２１と第二キャリア２４との相対回転を許容する。つまり、開放状態の差動部クラッチＣＬ０は、第二遊星歯車機構２０の差動を許容する。なお、差動部クラッチＣＬ０は、半係合状態に制御可能である。

カウンタドライブギア２５は、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。カウンタドリブンギア２６は、カウンタシャフト２７を介してドライブピニオンギア２８と接続されている。カウンタドリブンギア２６とドライブピニオンギア２８とは一体回転する。また、カウンタドリブンギア２６には、リダクションギア３５が噛み合っている。リダクションギア３５は、第二回転電機ＭＧ２の回転軸３４に接続されている。つまり、第二回転電機ＭＧ２の回転は、リダクションギア３５を介してカウンタドリブンギア２６に伝達される。リダクションギア３５は、カウンタドリブンギア２６よりも小径であり、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギア２６に伝達する。

ドライブピニオンギア２８は、差動装置３０のデフリングギア２９と噛み合っている。差動装置３０は、左右の駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。第二リングギア２３は、カウンタドライブギア２５、カウンタドリブンギア２６、ドライブピニオンギア２８、差動装置３０および駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。また、第二回転電機ＭＧ２は、第二リングギア２３と駆動輪３２との動力伝達経路に対して接続されており、第二リングギア２３および駆動輪３２に対してそれぞれ動力を伝達可能である。

第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転電機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。

本実施形態の車両１００では、エンジン１と同軸上に、エンジン１から近い側から順に、変速部ブレーキＢＫ１、変速部クラッチＣＬ１、第一遊星歯車機構１０、カウンタドライブギア２５、第二遊星歯車機構２０および第一回転電機ＭＧ１が配置されている。また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、入力軸２と、第二回転電機ＭＧ２の回転軸３４とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。

図２に示すように、車両１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０を有する。各ＥＣＵ５０，６０，７０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００全体を統合制御する機能を有している。ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０と電気的に接続されている。

ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２を制御することができる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、例えば、第一回転電機ＭＧ１に対して供給する電流値を調節し、第一回転電機ＭＧ１の出力トルクを制御すること、および第二回転電機ＭＧ２に対して供給する電流値を調節し、第二回転電機ＭＧ２の出力トルクを制御することができる。

エンジン＿ＥＣＵ７０は、エンジン１を制御することができる。エンジン＿ＥＣＵ７０は、例えば、エンジン１の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジンの点火制御を行うこと、エンジン１に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。エンジン＿ＥＣＵ７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１の出力トルクを制御することができる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、第一回転電機ＭＧ１の回転数、第二回転電機ＭＧ２の回転数、動力伝達装置の出力軸の回転数、バッテリ状態ＳＯＣ等を取得することができる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、取得する情報に基づいて、車両１００に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、算出した要求値に基づいて、第一回転電機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第二回転電機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して出力する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジントルクの指令値をエンジン＿ＥＣＵ７０に対して出力する。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、後述する走行モード等に基づいて、差動部クラッチＣＬ０、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１をそれぞれ制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、差動部クラッチＣＬ０に対する供給油圧の指令値（ＰｂＣＬ０）、変速部クラッチＣＬ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＣＬ１）および変速部ブレーキＢＫ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＢＫ１）をそれぞれ出力する。図示しない油圧制御装置は、各指令値ＰｂＣＬ０，ＰｂＣＬ１，ＰｂＢＫ１に応じて差動部クラッチＣＬ０、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１に対する供給油圧をそれぞれ制御する。

図３は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１の作動係合表を示す図である。車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて、更に第二回転電機ＭＧ２を動力源としてもよい。

ＥＶ走行は、第一回転電機ＭＧ１あるいは第二回転電機ＭＧ２の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、ＥＶ走行モードとして、第二回転電機ＭＧ２を単独の動力源として車両１００を走行させる単独モータＥＶモードと、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２を動力源として車両１００を走行させる両モータＥＶモードを有する。

図３の係合表において、差動部クラッチＣＬ０の欄、変速部クラッチＣＬ１の欄および変速部ブレーキＢＫ１の欄の丸印は、係合を示し、空欄は開放を示す。また、三角印は、係合／開放のいずれであっても実行可能なことを示す。単独モータＥＶモードは、差動部クラッチＣＬ０を開放して行われるものであり、例えば、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を共に開放して実行される。図４は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。共線図において、符号Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１は、それぞれ第一サンギア１１、第一キャリア１４、第一リングギア１３を示し、符号Ｓ２，Ｃ２，Ｒ２は、それぞれ第二サンギア２１、第二キャリア２４、第二リングギア２３を示す。

単独モータＥＶモードでは、差動部クラッチＣＬ０、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１が開放している。変速部ブレーキＢＫ１が開放していることで、第一サンギア１１の回転が許容され、変速部クラッチＣＬ１が開放していることで、第一遊星歯車機構１０は差動可能である。差動部クラッチＣＬ０が開放していることで、第二遊星歯車機構２０は差動可能である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ＿ＥＣＵ６０を介して第二回転電機ＭＧ２に正トルクを出力させて車両１００に前進方向の駆動力を発生させる。第二リングギア２３は、駆動輪３２の回転と連動して正回転する。ここで、正回転とは、車両１００の前進時の第二リングギア２３の回転方向とする。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転電機ＭＧ１をジェネレータとして作動させて引き摺り損失を低減させる。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転電機ＭＧ１にわずかなトルクをかけて発電させ、第一回転電機ＭＧ１の回転数を０回転とする。これにより、第一回転電機ＭＧ１の引き摺り損失を低減することができる。

第一リングギア１３は、第二キャリア２４に連れ回り正回転する。第一遊星歯車機構１０では、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１が開放されたニュートラルの状態であるため、エンジン１は連れ回されず、第一キャリア１４は回転を停止する。よって回生量を大きく取ることが可能である。第一サンギア１１は空転して負回転する。なお、第一遊星歯車機構１０のニュートラル（中立）状態は、第一リングギア１３と第一キャリア１４との間で動力が伝達されない状態、すなわちエンジン１と第二遊星歯車機構２０とが切り離され、遮断された状態である。第一遊星歯車機構１０は、変速部クラッチＣＬ１あるいは変速部ブレーキＢＫ１の少なくともいずれか一方が係合していると、エンジン１と第二遊星歯車機構２０とを接続する接続状態となる。

このように、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１は、それぞれ第一遊星歯車機構１０を接続状態と中立状態とに切り替える切替装置としての機能を有している。

単独モータＥＶモードで走行時に、バッテリの充電状態がフルとなり、回生エネルギーが取れない場合が発生し得る。この場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。変速部クラッチＣＬ１あるいは変速部ブレーキＢＫ１を係合することで、エンジン１を駆動輪３２と接続し、エンジンブレーキを駆動輪３２に作用させることができる。図３に三角印で示すように、単独モータＥＶモードで変速部クラッチＣＬ１あるいは変速部ブレーキＢＫ１を係合すると、エンジン１を連れ回し状態とし、第一回転電機ＭＧ１でエンジン回転数を上げてエンジンブレーキ状態とすることができる。

両モータＥＶモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一遊星歯車機構１０の回転をロックし、あるいは第二遊星歯車機構２０の差動を規制する。例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、差動部クラッチＣＬ０を係合することで第二遊星歯車機構２０の差動を規制する。このときに、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１は、それぞれ開放状態とされる。本実施形態では、差動部クラッチＣＬ０を係合し、かつ変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を開放した両モータＥＶモードが所定モードに対応している。

図５は、第二遊星歯車機構２０の差動が規制された両モータＥＶモードに係る共線図である。差動部クラッチＣＬ０が係合することで、第二遊星歯車機構２０の各回転要素の相対回転が規制され、第二サンギア２１、第二キャリア２４および第二リングギア２３は同じ回転数で回転する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２にそれぞれ走行駆動用のトルクを出力させる。

第一回転電機ＭＧ１は、前進時に正トルクを出力して正回転することで、第二リングギア２３から正トルクを出力させることができる。一方、後進時には、第一回転電機ＭＧ１は、負トルクを出力して負回転することで、第二リングギア２３から負トルクを出力させることができる。第二遊星歯車機構２０の差動を規制した両モータＥＶモードでは、第一遊星歯車機構１０は中立状態とされる。これにより、エンジン回転数を０にすることができる。変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を開放することで中立状態が実現されるため、エンジン切離し用の専用のクラッチが不要である。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一遊星歯車機構１０の回転をロックして両モータＥＶモードを実行する場合、差動部クラッチＣＬ０を開放させ、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１をそれぞれ係合させる。図６は、第一遊星歯車機構１０の回転がロックされた両モータＥＶモードに係る共線図である。変速部クラッチＣＬ１が係合することで、第一遊星歯車機構１０の差動は規制され、変速部ブレーキＢＫ１が係合することで、第一サンギア１１の回転が規制される。従って、第一遊星歯車機構１０の全回転要素の回転が停止する。

出力要素である第一リングギア１３の回転が規制されることで、これと接続された第二キャリア２４が０回転にロックされる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２にそれぞれ走行駆動用のトルクを出力させる。第二キャリア２４は、回転が規制されていることで、第一回転電機ＭＧ１のトルクに対して反力を取り、第一回転電機ＭＧ１のトルクを第二リングギア２３から出力させることができる。第一回転電機ＭＧ１は、前進時に負トルクを出力して負回転することで、第二リングギア２３から正のトルクを出力させることができる。一方、後進時には、第一回転電機ＭＧ１は、正トルクを出力して正回転することで、第二リングギア２３から負のトルクを出力させることができる。

ＨＶ走行では、差動部としての第二遊星歯車機構２０は作動状態を基本とし、変速部の第一遊星歯車機構１０は、ロー／ハイの切り替えがなされる。図７は、ロー状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶローモード」とも記載する。）に係る共線図、図８は、ハイ状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶハイモード」とも記載する。）に係る共線図である。

ＨＶローモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１を係合し、変速部ブレーキＢＫ１を開放する。変速部クラッチＣＬ１が係合することにより、第一遊星歯車機構１０は差動が規制され、各回転要素１１，１３，１４が一体回転する。従って、エンジン１の回転は増速も減速もされず、等速で第一リングギア１３から第二キャリア２４に伝達される。

一方、ＨＶハイモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１を開放し、変速部ブレーキＢＫ１を係合する。変速部ブレーキＢＫ１が係合することにより、第一サンギア１１の回転が規制される。よって、第一遊星歯車機構１０は、第一キャリア１４に入力されたエンジン１の回転が増速されて第一リングギア１３から出力されるオーバドライブ（ＯＤ）状態となる。このように、第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を増速して出力することができる。オーバドライブ時の変速比は、例えば、０．７とすることができる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、高車速ではＨＶハイモードを選択し、中低車速ではＨＶローモードを選択する。本実施形態では、ＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えによりエンジン１の回転を変速して出力することで、後述するメカニカルポイントが２つとなり、燃費を向上させることができる。図９は、本実施形態に係る理論伝達効率線を示す図である。

図９において、横軸は変速比、縦軸は理論伝達効率を示す。ここで、変速比とは、遊星歯車機構１０，２０の出力側回転数に対する入力側回転数の比（減速比）であり、例えば、第二リングギア２３の回転数に対する第一キャリア１４の回転数の比を示す。横軸において、左側が変速比の小さいハイギア側であり、右側が変速比の大きいローギア側となる。理論伝達効率は、遊星歯車機構１０，２０に入力される動力が電気パスを介さずに機械的な伝達によって全てカウンタドライブギア２５に伝達される場合に最大効率１．０となる。

図９に示す曲線は、ＨＶハイモードとＨＶローモードとを適宜切り替えた場合のＨＶ走行モードの理論伝達効率線である。例えば、同じ変速比においてＨＶハイモードとＨＶローモードのいずれか高効率のモードが選択される。相対的に右側がＨＶローモード時の理論伝達効率線であり、左側がＨＶハイモード時の理論伝達効率線である。ＨＶローモードの伝達効率は、変速比γ１において最大効率となる。変速比γ１では、第一回転電機ＭＧ１（第二サンギア２１）の回転数が０となる。このため、変速比γ１では、第一回転電機ＭＧ１が反力を受けることによる電気パスは０であり、機械的な動力の伝達のみによってエンジン１からカウンタドライブギア２５に動力を伝達することができる。この変速比γ１は、オーバドライブ側の変速比、すなわち１よりも小さな変速比である。本明細書では、この変速比γ１を「第一機械伝達変速比γ１」とも記載する。

ＨＶハイモードの理論伝達効率は、変速比γ２において最大効率となる。ＨＶハイモードでは、変速比γ２において第一回転電機ＭＧ１（第二サンギア２１）の回転数が０となり、機械的な動力の伝達のみによってエンジン１からカウンタドライブギア２５に動力を伝達することができる。この変速比γ２は、第一機械伝達変速比γ１よりもハイギア側の変速比である。本明細書では、この変速比γ２を「第二機械伝達変速比γ２」とも記載する。

ＨＶ走行モードの理論伝達効率は、変速比が第一機械伝達変速比γ１よりもローギア側の値となるに従い低下する。また、ＨＶ走行モードの理論伝達効率は、変速比が第二機械伝達変速比γ２よりもハイギア側の値となるに従い低下する。ＨＶ走行モードの理論伝達効率は、第一機械伝達変速比γ１と第二機械伝達変速比γ２との間の変速比の領域では、低効率側に湾曲している。

このように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、変速比１よりもハイギア側に２つのメカニカルポイントを有する。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、第一遊星歯車機構１０と変速部クラッチＣＬ１と変速部ブレーキＢＫ１とを含む変速部を有することで、エンジン１が第二キャリア２４に直接連結される場合のメカニカルポイント（第一機械伝達変速比γ１）よりもハイギア側に第２のメカニカルポイント（第二機械伝達変速比γ２）を発生させることができる。従って、ハイギア動作時の伝達効率を向上させることができる。つまり、高速走行時の伝達効率向上による燃費の向上を図ることができるハイブリッドシステムを実現できる。

ＨＶ走行モードにおいて、第二遊星歯車機構２０が非差動のロック状態とされてもよい。この場合、差動部クラッチＣＬ０が係合される。第二遊星歯車機構２０の差動が規制されると、第二サンギア２１と第二キャリア２４と第二リングギア２３とが一体回転する。このため、第二キャリア２４から第二リングギア２３への動力伝達のために第一回転電機ＭＧ１によって反力を受ける必要がなく、電気パスを発生させずにＨＶ走行することができる。第二遊星歯車機構２０を非差動の状態としたＨＶ走行でも、高車速時には第一遊星歯車機構１０をハイ状態とし、中低車速時には第一遊星歯車機構１０をロー状態とすることができる。このようにＨＶハイモードとＨＶローモードとを切り替えて走行することで、エンジン動作点の移動が低減され燃費の低下が抑制される。

第二遊星歯車機構２０が非差動状態であるため、第一回転電機ＭＧ１は、アシスト用（モータ）にも回生用（ジェネレータ）にも利用できる。従って、第二遊星歯車機構２０を非差動としたＨＶ走行モードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、両方の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２をアシスト用にも回生用にも必要に応じて使い分けることができる。

ＨＶ走行モードの後進時には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転電機ＭＧ１をジェネレータとし、第二回転電機ＭＧ２をモータとして負回転させる。バッテリからの電力供給を受けることができる場合、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第二回転電機ＭＧ２を単独で負回転させて後進走行させてもよく、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２の両駆動で車両１００を後進させてもよい。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えを行う場合、第一遊星歯車機構１０と第二遊星歯車機構２０とを同時に変速させる協調変速制御を実行する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、協調変速制御において、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０の一方の変速比を増加させ、他方の変速比を減少させる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶハイモードからＨＶローモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構２０の変速比をハイギア側に変化させる。これにより、車両１００のエンジン１から駆動輪３２までの全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。エンジン１から駆動輪３２までの変速比の変化が抑制されることで、変速に伴うエンジン回転数の調節量を低減させ、あるいはエンジン回転数の調節を不要とすることができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、車両１００全体での変速比をロー側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を協調して変速させる。

一方、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶローモードからＨＶハイモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構２０の変速比をローギア側に変化させる。これにより、車両１００全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、車両１００全体での変速比をハイ側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を協調して変速させる。

第二遊星歯車機構２０の変速比の調節は、例えば、第一回転電機ＭＧ１の回転数の制御によって行われる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、入力軸２とカウンタドライブギア２５との間の変速比を無段階に変化させるように第一回転電機ＭＧ１を制御する。これにより、遊星歯車機構１０，２０、第一回転電機ＭＧ１、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を含む全体、すなわち差動部と変速部を含む変速装置が電気的無段変速機として作動する。

（エンジン始動制御）
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１のエンジン始動制御について説明する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに移行する場合、停止していたエンジン１を始動する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、単独モータＥＶモードからエンジン１を始動する場合、第一回転電機ＭＧ１によってエンジン１を回転させ、エンジン１を始動する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、両モータＥＶモードからエンジン１を始動する場合、第一遊星歯車機構１０を中立状態から接続状態に切り替え、両モータ駆動を維持したままでエンジン１を始動することができる。

図１０を参照して、エンジン始動制御について説明する。図１０は、本実施形態のエンジン始動制御に係るフローチャート、図１１は、本実施形態のエンジン始動制御に係るタイムチャートである。図１１において、（ａ）はエンジン回転数、（ｂ）はＭＧ１トルク、（ｃ）は第一回転電機ＭＧ１の回転数、（ｄ）はＭＧ２トルク、（ｅ）は第二回転電機ＭＧ２の回転数、（ｆ）は変速部クラッチＣＬ１の油圧、（ｇ）は充電状態ＳＯＣ、（ｈ）はアクセル開度をそれぞれ示す。図１０に示す制御フローは、例えば、ＥＶ走行モードで走行中に実行される。

ステップＳ１０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、充電状態ＳＯＣが閾値Ｓｆ未満であるか否かが判定される。この閾値Ｓｆは、例えば、エンジン１を始動してバッテリを充電する必要があるかを判定するものである。ステップＳ１０の判定の結果、充電状態ＳＯＣが閾値Ｓｆ未満であると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ８０に進む。図１１では、時刻ｔ１に充電状態ＳＯＣが閾値Ｓｆ未満となり、ステップＳ１０で肯定判定がなされる。

ステップＳ２０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、第二回転電機ＭＧ２による単独モータＥＶモードであるか否かが判定される。車両１００に対する要求駆動力が所定値Ｐ１よりも小さい場合、第二回転電機ＭＧ２による単独モータＥＶモードが選択される。一方、要求駆動力が所定値Ｐ１以上である場合、両モータＥＶモードが選択される。ステップＳ２０の判定の結果、単独モータＥＶモードによる走行中であると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）にはステップＳ６０に進む。

ステップＳ３０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、変速部クラッチＣＬ１の係合切り替えがなされる。単独モータＥＶモードでは、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１が共に開放されている場合の他に、変速部クラッチＣＬ１が係合されて変速部ブレーキＢＫ１が開放されている場合、変速部クラッチＣＬ１が開放されて変速部ブレーキＢＫ１が係合されている場合がある。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１を係合し、変速部ブレーキＢＫ１を開放した状態に切り替える。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転電機ＭＧ１の回転数制御によりエンジン始動制御を実施する。変速部クラッチＣＬ１が係合すると、エンジン１は第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２および駆動輪３２と接続され、連れ回される状態となる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、第一回転電機ＭＧ１の回転数制御により第二キャリア２４の回転数を０とし、変速部クラッチＣＬ１を係合させる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１を係合させると、第一回転電機ＭＧ１の回転数制御によってエンジン回転数を上昇させる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジン回転数が所定の回転数まで上昇すると、エンジン１に対して燃料を供給し、点火制御によりエンジン１を始動する。ステップＳ４０が実行されると、ステップＳ５０に進む。

なお、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１を係合させるときに、第二キャリア２４を回転させたままで変速部クラッチＣＬ１に対する供給油圧を徐々に増加させて変速部クラッチＣＬ１をスムーズ係合させることができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１が完全係合した後、あるいは変速部クラッチＣＬ１のクラッチトルク容量を増加させるのと同時に、第一回転電機ＭＧ１の回転数制御により、エンジン回転数を増加させる。

ステップＳ５０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、第二回転電機ＭＧ２の反力トルク制御がなされる。第一回転電機ＭＧ１の回転数制御によりエンジン回転数を上昇させる場合、ＭＧ１トルクによって、第二リングギア２３には始動反力トルクが作用する。この始動反力トルクは、負方向のトルクであり、車両１００の走行駆動力を減少させるトルクである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、始動反力トルクによる駆動力の抜けを抑制するように、第二回転電機ＭＧ２のトルクを正方向に増加させる。すなわち、反力トルク制御は、始動反力トルクをキャンセルするキャンセルトルクを第二回転電機ＭＧ２によって出力させるものである。これにより、エンジン始動時のトルク変動によるドライバビリティの低下が抑制される。ステップＳ５０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ６０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、変速部クラッチＣＬ１の係合切り替えがなされる。第二遊星歯車機構２０を非差動状態とした両モータＥＶモードでは、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１がそれぞれ開放されている。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部クラッチＣＬ１が係合し、変速部ブレーキＢＫ１が開放した状態とする。変速部クラッチＣＬ１が係合することで、第一遊星歯車機構１０は、第一サンギア１１と第一キャリア１４と第一リングギア１３とが一体回転する状態、すなわちエンジン１と第二キャリア２４とが接続された接続状態となる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、変速部クラッチＣＬ１に対する供給油圧を徐々に増加させて変速部クラッチＣＬ１をスリップ係合（スムーズ係合）させる。図１１では、時刻ｔ２にモード切替えが開始されて変速部クラッチＣＬ１に対する供給油圧が上昇し始める。時刻ｔ３に変速部クラッチＣＬ１が係合し、エンジン回転数が上昇し始める。時刻ｔ４にエンジン回転数が所定の回転数まで上昇し、エンジン１の点火が開始される。エンジントルクが出力され始めるので、ＭＧ１トルクは走行駆動用の正トルクから反力受けのための負トルクに切り替えられる。ステップＳ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、ＭＧ２トルク補償制御がなされる。ステップＳ６０で変速部クラッチＣＬ１が係合されると、エンジン回転数を上昇させるイナーシャ分のトルクが消費される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、そのイナーシャ分のトルク低下をＭＧ２トルクによって補償し、アウトプットのトルク低下を抑制する。なお、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２の両方のトルクによってイナーシャ分のトルク低下を補償するようにしてもよい。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ８０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、モータ走行が継続される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジン始動が不要であるため、ＥＶ走行モードによる走行を継続させる。ステップＳ８０が実行されると、本制御フローは終了する。

なお、単独モータＥＶモードからのエンジン始動では、変速部クラッチＣＬ１を係合することに代えて、変速部ブレーキＢＫ１が係合されてもよい。このようにしても、第一遊星歯車機構１０を接続状態としてエンジン回転数を上昇させることが可能である。

ステップＳ６０において、変速部クラッチＣＬ１を係合することに代えて、変速部ブレーキＢＫ１が係合されてもよい。変速部ブレーキＢＫ１が係合することで、第一サンギア１１が反力受けとなってエンジン回転数を上昇させることができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、変速部ブレーキＢＫ１に対する供給油圧を徐々に増加させてエンジン回転数を徐々に上昇させることができる。エンジン始動時に変速部クラッチＣＬ１あるいは変速部ブレーキＢＫ１のいずれを係合するかは、例えば、係合することによるエンジン回転数の上昇量に基づいて決定することができる。エンジン始動のために必要なエンジン回転数の上昇量を満足することができるものを係合させるようにすればよい。

第一遊星歯車機構１０の回転をロックした両モータＥＶモードからエンジン１を始動する場合、ステップＳ６０において変速部ブレーキＢＫ１を開放するようにすればよい。この場合、ステップＳ４０と同様に第一回転電機ＭＧ１の回転数制御によりエンジン始動制御をし、ステップＳ５０と同様に第二回転電機ＭＧ２の反力トルク制御を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、第一遊星歯車機構１０、変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を含む変速部によってＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えが可能であり、車両１００の伝達効率を向上させることができる。また、変速部の後段には、直列に差動部としての第二遊星歯車機構２０が接続されている。第一遊星歯車機構１０がオーバドライブであるため、第一回転電機ＭＧ１を大きく高トルク化しなくてもよいという利点がある。

また、差動部クラッチＣＬ０を係合することで、第二遊星歯車機構２０の差動を規制し、両モータＥＶモードによる走行を可能とできる。差動部クラッチＣＬ０を係合した両モータＥＶモードでは、両モータ駆動を維持したままでエンジン１を始動することが可能である。よって、第一回転電機ＭＧ１の回転数制御によりエンジン始動制御を行う必要がなく、ＥＶ走行領域を拡張することができる。例えば、第一遊星歯車機構１０の回転をロックした両モータＥＶモードでは、第一回転電機ＭＧ１によってエンジン１を始動するときに、ＭＧ１トルクは走行駆動用の負トルクからクランキングのための正トルクに切り替えられる。このＭＧ１トルクの抜けをＭＧ２トルクで補償するためには、ＭＧ２トルクに補償トルク分の余裕を持たせておく必要がある。これに対して、差動部クラッチＣＬ０を係合した両モータＥＶモードでは、ＭＧ１トルクの抜けが発生しないため、高出力側までＥＶ走行領域を拡張することができる。

このように、ＭＧ１トルクの反転など差動部を切り替えることなくエンジン１を始動することができるため、ＭＧ２トルクを増加するだけでアウトプットトルクの低下を抑制することができ、切替えショックが低減される。

本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１のレイアウトでは、第二回転電機ＭＧ２の減速比を大きく取ることができる。また、ＦＦあるいはＲＲレイアウトによりコンパクトな配置を実現できる。

また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、第二遊星歯車機構２０よりもエンジン１側に第一遊星歯車機構１０を含む変速部が設けられているため、変速機全体として変速比幅がワイドになる。よって、差動部から車輪までの変速比を大きく取ることができる。

また、単独モータＥＶモードによる走行中は、変速部の変速部クラッチＣＬ１および変速部ブレーキＢＫ１を開放してニュートラルとすることでエンジン回転数が略０に維持される。よって、エンジン切離し用の専用のクラッチが不要である。

また、ＨＶ走行時に変速部を変速させてＨＶハイモードとＨＶローモードとを切り替えることができる。この変速により、メカニカルポイントが２つ取れることで、高速走行時に適切な変速比を選択することで、動力循環の発生を抑制することができる。また、変速部の変速時に第二遊星歯車機構２０を同時変速させることで、変速比の急激な変化を抑制することができる。

本実施形態の差動部クラッチＣＬ０は、第二サンギア２１と第二キャリア２４とを接続するものであったが、これには限定されない。差動部クラッチＣＬ０は、第二遊星歯車機構２０の各回転要素２１，２３，２４を互いに接続することで第二遊星歯車機構２０の差動を規制できるものであればよい。

本実施形態の変速部クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを接続するものであったが、これには限定されない。変速部クラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の各回転要素１１，１３，１４を互いに接続することで第一遊星歯車機構１０の差動を規制できるものであればよい。また、変速部ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を規制するものには限定されない。変速部ブレーキＢＫ１は第一遊星歯車機構１０の他の回転要素の回転を規制するものであってもよい。

本実施形態では、動力伝達機構および差動機構（出力側差動機構）がそれぞれ遊星歯車機構１０，２０であったが、これには限定されない。動力伝達機構は、他の公知の差動機構や複数のギア比に切り替えることが可能なギア機構であってもよい。また、出力側差動機構として、他の公知の差動機構が用いられてもよい。

動力伝達機構は、例えば、ツインクラッチ式のものであってもよい。例えば、動力伝達機構は、第一のクラッチを介して第一の変速比でエンジン１の回転を第二遊星歯車機構２０に伝達する第一伝達部と、第二のクラッチを介して第二の変速比でエンジン１の回転を第二遊星歯車機構２０に伝達する第二伝達部とを有するものであってもよい。第一の変速比と、第二の変速比とは、異なる。この動力伝達機構は、第一のクラッチあるいは第二のクラッチのいずれかを係合することで、エンジン１から第二遊星歯車機構２０に動力を伝達することができる接続状態となる。また、動力伝達機構は、第一クラッチおよび第二クラッチを共に係合することで出力要素の回転が規制される。また、動力伝達機構は、第一クラッチおよび第二クラッチを共に開放することで、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との動力伝達が不能な中立状態となる。

こうした構成としては、例えば、第二遊星歯車機構２０の入力要素に接続された一つの入力ギアと、この入力ギアにそれぞれ噛み合う第一ギアおよび第二ギアとを有するものがある。第一ギアは第一クラッチを介してエンジン１と接続されており、第二ギアは第二クラッチを介してエンジン１と接続されている。また、第一ギアと第二ギアとは歯数が異なる。第一伝達部は、第一ギア、第一クラッチおよび入力ギアを含んで構成される。第二伝達部は、第二ギア、第二クラッチおよび入力ギアを含んで構成される。第一クラッチが係合されると、第一伝達部によって、第一ギアと入力ギアとのギア比に応じた変速比でエンジン１の回転が第二遊星歯車機構２０に伝達される。第二クラッチが係合されると、第二伝達部によって、第二ギアと入力ギアとのギア比に応じた変速比でエンジン１の回転が第二遊星歯車機構２０に伝達される。また、第一クラッチおよび第二クラッチが共に係合された場合、第一伝達部と第二伝達部とのギア比の異なりにより入力ギアの回転が規制される。なお、第一伝達部および第二伝達部は、更に変速機構を含んでいてもよい。

本実施形態では、第一遊星歯車機構１０に接続される機関がエンジン１であったが、これに代えて、他の公知の機関が第一遊星歯車機構１０に接続されてもよい。

［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。図１２は、第１変形例に係る車両１００のスケルトン図である。本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−２において、上記実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１と異なる点は、差動部ブレーキＢＫ０を備える点である。差動部ブレーキＢＫ０は、第二キャリア２４の回転を規制することができる。差動部ブレーキＢＫ０は、例えば、摩擦係合式のブレーキ装置である。差動部ブレーキＢＫ０は、車体側に接続された係合要素と第二キャリア２４に接続された係合要素とを有する。完全係合状態の差動部ブレーキＢＫ０は、車体側と第二キャリア２４とを連結し、第二キャリア２４の回転を規制する。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、差動部クラッチＣＬ０を係合することに代えて、差動部ブレーキＢＫ０を係合することにより両モータＥＶモードを実現することができる。差動部ブレーキＢＫ０を係合した両モータＥＶモードからエンジン１を始動するときは、差動部ブレーキＢＫ０を開放し、変速部クラッチＣＬ１あるいは変速部ブレーキＢＫ１を係合して、第一回転電機ＭＧ１の回転数制御によりエンジン始動制御を行うことができる。

また、ＨＶ走行モードにおいて、差動部ブレーキＢＫ０を係合することにより、第一回転電機ＭＧ１によって回生を行うことができる。差動部ブレーキＢＫ０が係合して第二キャリア２４が固定されることで、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、両方の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２をアシスト用にも回生用にも必要に応じて使い分けることができる。

差動部ブレーキＢＫ０に代えて、ワンウェイクラッチＦ０が設けられてもよい。ワンウェイクラッチＦ０は、第二キャリア２４の回転を規制することができる。ワンウェイクラッチＦ０は、第二キャリア２４の正回転を許容し、負回転を規制する。ワンウェイクラッチＦ０は、第一回転電機ＭＧ１の出力トルクに対する反力受けとして機能し、ＭＧ１トルクを第二リングギア２３に出力させることができる。第一回転電機ＭＧ１は、負トルクを出力して負回転することにより、第二リングギア２３から前進駆動用の正トルクを出力させることができる。

ワンウェイクラッチＦ０を備える場合、両モータＥＶモードの発進時の油圧供給が不要となる。例えば、差動部クラッチＣＬ０や差動部ブレーキＢＫ０を係合することによって両モータＥＶモードを実施する場合、発進時に電動ポンプ等によって油圧を供給する必要がある。これに対して、ワンウェイクラッチＦ０は、油圧を必要とせず、発進時に自動的に係合して第一回転電機ＭＧ１の反力を受けることができるという利点がある。

差動部ブレーキＢＫ０やワンウェイクラッチＦ０によって両モータＥＶモードを実施する場合、第二遊星歯車機構２０は差動可能な状態であり、第一回転電機ＭＧ１の回転を減速して出力することができる。

後進時には、差動部ブレーキＢＫ０あるいはワンウェイクラッチＦ０によって第二キャリア２４を固定して、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２の両駆動をすることが可能である。

本変形例に係る差動部ブレーキＢＫ０およびワンウェイクラッチＦ０は、第二遊星歯車機構２０の第一回転要素の回転を規制可能な第二規制装置に対応している。なお、両モータＥＶモードに切り替えるための切替え手段は、差動部ブレーキＢＫ０やワンウェイクラッチＦ０には限定されない。切替え手段として、第二キャリア２４（第一回転要素）を固定することができるその他の機構が用いられてもよい。

［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。図１３は、第２変形例に係る車両１００のスケルトン図である。本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−３において、上記実施形態および第１変形例のハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２と異なる点は、差動部が第２軸上、すなわち第二回転電機ＭＧ２と同軸上に配置されている点である。変速部の構成は、上記実施形態および第１変形例の変速部と同様とすることができる。ハイブリッド車両用駆動装置１−３は、ＦＦあるいはＲＲレイアウトに適用可能である。

図１３に示すように、第一回転電機ＭＧ１および第二遊星歯車機構４０は、第二回転電機ＭＧ２と同軸上に配置されている。第二回転電機ＭＧ２と同軸上には、エンジン１に近い側から順に、ドライブピニオンギア２８、第二回転電機ＭＧ２、第二遊星歯車機構４０、カウンタドリブンギア４５、差動部クラッチＣＬ０および差動部ブレーキＢＫ０、第一回転電機ＭＧ１が配置されている。

第二遊星歯車機構４０は、上記実施形態の第二遊星歯車機構２０と同様、シングルピニオン式であり、第二サンギア４１、第二ピニオンギア４２、第二リングギア４３、第二キャリア４４を有する。カウンタドリブンギア４５は、第二キャリア４４に接続されている。カウンタドリブンギア４５は、第一リングギア１３に接続されたカウンタドライブギア１５と噛み合っている。つまり、本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−３では、上記実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１と同様に、第一リングギア１３が第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、第二キャリア４４が第二遊星歯車機構４０の第一回転要素である。

差動部クラッチＣＬ０は、上記実施形態と同様に、第二サンギア４１と第二キャリア４４とを連結可能である。差動部ブレーキＢＫ０は、上記実施形態の第１変形例と同様に、第二キャリア４４の回転を規制することができる。ハイブリッド車両用駆動装置１−３は、差動部ブレーキＢＫ０を備えていなくてもよい。また、差動部ブレーキＢＫ０に代えて、第二キャリア４４の負回転を規制するワンウェイクラッチＦ０が設けられてもよい。

第一回転電機ＭＧ１は、第一サンギア４１に接続されている。第二リングギア４３には、第二回転電機ＭＧ２の回転軸４３が接続されている。つまり、第二遊星歯車機構４０において、第二サンギア４１は第二回転要素に対応し、第二リングギア４３は第三回転要素に対応する。ドライブピニオンギア２８は、第二回転電機ＭＧ２の回転軸３４に配置されている。ハイブリッド車両用駆動装置１−３は、上記実施形態の作動係合表に基づいて制御可能である。また、差動部ブレーキＢＫ０あるいはワンウェイクラッチＦ０を備える場合、上記実施形態の第１変形例と同様の制御が可能である。

本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−３は、ＦＦレイアウトにおいてエンジン１と同軸の第１軸を短くできるという利点がある。また、第２軸に差動部が集中配置された構成となっている。なお、ドライブピニオンギア２８およびデフリングギア２９は、第二遊星歯車機構４０と第二回転電機ＭＧ２との間に配置することも可能である。

［実施形態の第３変形例］
実施形態の第３変形例について説明する。図１４は、第３変形例に係る車両１００のスケルトン図である。本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−４において、上記実施形態および各変形例のハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２，１−３と異なる点は、５軸構成となっており、差動部および第二回転電機ＭＧ２が第３軸に配置されている点である。第２軸および第４軸に接続用のカウンタギア１６，４６が配置されている。カウンタギア１６，４６によって、変速部と差動部との干渉を避け、かつ変速比と回転方向を適切にすることができる。変速部の構成は、上記実施形態および各変形例のハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２，１−３の変速部の構成と同様とすることができる。ハイブリッド車両用駆動装置１−４は、ＦＦあるいはＲＲレイアウトに適用可能である。

図１４に示すように、第一回転電機ＭＧ１および第二遊星歯車機構４０は、第二回転電機ＭＧ２と同軸上に配置されている。第二回転電機ＭＧ２と同軸上には、エンジン１に近い側から順に、第二回転電機ＭＧ２、ドライブピニオンギア２８、第二遊星歯車機構４０、カウンタドリブンギア４５、差動部クラッチＣＬ０および差動部ブレーキＢＫ０、第一回転電機ＭＧ１が配置されている。

第二遊星歯車機構４０は、上記実施形態の第二遊星歯車機構２０と同様、シングルピニオン式であり、第二サンギア４１、第二ピニオンギア４２、第二リングギア４３、第二キャリア４４を有する。カウンタドリブンギア４５は、第二キャリア４４に接続されている。カウンタドリブンギア４５は、カウンタギア１６を介してカウンタドライブギア１５と噛み合っている。カウンタギア１６は、カウンタドライブギア１５およびカウンタドリブンギア４５よりも小径である。カウンタドライブギア１５は、第一リングギア１３と接続されている。本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−４では、上記実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１と同様に、第一リングギア１３が第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、第二キャリア４４が第二遊星歯車機構４０の第一回転要素である。

差動部クラッチＣＬ０は、上記実施形態と同様に、第二サンギア４１と第二キャリア４４とを連結可能である。差動部ブレーキＢＫ０は、上記実施形態の第１変形例と同様に、第二キャリア４４の回転を規制することができる。ハイブリッド車両用駆動装置１−４は、差動部ブレーキＢＫ０を備えていなくてもよい。また、差動部ブレーキＢＫ０に代えて、第二キャリア４４の負回転を規制するワンウェイクラッチＦ０が設けられてもよい。

第一回転電機ＭＧ１は、第一サンギア４１に接続されている。第二リングギア４３には、第二回転電機ＭＧ２の回転軸４３が接続されている。つまり、第二遊星歯車機構４０において、第二サンギア４１は第二回転要素に対応し、第二リングギア４３は第三回転要素に対応する。ドライブピニオンギア２８は、第二回転電機ＭＧ２の回転軸３４に配置されている。ドライブピニオンギア２８は、カウンタギア４６を介してデフリングギア２９と接続されている。カウンタギア４６は、ドライブピニオンギア２８およびデフリングギア２９よりも小径である。

ハイブリッド車両用駆動装置１−４は、上記実施形態の作動係合表に基づいて制御可能である。また、差動部ブレーキＢＫ０あるいはワンウェイクラッチＦ０を備える場合、上記実施形態の第１変形例と同様の制御が可能である。

本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−４は、ＦＦレイアウトにおいてエンジン１と同軸の第１軸を短くできるという利点がある。また、第３軸に差動部が集中配置された構成となっている。

［実施形態の第４変形例］
実施形態の第４変形例について説明する。図１５は、第４変形例に係る車両１００のスケルトン図である。本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−５において、上記実施形態および各変形例のハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２，１−３，１−４と異なる点は、単軸とされた点である。ハイブリッド車両用駆動装置１−５は、ＦＲ（前置きエンジン後輪駆動）車両に適用可能である。

エンジン１と同軸上には、エンジン１に近い側から順に、変速部ブレーキＢＫ１、変速部クラッチＣＬ１、第一遊星歯車機構１０、第一回転電機ＭＧ１、差動部クラッチＣＬ０、第二遊星歯車機構８０、第二回転電機ＭＧ２が配置されている。

変速部の構成は、上記実施形態および各変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２，１−３，１−４の変速部の構成と同様とすることができる。第一回転電機ＭＧ１の回転軸３３は、中空であり、その内部に連結軸８５が挿入されている。連結軸８５は、第一リングギア１３と第二キャリア８４とを接続している。第二遊星歯車機構８０は、上記実施形態の第二遊星歯車機構２０と同様、シングルピニオン式であり、第二サンギア８１、第二ピニオンギア８２、第二リングギア８３および第二キャリア８４を有している。第一リングギア１３は、第一遊星歯車機構１０の出力要素に対応している。また、第二キャリア８４、第二サンギア８１、第二リングギア８３は、それぞれ第二遊星歯車機構８０の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素に対応している。

第二リングギア８３は、第二回転電機ＭＧ２の回転軸３４と接続されている。回転軸３４は、プロペラシャフトである。回転軸３４における第二リングギア８３側と反対側は、図示しない差動装置および駆動軸を介して駆動輪と接続されている。

［実施形態の第５変形例］
上記実施形態および各変形例では、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０，４０，８０はいずれもシングルピニオン式であったが、これには限定されない。例えば、第一遊星歯車機構１０あるいは第二遊星歯車機構２０，４０，８０の少なくともいずれか一方がダブルピニオン式とされてもよい。例えば、第一遊星歯車機構１０をダブルピニオン式の遊星歯車機構とすることができる。この場合、各共線図において、第一リングギア１３の位置と第一キャリア１４の位置とが入れ替わる。シングルピニオン式とダブルピニオン式とでは、変速部のオーバドライブとアンダドライブとが逆転する。第一遊星歯車機構１０をダブルピニオン式とする場合、オーバドライブとなるように、エンジン１や第二キャリア４４との接続を適宜変更することができる。

上記実施形態および各変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２，１−３，１−４，１−５の一部は、ＥＶ（電気自動車）用のギヤトレーンとしても用いることができる。ハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２，１−３，１−４，１−５からエンジン１と変速部とを除いた、第一回転電機ＭＧ１、第二遊星歯車機構２０，４０，８０、第二回転電機ＭＧ２を含む構成は、ＥＶギヤトレーンとＨＶギヤトレーンとで共通化することができる。

上記の実施形態および各変形例によれば、「機関と、変速部と、差動部とを備え、機関の出力軸が変速部の入力軸に連結され、差動部の第１要素が変速部の出力軸に連結され、第２要素に第１回転機（電動機）が連結され、第３要素に第２回転機（電動機）が連結され、かつ、第１回転機と第２回転機とを両駆動とする切替え手段が設けられており、変速部の変速時に差動部が変速部と反対方向に同時変速する駆動装置」が開示されている。

上記の駆動装置では、ＥＶ走行時に第一回転電機ＭＧ１（第１回転機）および第二回転電機ＭＧ２（第２回転機）を併用することができると共に、ＨＶ走行時にメカニカルポイントを増加させて伝達効率を向上させることができる。差動部の前に変速部を有するため、差動部からアウトプット（車輪）までの減速比、例えばデフ比等を比較的大きく設定することができる。これにより、ＥＶ走行時にモータに有利な高回転域を多用することが可能である。また、ＨＶ走行時は変速によりメカニカルポイントが２つ取れるため、高車速でも動力循環を低減することができる。

なお、駆動装置は、「機関と、変速部と、差動部とを備え、機関の出力軸が変速部の入力軸に連結され、差動部に変速部の出力軸が連結され、差動部は、第１回転機と第２回転機とを含み、電気的無段変速部として作動する駆動装置」であってもよい。

上記の実施形態および各変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されることができる。

１−１，１−２，１−３，１−４，１−５ ハイブリッド車両用駆動装置
１ エンジン
１０ 第一遊星歯車機構
１３ 第一リングギア
２０，４０，８０ 第二遊星歯車機構
２１，４１，８１ 第二サンギア
２３，４３，８３ 第二リングギア
２４，４４，８４ 第二キャリア
３２ 駆動輪
５０ ＨＶ＿ＥＣＵ
６０ ＭＧ＿ＥＣＵ
７０ エンジン＿ＥＣＵ
１００ 車両
ＣＬ０ 差動部クラッチ
ＢＫ１ 変速部ブレーキ
ＣＬ１ 変速部クラッチ
ＭＧ１ 第一回転電機
ＭＧ２ 第二回転電機

Claims (5)

1. 機関が出力した動力を第一回転電機側と駆動輪側とに分配する動力分配機構と、
   動力伝達経路で前記機関と前記動力分配機構との間に設けられた変速機構と、
   規制装置と、
   前記変速機構を、前記機関と前記動力分配機構とを動力伝達可能に接続する接続状態と、前記機関と前記動力分配機構とを動力伝達不能に遮断する中立状態とに切り替える切替装置とを備え、
   前記動力分配機構は、一つの遊星歯車機構からなり、前記変速機構の出力要素に連結された第一回転要素と、前記第一回転電機に連結された第二回転要素と、第二回転電機および前記駆動輪側に動力を出力する第三回転要素とを有し、
   前記変速機構は、一つの遊星歯車機構からなり、前記出力要素を含む三つの回転要素を有し、
   前記切替装置は、前記変速機構の回転要素同士を一体回転させる係合状態あるいは当該回転要素同士の相対回転を許容する開放状態に切り替わるクラッチと、前記変速機構の回転要素の回転を規制するブレーキとを有し、
   前記規制装置は、前記動力分配機構の差動を規制する状態と、前記動力分配機構の差動を許容する状態とを切り替え、
   前記規制装置によって前記動力分配機構の差動を規制し、かつ前記変速機構を前記中立状態として、前記第一回転電機および前記第二回転電機を動力源として走行する所定モードを有する
   ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
2. 前記所定モードで走行中に前記機関を始動する場合、前記変速機構を前記接続状態に切り替えて前記機関を回転させる
   請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
3. 前記変速機構と前記動力分配機構とを同時に変速させる
   請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
4. 前記変速機構と前記動力分配機構とを同時に変速させるときに、前記変速機構および前記動力分配機構の一方の変速比を増加させ、他方の変速比を減少させる
   請求項３に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
5. 更に、前記第一回転要素の回転を規制可能な第二規制装置を備える
   請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。

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