特許 5997474 ハイブリッド車両の駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5997474

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/383 20071001AFI20160915BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20160915BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20160915BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20160915BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20160915BHJP

   B60K 6/365 20071001ALI20160915BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/383ZHV

   B60K6/445

   B60W10/10 900

   B60L11/14

   B60K6/442

   B60K6/365

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-74358(P2012-74358)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-203230(P2013-203230A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100093023

【弁理士】

【氏名又は名称】小塚 善高

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(72)【発明者】

【氏名】大木 隆嗣

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０９５９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６１３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３９１２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／５０

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと駆動輪との間に設けられるエンジン動力伝達経路と、電動モータと前記駆動輪との間に設けられるモータ動力伝達経路と、を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記エンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記エンジンと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるエンジンクラッチと、
前記モータ動力伝達経路に設けられ、前記電動モータと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記電動モータと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるモータクラッチと、を有し、
前記エンジンクラッチは並列接続される第１エンジン動力経路と第２エンジン動力経路とを備え、前記第１エンジン動力経路には第１クラッチとこれに直列接続される第１一方向クラッチとが設けられ、前記第２エンジン動力経路には第２クラッチが設けられ、
前記モータクラッチは並列接続される第１モータ動力経路と第２モータ動力経路とを備え、前記第１モータ動力経路には第３クラッチとこれに直列接続される第２一方向クラッチとが設けられ、前記第２モータ動力経路には第４クラッチが設けられる、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。

【請求項2】

請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第１エンジン動力経路の前記第１一方向クラッチは、前進走行時に前記エンジンから前記駆動輪に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に前記駆動輪から前記エンジンに向かう動力を遮断する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。

【請求項3】

請求項１または２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第１モータ動力経路の前記第２一方向クラッチは、前進走行時に前記電動モータから前記駆動輪に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に前記駆動輪から前記電動モータに向かう動力を遮断する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両の駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両においては、車両制動時の回生エネルギーを増大させることにより、車両の燃費性能を向上させることが求められている。そこで、車両制動時に、遊星歯車列からなる動力分割機構の差動状態を制御することにより、エンジンよりも電動モータに多くの動力を分配するようにしたハイブリッド車両が開発されている(特許文献１参照)。また、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に、締結状態と解放状態とに切り換えられるエンジンクラッチを設けるようにしたハイブリッド車両も提案されている。このエンジンクラッチを解放することにより、車両制動時に駆動輪からエンジンを切り離すことができるため、駆動輪から電動モータのみに動力を伝達することが可能となり、回生エネルギーを増大させることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３６７７７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、車両が加速状態から制動状態に切り換わるタイミング、つまりエンジンから駆動輪に向けて動力が伝達されるドライブ状態から、逆に駆動輪からエンジンに向けて動力が伝達されるコースト状態に切り換わるタイミングで、正確にエンジンクラッチを解放状態に切り換えることは、クラッチ制御の複雑化を招く要因となっていた。このため、エンジンクラッチについては、クラッチ制御の複雑化を招くことなく、動力伝達状態に応じて締結状態や解放状態に切り換えられることが望まれている。

【0005】

本発明の目的は、エンジンクラッチにおけるクラッチ制御の簡素化を達成することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンと駆動輪との間に設けられるエンジン動力伝達経路と、電動モータと前記駆動輪との間に設けられるモータ動力伝達経路と、を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記エンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記エンジンと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるエンジンクラッチと、前記モータ動力伝達経路に設けられ、前記電動モータと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記電動モータと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるモータクラッチと、を有し、前記エンジンクラッチは並列接続される第１エンジン動力経路と第２エンジン動力経路とを備え、前記第１エンジン動力経路には第１クラッチとこれに直列接続される第１一方向クラッチとが設けられ、前記第２エンジン動力経路には第２クラッチが設けられ、前記モータクラッチは並列接続される第１モータ動力経路と第２モータ動力経路とを備え、前記第１モータ動力経路には第３クラッチとこれに直列接続される第２一方向クラッチとが設けられ、前記第２モータ動力経路には第４クラッチが設けられる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、エンジンクラッチは並列接続される第１エンジン動力経路と第２エンジン動力経路とを備え、第１エンジン動力経路には第１クラッチとこれに直列接続される一方向クラッチとが設けられ、第２エンジン動力経路には第２クラッチが設けられる。これにより、第１クラッチを締結して第２クラッチを解放することにより、エンジンから駆動輪に向けて動力が伝達されるドライブ状態と、駆動輪からエンジンに向けて動力が伝達されるコースト状態とで、自動的にエンジンクラッチを締結状態または解放状態に切り換えることが可能となる。すなわち、動力伝達状態の切換タイミングに合わせてエンジンクラッチを制御する必要がなく、エンジンクラッチを簡単に制御することが可能となる。しかも、第１および第２クラッチを解放することでエンジンクラッチを常に解放状態とすることができ、第２クラッチを締結することでエンジンクラッチを常に締結状態とすることができるため、エンジンクラッチを様々な状況下で適切に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニットを示す概略図である。

【図2】パワーユニットの制御系を示すブロック図である。

【図3】走行モード設定時に車両制御ユニットによって参照されるモードマップの一例を示す説明図である。

【図4】(ａ)および(ｂ)はＥＶモードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。

【図5】(ａ)および(ｂ)はシリーズモードにおけるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。

【図6】(ａ)および(ｂ)は動力分割機構が動力分割状態となるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。

【図7】(ａ)および(ｂ)は動力分割機構が増速状態となるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。

【図8】(ａ)および(ｂ)は動力分割機構が直結状態となるパワーユニットの作動状態を示す概略図および共線図である。

【図9】(ａ)および(ｂ)は低中速モードのエンジン駆動状態におけるパワーユニットの作動状態を示す概略図である。

【図10】(ａ)および(ｂ)は低中速モードのパラレル駆動状態におけるパワーユニットの作動状態を示す概略図である。

【図11】(ａ)および(ｂ)は低中速モードのパラレル駆動状態におけるパワーユニットの作動状態を示す概略図である。

【図12】(ａ)および(ｂ)は高速モード１におけるパワーユニットの作動状態を示す概略図である。

【図13】(ａ)および(ｂ)は高速モード２におけるパワーユニットの作動状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置つまりパワーユニット１０を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット１０は、動力源としてエンジン１１を備えるとともに、動力源として２つのモータジェネレータＭ１，Ｍ２を備えている。一方のモータジェネレータ(電動モータ)Ｍ１は主に走行用として機能しており、他方のモータジェネレータＭ２は主に発電用として機能している。

【0011】

エンジン１１とモータジェネレータＭ２とは、遊星歯車列からなる動力分割機構１２を介して接続されている。動力分割機構１２は、エンジン１１にダンパ機構１３およびエンジン連結軸１４を介して連結されるキャリア１５と、キャリア１５に回転自在に支持されるピニオンギヤ１６とを有している。ピニオンギヤ１６には、同軸上に配置される第１ギヤ部１６ａおよび第２ギヤ部１６ｂが形成されている。第１ギヤ部１６ａには第１サンギヤ１７が噛み合っており、第２ギヤ部１６ｂには第２サンギヤ１８が噛み合っている。第１サンギヤ１７にはジェネレータ連結軸１９およびギヤ列２０を介してモータジェネレータＭ２のロータ２１ａが連結されており、第２サンギヤ１８には中空軸２２を介してシンクロハブ２３が固定されている。また、ピニオンギヤ１６の第１ギヤ部１６ａには、リングギヤ２４が噛み合っている。また、リングギヤ２４には中空軸２５が連結されており、中空軸２５にはスプライン歯２６が固定されている。さらに、パワーユニット１０のケース２７にはスプライン歯２８が固定されている。

【0012】

図１に示すように、シンクロハブ２３の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ３０が噛み合っている。シンクロスリーブ３０には、フォーク部材３１を介してアクチュエータ３２が連結されている。シンクロスリーブ３０を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯２６に噛み合わせることができ、第２サンギヤ１８とリングギヤ２４とを締結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ３０を矢印ｂ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯２８に噛み合わせることができ、第２サンギヤ１８とケース２７とを締結することが可能となる。また、シンクロスリーブ３０を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ３０はシンクロハブ２３だけに噛み合った状態となる。

【0013】

これらシンクロハブ２３、スプライン歯２６およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とリングギヤ２４とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられる直結クラッチＣＬ１が構成されている。また、シンクロハブ２３、スプライン歯２８およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とケース２７とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられる増速クラッチＣＬ２が構成されている。そして、アクチュエータ３２を作動させ、シンクロスリーブ３０を図１の矢印ａ方向に移動させることにより、直結クラッチＣＬ１は締結状態に切り換えられ、増速クラッチＣＬ２は解放状態に切り換えられる。一方、シンクロスリーブ３０を図１の矢印ｂ方向に移動させることにより、増速クラッチＣＬ２は締結状態に切り換えられ、直結クラッチＣＬ１は解放状態に切り換えられる。また、シンクロスリーブ３０を図１に示す中立位置に移動させることにより、直結クラッチＣＬ１と増速クラッチＣＬ２とは共に解放状態となる。

【0014】

図１に示すように、リングギヤ２４に連結される中空軸２５には、駆動ギヤ３３が固定されている。この駆動ギヤ３３には従動ギヤ３４が噛み合っており、従動ギヤ３４は前輪出力軸３５に回転自在に支持されている。また、従動ギヤ３４と前輪出力軸３５との間には、エンジンクラッチユニット(エンジンクラッチ)ＣＬ３が設けられている。さらに、従動ギヤ３４を支持する前輪出力軸３５には、デファレンシャル機構３６を介して駆動輪３７が連結されている。このように、エンジン１１と駆動輪３７との間には、エンジン連結軸１４、動力分割機構１２、駆動ギヤ３３、従動ギヤ３４、前輪出力軸３５、デファレンシャル機構３６等によって構成されるエンジン動力伝達経路３８が設けられている。そして、エンジン動力伝達経路３８には、エンジン１１と駆動輪３７とを接続する締結状態と、エンジン１１と駆動輪３７とを切り離す解放状態とに切り換えられるエンジンクラッチユニットＣＬ３が設けられている。

【0015】

エンジンクラッチユニットＣＬ３は、並列接続される第１エンジン動力経路３９と第２エンジン動力経路４０とを備えている。第１エンジン動力経路３９には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第１クラッチとしての第１クラッチＣ１ａと、これに直列接続される第１一方向クラッチ４１とが設けられている。また、ワンウェイクラッチである一方向クラッチ４１は、前進走行時にエンジン１１から駆動輪３７に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪３７からエンジン１１に向かう動力を遮断つまり切断している。さらに、第２エンジン動力経路４０には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第２クラッチとしての第２クラッチＣ１ｂが設けられている。

【0016】

そして、エンジンクラッチユニットＣＬ３の第１クラッチＣ１ａを締結状態に切り換え、第２クラッチＣ１ｂを解放状態に切り換えることにより、一方向クラッチ４１を介してエンジン１１と駆動輪３７とが接続される。これにより、エンジン１１から駆動輪３７に向けて動力が伝達されるドライブ時には、エンジンクラッチユニットＣＬ３を自動的に締結状態に切り換えることが可能となる。一方、駆動輪３７からエンジン１１に向けて動力が伝達されるコースト時には、エンジンクラッチユニットＣＬ３を自動的に解放状態に切り換えることが可能となる。また、第２クラッチＣ１ｂを締結状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でエンジンクラッチユニットＣＬ３を締結状態とすることが可能となる。さらに、第１および第２クラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂを解放状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でエンジンクラッチユニットＣＬ３を解放状態とすることが可能となる。なお、第１および第２クラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂについては、油圧式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良く、電磁式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良い。

【0017】

また、前輪出力軸３５には従動ギヤ４２が固定されており、この従動ギヤ４２に噛み合う駆動ギヤ４３がモータ連結軸４４に固定されている。また、モータジェネレータＭ１のロータ４５ａには遊星歯車列４６が連結されており、モータ連結軸４４と遊星歯車列４６との間には、モータクラッチユニット(モータクラッチ)ＣＬ４が設けられている。このように、モータジェネレータＭ１と駆動輪３７との間には、遊星歯車列４６、モータ連結軸４４、駆動ギヤ４３、従動ギヤ４２、前輪出力軸３５、デファレンシャル機構３６等によって構成されるモータ動力伝達経路４７が設けられている。そして、モータ動力伝達経路４７には、モータジェネレータＭ１と駆動輪３７とを接続する締結状態と、モータジェネレータＭ１と駆動輪３７とを切り離す解放状態とに切り換えられるモータクラッチユニットＣＬ４が設けられている。なお、モータジェネレータＭ１の中央部を貫通するモータ連結軸４４には、トランスファクラッチ４８を介して後輪出力軸４９が連結されており、この後輪出力軸４９には図示しない駆動輪が連結される。

【0018】

モータクラッチユニットＣＬ４は、並列接続される第１モータ動力経路５１と第２モータ動力経路５２とを備えている。第１モータ動力経路５１には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第３クラッチとしての第１クラッチＣ２ａと、これに直列接続される第２一方向クラッチ５３とが設けられている。また、ワンウェイクラッチである一方向クラッチ５３は、前進走行時にモータジェネレータＭ１から駆動輪３７に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪３７からモータジェネレータＭ１に向かう動力を遮断つまり切断している。さらに、第２モータ動力経路５２には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第４クラッチとしての第２クラッチＣ２ｂが設けられている。

【0019】

そして、モータクラッチユニットＣＬ４の第１クラッチＣ２ａを締結状態に切り換え、第２クラッチＣ２ｂを解放状態に切り換えることにより、一方向クラッチ５３を介してモータジェネレータＭ１と駆動輪３７とを接続することが可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１から駆動輪３７に向けて動力が伝達されるドライブ時には、モータクラッチユニットＣＬ４を自動的に締結状態に切り換えることが可能となる。一方、駆動輪３７からモータジェネレータＭ１に向けて動力が伝達されるコースト時には、モータクラッチユニットＣＬ４を自動的に解放状態に切り換えることが可能となる。また、第２クラッチＣ２ｂを締結状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でモータクラッチユニットＣＬ４を締結状態とすることが可能となる。さらに、第１および第２クラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂを解放状態に切り換えることにより、ドライブ時とコースト時との双方でモータクラッチユニットＣＬ４を解放状態とすることが可能となる。なお、第１および第２クラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂについては、油圧式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良く、電磁式の摩擦クラッチや噛合クラッチによって構成しても良い。

【0020】

続いて、図２はパワーユニット１０の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、モータジェネレータＭ１のステータ４５ｂにはインバータ６０が接続されており、モータジェネレータＭ２のステータ２０ｂにはインバータ６１が接続されている。双方のインバータ６０，６１には、リチウムイオンバッテリ等のバッテリ６２が接続されている。また、ハイブリッド車両には、電動機や発電機として機能するモータジェネレータＭ１，Ｍ２のトルクや回転数を制御するモータ制御ユニット６３が設けられている。また、ハイブリッド車両には、バッテリ６２の充電状態(ＳＯＣ)、電流、電圧、温度等を監視するバッテリ制御ユニット６４が設けられている。さらに、ハイブリッド車両には、エンジン１１のトルクや回転数を制御するエンジン制御ユニット６５が設けられている。

【0021】

各制御ユニット６３〜６５やクラッチＣＬ１〜ＣＬ４等を制御するため、ハイブリッド車両には車両制御ユニット６６が設けられている。車両制御ユニット６６には、セレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ６７、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ６８、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ６９、車速を検出する車速センサ７０等が接続されている。車両制御ユニット６６は、各種センサ６７〜７０からの情報に基づき車両状態を判定し、所定のモードマップを参照して車両状態に応じた走行モードを設定する。そして、車両制御ユニット６６は、車両状態および走行モードに基づいて、制御ユニット６３〜６５やクラッチＣＬ１〜ＣＬ４等に対して制御信号を出力することになる。なお、各制御ユニット６３〜６６は、通信ネットワーク７１を介して相互に接続されている。また、各制御ユニット６３〜６６は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成されている。

【0022】

続いて、ハイブリッド車両の各走行モードについて説明する。ここで、図３は走行モード設定時に車両制御ユニット６６によって参照されるモードマップの一例を示す説明図である。また、図４(ａ)および(ｂ)はＥＶモードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図５(ａ)および(ｂ)はシリーズモードにおけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。なお、図４(ｂ)および図５(ｂ)の共線図において、符号Ｓ_αは第１サンギヤ１７を示し、符号Ｓ_βは第２サンギヤ１８を示し、符号Ｃはキャリア１５を示し、符号Ｒはリングギヤ２４を示している。

【0023】

図３に示すように、ハイブリッド車両は、走行モードとして、ＥＶモード、シリーズモード、低中速モード、高速モード１、高速モード２を備えている。図３に示すように、前進走行や後退走行の発進時には、車両制御ユニット６６によってＥＶモードが設定される。図４(ａ)および(ｂ)に示すように、モータジェネレータＭ１のみを用いて走行するＥＶモードにおいては、直結クラッチＣＬ１、増速クラッチＣＬ２、エンジンクラッチユニットＣＬ３が解放される一方、モータクラッチユニットＣＬ４が締結される。また、モータクラッチユニットＣＬ４は、第２クラッチＣ２ｂを締結することで締結状態に切り換えられている。これにより、モータジェネレータＭ１を力行状態に制御することで車両を走行させることが可能となり、モータジェネレータＭ１を回生状態(発電状態)に制御することで車両を制動させることが可能となる。なお、エンジン１１およびモータジェネレータＭ２は停止状態となる。

【0024】

図３に示すように、後退走行において要求駆動力が引き上げられると、車両制御ユニット６６によってシリーズモードが設定される。図５(ａ)および(ｂ)に示すように、シリーズモードにおいては、増速クラッチＣＬ２およびエンジンクラッチユニットＣＬ３が解放される一方、直結クラッチＣＬ１およびモータクラッチユニットＣＬ４が締結される。なお、ＥＶモードと同様に、モータクラッチユニットＣＬ４は、第２クラッチＣ２ｂを締結することで締結状態に切り換えられている。このように、シリーズモードにおいても、モータジェネレータＭ１を力行状態に制御して車両を走行させることが可能となり、モータジェネレータＭ１を回生状態に制御して車両を制動させることが可能となる。さらに、シリーズモードにおいては、直結クラッチＣＬ１の締結によって動力分割機構１２の差動動作が制限されており、エンジン１１とモータジェネレータＭ２とは動力分割機構１２を介して直結された状態となる。これにより、モータジェネレータＭ２をエンジン動力によって駆動することができ、モータジェネレータＭ２からバッテリ６２に電力を供給することが可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１に多くの電力を供給することができ、モータジェネレータＭ１の出力トルクを増大させることが可能となる。

【0025】

続いて、低中速モード、高速モード１および高速モード２におけるパワーユニット１０の作動状態について説明する。これらの走行モードについては、図６〜図８を用いて直結クラッチＣＬ１および増速クラッチＣＬ２の作動状態について説明した後に、図９〜図１３を用いてエンジンクラッチユニットＣＬ３およびモータクラッチユニットＣＬ４の作動状態について説明する。ここで、図６(ａ)および(ｂ)は動力分割機構１２が動力分割状態となるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図７(ａ)および(ｂ)は動力分割機構１２が増速状態となるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図８(ａ)および(ｂ)は動力分割機構１２が直結状態となるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図および共線図である。なお、図６(ａ)〜図８(ａ)の概略図においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３、モータクラッチユニットＣＬ４およびモータジェネレータＭ１等を省略して図示している。また、図６(ｂ)〜図８(ｂ)の共線図において、符号Ｓ_αは第１サンギヤ１７を示し、符号Ｓ_βは第２サンギヤ１８を示し、符号Ｃはキャリア１５を示し、符号Ｒはリングギヤ２４を示している。

【0026】

図６(ａ)および(ｂ)に示すように、直結クラッチＣＬ１および増速クラッチＣＬ２を共に解放すると、動力分割機構１２はパワースプリットとも呼ばれる動力分割状態となる。この動力分割状態においては、第２サンギヤ１８およびリングギヤ２４の拘束が解かれることから、動力分割機構１２を介してエンジン動力をリングギヤ２４とモータジェネレータＭ２とに分配することが可能となる。そして、動力分割状態においては、モータジェネレータＭ２の回転数を制御することにより、無段変速させながらエンジン動力をリングギヤ２４から駆動輪３７に向けて出力することが可能となる。この動力分割機構１２の動力分割状態は、後述する図９〜図１１に示す低中速モードで主に設定される。

【0027】

また、図７(ａ)および(ｂ)に示すように、直結クラッチＣＬ１を解放して増速クラッチＣＬ２を締結すると、動力分割機構１２はオーバードライブとも呼ばれる増速状態となる。この増速状態においては、第２サンギヤ１８がケース２７に固定されることから、固定変速比で増速されたエンジン動力をリングギヤ２４から駆動輪３７に向けて出力することが可能となる。この動力分割機構１２の増速状態は、後述する図１２および図１３に示す高速モード１および高速モード２の低駆動力領域で主に設定される。

【0028】

さらに、図８(ａ)および(ｂ)に示すように、直結クラッチＣＬ１を締結して増速クラッチＣＬ２を解放すると、動力分割機構１２は直結状態となる。この直結状態においては、第２サンギヤ１８とリングギヤ２４とが締結されることから、前述した増速状態よりも大きな変速比でエンジン動力をリングギヤ２４から駆動輪３７に向けて出力することが可能となる。つまり、動力分割機構１２を増速状態から直結状態に切り換えることにより、エンジン動力の変速比を増大つまりダウンシフトさせることが可能となる。この動力分割機構１２の直結状態は、後述する図１２および図１３に示す高速モード１および高速モード２の高駆動力領域で主に設定される。

【0029】

次いで、エンジンクラッチユニットＣＬ３およびモータクラッチユニットＣＬ４の作動状態について説明する。ここで、図９(ａ)および(ｂ)は低中速モードのエンジン駆動状態におけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図である。図１０(ａ)および(ｂ)は低中速モードのパラレル駆動状態におけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図である。図１１(ａ)および(ｂ)は低中速モードのパラレル駆動状態におけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図である。この図１１にはバッテリ６２の満充電時におけるパワーユニット１０の作動状態が示されている。また、図１２(ａ)および(ｂ)は高速モード１におけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図である。図１３(ａ)および(ｂ)は高速モード２におけるパワーユニット１０の作動状態を示す概略図である。なお、図９(ａ)〜図１３(ａ)には動力伝達状態がドライブ状態のときのパワーユニット１０が示されており、図９(ｂ)〜図１３(ｂ)には動力伝達状態がコースト状態のときのパワーユニット１０が示されている。また、図９〜図１３には動力が伝達される経路を太線で示している。

【0030】

なお、図９(ａ)〜図１３(ａ)に示すドライブ状態とは、前進走行時にエンジン１１やモータジェネレータＭ１から駆動輪３７に向けて動力が伝達される状態である。また、図９(ｂ)〜図１３(ｂ)に示すコースト状態とは、前進走行時に駆動輪３７からエンジン１１やモータジェネレータＭ１に向けて動力が伝達される状態である。また、図９に示すエンジン駆動状態とは、エンジン動力のみを用いて車両を走行させる状態である。また、図１０および図１１に示すパラレル駆動状態とは、エンジン動力およびモータ動力を用いて車両を走行させる状態である。さらに、図１１に示す満充電時とは、バッテリ６２のＳＯＣが所定上限値に達した状態であり、バッテリ６２に対する充電が規制される状態である。

【0031】

図９(ａ)に示すように、低中速モードのエンジン駆動状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａが締結されて第２クラッチＣ１ｂが解放される。また、モータクラッチユニットＣＬ４のクラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂは共に解放される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが切り離される。このように、エンジン駆動状態で車両を走行させる際には、駆動輪３７からモータジェネレータＭ１を切り離すことができるため、モータジェネレータＭ１の引きずりを防止して燃費性能を向上させることが可能となる。

【0032】

そして、図９(ｂ)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３の制御状態が維持される一方、モータクラッチユニットＣＬ４の第２クラッチＣ２ｂが締結される。これにより、コースト状態においては、解放状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが切り離される一方、締結状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが接続される。このように、エンジン駆動状態で車両を減速させる際には、駆動輪３７からエンジン１１を切り離すことができるため、モータジェネレータＭ１によるエネルギーの回生効率を高めることが可能となる。

【0033】

このように、エンジン駆動状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａを締結して第２クラッチＣ１ｂを解放した状態で維持されている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３が自動的に締結状態に切り換えられ、エンジン動力によって車両を走行させることが可能となる。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３が自動的に解放状態に切り換えられ、駆動輪３７からエンジン１１を切り離して回生エネルギーを増大させることが可能となる。このように、エンジンクラッチユニットＣＬ３の制御状態を維持したまま、自動的に締結状態と解放状態とに切り換えることができるため、エンジンクラッチユニットＣＬ３におけるクラッチ制御の簡素化を達成することが可能となる。

【0034】

続いて、図１０(ａ)に示すように、低中速モードのパラレル駆動状態においては、エンジン駆動状態と同様に、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａが締結されて第２クラッチＣ１ｂが解放される。また、モータクラッチユニットＣＬ４のクラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂのうち、第１クラッチＣ２ａが解放されて第２クラッチＣ２ｂが締結される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続されるとともに、締結状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが接続される。このように、パラレル駆動状態で車両を走行させる際には、駆動輪３７に対してエンジン１１とモータジェネレータＭ１とが接続される。

【0035】

そして、図１０(ｂ)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３およびモータクラッチユニットＣＬ４の制御状態が維持される。これにより、コースト状態においては、解放状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが切り離される一方、締結状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが接続される。このように、パラレル駆動状態で車両を減速させる際には、駆動輪３７からエンジン１１を切り離すことができるため、モータジェネレータＭ１によるエネルギーの回生効率を高めることが可能となる。

【0036】

このように、パラレル駆動状態においても、エンジン駆動状態と同様に、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａを締結して第２クラッチＣ１ｂを解放した状態で維持されている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３が自動的に締結状態に切り換えられ、エンジン動力によって車両を走行させることが可能となる。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３が自動的に解放状態に切り換えられ、駆動輪３７からエンジン１１を切り離して回生エネルギーを増大させることが可能となる。このように、エンジンクラッチユニットＣＬ３の制御状態を維持したまま、自動的に締結状態と解放状態とに切り換えることができるため、エンジンクラッチユニットＣＬ３におけるクラッチ制御の簡素化を達成することが可能となる。

【0037】

続いて、図１１(ａ)に示すように、低中速モードのパラレル駆動状態における満充電時においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａが解放されて第２クラッチＣ１ｂが締結される。また、モータクラッチユニットＣＬ４のクラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂのうち、第１クラッチＣ２ａが締結されて第２クラッチＣ２ｂが解放される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続されるとともに、締結状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが接続される。このように、パラレル駆動状態で車両を走行させる際には、駆動輪３７に対してエンジン１１とモータジェネレータＭ１とが接続される。

【0038】

そして、図１１(ｂ)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３およびモータクラッチユニットＣＬ４の制御状態が維持される。これにより、コースト状態においては、接続状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが切り離される。このように、バッテリ６２の満充電時に車両を減速させる際には、駆動輪３７からモータジェネレータＭ１を切り離すことができるため、バッテリ６２の過充電を防止することが可能となる。

【0039】

このように、バッテリ６２の満充電時においては、モータクラッチユニットＣＬ４のクラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂのうち、第１クラッチＣ２ａを締結して第２クラッチＣ２ｂを解放した状態で維持されている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、モータクラッチユニットＣＬ４が自動的に締結状態に切り換えられ、モータ動力によって車両を走行させることが可能となる。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、モータクラッチユニットＣＬ４が自動的に解放状態に切り換えられ、駆動輪３７からモータジェネレータＭ１を切り離してバッテリ６２の過充電を防止することが可能となる。このように、モータクラッチユニットＣＬ４の制御状態を維持したまま、自動的に締結状態と解放状態とに切り換えることができるため、モータクラッチユニットＣＬ４におけるクラッチ制御の簡素化を達成することが可能となる。

【0040】

続いて、図１２(ａ)に示すように、高速モード１においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａが解放されて第２クラッチＣ１ｂが締結される。また、モータクラッチユニットＣＬ４のクラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂが共に解放される。これにより、アクセルペダルが踏み込まれるドライブ状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが切り離される。このように、高速モード１で車両を走行させる際には、モータジェネレータＭ１を駆動輪３７から切り離すことにより、モータジェネレータＭ１の高回転領域での駆動を抑制して燃費性能を向上させることが可能となる。

【0041】

そして、図１２(ｂ)に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト状態においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３の制御状態が維持される一方、モータクラッチユニットＣＬ４の第２クラッチＣ２ｂが締結される。これにより、コースト状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続されるとともに、締結状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが接続される。このように、高速モード１で車両を減速させる際には、駆動輪３７とエンジン１１との接続状態が維持されるとともに、切り離されていたモータジェネレータＭ１が駆動輪３７に接続される。これにより、回生エネルギーを増大させて燃費性能を向上させるとともに、エンジンブレーキによって十分な制動力を確保している。

【0042】

続いて、高速モード２について説明する。この高速モード２とは、モータジェネレータＭ１の許容回転数を超える車速領域で設定される走行モードである。図１３(ａ)および(ｂ)に示すように、高速モード２においては、エンジンクラッチユニットＣＬ３のクラッチＣ１ａ，Ｃ１ｂのうち、第１クラッチＣ１ａが解放されて第２クラッチＣ１ｂが締結される。また、モータクラッチユニットＣＬ４のクラッチＣ２ａ，Ｃ２ｂが共に解放される。これにより、ドライブ状態やコースト状態においては、締結状態となるエンジンクラッチユニットＣＬ３によって駆動輪３７とエンジン１１とが接続される一方、解放状態となるモータクラッチユニットＣＬ４によって駆動輪３７とモータジェネレータＭ１とが切り離される。このように、高速モード２で車両を走行させる際には、常にモータジェネレータＭ１が駆動輪３７から切り離された状態となる。これにより、許容回転数を超えてモータジェネレータＭ１を回転させてしまうことがなく、パワーユニット１０の耐久性を向上させることが可能となる。

【0043】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図示する場合には、エンジンクラッチユニットＣＬ３の第２エンジン動力経路４０に第２クラッチＣ１ｂのみを設けているが、これに限られることはなく、第２エンジン動力経路４０に第２クラッチＣ１ｂとこれに直列接続される一方向クラッチを設けても良い。この場合には、一方向クラッチとして、前進走行時にエンジン１１から駆動輪３７に向けて動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪３７からエンジン１１に向かう動力を伝達する一方向クラッチが、第２エンジン動力経路４０に設けられる。また、モータクラッチユニットＣＬ４の第２モータ動力経路５２に第２クラッチＣ２ｂのみを設けているが、これに限られることはなく、第２モータ動力経路５２に第２クラッチＣ２ｂとこれに直列接続される一方向クラッチを設けても良い。この場合には、一方向クラッチとして、前進走行時にモータジェネレータＭ１から駆動輪３７に向けて動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪３７からモータジェネレータＭ１に向かう動力を伝達する一方向クラッチが、第２モータ動力経路５２に設けられる。

【0044】

また、前述の説明では、第１エンジン動力経路３９の一方向クラッチ４１は、前進走行時にエンジン１１から駆動輪３７に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪３７からエンジン１１に向かう動力を遮断しているが、これに限られることはない。例えば、ドライブ状態においてエンジンクラッチユニットＣＬ３の解放が求められる場合には、前進走行時にエンジン１１から駆動輪３７に向かう動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪３７からエンジン１１に向けて動力を伝達する一方向クラッチを第１エンジン動力経路３９に設けても良い。また、前述の説明では、第１モータ動力経路５１の一方向クラッチ５３は、前進走行時にモータジェネレータＭ１から駆動輪３７に向けて動力を伝達する一方、前進走行時に駆動輪３７からモータジェネレータＭ１に向かう動力を遮断しているが、これに限られることはない。例えば、ドライブ状態においてモータクラッチユニットＣＬ４の解放が求められる場合には、前進走行時にモータジェネレータＭ１から駆動輪３７に向かう動力を遮断する一方、前進走行時に駆動輪３７からモータジェネレータＭ１に向けて動力を伝達する一方向クラッチを第１モータ動力経路５１に設けても良い。

【0045】

なお、図示する場合には、モータジェネレータＭ１以外に、主として発電用のモータジェネレータＭ２を備えているが、これに限られることはなく、モータジェネレータＭ２を省いてパワーユニット１０を構成しても良い。また、図示するパワーユニット１０は、四輪駆動用のパワーユニットであるが、これに限られることはなく、前輪駆動用や後輪駆動用のパワーユニットに対して本発明を適用しても良い。

【符号の説明】

【0046】

１０ パワーユニット(駆動装置)
１１ エンジン
３７ 駆動輪
３８ エンジン動力伝達経路
３９ 第１エンジン動力経路
４０ 第２エンジン動力経路
４１ 一方向クラッチ（第１一方向クラッチ）
４７ モータ動力伝達経路
５１ 第１モータ動力経路
５２ 第２モータ動力経路
５３ 一方向クラッチ（第２一方向クラッチ）
Ｍ１ モータジェネレータ(電動モータ)
ＣＬ３ エンジンクラッチユニット(エンジンクラッチ)
ＣＬ４ モータクラッチユニット(モータクラッチ)
Ｃ１ａ 第１クラッチ（第１クラッチ）
Ｃ１ｂ 第２クラッチ（第２クラッチ）
Ｃ２ａ 第１クラッチ（第３クラッチ）
Ｃ２ｂ 第２クラッチ（第４クラッチ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】