JP2018013196A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用駆動装置を小型化させる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】エンジン１０に接続された入力軸３２の回転軸線Ｃ方向に、エンジン１２と、ブレーキＢ１と、クラッチＣ１およびクラッチＣＳと、変速機構３４と、第１電動機ＭＧ１と、差動機構３６と、第２電動機ＭＧ２とが順に同軸に配置されている。このため、クラッチＣ１とブレーキＢ１とクラッチＣＳとを入力軸３２の回転軸線Ｃ方向においてエンジン１２と変速機構３４との間にまとめて配置させられるので、例えばクラッチＣ１およびブレーキＢ１とクラッチＣＳとを変速機構３４を挟んで配置するものに比較して、車両用駆動装置１０においてクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳへの第１油路４２ａ、第２油路４２ｂ、第３油路４２ｃのバルブボデー４０からの距離が短くなって取り回しがし易くなり、車両用駆動装置１０を小型化することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とを有する差動機構と、第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素とを有する動力伝達機構と、前記第４回転要素、前記第５回転要素および前記第６回転要素のうちのいずれか２つの回転要素の間を選択的に連結する第１係合部と、前記第４回転要素を非回転部材に選択的に連結する第２係合部と、前記第１回転要素と前記第５回転要素との間を選択的に連結する第３係合部と、を備える車両用駆動装置において、車両用駆動装置を小型化させる技術に関するものである。

機関と接続されその機関の回転を伝達する動力伝達機構と、その動力伝達機構と駆動輪とを接続する差動機構と、動力伝達機構を変速させる切替装置とを備える車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献１の図１２に記載された車両用駆動装置がそれである。上記特許文献１の図１２において、前記差動機構は、前記動力伝達機構の出力要素に接続されたキャリヤと、第１電動機に接続されたサンギヤと、第２電動機および駆動輪に動力伝達可能に接続されたリングギヤとを有し、前記動力伝達機構は、前記差動機構のキャリヤに接続されたリングギヤと、前記機関に接続されたキャリヤと、サンギヤとを有し、前記切替装置は、前記動力伝達機構におけるサンギヤとキャリヤとを選択的に連結する第１係合部と、前記動力伝達機構のサンギヤを非回転部材に選択的に連結させてそのサンギヤの回転を止める第２係合部とを有している。このため、前記切替装置おいて前記第１係合部と前記第２係合部とが係合或いは解放されることにより前記動力伝達機構における変速段が形成されるようになっている。

国際公開第２０１３／１１４５９４号

ところで、上記特許文献１の図１２の車両用駆動装置において、例えば燃費向上のために、前記機関が接続された前記動力伝達機構のキャリヤと、前記第１電動機が接続された前記差動機構のサンギヤとを選択的に連結する第３係合部を設けることが考えられる。このような構成によれば、前記切替装置で前記第１係合部と前記第２係合部とを解放状態とし、且つ前記第３係合部を係合状態にすることによって、前記機関（エンジン）の動力により前記第１電動機で発電を行い、その第１電動機で発電した電力で前記第２電動機を駆動するシリーズ走行が可能になる。しかしながら、前記車両用駆動装置では、前記第１係合部、前記第２係合部、前記第３係合部の３つの係合部を油圧制御するために、それら係合部にそれぞれ油路を接続する必要があるため、それらの油路の配置によっては、前記車両用駆動装置が大型化してしまうという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両用駆動装置を小型化させる車両用駆動装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）機関に接続された入力軸と、（ｂ）第１電動機に接続された第１回転要素と、第２回転要素と、第２電動機および駆動輪に動力伝達可能に接続された第３回転要素とを有する差動機構と、（ｃ）第４回転要素と、前記入力軸に接続された第５回転要素と、前記第２回転要素に接続された第６回転要素とを有する動力伝達機構と、（ｄ）前記第４回転要素、前記第５回転要素および前記第６回転要素のうちのいずれか２つの回転要素の間を選択的に連結する第１係合部と、（ｅ）前記第４回転要素を非回転部材に選択的に連結する第２係合部と、（ｆ）前記第１回転要素と前記第５回転要素との間を選択的に連結する第３係合部と、を備える車両用駆動装置であって、（ｇ）前記入力軸の軸方向に、前記機関と、前記第２係合部と、前記第１係合部および前記第３係合部と、前記動力伝達機構と、前記第１電動機と、前記差動機構と、前記第２電動機とが順に同軸に配置されており、（ｈ）前記第１係合部及び前記第３係合部は、前記入力軸に垂直な方向において少なくとも一部が重なるように配置されていることにある。

第１発明によれば、前記入力軸の軸方向に、前記機関と、前記第２係合部と、前記第１係合部および前記第３係合部と、前記動力伝達機構と、前記第１電動機と、前記差動機構と、前記第２電動機とが順に同軸に配置されている。このため、前記第１係合部と前記第２係合部と前記第３係合部とを前記入力軸の軸方向において前記機関と前記動力伝達機構との間にまとめて配置させられるので、例えば前記第１係合部および前記第２係合部と前記第３係合部とを前記動力伝達機構を挟んで配置するものに比較して、前記車両用駆動装置において前記第１係合部、前記第２係合部、前記第３係合部への油路のバルブボデーからの距離が短くなって取り回しがし易くなり、前記車両用駆動装置を小型化することができる。また、前記第１係合部及び前記第３係合部は、前記入力軸に垂直な方向において少なくとも一部が重なるように配置されているので、前記車両用駆動装置における前記入力軸の軸方向の大きさを好適に小型化することができる。

本発明が適用される車両用駆動装置の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。 エンジン走行とモータ走行との切替制御に用いる駆動力源切替マップの一例を示す図である。 各走行モードにおける各係合装置の各作動状態を示す図表である。 単駆動ＥＶモード時の共線図である。 両駆動ＥＶモード時の共線図である。 ＨＶ走行モードのシリーズパラレルローモード時の共線図である。 ＨＶ走行モードのシリーズパラレルハイモード時の共線図である。 ＨＶ走行モードのシリーズモード時の共線図である。 ＨＶ走行モードのパラレルローモード時の共線図である。 ＨＶ走行モードのパラレルハイモード時の共線図である。

好適には、前記第３係合部は、前記第１係合部に隣接して配置されている。このため、バルブボデーから前記第１係合部および前記第３係合部への油路の取り回しがし易くなる。

また、好適には、前記第３係合部は、前記第１電動機に隣接して配置されている。このため、前記車両用駆動装置において前記第１係合部、前記第２係合部、前記第３係合部への油路のバルブボデーからの距離が短くなって取り回しがし易くなる。

また、好適には、前記動力伝達機構は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されているので、前記車両用駆動装置を好適に小型化することができる。

また、好適には、前記第１電動機は、前記入力軸の軸方向において、前記動力伝達機構と前記差動機構との間に配置されている。このため、前記車両用駆動装置において前記第１係合部、前記第２係合部、前記第３係合部への油路のバルブボデーからの距離が短くなって取り回しがし易くなる。

また、好適には、前記第２電動機は、前記入力軸の軸方向において前記差動機構よりも前記機関側とは反対側に配置されている。このため、前記車両用駆動装置において前記第１係合部、前記第２係合部、前記第３係合部への油路のバルブボデーからの距離が短くなって取り回しがし易くなる。

以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両駆動装置１０の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両用駆動装置１０は、走行用の駆動力源となり得る、エンジン（機関）１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２と、動力伝達装置１４と、図示しない駆動輪とを備えるハイブリッド型式の駆動装置である。

エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン１２は、後述する電子制御装置８０によってスロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることにより、エンジントルクＴｅが制御される。

第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、駆動トルクを発生させる電動機（モータ）としての機能及び発電機（ジェネレータ）としての機能を有する所謂モータジェネレータである。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、インバータ部や平滑コンデンサなどを有する電力制御ユニット１８を介してバッテリユニット２０に接続されており、後述する電子制御装置８０によって電力制御ユニット１８が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の各々の出力トルク（力行トルク又は回生トルク）であるＭＧ１トルクＴmg1及びＭＧ２トルクＴmg2が制御される。なお、第１電動機ＭＧ１には、図１に示すように、車体に取り付けられた非回転部材であるケース２２内に固定された円筒状のステータ２４ａと、ステータ２４ａの内側に所定の間隙を隔てて中心部に円筒状のロータ回転軸２４ｂが一体的に固定された円筒状のロータ２４ｃとが備えられており、第２電動機ＭＧ２には、ケース２２内に固定された円筒状のステータ２６ａと、ステータ２６ａの内側に所定の間隙を隔てて中心部に円筒状のロータ回転軸２６ｂが一体的に固定された円筒状のロータ２６ｃとが備えられている。

動力伝達装置１４は、エンジン１２と図示しない駆動輪との間の動力伝達経路に備えられており、ケース２２内に第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２と共に収容されている。動力伝達装置１４は、例えば、第１動力伝達部２８と、第２動力伝達部３０と、図示しないディファレンシャル装置、そのディファレンシャル装置に連結された車軸等とを備えている。

第１動力伝達部２８は、第１動力伝達部２８の入力回転部材である入力軸３２と同軸心に配置されており、例えば、変速機構（動力伝達機構）３４と、差動機構３６と、クラッチ（第１係合部）Ｃ１と、ブレーキ（第２係合部）Ｂ１等とを備えている。なお、第１動力伝達部２８の入力軸３２のエンジン１２側の軸端部には、エンジン１２のクランク軸が動力伝達可能に接続されている。

変速機構３４は、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されており、差動作用を生じる差動機構として機能する。変速機構３４は、差動機構３６よりもエンジン１２側に配置された入力側差動機構である。第１キャリヤＣＡ１は、入力軸３２に一体的に連結され、その入力軸３２を介してエンジン１２に動力伝達可能に接続された第５回転要素ＲＥ５であり、変速機構３４の入力回転部材として機能する。第１サンギヤＳ１は、ブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結する第４回転要素ＲＥ４である。第１リングギヤＲ１は、中間軸３８を介して差動機構３６の入力回転部材（すなわち第２キャリヤＣＡ２）に動力伝達可能に接続された第６回転要素ＲＥ６であり、変速機構３４の出力回転部材として機能する。なお、クラッチＣ１は、第１サンギヤＳ１である第４回転要素と第１キャリヤＣＡ１である第５回転要素との間を選択的に連結するものであり、それら第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１は、クラッチＣ１を介して選択的に動力伝達可能に接続される。また、ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１である第４回転要素を非回転部材であるケース２２に選択的に連結するものである。

図１に示すように第１動力伝達部２８において、中間軸３８は第１電動機ＭＧ１の内周部を挿通すなわち第１電動機ＭＧ１の円筒状のロータ回転軸２３ｃ内を挿通しており、中間軸５１は入力軸４２の回転軸線Ｃと同心に回転可能にケース２２に支持されている。

クラッチＣ１及びブレーキＢ１は、好適には何れも湿式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置である。このクラッチＣ１及びブレーキＢ１は、車両用駆動装置１０に備えられたバルブボデー４０に形成された油圧制御回路が後述する電子制御装置８０によって制御されることにより、その油圧制御回路から各々供給される油圧（例えばＣ１油圧Ｐc1、Ｂ１油圧Ｐb1）に応じて作動状態（係合や解放などの状態）が制御される。なお、図１に示すように、クラッチＣ１とバルブボデー４０との間には、バルブボデー４０内に形成された油圧制御回路から供給される油圧をクラッチＣ１へ導く第１油路４２ａが形成されており、ブレーキＢ１とバルブボデー４０との間には、バルブボデー４０内に形成された油圧制御回路から供給される油圧をブレーキＢ１へ導く第２油路４２ｂが形成されている。

クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に解放された状態においては、遊星歯車装置である変速機構３４の差動が許容される。よって、この状態では、第１サンギヤＳ１にてエンジントルクＴｅの反力トルクが取れない為、変速機構３４は機械的な動力伝達が不能な中立状態（ニュートラル状態）とされる。又、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放された状態においては、変速機構３４は各回転要素が一体回転させられる。よって、この状態では、エンジン１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。一方で、クラッチＣ１が解放され且つブレーキＢ１が係合された状態においては、変速機構３４は第１サンギヤＳ１の回転が止められ、第１リングギヤＲ１の回転が第１キャリヤＣＡ１の回転よりも増速される。よって、この状態では、エンジン１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から出力される。このように、変速機構３４は、直結状態（ギヤ比＝１．０）となるローギヤと、オーバードライブ状態（例えばギヤ比＝０．７）となるハイギヤとに切り替えられる２段の有段変速機として機能する。クラッチＣ１は、係合によって変速機構３４の第１のギヤ段としてのローギヤを形成する第１係合装置であり、ブレーキＢ１は、係合によって変速機構３４の第２のギヤ段としてのハイギヤを形成する第２係合装置である。よって、クラッチＣ１及びブレーキＢ１のうちの一方が係合された状態では、変速機構３４は、上記第１，第２のギヤ段の何れかが形成された、機械的な動力伝達が可能な非中立状態とされる。又、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に係合された状態においては、変速機構３４は各回転要素の回転が止められる。よって、この状態では、変速機構３４の出力回転部材である第１リングギヤＲ１の回転が停止されることで、差動機構３６の入力回転部材である第２キャリヤＣＡ２の回転が停止させられる。

差動機構３６は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。差動機構３６は、変速機構３４よりもエンジン１２側とは反対側に配置された出力側差動機構である。第２サンギヤＳ２は、第１電動機ＭＧ１のロータ回転軸２４ｂに一体的に接続されており、第１電動機ＭＧ１が動力伝達可能に連結された反力要素としての第１回転要素ＲＥ１である。第２キャリヤＣＡ２は、中間軸３８を介して変速機構３４の出力回転部材（すなわち第１リングギヤＲ１）に連結された入力要素としての第２回転要素ＲＥ２であり、差動機構３６の入力回転部材として機能する。第２リングギヤＲ２は、後述する出力軸４４に一体的に連結されており、第２電動機ＭＧ２および図示しない駆動輪に間接的に動力伝達可能に接続された出力要素としての第３回転要素ＲＥ３であり、差動機構３６の出力回転部材として機能する。なお、上記出力軸４４は、入力軸４２の回転軸線Ｃと同心に回転可能にケース２２に支持されている。すなわち、入力軸３２、中間軸３８、出力軸４４は、回転軸線Ｃ上にそれぞれ配置されている。

図１に示すように、第１キャリヤＣＡ１と第２サンギヤＳ２との間の動力伝達経路には、クラッチ（第３係合部）ＣＳが設けられており、クラッチＣＳは、第１キャリヤＣＡ１と第２サンギヤＳ２との間を選択的に連結するものである。つまり、クラッチＣＳは、第１キャリヤＣＡ１に動力伝達可能に接続されたエンジン１２と、第２サンギヤＳ２に動力伝達可能に接続された第１電動機ＭＧ１とを選択的に連結する第３係合装置である。なお、クラッチＣＳと第２サンギヤＳ２すなわち第１電動機ＭＧ１のロータ回転軸２４ｂとの間の動力伝達経路には、伝達部材４６が備えられており、エンジン１２の回転は入力軸４２を介して変速機構３４の第１キャリヤＣＡ１に伝達され、その第１キャリヤＣＡ１に伝わった回転は、クラッチＣＳを介して伝達部材４６に伝達される。すなわち、クラッチＣＳは、伝達部材４６を介して第１電動機ＭＧ１に隣接して配置されている。

クラッチＣＳは、好適には湿式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置である。このクラッチＣＳは、後述する電子制御装置８０によってバルブボデー４０内に形成された油圧制御回路が制御されることにより、その油圧制御回路から供給される油圧（例えばＣＳ油圧Ｐｃｓ）に応じて作動状態（係合や解放などの状態）が制御される。クラッチＣＳとバルブボデー４０との間には、バルブボデー４０内に形成された油圧制御回路から供給される油圧をクラッチＣＳへ導く第３油路４２ｃが形成されている。

クラッチＣＳが解放された状態においては、遊星歯車装置である差動機構３６の差動が許容される。よって、この状態では、差動機構３６は、第２キャリヤＣＡ２に入力される動力を第１電動機ＭＧ１及び第２リングギヤＲ２へ分配する動力分配機構として機能することが可能である。すなわち、差動機構３６において、第２リングギヤＲ２へ分配される機械的な動力伝達に加え、第１電動機ＭＧ１に分配された動力で第１電動機ＭＧ１が発電され、その発電された電力が蓄電されたりその電力で第２電動機ＭＧ２が駆動される。これにより、差動機構３６は、後述する電子制御装置８０によって電力制御ユニット１８が制御されて第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることによりギヤ比（変速比）を制御する公知の電気式差動部（電気式無段変速機）として機能する。又、クラッチＣＳが係合された状態においては、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１とが連結される為、エンジン１２の動力によって第１電動機ＭＧ１にて発電を行い、その発電した電力を蓄電したりその電力で第２電動機ＭＧ２を駆動することが可能である。

図１に示すように、クラッチＣＳは、クラッチＣ１の外周側に隣接して配置されており、クラッチＣ１及びクラッチＣＳは、例えば、入力軸３２に垂直な方向において一部若しくは全部が重なるようにすなわち少なくとも一部が重なるように配置されている。また、図１に示すように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１は、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向においてエンジン１２と変速機構３４との間に配置されており、クラッチＣ１は、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向においてブレーキＢ１よりもエンジン１２側とは反対側に配置されている。つまり、クラッチＣ１とブレーキＢ１とクラッチＣＳとが入力軸３２の回転軸線Ｃ方向においてエンジン１２と変速機構３４との間にまとめて配置されている。また、図１に示すように、第１電動機ＭＧ１は、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向において変速機構３４と差動機構３６との間に配置されており、第２電動機ＭＧ２は、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向において差動機構３６よりもエンジン１２側とは反対側に配置されている。すなわち、図１に示すように、車両用駆動装置１０では、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向に、エンジン１２と、ブレーキＢ１と、クラッチＣ１およびクラッチＣＳと、変速機構３４と、第１電動機ＭＧ１と、差動機構３６と、第２電動機ＭＧ２とが順に同軸に配置されている。

このように構成された第１動力伝達部２８においては、エンジン１２の動力や第１電動機ＭＧ１の動力は出力軸４４へ伝達される。従って、エンジン１２及び第１電動機ＭＧ１は、第１動力伝達部２８を介して図示しない駆動輪に動力伝達可能に連結される。又、変速機構３４は、オーバードライブであるので、第１電動機ＭＧ１の高トルク化が抑制される。

第２動力伝達部３０は、第２電動機ＭＧ２の回転を減速して出力軸４４へ伝達する減速機構４８を備えており、第２電動機ＭＧ２の動力は、例えば減速機構４８および出力軸４４等を介して図示しない駆動輪に伝達されるようになっている。減速機構４８は、第３サンギヤＳ３、第３ピニオンギヤＰ３、第３ピニオンギヤＰ３を自転及び公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３ピニオンギヤＰ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。第３キャリヤＣＡ３は出力軸４４に一体的に連結され、第３リングギヤＲ３はケース２２に一体的に連結され、第３サンギヤＳ３は第２電動機ＭＧ２のロータ回転軸２６ｂに一体的に連結されている。

このように構成された動力伝達装置１４は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置１４では、エンジン１２の動力や第１電動機ＭＧ１の動力や第２電動機ＭＧ２の動力は、出力軸４４へ伝達され、その出力軸４４から、図示しないディファレンシャル装置、車軸等を順次介して駆動輪へ伝達される。なお、動力伝達装置１４では、第１動力伝達部２８と、第２動力伝達部３０とが入力軸３２の回転軸線Ｃ方向において同軸に配置されている。

車両用駆動装置１０は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置８０を備えている。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両用駆動装置１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の各出力制御、後述する走行モードの切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用等に分けて構成される。

電子制御装置８０には、車両用駆動装置１０に設けられた各種センサ等（例えばエンジン回転速度センサ６０、出力回転速度センサ６２、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ６４、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ６６、アクセル開度センサ６８、シフトポジションセンサ７０、バッテリセンサ７２など）による検出値に基づく各種信号（例えばエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、車速Ｖに対応する出力軸４４の回転速度である出力回転速度Ｎout（ｒｐｍ）、ＭＧ１回転速度Ｎmg1（ｒｐｍ）、ＭＧ２回転速度Ｎmg2（ｒｐｍ）、アクセル開度θacc（％）、シフトレバーの操作位置Ｐｓｈ、バッテリユニット２０のバッテリ温度ＴＨbat（℃）やバッテリ充放電電流Ｉbat（Ａ）やバッテリ電圧Ｖbat（Ｖ）など）が供給される。又、電子制御装置８０からは、車両用駆動装置１０に備えられた各装置（例えばエンジン１２、電力制御ユニット１８、バルブボデー４０に形成された油圧制御回路など）に各種指令信号（例えばエンジン制御指令信号Ｓｅ、電動機制御指令信号Ｓｍ、油圧制御指令信号Ｓｐなど）が供給される。

電子制御装置８０は、車両用駆動装置１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部８２、及び動力伝達切替手段すなわち動力伝達切替部８４を備えている。

ハイブリッド制御部８２は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火時期を制御するエンジン制御指令信号Ｓｅを出力して、エンジントルクＴｅの目標トルクが得られるようにエンジン１２の出力制御を実行する。又、ハイブリッド制御部８２は、第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２の作動を制御する電動機制御指令信号Ｓｍを電力制御ユニット１８へ出力して、ＭＧ１トルクＴmg1やＭＧ２トルクＴmg2の目標トルクが得られるように第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２の出力制御を実行する。

ハイブリッド制御部８２は、走行モードとして、モータ走行モード（ＥＶ走行モード）或いはハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）を走行状態に応じて選択的に成立させる。ＥＶ走行モードは、エンジン１２の運転を停止させると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の電動機を走行用の駆動力源として走行するモータ走行（ＥＶ走行）を可能とする制御様式である。ＨＶ走行モードは、少なくともエンジン１２を走行用の駆動力源として走行する（すなわちエンジン１２の動力を駆動輪へ伝達して走行する）エンジン走行を可能とする制御様式である。

また、ハイブリッド制御部８２は、車速Ｖと要求駆動トルクとを変数としてエンジン走行領域とモータ走行領域（単駆動領域、両駆動領域）との境界線を有する予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された（すなわち予め定められた）図２に示すような関係（駆動力源切替マップ）に車速Ｖ及び要求駆動トルクを適用することで、走行状態がモータ走行領域とエンジン走行領域との何れにあるかを判断する。ハイブリッド制御部８２は、モータ走行領域にあると判断した場合には、ＥＶ走行モードを成立させる一方で、エンジン走行領域にあると判断した場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。尚、ハイブリッド制御部８２は、走行状態がモータ走行領域にあるときであっても、バッテリ温度ＴＨbatが低かったり充電容量ＳＯＣが低かったりしてバッテリユニット２０から出力可能な電力が制限されている場合、又はエンジン１２の暖機が必要な場合などには、エンジン１２を運転するようにＨＶ走行モードを成立させる。

動力伝達切替部８４は、ハイブリッド制御部８２により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＳの各係合作動（作動状態）を制御する。動力伝達切替部８４は、ハイブリッド制御部８２により成立させられた走行モードにて走行する為の動力伝達が可能となるように、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＳを各々係合及び／又は解放させる複数種類の指令信号である油圧制御指令信号Ｓｐをバルブボデー４０内に設けられた複数の電磁制御弁へそれぞれ出力する。

ここで、車両用駆動装置１０にて実行可能な走行モードについて図３、及び図４−図１０を用いて説明する。図３は、各走行モードにおけるクラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＳの各作動状態を示す図表である。図３の図表中の○印は係合装置（Ｃ１，Ｂ１，ＣＳ）の係合を示し、空欄は解放を示し、△印は運転停止状態のエンジン１２を連れ回し状態とするエンジンブレーキ（エンブレともいう）の併用時に何れか一方を係合することを示している。又、「Ｇ」は電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）を主にジェネレータとして機能させることを示し、「Ｍ」は電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）を駆動時には主にモータとして機能させ、回生時には主にジェネレータとして機能させることを示している。図３に示すように、車両駆動装置１０は、走行モードとして、ＥＶ走行モード及びＨＶ走行モードを選択的に実現することができる。ＥＶ走行モードは、単駆動ＥＶモードと両駆動ＥＶモードとの２つのモードを有している。ＨＶ走行モードは、シリーズパラレルモードとパラレルモードとシリーズモードとの３つのモードを有している。

図４−図１０は、変速機構３４及び差動機構３６における６つの回転要素すなわち第１回転要素ＲＥ１から第６回転要素ＲＥ６の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。

図４は、単駆動ＥＶモード時の共線図である。単駆動ＥＶモードは、図３に示すように、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＳを共に解放した状態で実現される。単駆動ＥＶモードでは、図４に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が解放されることで、遊星歯車装置である変速機構３４の差動が許容され、変速機構３４は中立状態とされる。変速機構３４が中立状態とされると、第１リングギヤＲ１に連結された第２キャリヤＣＡ２にてＭＧ１トルクＴmg1の反力トルクが取れない為、差動機構３６は中立状態とされる。この状態で、ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に、第２電動機ＭＧ２から走行用のＭＧ２トルクＴmg2を出力させる。後進時は、前進時に対して第２電動機ＭＧ２を逆回転させる。

図５は、両駆動ＥＶモード時の共線図である。両駆動ＥＶモード（「Ｎｅ＝０」）は、図３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合した状態、且つクラッチＣＳを解放した状態で実現される。この両駆動ＥＶモードでは、図５に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合されることで、変速機構３４の差動が規制され、第１サンギヤＳ１の回転が停止させられる。その為、変速機構３４は何れの回転要素も回転が停止させられる。これによって、エンジン１２はゼロ回転で停止状態とされ、又、第１リングギヤＲ１に連結された第２キャリヤＣＡ２の回転も停止させられる。第２キャリヤＣＡ２の回転が停止させられると、第２キャリヤＣＡ２にてＭＧ１トルクＴmg1の反力トルクが取れる為、ＭＧ１トルクＴmg1を第２リングギヤＲ２から機械的に出力させて駆動輪へ伝達することができる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２から各々走行用のＭＧ１トルクＴmg1及びＭＧ２トルクＴmg2を出力させる。この両駆動ＥＶモードでは、前進時に対して第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を共に逆回転させて後進走行することも可能である。

図６は、ＨＶ走行モードのロー状態でのシリーズパラレルモード（以下、シリーズパラレルローモードという）時の共線図である。シリーズパラレルローモードは、図３に示すように、クラッチＣ１を係合した状態、且つブレーキＢ１及びクラッチＣＳを解放した状態で実現される。シリーズパラレルローモードでは、図６に示すように、クラッチＣ１が係合されることで、変速機構３４の差動が規制され、変速機構３４の回転要素が一体回転させられる。その為、エンジン１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。

図７は、ＨＶ走行モードのハイ状態でのシリーズパラレルモード（以下、シリーズパラレルハイモードという）時の共線図である。シリーズパラレルハイモードは、図３に示すように、ブレーキＢ１を係合した状態、且つクラッチＣ１及びクラッチＣＳを解放した状態で実現される。シリーズパラレルハイモードでは、図７に示すように、ブレーキＢ１が係合されることで、第１サンギヤＳ１の回転が停止させられる。その為、エンジン１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。

図８は、ＨＶ走行モードのシリーズモード時の共線図である。シリーズモードは、図３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を共に解放した状態、且つクラッチＣＳを係合した状態で実現される。シリーズモードでは、図８に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が解放されることで、変速機構３４の差動が許容され、変速機構３４は中立状態とされる。従って、差動機構３６は中立状態とされる。加えて、シリーズモードでは、クラッチＣＳが係合されることで、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１とが連結される。その為、エンジン１２を作動させることで第１電動機ＭＧ１を回転駆動して発電をすることができる。この際、第１動力伝達部２８は中立状態であるので、エンジントルクＴｅは機械的に駆動輪へ伝達されない。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を作動させ、エンジン１２の動力によって第１電動機ＭＧ１を発電させ、第１電動機ＭＧ１の発電電力により第２電動機ＭＧ２を駆動して第２電動機ＭＧ２から走行用のＭＧ２トルクＴmg2を出力させる。シリーズモードでは、前進時に対して第２電動機ＭＧ２を逆回転させて後進走行することも可能である。

図９は、ＨＶ走行モードのロー状態でのパラレルモード（以下、パラレルローモードという）時の共線図である。パラレルローモードは、図３に示すように、クラッチＣ１及びクラッチＣＳを係合した状態、且つブレーキＢ１を解放した状態で実現される。パラレルローモードでは、図９に示すように、クラッチＣ１が係合されることで、変速機構３４の差動が規制され、変速機構３４の回転要素が一体回転させられる。その為、エンジン１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。加えて、パラレルローモードでは、クラッチＣＳが係合されることで、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１とが連結される。

図１０は、ＨＶ走行モードのハイ状態でのパラレルモード（以下、パラレルハイモードという）時の共線図である。パラレルハイモードは、図３に示すように、ブレーキＢ１及びクラッチＣＳを係合した状態、且つクラッチＣ１を解放した状態で実現される。パラレルハイモードでは、図１０に示すように、ブレーキＢ１が係合されることで、第１サンギヤＳ１の回転が停止させられる。その為、エンジン１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。加えて、パラレルハイモードでは、クラッチＣＳが係合されることで、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１とが連結される。

上述のように、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向に、エンジン１２と、ブレーキＢ１と、クラッチＣ１およびクラッチＣＳと、変速機構３４と、第１電動機ＭＧ１と、差動機構３６と、第２電動機ＭＧ２とが順に同軸に配置されている。このため、クラッチＣ１とブレーキＢ１とクラッチＣＳとを入力軸３２の回転軸線Ｃ方向においてエンジン１２と変速機構３４との間にまとめて配置させられるので、例えばクラッチＣ１およびブレーキＢ１とクラッチＣＳとを変速機構３４を挟んで配置するものに比較して、車両用駆動装置１０においてクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳへの第１油路４２ａ、第２油路４２ｂ、第３油路４２ｃのバルブボデー４０からの距離が短くなって取り回しがし易くなり、車両用駆動装置１０を小型化することができる。また、クラッチＣ１及びクラッチＣＳは、入力軸３２に垂直な方向において少なくとも一部が重なるように配置されているので、車両用駆動装置１０における入力軸３２の回転軸線Ｃ方向の大きさを好適に小型化することができる。

また、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、クラッチＣＳは、クラッチＣ１に隣接して配置されている。このため、バルブボデー４０からクラッチＣ１およびクラッチＣＳへの第１油路４２ａ、第３油路４２ｃの取り回しがし易くなる。

また、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、クラッチＣＳは、第１電動機ＭＧ１に隣接して配置されている。このため、車両用駆動装置１０においてクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳへの第１油路４２ａ、第２油路４２ｂ、第３油路４２ｃのバルブボデー４０からの距離が短くなって取り回しがし易くなる。

また、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、変速機構３４は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されているので、車両用駆動装置１０を好適に小型化することができる。

また、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、第１電動機ＭＧ１は、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向において、変速機構３４と差動機構３６との間に配置されている。このため、車両用駆動装置１０においてクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳへの第１油路４２ａ、第２油路４２ｂ、第３油路４２ｃのバルブボデー４０からの距離が短くなって取り回しがし易くなる。

また、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、第２電動機ＭＧ２は、入力軸３２の回転軸線Ｃ方向において差動機構３６よりもエンジン１２側とは反対側に配置されている。このため、車両用駆動装置１０においてクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳへの第１油路４２ａ、第２油路４２ｂ、第３油路４２ｃのバルブボデー４０からの距離が短くなって取り回しがし易くなる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

前述した実施例において、クラッチＣ１は、第４回転要素である第１サンギヤＳ１と第５回転要素である第１キャリヤＣＡ１との間を選択的に連結していたが、例えば第１サンギヤＳ１（第４回転要素）、第１キャリヤＣＡ１（第５回転要素）および第１リングギヤＲ１（第６回転要素）のうちのいずれか２つの回転要素の間を選択的に連結するようにしても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両用駆動装置
１２：エンジン（機関）
２２：ケース（非回転部材）
３２：入力軸
３４：変速機構（動力伝達機構）
３６：差動機構
Ｂ１：ブレーキ（第２係合部）
Ｃ１：クラッチ（第１係合部）
ＣＳ：クラッチ（第３係合部）
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機
ＲＥ１（Ｓ２）：第１回転要素（第２サンギヤ）
ＲＥ２（ＣＡ２）：第２回転要素（第２キャリヤ）
ＲＥ３（Ｒ２）：第３回転要素（第２リングギヤ）
ＲＥ４（Ｓ１）：第４回転要素（第１サンギヤ）
ＲＥ５（ＣＡ１）：第５回転要素（第１キャリヤ）
ＲＥ６（Ｒ１）：第６回転要素（第１リングギヤ）

Claims (1)

1. 機関に接続された入力軸と、
   第１電動機に接続された第１回転要素と、第２回転要素と、第２電動機および駆動輪に動力伝達可能に接続された第３回転要素とを有する差動機構と、
   第４回転要素と、前記入力軸に接続された第５回転要素と、前記第２回転要素に接続された第６回転要素とを有する動力伝達機構と、
   前記第４回転要素、前記第５回転要素および前記第６回転要素のうちのいずれか２つの回転要素の間を選択的に連結する第１係合部と、
   前記第４回転要素を非回転部材に選択的に連結する第２係合部と、
   前記第１回転要素と前記第５回転要素との間を選択的に連結する第３係合部と、を備える車両用駆動装置であって、
   前記入力軸の軸方向に、前記機関と、前記第２係合部と、前記第１係合部および前記第３係合部と、前記動力伝達機構と、前記第１電動機と、前記差動機構と、前記第２電動機とが順に同軸に配置されており、
   前記第１係合部及び前記第３係合部は、前記入力軸に垂直な方向において少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴とする車両用駆動装置。

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