KR20140019871A - 하이브리드 차량용 구동 장치 - Google Patents

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KR20140019871A
KR20140019871A KR1020147001231A KR20147001231A KR20140019871A KR 20140019871 A KR20140019871 A KR 20140019871A KR 1020147001231 A KR1020147001231 A KR 1020147001231A KR 20147001231 A KR20147001231 A KR 20147001231A KR 20140019871 A KR20140019871 A KR 20140019871A
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KR
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planetary gear
gear mechanism
electric machine
rotary electric
clutch
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KR1020147001231A
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도모히토 오오노
유우지 이와세
요오스케 스즈키
겐세이 하타
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

제1 유성 기어 기구(10)와, 제2 유성 기어 기구(20)와, 제1 유성 기어 기구의 캐리어(14)와 제2 유성 기어 기구의 캐리어(24)를 분리 접속하는 클러치(4)와, 제2 유성 기어 기구의 캐리어의 회전을 결합함으로써 규제하는 브레이크(5)를 구비하고, 제1 유성 기어 기구의 선 기어(11)는 제1 회전 전기 기기(MG1)에, 캐리어는 엔진(1)에, 링 기어(13)는 구동륜에 각각 접속되고, 제2 유성 기어 기구의 선 기어(21)는 제2 회전 전기 기기(MG2)에, 링 기어(23)는 구동륜에 각각 접속되어 있는 하이브리드 차량용 구동 장치.

Description

하이브리드 차량용 구동 장치 {DRIVE DEVICE FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은, 하이브리드 차량용 구동 장치에 관한 것이다.
종래, 하이브리드 차량용 구동 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 입력 스플릿 모드와 혼합 스플릿 모드의 2개의 모드로 전환 가능한 파워 트레인의 기술이 개시되어 있다.
미국 특허 제6478705호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2008/0053723호 명세서
하이브리드 차량의 효율을 향상시키는 것에 대해, 여전히 개량의 여지가 있다. 예를 들어, 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서 입력측으로부터 출력측으로 저감속비로 회전을 전달할 때의 전달 효율을 향상시킬 수 있으면, 고속 주행시의 효율의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 목적은, 하이브리드 차량의 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량용 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하이브리드 차량용 구동 장치는, 제1 유성 기어 기구와, 제2 유성 기어 기구와, 상기 제1 유성 기어 기구의 캐리어와 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어를 분리 접속하는 클러치와, 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어의 회전을 결합함으로써 규제하는 브레이크를 구비하고, 상기 제1 유성 기어 기구의 선 기어는 제1 회전 전기 기기에, 캐리어는 엔진에, 링 기어는 구동륜에 각각 접속되고, 상기 제2 유성 기어 기구의 선 기어는 제2 회전 전기 기기에, 링 기어는 상기 구동륜에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 클러치 및 상기 브레이크를 각각 결합함으로써, 모드 2에 의한 주행을 실현하는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 클러치가 결합되고, 또한 상기 브레이크가 개방되어 있을 때의 상기 제1 유성 기어 기구 및 상기 제2 유성 기어 기구의 각 회전 요소의 공선도에 있어서의 배열 순서는, 상기 제1 유성 기어 기구의 선 기어, 상기 제2 유성 기어 기구의 선 기어, 상기 제1 유성 기어 기구의 캐리어 및 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어, 상기 제1 유성 기어 기구의 링 기어 및 상기 제2 유성 기어 기구의 링 기어의 순인 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 적어도 상기 엔진을 동력원으로 하여 상기 하이브리드 차량을 주행시키는 하이브리드 주행에 있어서, 상기 클러치를 개방하고, 또한 상기 브레이크를 결합하는 모드 3, 상기 클러치를 결합하고, 또한 상기 브레이크를 개방하는 모드 4, 상기 클러치 및 상기 브레이크를 개방하는 모드 5 중, 적어도 2개의 모드를 선택적으로 실현 가능한 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 클러치를 개방하고, 또한 상기 브레이크를 결합함으로써, 모드 1에 의한 주행을 실현하는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전축과 동축 상에, 상기 엔진에 가까운 측으로부터 차례로 상기 제1 회전 전기 기기, 상기 제1 유성 기어 기구, 상기 클러치, 상기 제2 유성 기어 기구, 상기 브레이크, 상기 제2 회전 전기 기기가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전축과 동축 상에, 상기 엔진에 가까운 측으로부터 차례로 상기 제1 회전 전기 기기, 상기 제1 유성 기어 기구, 상기 제2 회전 전기 기기, 상기 제2 유성 기어 기구, 상기 클러치 및 상기 브레이크가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전축과 동축 상에, 상기 엔진에 가까운 측으로부터 차례로 상기 제1 유성 기어 기구, 상기 클러치, 상기 제2 유성 기어 기구, 상기 브레이크, 상기 제2 회전 전기 기기, 상기 제1 회전 전기 기기가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 차량용 구동 장치에 있어서, 상기 하이브리드 차량이 전진할 때의 상기 제2 유성 기어 기구의 링 기어의 회전 방향을 정방향으로 한 경우의 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어의 상기 정방향의 회전을 허용하고, 또한 상기 정 방향과 반대 방향의 회전을 규제하는 원웨이 클러치를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 하이브리드 차량용 구동 장치는, 제1 유성 기어 기구와, 제2 유성 기어 기구와, 제1 유성 기어 기구의 캐리어와 제2 유성 기어 기구의 캐리어를 분리 접속하는 클러치와, 제2 유성 기어 기구의 캐리어의 회전을 결합함으로써 규제하는 브레이크를 구비하고, 제1 유성 기어 기구의 선 기어는 제1 회전 전기 기기에, 캐리어는 엔진에, 링 기어는 구동륜에 각각 접속되고, 제2 유성 기어 기구의 선 기어는 제2 회전 전기 기기에, 링 기어는 구동륜에 각각 접속되어 있다. 본 발명에 관한 하이브리드 차량용 구동 장치에 의하면, 다(多)모드를 구성할 수 있고, 주행 상태에 적합한 모드에서의 주행에 의한 효율 향상을 실현할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 각 주행 모드의 결합표를 나타내는 도면이다.
도 3은 EV-1 모드시의 공선도이다.
도 4는 EV-2 모드시의 공선도이다.
도 5는 HV-1 모드시의 공선도이다.
도 6은 HV-2 모드시의 공선도이다.
도 7은 HV-2 모드시의 4요소의 공선도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 이론 전달 효율선을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 9는 제1 실시 형태의 제1 변형예에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다.
도 10은 제1 실시 형태의 제2 변형예에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 관한 하이브리드 차량용 구동 장치에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기하는 실시 형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.
[제1 실시 형태]
도 1 내지 도 8을 참조하여, 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태는, 하이브리드 차량용 구동 장치에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도, 도 2는 제1 실시 형태의 각 주행 모드의 결합표를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 하이브리드 차량(100)은 엔진(1), 제1 회전 전기 기기(MG1), 제2 회전 전기 기기(MG2), 오일 펌프(3) 및 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)를 구비하고 있다. 본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 제1 유성 기어 기구(10)와, 제2 유성 기어 기구(20)와, 클러치(4)와, 브레이크(5)를 구비하고 있다. 클러치(4)는 제1 유성 기어 기구(10)의 캐리어인 제1 캐리어(14)와, 제2 유성 기어 기구(20)의 캐리어인 제2 캐리어(24)를 분리 접속하는 클러치 장치이다. 브레이크(5)는 결합됨으로써 제2 캐리어(24)의 회전을 규제할 수 있다.
제1 유성 기어 기구(10)의 선 기어인 제1 선 기어(11)는 제1 회전 전기 기기(MG1)에 접속되고, 제1 캐리어(14)는 엔진(1)에 접속되고, 제1 유성 기어 기구(10)의 링 기어인 제1 링 기어(13)는 하이브리드 차량(100)의 구동륜에 접속되어 있다. 또한, 제2 유성 기어 기구(20)의 선 기어인 제2 선 기어(21)는 제2 회전 전기 기기(MG2)에 접속되고, 제2 유성 기어 기구(20)의 링 기어인 제2 링 기어(23)는 하이브리드 차량(100)의 구동륜에 접속되어 있다. 또한, 제1 링 기어(13) 및 제2 링 기어(23)는 직접 구동륜에 접속되어 있지 않아도 되고, 예를 들어 차동 기구나 출력축을 통해 구동륜에 접속되어 있어도 된다.
엔진(1)은 연료의 연소 에너지를 회전 운동으로 변환하여 회전축(2)에 출력한다. 회전축(2)은, 예를 들어 하이브리드 차량(100)의 차폭 방향으로 연장되어 있다. 본 명세서에 있어서, 특별히 기재하지 않는 한, 「축 방향」이라 함은, 회전축(2)의 축 방향을 나타내는 것으로 한다. 회전축(2)에 있어서의 엔진측과 반대측의 단부에는, 오일 펌프(3)가 배치되어 있다. 오일 펌프(3)는 회전축(2)의 회전에 의해 구동되어 윤활유를 토출하는 것이다. 오일 펌프(3)가 토출하는 윤활유는, 제1 회전 전기 기기(MG1), 제2 회전 전기 기기(MG2), 제1 유성 기어 기구(10), 제2 유성 기어 기구(20) 등의 각 부에 공급된다.
제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 각각 모터(전동기)로서의 기능과, 발전기로서의 기능을 구비하고 있다. 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 인버터를 통해 배터리와 접속되어 있다. 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 배터리로부터 공급되는 전력을 기계적인 동력으로 변환하여 출력할 수 있는 동시에, 입력되는 동력에 의해 구동되어 기계적인 동력을 전력으로 변환할 수 있다. 회전 전기 기기(MG1, MG2)에 의해 발전된 전력은, 배터리에 축전 가능하다. 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)로서는, 예를 들어 교류 동기형의 모터 제너레이터를 사용할 수 있다.
제1 회전 전기 기기(MG1)는, 스테이터(41) 및 로터(42)를 갖는다. 로터(42)는 제1 선 기어(11)와 동축 상에 배치되고, 또한 제1 선 기어(11)와 접속되어 있어, 제1 선 기어(11)와 일체 회전한다. 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 스테이터(43) 및 로터(44)를 갖는다. 로터(44)는 제2 선 기어(21)와 동축 상에 배치되고, 또한 제2 선 기어(21)와 접속되어 있어, 제2 선 기어(21)와 일체 회전한다.
제1 유성 기어 기구(10) 및 제2 유성 기어 기구(20)는 각각 회전축(2)과 동축 상에 배치되어 있고, 축 방향에 있어서 서로 대향하고 있다. 제1 유성 기어 기구(10)는 제2 유성 기어 기구(20)보다도 축 방향의 엔진측에 배치되어 있다. 제1 회전 전기 기기(MG1)는, 제1 유성 기어 기구(10)보다도 축 방향의 엔진측에 배치되고, 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 제2 유성 기어 기구(20)보다도 축 방향의 엔진측과 반대측에 배치되어 있다. 즉, 제1 회전 전기 기기(MG1)와 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 제1 유성 기어 기구(10) 및 제2 유성 기어 기구(20)를 사이에 두고 축 방향에 있어서 서로 대향하고 있다. 엔진(1)의 회전축(2)과 동축 상에는, 엔진(1)으로부터 가까운 측으로부터 차례로 제1 회전 전기 기기(MG1), 제1 유성 기어 기구(10), 클러치(4), 제2 유성 기어 기구(20), 브레이크(5), 제2 회전 전기 기기(MG2)가 배치되어 있다.
제1 유성 기어 기구(10)는 싱글 피니언식이며, 제1 선 기어(11), 제1 피니언 기어(12), 제1 링 기어(13) 및 제1 캐리어(14)를 갖는다. 제1 링 기어(13)는, 제1 선 기어(11)와 동축상이며, 또한 제1 선 기어(11)의 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 제1 피니언 기어(12)는, 제1 선 기어(11)와 제1 링 기어(13) 사이에 배치되어 있고, 제1 선 기어(11) 및 제1 링 기어(13)와 각각 맞물려 있다. 제1 피니언 기어(12)는, 제1 캐리어(14)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 캐리어(14)는 회전축(2)과 연결되어 있고, 회전축(2)과 일체 회전한다. 따라서, 제1 피니언 기어(12)는 엔진(1)의 회전축(2)과 함께 회전축(2)의 중심 축선 주위로 회전(공전) 가능하고, 또한 제1 캐리어(14)에 의해 지지되어 제1 피니언 기어(12)의 중심 축선 주위로 회전(자전) 가능하다.
제2 유성 기어 기구(20)는 싱글 피니언식이며, 제2 선 기어(21), 제2 피니언 기어(22), 제2 링 기어(23) 및 제2 캐리어(24)를 갖는다. 제2 링 기어(23)는 제2 선 기어(21)와 동축상이며, 또한 제2 선 기어(21)의 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 제2 피니언 기어(22)는, 제2 선 기어(21)와 제2 링 기어(23) 사이에 배치되어 있고, 제2 선 기어(21) 및 제2 링 기어(23)와 각각 맞물려 있다. 제2 피니언 기어(22)는 제2 캐리어(24)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2 캐리어(24)는 회전축(2)과 동축 상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 제2 피니언 기어(22)는 제2 캐리어(24)와 함께 회전축(2)의 중심 축선 주위로 회전(공전) 가능하고, 또한 제2 캐리어(24)에 의해 지지되어 제2 피니언 기어(22)의 중심 축선 주위로 회전(자전) 가능하다.
제2 캐리어(24)는 클러치(4)를 통해 제1 캐리어(14)와 접속되어 있다. 클러치(4)는 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(24)를 분리 접속한다. 클러치(4)는 결합됨으로써 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(24)의 상대 회전을 규제하고, 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(24)를 일체 회전시키는 것이 가능하다. 한편, 클러치(4)는 개방됨으로써 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(24)를 절단하여, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(24)가 서로 독립적으로 회전할 수 있는 상태로 할 수 있다.
브레이크(5)는 제2 캐리어(24)의 회전을 규제할 수 있다. 브레이크(5)는 제2 캐리어(24)측의 결합 요소와, 차체측의 결합 요소가 결합됨으로써 제2 캐리어(24)의 회전을 규제하고, 제2 캐리어(24)의 회전을 정지시킬 수 있다. 한편, 브레이크(5)는 개방됨으로써 제2 캐리어(24)의 회전을 허용할 수 있다.
클러치(4) 및 브레이크(5)는, 예를 들어 도그 치 맞물림식의 것으로 할 수 있지만, 이것에 한정되지 않고, 마찰 결합식 등이어도 된다. 클러치(4)를 구동하는 액추에이터나 브레이크(5)를 구동하는 액추에이터는, 전자력에 의한 것이나 유압에 의한 것, 그 밖의 공지의 것을 사용할 수 있다. 도그 치 맞물림식의 경우, 습식 마찰재에 의한 마찰 결합식보다도 비결합시의 드래그 손실이 작아, 고효율화가 가능하다. 또한, 도그 치용 액추에이터로서 전자식을 사용하는 경우, 클러치(4)나 브레이크(5)를 위한 유압 회로가 불필요해져, T/A의 간략화, 경량화가 가능해진다. 또한, 유압식 액추에이터를 채용하는 경우, 유압원으로서 전동 오일 펌프를 사용하도록 해도 된다.
클러치(4) 및 브레이크(5)는 리턴 스프링 등의 가압력에 저항하여 액추에이터의 구동력에 의해 개방되는 것이어도 되고, 가압력에 저항하여 액추에이터의 구동력에 의해 결합하는 것이어도 된다.
제1 링 기어(13)와 제2 링 기어(23)는, 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 본 실시 형태에서는, 링 기어(13, 23)는, 원통형의 회전체의 내주면에 형성된 내기어이고, 회전체의 외주면에는 출력 기어(6)가 형성되어 있다. 출력 기어(6)는 차동 기구 등을 통해 하이브리드 차량(100)의 출력축과 연결되어 있다. 출력 기어(6)는 엔진(1), 회전 전기 기기(MG1, MG2)로부터 유성 기어 기구(10, 20)를 통해 전달되는 동력을 구동륜에 대해 출력하는 출력부이다. 엔진(1), 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)로부터 출력 기어(6)에 전달된 동력은, 출력축을 통해 하이브리드 차량(100)의 구동륜에 전달된다. 또한, 노면으로부터 구동륜에 대해 입력되는 동력은, 출력축을 통해 출력 기어(6)로부터 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)에 전달된다.
ECU(30)는, 컴퓨터를 갖는 전자 제어 유닛이다. ECU(30)는, 엔진(1), 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)와 각각 접속되어 있고, 엔진(1), 회전 전기 기기(MG1, MG2)를 제어할 수 있다. 또한, ECU(30)는, 클러치(4) 및 브레이크(5)의 개방/결합을 제어할 수 있다. 클러치(4) 및 브레이크(5)의 유압원으로서 전동 오일 펌프가 설치되는 경우, ECU(30)는 전동 오일 펌프를 제어할 수 있다.
하이브리드 차량(100)에서는, 하이브리드 주행 또는 EV 주행을 선택적으로 실행 가능하다. 하이브리드 주행이라 함은, 엔진(1), 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 엔진(1)을 동력원으로 하여 하이브리드 차량(100)을 주행시키는 주행 모드이다. 하이브리드 주행에서는, 엔진(1)에 더하여, 또한 제1 회전 전기 기기(MG1) 또는 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 한쪽을 동력원으로 해도 되고, 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 한쪽을 동력원(으)로 하고, 다른 쪽을 엔진(1)의 반력을 받는 것으로서 기능시켜도 된다. 그 밖에, 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 후술하는 모드에 따라서 적절하게 모터 혹은 발전기로서 기능해도 되고, 무부하 상태에서 공회전할 수도 있다.
EV 주행은, 엔진(1)을 정지하고, 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 어느 한쪽을 동력원으로 하여 주행하는 주행 모드이다. 또한, EV 주행에 있어서, 주행 상황이나 배터리의 충전 상태 등에 따라서 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 어느 한쪽에 발전을 행하게 하도록 해도 되고, 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 어느 한쪽을 공회전시키도록 해도 된다.
본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 클러치(4) 및 브레이크(5)의 결합/개방의 조합에 따라서, 5개의 모드가 실현 가능하다. 도 2에 있어서, BK란의 원 기호는, 브레이크(5)의 결합을 나타내고, BK란이 공란인 경우, 브레이크(5)의 개방을 나타낸다. 또한, CL란의 원 기호는, 클러치(4)의 결합을 나타내고, CL란이 공란인 경우, 클러치(4)의 개방을 나타낸다.
(EV-1 모드)
브레이크(5)를 결합하고, 클러치(4)를 개방한 경우, 모드 1(주행 모드 1)이 실현되어, 모드 1에 의한 주행이 가능해진다. 본 실시 형태에서는, 이하의 EV-1 모드가 모드 1에 대응한다. EV-1 모드는, 엔진(1)을 정지하고, 제2 회전 전기 기기(MG2)를 동력원으로 하여 주행하는 EV 주행 모드이다. EV-1 모드에서는, 소위 THS(Toyota Hybrid System)를 탑재한 차량에 있어서의 EV 주행과 마찬가지의 EV 주행을 행할 수 있다. 도 3은 EV-1 모드시의 공선도이다. 도 3을 포함하는 각 공선도에 있어서, S1은 제1 선 기어(11), C1은 제1 캐리어(14), R1은 제1 링 기어(13)를 나타내고, S2는 제2 선 기어(21), C2는 제2 캐리어(24), R2는 제2 링 기어(23)를 나타낸다. 또한, CL은 클러치(4), BK는 브레이크(5), OUT는 출력 기어(6)를 나타낸다. 하이브리드 차량(100)이 전진할 때의 제1 링 기어(13) 및 제2 링 기어(23)의 회전 방향을 정방향으로 하고, 정방향의 회전 방향의 토크(도면에서는 상향 화살표)를 정의 토크로 한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, EV-1 모드에서는 클러치(4)가 개방되어 있으므로, 제1 캐리어[14(C1)]과 제2 캐리어[24(C2)]가 상대 회전 가능하고, 브레이크(5)가 결합되어 있으므로 제2 캐리어(24)의 회전이 규제된다. 제2 유성 기어 기구(20)에 있어서, 제2 선 기어(21)의 회전 방향과 제2 링 기어(23)의 회전 방향은 역방향으로 된다. 제2 회전 전기 기기(MG2)가 부의 토크를 발생하여 부회전하면, 출력 기어(6)는 제2 회전 전기 기기(MG2)의 동력에 의해 정회전한다. 이에 의해, 하이브리드 차량(100)을 전진 주행시킬 수 있다. 제1 유성 기어 기구(10)에서는, 제1 캐리어(14)가 정지하고, 제1 선 기어(11)가 부방향으로 공회전한다. EV-1 모드에서는, 배터리의 충전 상태가 만충전인 경우 등, 회생이 허용되지 않는 경우에, 제2 회전 전기 기기(MG2)를 공회전시킴으로써, 큰 관성량으로서 하이브리드 차량(100)에 감속도를 부여하는 것이 가능하다.
(EV-2 모드)
브레이크(5) 및 클러치(4)를 각각 결합한 경우, 모드 2(주행 모드 2)가 실현되어, 모드 2에 의한 주행이 가능해진다. 본 실시 형태에서는, 이하의 EV-2 모드가 모드 2에 대응한다. EV-2 모드는, 엔진(1)을 정지하고, 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 어느 한쪽을 동력원으로 하여 하이브리드 차량(100)을 주행시키는 EV 주행 모드이다. 도 4는 EV-2 모드시의 공선도이다. EV-2 모드에서는, 브레이크(5)가 결합되고, 또한 클러치(4)가 결합됨으로써, 제1 캐리어(14)의 회전 및 제2 캐리어(24)의 회전이 각각 규제된다. 따라서, 제1 유성 기어 기구(10)에 있어서 제1 선 기어(11)의 회전 방향과 제1 링 기어(13)의 회전 방향은 역방향으로 된다. 제1 회전 전기 기기(MG1)는, 부의 토크를 발생하여 부회전함으로써 출력 기어(6)를 정회전시켜, 하이브리드 차량(100)을 전진 주행시킬 수 있다. 또한, 제2 유성 기어 기구(20)에 있어서 제2 선 기어(21)의 회전 방향과 제2 링 기어(23)의 회전 방향은 역방향으로 된다. 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 부의 토크를 발생하여 부회전함으로써 하이브리드 차량(100)을 전진 주행시킬 수 있다.
EV-2 모드에서는, 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)의 2개의 회전 전기 기기를 동력원으로 하여 하이브리드 차량(100)을 주행시킬 수 있다. 또한, EV-2 모드에서는, 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 적절히 발전을 행하게 하는 것도 가능하다. 한쪽의 회전 전기 기기 혹은 양쪽의 회전 전기 기기에서 토크를 분담하여 발생(또는 회생)하는 것이 가능해지고, 각각의 회전 전기 기기의 효율적인 동작점에서 동작시키거나, 열에 의한 토크 제한 등의 제약을 완화하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 주행 속도에 따라서, 회전 전기 기기(MG1, MG2) 중 효율적으로 토크를 출력할 수 있는 쪽의 회전 전기 기기에 의해 우선적으로 토크를 출력시킴으로써(혹은 회생시킴으로써), 연비의 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 어느 한쪽의 회전 전기 기기에 있어서 열에 의한 토크 제한이 이루어진 경우에, 다른 쪽의 회전 전기 기기의 출력(혹은 회생)에 의해 어시스트함으로써, 목표 토크를 만족시키는 것이 가능해진다.
또한, EV-2 모드에서는, 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 적어도 어느 한쪽을 공회전시켜 두는 것도 가능하다. 예를 들어, 배터리의 충전 상태가 만충전인 경우 등, 회생이 허용되지 않는 경우에, 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)를 동시에 공회전시킴으로써, 큰 관성량으로서 하이브리드 차량(100)에 감속도를 부여하는 것이 가능하다.
EV-2 모드에 의하면, 폭 넓은 주행 조건에 있어서 EV 주행을 행하는 것이나, 장시간 계속해서 EV 주행을 행하는 것이 가능해진다. 따라서, 플러그인 하이브리드 차량 등, EV 주행을 행하는 비율이 높아지는 하이브리드 차량에 적합하다.
(HV-1 모드)
브레이크(5)를 결합하고, 클러치(4)를 개방한 경우, 모드 3(주행 모드 3)이 실현되어, 모드 3에 의한 주행이 가능해진다. 본 실시 형태에서는, 이하의 HV-1 모드가 모드 3에 대응한다. HV-1 모드는, THS를 탑재한 차량에 있어서의 하이브리드 주행과 마찬가지의 하이브리드 주행을 행할 수 있다.
도 5는 HV-1 모드시의 공선도이다. HV-1 모드에서는, 엔진(1)을 운전시켜 엔진(1)의 동력에 의해 출력 기어(6)를 회전시킨다. 제1 유성 기어 기구(10)에서는, 제1 회전 전기 기기(MG1)가 부토크를 발생시켜 반력을 취함으로써 엔진(1)으로부터 출력 기어(6)에의 동력의 전달을 가능하게 한다. 제2 유성 기어 기구(20)에서는, 브레이크(5)가 결합되어 제2 캐리어(24)의 회전이 규제되어 있음으로써, 제2 선 기어(21)의 회전 방향과 제2 링 기어(23)의 회전 방향이 역방향으로 된다. 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 부토크를 발생시켜 하이브리드 차량(100)에 대해 전진 방향의 구동력을 발생시킬 수 있다.
본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)에서는, 공선도에 있어서, 반력을 취하는 제1 회전 전기 기기(MG1)에 대해 출력측의 제1 링 기어(13)가 엔진(1)을 사이에 두고 반대측인 오버 드라이브측에 위치하고 있다. 따라서, 엔진(1)의 회전이 증속되어 출력 기어(6)에 전달된다.
(HV-2 모드)
브레이크(5)를 개방하고, 클러치(4)를 결합한 경우, 모드 4(주행 모드 4)가 실현되어, 모드(4)에 의한 주행이 가능해진다. 본 실시 형태에서는, 이하의 HV-2 모드(복합 스플릿 모드)가 모드 4에 대응한다. HV-2 모드는, 4 요소 플래너터리에 제1 회전 전기 기기(MG1)-제2 회전 전기 기기(MG2)-엔진(1)-출력 기어(6)의 순으로 결합한 복합 스플릿 모드이다. 이하에 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하는 바와 같이, HV-2 모드는, HV-1 모드에 대해 하이 기어측에 메커니컬 포인트를 갖는 시스템으로 되어, 하이 기어 동작시의 전달 효율이 향상된다고 하는 이점이 있다. 여기서, 메커니컬 포인트라 함은, 기계 전달 포인트이며, 전기 패스가 제로인 고효율 동작점이다. 도 6은 HV-2 모드시의 공선도, 도 7은 HV-2 모드시의 4 요소의 공선도, 도 8은 제1 실시 형태에 관한 이론 전달 효율선을 나타내는 도면이다.
HV-2 모드시는, 제1 링 기어(13)와 제2 링 기어(23)가 일체 회전하는 하나의 회전 요소로서 동작하고, 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(24)가 일체 회전하는 하나의 회전 요소로서 동작한다. 따라서, 제1 유성 기어 기구(10) 및 제2 유성 기어 기구(20)는 전체적으로 4 요소의 플래너터리로서 기능한다.
제1 유성 기어 기구(10) 및 제2 유성 기어 기구(20)로 이루어지는 4 요소 플래너터리의 공선도는, 도 7에 나타내는 바와 같이 된다. 본 실시 형태에서는, 제1 유성 기어 기구(10) 및 제2 유성 기어 기구(20)의 각 회전 요소의 공선도에 있어서의 배열 순서는, 제1 선 기어(11), 제2 선 기어(21), 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(24), 제1 링 기어(13) 및 제2 링 기어(23)의 순이다. 제1 유성 기어 기구(10)의 기어비 및 제2 유성 기어 기구(20)의 기어비는, 공선도 상의 제1 선 기어(11)와 제2 선 기어(21)의 배열 순서가 상기한 배열 순서로 되도록 정해져 있다. 구체적으로는, 도 6을 참조하여, 각각의 유성 기어 기구(10, 20)에 있어서, 선 기어(11, 21)와 캐리어(14, 24) 기어비를 1로 한 경우의 캐리어(14, 24)와 링 기어(13, 23)의 기어비 ρ1, ρ2는, 제2 유성 기어 기구(20)의 기어비 ρ2가 제1 유성 기어 기구(10)의 기어비 ρ1보다도 크다.
HV-2 모드에서는, 클러치(4)가 결합되어 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(24)를 연결하고 있다. 이로 인해, 엔진(1)이 출력하는 동력에 대해 제1 회전 전기 기기(MG1), 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 어느 쪽에 의해서도 반력을 받을 수 있다. 엔진(1)의 반력을 제1 회전 전기 기기(MG1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2) 중 한쪽 또는 양쪽에서 토크를 분담하여 받는 것이 가능해지고, 효율이 좋은 동작점에서 동작시키거나, 열에 의한 토크 제한 등의 제약을 완화하는 것이 가능해진다. 따라서, 하이브리드 차량(100)의 고효율화가 가능해진다.
예를 들어, 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2) 중, 효율적으로 동작할 수 있는 쪽의 회전 전기 기기에 의해 우선적으로 반력을 받도록 하면, 효율의 향상을 도모할 수 있다. 일례로서, 고차속에서 엔진 회전수가 저회전인 경우, 제1 회전 전기 기기(MG1)의 회전수가 부(負)회전으로 되는 경우가 생각된다. 이 경우, 제1 회전 전기 기기(MG1)에서 엔진(1)의 반력을 받으려고 하면, 전력을 소비하여 부(負)토크를 발생시키는 역회전 역행의 상태로 되어, 효율 저하를 초래하게 된다.
여기서, 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)에서는, 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 제1 회전 전기 기기(MG1)보다도 부회전으로 되기 어려워, 정회전의 상태에서 반력을 받을 수 있는 기회가 많다. 따라서, 제1 회전 전기 기기(MG1)이 부회전하는 경우에 제2 회전 전기 기기(MG2)에 우선적으로 반력을 받게 하도록 하면, 역회전 역행에 의한 효율의 저하를 억제하여, 효율 향상에 의한 연비의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 어느 한쪽의 회전 전기 기기에 있어서 열에 의한 토크 제한이 이루어진 경우에, 다른 쪽의 회전 전기 기기의 회생(혹은 출력)에 의해 어시스트함으로써, 필요한 반력을 만족시키는 것이 가능해진다.
도 8을 참조하여 설명하는 바와 같이, HV-2 모드에서는, 하이 기어측에 메커니컬 포인트를 가지므로, 하이 기어 동작시의 전달 효율이 향상된다는 이점이 있다. 도 8에 있어서, 횡축은 변속비, 종축은 이론 전달 효율을 나타낸다. 여기서, 변속비라 함은, 유성 기어 기구(10, 20)의 출력측 회전수에 대한 입력측 회전수의 비(감속비)이며, 예를 들어 링 기어(13, 23)의 회전수에 대한 제1 캐리어(14)의 회전수를 나타낸다. 횡축에 있어서, 좌측이 변속비가 작은 하이 기어측이고, 우측이 변속비가 큰 로우 기어측으로 된다. 이론 전달 효율은, 유성 기어 기구(10, 20)에 입력되는 동력이 전기 패스를 거치지 않고 기계적인 전달에 의해 모두 출력 기어(6)에 전달되는 경우에 최대 효율 1.0으로 된다.
도 8에 있어서, 파선(201)은 HV-1 모드시의 전달 효율선을 나타내고, 실선(202)은 HV-2 모드시의 전달 효율선을 나타낸다. HV-1 모드시의 전달 효율선(201)은 변속비 γ1에 있어서 최대 효율로 된다. 변속비 γ1에서는, 제1 회전 전기 기기(MG1)[제1 선 기어(11)]의 회전수는 0으로 되므로, 반력을 받는 것에 의한 전기 패스는 0이고, 기계적인 동력의 전달에 의해서만 엔진(1) 혹은 제2 회전 전기 기기(MG2)로부터 출력 기어(6)에 동력을 전달할 수 있는 동작점으로 된다. 이 변속비 γ1은, 오버 드라이브측의 변속비, 즉, 1보다도 작은 변속비이다. 본 명세서에서는, 이 변속비 γ1을 「제1 기계 전달 변속비 γ1」이라고도 기재한다. HV-1 모드시의 전달 효율은, 변속비가 제1 기계 전달 변속비 γ1보다도 로우 기어측의 값으로 됨에 따라서 완만하게 저하된다. 또한, HV-1 모드시의 전달 효율은, 변속비가 제1 기계 전달 변속비 γ1보다도 하이 기어측의 값으로 됨에 따라서 크게 저하된다.
HV-2 모드시의 전달 효율선(202)은, 상기한 변속비 γ1에 더하여, 변속비 γ2에 메커니컬 포인트를 갖는다. 이것은, 4 요소의 공선도(도 7)에 있어서 제1 회전 전기 기기(MG1)와 제2 회전 전기 기기(MG2)가 횡축 상의 다른 위치로 되도록 유성 기어 기구(10, 20)의 기어비가 정해져 있는 것에 의한다. HV-2 모드에서는, 제1 기계 전달 변속비 γ1에 있어서 제1 회전 전기 기기(MG1)의 회전수가 0으로 되고, 이 상태에서 제1 회전 전기 기기(MG1)에 의해 반력을 받음으로써 메커니컬 포인트를 실현할 수 있다. 또한, 변속비 γ2에 있어서, 제2 회전 전기 기기(MG2)의 회전수가 0으로 되고, 이 상태에서 제2 회전 전기 기기(MG2)에 의해 반력을 받음으로써 메커니컬 포인트를 실현할 수 있다. 이 변속비 γ2를 「제2 기계 전달 변속비 γ2」라고도 기재한다.
HV-2 모드시의 전달 효율은, 제1 기계 전달 변속비 γ1보다도 로우 기어측의 영역에서는, 변속비의 증가에 따라서 HV-1 모드시의 전달 효율보다도 크게 저하된다. 또한, HV-2 모드시의 전달 효율선(202)은, 제1 기계 전달 변속비 γ1과 제2 기계 전달 변속비 γ2 사이의 변속비의 영역에서는 저효율측으로 만곡되어 있다. 이 영역에서는, HV-2 모드시의 전달 효율은, HV-1 모드시의 전달 효율과 동등하거나, 혹은 고효율로 되어 있다. HV-2 모드시의 전달 효율은, 제2 기계 전달 변속비 γ2보다도 하이 기어측의 영역에서는 변속비의 감소에 따라서 저하되지만, HV-1 모드시의 전달 효율보다도 상대적으로 고효율이다.
이와 같이, HV-2 모드는, 제1 기계 전달 변속비 γ1에 더하여 제1 기계 전달 변속비 γ1보다도 하이 기어측의 제2 기계 전달 변속비 γ2에 메커니컬 포인트를 가짐으로써, 하이 기어 동작시의 전달 효율의 향상을 실현할 수 있다. 이에 의해, 고속 주행시의 전달 효율 향상에 의한 연비의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 하이브리드 주행시에 HV-1 모드와 HV-2 모드를 적절하게 전환함으로써, 전달 효율의 향상을 도모할 수 있다. 예를 들어, 제1 기계 전달 변속비 γ1보다도 로우 기어측의 변속비의 영역에서는 HV-1 모드를 선택하고, 제1 기계 전달 변속비 γ1보다도 하이 기어측의 변속비의 영역에서는 HV-2 모드를 선택함으로써, 로우 기어 영역으로부터 하이 기어 영역까지 넓은 변속비의 영역에서 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
(HV-3 모드)
클러치(4) 및 브레이크(5)를 개방한 경우, 모드 5(주행 모드 5)가 실현되어, 모드 5에 의한 주행이 가능해진다. 본 실시 형태에서는, 이하의 HV-3 모드가 모드 5에 대응한다. HV-3 모드는, 제2 회전 전기 기기(MG2)를 분리하여 엔진(1) 및 제1 회전 전기 기기(MG1)에 의해 주행할 수 있는 주행 모드이다. 상기한 HV-1 모드에서는, 브레이크(5)가 결합되어 있음으로써, 제2 회전 전기 기기(MG2)는, 주행시에 제2 링 기어(23)의 회전과 연동하여 항상 회전한다. 고속 회전수에서는 제2 회전 전기 기기(MG2)가 큰 토크를 출력할 수 없는 것이나, 제2 링 기어(23)의 회전이 증속되어 제2 선 기어(21)에 전달되므로, 효율 향상의 관점에서는 고차속시에 제2 회전 전기 기기(MG2)를 항상 회전시켜 두는 것은 반드시 바람직한 것은 아니다.
HV-3 모드에서는, 브레이크(5)가 개방되고, 또한 클러치(4)도 개방되어 있으므로, 제2 회전 전기 기기(MG2)를 동력의 전달 경로로부터 분리하여 정지시켜 두는 것이 가능하다. HV-3 모드에서는, 고차속시에 제2 회전 전기 기기(MG2)를 차륜으로부터 분리함으로써, 불필요시의 제2 회전 전기 기기(MG2)의 드래그 손실을 저감시킬 수 있는 것 외에, 제2 회전 전기 기기(MG2)의 허용 최고 회전수에 의한 최고 차속에의 제약을 없애는 것이 가능하다.
본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 클러치(4) 및 브레이크(5)의 결합/개방의 조합에 의해, 하이브리드 주행에 있어서, HV-1 모드, HV-2 모드, HV-3 모드의 3개의 모드를 선택적으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 가장 고감속비의 영역에서는 HV-1 모드를 선택하는 한편, 가장 저감속비의 영역에서는 HV-3 모드를 선택하고, 중간 감속비의 영역에서는 HV-2 모드를 선택하도록 해도 된다. 또한, 상기 3개의 HV 모드 중 어느 2개의 모드를 선택적으로 실현하도록 해도 된다. 예를 들어, 저감속비의 경우는 HV-2 모드 혹은 HV-3 모드 중 어느 하나를 선택하도록 하고, 고감속비의 경우는 HV-1 모드를 선택하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 2개의 플래너터리 기어(10, 20), 2개의 회전 전기 기기(MG1, MG2), 1개의 브레이크(5) 및 1개의 클러치(4)를 갖고, 브레이크(5), 클러치(4)의 결합/비결합에 의해 하이브리드시의 복수의 모드(THS 모드, 복합 스플릿 모드, 고차속 모드)와, 구동 회전 전기 기기수가 다른 2개의 EV 주행 모드를 구성 가능하다. 본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 소수의 결합 요소로 다(多)모드를 구성할 수 있어, 주행 상태에 적합한 모드에서의 주행에 의한 효율 향상과, 구성 부품수의 저감이나 비용 저감을 양립할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)는, 최외경에 출력축이 접속되므로, 다축 구성 필수인 FF 구조의 하이브리드 차량(100)에 적용하기 쉽다. 각각의 유성 기어 기구(10, 20)에 있어서, 최고 회전으로 되는 부위가 회전 중심에 가까운 선 기어(11, 21)이므로, 원심력을 억제할 수 있고, 강도상 유리하다.
[제1 실시 형태의 제1 변형예]
제1 실시 형태의 제1 변형예에 대해 설명한다. 도 9는 제1 변형예에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다. 본 변형예의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-2)에 있어서, 상기 제1 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)와 다른 점은, 제2 유성 기어 기구(20), 클러치(4) 및 브레이크(5)가 제2 회전 전기 기기(MG2)를 사이에 두고 제1 유성 기어 기구(10)측과 반대측에 배치되는 점이다. 엔진(1)의 회전축(2)과 동축 상에는, 엔진(1)에 가까운 측으로부터 차례로 제1 회전 전기 기기(MG1), 제1 유성 기어 기구(10), 제2 회전 전기 기기(MG2), 제2 유성 기어 기구(20), 클러치(4) 및 브레이크(5)가 배치되어 있다.
제1 유성 기어 기구(10)의 각 회전 요소(11, 13, 14)와 엔진(1), 제1 회전 전기 기기(MG1), 출력 기어(6)와의 접속의 대응 관계는, 상기 제1 실시 형태와 공통이다. 또한, 제2 유성 기어 기구(20)의 각 회전 요소(21, 23, 24)와 제2 회전 전기 기기(MG2), 클러치(4), 브레이크(5), 출력 기어(6)와의 접속의 대응 관계는, 상기 제1 실시 형태와 공통이다.
제1 링 기어(13)와 제2 링 기어(23)는, 연결 축(7)을 통해 접속되어 있다. 연결 축(7)은 제2 회전 전기 기기(MG2)의 로터(44)의 회전축(44a)과 엔진(1)의 회전축(2) 사이에 배치되어 있다. 클러치(4) 및 브레이크(5)는 축 방향에 있어서의 엔진(1)측과 반대측의 단부에 배치되어 있다. 이와 같이 클러치(4) 및 브레이크(5)가 하이브리드 차량용 구동 장치(1-2)의 축 방향의 일단부에 함께 배치됨으로써, 액추에이터의 구성이 간소화된다. 예를 들어, 클러치(4) 및 브레이크(5)의 액추에이터로서 유압식 액추에이터를 채용하는 경우, 유압계를 1개소에 통합하여 배치할 수 있다.
[제1 실시 형태의 제2 변형예]
제1 실시 형태의 제2 변형예에 대해 설명한다. 도 10은, 제2 변형예에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다. 본 변형예의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-3)에 있어서, 상기 제1 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)와 다른 점은, 제1 유성 기어 기구(10), 제2 유성 기어 기구(20), 클러치(4) 및 브레이크(5)의 기계계를 통합하여 축 방향의 엔진측에 배치하고, 제1 회전 전기 기기(MG1) 및 제2 회전 전기 기기(MG2)의 전기계를 통합하여 축 방향의 엔진측과 반대측에 배치한 점이다. 엔진(1)의 회전축(2)과 동축 상에는, 엔진(1)에 가까운 측으로부터 차례로 제1 유성 기어 기구(10), 클러치(4), 제2 유성 기어 기구(20), 브레이크(5), 제2 회전 전기 기기(MG2), 제1 회전 전기 기기(MG1)가 배치되어 있다.
전기계와 기계계를 나눔으로써, 각각을 수납하는 케이스를 나누는 것이 가능해진다. 또한, 전기계와 기계계를 각각 통합하여 배치함으로써, 전기계, 기계계를 미리 별도 공정에서 제조해 두고, 일체로 조립할 수 있다.
또한, 도 10에서는 제1 회전 전기 기기(MG1)와 제2 회전 전기 기기(MG2)를 동일한 크기로 기재하고 있지만, 실제의 크기는, 어느 한쪽, 예를 들어 제2 회전 전기 기기(MG2)가 제1 회전 전기 기기(MG1)보다도 대형으로 된다. 이 경우, 제1 회전 전기 기기(MG1)를 제2 회전 전기 기기(MG2)의 스테이터(43)의 직경 방향 내측의 공간에 배치하여 상자 구조로 함으로써, 축 방향의 공간을 압축하여, 하이브리드 차량용 구동 장치(1-3)의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 제1 회전 전기 기기(MG1), 제2 회전 전기 기기(MG2), 제1 유성 기어 기구(10), 제2 유성 기어 기구(20), 클러치(4), 브레이크(5)의 배열 순서는, 상기 제1 실시 형태 및 각 변형예에 예시한 것에 한정되지는 않는다.
[제2 실시 형태]
도 11을 참조하여, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에 대해서는, 상기 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 도 11은, 제2 실시 형태에 관한 하이브리드 차량의 주요부를 나타내는 스켈톤도이다. 본 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-4)에 있어서, 상기 제1 실시 형태의 하이브리드 차량용 구동 장치(1-1)와 다른 점은, 브레이크(5)와 병렬로 설치된 원웨이 클러치(8)를 갖는 점이다. 원웨이 클러치(8)는 제2 캐리어(24)의 일 방향의 회전만을 허용하고, 타 방향의 회전을 규제할 수 있다. 제2 캐리어(24)는 원웨이 클러치(8)를 통해 차체측, 예를 들어 트랜스 액슬 케이스와 접속되어 있다.
원웨이 클러치(8)는 제2 캐리어(24)의 정방향의 회전을 허용하고, 부방향의 회전을 규제한다. 이에 의해, 브레이크(5)를 결합하는 일 없이 EV-1 모드(도 3 참조)를 실현할 수 있다. 즉, 클러치(4) 및 브레이크(5)를 개방한 상태에 있어서, 제2 회전 전기 기기(MG2)에 부토크를 출력시켜 부회전시킨 경우, 원웨이 클러치(8)가 제2 캐리어(24)의 부방향의 회전을 규제한다. 이에 의해, 브레이크(5)를 결합한 EV-1 모드와 마찬가지로, 제2 회전 전기 기기(MG2)의 토크에 의해 제2 링 기어(23)를 정회전시켜, 하이브리드 차량(100)을 전진 주행시킬 수 있다.
EV-1 모드에서의 발진시에 브레이크(5)의 결합이 불필요해진다. 이로 인해, 브레이크(5)의 액추에이터를 유압식으로 하고 있는 경우에, 정차 상태 등에서의 전동 오일 펌프의 동작이 불필요해진다. 따라서, 제어가 간편해지는 동시에, 전동 오일 펌프의 구동에 필요한 에너지가 저감 가능해진다.
상기한 각 실시 형태 및 변형예에 개시된 내용은, 적절하게 조합하여 실시될 수 있다.
1-1, 1-2, 1-3, 1-4 : 하이브리드 차량용 구동 장치
1 : 엔진
4 : 클러치
5 : 브레이크
6 : 출력 기어
10 : 제1 유성 기어 기구
11 : 제1 선 기어
13 : 제1 링 기어
14 : 제1 캐리어
20 : 제2 유성 기어 기구
21 : 제2 선 기어
23 : 제2 링 기어
24 : 제2 캐리어
100 : 하이브리드 차량
MG1 : 제1 회전 전기 기기
MG2 : 제2 회전 전기 기기

Claims (9)

  1. 제1 유성 기어 기구와,
    제2 유성 기어 기구와,
    상기 제1 유성 기어 기구의 캐리어와 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어를 분리 접속하는 클러치와,
    상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어의 회전을 결합함으로써 규제하는 브레이크를 구비하고,
    상기 제1 유성 기어 기구의 선 기어는 제1 회전 전기 기기에, 캐리어는 엔진에, 링 기어는 구동륜에 각각 접속되고,
    상기 제2 유성 기어 기구의 선 기어는 제2 회전 전기 기기에, 링 기어는 상기 구동륜에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클러치 및 상기 브레이크를 각각 결합함으로써, 모드 2에 의한 주행을 실현하는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러치가 결합되고, 또한 상기 브레이크가 개방되어 있을 때의 상기 제1 유성 기어 기구 및 상기 제2 유성 기어 기구의 각 회전 요소의 공선도에 있어서의 배열 순서는, 상기 제1 유성 기어 기구의 선 기어, 상기 제2 유성 기어 기구의 선 기어, 상기 제1 유성 기어 기구의 캐리어 및 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어, 상기 제1 유성 기어 기구의 링 기어 및 상기 제2 유성 기어 기구의 링 기어의 순인, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 상기 엔진을 동력원으로 하여 상기 하이브리드 차량을 주행시키는 하이브리드 주행에 있어서, 상기 클러치를 개방하고, 또한 상기 브레이크를 결합하는 모드 3, 상기 클러치를 결합하고, 또한 상기 브레이크를 개방하는 모드 4, 상기 클러치 및 상기 브레이크를 개방하는 모드 5 중 적어도 2개의 모드를 선택적으로 실현 가능한, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러치를 개방하고, 또한 상기 브레이크를 결합함으로써, 모드 1에 의한 주행을 실현하는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 엔진의 회전축과 동축 상에, 상기 엔진에 가까운 측으로부터 차례로 상기 제1 회전 전기 기기, 상기 제1 유성 기어 기구, 상기 클러치, 상기 제2 유성 기어 기구, 상기 브레이크, 상기 제2 회전 전기 기기가 배치되어 있는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 엔진의 회전축과 동축 상에, 상기 엔진에 가까운 측으로부터 차례로 상기 제1 회전 전기 기기, 상기 제1 유성 기어 기구, 상기 제2 회전 전기 기기, 상기 제2 유성 기어 기구, 상기 클러치 및 상기 브레이크가 배치되어 있는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 엔진의 회전축과 동축 상에, 상기 엔진에 가까운 측으로부터 차례로 상기 제1 유성 기어 기구, 상기 클러치, 상기 제2 유성 기어 기구, 상기 브레이크, 상기 제2 회전 전기 기기, 상기 제1 회전 전기 기기가 배치되어 있는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 하이브리드 차량이 전진할 때의 상기 제2 유성 기어 기구의 링 기어의 회전 방향을 정방향으로 한 경우의 상기 제2 유성 기어 기구의 캐리어의 상기 정방향의 회전을 허용하고, 또한 상기 정방향과 반대 방향의 회전을 규제하는 원웨이 클러치를 더 구비하는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9421858B2 (en) 2011-12-12 2016-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle
US9005078B2 (en) * 2011-12-16 2015-04-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle
WO2013094005A1 (ja) 2011-12-19 2013-06-27 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
EP2829448B1 (en) 2012-03-21 2018-06-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle
EP2829426B1 (en) 2012-03-21 2018-06-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle
CN104203617B (zh) 2012-03-21 2016-12-14 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的驱动控制装置
WO2013140541A1 (ja) * 2012-03-21 2013-09-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
WO2013140539A1 (ja) 2012-03-21 2013-09-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
DE112012006067T5 (de) * 2012-03-21 2014-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebssteuerungsvorrichtung für Hybridfahrzeug
JP5954408B2 (ja) 2012-03-21 2016-07-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
CN104203687A (zh) 2012-03-26 2014-12-10 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的驱动控制装置
CN104203697B (zh) 2012-03-26 2017-06-30 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的驱动控制装置
CN104245458A (zh) * 2012-03-26 2014-12-24 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的驱动控制装置
US9193349B2 (en) * 2012-03-26 2015-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle drive controller
WO2013145100A1 (ja) 2012-03-26 2013-10-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP5971330B2 (ja) 2012-03-26 2016-08-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
EP2832608B1 (en) * 2012-03-26 2019-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle drive control device
US9248831B2 (en) 2012-03-26 2016-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle
WO2013145101A1 (ja) 2012-03-26 2013-10-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
WO2014080528A1 (ja) 2012-11-26 2014-05-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
CN105143006B (zh) * 2013-03-22 2018-04-17 丰田自动车株式会社 混合动力车辆用驱动装置
KR101509935B1 (ko) * 2013-10-10 2015-04-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
JP6011560B2 (ja) 2014-02-24 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置
SE539232C2 (sv) * 2014-09-29 2017-05-23 Scania Cv Ab Förfarande för att styra en hybriddrivlina, fordon med en sådan hybriddrivlina, dator-program för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod
SE539295C2 (sv) 2014-09-29 2017-06-20 Scania Cv Ab Hybriddrivlina innefattande en rangeväxel och ett fordon meden sådan hybriddrivlina
SE540406C2 (sv) 2014-09-29 2018-09-11 Scania Cv Ab Förfarande för att styra en hybriddrivlina, fordon med en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod
KR101978894B1 (ko) 2014-09-29 2019-05-15 스카니아 씨브이 악티에볼라그 하이브리드 파워트레인, 이러한 하이브리드 파워트레인을 제어하는 방법, 이러한 하이브리드 파워트레인을 포함하는 차량, 이러한 하이브리드 파워트레인을 제어하는 컴퓨터 프로그램 및 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품
US10308239B2 (en) * 2014-10-01 2019-06-04 Ford Global Technologies, Llc Powersplit hybrid powertrain with overdrive clutch
KR101619637B1 (ko) * 2014-11-07 2016-05-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 제어방법
DE102015226008A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit koaxialem Planetengetriebeabschnitt
JP6643184B2 (ja) * 2016-05-20 2020-02-12 本田技研工業株式会社 車両
DE102016220060B3 (de) * 2016-10-14 2018-03-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
JP6806267B2 (ja) * 2017-11-17 2021-01-06 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
JP2019166939A (ja) 2018-03-23 2019-10-03 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
JP2019166941A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
JP6982543B2 (ja) * 2018-05-15 2021-12-17 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
CN112895883B (zh) * 2021-02-19 2022-06-03 西安交通大学 一种双驱动源与双排行星轮系多模式耦合驱动系统及汽车
CN114475217B (zh) * 2022-03-25 2023-10-10 中国重汽集团济南动力有限公司 一种适用于重型卡车的三动力源耦合混动系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3257486B2 (ja) * 1997-11-12 2002-02-18 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および内燃機関制御装置
US6478705B1 (en) 2001-07-19 2002-11-12 General Motors Corporation Hybrid electric powertrain including a two-mode electrically variable transmission
JP3452055B2 (ja) * 2001-08-17 2003-09-29 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および内燃機関制御装置
JP3656841B2 (ja) * 2001-12-27 2005-06-08 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動機付駆動装置
JP4038183B2 (ja) * 2004-01-19 2008-01-23 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置
JP4069901B2 (ja) * 2004-05-20 2008-04-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車のドライブトレーン
US7712560B2 (en) 2006-09-06 2010-05-11 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle powertrain
JP4100444B1 (ja) * 2006-12-18 2008-06-11 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動装置
JP2009120042A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の駆動装置
JP2009166793A (ja) * 2008-01-19 2009-07-30 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置
JP5067642B2 (ja) * 2009-03-31 2012-11-07 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド駆動装置
KR101283039B1 (ko) * 2011-06-09 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
JP5545413B2 (ja) * 2011-07-19 2014-07-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両用動力伝達装置の潤滑装置
CN103732430A (zh) * 2011-08-10 2014-04-16 丰田自动车株式会社 混合动力车辆用驱动装置

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Publication number Publication date
BR112014001706A2 (pt) 2017-02-21
CN103702850A (zh) 2014-04-02
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