JP7268799B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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Description
本発明は、複数の動作モードを備えた車両用駆動装置に関する。
このような車両用駆動装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、この背景技術の説明(「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の説明)では、特許文献1における部材名及び符号を括弧内に引用する。
特許文献1の車両用駆動装置は、内燃機関(1)の出力トルクに対する反力トルクを回転電機(5)が出力し、内燃機関(1)と回転電機(5)との合成トルクによって車両を走行させるパワースプリットモードと、内燃機関(1)及び回転電機(5)の双方の出力トルクによって車両を走行させるパラレルハイブリッドモードと、を動作モードとして備えている。
特許文献1の車両用駆動装置では、運転者によってアクセルペダルが大きく踏み込まれる等して、車両に要求される駆動力である要求駆動力が比較的大きい場合には、車両の走行速度に応じて、パワースプリットモード及びパラレルハイブリッドモードのいずれかに動作モードが切り替えられる(特許文献1の図14及び図15参照)。
しかし、内燃機関が停止している状態から、パワースプリットモード及びパラレルハイブリッドモードのいずれかに動作モードを切り替える場合、内燃機関を始動させる必要がある。そのため、比較的大きい要求駆動力が実際に要求された後に、上記のような動作モードの切り替えを行うと、実際に出力される駆動力が要求駆動力に到達するまでに時間を要する。その結果、要求駆動力が要求されてから、当該要求駆動力に相当する駆動力が出力されるまでに遅れが生じていた。
そこで、内燃機関が停止している状態から、内燃機関の駆動力を利用して要求駆動力を出力する動作モードへの切り替えを実行する場合に、要求駆動力に相当する駆動力を速やかに出力できる車両用駆動装置の実現が望まれる。
上記に鑑みた、車両用駆動装置の特徴構成は、
車両が備える内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
ロータを備えた回転電機と、
第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、前記第1回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第3回転要素が前記ロータに駆動連結された分配用差動歯車機構と、
前記入力部材と前記第1回転要素との間の動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置と、
前記回転電機、前記内燃機関、前記第1係合装置、及び前記第2係合装置を制御する制御装置と、を備え、
動作モードとして、第1モードと、第2モードと、を備え、
前記分配用差動歯車機構は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の回転速度の順が記載の順となるように構成され、
前記第1モードでは、前記第1係合装置が係合状態、前記第2係合装置が解放状態とされ、前記分配用差動歯車機構を介して前記回転電機の駆動力と前記内燃機関の駆動力とを合わせて前記第2回転要素から前記出力部材に出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置が解放状態、前記第2係合装置が係合状態とされ、
前記制御装置は、
前記車両に要求されると予測される駆動力である予測要求駆動力が、前記第2モードにおいて出力可能な駆動力の範囲内で設定された規定の第1閾値よりも大きいか否かを判定し、
前記予測要求駆動力が前記第1閾値よりも大きいと判定した場合、又は、前記車両に現在要求されている駆動力である実要求駆動力が前記第1閾値よりも大きい場合には、前記動作モードを前記第1モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機及び前記内燃機関を制御し、
前記実要求駆動力が前記第1閾値以下である場合であって、前記予測要求駆動力が前記第1閾値以下であると判定した場合には、前記動作モードを前記第2モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機を制御する点にある。
車両が備える内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
ロータを備えた回転電機と、
第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、前記第1回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第3回転要素が前記ロータに駆動連結された分配用差動歯車機構と、
前記入力部材と前記第1回転要素との間の動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置と、
前記回転電機、前記内燃機関、前記第1係合装置、及び前記第2係合装置を制御する制御装置と、を備え、
動作モードとして、第1モードと、第2モードと、を備え、
前記分配用差動歯車機構は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の回転速度の順が記載の順となるように構成され、
前記第1モードでは、前記第1係合装置が係合状態、前記第2係合装置が解放状態とされ、前記分配用差動歯車機構を介して前記回転電機の駆動力と前記内燃機関の駆動力とを合わせて前記第2回転要素から前記出力部材に出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置が解放状態、前記第2係合装置が係合状態とされ、
前記制御装置は、
前記車両に要求されると予測される駆動力である予測要求駆動力が、前記第2モードにおいて出力可能な駆動力の範囲内で設定された規定の第1閾値よりも大きいか否かを判定し、
前記予測要求駆動力が前記第1閾値よりも大きいと判定した場合、又は、前記車両に現在要求されている駆動力である実要求駆動力が前記第1閾値よりも大きい場合には、前記動作モードを前記第1モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機及び前記内燃機関を制御し、
前記実要求駆動力が前記第1閾値以下である場合であって、前記予測要求駆動力が前記第1閾値以下であると判定した場合には、前記動作モードを前記第2モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機を制御する点にある。
この特徴構成によれば、現在の要求駆動力(実要求駆動力)が第1閾値以下である場合であっても、将来の要求駆動力(予測要求駆動力)が第1閾値よりも大きくなるか否かを予測する。そして、将来の要求駆動力(予測要求駆動力)が第1閾値よりも大きくなると予測した場合には、動作モードが第1モードに切り替えられて、回転電機及び内燃機関が駆動される。このように、予測要求駆動力が第1閾値よりも大きいと判定した場合には、実要求駆動力が第1閾値よりも大きくなる前の段階で、内燃機関が動作状態とされる。これにより、実要求駆動力が第1閾値よりも大きくなった場合に、既に動作モードが第1モードとなっていると共に、内燃機関が動作状態となっている。そのため、実要求駆動力が第1閾値よりも大きくなった後に、動作モードを第1モードに切り替える処理と、内燃機関を始動させる処理とを省略することができる。したがって、内燃機関が停止している状態から、内燃機関の駆動力を利用して要求駆動力を出力する動作モードへの切り替えを実行する場合に、要求駆動力に相当する駆動力を速やかに出力できる。
また、本特徴構成によれば、第1モードでは、回転電機のトルクを反力として内燃機関のトルクを増幅して第2回転要素から出力部材に伝達し、車両を走行させることができる。したがって、実要求駆動力が大きい場合であっても、回転電機及び内燃機関により、適切に実要求駆動力を出力することができる。
また、本特徴構成によれば、第1モードでは、回転電機のトルクを反力として内燃機関のトルクを増幅して第2回転要素から出力部材に伝達し、車両を走行させることができる。したがって、実要求駆動力が大きい場合であっても、回転電機及び内燃機関により、適切に実要求駆動力を出力することができる。
以下では、実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、一対の第1車輪W1を駆動する第1駆動ユニット100Aと、一対の第2車輪W2を駆動する第2駆動ユニット100Bと、を備えている。本実施形態では、第1車輪W1は車両の前輪であり、第2車輪W2は車両の後輪である。
図1に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、一対の第1車輪W1を駆動する第1駆動ユニット100Aと、一対の第2車輪W2を駆動する第2駆動ユニット100Bと、を備えている。本実施形態では、第1車輪W1は車両の前輪であり、第2車輪W2は車両の後輪である。
第1駆動ユニット100Aは、車両が備える内燃機関EGに駆動連結される入力部材Iと、第1車輪W1に駆動連結される第1出力部材O1と、第1ステータSt1及び第1ロータRo1を備えた第1回転電機MG1と、分配用差動歯車機構SPと、第1係合装置CL1と、第2係合装置CL2と、を備えている。本実施形態では、第1駆動ユニット100Aは、変速機TMと、第1出力用差動歯車機構DF1と、を更に備えている。
ここで、本願において「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。ただし、遊星歯車機構の各回転要素について「駆動連結」という場合には、遊星歯車機構における複数の回転要素が、互いに他の回転要素を介することなく連結されている状態を指すものとする。
本実施形態では、入力部材I、分配用差動歯車機構SP、第1係合装置CL1、及び第2係合装置CL2は、それらの回転軸心としての第1軸X1上に配置されている。そして、第1回転電機MG1は、その回転軸心としての第2軸X2上に配置されている。更に、変速機TMは、その回転軸心としての第3軸X3上に配置されている。また、第1出力部材O1及び第1出力用差動歯車機構DF1は、それらの回転軸心としての第4軸X4上に配置されている。
本実施形態では、第2駆動ユニット100Bは、第2ステータSt2及び第2ロータRo2を備えた第2回転電機MG2と、第2車輪W2に駆動連結される第2出力部材O2と、カウンタギヤ機構CGと、第2出力用差動歯車機構DF2と、を備えている。
本実施形態では、第2回転電機MG2は、その回転軸心としての第5軸X5上に配置されている。そして、カウンタギヤ機構CGは、その回転軸心としての第6軸X6上に配置されている。また、第2出力部材O2及び第2出力用差動歯車機構DF2は、それらの回転軸心としての第7軸X7上に配置されている。
本例では、上記の軸X1~X7は、互いに平行に配置されている。以下の説明では、上記の軸X1~X7に平行な方向を、車両用駆動装置100の「軸方向L」とする。そして、軸方向Lにおいて、内燃機関EGに対して入力部材Iが配置される側を「軸方向第1側L1」とし、その反対側を「軸方向第2側L2」とする。また、上記の軸X1~X7のそれぞれに直交する方向を、各軸を基準とした「径方向R」とする。なお、どの軸を基準とするかを区別する必要がない場合や、どの軸を基準とするかが明らかである場合には、単に「径方向R」と記す場合がある。
本実施形態では、入力部材Iは、軸方向Lに沿って延在する入力軸1である。入力軸1は、伝達されるトルクの変動を減衰するダンパ装置DPを介して、内燃機関EGの出力軸Eoに駆動連結されている。内燃機関EGは、燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等)である。本実施形態では、内燃機関EGは、第1車輪W1の駆動力源として機能する。
第1回転電機MG1は、第1車輪W1の駆動力源として機能する。第1回転電機MG1は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを有している。具体的には、第1回転電機MG1は、バッテリやキャパシタ等の蓄電装置BT(図2参照)と電気的に接続されている。そして、第1回転電機MG1は、蓄電装置BTに蓄えられた電力により力行して駆動力を発生する。また、第1回転電機MG1は、内燃機関EGの駆動力、又は第1出力部材O1の側から伝達される駆動力により発電を行って蓄電装置BTを充電する。
第1回転電機MG1の第1ステータSt1は、非回転部材(例えば、第1回転電機MG1等を収容するケース)に固定されている。第1回転電機MG1の第1ロータRo1は、第1ステータSt1に対して回転自在に支持されている。本実施形態では、第1ロータRo1は、第1ステータSt1に対して径方向Rの内側に配置されている。
分配用差動歯車機構SPは、第1回転要素E1と、第2回転要素E2と、第3回転要素E3と、を備えている。第1回転要素E1は、入力部材Iに駆動連結されている。第3回転要素E3は、第1ロータRo1に駆動連結されている。
本実施形態では、分配用差動歯車機構SPは、第1サンギヤS1と第1キャリヤC1と第1リングギヤR1とを備えた遊星歯車機構である。本例では、分配用差動歯車機構SPは、第1ピニオンギヤP1を支持する第1キャリヤC1と、第1ピニオンギヤP1に噛み合う第1サンギヤS1と、当該第1サンギヤS1に対して径方向Rの外側に配置されて第1ピニオンギヤP1に噛み合う第1リングギヤR1と、を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
分配用差動歯車機構SPの回転要素の回転速度の順は、第1回転要素E1、第2回転要素E2、第3回転要素E3の順となっている。したがって、本実施形態では、第1回転要素E1は、第1サンギヤS1である。そして、第2回転要素E2は、第1キャリヤC1である。また、第3回転要素E3は、第1リングギヤR1である。
ここで、「回転速度の順」とは、各回転要素の回転状態における回転速度の順番のことである。各回転要素の回転速度は、遊星歯車機構の回転状態によって変化するが、各回転要素の回転速度の高低の並び順は、遊星歯車機構の構造によって定まるものであるため一定となる。なお、各回転要素の回転速度の順は、各回転要素の速度線図(図4,5等参照)における配置順に等しい。ここで、「各回転要素の速度線図における配置順」とは、速度線図における各回転要素に対応する軸が、当該軸に直交する方向に沿って配置される順番のことである。速度線図における各回転要素に対応する軸の配置方向は、速度線図の描き方によって異なるが、その配置順は遊星歯車機構の構造によって定まるものであるため一定となる。
図1に示すように、本実施形態では、第1駆動ユニット100Aは、第1回転電機MG1の第1ロータRo1と一体的に回転する第1ギヤG1と、第1ギヤG1と駆動連結された第2ギヤG2と、を備えている。図示の例では、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが、アイドラギヤIGを介して駆動連結されている。アイドラギヤIGは、第1ギヤG1及び第2ギヤG2のそれぞれに噛み合っている。
本実施形態では、第1ギヤG1は、第2軸X2上に配置されている。そして、第1ギヤG1は、軸方向Lに沿って延在する第1ロータ軸RS1を介して、第1ロータRo1と一体的に回転するように連結されている。
本実施形態では、第2ギヤG2は、第1軸X1上に配置されている。そして、第2ギヤG2は、分配用差動歯車機構SPの第1リングギヤR1に対して、径方向Rの外側であって、径方向Rに沿う径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複する位置に配置されている。ここで、2つの要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの要素の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを指す。
また、本実施形態では、第2ギヤG2は、第1リングギヤR1と一体的に回転するように連結されている。本例では、第1軸X1を軸心とする筒状のギヤ形成部材2が設けられている。そして、ギヤ形成部材2の外周面に第2ギヤG2が形成され、ギヤ形成部材2の内周面に第1リングギヤR1が形成されている。
変速機TMは、第3係合装置CL3を備えている。変速機TMは、分配用差動歯車機構SPから伝達された回転を、第3係合装置CL3によって形成された変速段に応じた変速比で変速して第1出力部材O1に伝達する。なお、変速機TMは、第3係合装置CL3によって形成された変速段に応じた変速比が1の場合、分配用差動歯車機構SPから伝達された回転をそのまま第1出力部材O1に伝達する。本実施形態では、第3係合装置CL3は、比較的変速比が大きい第1変速段(低速段)ST1と、当該第1変速段ST1よりも変速比が小さい第2変速段(高速段)ST2とのいずれかを形成する。
本実施形態では、変速機TMは、第3ギヤG3と、第4ギヤG4と、第5ギヤG5と、第6ギヤG6と、変速出力ギヤ3と、を備えている。本実施形態では、第3ギヤG3及び第4ギヤG4は、第1軸X1上に配置されている。そして、第5ギヤG5、第6ギヤG6、及び変速出力ギヤ3は、第3軸X3上に配置されている。
第3ギヤG3は、分配用差動歯車機構SPの第1キャリヤC1と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、第3ギヤG3は、分配用差動歯車機構SPに対して軸方向第1側L1に配置されている。また、本実施形態では、径方向Rに沿う径方向視で、第1回転電機MG1が第3ギヤG3と分配用差動歯車機構SPとの双方と重複する位置に配置されている。
第4ギヤG4は、分配用差動歯車機構SPの第1リングギヤR1と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、第4ギヤG4は、第1リングギヤR1に対して、径方向Rの外側であって、径方向Rに沿う径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複する位置に配置されている。つまり、本実施形態では、変速機TMと分配用差動歯車機構SPとが、径方向Rに沿う径方向視で互いに重複するように配置されている。図示の例では、変速機TMの構成部材のうちの第4ギヤG4及び第6ギヤG6が、径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複している。また、第3係合装置CL3も、径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複している。また、本例では、第4ギヤG4は、第2ギヤG2としても機能する。換言すれば、第2ギヤG2と第4ギヤG4とが、1つのギヤとしてギヤ形成部材2の外周面に形成されている。これにより、第2ギヤG2と第4ギヤG4とが独立して設けられた構成と比較して、車両用駆動装置100(第1駆動ユニット100A)の製造コストを低減することができる。
第5ギヤG5は、第3ギヤG3に噛み合っている。第6ギヤG6は、第4ギヤG4に噛み合っている。本実施形態では、第6ギヤG6は、第4ギヤG4(第2ギヤG2)の周方向における第1ギヤG1とは異なる位置で、第4ギヤG4に噛み合っている。変速出力ギヤ3は、第5ギヤG5及び第6ギヤG6に対して相対的に回転可能に構成されている。
第3ギヤG3の歯数と第4ギヤG4の歯数とが異なっている。つまり、第3ギヤG3の外径と第4ギヤG4の外径とが異なっている。そして、上述したように、第3ギヤG3と第4ギヤG4とが同軸上に配置されていると共に、第3ギヤG3に噛み合う第5ギヤG5と第4ギヤG4に噛み合う第6ギヤG6とが同軸上に配置されている。そのため、第3ギヤG3の外径が第4ギヤG4の外径よりも小さい場合には、第5ギヤG5の外径が第6ギヤG6の外径よりも大きい。一方、第3ギヤG3の外径が第4ギヤG4の外径よりも大きい場合には、第5ギヤG5の外径が第6ギヤG6の外径よりも小さい。したがって、第3ギヤG3に対する第5ギヤG5の歯数比と、第4ギヤG4に対する第6ギヤG6の歯数比とが異なっている。本実施形態では、第3ギヤG3の外径が第4ギヤG4の外径よりも小さく、第3ギヤG3の歯数は第4ギヤG4の歯数よりも少ない。そのため、本実施形態では、第5ギヤG5の外径が第6ギヤG6の外径よりも大きく、第5ギヤG5の歯数は第6ギヤG6の歯数よりも多い。したがって、第3ギヤG3に対する第5ギヤG5の歯数比は、第4ギヤG4に対する第6ギヤG6の歯数比よりも大きい。
本実施形態では、第3係合装置CL3は、第5ギヤG5及び第6ギヤG6のいずれかを、変速出力ギヤ3に連結するように構成されている。上述したように、本実施形態では、第3ギヤG3に対する第5ギヤG5の歯数比は、第4ギヤG4に対する第6ギヤG6の歯数比よりも大きい。そのため、第3係合装置CL3が第5ギヤG5を変速出力ギヤ3に連結させた場合には、第2変速段ST2よりも変速比が大きい第1変速段(低速段)ST1が形成される。一方、第3係合装置CL3が第6ギヤG6を変速出力ギヤ3に連結させた場合には、第1変速段ST1よりも変速比が小さい第2変速段(高速段)ST2が形成される。
更に、本実施形態では、第3係合装置CL3は、第1変速段ST1及び第2変速段ST2のいずれも形成しないニュートラル状態に切り替え可能に構成されている。第3係合装置CL3がニュートラル状態の場合、変速機TMが分配用差動歯車機構SPから伝達された回転を第1出力部材O1に伝達しない状態、つまり、内燃機関EG及び第1回転電機MG1のいずれの駆動力も第1車輪W1に伝達されない状態となる。
第3係合装置CL3が第1変速段ST1及び第2変速段ST2のいずれかを形成した状態が、第3係合装置CL3の係合状態に相当する。一方、第3係合装置CL3のニュートラル状態が、第3係合装置CL3の解放状態に相当する。本例では、第3係合装置CL3は、ソレノイド、電動機、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。
第1出力用差動歯車機構DF1は、第1出力部材O1の回転を一対の第1車輪W1に分配するように構成されている。本実施形態では、第1出力部材O1は、変速出力ギヤ3に噛み合う第1差動入力ギヤ4である。
本実施形態では、第1出力用差動歯車機構DF1は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、第1出力用差動歯車機構DF1は、中空の第1差動ケースと、当該第1差動ケースと一体的に回転するように支持された第1ピニオンシャフトと、当該第1ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対の第1ピニオンギヤと、当該一対の第1ピニオンギヤに噛み合って分配出力要素として機能する一対の第1サイドギヤと、を備えている。第1差動ケースには、第1ピニオンシャフト、一対の第1ピニオンギヤ、及び一対の第1サイドギヤが収容されている。本実施形態では、第1差動ケースには、第1出力部材O1としての第1差動入力ギヤ4が、当該第1差動ケースの径方向Rの外側に突出するように連結されている。そして、一対の第1サイドギヤのそれぞれには、第1車輪W1に駆動連結された第1ドライブシャフトDS1が一体的に回転可能に連結されている。こうして、第1出力用差動歯車機構DF1は、一対の第1ドライブシャフトDS1を介して、第1出力部材O1(第1差動入力ギヤ4)の回転を一対の第1車輪W1に分配する。
第1係合装置CL1は、入力部材Iと分配用差動歯車機構SPの第1回転要素E1との間の動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第1係合装置CL1は、入力部材Iと第1サンギヤS1との間の動力伝達を断接するように構成されている。本例では、第1係合装置CL1は、一対の摩擦部材を備え、当該一対の摩擦部材同士の係合の状態が油圧によって制御される摩擦係合装置である。これにより、第1係合装置CL1を滑り係合状態として、第1係合装置CL1の伝達トルク容量を制御することができる。したがって、第1回転電機MG1の駆動力を利用して内燃機関EGを始動する場合に、第1回転電機MG1から内燃機関EGに伝達されるトルクを制御することができるため、第1回転電機MG1を一旦停止する必要がない。ここで、「滑り係合状態」とは、摩擦係合装置の一対の摩擦部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態である。
第2係合装置CL2は、分配用差動歯車機構SPにおける第1回転要素E1、第2回転要素E2、及び第3回転要素E3の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第2係合装置CL2は、第2回転要素E2としての第1キャリヤC1と、第3回転要素E3としての第1リングギヤR1との間の動力伝達を断接するように構成されている。そして、第2係合装置CL2は、軸方向Lにおける第1係合装置CL1と分配用差動歯車機構SPとの間に配置されている。本例では、第2係合装置CL2は、ソレノイド、電動機、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。
図1に示すように、第2回転電機MG2は、第2車輪W2の駆動力源として機能する。第2回転電機MG2は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを有している。具体的には、第2回転電機MG2は、上記の蓄電装置BTと電気的に接続されている。そして、第2回転電機MG2は、蓄電装置BTに蓄えられた電力により力行して駆動力を発生する。また、第2回転電機MG2は、回生中には、第2出力部材O2の側から伝達される駆動力により発電を行って蓄電装置BTを充電する。
第2回転電機MG2の第2ステータSt2は、非回転部材(例えば、第2回転電機MG2等を収容するケース)に固定されている。第2回転電機MG2の第2ロータRo2は、第2ステータSt2に対して回転自在に支持されている。本実施形態では、第2ロータRo2は、第2ステータSt2に対して径方向Rの内側に配置されている。
本実施形態では、第2駆動ユニット100Bは、第2ロータRo2と一体的に回転するロータギヤ5を備えている。ロータギヤ5は、第5軸X5上に配置されている。そして、ロータギヤ5は、軸方向Lに沿って延在する第2ロータ軸RS2を介して、第2ロータRo2と一体的に回転するように連結されている。
カウンタギヤ機構CGは、カウンタ入力ギヤ61と、カウンタ出力ギヤ62と、これらのギヤ61,62が一体的に回転するように連結するカウンタ軸63と、を備えている。
カウンタ入力ギヤ61は、カウンタギヤ機構CGの入力要素である。カウンタ入力ギヤ61は、ロータギヤ5に噛み合っている。
カウンタ出力ギヤ62は、カウンタギヤ機構CGの出力要素である。本実施形態では、カウンタ出力ギヤ62は、カウンタ入力ギヤ61よりも軸方向第2側L2に配置されている。また、本実施形態では、カウンタ出力ギヤ62は、カウンタ入力ギヤ61よりも小径に形成されている。
第2出力用差動歯車機構DF2は、第2出力部材O2の回転を一対の第2車輪W2に分配するように構成されている。本実施形態では、第2出力部材O2は、カウンタギヤ機構CGのカウンタ出力ギヤ62に噛み合う第2差動入力ギヤ7である。
本実施形態では、第2出力用差動歯車機構DF2は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、第2出力用差動歯車機構DF2は、中空の第2差動ケースと、当該第2差動ケースと一体的に回転するように支持された第2ピニオンシャフトと、当該第2ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対の第2ピニオンギヤと、当該一対の第2ピニオンギヤに噛み合って分配出力要素として機能する一対の第2サイドギヤと、を備えている。第2差動ケースには、第2ピニオンシャフト、一対の第2ピニオンギヤ、及び一対の第2サイドギヤが収容されている。本実施形態では、第2差動ケースには、第2出力部材O2としての第2差動入力ギヤ7が、当該第2差動ケースの径方向Rの外側に突出するように連結されている。そして、一対の第2サイドギヤのそれぞれには、第2車輪W2に駆動連結された第2ドライブシャフトDS2が一体的に回転可能に連結されている。こうして、第2出力用差動歯車機構DF2は、一対の第2ドライブシャフトDS2を介して、第2出力部材O2(第2差動入力ギヤ7)の回転を一対の第2車輪W2に分配する。
図2に示すように、車両用駆動装置100は、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2、内燃機関EG、第1係合装置CL1、及び第2係合装置CL2を制御する制御装置10を備えている。本実施形態では、制御装置10は、主制御部11と、内燃機関EGを制御する内燃機関制御部12と、第1回転電機MG1を制御する第1回転電機制御部13と、第2回転電機MG2を制御する第2回転電機制御部14と、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び第3係合装置CL3の係合の状態を制御する係合制御部15と、を備えている。
主制御部11は、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、第2回転電機制御部14、及び係合制御部15のそれぞれに対して、各制御部が担当する装置を制御する指令を出力する。内燃機関制御部12は、内燃機関EGが、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように内燃機関EGを制御する。第1回転電機制御部13は、第1回転電機MG1が、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように第1回転電機MG1を制御する。第2回転電機制御部14は、第2回転電機MG2が、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように第2回転電機MG2を制御する。係合制御部15は、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び第3係合装置CL3のそれぞれが、主制御部11から指令された係合の状態となるように、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び第3係合装置CL3を動作させるためのアクチュエータ(図示を省略)を制御する。
また、主制御部11は、車両用駆動装置100が搭載される車両の各部の情報を取得するために、当該車両の各部に設けられたセンサからの情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、主制御部11は、SOCセンサSe1、車速センサSe2、アクセル操作量センサSe3、ブレーキ操作量センサSe4、及びシフト位置センサSe5からの情報を取得可能に構成されている。
SOCセンサSe1は、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2と電気的に接続された、蓄電装置BTの状態を検出するためのセンサである。SOCセンサSe1は、例えば、電圧センサや電流センサ等により構成されている。主制御部11は、SOCセンサSe1から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、蓄電装置BTの充電量(SOC:State of Charge)を算出する。
車速センサSe2は、車両用駆動装置100が搭載される車両の走行速度を検出するためのセンサである。本実施形態では、車速センサSe2は、第1出力部材O1の回転速度を検出するためのセンサである。主制御部11は、車速センサSe2から出力される上記回転速度の情報に基づいて、第1出力部材O1の回転速度(角速度)を算出する。第1出力部材O1の回転速度は車速に比例するため、主制御部11は、車速センサSe2の検出信号に基づいて車速を算出する。
アクセル操作量センサSe3は、車両用駆動装置100が搭載される車両に設けられたアクセルペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部11は、アクセル操作量センサSe3の検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの操作量を算出する。
ブレーキ操作量センサSe4は、車両用駆動装置100が搭載される車両に設けられたブレーキペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部11は、ブレーキ操作量センサSe4の検出信号に基づいて、運転者によるブレーキペダルの操作量を算出する。
シフト位置センサSe5は、車両用駆動装置100が搭載される車両の運転者により操作されるシフトレバーの選択位置(シフト位置)を検出するためのセンサである。主制御部11は、シフト位置センサSe5の検出信号に基づいてシフト位置を算出する。シフトレバーは、パーキングレンジ(Pレンジ)、後進走行レンジ(Rレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)、前進走行レンジ(Dレンジ)等を選択可能に構成されている。
主制御部11は、上記のセンサSe1~Se5からの情報に基づいて、後述する車両用駆動装置100における複数の動作モードの選択を行う。主制御部11は、係合制御部15を介して、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び第3係合装置CL3のそれぞれを、選択した動作モードに応じた係合の状態に制御することにより、当該選択した動作モードへの切り替えを行う。更に、主制御部11は、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、及び第2回転電機制御部14を介して、内燃機関EG、第1回転電機MG1、及び第2回転電機MG2の動作状態を協調制御することにより、選択した動作モードに応じた適切な車両の走行を可能とする。
図3に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、動作モードとして、電気式トルクコンバータモード(以下、「eTCモード」と記す)と、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている。
図3に、本実施形態の車両用駆動装置100の各動作モードにおける、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び第3係合装置CL3の状態を示す。なお、図3の第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の欄において、「〇」は対象の係合装置が係合状態であることを示し、「×」は対象の係合装置が解放状態であることを示している。また、図3の第3係合装置CL3の欄において、「Lo」は第3係合装置CL3が第1変速段(低速段)ST1を形成していることを示し、「Hi」は第3係合装置CL3が第2変速段(高速段)ST2を形成していることを示し、「N」は第3係合装置CL3がニュートラル状態となっていることを示している。
eTCモードは、分配用差動歯車機構SPを介して第1回転電機MG1の駆動力と内燃機関EGの駆動力とを合わせて第2回転要素E2から第1出力部材O1に出力するモードである。このモードは、内燃機関EGのトルクを増幅して第1出力部材O1に伝達することができるため、所謂、電気式トルクコンバータモードと称される。
図3に示すように、eTCモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が解放状態であり、第3係合装置CL3が第1変速段(低速段)ST1を形成した状態となるように制御される。つまり、eTCモードでは、第1係合装置CL1が係合状態、第2係合装置CL2が解放状態とされる。また、本実施形態のeTCモードでは、第3係合装置CL3が係合状態とされる。eTCモードは、「第1モード」に相当する。
本実施形態のeTCモードでは、分配用差動歯車機構SPが、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第1キャリヤC1から出力する。そして、第1キャリヤC1の回転が、変速機TMにおいて第1変速段ST1に応じた変速比で変速されて変速出力ギヤ3に伝達される(図4参照)。
第1EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態、第2係合装置CL2が係合状態、第3係合装置CL3が第1変速段(低速段)ST1を形成した状態となるように制御される。一方、第2EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態、第2係合装置CL2が係合状態、第3係合装置CL3が第2変速段(高速段)ST2を形成した状態となるように制御される。つまり、第1EVモード及び第2EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態、第2係合装置CL2及び第3係合装置CL3の双方が係合状態とされる。そのため、第1EVモード及び第2EVモードでは、内燃機関EGと第1車輪W1との間での動力伝達が遮断された状態、かつ、第1回転電機MG1と第1車輪W1との間での動力伝達が行われる状態となる。第1EVモード及び第2EVモードは、「第2モード」に相当する。
第1EVモード及び第2EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態とされることによって内燃機関EGが分配用差動歯車機構SPから分離されると共に、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素E1~E3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、本実施形態では、第1ギヤG1から第2ギヤG2に伝達された第1回転電機MG1の回転は、そのまま変速機TMの第3ギヤG3及び第4ギヤG4に伝達される。そして、変速機TMに伝達された回転は、第3係合装置CL3の状態に応じて、第1EVモードでは第1変速段ST1の変速比、第2EVモードでは第2変速段ST2の変速比で変速されて変速出力ギヤ3に伝達される(図5参照)。
第1HVモードでは、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方が係合状態、第3係合装置CL3が第1変速段(低速段)ST1を形成した状態となるように制御される。一方、第2HVモードでは、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方が係合状態、第3係合装置CL3が第2変速段(高速段)ST2を形成した状態となるように制御される。つまり、第1HVモード及び第2HVモードでは、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び第3係合装置CL3の全てが係合状態とされる。そのため、第1HVモード及び第2HVモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方と第1車輪W1との間での動力伝達が行われる状態となる。第1HVモード及び第2HVモードは、「第3モード」に相当する。
第1HVモード及び第2HVモードでは、第1係合装置CL1が係合状態とされることによって内燃機関EGが分配用差動歯車機構SPに連結されると共に、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素E1~E3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、本実施形態では、入力部材Iを介して伝達される内燃機関EGの回転、及び、第1ギヤG1から第2ギヤG2に伝達された第1回転電機MG1の回転は、そのまま変速機TMの第3ギヤG3及び第4ギヤG4に伝達される。そして、変速機TMに伝達された回転は、第3係合装置CL3の状態に応じて、第1HVモードでは第1変速段ST1の変速比、第2HVモードでは第2変速段ST2の変速比で変速されて変速出力ギヤ3に伝達される(図5参照)。
充電モードでは、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方が係合状態、第3係合装置CL3がニュートラル状態となるように制御される。つまり、充電モードでは、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方が係合状態、第3係合装置CL3が解放状態とされる。そのため、充電モードでは、内燃機関EGと第1回転電機MG1との間での動力伝達が行われる状態、かつ、内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方と第1車輪W1との間での動力伝達が遮断された状態であって、内燃機関EGから伝達される駆動力により第1回転電機MG1が発電を行う状態となる。
なお、充電モードでは、車両を停車させていても良いし、第1回転電機MG1が発電した電力や蓄電装置BTに蓄えられた電力により第2回転電機MG2を力行させ、当該第2回転電機MG2の駆動力を第2車輪W2に伝達することで車両を走行させても良い。このように充電モードとしつつ第2回転電機MG2の駆動力によって車両を走行させるモードは、所謂、シリーズハイブリッドモードと称される。
図4に、本実施形態のeTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。図4の速度線図において、縦軸は、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの各回転要素の回転速度に対応している。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれは、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの各回転要素に対応している。また、図4の速度線図において、複数本の縦線の上方に示された符号は、対応する回転要素の符号である。そして、複数本の縦線の下方に示された符号は、上方に示された符号に対応する回転要素に駆動連結された要素の符号である。このような速度線図の記載方法は、図5においても同様である。
図4に示すように、本実施形態のeTCモードでは、内燃機関EGが正回転しつつ正トルクを出力し、第1回転電機MG1が負回転しつつ正トルクを出力して発電する。これにより、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクが分配用差動歯車機構SPの第1キャリヤC1に伝達される。このトルクによって回転する第1キャリヤC1の回転が、変速機TMの第3ギヤG3に伝達される。そして、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
図5に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図5に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素E1~E3が互いに一体的に回転する状態となる。このように一体回転する分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素E1~E3に対して、第1EVモード及び第2EVモードでは第1回転電機MG1のトルクが伝達され、第1HVモード及び第2HVモードでは内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方のトルクが伝達される。これらのトルクによって回転する分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素E1~E3のうち、第2回転要素E2である第1キャリヤC1から出力された回転が、変速機TMの第3ギヤG3に伝達される。一方、第3回転要素E3である第1リングギヤR1から出力された回転が、変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
以下では、制御装置10による制御処理について説明する。図6は、制御装置10による制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図6に示す制御処理は、内燃機関EGが停止した状態から開始されているものとする。
図6に示すように、制御装置10は、実要求駆動力Taが第1閾値TH1よりも大きいか否かを判断する(ステップ#1)。実要求駆動力Taは、車両に現在要求されている駆動力、より詳しくは一対の第1車輪W1及び一対の第2車輪W2に伝達することが現在要求されている駆動力である。第1閾値TH1は、第2モード(ここでは、第1EVモード及び第2EVモード)において出力可能な駆動力の範囲内で設定された閾値である。第1閾値TH1としては、例えば、第1EVモード又は第2EVモードにおいて第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2の双方により出力可能な最大の駆動力を設定することができる。ここで、車両の走行速度である車速V、及び実要求駆動力Taに応じて第1EVモードか第2EVモードかが選択され、車速Vに応じて第1EVモード又は第2EVモードにおいて第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2が出力可能な最大の駆動力も変化する。したがって、第1閾値TH1は、車速Vに応じて変化する値に設定される。つまり、第1閾値TH1は、車速Vが高くなるに従って低い値となるように設定される。例えば、各車速Vにおける第1EVモードでの最大の駆動力と第2EVモードでの最大の駆動力とのいずれか高い方の値を、第1閾値TH1とすることができる。本実施形態では、主制御部11が、アクセル操作量センサSe3及びブレーキ操作量センサSe4からの情報に基づいて実要求駆動力Taを算出し、当該実要求駆動力Taが第1閾値TH1よりも大きいか否かを判断する。
制御装置10は、実要求駆動力Taが第1閾値TH1よりも大きいと判断した場合(ステップ#1:Yes)、内燃機関EGを始動させる(ステップ#2)。本実施形態では、係合制御部15が第1係合装置CL1を係合状態とすると共に、それによって第1係合装置CL1を介して内燃機関EGに伝達されるトルクを、第1回転電機MG1が出力する(既にトルクを出している場合には当該トルクに上乗せして出力する)ように、第1回転電機制御部13が第1回転電機MG1を駆動させる。こうして、第1回転電機MG1の駆動力を利用して内燃機関EGを始動させる。
一方、制御装置10は、実要求駆動力Taが第1閾値TH1以下であると判断した場合(ステップ#1:No)、車両の設定状態及び走行状態の少なくとも一方に基づいて、車両に要求されると予測される駆動力である予測要求駆動力Tfが、第1閾値TH1よりも大きいか否かを判定する(ステップ#3)。
本実施形態では、車両の設定状態は、通常の駆動力を出力する通常出力設定と、当該通常出力設定よりも高い駆動力を出力する高出力設定と、を含む。そして、制御装置10は、車両の設定状態が高出力設定である場合には、予測要求駆動力Tfが第1閾値TH1よりも大きいと判定する。なお、通常出力設定と高出力設定との切り替えは、例えば、運転者がシフトレバーを操作することによって実現可能である。この場合、主制御部11が、シフト位置センサSe5からの情報に基づいて、車両の設定状態を判定可能である。或いは、通常出力設定と高出力設定との切り替えは、運転者がモード切替スイッチを操作すること等によっても実現可能である。なお、高出力設定としては、例えば、スポーツ走行モードや牽引モード等が含まれ、通常出力設定としては、例えば、燃費優先モードや快適モード等が含まれる。
また、本実施形態では、車両の走行状態を示す情報として、車両が現在走行している道路における進行方向の前方に位置する部分の勾配である走行道路勾配と、車両が牽引中である場合における牽引対象の重量である牽引重量と、車輪の地面に対するスリップ量である車輪スリップ量と、を含む。そして、走行道路勾配が規定の勾配閾値よりも大きい場合、牽引重量が規定の牽引閾値よりも大きい場合、及び車輪スリップ量が規定のスリップ閾値よりも大きい場合の少なくとも1つを満たすことを条件として、制御装置10は、予測要求駆動力Tfが第1閾値TH1よりも大きいと判定する。
ここで、走行道路勾配は、上り勾配を正、下り勾配を負として、角度や割合で表すことができる。上り勾配が大きい場合には車速Vを維持するために必要な実要求駆動力Taが大きくなると予想される。したがって、勾配閾値は、正の値であって、例えば、車速Vを維持するために必要な実要求駆動力Taが上記の第1閾値TH1に相当する値となるような走行道路勾配の値に設定される。なお、走行道路勾配は、車両に搭載されたナビゲーションシステムにおける道路情報、車両に搭載されたカメラによる撮影画像、車両に搭載された加速度センサによる計測結果等に基づいて算出可能である。
また、牽引重量は、車両が牽引対象物を牽引中である場合の当該牽引対象物の重量で表すことができる。牽引重量が大きい場合には車両を加速させるための実要求駆動力Taが大きくなると予想される。したがって、牽引閾値は、例えば、車両に必要な加速を行わせるための実要求駆動力Taが上記の第1閾値TH1に相当する値となるような牽引重量の値に設定される。このような牽引重量は、車速センサSe2及びアクセル操作量センサSe3からの情報等に基づいて算出可能である。また、例えば、牽引重量を、単に牽引対象物の有無のみで表すこともできる。この場合、牽引対象物が有る場合には牽引重量が牽引閾値よりも大きいと判定し、牽引対象物が無い場合には牽引重量が牽引閾値よりも小さいと判定しても良い。このような牽引対象物の有無は、牽引装置の接続又は非接続を示す信号等から判定することができる。
また、車輪スリップ量は、車速Vに応じた第1車輪W1の回転速度と実際の第1車輪W1の回転速度との差で表すことができる。一般的に、滑り易い路面や凹凸が激しい路面などの悪路を走行中である場合に車輪スリップ量が大きくなる傾向があり、このような路面を走行中には、車両を適切に制御するために実要求駆動力Taが大きくなる場合があると予想される。したがって、車輪スリップ量は、例えば、悪路を適切に走行するために必要な実要求駆動力Taが上記第1閾値TH1に相当する値となるような車輪スリップ量の値に設定される。このような車輪スリップ量は、第1出力部材O1や第1車輪W1の回転速度を検出する車速センサSe2及び車両の加速度を検出する加速度センサ(図示を省略)からの情報等に基づいて算出可能である。
制御装置10は、予測要求駆動力Tfが第1閾値TH1よりも大きいと判定した場合(ステップ#3:Yes)、内燃機関EGを始動させる(ステップ#2)。一方、制御装置10は、予測要求駆動力Tfが第1閾値TH1以下であると判定した場合(ステップ#3:No)、動作モードを第1EVモード又は第2EVモードとする(ステップ#4)。つまり、現状の動作モードが第1EVモード又は第2EVモードである場合には、そのモードを維持する。本実施形態では、係合制御部15が、第1係合装置CL1を解放状態とし、第2係合装置CL2を係合状態とし、第3係合装置CL3を第1変速段ST1又は第2変速段ST2を形成した状態とする。更に、制御装置10は、実要求駆動力Taが出力されるように第1回転電機MG1を制御する。なお、第1EVモード又は第2EVモードにおいて、第2回転電機MG2は、駆動していても良いし、停止していても良い。
制御装置10は、ステップ#2にて内燃機関EGを始動させた後、車速Vが第2閾値TH2未満であるか否かを判断する(ステップ#5)。本実施形態では、第2閾値TH2は、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方が係合状態である場合に、内燃機関EGの回転速度がアイドル回転速度となる車速Vに対応するように設定されている。第2閾値TH2をこのように設定し、車速Vが第2閾値TH2未満である場合に第1HVモード及び第2HVモードを選択しないようにすることで、第1HVモード又は第2HVモードにすると内燃機関EGがストールするような車速Vの場合に、それらのモードを選択しないようにすることができる。
制御装置10は、車速Vが第2閾値TH2未満であると判断した場合(ステップ#5:Yes)、動作モードをeTCモードとする(ステップ#6)。本実施形態では、係合制御部15が、第1係合装置CL1を係合状態とし、第2係合装置CL2を解放状態とし、第3係合装置CL3を第1変速段ST1を形成した状態とする。更に、制御装置10は、実要求駆動力Taが出力されるように第1回転電機MG1及び内燃機関EGを制御する。eTCモードは、第1HVモード及び第2HVモードに比べて、低い車速Vにおいて大きな駆動力を得ることができるモードである。したがって、第1HVモード及び第2HVモードでは内燃機関EGがストールするような低い車速Vにおいても、適切に必要な駆動力を迅速に出力できる状態とすることができる。なお、eTCモードにおいて、第2回転電機MG2は、駆動していても良いし、停止していても良い。
一方、制御装置10は、車速Vが第2閾値TH2以上であると判断した場合(ステップ#5:No)、動作モードを第1HVモード又は第2HVモードとする(ステップ#7)。本実施形態では、係合制御部15が、第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の双方を係合状態とし、第3係合装置CL3を第1変速段ST1又は第2変速段ST2を形成した状態とする。更に、制御装置10は、実要求駆動力Taが出力されるように第1回転電機MG1及び内燃機関EGを制御する。第1HVモード又は第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされ、3つの回転要素E1~E3が互いに一体的に回転する状態の分配用差動歯車機構SPを介して、第1回転電機MG1及び内燃機関EGの駆動力が第1出力部材O1に伝達されるため、eTCモードよりもエネルギ効率を高め易い。したがって、車速Vが比較的高い場合に、車両用駆動装置100のエネルギ効率を高めつつ、必要な駆動力を迅速に出力できる状態とすることができる。なお、第1HVモード又は第2HVモードにおいて、第2回転電機MG2は、駆動していても良いし、停止していても良い。
図7及び図8は、第1EVモードで停車している車両が、eTCモードで発進する場合におけるタイムチャートである。図7は、従来の制御処理の一例を示すタイムチャートであり、図8は、本実施形態に係る制御装置10による制御処理において、予測要求駆動力Tfが第1閾値TH1よりも大きいと判定した場合における制御の一例を示すタイムチャートである。ここで、図7及び図8において、「Ns」、「Nc」、「Nr」は、それぞれ、第1サンギヤS1の回転速度に換算した内燃機関EG(出力軸Eo)の回転速度Neg、第1キャリヤC1の回転速度に換算した第1出力部材O1の回転速度(車速V)、第1リングギヤR1の回転速度に換算した第1回転電機MG1(第1ロータRo1)の回転速度Nmg1を表している。
図7に示すように、従来の制御処理では、時刻t11まで、第1係合装置CL1が解放状態、第2係合装置CL2が係合状態、第3係合装置CL3が第1変速段(低速段)ST1を形成した状態であり、動作モードが第1EVモードとなっている。そして、車両が停車した状態(V=0)となっている。
その後、運転者によってアクセルペダルが操作されて、大きな駆動力が要求されたことに伴い、動作モードを第1EVモードからeTCモードに切り替えるために、内燃機関EGを始動する制御を時刻t11から実行する。本例では、時刻t11に、第3係合装置CL3をニュートラル状態とし、運転者によるアクセルペダルの操作に伴い、第1回転電機MG1の駆動力により第1リングギヤR1の回転速度Nrを上昇させる。そして、時刻t12から、第1係合装置CL1を係合状態とすることで、第1回転電機MG1の駆動力によって内燃機関EGを始動する。
内燃機関EGの始動後、第3係合装置CL3を係合状態(第1変速段ST1を形成した状態)としても車両の停車を維持するために、時刻13に、第1係合装置CL1を解放状態とし、第1回転電機MG1を制御して第1リングギヤR1の回転速度Nrを零に近付けるように減少させる(第1遷移モード)。
そして、時刻14に、第2係合装置CL2を解放状態として分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素E1~E3が相対回転可能な状態とした後、第1回転電機MG1を制御して第1リングギヤR1の回転速度Nrを更に減少させる(第2遷移モード)。これにより、停車中かつ第3係合装置CL3を係合状態であるために第1キャリヤC1の回転速度Ncが零に維持されたまま、第1サンギヤS1の回転速度Nsを内燃機関EGの回転速度Negに近付けることができる。
続いて、時刻t15に、第1サンギヤS1の回転速度Nsが内燃機関EGの回転速度Negに近付いた状態で、第1係合装置CL1を係合状態とすることで、動作モードをeTCモードとする。その後、第1回転電機MG1を制御して第1リングギヤR1の回転速度Nrを上昇させることにより、車速Vを次第に上昇させる。なお、図示の例では、eTCモードで車速Vを上昇させている間、内燃機関EGの回転速度Neg(第1サンギヤS1の回転速度Ns)は一定に維持されている。そして、時刻t16に回転速度Nc,Nr,Nsが一致すると、第2係合装置CL2を係合状態として、動作モードを第1HVモードに切り替える。
このように、従来の制御処理では、時刻t11に大きな駆動力が要求されてから、時刻t15に動作モードがeTCモードに切り替わるまで、第1遷移モードと第2遷移モードとを介してモード移行を行う必要がある。そのため、大きな駆動力が要求されてからeTCモードで第1出力部材O1に駆動力を出力できるようになるまでに多くの時間を要する。
これに対して、本実施形態に係る制御装置10による制御処理では、予測要求駆動力Tfが第1閾値TH1よりも大きいと判定した場合に、図8に示すように、時刻t21に実際に大きな駆動力が要求される前に、従来の制御処理における時刻t11~t15の期間に実行される制御と同様の制御の実行が完了している。つまり、実要求駆動力Taが大きくなる前に、eTCモードとなっている。そのため、時刻t21に実際に大きな駆動力が要求された後、eTCモードによって速やかに当該要求駆動力に相当する駆動力を第1出力部材O1に出力することができる。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、動作モードとして、eTCモード、EVモード(第1EVモード及び第2EVモード)、HVモード(第1HVモード及び第2HVモード)、及び充電モードを備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、動作モードとして、少なくともeTCモードとEVモードとを備えていれば良い。したがって、HVモードを備えず、或いは、充電モードを備えず、或いはHVモード及び充電モードの双方を備えていない構成としても良い。
(1)上記の実施形態では、動作モードとして、eTCモード、EVモード(第1EVモード及び第2EVモード)、HVモード(第1HVモード及び第2HVモード)、及び充電モードを備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、動作モードとして、少なくともeTCモードとEVモードとを備えていれば良い。したがって、HVモードを備えず、或いは、充電モードを備えず、或いはHVモード及び充電モードの双方を備えていない構成としても良い。
(2)上記の実施形態では、車両用駆動装置100が第1駆動ユニット100Aと第2駆動ユニット100Bとを備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、車両用駆動装置100が第1駆動ユニット100Aを備え、第2駆動ユニット100Bを備えていない構成としても良い。また、第1駆動ユニット100Aが第2回転電機MG2を備えていても良い。この場合、第1駆動ユニット100Aにおける変速機TMよりも第1車輪W1側のいずれかの回転要素に駆動力を伝達できるように第2回転電機MG2が駆動連結されていると良い。或いは、車両用駆動装置100が第2回転電機MG2を備えていない構成としても良い。
(3)上記の実施形態では、第1駆動ユニット100Aが、EVモードとして、変速機TMによる変速比が異なる第1EVモードと第2EVモードとを備えた構成を例として説明したが、EVモードが1つの変速比のみの1つのモードであっても良い。同様に、上記の実施形態では、第1駆動ユニット100Aが、HVモードとして、変速機TMによる変速比が異なる第1HVモードと第2HVモードとを備えた構成を例として説明したが、HVモードが1つの変速比のみの1つのモードであっても良い。EVモード及びHVモードの双方が1つのモードのみである場合、変速機TM(第3係合装置CL3)は1つの変速段とニュートラル状態(動力伝達を遮断する状態)とを実現する構成とされる。
(4)上記の実施形態では、分配用差動歯車機構SPがシングルピニオン型の遊星歯車機構である場合を例として説明したが、そのような構成には限定されるない。例えば、分配用差動歯車機構SPがダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されても良い。或いは、分配用差動歯車機構SPが、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のような他の差動歯車装置により構成されていても良い。
(5)上記の実施形態では、第1係合装置CL1が摩擦係合装置であり、第2係合装置CL2及び第3係合装置CL3のそれぞれが噛み合い式係合装置である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1係合装置CL1が噛み合い式係合装置であっても良い。また、第2係合装置CL2及び第3係合装置CL3の少なくとも一方が摩擦係合装置であっても良い。
(6)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。したがって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
〔上記実施形態の概要〕
以下では、上記において説明した車両用駆動装置(100)の概要について説明する。
以下では、上記において説明した車両用駆動装置(100)の概要について説明する。
車両用駆動装置(100)は、
車両が備える内燃機関(EG)に駆動連結される入力部材(I)と、
車輪(W1)に駆動連結される出力部材(O1)と、
ロータ(Ro1)を備えた回転電機(MG1)と、
第1回転要素(E1)、第2回転要素(E2)、及び第3回転要素(E3)を備え、前記第1回転要素(E1)が前記入力部材(I)に駆動連結され、前記第3回転要素(E3)が前記ロータ(Ro1)に駆動連結された分配用差動歯車機構(SP)と、
前記入力部材(I)と前記第1回転要素(E1)との間の動力伝達を断接する第1係合装置(CL1)と、
前記第1回転要素(E1)、前記第2回転要素(E2)、及び前記第3回転要素(E3)の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、
前記回転電機(MG1)、前記内燃機関(EG)、前記第1係合装置(CL1)、及び前記第2係合装置(CL2)を制御する制御装置(10)と、を備え、
前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1回転要素(E1)、前記第2回転要素(E2)、及び前記第3回転要素(E3)の回転速度の順が記載の順となるように構成され、
動作モードとして、第1モードと、第2モードと、を備え、
前記第1モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態、前記第2係合装置(CL2)が解放状態とされ、前記分配用差動歯車機構(SP)を介して前記回転電機(MG1)の駆動力と前記内燃機関(EG)の駆動力とを合わせて前記第2回転要素(E2)から前記出力部材(O1)に出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置(CL1)が解放状態、前記第2係合装置(CL2)が係合状態とされ、
前記制御装置(10)は、
前記車両に要求されると予測される駆動力である予測要求駆動力(Tf)が、前記第2モードにおいて出力可能な駆動力の範囲内で設定された規定の第1閾値(TH1)よりも大きいか否かを判定し、
前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定した場合、又は、前記車両に現在要求されている駆動力である実要求駆動力(Ta)が前記第1閾値(TH1)よりも大きい場合には、前記動作モードを前記第1モードとして、前記実要求駆動力(Ta)が出力されるように前記回転電機(MG1)及び前記内燃機関(EG)を制御し、
前記実要求駆動力(Ta)が前記第1閾値(TH1)以下である場合であって、前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)以下であると判定した場合には、前記動作モードを前記第2モードとして、前記実要求駆動力(Ta)が出力されるように前記回転電機(MG1)を制御する。
車両が備える内燃機関(EG)に駆動連結される入力部材(I)と、
車輪(W1)に駆動連結される出力部材(O1)と、
ロータ(Ro1)を備えた回転電機(MG1)と、
第1回転要素(E1)、第2回転要素(E2)、及び第3回転要素(E3)を備え、前記第1回転要素(E1)が前記入力部材(I)に駆動連結され、前記第3回転要素(E3)が前記ロータ(Ro1)に駆動連結された分配用差動歯車機構(SP)と、
前記入力部材(I)と前記第1回転要素(E1)との間の動力伝達を断接する第1係合装置(CL1)と、
前記第1回転要素(E1)、前記第2回転要素(E2)、及び前記第3回転要素(E3)の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、
前記回転電機(MG1)、前記内燃機関(EG)、前記第1係合装置(CL1)、及び前記第2係合装置(CL2)を制御する制御装置(10)と、を備え、
前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1回転要素(E1)、前記第2回転要素(E2)、及び前記第3回転要素(E3)の回転速度の順が記載の順となるように構成され、
動作モードとして、第1モードと、第2モードと、を備え、
前記第1モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態、前記第2係合装置(CL2)が解放状態とされ、前記分配用差動歯車機構(SP)を介して前記回転電機(MG1)の駆動力と前記内燃機関(EG)の駆動力とを合わせて前記第2回転要素(E2)から前記出力部材(O1)に出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置(CL1)が解放状態、前記第2係合装置(CL2)が係合状態とされ、
前記制御装置(10)は、
前記車両に要求されると予測される駆動力である予測要求駆動力(Tf)が、前記第2モードにおいて出力可能な駆動力の範囲内で設定された規定の第1閾値(TH1)よりも大きいか否かを判定し、
前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定した場合、又は、前記車両に現在要求されている駆動力である実要求駆動力(Ta)が前記第1閾値(TH1)よりも大きい場合には、前記動作モードを前記第1モードとして、前記実要求駆動力(Ta)が出力されるように前記回転電機(MG1)及び前記内燃機関(EG)を制御し、
前記実要求駆動力(Ta)が前記第1閾値(TH1)以下である場合であって、前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)以下であると判定した場合には、前記動作モードを前記第2モードとして、前記実要求駆動力(Ta)が出力されるように前記回転電機(MG1)を制御する。
この構成によれば、現在の要求駆動力(実要求駆動力(Ta))が第1閾値(TH1)以下である場合であっても、将来の要求駆動力(予測要求駆動力(Tf))が第1閾値(TH1)よりも大きくなるか否かを予測する。そして、将来の要求駆動力(予測要求駆動力(Tf))が第1閾値(TH1)よりも大きくなると予測した場合には、動作モードが第1モードに切り替えられて、回転電機(MG1)及び内燃機関(EG)が駆動される。このように、予測要求駆動力(Tf)が第1閾値(TH1)よりも大きいと判定した場合には、実要求駆動力(Ta)が第1閾値(TH1)よりも大きくなる前の段階で、内燃機関(EG)が動作状態とされる。これにより、実要求駆動力(Ta)が第1閾値(TH1)よりも大きくなった場合に、既に動作モードが第1モードとなっていると共に、内燃機関(EG)が動作状態となっている。そのため、実要求駆動力(Ta)が第1閾値(TH1)よりも大きくなった後に、動作モードを第1モードに切り替える処理と、内燃機関(EG)を始動させる処理とを省略することができる。したがって、内燃機関(EG)が停止している状態から、内燃機関(EG)の駆動力を利用して要求駆動力を出力する動作モードへの切り替えを実行する場合に、要求駆動力に相当する駆動力を速やかに出力できる。
また、本構成によれば、第1モードでは、回転電機(MG1)のトルクを反力として内燃機関(EG)のトルクを増幅して第2回転要素(E2)から出力部材(O1)に伝達し、車両を走行させることができる。したがって、実要求駆動力(Ta)が大きい場合であっても、回転電機(MG1)及び内燃機関(EG)により、適切に実要求駆動力(Ta)を出力することができる。
また、本構成によれば、第1モードでは、回転電機(MG1)のトルクを反力として内燃機関(EG)のトルクを増幅して第2回転要素(E2)から出力部材(O1)に伝達し、車両を走行させることができる。したがって、実要求駆動力(Ta)が大きい場合であっても、回転電機(MG1)及び内燃機関(EG)により、適切に実要求駆動力(Ta)を出力することができる。
ここで、前記車両の設定状態として、通常の駆動力を出力する通常出力設定と、当該通常出力設定よりも高い駆動力を出力する高出力設定と、を含み、
前記制御装置(10)は、前記車両の前記設定状態が前記高出力設定である場合には、前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定すると好適である。
前記制御装置(10)は、前記車両の前記設定状態が前記高出力設定である場合には、前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定すると好適である。
車両が通常出力設定と高出力設定とを設定可能である場合において、車両の設定状態が高出力設定である場合、要求駆動力が高くなり易い。そのため、本構成によれば、車両の設定状態が高出力設定である場合に、予測要求駆動力(Tf)が第1閾値(TH1)よりも大きいと判定することで、要求駆動力に相当する駆動力を速やかに出力できる可能性を高めることができる。
また、前記車両が現在走行している道路における進行方向の前方に位置する部分の勾配である走行道路勾配が規定の勾配閾値よりも大きい場合、前記車両が牽引中である場合における牽引対象の重量である牽引重量が規定の牽引閾値よりも大きい場合、及び前記車輪(W1)の地面に対するスリップ量である車輪スリップ量が規定のスリップ閾値よりも大きい場合の少なくとも1つを満たすことを条件として、前記制御装置(10)は、前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定すると好適である。
走行道路勾配が大きい場合、牽引重量が大きい場合、及び車輪スリップ量が大きい場合のそれぞれにおいては、要求駆動力が高くなり易い。そのため、本構成によれば、それらの場合の少なくとも1つを満たすことを条件として、予測要求駆動力(Tf)が第1閾値(TH1)よりも大きいと判定することで、要求駆動力に相当する駆動力を速やかに出力できる可能性を高めることができる。
また、前記動作モードとして第3モードを更に備え、
前記第3モードでは、前記第1係合装置(CL1)及び前記第2係合装置(CL2)の双方が係合状態とされ、
前記制御装置(10)は、
前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定した場合、又は、前記実要求駆動力(Ta)が前記第1閾値(TH1)よりも大きい場合において、
前記車両の速度(V)が規定の第2閾値(TH2)以上である場合には、前記動作モードを前記第1モードに代えて前記第3モードとして、前記実要求駆動力(Ta)が出力されるように前記回転電機(MG1)及び前記内燃機関(EG)を制御し、
前記第2閾値(TH2)は、前記第1係合装置(CL1)及び前記第2係合装置(CL2)の双方が係合状態である場合に、前記内燃機関(EG)の回転速度がアイドル回転速度となる前記車両の速度(V)に対応していると好適である。
前記第3モードでは、前記第1係合装置(CL1)及び前記第2係合装置(CL2)の双方が係合状態とされ、
前記制御装置(10)は、
前記予測要求駆動力(Tf)が前記第1閾値(TH1)よりも大きいと判定した場合、又は、前記実要求駆動力(Ta)が前記第1閾値(TH1)よりも大きい場合において、
前記車両の速度(V)が規定の第2閾値(TH2)以上である場合には、前記動作モードを前記第1モードに代えて前記第3モードとして、前記実要求駆動力(Ta)が出力されるように前記回転電機(MG1)及び前記内燃機関(EG)を制御し、
前記第2閾値(TH2)は、前記第1係合装置(CL1)及び前記第2係合装置(CL2)の双方が係合状態である場合に、前記内燃機関(EG)の回転速度がアイドル回転速度となる前記車両の速度(V)に対応していると好適である。
第3モードでは、第2係合装置(CL2)が係合状態とされ、内燃機関(EG)及び回転電機(MG1)の駆動力が差動状態の分配用差動歯車機構(SP)を介することなく出力部材(O1)に伝達されるため、車両の速度(V)が比較的大きい場合には、第1モードよりもエネルギ効率を高め易い。本構成によれば、予測要求駆動力(Tf)が第1閾値(TH1)よりも大きいと判定した場合、又は、実要求駆動力(Ta)が第1閾値(TH1)よりも大きい場合において、車両の速度(V)が比較的大きい場合に、動作モードが第3モードに切り替えられる。したがって、車両の速度(V)が比較的大きい場合に、車両用駆動装置(100)のエネルギ効率を高めつつ、要求駆動力に相当する駆動力を速やかに出力できる可能性を高めることができる。
本開示に係る技術は、複数の動作モードを備えた車両用駆動装置に利用することができる。
100 :車両用駆動装置
10 :制御装置
I :入力部材
O1 :第1出力部材(出力部材)
SP :分配用差動歯車機構
E1 :第1回転要素
E2 :第2回転要素
E3 :第3回転要素
CL1 :第1係合装置
CL2 :第2係合装置
MG1 :第1回転電機(回転電機)
Ro1 :第1ロータ(ロータ)
EG :内燃機関
W1 :第1車輪(車輪)
10 :制御装置
I :入力部材
O1 :第1出力部材(出力部材)
SP :分配用差動歯車機構
E1 :第1回転要素
E2 :第2回転要素
E3 :第3回転要素
CL1 :第1係合装置
CL2 :第2係合装置
MG1 :第1回転電機(回転電機)
Ro1 :第1ロータ(ロータ)
EG :内燃機関
W1 :第1車輪(車輪)
Claims (4)
- 車両が備える内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
ロータを備えた回転電機と、
第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、前記第1回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第3回転要素が前記ロータに駆動連結された分配用差動歯車機構と、
前記入力部材と前記第1回転要素との間の動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置と、
前記回転電機、前記内燃機関、前記第1係合装置、及び前記第2係合装置を制御する制御装置と、を備え、
前記分配用差動歯車機構は、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の回転速度の順が記載の順となるように構成され、
動作モードとして、第1モードと、第2モードと、を備え、
前記第1モードでは、前記第1係合装置が係合状態、前記第2係合装置が解放状態とされ、前記分配用差動歯車機構を介して前記回転電機の駆動力と前記内燃機関の駆動力とを合わせて前記第2回転要素から前記出力部材に出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置が解放状態、前記第2係合装置が係合状態とされ、
前記制御装置は、
前記車両に要求されると予測される駆動力である予測要求駆動力が、前記第2モードにおいて出力可能な駆動力の範囲内で設定された規定の第1閾値よりも大きいか否かを判定し、
前記予測要求駆動力が前記第1閾値よりも大きいと判定した場合、又は、前記車両に現在要求されている駆動力である実要求駆動力が前記第1閾値よりも大きい場合には、前記動作モードを前記第1モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機及び前記内燃機関を制御し、
前記実要求駆動力が前記第1閾値以下である場合であって、前記予測要求駆動力が前記第1閾値以下であると判定した場合には、前記動作モードを前記第2モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機を制御する、車両用駆動装置。 - 前記車両の設定状態として、通常の駆動力を出力する通常出力設定と、当該通常出力設定よりも高い駆動力を出力する高出力設定と、を含み、
前記制御装置は、前記車両の前記設定状態が前記高出力設定である場合には、前記予測要求駆動力が前記第1閾値よりも大きいと判定する、請求項1に記載の車両用駆動装置。 - 前記車両が現在走行している道路における進行方向の前方に位置する部分の勾配である走行道路勾配が規定の勾配閾値よりも大きい場合、前記車両が牽引中である場合における牽引対象の重量である牽引重量が規定の牽引閾値よりも大きい場合、及び前記車輪の地面に対するスリップ量である車輪スリップ量が規定のスリップ閾値よりも大きい場合の少なくとも1つを満たすことを条件として、前記制御装置は、前記予測要求駆動力が前記第1閾値よりも大きいと判定する、請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
- 前記動作モードとして第3モードを更に備え、
前記第3モードでは、前記第1係合装置及び前記第2係合装置の双方が係合状態とされ、
前記制御装置は、
前記予測要求駆動力が前記第1閾値よりも大きいと判定した場合、又は、前記実要求駆動力が前記第1閾値よりも大きい場合において、
前記車両の速度が規定の第2閾値以上である場合には、前記動作モードを前記第1モードに代えて前記第3モードとして、前記実要求駆動力が出力されるように前記回転電機及び前記内燃機関を制御し、
前記第2閾値は、前記第1係合装置及び前記第2係合装置の双方が係合状態である場合に、前記内燃機関の回転速度がアイドル回転速度となる前記車両の速度に対応している、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
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