JP6075376B2 - 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。

特開２００９−１９０６９４号公報

機関の回転を変更可能な変速機構を備えたハイブリッド車両において、機関を停止し、回転機を動力源とするＥＶ走行から、機関及び回転機を動力源とするハイブリッド走行に移行する際に、機関を停止状態から好適に始動させることについて改善の余地があった。機関を始動させるためには、回転機により機関の回転数を上昇させる必要があるが、このとき必要なトルクが大きくなる問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機関を好適に始動させることができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、機関の回転数を変速して出力可能な変速部と、回転機と、を備え、前記回転機は、前記機関の始動時に前記機関の回転数を上昇するためのトルクを、前記変速部を介して前記機関に供給するよう構成され、前記機関の始動時に、前記変速部を高速側変速段に切り替えることを特徴とする。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置は、前記変速部と駆動輪とを接続する差動部と、第二回転機と、を備え、前記機関の出力軸が前記変速部の入力要素に接続され、前記差動部は、前記変速部の出力要素に接続された第一回転要素と、前記回転機に接続された第二回転要素と、前記第二回転機及び前記駆動輪に接続された第三回転要素とを有する、ことが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置において、前記回転機の高負荷時における前記機関の始動時に、前記変速部を高速側変速段に切り替えることが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置において、前記高速側変速段がオーバドライブであることが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置では、前記変速部が係合要素の係合または開放によって変速段を切り替え可能であり、前記変速部が高速側変速段に切り替わる状態とは、前記係合要素のスリップ係合状態を含む、ことが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置において、前記回転機の高負荷時とは、前記回転機による走行中の高トルク使用時であることが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置において、前記回転機の高負荷時とは、前記回転機による走行中に高制振トルクが必要な状態であることが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置において、前記回転機の高負荷時とは、前記機関の始動後に高制振トルクが必要な状態であることが好ましい。

また、上記のハイブリッド車両用駆動装置において、前記変速部を高速側変速段に切り替えて前記機関の始動を実施した後に、前記機関による走行時に使用する変速段に切り替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は、変速部が高速側変速段に切り替わるので、変速部経由の場合、低トルクで機関の回転数を上げることが可能となり、機関の始動時の必要トルクを低減することが可能となる。このため、機関始動用に十分なトルクを供給することが可能となり、機関を好適に始動させることが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、両モータＥＶモードに係る共線図である。 図６は、ロー状態のＨＶ走行モードに係る共線図である。 図７は、ハイ状態のＨＶ走行モードに係る共線図である。 図８は、実施形態のモード選択に係るマップを示す図である。 図９は、モード選択時の補正量を示す図である。 図１０は、実施形態に係る理論伝達効率線を示す図である。 図１１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１２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１３は、実施形態の変形例に係る車両のスケルトン図である。 図１４は、実施形態の変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置の第二変速部の係合表を示す図である。 図１５は、実施形態の変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置の第一変速部の作動係合表を示す図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

［実施形態］
図１〜１２を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る車両のスケルトン図であり、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、第一回転機ＭＧ１および第二回転機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、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、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、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１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、クラッチＣＬ１およびブレーキ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を含んで差動部が構成されている。また、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含んで第一遊星歯車機構１０を変速させる切替装置が構成されている。

機関であるエンジン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、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、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の回転を伝達する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、エンジン１の回転を変速して出力可能である。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。

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。

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。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クラッチＣＬ１として用いられてもよい。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。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する。一方、開放状態のクラッチ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。つまり、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する。なお、クラッチＣＬ１は、半係合状態（スリップ係合状態）に制御可能である。

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。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。ブレーキＢＫ１は、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ブレーキＢＫ１として用いられてもよい。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、ブレーキＢＫ１は、半係合状態（スリップ係合状態）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。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には第一回転機ＭＧ１の回転軸３３が接続されている。第一回転機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。

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、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４に接続されている。つまり、第二回転機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。

第一回転機ＭＧ１および第二回転機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。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機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。第一回転機ＭＧ１および第二回転機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、ブレーキＢＫ１、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、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を制御することができる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、例えば、第一回転機ＭＧ１に対して供給する電流値を調節し、第一回転機ＭＧ１の出力トルクを制御すること、および第二回転機ＭＧ２に対して供給する電流値を調節し、第二回転機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１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（ＳＯＣ）センサ、エンジン水温センサ、エンジンクランク角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、第一回転機ＭＧ１の回転数、第二回転機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、エンジン水温、エンジンクランク角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、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第二回転機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、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１をそれぞれ制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＣＬ１）およびブレーキ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ＰｂＣＬ１，ＰｂＢＫ１に応じてクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧を制御する。

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、更に第二回転機ＭＧ２を動力源としてもよい。

ＥＶ走行は、第一回転機ＭＧ１あるいは第二回転機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（単独駆動ＥＶモード）と、第一回転機ＭＧ１および第二回転機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（両駆動ＥＶモード）を有する。

図３の係合表において、クラッチＣＬ１の欄およびブレーキ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、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１のいずれかを係合し、他方を開放することを示す。単独モータＥＶモードは、例えば、クラッチＣＬ１およびブレーキ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、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が開放している。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、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。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ＿ＥＣＵ６０を介して第二回転機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、第一回転機ＭＧ１にわずかなトルクをかけて発電させ、第一回転機ＭＧ１の回転数を０回転とする。これにより、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失を低減することができる。また、ＭＧ１トルクを０としてもコギングトルクを利用してＭＧ１回転数を０に維持できるときは、ＭＧ１トルクを加えないようにしてもよい。あるいは、第一回転機ＭＧ１のｄ軸ロックによってＭＧ１回転数を０としてもよい。

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、クラッチＣＬ１およびブレーキ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、動力の伝達が遮断された状態である。第一遊星歯車機構１０は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキ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。

単独モータＥＶモードでの走行時に、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。クラッチＣＬ１あるいはブレーキ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モードでクラッチＣＬ１あるいはブレーキ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、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合する。図５は、両モータＥＶモードに係る共線図である。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、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、第一回転機ＭＧ１および第二回転機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、第一回転機ＭＧ１のトルクに対して反力を取り、第一回転機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６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７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、クラッチＣＬ１を係合し、ブレーキＢＫ１を開放する。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、クラッチＣＬ１を開放し、ブレーキＢＫ１を係合する。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第一遊星歯車機構１０の変速比は、例えば、０．７とすることができる。

このように、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１からなる切替装置は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する状態と、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する状態とを切り替えて第一遊星歯車機構１０を変速させる。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、クラッチＣＬ１およびブレーキ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がオーバドライブに切り替え可能であるため、第一回転機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。

（モード選択）
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。ここで図８，９を参照してＨＶ＿ＥＣＵ５０による変速段（モード）選択について説明する。図８は、本実施形態のモード選択に係るマップを示す図であり、図９は、モード選択時の補正量を示す図である。図８において、横軸は車速、縦軸は要求駆動力を示す。要求駆動力は、例えばアクセル開度に基づいて推定される。図９において、横軸はアクセル開度変化率、縦軸は補正量を示す。

本実施形態では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば図８に示すマップを参照してモード選択を行う。図８のマップに示すように、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷の領域は、モータ走行域である。モータ走行域では、例えば、低負荷時は単独モータＥＶモードが選択され、高負荷時は両駆動ＥＶモードが選択される。単独モータ走行中は、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を開放して変速部をニュートラルとすることで、エンジン回転数を０とし、かつ第一回転機ＭＧ１の引き摺りも低減する。

モータ走行域よりも高車速や高負荷の領域は、エンジン走行域である。エンジン走行域は、更に、直結（ロー）領域とＯＤ（ハイ）領域に分割されている。直結領域は、ＨＶローモードが選択されるエンジン走行域である。ＯＤ領域は、ＨＶハイモードが選択されるエンジン走行域である。ＯＤ領域は、高車速の領域であり、直結領域は、中低車速の領域である。直結領域は、ＯＤ領域よりも高負荷側に設定されている。高車速かつ低負荷時に変速部をオーバドライブとすることで、燃費の向上を図ることができる。

ここで、図８に矢印ａ，ｂで示すように、要求駆動力が増大した場合には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００の走行モードをＥＶ走行からＨＶ走行に切り替える。ＨＶ走行のうちＨＶローモードまたはＨＶハイモードのいずれに切り替えるかは車速に応じて異なる。図８に示す矢印ａのように中低車速の場合には、直結領域に遷移し、ＨＶローモードが選択される。一方、図８に示す矢印ｂのように高車速の場合には、ＯＤ領域に遷移し、ＨＶハイモードが選択される。

また、要求駆動力の増加量に補正量を加算してモード選択を行うこともできる。補正量ΔＴは、例えば図９に示すマップを参照して、アクセル開度の変化率に基づいて算出することができる。図９に示すように、アクセル開度の変化率が大きいほど、補正量ΔＴを大きくとるよう設定されている。図８でモータ走行域からエンジン走行域に変わったアクセル開度（要求駆動力）に対して、補正量ΔＴを加えた上で直結領域またはＯＤ領域のどちらに入るかを予測する。例えば、図８の矢印ｂの要求駆動力変化ではＨＶハイモードが選択されているが、この変化に対して、アクセル開度変化率に基づき算出した補正量ΔＴを加算すると、ＯＤ領域からさらに高負荷側の直結領域に遷移する場合がある。この場合、選択される走行モードがＨＶローモードに変更される。

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１０は、本実施形態に係る理論伝達効率線を示す図である。

図１０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１０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とクラッチＣＬ１とブレーキ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。

また、ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、変速部のクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合することで、第二遊星歯車機構２０の入力要素の回転を規制することができ、両モータＥＶモードによる走行を可能とできる。このため、両モータＥＶモードを実現するために別途クラッチ等を設ける必要がなく、構成が簡素化される。本実施形態のレイアウトでは、第二回転機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。

（後進走行）
後進走行をする場合、エンジン走行中は、第一回転機ＭＧ１がジェネレータとして発電を行い、第二回転機ＭＧ２がモータとして力行し、負回転して負トルクを出力して走行する。バッテリの充電状態が十分であるときは、単独駆動ＥＶモードで第二回転機ＭＧ２が単独で逆回転してモータ走行するようにしてもよい。また、第二キャリア２４を固定して両駆動ＥＶモードで後進走行することも可能である。

（協調変速制御）
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ことができる。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機ＭＧ１を制御する。これにより、遊星歯車機構１０，２０、第一回転機ＭＧ１、クラッチＣＬ１およびブレーキ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。差動部と変速部を含む変速装置の変速比幅がワイドであるため、差動部から駆動輪３２までの変速比を比較的大きく取れる。また、ＨＶ走行モードの高車速走行時の動力循環が低減される。

（エンジン始動制御）
単独モータＥＶモードからエンジン１を始動する場合、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合（スリップ係合も含む）し、第一回転機ＭＧ１によってエンジン回転数を上昇させて点火を行う。このときに、クラッチＣＬ１あるはブレーキＢＫ１を係合する前に、第一回転機ＭＧ１の回転数制御によって、第二キャリア２４（第一リングギア１３）の回転数を０回転とするようにしてもよい。また、ＭＧ１トルクによってエンジン回転数を上昇させるときに、走行駆動力を低下させる方向の反力トルクが発生する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、この反力トルクをキャンセルする反力キャンセルトルクを第二回転機ＭＧ２に追加で出力させるようにしてもよい。なお、エンジン１が直噴エンジンなど自立的に始動可能なものである場合、自立的にエンジン１を始動させてもよく、エンジン１の自立始動をＭＧ１トルクによってアシストするようにしてもよい。

次に、図１１，１２を参照して、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。図１１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であり、図１２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１２において、（ａ）はエンジン回転数、（ｂ）は第一回転機ＭＧ１のトルク、（ｃ）は第一回転機ＭＧ１の回転数、（ｄ）は第二回転機ＭＧ２のトルク、（ｅ）は第二回転機ＭＧ２の回転数、（ｆ）はクラッチＣＬ１の油圧、（ｇ）はブレーキＢＫ１の油圧、（ｈ）はアクセル開度をそれぞれ示す。図１１に示す制御フローは、例えば、ＥＶ走行モードで走行中に、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により実行される。図１２に示すタイムチャートは、第二回転機ＭＧ２の単独モータＥＶモードからＨＶハイモードへの切り替えを一例として示す。

特に本実施形態では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１の高負荷時にエンジン１を始動する場合には、必要トルクの小さいオーバドライブ（ＨＶハイモード）を変速部の変速段に選択することができる。なお、回転機が高負荷となる状態とは、回転機が出力可能な最大トルクに対して、エンジン始動時に必要なトルクの占める割合が大きくなっている状態とすることができ、具体的には、図１１に示すように高トルク走行中や高制振トルクが必要な状態、または回転機が出力制限を受けている場合を含むことができる。

ステップＳ１０では、エンジン１を始動する必要があるか否かが判定される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えばアクセルの踏み込み量（アクセル開度）が増加するなど、要求駆動力が増加したことなどの各種走行条件を判定条件として、エンジン始動の要否を判断することができる。ステップＳ１０の判定の結果、エンジン始動が必要と判定された場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ステップＳ２０に移行し、そうでない場合（ステップＳ１０のＮｏ）には、ステップＳ１１０に移行する。図１２では、時刻ｔ１においてエンジン始動必要判断がなされ、アクセル開度が閾値θ１を越えたことがトリガとなって肯定判定がなされている。

ステップＳ２０では、モータ走行中に高いトルクを使用している高トルク走行中か否かが判定される。高トルク走行の判定は、例えば、回転機が出力可能な最大トルクから、回転数を上昇させるためのトルクを差し引いたトルクよりも、回転機がトルクを出しているか否かで判定することができる。ステップＳ２０の判定の結果、高トルク走行中と判定された場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）には、ステップＳ７０に移行し、そうでない場合（ステップＳ２０のＮｏ）には、ステップＳ３０に移行する。図１２では、時刻ｔ１において、ＭＧ１トルク及びＭＧ１回転数をみて、高トルク走行中との判断がなされている。

ステップＳ３０では、モータ走行中またはエンジン始動後にショック低減のために実施される制振制御において、高い制振トルクを使用する必要があるか否かが確認される。高制振トルクが必要な状況とは、例えば、エンジン水温が予め定めた設定値より低い場合を挙げることができる。この場合、エンジンオイルの粘度が大きくなることにより、エンジン１の気筒圧縮反力が大きくなるためである。同様に、エンジン停止位置が所定範囲外にある場合を挙げることができる。停止位置に応じて気筒圧縮反力が変わるためである。このため、エンジン水温やエンジンクランク角に基づき高制振トルクが必要な状況を判定することができる。ステップＳ３０の判定の結果、高制振トルクが必要と判定された場合（ステップＳ３０のＹｅｓ）には、ステップＳ７０に移行し、そうでない場合（ステップＳ３０のＮｏ）には、ステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０では、モータ走行からＨＶ走行に切り替えることを判断した走行条件で、エンジン始動時の変速部の変速段を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば図８，９を参照して「モード選択」として説明したように、図８，９に例示した変速マップを参照して変速段（モード）を選択する。本実施形態では、ＨＶローモードまたはＨＶハイモードの２モードのうちいずれかを選択する。ステップＳ４０が実行されるとステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、ステップＳ４０で選択された結果に基づき、変速部の変速出力が制御される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ステップＳ４０で選択された変速段(モード)に応じて、クラッチＣＬ１またはブレーキＢＫ１を係合する。例えば図３に示したように、ステップＳ４０にてＨＶローモードが選択された場合には、変速機によりＨＶローモードを実現すべくクラッチＣＬ１が係合制御される。また、ステップＳ４０にてＨＶハイモードが選択された場合には、変速機によりＨＶハイモードを実現すべくブレーキＢＫ１が係合制御される。ステップＳ５０が実行されるとステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、エンジン始動制御が実施される。エンジン始動制御の詳細はステップＳ９０の説明で後述する。ステップＳ６０が実行されると本制御フローは終了する。

ステップＳ７０では、ステップＳ２０にて高トルク走行中と判定された場合、またはステップＳ３０にて高制振トルクが必要と判定された場合に、エンジン始動時の変速部の変速段として、オーバドライブ（ＯＤ）が選択される。このステップで変速段を選択する際には、ステップＳ４０のように変速マップを参照することなしに、強制的にＯＤを選択する。ステップＳ７０が実行されるとステップＳ８０に進む。なお、図１２では、時刻ｔ１において、ＯＤがエンジン始動時の変速段に選択されている。

ステップＳ８０では、ステップＳ７０で選択された結果に基づき、変速部の変速出力が制御される。ステップＳ７０では、エンジン始動時の変速部の変速段として、オーバドライブ（ＯＤ）が強制的に選択されたので、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＯＤ（ＨＶハイモード）を実現すべくブレーキＢＫ１を係合制御する。本実施形態では、ブレーキＢＫ１がスリップ係合状態となった時点で、ＯＤに切り替わったものとする。ステップＳ８０が実行されるとステップＳ９０に進む。図１２では、時刻ｔ１から時刻ｔ４の間でブレーキＢＫ１の係合制御が実行されている。より詳細には、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間でブレーキＢＫ１の係合動作が開始され、時刻ｔ２から時刻ｔ４の間でブレーキＢＫ１はスリップ係合状態となり、時刻ｔ４で完全係合状態となる。時刻ｔ２において、ＯＤに切り替わったものとして、次のステップＳ９０を実施することができる。

ステップＳ９０では、エンジン始動制御が実施される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１によってエンジン回転数を上昇させて、エンジン１への点火を行う。また、ＭＧ１トルクによってエンジン回転数を上昇させるときに、走行駆動力を低下させる方向の反力トルクが発生するので、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、この反力トルクをキャンセルする反力キャンセルトルクを第二回転機ＭＧ２に追加で出力させる。ステップＳ９０が実行されるとステップＳ１００に進む。

ステップＳ９０の処理は、ステップＳ８０においてブレーキＢＫ１がスリップ係合状態となった時点で開始することができる。すなわち、ブレーキＢＫ１がスリップ係合状態の間は、ステップＳ８０とステップＳ９０は同時に実施される。図１２では、時刻ｔ２から時刻ｔ４の間、すなわちブレーキＢＫ１がスリップ係合状態では、ブレーキＢＫ１がスリップ係合することによってエンジン回転数が上昇するので、第一回転機ＭＧ１によりＭＧ１トルクを出力して反力をとる。また、この区間では、ＭＧ１回転数は０で維持されている。この区間では、ステップＳ８０のブレーキＢＫ１の係合動作も並行して進んでいる。時刻ｔ４の後、すなわちブレーキＢＫ１が完全係合した後には、第一回転機ＭＧ１のＭＧ１トルクを増加して出力し、これによりエンジン回転数を上昇させる。また、このとき、走行駆動力を低下させる方向の反力トルクを解消すべく、第二回転機ＭＧ２は、反力分プラスしてトルクを出力する。そして、時刻ｔ５にて、エンジン回転数が所定値以上となると、エンジン１が点火される。

エンジン始動制御は、時刻ｔ２のエンジン回転数が０から増加しはじめる時点から時刻ｔ５のエンジン１が点火する時点までの区間に実施されている。本実施形態における「エンジン始動時」とは、このエンジン始動制御の実施期間とすることができる。エンジン始動制御の実施期間（エンジン始動時）には、変速段をＯＤにすべく時刻ｔ２〜ｔ４にかけてブレーキＢＫ１はスリップ係合状態であり、時刻ｔ４において完全係合状態となる。すなわち、エンジン始動時に変速部の変速段がＯＤに切り替えられている状態とは、ブレーキＢＫ１が完全係合状態だけでなく、スリップ係合状態も含むものである。

ステップＳ１００では、必要に応じて変速段が変更される。具体的には、まずステップＳ４０と同様に、図８，９に例示した変速マップを参照して、エンジン始動時の変速部の変速段（モード）を選択する。この変速段がオーバドライブ（ＨＶハイモード）ではなく直結（ＨＶローモード）である場合には、オーバドライブのままだとエンジン始動後に駆動力不足となる虞があるため、速やかに通常の変速段であるＨＶローモードに移行する。一方、変速マップから選択された変速段がオーバドライブだった場合には、変速段を変更せずにオーバドライブを継続する。ステップＳ１００が実行されると本制御フローは終了する。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０にてエンジン始動が必要でないと判定された場合に、第二回転機ＭＧ２の単独モータＥＶモードが継続され、モータ走行が継続される。ステップＳ１１０が実行されると本制御フローは終了する。

なお、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０の高トルク走行中判定、及びステップＳ３０の高制振トルク判定は、車両１００の車速に応じて判定基準を変更して、オーバドライブが選択される度合いを可変としてもよい。例えば、車速が高速でありエンジン始動後に比較的大きな駆動力が要求されない状況では、ステップＳ２０，Ｓ３０で肯定判定を出しやすくし、ステップＳ７０のＯＤ選択処理に移行しやすくするよう設定することができる。また、車速が低速でありエンジン始動後に比較的大きな駆動力が要求される状況では、駆動力の小さいＯＤをできるだけ使わないように、ステップＳ２０，Ｓ３０で否定判定を出しやすくし、ステップＳ４０の通常のモード選択に移行しやすくするよう設定することができる。

また、図１１のフローチャートのステップＳ９０のエンジン始動制御において、ブレーキＢＫ１がスリップ係合状態（図１２のタイムチャートの時刻ｔ２〜ｔ４の区間）ではＭＧ１回転数は０に維持されているが、この代わりに、ＭＧ１回転数を正方向に増加して、エンジン回転数をより速く増加させるよう構成してもよい。これにより、エンジン回転数が点火可能な回転数に到達するのを早めることができる。また、これとは逆に、ブレーキＢＫ１がスリップ係合状態のときに第一回転機ＭＧ１が負回転するよう構成してもよい。

また、図１２のタイムチャートでは、第二回転機ＭＧ２の単独モータＥＶモードからＨＶハイモードへの切り替えを例示したが、図１１のフローチャートは、両モータＥＶモードからＨＶハイモードに切り替える場合にも適用可能である。この場合、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１の両方が係合された状態からクラッチＣＬ１を開放する状態に切り替わる。このとき第一回転機ＭＧ１は、図５に示すように負方向にＭＧ１トルクを出力している初期状態から、クラッチＣＬ１が完全係合状態から開放動作を開始してスリップ係合状態になるのに応じて、一旦図４に示すようにトルクが０の状態に戻り、さらに反力をとるために正方向のトルクを出力するよう構成することができる。

次に、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１の効果を説明する。

本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、エンジン１の回転数を変速して出力可能な変速部と、第一回転機ＭＧ１と、を備える。第一回転機ＭＧ１は、エンジン１の始動時にエンジン回転数を上昇するためのトルクを、変速部を介してエンジン１に供給するよう構成される。第一回転機ＭＧ１の高負荷時におけるエンジン１の始動時には、変速部の変速段をオーバドライブに切り替える。

この構成により、変速部の変速段がオーバドライブに切り替わるので、変速部経由の場合、低トルクでエンジン回転数を上げることが可能となり、エンジン始動時の必要トルクを低減することが可能となる。このため、第一回転機ＭＧ１の高負荷時でもエンジン始動用に十分なトルクを供給することが可能となり、エンジン１を好適に始動させることができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１では、変速部がクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１の係合または開放によって変速段を切り替え可能であり、変速部の変速段がオーバドライブに切り替わる状態とは、ブレーキＢＫ１のスリップ係合状態を含む。これにより、ブレーキＢＫ１が完全係合する前にエンジン始動制御を開始することができ、エンジン始動のタイミングを早めることができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１において、第一回転機ＭＧ１の高負荷時とは、モータ走行中の高トルク使用時である。モータ走行中に高トルクを使用するほど、エンジン始動用に使える回転機トルクが残されていない。このような場合でも、変速部の変速段をオーバドライブにすることで、必要トルクが低減でき、確実にエンジン１を始動することができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１において、第一回転機ＭＧ１の高負荷時とは、モータ走行中またはエンジン始動後に高制振トルクが必要な状態である。モータ走行中またはエンジン始動後に行う制振制御で使用する制振トルクが大きいほど、エンジン始動用に使える回転機トルクが残されていない。このような場合でも、変速部の変速段をオーバドライブにすることで、必要トルクが低減でき、確実にエンジン１を始動することができる。

また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１では、変速部をオーバドライブに切り替えてエンジン１の始動を実施した後に、エンジン１による走行時に使用する変速段に切り替える。これにより、エンジン１による走行に切り替えた後に駆動力不足になるのを回避でき、回転機からエンジン１への駆動源の変更をスムーズに行うことができる。

なお、本実施形態では、第一回転機ＭＧ１によるエンジン始動制御を例示したが、例えば第二回転機ＭＧ２が車速とは無関係に回転数を変更可能であり、かつ、それによってエンジン回転数を上昇できる構成ならば、第二回転機ＭＧ２によりエンジン始動制御を行う構成としてもよい。本実施形態では、第一回転機ＭＧ１の高負荷時におけるエンジン始動制御を例示したが、「高負荷時」およびその具体例としての「モータ走行中の高トルク使用時」や「モータ走行中またはエンジン始動後に高制振トルクが必要な状態」の対象を、第一回転機ＭＧ１の代わりに第二回転機ＭＧ２としてもよい。

［実施形態の変形例］
図１３〜１５を参照して、実施形態の変形例を説明する。図１３は、実施形態の変形例に係る車両のスケルトン図であり、図１４は、実施形態の変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置の第二変速部の係合表を示す図であり、図１５は、実施形態の変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置の第一変速部の作動係合表を示す図である。

上記実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、動力源としてエンジン１、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を有する所謂２モータ式のハイブリッドシステムであったが、本変形例のハイブリッド車両用駆動装置１−２は、動力源としてエンジン１と単一の回転機ＭＧを有する所謂１モータ式のハイブリッドシステムである。

図１３に示すように、本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−２は、第一遊星歯車機構１０、第三遊星歯車機構８０、第四遊星歯車機構９０、クラッチＣＬ１，Ｃｔ１，Ｃｔ２、及びブレーキＢＫ１，Ｂｔ１，Ｂｔ２を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１−２は、エンジン１、第一遊星歯車機構１０、回転機ＭＧ、第三遊星歯車機構８０、第四遊星歯車機構９０が同軸上に配置された単軸式のものである。ハイブリッド車両用駆動装置１−２も、ＦＦ車両あるいはＲＲ車両等に適用可能である。

本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−２では、第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含んで第一変速部が構成されている。第一変速部の構成は、上記実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１の変速部の構成と同様である。第一変速部では、例えば図１５の作動係合表に従ってクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１が選択的に係合／開放させられる。これにより、第一変速部は、回転機ＭＧを動力源として走行するＥＶモードと、エンジン１及び回転機ＭＧを動力源とするＨＶハイモード及びＨＶローモードのいずれか１つのモードが選択的に設定される。図１５の係合表において、クラッチＣＬ１の欄およびブレーキ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、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１のいずれかを係合し、他方を開放することを示す。

ＥＶモードでは、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１が共に開放され、エンジン１がハイブリッド車両用駆動装置１−２から切り離されて、回転機ＭＧが力行する。これにより、ＥＶモードの走行時に、エンジン１を引き摺らずにＥＶ力行／回生ができる。また、ＥＶモードでの走行時に、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。クラッチＣＬ１あるいはブレーキ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１５に三角印で示すように、ＥＶモードでクラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合すると、エンジン１を連れ回し状態とし、回転機ＭＧ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。

また、ハイブリッド車両用駆動装置１−２では、第三遊星歯車機構８０、第四遊星歯車機構９０、クラッチＣｔ１，Ｃｔ２、及びブレーキＢｔ１，Ｂｔ２を含んで第二変速部が構成されている。第三遊星歯車機構８０は、シングルピニオン式であり、第三サンギア８１、第三ピニオンギア８２、第三リングギア８３および第三キャリア８４を有する。同様に第四遊星歯車機構９０もシングルピニオン式であり、第四サンギア９１、第四ピニオンギア９２、第四リングギア９３および第四キャリア９４を有する。

第三遊星歯車機構８０の第三サンギア８１は、クラッチＣｔ１によって、回転機ＭＧの回転軸３３と接続可能とされている。すなわち、クラッチＣｔ１の係合／開放によって第三サンギア８１は回転機ＭＧの回転軸３３と接続／解除される。また、回転機ＭＧの回転軸３３には、第一遊星歯車機構１０の第一リングギア１３が接続されている。第三リングギア８３は、ブレーキＢｔ２によって回転を規制可能とされている。第三キャリア８４には、カウンタドライブギア２５が接続されている。

第四遊星歯車機構９０の第四リングギア９３は、第三遊星歯車機構８０の第三キャリア８４と接続されている。第四キャリア９４は、第三遊星歯車機構８０の第三リングギア８３と接続されている。すなわちブレーキＢｔ２が第三リングギア８３の回転を規制する際には、第四キャリア９４も同様に回転を規制される。また、第四キャリア９４は、クラッチＣｔ２によって、回転機ＭＧの回転軸３３と接続可能とされている。すなわち、クラッチＣｔ２の係合／開放によって第四キャリア９４は回転機ＭＧの回転軸３３と接続／解除される。第四サンギア９１は、ブレーキＢｔ１によって回転を規制可能とされている。

第二変速部では、例えば図１４の係合表に従ってクラッチＣｔ１，Ｃｔ２及びブレーキＢｔ１，Ｂｔ２が選択的に係合／開放させられる。図１４の係合表では、丸印は係合を表し、空欄は開放を表す。これにより、第二変速部は第一変速段１ｓｔから第四変速段４ｔｈのいずれか１つの変速段が選択的に設定される。また、全てのクラッチＣｔ１，Ｃｔ２及びブレーキＢｔ１，Ｂｔ２を開放することで駆動輪側への動力伝達を遮断したニュートラル状態を設定できる。また、回転機ＭＧを逆回転することで後進するよう構成されるため、後進変速段Ｒは第一変速段と同一である。つまり、第二変速部は、それぞれに所定の変速比が割り当てられた４段の変速段を有する有段の自動変速機（ＡＴ）に相当する。

従来の１モータ式のハイブリッドシステムでは、一般的に、第二変速部に相当するＡＴが回転機ＭＧ及びエンジンと連結され、エンジンとの連結経路上にエンジン切り離し専用のクラッチが設けられている。そして、ＥＶ走行時にはこのクラッチを開放することでエンジンによる引き摺り損失を低減して、回転機ＭＧを駆動源として走行することができる。これに対し、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−２は、この従来のエンジン切り離し専用クラッチの代わりに第一変速部を配置し、第一変速部がエンジン切り離し機能と２段変速機能の２つの機能を持つよう構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１−２は、従来のようにエンジン切り離し専用のクラッチを設けなくても、エンジン１による引き摺り損失を低減でき、ＥＶ走行を好適に行うことができる。また、ハイブリッド車両用駆動装置１−２は、エンジン走行時には、第一変速部がロー／ハイ切り替えが可能であり、また、第二変速部が４段階の変速段に切り替え可能であるので、出力可能な変速段の数を増加させることができ、より一層走行状態に合う変速段の選択が可能となり、効率的な走行が可能となる。特に高速燃費を向上できる。

そして、本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−２においても、実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１と同様に、エンジン始動時に回転機ＭＧによるエンジン始動用トルクが十分にとれない虞があるという問題がある。本変形例に係るハイブリッド車両用駆動装置１−２も、上記実施形態と同様に回転機ＭＧの高負荷時には第一変速部のモードをＨＶハイモードに設定することで、この問題を解決できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

上記実施形態では、回転機高負荷時のエンジン始動時には、変速部の変速段をオーバドライブに切り替えたが、切り替える変速段は、従来選択すべきものより高速側であればよく、それによりエンジン始動用トルクを低減することができればよい。

また、上記実施形態では、第一回転機ＭＧ１の高負荷時におけるエンジン１の始動時に、変速部（変形例では第一変速部）の変速段をオーバドライブに切り替える構成を例示したが、さらに低負荷時でも変速部の変速段をオーバドライブに切り替える構成、すなわちエンジン始動時に常時変速段をオーバドライブとする構成としてもよい。従来の単一の回転機とＡＴとを組み合わせるタイプ（１ＭＧ−ＡＴ）などの１モータ式のハイブリッドシステムでは、エンジン始動時にショックの増幅を避けるために後置変速機（ＡＴ）を高速段にするのに対して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１，１−２では、エンジン１に対して変速部（第一変速部）を高速段にする構成であり、第一回転機ＭＧ１（変形例では回転機ＭＧ）によるエンジン始動がしやすい構成となっている。

１−１，１−２ ハイブリッド車両用駆動装置
１ エンジン（機関）
１０ 第一遊星歯車機構（変速部）
１１ 第一サンギア
１３ 第一リングギア
１４ 第一キャリア
２０ 第二遊星歯車機構（差動部）
２１ 第二サンギア（第二回転要素）
２３ 第二リングギア（第三回転要素）
２４ 第二キャリア（第一回転要素）
３２ 駆動輪
５０ ＨＶ＿ＥＣＵ
６０ ＭＧ＿ＥＣＵ
７０ エンジン＿ＥＣＵ
１００ 車両
ＢＫ１ ブレーキ（係合要素）
ＣＬ１ クラッチ（係合要素）
ＭＧ１ 第一回転機（回転機）
ＭＧ２ 第二回転機
ＭＧ 回転機

Claims (5)

1. 機関の回転数を変速して出力可能な変速部と、
   回転機と、
   を備え、
   前記回転機は、前記機関の始動時に前記機関の回転数を上昇するためのトルクを、前記変速部を介して前記機関に供給するよう構成され、
   前記回転機の高負荷時は、オーバードライブで前記機関を始動し、
   前記回転機が高負荷時ではない場合は、前記変速部を走行条件に応じた変速段に切り替えた上で前記機関を始動し、
   前記回転機の高負荷時とは、前記回転機による走行中に高制振トルクが必要な状態、または前記機関の始動後に高制振トルクが必要な状態であることを特徴とする、ハイブリッド車両用駆動装置。
2. 前記回転機の高負荷時とは、前記回転機による走行中の高トルク使用時であることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
3. 前記変速部と駆動輪とを接続する差動部と、
   第二回転機と、
   を備え、
   前記機関の出力軸が前記変速部の入力要素に接続され、
   前記差動部は、前記変速部の出力要素に接続された第一回転要素と、前記回転機に接続された第二回転要素と、前記第二回転機及び前記駆動輪に接続された第三回転要素とを有する、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
4. 前記変速部が係合要素の係合または開放によって変速段を切り替え可能であり、
   前記変速部が前記オーバードライブに切り替わる状態とは、前記係合要素のスリップ係合状態を含む、
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
5. 前記変速部を前記オーバードライブに切り替えて前記機関の始動を実施した後に、前記機関による走行時に使用する変速段に切り替えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両用駆動装置。

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