ハイブリッド車両用駆動力伝達装置
【課題】ハイブリッド車両用駆動力伝達装置において、内燃機関と電動機とを切り離すための連結機構を別途設けることなく、ＥＶ走行中の内燃機関の引き摺りを防止する。
【解決手段】ハイブリッド車両用駆動力伝達装置１は、遊星歯車機構ＰＧ、変速機ＴＭを備える。サンギアＳｕが内燃機関ＥＮＧに連結され、リングギアＲｉが電動機Ｍ／Ｇに連結される。駆動力伝達装置１は、サンギアＳｕとリングギアＲｉを連結可能な第１連結機構Ｃ１と、変速機ＴＭの出力軸３の駆動力を調節して駆動輪ＦＷＬに伝達可能な第２連結機構Ｃ２と、内燃機関ＥＮＧ、電動機Ｍ／Ｇ、第１連結機構Ｃ１、及び第２連結機構Ｃ２を制御する制御部とを備える。
【解決手段】ハイブリッド車両用駆動力伝達装置１は、遊星歯車機構ＰＧ、変速機ＴＭを備える。サンギアＳｕが内燃機関ＥＮＧに連結され、リングギアＲｉが電動機Ｍ／Ｇに連結される。駆動力伝達装置１は、サンギアＳｕとリングギアＲｉを連結可能な第１連結機構Ｃ１と、変速機ＴＭの出力軸３の駆動力を調節して駆動輪ＦＷＬに伝達可能な第２連結機構Ｃ２と、内燃機関ＥＮＧ、電動機Ｍ／Ｇ、第１連結機構Ｃ１、及び第２連結機構Ｃ２を制御する制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のものでは、内燃機関と電動機とをダンパを介して接続された直結状態としている。この駆動力伝達装置によれば、電動機で内燃機関を始動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−７８５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の駆動力伝達装置は、ハイブリッド車両を後進させるため、遊星歯車機構を設けることが考えられる。例えば、シングルピニオン型の遊星歯車機構を設ける場合には、サンギアに内燃機関と電動機とを接続し、サンギアとリングギアとを連結自在なクラッチと、キャリアをケーシングに固定自在なブレーキとを設けることができる。この場合、ハイブリッド車両を前進させる場合には、クラッチを連結状態とし、ブレーキを開放状態とすればよく、後進させる場合には、クラッチを開放状態とし、ブレーキを固定状態とすればよい。
【０００５】
ところで、内燃機関と電動機とが直結されている場合、電動機の駆動力のみで走行するＥＶ（electric vehicle）走行中は内燃機関を引き摺り回すこととなるため、効率が低下するという問題がある。内燃機関と電動機との間に内燃機関と電動機とを切り離すための連結機構（クラッチ）を設けてＥＶ走行中に内燃機関を切り離すことも考えられるが、別途連結機構を設ける必要があり、コスト増、重量増となってしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、内燃機関と電動機とを切り離すための連結機構を別途設けることなく、ＥＶ走行中の内燃機関の引き摺りを防止できるハイブリッド車両用駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置であって、サンギア、キャリア及びリングギアからなる３つの要素を有する遊星歯車機構と、変速機と、第１連結機構と、第２連結機構と、前記内燃機関、前記電動機、前記第１連結機構、及び前記第２連結機構を制御する制御部とを備え、前記遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、前記第１要素が前記内燃機関に連結され、前記第３要素が前記電動機及び変速機の入力軸に連結され、前記第１連結機構は、前記第１から第３の３つの要素のうち何れか２つを連結可能に構成され、前記第２連結機構は、前記第３要素の駆動力を調節して前記変速機の入力軸に伝達できるように前記第３要素と前記入力軸とを連結可能に構成され、又は前記変速機の出力軸の駆動力を調節して前記ハイブリッド車両の駆動輪に伝達できるように前記出力軸を連結可能に構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両用駆動力伝達装置によれば、第１連結機構を、前記２つの要素の連結を断つ開放状態とすることにより、車両が電動機の駆動力のみで走行するＥＶ走行中における内燃機関の引き摺りを防止することができる。従って、ＥＶ走行中の伝達効率を向上させることができる。
【０００９】
また、第１連結機構で前記２つの要素を連結することにより、第１連結機構を介して電動機で内燃機関を始動させることができる。また、ハイブリッド車両が電動機の駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行中に内燃機関を始動させる際に、内燃機関の始動により第３要素から出力される駆動力が増加しても、第２連結機構で駆動輪に伝達される駆動力を調節することができる。従って、本発明によれば、連結機構の数を増加させることなくＥＶ走行中の内燃機関始動による一時的な駆動力増加のショックを防止できる。
【００１０】
［２］本発明においては、制御部に、内燃機関の駆動力を用いてハイブリッド車両を前進走行させる場合に、第１連結機構及び第２連結機構を連結状態とする「内燃機関走行モード」を設けることができる。これにより、ハイブリッド車両が、内燃機関の駆動力のみを用いて走行するＥＮＧ走行や、内燃機関及び電動機の両方の駆動力を用いて走行するＨＥＶ走行を行うことができる。
【００１１】
［３］本発明においては、制御部に、前記「内燃機関走行モード」から、内燃機関を停止して電動機の駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行に移行する場合に、第１連結機構を連結状態から開放状態に切換え、電動機の駆動力を増加させるとともに、内燃機関の出力を低下又は停止させる「ＥＶ走行移行モード」を設けることができる。これにより、ハイブリッド車両は、ＥＮＧ走行やＨＥＶ走行からＥＶ走行に移行することができる。
【００１２】
［４］本発明においては、制御部に、ハイブリッド車両が減速中である場合には、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット（Ｆ／Ｃ）状態とし、電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行する「Ｆ／Ｃ回生制動モード」を設けることができる。これにより、電動機で回生制動を行うことができると共に、第１連結機構が連結状態のままとなるため、内燃機関が回転し続けており、内燃機関に燃料を供給するだけで内燃機関が駆動力を出力できる状態となる。従って、内燃機関から駆動力を必要に応じて迅速に出力できる。
【００１３】
［５］本発明においては、制御部に、ハイブリッド車両が減速中である場合には、第１連結機構を連結状態から開放状態に切換え、電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、内燃機関を停止させる「回生制動中の内燃機関停止モード」を設けることができる。また、上述した「Ｆ／Ｃ回生制動モード」と比較すると、上述の「Ｆ／Ｃ回生制動モード」の実行中で内燃機関を連れ回していた分のエネルギーを、「回生制動中の内燃機関停止モード」では、回生エネルギーとしてで回収することができるため、回生量の増加を図ることができる。
【００１４】
［６］本発明においては、ハイブリッド車両が、停車時に内燃機関を停止させるアイドリング・ストップを実行するものである場合には、制御部に、アイドリング・ストップ時に内燃機関を始動させる場合には、第１連結機構を連結状態とし、第２連結機構を開放状態として、電動機で内燃機関を始動させる「Ｉ／Ｓ内燃機関始動モード」を設ければよい。
【００１５】
［７］本発明においては、制御部に、ハイブリッド車両がＥＶ走行中であり且つ減速している場合には、電動機で回生制動させる「ＥＶ走行中回生制動モード」を設けることができる。
【００１６】
［８］本発明においては、制御部は、ハイブリッド車両がＥＶ走行中であり、且つ内燃機関を始動させる場合には、電動機の駆動力を増加させるとともに、第１連結機構を連結状態として、内燃機関を始動させる「ＥＶ走行中内燃機関始動モード」を設けることができる。
【００１７】
［９］本発明においては、第２要素をケーシングに固定可能な固定機構を設け、制御部に、ハイブリッド車両が内燃機関の駆動力を用いて走行する状態であり、且つ後進する場合には、固定機構で第２要素をケーシングに固定させる「ＥＮＧ後進モード」を設けてもよい。ハイブリッド車両では、電動機を逆転させて後進させることもできるが、上述の如く構成すれば、内燃機関の駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のハイブリッド車両用駆動力伝達装置の実施形態を示す説明図。
【図２】本実施形態の遊星歯車機構の共線図。
【図３】本実施形態の内燃機関走行モードを示す説明図。
【図４】本実施形態のＥＶ走行移行モードを示す説明図。
【図５】本実施形態のＦ／Ｃ回生制動モードを示す説明図。
【図６】本実施形態の回生制動中の内燃機関停止モードを示す説明図。
【図７】本実施形態のＩ／Ｓ内燃機関始動モードを示す説明図。
【図８】本実施形態のＥＶ走行中回生制動モードを示す説明図。
【図９】本実施形態のＥＶ走行中内燃機関始動モードを示す説明図。
【図１０】本実施形態の内燃機関後進モードを示す説明図。
【図１１】本実施形態のＥＶ後進モードを示す説明図。
【図１２】本実施形態の各モードにおける連結機構及び固定機構の状態を纏めて示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態の駆動力伝達装置１は、内燃機関ＥＮＧとモータ・ジェネレータから成る電動機Ｍ／Ｇとを駆動源とするハイブリッド車両に用いられるものである。尚、ハイブリッド車両は、停車時に内燃機関ＥＮＧを停止させるアイドリング・ストップを実行するものである。駆動力伝達装置１は、エンジンから成る内燃機関ＥＮＧと、モータ・ジェネレータから成る電動機Ｍ／Ｇと、変速比連続可変トランスミッション（Continuously Variable Transmission：CVT）から成る変速機ＴＭと、遊星歯車機構ＰＧとを備える。
【００２０】
遊星歯車機構ＰＧは、サンギアＳｕと、リングギアＲｉと、サンギアＳｕとリングギアＲｉとに噛合するピニオンＰｉを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとの３つの要素を備えるシングルピニオン型遊星歯車機構で構成される。
【００２１】
図２に示す遊星歯車機構ＰＧの共線図（サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素の相対回転速度の比を直線で表すことができる図）を参照して、遊星歯車機構ＰＧの３つの要素Ｓｕ，Ｃａ，Ｒｉを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に右側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギアＳｕ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギアＲｉになる。
【００２２】
ここで、サンギアＳｕとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギアＲｉ間の間隔との比は、遊星歯車機構ＰＧのギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、「０」で示された横線は回転速度が「０」であることを示し、当該横線から上方は回転速度が「正」（車両が前進する方向の回転）、下方は回転速度が「負」（車両が後進する方向の回転）であることを示している。 内燃機関ＥＮＧは、ダンパＤａを介してサンギアＳｕと連結されている。電動機Ｍ／Ｇは、ステータＳｔとロータＲｏとで構成される。ロータＲｏは、リングギアＲｉと連結されている。変速機ＴＭは、入力軸２と、入力軸２と平行に配置された出力軸３と、入力軸２及び出力軸３に夫々固定され、溝幅を変更自在な駆動プーリＴＭａ及び従動プーリＴＭｂと、両プーリＴＭａ、ＴＭｂに巻き掛けられたベルトＴＭｃとを備える。
【００２３】
変速機ＴＭは、各プーリＴＭａ、ＴＭｂの溝幅を変更することにより、各プーリＴＭａ、ＴＭｂに巻き掛けられたベルトＴＭｃの巻き掛け径を変更して変速比を連続的に変化できるように構成されている。入力軸２はリングギアＲｉと連結されている。
【００２４】
また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動力伝達装置１は、湿式多板クラッチから成る第１と第２の２つの連結機構Ｃ１、Ｃ２と、湿式多板ブレーキから成る固定機構Ｂ１とを備える。第１連結機構Ｃ１は、サンギアＳｕ（第１要素）とリングギアＲｉ（第２要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００２５】
第２連結機構Ｃ２は、出力軸３に回転自在に軸支された出力ギア３ａを、出力軸３に連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。また、第２連結機構Ｃ２は、連結状態において、係合圧を調節自在に構成されており、これにより、出力軸３から出力ギア３ａに伝達される駆動力を調節することができる。固定機構Ｂ１は、キャリアＣａをケーシング１ａに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００２６】
出力ギア３ａは、ケーシング１ａに回転自在に支持されたアイドル軸４に固定された大径の第１アイドルギア４ａと噛合している。また、アイドル軸４には、第１アイドルギア４ａよりも小径の第２アイドルギア４ｂが固定されている。第２アイドルギア４ｂは、デファレンシャルギアＤＦと噛合している。従って、変速機ＴＭの出力軸３から出力される駆動力は、第２連結機構Ｃ２、出力ギア３ａ、第１アイドルギア４ａ、アイドル軸４、第２アイドルギア４ｂ、デファレンシャルギアＤＦを介して、左右前輪の駆動輪ＦＷＬに伝達される。なお、駆動力伝達装置１を後輪駆動車両に用いる場合には、出力軸３を第２連結機構を介してプロペラシャフトに連結させればよい。
【００２７】
また、駆動力伝達装置１は、内燃機関ＥＮＧ、電動機Ｍ／Ｇ、第１連結機構Ｃ１、第２連結機構Ｃ２、固定機構Ｂ１を制御するための、ＣＰＵ、メモリ等で構成された電子ユニットから成る制御部（図示省略）を備えている。
【００２８】
次に、上述の如く構成された駆動力伝達装置１の作動を、図３から図１２を参照して説明する。制御部には以下に説明する８つのモードが記憶されており、制御部は各モードを適宜実行する。
【００２９】
［内燃機関走行モード］（図３参照）
内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いてハイブリッド車両を前進走行させる場合には、制御部は、第１連結機構Ｃ１及び第２連結機構Ｃ２を連結状態（○）とし、固定機構Ｂ１を開放状態とする。第１連結機構Ｃ１を連結状態とすることにより、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳｕ（第１要素）とリングギアＲｉ（第３要素）とが連結される。これにより、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳｕ（第１要素）、キャリアＣａ（第２要素）、リングギアＲｉ（第３要素）の３つの要素が相対回転不能なロック状態となり、各要素Ｓｕ，Ｃａ，Ｒｉが同一速度で回転する（図２及び図３の共線図のＬ１参照）。このようにして、駆動力伝達装置１では、内燃機関ＥＮＧのみの駆動力を用いて走行するＥＮＧ走行、及び内燃機関ＥＮＧと電動機Ｍ／Ｇの両方の駆動力を用いて走行するＨＥＶ走行を行うことができる。
【００３０】
［ＥＶ走行移行モード］（図４参照）
制御部は、「内燃機関走行モード」で走行中に、内燃機関ＥＮＧを停止して電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いていハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行に移行する場合には、第１連結機構Ｃ１を連結状態から開放状態に切り換え、電動機Ｍ／Ｇの駆動力を増加させると共に、内燃機関ＥＮＧを停止させる。このとき、図４の共線図において、共線がＬ１からＬ２に切り替わることとなる。従って、ＥＶ走行中に内燃機関ＥＮＧを連れ回すことを防止し、ＥＶ走行中における電動機Ｍ／Ｇの駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【００３１】
［Ｆ／Ｃ回生制動モード］（図５参照）
制御部は、ハイブリッド車両が減速中であり、且つ減速が始まったときから一定時間が経過していない等の理由により、内燃機関ＥＮＧの停止が禁止されていることを確認した場合には、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット状態とし、電動機Ｍ／Ｇで発電し二次電池に充電させる回生を実行する。これにより、電動機Ｍ／Ｇで回生制動を行うことができると共に、第１連結機構Ｃ１が連結状態のままとなるため、内燃機関ＥＮＧが回転し続けており、内燃機関ＥＮＧへの燃料供給を再開するだけで、内燃機関ＥＮＧが駆動力を出力できる状態となる。従って、内燃機関ＥＮＧから駆動力を必要に応じて迅速に出力できる。このときの共線は図５のＬ１となる。
【００３２】
［回生制動中の内燃機関停止モード］（図６参照）
制御部は、ハイブリッド車両が減速中であり、且つ減速が始まったときから一定時間が経過している等の理由により、内燃機関ＥＮＧを停止させる場合には、第１連結機構Ｃ１を連結状態から開放状態に切り換え、電動機Ｍ／Ｇで発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、内燃機関を停止させる。このとき、図６の共線図において、共線がＬ１からＬ２に切り替わることとなる。このモードによれば、内燃機関を直ちに始動させる可能性が少ない場合には、内燃機関の引き摺りを防止して、制動によるエネルギーを全て電動機Ｍ／Ｇによる発電に回すことができ、回生効率が向上される。
【００３３】
［Ｉ／Ｓ内燃機関始動モード］（図７参照）
制御部は、アイドリング・ストップ時にバッテリーの充電率（ＳＯＣ）の低下等の所定の車両情報に基づき内燃機関ＥＮＧを始動させる必要があると判断した場合には、第１連結機構Ｃ１を連結状態とし、第２連結機構Ｃ２を開放状態として電動機Ｍ／Ｇで内燃機関ＥＮＧを始動させる。このときの共線は、図７に示すように、３つの要素Ｓｕ、Ｃａ，Ｒｉの全ての要素の回転速度が「０」の状態であるＬ５からＬ１に切り替わることとなる。尚、第２連結機構Ｃ２が開放状態であるため、駆動力は駆動輪ＦＷＬに伝達されることはない。
【００３４】
［ＥＶ走行中回生制動モード］（図８参照）
制御部は、電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つハイブリッド車両が減速している場合には、電動機Ｍ／Ｇで回生制動させる。このときの共線は図８に示すようにＬ２となる。このモードによれば、内燃機関ＥＮＧの引き摺りが阻止されるため、回生効率を高めることができる。
【００３５】
［ＥＶ走行中内燃機関始動モード］（図９参照）
制御部は、ハイブリッド車両が電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つ内燃機関ＥＮＧを始動させる必要があると所定の車両情報に基づき判断した場合には、電動機Ｍ／Ｇの駆動力を内燃機関ＥＮＧを回転させるために要求される分だけ増加させるとともに、第１連結機構Ｃ１を連結状態として遊星歯車機構ＰＧの各要素Ｓｕ，Ｃａ，Ｒｉを相対回転不能なロック状態とし、電動機Ｍ／Ｇで内燃機関ＥＮＧを始動させる。このときの共線は、図９に示すように、Ｌ２からＬ１へと切り替わることとなる。
【００３６】
このとき、内燃機関ＥＮＧが始動すると、内燃機関ＥＮＧが駆動力を出力することで、意図しない大きな駆動力が入力軸２に伝達されて、ショックが発生する虞がある。従って、本実施形態の駆動力伝達装置１では、第２連結機構Ｃ２の係合圧を調節することにより（第２連結機構Ｃ２を半係合状態とすることにより）、出力軸３から出力ギア３ａに伝達される駆動力を制御することで、駆動輪ＦＷＬに大きな駆動力が伝達されることを阻止し、ショックの発生を防止している。
【００３７】
［内燃機関後進モード］（図１０参照）
制御部は、ハイブリッド車両が内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて走行するＥＮＧ走行又はＨＥＶ走行可能な状態であり、且つシフトポジションが後進レンジであることを所定の車両情報に基づき確認した場合には、第１連結機構Ｃ１を開放状態とし、第２連結機構Ｃ２を連結状態とし、固定機構Ｂ１を固定状態としてキャリアＣａ（第２要素）をケーシング１ａに固定させる。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させることができる。このときの共線は図１０のＬ３となる。また、このとき、電動機Ｍ／Ｇを逆転させることにより、内燃機関ＥＮＧ及び電動機Ｍ／Ｇの両方の駆動力を用いて走行するＨＥＶ走行を行うことも可能である。
【００３８】
尚、本実施形態の駆動力伝達装置１では、図１１に示す「ＥＶ後進モード」として、電動機Ｍ／Ｇを逆転させて電動機Ｍ／Ｇの駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させるモードを設けてもよい。この場合、第１連結機構Ｃ１を開放状態とし、第２連結機構Ｃ２を連結状態とするが、固定機構Ｂ１は固定状態であっても開放状態であってもよい。固定機構Ｂ１を固定状態とした場合には、内燃機関ＥＮＧが回転するため、内燃機関ＥＮＧをスムーズに始動させることができる。このときの共線は図１１のＬ３となる。また、固定機構Ｂ１を開放状態とした場合には、内燃機関ＥＮＧの回転を抑えることができ、内燃機関ＥＮＧの引き摺りによる駆動力の伝達効率の低下を抑えることができる。このときの共線は図１１のＬ４となる。また、「内燃機関後進モード」に代えて「ＥＶ後進モード」を設ける場合には、ハイブリッド車両の後進は電動機Ｍ／Ｇでのみ行われて内燃機関ＥＮＧでの後進は不要になる。このため、このように構成する場合には、固定機構Ｂ１を省略してもよい。
【００３９】
図１２は、各モードにおける連結機構Ｃ１，Ｃ２及び固定機構Ｂ１の状態を纏めて示したものである。「○」は連結状態又は固定状態を示し、「×」は開放状態を示してる。また、「○→×」は連結状態から開放状態に切り換えられることを示し、「×→○」は開放状態から連結状態に切り換えられることを示している。「○ｏｒ×」は、固定状態でもよく開放状態でもよいことを示している。
【００４０】
本実施形態のハイブリッド車両用駆動力伝達装置１によれば、第１連結機構Ｃ１を連結させることにより、電動機Ｍ／Ｇで内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。また、ハイブリッド車両が電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行中に内燃機関ＥＮＧを始動させる際に、内燃機関ＥＮＧの始動によりリングギアＲｉ（第３要素）から出力される駆動力が増加しても、第２連結機構Ｃ２で駆動輪ＦＷＬに伝達される駆動力を調節することができる。従って、連結機構の数を増加させることなくＥＶ走行中の内燃機関ＥＮＧの始動による一時的な駆動力増加のショックを防止できる。
【００４１】
尚、本実施形態においては、シングルピニオン型の遊星歯車機構ＰＧを用いたが、本発明の遊星歯車機構は、これに限らず、サンギアと、リングギアと、互いに噛合すると共に一方がサンギアに噛合し他方がリングギアに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとの３つの要素を備えるダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いてもよい。この場合、サンギアを第１要素とすると、リングギアが第２要素、キャリアが第３要素となり、共線図においてリングギアとキャリアの位置が入れ替わる。
【００４２】
また、本実施形態においては、変速機ＴＭとして、ベルト式の無段変速機を説明したが、本発明の変速機はこれに限らず、例えば、チェーン式やトロイダル式、四節リンク式の無段変速機であってもよく、また、平行軸式や遊星歯車式の多段変速機を用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態においては、湿式多板ブレーキから成る固定機構Ｂ１を用いているが、本発明の固定機構Ｂ１は、これに限らず、例えば、固定機構をフリクションの少ないドグクラッチで構成してもよく、また、固定機構に代えて１ウェイクラッチを用いてもよく、更には、固定機構や１ウェイクラッチを設けなくてもよい。固定機構や１ウェイクラッチを設けない場合には、電動機を逆回転させてハイブリッド車両を後進させればよい。
【００４４】
また、本実施形態においては、第２連結機構Ｃ２を出力軸３と出力ギア３ａとの動力伝達経路の間に設けたが、本発明の第２連結機構はこれに限らない。例えば、動力伝達経路におけるリングギアＲｉ（第３要素）と入力軸２との間であって、第１連結機構よりも下流に設けても、本発明の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…ハイブリッド車両用駆動力伝達装置、２…入力軸、３…出力軸、４…アイドル軸、４ａ…第１アイドルギア、４ｂ…第２アイドルギア、ＥＮＧ…内燃機関、Ｍ／Ｇ…電動機、ＴＭ…変速機、ＰＧ…遊星歯車機構、Ｓｕ…サンギア、Ｒｉ…リングギア、Ｐｉ…ピニオン、Ｃａ…キャリア、Ｄａ…ダンパ、ＤＦ…デファレンシャルギア、ＦＷＬ…駆動輪、Ｃ１…第１連結機構、Ｃ２…第２連結機構、Ｂ１…固定機構。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のものでは、内燃機関と電動機とをダンパを介して接続された直結状態としている。この駆動力伝達装置によれば、電動機で内燃機関を始動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−７８５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の駆動力伝達装置は、ハイブリッド車両を後進させるため、遊星歯車機構を設けることが考えられる。例えば、シングルピニオン型の遊星歯車機構を設ける場合には、サンギアに内燃機関と電動機とを接続し、サンギアとリングギアとを連結自在なクラッチと、キャリアをケーシングに固定自在なブレーキとを設けることができる。この場合、ハイブリッド車両を前進させる場合には、クラッチを連結状態とし、ブレーキを開放状態とすればよく、後進させる場合には、クラッチを開放状態とし、ブレーキを固定状態とすればよい。
【０００５】
ところで、内燃機関と電動機とが直結されている場合、電動機の駆動力のみで走行するＥＶ（electric vehicle）走行中は内燃機関を引き摺り回すこととなるため、効率が低下するという問題がある。内燃機関と電動機との間に内燃機関と電動機とを切り離すための連結機構（クラッチ）を設けてＥＶ走行中に内燃機関を切り離すことも考えられるが、別途連結機構を設ける必要があり、コスト増、重量増となってしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、内燃機関と電動機とを切り離すための連結機構を別途設けることなく、ＥＶ走行中の内燃機関の引き摺りを防止できるハイブリッド車両用駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置であって、サンギア、キャリア及びリングギアからなる３つの要素を有する遊星歯車機構と、変速機と、第１連結機構と、第２連結機構と、前記内燃機関、前記電動機、前記第１連結機構、及び前記第２連結機構を制御する制御部とを備え、前記遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、前記第１要素が前記内燃機関に連結され、前記第３要素が前記電動機及び変速機の入力軸に連結され、前記第１連結機構は、前記第１から第３の３つの要素のうち何れか２つを連結可能に構成され、前記第２連結機構は、前記第３要素の駆動力を調節して前記変速機の入力軸に伝達できるように前記第３要素と前記入力軸とを連結可能に構成され、又は前記変速機の出力軸の駆動力を調節して前記ハイブリッド車両の駆動輪に伝達できるように前記出力軸を連結可能に構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両用駆動力伝達装置によれば、第１連結機構を、前記２つの要素の連結を断つ開放状態とすることにより、車両が電動機の駆動力のみで走行するＥＶ走行中における内燃機関の引き摺りを防止することができる。従って、ＥＶ走行中の伝達効率を向上させることができる。
【０００９】
また、第１連結機構で前記２つの要素を連結することにより、第１連結機構を介して電動機で内燃機関を始動させることができる。また、ハイブリッド車両が電動機の駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行中に内燃機関を始動させる際に、内燃機関の始動により第３要素から出力される駆動力が増加しても、第２連結機構で駆動輪に伝達される駆動力を調節することができる。従って、本発明によれば、連結機構の数を増加させることなくＥＶ走行中の内燃機関始動による一時的な駆動力増加のショックを防止できる。
【００１０】
［２］本発明においては、制御部に、内燃機関の駆動力を用いてハイブリッド車両を前進走行させる場合に、第１連結機構及び第２連結機構を連結状態とする「内燃機関走行モード」を設けることができる。これにより、ハイブリッド車両が、内燃機関の駆動力のみを用いて走行するＥＮＧ走行や、内燃機関及び電動機の両方の駆動力を用いて走行するＨＥＶ走行を行うことができる。
【００１１】
［３］本発明においては、制御部に、前記「内燃機関走行モード」から、内燃機関を停止して電動機の駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行に移行する場合に、第１連結機構を連結状態から開放状態に切換え、電動機の駆動力を増加させるとともに、内燃機関の出力を低下又は停止させる「ＥＶ走行移行モード」を設けることができる。これにより、ハイブリッド車両は、ＥＮＧ走行やＨＥＶ走行からＥＶ走行に移行することができる。
【００１２】
［４］本発明においては、制御部に、ハイブリッド車両が減速中である場合には、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット（Ｆ／Ｃ）状態とし、電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行する「Ｆ／Ｃ回生制動モード」を設けることができる。これにより、電動機で回生制動を行うことができると共に、第１連結機構が連結状態のままとなるため、内燃機関が回転し続けており、内燃機関に燃料を供給するだけで内燃機関が駆動力を出力できる状態となる。従って、内燃機関から駆動力を必要に応じて迅速に出力できる。
【００１３】
［５］本発明においては、制御部に、ハイブリッド車両が減速中である場合には、第１連結機構を連結状態から開放状態に切換え、電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、内燃機関を停止させる「回生制動中の内燃機関停止モード」を設けることができる。また、上述した「Ｆ／Ｃ回生制動モード」と比較すると、上述の「Ｆ／Ｃ回生制動モード」の実行中で内燃機関を連れ回していた分のエネルギーを、「回生制動中の内燃機関停止モード」では、回生エネルギーとしてで回収することができるため、回生量の増加を図ることができる。
【００１４】
［６］本発明においては、ハイブリッド車両が、停車時に内燃機関を停止させるアイドリング・ストップを実行するものである場合には、制御部に、アイドリング・ストップ時に内燃機関を始動させる場合には、第１連結機構を連結状態とし、第２連結機構を開放状態として、電動機で内燃機関を始動させる「Ｉ／Ｓ内燃機関始動モード」を設ければよい。
【００１５】
［７］本発明においては、制御部に、ハイブリッド車両がＥＶ走行中であり且つ減速している場合には、電動機で回生制動させる「ＥＶ走行中回生制動モード」を設けることができる。
【００１６】
［８］本発明においては、制御部は、ハイブリッド車両がＥＶ走行中であり、且つ内燃機関を始動させる場合には、電動機の駆動力を増加させるとともに、第１連結機構を連結状態として、内燃機関を始動させる「ＥＶ走行中内燃機関始動モード」を設けることができる。
【００１７】
［９］本発明においては、第２要素をケーシングに固定可能な固定機構を設け、制御部に、ハイブリッド車両が内燃機関の駆動力を用いて走行する状態であり、且つ後進する場合には、固定機構で第２要素をケーシングに固定させる「ＥＮＧ後進モード」を設けてもよい。ハイブリッド車両では、電動機を逆転させて後進させることもできるが、上述の如く構成すれば、内燃機関の駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のハイブリッド車両用駆動力伝達装置の実施形態を示す説明図。
【図２】本実施形態の遊星歯車機構の共線図。
【図３】本実施形態の内燃機関走行モードを示す説明図。
【図４】本実施形態のＥＶ走行移行モードを示す説明図。
【図５】本実施形態のＦ／Ｃ回生制動モードを示す説明図。
【図６】本実施形態の回生制動中の内燃機関停止モードを示す説明図。
【図７】本実施形態のＩ／Ｓ内燃機関始動モードを示す説明図。
【図８】本実施形態のＥＶ走行中回生制動モードを示す説明図。
【図９】本実施形態のＥＶ走行中内燃機関始動モードを示す説明図。
【図１０】本実施形態の内燃機関後進モードを示す説明図。
【図１１】本実施形態のＥＶ後進モードを示す説明図。
【図１２】本実施形態の各モードにおける連結機構及び固定機構の状態を纏めて示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態の駆動力伝達装置１は、内燃機関ＥＮＧとモータ・ジェネレータから成る電動機Ｍ／Ｇとを駆動源とするハイブリッド車両に用いられるものである。尚、ハイブリッド車両は、停車時に内燃機関ＥＮＧを停止させるアイドリング・ストップを実行するものである。駆動力伝達装置１は、エンジンから成る内燃機関ＥＮＧと、モータ・ジェネレータから成る電動機Ｍ／Ｇと、変速比連続可変トランスミッション（Continuously Variable Transmission：CVT）から成る変速機ＴＭと、遊星歯車機構ＰＧとを備える。
【００２０】
遊星歯車機構ＰＧは、サンギアＳｕと、リングギアＲｉと、サンギアＳｕとリングギアＲｉとに噛合するピニオンＰｉを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとの３つの要素を備えるシングルピニオン型遊星歯車機構で構成される。
【００２１】
図２に示す遊星歯車機構ＰＧの共線図（サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素の相対回転速度の比を直線で表すことができる図）を参照して、遊星歯車機構ＰＧの３つの要素Ｓｕ，Ｃａ，Ｒｉを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に右側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギアＳｕ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギアＲｉになる。
【００２２】
ここで、サンギアＳｕとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギアＲｉ間の間隔との比は、遊星歯車機構ＰＧのギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、「０」で示された横線は回転速度が「０」であることを示し、当該横線から上方は回転速度が「正」（車両が前進する方向の回転）、下方は回転速度が「負」（車両が後進する方向の回転）であることを示している。 内燃機関ＥＮＧは、ダンパＤａを介してサンギアＳｕと連結されている。電動機Ｍ／Ｇは、ステータＳｔとロータＲｏとで構成される。ロータＲｏは、リングギアＲｉと連結されている。変速機ＴＭは、入力軸２と、入力軸２と平行に配置された出力軸３と、入力軸２及び出力軸３に夫々固定され、溝幅を変更自在な駆動プーリＴＭａ及び従動プーリＴＭｂと、両プーリＴＭａ、ＴＭｂに巻き掛けられたベルトＴＭｃとを備える。
【００２３】
変速機ＴＭは、各プーリＴＭａ、ＴＭｂの溝幅を変更することにより、各プーリＴＭａ、ＴＭｂに巻き掛けられたベルトＴＭｃの巻き掛け径を変更して変速比を連続的に変化できるように構成されている。入力軸２はリングギアＲｉと連結されている。
【００２４】
また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動力伝達装置１は、湿式多板クラッチから成る第１と第２の２つの連結機構Ｃ１、Ｃ２と、湿式多板ブレーキから成る固定機構Ｂ１とを備える。第１連結機構Ｃ１は、サンギアＳｕ（第１要素）とリングギアＲｉ（第２要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００２５】
第２連結機構Ｃ２は、出力軸３に回転自在に軸支された出力ギア３ａを、出力軸３に連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。また、第２連結機構Ｃ２は、連結状態において、係合圧を調節自在に構成されており、これにより、出力軸３から出力ギア３ａに伝達される駆動力を調節することができる。固定機構Ｂ１は、キャリアＣａをケーシング１ａに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００２６】
出力ギア３ａは、ケーシング１ａに回転自在に支持されたアイドル軸４に固定された大径の第１アイドルギア４ａと噛合している。また、アイドル軸４には、第１アイドルギア４ａよりも小径の第２アイドルギア４ｂが固定されている。第２アイドルギア４ｂは、デファレンシャルギアＤＦと噛合している。従って、変速機ＴＭの出力軸３から出力される駆動力は、第２連結機構Ｃ２、出力ギア３ａ、第１アイドルギア４ａ、アイドル軸４、第２アイドルギア４ｂ、デファレンシャルギアＤＦを介して、左右前輪の駆動輪ＦＷＬに伝達される。なお、駆動力伝達装置１を後輪駆動車両に用いる場合には、出力軸３を第２連結機構を介してプロペラシャフトに連結させればよい。
【００２７】
また、駆動力伝達装置１は、内燃機関ＥＮＧ、電動機Ｍ／Ｇ、第１連結機構Ｃ１、第２連結機構Ｃ２、固定機構Ｂ１を制御するための、ＣＰＵ、メモリ等で構成された電子ユニットから成る制御部（図示省略）を備えている。
【００２８】
次に、上述の如く構成された駆動力伝達装置１の作動を、図３から図１２を参照して説明する。制御部には以下に説明する８つのモードが記憶されており、制御部は各モードを適宜実行する。
【００２９】
［内燃機関走行モード］（図３参照）
内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いてハイブリッド車両を前進走行させる場合には、制御部は、第１連結機構Ｃ１及び第２連結機構Ｃ２を連結状態（○）とし、固定機構Ｂ１を開放状態とする。第１連結機構Ｃ１を連結状態とすることにより、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳｕ（第１要素）とリングギアＲｉ（第３要素）とが連結される。これにより、遊星歯車機構ＰＧのサンギアＳｕ（第１要素）、キャリアＣａ（第２要素）、リングギアＲｉ（第３要素）の３つの要素が相対回転不能なロック状態となり、各要素Ｓｕ，Ｃａ，Ｒｉが同一速度で回転する（図２及び図３の共線図のＬ１参照）。このようにして、駆動力伝達装置１では、内燃機関ＥＮＧのみの駆動力を用いて走行するＥＮＧ走行、及び内燃機関ＥＮＧと電動機Ｍ／Ｇの両方の駆動力を用いて走行するＨＥＶ走行を行うことができる。
【００３０】
［ＥＶ走行移行モード］（図４参照）
制御部は、「内燃機関走行モード」で走行中に、内燃機関ＥＮＧを停止して電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いていハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行に移行する場合には、第１連結機構Ｃ１を連結状態から開放状態に切り換え、電動機Ｍ／Ｇの駆動力を増加させると共に、内燃機関ＥＮＧを停止させる。このとき、図４の共線図において、共線がＬ１からＬ２に切り替わることとなる。従って、ＥＶ走行中に内燃機関ＥＮＧを連れ回すことを防止し、ＥＶ走行中における電動機Ｍ／Ｇの駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【００３１】
［Ｆ／Ｃ回生制動モード］（図５参照）
制御部は、ハイブリッド車両が減速中であり、且つ減速が始まったときから一定時間が経過していない等の理由により、内燃機関ＥＮＧの停止が禁止されていることを確認した場合には、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット状態とし、電動機Ｍ／Ｇで発電し二次電池に充電させる回生を実行する。これにより、電動機Ｍ／Ｇで回生制動を行うことができると共に、第１連結機構Ｃ１が連結状態のままとなるため、内燃機関ＥＮＧが回転し続けており、内燃機関ＥＮＧへの燃料供給を再開するだけで、内燃機関ＥＮＧが駆動力を出力できる状態となる。従って、内燃機関ＥＮＧから駆動力を必要に応じて迅速に出力できる。このときの共線は図５のＬ１となる。
【００３２】
［回生制動中の内燃機関停止モード］（図６参照）
制御部は、ハイブリッド車両が減速中であり、且つ減速が始まったときから一定時間が経過している等の理由により、内燃機関ＥＮＧを停止させる場合には、第１連結機構Ｃ１を連結状態から開放状態に切り換え、電動機Ｍ／Ｇで発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、内燃機関を停止させる。このとき、図６の共線図において、共線がＬ１からＬ２に切り替わることとなる。このモードによれば、内燃機関を直ちに始動させる可能性が少ない場合には、内燃機関の引き摺りを防止して、制動によるエネルギーを全て電動機Ｍ／Ｇによる発電に回すことができ、回生効率が向上される。
【００３３】
［Ｉ／Ｓ内燃機関始動モード］（図７参照）
制御部は、アイドリング・ストップ時にバッテリーの充電率（ＳＯＣ）の低下等の所定の車両情報に基づき内燃機関ＥＮＧを始動させる必要があると判断した場合には、第１連結機構Ｃ１を連結状態とし、第２連結機構Ｃ２を開放状態として電動機Ｍ／Ｇで内燃機関ＥＮＧを始動させる。このときの共線は、図７に示すように、３つの要素Ｓｕ、Ｃａ，Ｒｉの全ての要素の回転速度が「０」の状態であるＬ５からＬ１に切り替わることとなる。尚、第２連結機構Ｃ２が開放状態であるため、駆動力は駆動輪ＦＷＬに伝達されることはない。
【００３４】
［ＥＶ走行中回生制動モード］（図８参照）
制御部は、電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つハイブリッド車両が減速している場合には、電動機Ｍ／Ｇで回生制動させる。このときの共線は図８に示すようにＬ２となる。このモードによれば、内燃機関ＥＮＧの引き摺りが阻止されるため、回生効率を高めることができる。
【００３５】
［ＥＶ走行中内燃機関始動モード］（図９参照）
制御部は、ハイブリッド車両が電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いてハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つ内燃機関ＥＮＧを始動させる必要があると所定の車両情報に基づき判断した場合には、電動機Ｍ／Ｇの駆動力を内燃機関ＥＮＧを回転させるために要求される分だけ増加させるとともに、第１連結機構Ｃ１を連結状態として遊星歯車機構ＰＧの各要素Ｓｕ，Ｃａ，Ｒｉを相対回転不能なロック状態とし、電動機Ｍ／Ｇで内燃機関ＥＮＧを始動させる。このときの共線は、図９に示すように、Ｌ２からＬ１へと切り替わることとなる。
【００３６】
このとき、内燃機関ＥＮＧが始動すると、内燃機関ＥＮＧが駆動力を出力することで、意図しない大きな駆動力が入力軸２に伝達されて、ショックが発生する虞がある。従って、本実施形態の駆動力伝達装置１では、第２連結機構Ｃ２の係合圧を調節することにより（第２連結機構Ｃ２を半係合状態とすることにより）、出力軸３から出力ギア３ａに伝達される駆動力を制御することで、駆動輪ＦＷＬに大きな駆動力が伝達されることを阻止し、ショックの発生を防止している。
【００３７】
［内燃機関後進モード］（図１０参照）
制御部は、ハイブリッド車両が内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて走行するＥＮＧ走行又はＨＥＶ走行可能な状態であり、且つシフトポジションが後進レンジであることを所定の車両情報に基づき確認した場合には、第１連結機構Ｃ１を開放状態とし、第２連結機構Ｃ２を連結状態とし、固定機構Ｂ１を固定状態としてキャリアＣａ（第２要素）をケーシング１ａに固定させる。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させることができる。このときの共線は図１０のＬ３となる。また、このとき、電動機Ｍ／Ｇを逆転させることにより、内燃機関ＥＮＧ及び電動機Ｍ／Ｇの両方の駆動力を用いて走行するＨＥＶ走行を行うことも可能である。
【００３８】
尚、本実施形態の駆動力伝達装置１では、図１１に示す「ＥＶ後進モード」として、電動機Ｍ／Ｇを逆転させて電動機Ｍ／Ｇの駆動力を用いてハイブリッド車両を後進させるモードを設けてもよい。この場合、第１連結機構Ｃ１を開放状態とし、第２連結機構Ｃ２を連結状態とするが、固定機構Ｂ１は固定状態であっても開放状態であってもよい。固定機構Ｂ１を固定状態とした場合には、内燃機関ＥＮＧが回転するため、内燃機関ＥＮＧをスムーズに始動させることができる。このときの共線は図１１のＬ３となる。また、固定機構Ｂ１を開放状態とした場合には、内燃機関ＥＮＧの回転を抑えることができ、内燃機関ＥＮＧの引き摺りによる駆動力の伝達効率の低下を抑えることができる。このときの共線は図１１のＬ４となる。また、「内燃機関後進モード」に代えて「ＥＶ後進モード」を設ける場合には、ハイブリッド車両の後進は電動機Ｍ／Ｇでのみ行われて内燃機関ＥＮＧでの後進は不要になる。このため、このように構成する場合には、固定機構Ｂ１を省略してもよい。
【００３９】
図１２は、各モードにおける連結機構Ｃ１，Ｃ２及び固定機構Ｂ１の状態を纏めて示したものである。「○」は連結状態又は固定状態を示し、「×」は開放状態を示してる。また、「○→×」は連結状態から開放状態に切り換えられることを示し、「×→○」は開放状態から連結状態に切り換えられることを示している。「○ｏｒ×」は、固定状態でもよく開放状態でもよいことを示している。
【００４０】
本実施形態のハイブリッド車両用駆動力伝達装置１によれば、第１連結機構Ｃ１を連結させることにより、電動機Ｍ／Ｇで内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。また、ハイブリッド車両が電動機Ｍ／Ｇの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行中に内燃機関ＥＮＧを始動させる際に、内燃機関ＥＮＧの始動によりリングギアＲｉ（第３要素）から出力される駆動力が増加しても、第２連結機構Ｃ２で駆動輪ＦＷＬに伝達される駆動力を調節することができる。従って、連結機構の数を増加させることなくＥＶ走行中の内燃機関ＥＮＧの始動による一時的な駆動力増加のショックを防止できる。
【００４１】
尚、本実施形態においては、シングルピニオン型の遊星歯車機構ＰＧを用いたが、本発明の遊星歯車機構は、これに限らず、サンギアと、リングギアと、互いに噛合すると共に一方がサンギアに噛合し他方がリングギアに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとの３つの要素を備えるダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いてもよい。この場合、サンギアを第１要素とすると、リングギアが第２要素、キャリアが第３要素となり、共線図においてリングギアとキャリアの位置が入れ替わる。
【００４２】
また、本実施形態においては、変速機ＴＭとして、ベルト式の無段変速機を説明したが、本発明の変速機はこれに限らず、例えば、チェーン式やトロイダル式、四節リンク式の無段変速機であってもよく、また、平行軸式や遊星歯車式の多段変速機を用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態においては、湿式多板ブレーキから成る固定機構Ｂ１を用いているが、本発明の固定機構Ｂ１は、これに限らず、例えば、固定機構をフリクションの少ないドグクラッチで構成してもよく、また、固定機構に代えて１ウェイクラッチを用いてもよく、更には、固定機構や１ウェイクラッチを設けなくてもよい。固定機構や１ウェイクラッチを設けない場合には、電動機を逆回転させてハイブリッド車両を後進させればよい。
【００４４】
また、本実施形態においては、第２連結機構Ｃ２を出力軸３と出力ギア３ａとの動力伝達経路の間に設けたが、本発明の第２連結機構はこれに限らない。例えば、動力伝達経路におけるリングギアＲｉ（第３要素）と入力軸２との間であって、第１連結機構よりも下流に設けても、本発明の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…ハイブリッド車両用駆動力伝達装置、２…入力軸、３…出力軸、４…アイドル軸、４ａ…第１アイドルギア、４ｂ…第２アイドルギア、ＥＮＧ…内燃機関、Ｍ／Ｇ…電動機、ＴＭ…変速機、ＰＧ…遊星歯車機構、Ｓｕ…サンギア、Ｒｉ…リングギア、Ｐｉ…ピニオン、Ｃａ…キャリア、Ｄａ…ダンパ、ＤＦ…デファレンシャルギア、ＦＷＬ…駆動輪、Ｃ１…第１連結機構、Ｃ２…第２連結機構、Ｂ１…固定機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置であって、
サンギア、キャリア及びリングギアからなる３つの要素を有する遊星歯車機構と、変速機と、第１連結機構と、第２連結機構と、前記内燃機関、前記電動機、前記第１連結機構、及び前記第２連結機構を制御する制御部とを備え、
前記遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、
前記第１要素が前記内燃機関に連結され、前記第３要素が前記電動機及び変速機の入力軸に連結され、
前記第１連結機構は、前記第１から第３の３つの要素のうち何れか２つを連結可能に構成され、
前記第２連結機構は、前記第３要素の駆動力を調節して前記変速機の入力軸に伝達できるように前記第３要素と前記入力軸とを連結可能に構成され、又は前記変速機の出力軸の駆動力を調節して前記ハイブリッド車両の駆動輪に伝達できるように前記出力軸を連結可能に構成されることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記内燃機関の駆動力を用いて前記ハイブリッド車両を前進走行させる場合に、前記第１連結機構及び前記第２連結機構を連結状態とする「内燃機関走行モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記「内燃機関走行モード」から、前記内燃機関を停止して前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行に移行する場合に、前記第１連結機構を連結状態から開放状態に切換え、前記電動機の駆動力を増加させるとともに、前記内燃機関の出力を低下又は停止させる「ＥＶ走行移行モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が減速中である場合には、前記内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット状態とし、前記電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行する「Ｆ／Ｃ回生制動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が減速中である場合には、前記第１連結機構を連結状態から開放状態に切り換え、前記電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、前記内燃機関を停止させる「回生制動中の内燃機関停止モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記ハイブリッド車両は、停車時に前記内燃機関を停止させるアイドリング・ストップを実行するものであり、
前記制御部は、アイドリング・ストップ時に前記内燃機関を始動させる場合には、前記第１連結機構を連結状態とし、前記第２連結機構を開放状態として前記電動機で前記内燃機関を始動させる「Ｉ／Ｓ内燃機関始動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つ前記ハイブリッド車両が減速している場合には、前記電動機で回生制動させる「ＥＶ走行中回生制動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つ前記内燃機関を始動させる場合には、前記電動機の駆動力を増加させるとともに、前記第１連結機構を連結状態として、前記内燃機関を始動させる「ＥＶ走行中内燃機関始動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記第２要素をケーシングに固定可能な固定機構が設けられ、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の駆動力を用いて走行する状態であり、且つ後進する場合には、前記固定機構で前記第２要素を前記ケーシングに固定させる「ＥＮＧ後進モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項１】
内燃機関及び電動機を駆動源として走行可能なハイブリッド車両に用いられる駆動力伝達装置であって、
サンギア、キャリア及びリングギアからなる３つの要素を有する遊星歯車機構と、変速機と、第１連結機構と、第２連結機構と、前記内燃機関、前記電動機、前記第１連結機構、及び前記第２連結機構を制御する制御部とを備え、
前記遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、
前記第１要素が前記内燃機関に連結され、前記第３要素が前記電動機及び変速機の入力軸に連結され、
前記第１連結機構は、前記第１から第３の３つの要素のうち何れか２つを連結可能に構成され、
前記第２連結機構は、前記第３要素の駆動力を調節して前記変速機の入力軸に伝達できるように前記第３要素と前記入力軸とを連結可能に構成され、又は前記変速機の出力軸の駆動力を調節して前記ハイブリッド車両の駆動輪に伝達できるように前記出力軸を連結可能に構成されることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記内燃機関の駆動力を用いて前記ハイブリッド車両を前進走行させる場合に、前記第１連結機構及び前記第２連結機構を連結状態とする「内燃機関走行モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記「内燃機関走行モード」から、前記内燃機関を停止して前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行に移行する場合に、前記第１連結機構を連結状態から開放状態に切換え、前記電動機の駆動力を増加させるとともに、前記内燃機関の出力を低下又は停止させる「ＥＶ走行移行モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が減速中である場合には、前記内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカット状態とし、前記電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行する「Ｆ／Ｃ回生制動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が減速中である場合には、前記第１連結機構を連結状態から開放状態に切り換え、前記電動機で発電し二次電池に充電させる回生を実行すると共に、前記内燃機関を停止させる「回生制動中の内燃機関停止モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記ハイブリッド車両は、停車時に前記内燃機関を停止させるアイドリング・ストップを実行するものであり、
前記制御部は、アイドリング・ストップ時に前記内燃機関を始動させる場合には、前記第１連結機構を連結状態とし、前記第２連結機構を開放状態として前記電動機で前記内燃機関を始動させる「Ｉ／Ｓ内燃機関始動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つ前記ハイブリッド車両が減速している場合には、前記電動機で回生制動させる「ＥＶ走行中回生制動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機の駆動力のみを用いて前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶ走行中であり、且つ前記内燃機関を始動させる場合には、前記電動機の駆動力を増加させるとともに、前記第１連結機構を連結状態として、前記内燃機関を始動させる「ＥＶ走行中内燃機関始動モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項記載のハイブリッド車両用駆動力伝達装置であって、
前記第２要素をケーシングに固定可能な固定機構が設けられ、
前記制御部は、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の駆動力を用いて走行する状態であり、且つ後進する場合には、前記固定機構で前記第２要素を前記ケーシングに固定させる「ＥＮＧ後進モード」を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動力伝達装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５６５８６（Ｐ２０１３−５６５８６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５１６４（Ｐ２０１１−１９５１６４）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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