ハイブリッド車両
【課題】動力分割機構に入力されるトルクを低減できるとともにその入力されるトルクの変動を適切に抑制することが可能なハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】キャリアＣ２に内燃機関１０が、サンギアＳ２に第１ＭＧ１１が、リングギアＲ２に出力部１４がそれぞれ連結された遊星歯車機構１８を含む動力分割機構１３を備えたハイブリッド車両１において、内燃機関１０と遊星歯車機構１８との間にシングルピニオン型の増速用遊星歯車機構１５が設けられ、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１が、ダンパー１６を介してケース２と連結され、増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ２が内燃機関１０と連結され、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ２が遊星歯車機構１８のキャリアＣ２と連結されている。
【解決手段】キャリアＣ２に内燃機関１０が、サンギアＳ２に第１ＭＧ１１が、リングギアＲ２に出力部１４がそれぞれ連結された遊星歯車機構１８を含む動力分割機構１３を備えたハイブリッド車両１において、内燃機関１０と遊星歯車機構１８との間にシングルピニオン型の増速用遊星歯車機構１５が設けられ、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１が、ダンパー１６を介してケース２と連結され、増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ２が内燃機関１０と連結され、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ２が遊星歯車機構１８のキャリアＣ２と連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から出力された動力を遊星歯車機構等の差動機構にて分割してモータ・ジェネレータと駆動輪とに伝達可能なハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力分割機構として遊星歯車機構を備え、サンギアにモータ・ジェネレータが、キャリアに内燃機関が、リングギアに駆動輪がそれぞれ連結されたハイブリッド車両が知られている。また、このような車両において内燃機関と動力分割機構との間に変速機構として、キャリアに内燃機関が、リングギアに動力分割機構がそれぞれ連結された遊星歯車機構と、キャリアとリングギアとを係合させたり離間させたりすることが可能なクラッチと、遊星歯車機構のサンギアをロック可能なブレーキとが設けられたハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３７０６３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６４１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているようなハイブリッド車両にディーゼル機関等の高トルクでトルク変動が大きい内燃機関を搭載した場合、モータ・ジェネレータに掛かる負荷を抑制するために動力分割機構に入力されるトルクを低下させたりそのトルクの変動を抑制したりする必要がある。特許文献１の車両では、ブレーキで変速機構のサンギアをロックして内燃機関の動力を増速させることにより動力分割機構に入力されるトルクを低減できる。しかしながら、この場合でもトルク変動を十分に抑制できないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、動力分割機構に入力されるトルクを低減できるとともにその入力されるトルクの変動を適切に抑制することが可能なハイブリッド車両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】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と、モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともに第１回転要素に前記内燃機関が、第２回転要素に前記モータ・ジェネレータが、第３回転要素に前記出力部がそれぞれ連結された差動機構を含む動力分割機構と、を備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関と前記差動機構との間の動力伝達経路中に設けられ、かつ相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともにこれら回転要素を共線図上に配列したときに前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素の順番で並ぶ増速用差動機構をさらに備え、前記増速用差動機構の第１回転要素が、振動を減衰可能なダンパーを介して回転不能な固定部材と連結され、前記増速用差動機構の第２回転要素が、前記内燃機関と連結され、前記増速用差動機構の第３回転要素が、前記差動機構の第１回転要素と連結されている（請求項１）。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両によれば、増速用差動機構にて内燃機関から出力された動力が増速されるので、第２回転要素のトルクよりも第３回転要素のトルクの方が小さくなる。そのため、動力分割機構に入力されるトルクを低減できる。そして、これによりモータ・ジェネレータで受けるべき反力を小さくできるので、モータ・ジェネレータを小型化できる。また、このようにトルクを低減することにより、内燃機関の出力トルクの変動幅を小さくできるので、動力分割機構に入力されるトルクの変動を抑制できる。さらに第１回転要素がダンパーを介して固定部材と連結されているため、内燃機関の出力トルクが変動した場合に第１回転要素を回転させ、ダンパーでそのトルク変動を小さくできる。そのため、内燃機関の出力トルクを十分に小さくしてから動力分割機構に伝達できる。従って、動力分割機構に入力されるトルクの変動を適切に抑制することができる。
【０００８】
また、本発明では、ダンパーを固定部材と第１回転要素との間に設けたので、回転体と回転体との間にダンパーを設ける場合と比較してダンパーの設計や選択の自由度を高めることができる。また、このような位置にダンパーを設けることにより内燃機関からダンパーに入力されるトルクを小さくできるので、ダンパーを小型化できる。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアであり、前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアであってもよい（請求項２）。この形態では、サンギアがダンパーを介して固定部材に連結され、キャリアが内燃機関と連結され、リングギアが動力分割機構の差動機構と連結される。このように遊星歯車機構の各回転要素を連結することにより、内燃機関の出力トルクを遊星歯車機構で小さくして動力分割機構に出力できる。
【００１０】
この形態においては、前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記サンギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（ρ／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されていてもよい（請求項３）。サンギアと共に回転する部分のイナーシャをこのように設定することにより、サンギアと共に回転する部分のイナーシャトルクをキャリアと共に回転する部分のイナーシャトルクよりも小さくできる。そのため、内燃機関のトルク変動で内燃機関の回転が変動した場合にサンギアと共に回転する部分のイナーシャトルクがリングギアから出力されることを防止できる。従って、動力分割機構に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアであり、前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアであってもよい（請求項４）。この形態では、リングギアがダンパーを介して固定部材に連結され、キャリアが内燃機関と連結され、サンギアが動力分割機構の差動機構と連結される。このように遊星歯車機構の各回転要素を連結することにより、内燃機関の出力トルクを遊星歯車機構で小さくして動力分割機構に出力できる。
【００１２】
この形態においては、前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記リングギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（１／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されていてもよい（請求項５）。リングギアと共に回転する部分のイナーシャをこのように設定することにより、リングギアと共に回転する部分のイナーシャトルクをキャリアと共に回転する部分のイナーシャトルクよりも小さくできる。そのため、内燃機関のトルク変動で内燃機関の回転が変動した場合にリングギアと共に回転する部分のイナーシャトルクがサンギアから出力されることを防止できる。従って、動力分割機構に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構の第３回転要素は、伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記差動機構の第１回転要素と連結されていてもよい（請求項６）。このようにトルクリミッタを設けることにより、ダンパーの設計や選択の自由度をさらに高めることができる。また、上述したように第３回転要素から出力されるトルクは、第２回転要素のトルクよりも小さい。そのため、このような位置にトルクリミッタを設けることによりトルクリミッタに入力されるトルクを低減できる。従って、トルクリミッタの容量を低減できる。
【００１４】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記ダンパー及び伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記固定部材と連結されていてもよい（請求項７）。このような位置にトルクリミッタを設けてもダンパーの設計や選択の自由度をさらに高めることができる。また、トルクリミッタに入力されるトルクを低減できるので、トルクリミッタの容量を低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したように、本発明のハイブリッド車両によれば、増速用差動機構により内燃機関から出力されたトルクを小さくできるので、動力分割機構に入力されるトルクを低減できる。これによりモータ・ジェネレータで受けるべき反力を小さくできるので、モータ・ジェネレータを小型化できる。また、動力分割機構に入力されるトルクの変動を抑制できる。さらに第１回転要素がダンパーを介して固定部材と連結されているため、ダンパーでそのトルク変動を小さくできる。そのため、内燃機関の出力トルクを十分に小さくしてから動力分割機構に伝達できる。従って、動力分割機構に入力されるトルクの変動を適切に抑制することができる。また、本発明では、ダンパーを固定部材と第１回転要素との間に設けたので、ダンパーの設計や選択の自由度を高めることができる。さらに、内燃機関からダンパーに入力されるトルクを小さくできるので、ダンパーを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の形態に係るハイブリッド車両のスケルトン図。
【図２】第１の形態の増速用遊星歯車機構及び遊星歯車機構の共線図。
【図３】本発明の第２の形態に係るハイブリッド車両の要部のスケルトン図。
【図４】第２の形態の増速用遊星歯車機構の共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係るハイブリッド車両のスケルトン図を示している。なお、図１では要部のみを示し、その他の部分の図示を省略している。この車両１は、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１０と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１１と、第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１２とを備えている。エンジン１０は、自動車等に搭載される周知のディーゼルエンジンであるため、詳細な説明を省略する。第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。
【００１８】
また、車両１には、動力分割機構１３と、車両１の駆動輪３に動力を伝達するための出力部１４と、増速用差動機構としての増速用遊星歯車機構１５とが設けられている。エンジン１０の出力軸１０ａには増速用遊星歯車機構１５が接続されている。また、増速用遊星歯車機構１５には動力分割機構１３の入力軸１３ａが接続されている。すなわち、エンジン１０は増速用遊星歯車機構１５を介して動力分割機構１３と接続されている。エンジン１０から出力された動力は、増速用遊星歯車機構１５で変速され、その後入力軸１３ａを介して動力分割機構１３に伝達される。動力分割機構１３には、第１ＭＧ１１及び出力部１４も接続されている。動力分割機構１３は、増速用遊星歯車機構１５を介して伝達されたエンジン１０の動力を第１ＭＧ１１と出力部１４とに分割できるように構成されている。
【００１９】
図に示すように増速用遊星歯車機構１５は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。増速用遊星歯車機構１５は、外歯歯車であるサンギアＳ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に支持するキャリアＣ１とを備えている。サンギアＳ１は、ダンパー１６を介して固定部材としてのケース２と連結されている。なお、このケース２は車両１の車体に固定されているトランスアクスルケースである。ダンパー１６は、振動を減衰可能な周知の装置である。そのため、詳細な説明は省略する。なお、ダンパー１６としては例えば捩りバネ等が用いられる。そのため、サンギアＳ１は、ダンパー１６が許容する範囲内でしか回転することができない。キャリアＣ１は、エンジン１０の出力軸１０ａと連結されている。リングギアＲ１は、トルクリミッタ１７を介して入力軸１３ａと接続されている。トルクリミッタ１７は、入力されるトルクが予め設定された所定の上限値未満の場合にはリングギアＲ１と入力軸１３ａとを連結し、入力されるトルクが上限値以上になるとリングギアＲ１と入力軸１３ａとを切り離す。なお、このトルクリミッタ１７は周知の装置であるため、詳細な説明を省略する。このように増速用遊星歯車機構１５の各回転要素が連結されることにより、この形態ではサンギアＳ１が本発明の増速用差動機構の第１回転要素に相当し、キャリアＣ１が本発明の増速用差動機構の第２回転要素に相当し、リングギアＲ１が本発明の増速用差動機構の第３回転要素に相当する。
【００２０】
動力分割機構１３は、差動機構としてのシングルピニオン型の遊星歯車機構１８を備えている。遊星歯車機構１８は、外歯歯車であるサンギアＳ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に支持するキャリアＣ２とを備えている。この図に示すようにサンギアＳ２は第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａと連結されている。キャリアＣ２は入力軸１３ａと連結されている。そのため、キャリアＣ２は入力軸１３ａ及びトルクリミッタ１７を介して増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１と連結されている。リングギアＲ２は出力部１４の出力軸１９と連結されている。このように遊星歯車機構１８の各回転要素が連結されることにより、キャリアＣ２が本発明の差動機構の第１回転要素に相当し、サンギアＳ２が本発明の差動機構の第２回転要素に相当し、リングギアＲ２が本発明の差動機構の第３回転要素に相当する。また、第１ＭＧ１１が本発明のモータ・ジェネレータに対応する。
【００２１】
出力部１４は、出力軸１９と、出力軸１９に一体回転するように設けられたドリブンギア２０とを備えている。第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａには、ドライブギア２１が設けられている。ドリブンギア２０はそのドライブギア２１と噛み合っている。出力軸１９は、不図示のデファレンシャル機構等を介して駆動輪３と動力伝達可能に接続されている。
【００２２】
図２は、増速用遊星歯車機構１５及び遊星歯車機構１８の共線図を示している。この図において「ＥＮＧ」はエンジン１０を、「ＭＧ１」は第１ＭＧ１１を、「ＭＧ２」は第１ＭＧ１２を、「ＯＵＴ」は出力軸１９をそれぞれ示している。また、「Ｓ１」、「Ｃ１」、「Ｒ１」は、それぞれ増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１、キャリアＣ１、リングギアＲ１を示している。そして、「Ｓ２」、「Ｃ２」、「Ｒ２」は、それぞれ遊星歯車機構１８のサンギアＳ２、キャリアＣ２、リングギアＲ２を示している。「ρ１」は増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１とリングギアＲ１との間の変速比を示している。この変速比ρ１には、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１とキャリアＣ１との間の変速比を１とした場合に０より大きくかつ１未満の値が設定される。「ρ２」は遊星歯車機構１８のキャリアＣ２とリングギアＲ２との間の変速比を示している。この変速比ρ２には、遊星歯車機構１８のサンギアＳ２とキャリアＣ２との間の変速比を１とした場合に０より大きくかつ１未満の値が設定される。
【００２３】
上述したように増速用遊星歯車機構１５はシングルピニオン型の遊星歯車機構である。そのため、サンギアＳ１を固定した場合、キャリアＣ１に入力されたトルクは、リングギアＲ１から１／（１＋ρ１）倍されて出力される。そのため、この図に示したようにエンジン１０からトルクＴ１が入力されると、リングギアＲ１からはそのトルクＴ１に１／（１＋ρ１）を乗じたトルクＴ２が出力される。このように増速用遊星歯車機構１５では、エンジン１０から入力されたトルクが低減される。
【００２４】
以上に説明したように、本発明の第１の形態によれば、エンジン１０と動力分割機構１３との間に増速用遊星歯車機構１５を設けたので、エンジン１０の出力トルクを小さくして動力分割機構１３に伝達できる。これにより第１ＭＧ１１で受けるべき反力を小さくできるので、第１ＭＧ１１を小型化できる。また、このように出力トルクを小さくすることによりエンジン１０の出力トルクの変動を小さくして動力分割機構１３に伝達できる。さらに増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１はダンパー１６を介してケース２と連結されている。そのため、エンジン１０の出力トルクが変動した場合にサンギアＳ１を回転させ、ダンパー１６でそのトルク変動を小さくすることができる。従って、エンジン１０の出力トルクの変動を十分に小さくしてから動力分割機構１３に伝達できる。
【００２５】
この第１の形態では、ダンパー１６がサンギアＳ１とケース２との間に設けられている。ダンパー１６は回転体と回転体との間に設けることもできるが、この場合にはダンパー１６として設けるバネの種類や長さ及びバネの配置位置等が制約される。この場合と比較して回転しないケース２とサンギアＳ１との間にダンパー１６を設けることにより、これらの制約を緩和することができる。そのため、ダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。そして、このような位置にダンパー１６を設けることによりエンジン１０からダンパー１６に入力されるトルクを小さくできる。そのため、ダンパー１６を小型化できる。また、この形態ではリングギアＲ１と動力分割機構１３との間にトルクリミッタ１７を設けたので、さらにダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。上述したようにリングギアＲ１から出力されるトルクＴ２は、エンジン１０の出力トルクＴ１より小さい。そのため、このような位置にトルクリミッタ１７を設けることにより、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００２６】
なお、この形態では、トルクリミッタ１７をダンパー１６とサンギアＳ１との間に設けてもよい。この場合にも同様にダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。また、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００２７】
この第１の形態では、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１と共に回転する部分（以下、サンギア軸と称することがある。）のイナーシャＩｓが、増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１と共に回転する部分（以下、キャリア軸と称することがある。）のイナーシャＩｃの（ρ１／（１＋ρ１）２倍以下になるように増速用遊星歯車機構１５を構成してもよい。以下、その理由を説明する。
【００２８】
キャリア軸のイナーシャトルクＴｃは、以下の（１）式で示すことができる。なお、この（１）式中のωｃはキャリア軸の回転数を示している。
【００２９】
【数１】
【００３０】
サンギア軸のイナーシャトルクＴｓは、リングギアＲ１の回転数変化が無いと仮定すると、以下の（２）式で示すことができる。なお、この（２）式中のωｓはサンギア軸の回転数を示している。
【００３１】
【数２】
【００３２】
ここで、サンギア軸のイナーシャトルクＴｓをキャリア軸の回転数ωｃで表すと以下の（３）式になる。なお、ρ１は増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１とリングギアＲ１との間の変速比を示している。
【００３３】
【数３】
【００３４】
サンギア軸のイナーシャトルクＴｓをキャリア軸のトルクに変換すると以下の（４）になる。
【００３５】
【数４】
【００３６】
従って、サンギア軸のイナーシャＩｓをキャリア軸のイナーシャＩｃの（ρ１／（１＋ρ１）２倍以下にしてサンギア軸で発生するイナーシャトルクＴｓをキャリア軸で発生するイナーシャトルクＴｃよりも小さくすることにより、エンジン１０のトルク変動でエンジン１０の回転が変動した場合にサンギア軸のイナーシャトルクＴｓがリングギアＲ１から出力されることを防止できる。従って、動力分割機構１３に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００３７】
（第２の形態）
次に図３及び図４を参照して本発明の第２の形態に係るハイブリッド車両を説明する。図３はこの形態に係るハイブリッド車両１の要部のスケルトン図を示している。この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図３に示したようにこの形態では、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１がダンパー１６を介してケース２と連結されている。そして、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１がトルクリミッタ１７を介して入力軸１３ａと接続されている。なお、トルクリミッタ１７よりも駆動輪３側の構成は、この形態においても第１の形態と同様である。そのため、それらの部分の図示は省略した。なお、このように増速用遊星歯車機構１５の各回転要素が連結されることにより、この形態ではリングギアＲ１が本発明の増速用差動機構の第１回転要素に相当し、キャリアＣ１が本発明の増速用差動機構の第２回転要素に相当し、サンギアＳ１が本発明の増速用差動機構の第３回転要素に相当する。
【００３９】
図４はこの形態の増速用遊星歯車機構１５の共線図を示している。なお、この図において「ρ３」は増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１とリングギアＲ１との間の変速比を示している。それ以外の符号は図２と同じである。変速比ρ３には、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１とキャリアＣ１との間の変速比を１とした場合に０より大きくかつ１未満の値が設定される。この形態においても増速用遊星歯車機構１５はシングルピニオン型の遊星歯車機構である。そのため、リングギアＲ１を固定した場合、キャリアＣ１に入力されたトルクは、サンギアＳ１からρ３／（１＋ρ３）倍されて出力される。そのため、この図に示したようにエンジン１０からトルクＴ１が入力されると、サンギアＳ１からはそのトルクＴ１にρ３／（１＋ρ３）を乗じたトルクＴ２が出力される。このようにこの形態においても増速用遊星歯車機構１５においてエンジン１０から入力されたトルクが低減される。
【００４０】
本発明の第２の形態によれば、増速用遊星歯車機構１５によって動力分割機構１３に伝達されるトルクを小さくできるので、第１ＭＧ１１を小型化できる。また、エンジン１０の出力トルクの変動を小さくして動力分割機構１３に伝達できる。そして、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１はダンパー１６を介してケース２と連結されているため、ダンパー１６でエンジン１０の出力トルクの変動を小さくできる。従って、エンジン１０の出力トルクの変動を十分に小さくしてから動力分割機構１３に伝達できる。
【００４１】
また、この第２の形態では、ダンパー１６をリングギアＲ１と回転しないケース２との間に設けたので、ダンパー１６として設けるバネの種類や長さ及びバネの配置位置等に関する制約を緩和できる。そのため、ダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。そして、このような位置にダンパー１６を設けることによりエンジン１０からダンパー１６に入力されるトルクを小さくできるので、ダンパー１６を小型化できる。また、この形態ではサンギアＳ１と動力分割機構１３との間にトルクリミッタ１７を設けたので、さらにダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。トルクリミッタ１７は、サンギアＳ１と動力分割機構１３との間に設けられているので、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００４２】
なお、この形態では、トルクリミッタ１７をダンパー１６とリングギアＲ１との間に設けてもよい。この場合にも同様にダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。また、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００４３】
この第２の形態では、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１と共に回転する部分（以下、リングギア軸と称することがある。）のイナーシャＩｒが、キャリア軸のイナーシャＩｃの（１／（１＋ρ３）２倍以下になるように増速用遊星歯車機構１５を構成してもよい。リングギア軸のイナーシャトルクＴｒは、以下の式（５）で示すことができる。
【００４４】
【数５】
【００４５】
ここでリングギア軸のイナーシャトルクＴｒをキャリア軸のトルクに変換すると、以下の（６）式になる。
【００４６】
【数６】
【００４７】
そのため、リングギア軸のイナーシャＩｒをこのように設定してリングギア軸で発生するイナーシャトルクＴｒをキャリア軸で発生するイナーシャトルクＴｃよりも小さくすることにより、エンジン１０のトルク変動でエンジン１０の回転が変動した場合にリングギア軸のイナーシャトルクＴｓがサンギアＳ１から出力されることを防止できる。従って、動力分割機構１３に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００４８】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明のハイブリッド車両に搭載される内燃機関は、ディーゼルエンジンに限定されず、火花点火式の内燃機関であってもよい。
【００４９】
増速用遊星歯車機構は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限定されず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。なお、ダブルピニオン型の遊星歯車機構の場合には、リングギアが内燃機関と連結される。そして、サンギア又はキャリアのいずれか一方がダンパーを介してケースと連結され、他方がトルクリミッタを介して動力分割機構と連結される。この場合でも上述した各形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 車両
３ 駆動輪
１０ 内燃機関
１１ 第１モータ・ジェネレータ
１３ 動力分割機構
１４ 出力部
１５ 増速用遊星歯車機構（増速用差動機構）
１６ ダンパー
１７ トルクリミッタ
１８ 遊星歯車機構（差動機構）
Ｓ１ 増速用遊星歯車機構のサンギア（増速用差動機構の第１回転要素、第３回転要素）
Ｒ１ 増速用遊星歯車機構のリングギア（増速用差動機構の第３回転要素、第１回転要素）
Ｃ１ 増速用遊星歯車機構のキャリア（増速用差動機構の第２回転要素）
Ｓ２ 遊星歯車機構のサンギア（差動機構の第２回転要素）
Ｒ２ 遊星歯車機構のリングギア（差動機構の第３回転要素）
Ｃ２ 遊星歯車機構のキャリア（差動機構の第１回転要素）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から出力された動力を遊星歯車機構等の差動機構にて分割してモータ・ジェネレータと駆動輪とに伝達可能なハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力分割機構として遊星歯車機構を備え、サンギアにモータ・ジェネレータが、キャリアに内燃機関が、リングギアに駆動輪がそれぞれ連結されたハイブリッド車両が知られている。また、このような車両において内燃機関と動力分割機構との間に変速機構として、キャリアに内燃機関が、リングギアに動力分割機構がそれぞれ連結された遊星歯車機構と、キャリアとリングギアとを係合させたり離間させたりすることが可能なクラッチと、遊星歯車機構のサンギアをロック可能なブレーキとが設けられたハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３７０６３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６４１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているようなハイブリッド車両にディーゼル機関等の高トルクでトルク変動が大きい内燃機関を搭載した場合、モータ・ジェネレータに掛かる負荷を抑制するために動力分割機構に入力されるトルクを低下させたりそのトルクの変動を抑制したりする必要がある。特許文献１の車両では、ブレーキで変速機構のサンギアをロックして内燃機関の動力を増速させることにより動力分割機構に入力されるトルクを低減できる。しかしながら、この場合でもトルク変動を十分に抑制できないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、動力分割機構に入力されるトルクを低減できるとともにその入力されるトルクの変動を適切に抑制することが可能なハイブリッド車両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】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と、モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともに第１回転要素に前記内燃機関が、第２回転要素に前記モータ・ジェネレータが、第３回転要素に前記出力部がそれぞれ連結された差動機構を含む動力分割機構と、を備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関と前記差動機構との間の動力伝達経路中に設けられ、かつ相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともにこれら回転要素を共線図上に配列したときに前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素の順番で並ぶ増速用差動機構をさらに備え、前記増速用差動機構の第１回転要素が、振動を減衰可能なダンパーを介して回転不能な固定部材と連結され、前記増速用差動機構の第２回転要素が、前記内燃機関と連結され、前記増速用差動機構の第３回転要素が、前記差動機構の第１回転要素と連結されている（請求項１）。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両によれば、増速用差動機構にて内燃機関から出力された動力が増速されるので、第２回転要素のトルクよりも第３回転要素のトルクの方が小さくなる。そのため、動力分割機構に入力されるトルクを低減できる。そして、これによりモータ・ジェネレータで受けるべき反力を小さくできるので、モータ・ジェネレータを小型化できる。また、このようにトルクを低減することにより、内燃機関の出力トルクの変動幅を小さくできるので、動力分割機構に入力されるトルクの変動を抑制できる。さらに第１回転要素がダンパーを介して固定部材と連結されているため、内燃機関の出力トルクが変動した場合に第１回転要素を回転させ、ダンパーでそのトルク変動を小さくできる。そのため、内燃機関の出力トルクを十分に小さくしてから動力分割機構に伝達できる。従って、動力分割機構に入力されるトルクの変動を適切に抑制することができる。
【０００８】
また、本発明では、ダンパーを固定部材と第１回転要素との間に設けたので、回転体と回転体との間にダンパーを設ける場合と比較してダンパーの設計や選択の自由度を高めることができる。また、このような位置にダンパーを設けることにより内燃機関からダンパーに入力されるトルクを小さくできるので、ダンパーを小型化できる。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアであり、前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアであってもよい（請求項２）。この形態では、サンギアがダンパーを介して固定部材に連結され、キャリアが内燃機関と連結され、リングギアが動力分割機構の差動機構と連結される。このように遊星歯車機構の各回転要素を連結することにより、内燃機関の出力トルクを遊星歯車機構で小さくして動力分割機構に出力できる。
【００１０】
この形態においては、前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記サンギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（ρ／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されていてもよい（請求項３）。サンギアと共に回転する部分のイナーシャをこのように設定することにより、サンギアと共に回転する部分のイナーシャトルクをキャリアと共に回転する部分のイナーシャトルクよりも小さくできる。そのため、内燃機関のトルク変動で内燃機関の回転が変動した場合にサンギアと共に回転する部分のイナーシャトルクがリングギアから出力されることを防止できる。従って、動力分割機構に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアであり、前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアであってもよい（請求項４）。この形態では、リングギアがダンパーを介して固定部材に連結され、キャリアが内燃機関と連結され、サンギアが動力分割機構の差動機構と連結される。このように遊星歯車機構の各回転要素を連結することにより、内燃機関の出力トルクを遊星歯車機構で小さくして動力分割機構に出力できる。
【００１２】
この形態においては、前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記リングギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（１／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されていてもよい（請求項５）。リングギアと共に回転する部分のイナーシャをこのように設定することにより、リングギアと共に回転する部分のイナーシャトルクをキャリアと共に回転する部分のイナーシャトルクよりも小さくできる。そのため、内燃機関のトルク変動で内燃機関の回転が変動した場合にリングギアと共に回転する部分のイナーシャトルクがサンギアから出力されることを防止できる。従って、動力分割機構に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構の第３回転要素は、伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記差動機構の第１回転要素と連結されていてもよい（請求項６）。このようにトルクリミッタを設けることにより、ダンパーの設計や選択の自由度をさらに高めることができる。また、上述したように第３回転要素から出力されるトルクは、第２回転要素のトルクよりも小さい。そのため、このような位置にトルクリミッタを設けることによりトルクリミッタに入力されるトルクを低減できる。従って、トルクリミッタの容量を低減できる。
【００１４】
本発明のハイブリッド車両の一形態において、前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記ダンパー及び伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記固定部材と連結されていてもよい（請求項７）。このような位置にトルクリミッタを設けてもダンパーの設計や選択の自由度をさらに高めることができる。また、トルクリミッタに入力されるトルクを低減できるので、トルクリミッタの容量を低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したように、本発明のハイブリッド車両によれば、増速用差動機構により内燃機関から出力されたトルクを小さくできるので、動力分割機構に入力されるトルクを低減できる。これによりモータ・ジェネレータで受けるべき反力を小さくできるので、モータ・ジェネレータを小型化できる。また、動力分割機構に入力されるトルクの変動を抑制できる。さらに第１回転要素がダンパーを介して固定部材と連結されているため、ダンパーでそのトルク変動を小さくできる。そのため、内燃機関の出力トルクを十分に小さくしてから動力分割機構に伝達できる。従って、動力分割機構に入力されるトルクの変動を適切に抑制することができる。また、本発明では、ダンパーを固定部材と第１回転要素との間に設けたので、ダンパーの設計や選択の自由度を高めることができる。さらに、内燃機関からダンパーに入力されるトルクを小さくできるので、ダンパーを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の形態に係るハイブリッド車両のスケルトン図。
【図２】第１の形態の増速用遊星歯車機構及び遊星歯車機構の共線図。
【図３】本発明の第２の形態に係るハイブリッド車両の要部のスケルトン図。
【図４】第２の形態の増速用遊星歯車機構の共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係るハイブリッド車両のスケルトン図を示している。なお、図１では要部のみを示し、その他の部分の図示を省略している。この車両１は、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１０と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１１と、第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１２とを備えている。エンジン１０は、自動車等に搭載される周知のディーゼルエンジンであるため、詳細な説明を省略する。第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。
【００１８】
また、車両１には、動力分割機構１３と、車両１の駆動輪３に動力を伝達するための出力部１４と、増速用差動機構としての増速用遊星歯車機構１５とが設けられている。エンジン１０の出力軸１０ａには増速用遊星歯車機構１５が接続されている。また、増速用遊星歯車機構１５には動力分割機構１３の入力軸１３ａが接続されている。すなわち、エンジン１０は増速用遊星歯車機構１５を介して動力分割機構１３と接続されている。エンジン１０から出力された動力は、増速用遊星歯車機構１５で変速され、その後入力軸１３ａを介して動力分割機構１３に伝達される。動力分割機構１３には、第１ＭＧ１１及び出力部１４も接続されている。動力分割機構１３は、増速用遊星歯車機構１５を介して伝達されたエンジン１０の動力を第１ＭＧ１１と出力部１４とに分割できるように構成されている。
【００１９】
図に示すように増速用遊星歯車機構１５は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。増速用遊星歯車機構１５は、外歯歯車であるサンギアＳ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に支持するキャリアＣ１とを備えている。サンギアＳ１は、ダンパー１６を介して固定部材としてのケース２と連結されている。なお、このケース２は車両１の車体に固定されているトランスアクスルケースである。ダンパー１６は、振動を減衰可能な周知の装置である。そのため、詳細な説明は省略する。なお、ダンパー１６としては例えば捩りバネ等が用いられる。そのため、サンギアＳ１は、ダンパー１６が許容する範囲内でしか回転することができない。キャリアＣ１は、エンジン１０の出力軸１０ａと連結されている。リングギアＲ１は、トルクリミッタ１７を介して入力軸１３ａと接続されている。トルクリミッタ１７は、入力されるトルクが予め設定された所定の上限値未満の場合にはリングギアＲ１と入力軸１３ａとを連結し、入力されるトルクが上限値以上になるとリングギアＲ１と入力軸１３ａとを切り離す。なお、このトルクリミッタ１７は周知の装置であるため、詳細な説明を省略する。このように増速用遊星歯車機構１５の各回転要素が連結されることにより、この形態ではサンギアＳ１が本発明の増速用差動機構の第１回転要素に相当し、キャリアＣ１が本発明の増速用差動機構の第２回転要素に相当し、リングギアＲ１が本発明の増速用差動機構の第３回転要素に相当する。
【００２０】
動力分割機構１３は、差動機構としてのシングルピニオン型の遊星歯車機構１８を備えている。遊星歯車機構１８は、外歯歯車であるサンギアＳ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に支持するキャリアＣ２とを備えている。この図に示すようにサンギアＳ２は第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａと連結されている。キャリアＣ２は入力軸１３ａと連結されている。そのため、キャリアＣ２は入力軸１３ａ及びトルクリミッタ１７を介して増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１と連結されている。リングギアＲ２は出力部１４の出力軸１９と連結されている。このように遊星歯車機構１８の各回転要素が連結されることにより、キャリアＣ２が本発明の差動機構の第１回転要素に相当し、サンギアＳ２が本発明の差動機構の第２回転要素に相当し、リングギアＲ２が本発明の差動機構の第３回転要素に相当する。また、第１ＭＧ１１が本発明のモータ・ジェネレータに対応する。
【００２１】
出力部１４は、出力軸１９と、出力軸１９に一体回転するように設けられたドリブンギア２０とを備えている。第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａには、ドライブギア２１が設けられている。ドリブンギア２０はそのドライブギア２１と噛み合っている。出力軸１９は、不図示のデファレンシャル機構等を介して駆動輪３と動力伝達可能に接続されている。
【００２２】
図２は、増速用遊星歯車機構１５及び遊星歯車機構１８の共線図を示している。この図において「ＥＮＧ」はエンジン１０を、「ＭＧ１」は第１ＭＧ１１を、「ＭＧ２」は第１ＭＧ１２を、「ＯＵＴ」は出力軸１９をそれぞれ示している。また、「Ｓ１」、「Ｃ１」、「Ｒ１」は、それぞれ増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１、キャリアＣ１、リングギアＲ１を示している。そして、「Ｓ２」、「Ｃ２」、「Ｒ２」は、それぞれ遊星歯車機構１８のサンギアＳ２、キャリアＣ２、リングギアＲ２を示している。「ρ１」は増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１とリングギアＲ１との間の変速比を示している。この変速比ρ１には、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１とキャリアＣ１との間の変速比を１とした場合に０より大きくかつ１未満の値が設定される。「ρ２」は遊星歯車機構１８のキャリアＣ２とリングギアＲ２との間の変速比を示している。この変速比ρ２には、遊星歯車機構１８のサンギアＳ２とキャリアＣ２との間の変速比を１とした場合に０より大きくかつ１未満の値が設定される。
【００２３】
上述したように増速用遊星歯車機構１５はシングルピニオン型の遊星歯車機構である。そのため、サンギアＳ１を固定した場合、キャリアＣ１に入力されたトルクは、リングギアＲ１から１／（１＋ρ１）倍されて出力される。そのため、この図に示したようにエンジン１０からトルクＴ１が入力されると、リングギアＲ１からはそのトルクＴ１に１／（１＋ρ１）を乗じたトルクＴ２が出力される。このように増速用遊星歯車機構１５では、エンジン１０から入力されたトルクが低減される。
【００２４】
以上に説明したように、本発明の第１の形態によれば、エンジン１０と動力分割機構１３との間に増速用遊星歯車機構１５を設けたので、エンジン１０の出力トルクを小さくして動力分割機構１３に伝達できる。これにより第１ＭＧ１１で受けるべき反力を小さくできるので、第１ＭＧ１１を小型化できる。また、このように出力トルクを小さくすることによりエンジン１０の出力トルクの変動を小さくして動力分割機構１３に伝達できる。さらに増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１はダンパー１６を介してケース２と連結されている。そのため、エンジン１０の出力トルクが変動した場合にサンギアＳ１を回転させ、ダンパー１６でそのトルク変動を小さくすることができる。従って、エンジン１０の出力トルクの変動を十分に小さくしてから動力分割機構１３に伝達できる。
【００２５】
この第１の形態では、ダンパー１６がサンギアＳ１とケース２との間に設けられている。ダンパー１６は回転体と回転体との間に設けることもできるが、この場合にはダンパー１６として設けるバネの種類や長さ及びバネの配置位置等が制約される。この場合と比較して回転しないケース２とサンギアＳ１との間にダンパー１６を設けることにより、これらの制約を緩和することができる。そのため、ダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。そして、このような位置にダンパー１６を設けることによりエンジン１０からダンパー１６に入力されるトルクを小さくできる。そのため、ダンパー１６を小型化できる。また、この形態ではリングギアＲ１と動力分割機構１３との間にトルクリミッタ１７を設けたので、さらにダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。上述したようにリングギアＲ１から出力されるトルクＴ２は、エンジン１０の出力トルクＴ１より小さい。そのため、このような位置にトルクリミッタ１７を設けることにより、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００２６】
なお、この形態では、トルクリミッタ１７をダンパー１６とサンギアＳ１との間に設けてもよい。この場合にも同様にダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。また、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００２７】
この第１の形態では、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１と共に回転する部分（以下、サンギア軸と称することがある。）のイナーシャＩｓが、増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１と共に回転する部分（以下、キャリア軸と称することがある。）のイナーシャＩｃの（ρ１／（１＋ρ１）２倍以下になるように増速用遊星歯車機構１５を構成してもよい。以下、その理由を説明する。
【００２８】
キャリア軸のイナーシャトルクＴｃは、以下の（１）式で示すことができる。なお、この（１）式中のωｃはキャリア軸の回転数を示している。
【００２９】
【数１】
【００３０】
サンギア軸のイナーシャトルクＴｓは、リングギアＲ１の回転数変化が無いと仮定すると、以下の（２）式で示すことができる。なお、この（２）式中のωｓはサンギア軸の回転数を示している。
【００３１】
【数２】
【００３２】
ここで、サンギア軸のイナーシャトルクＴｓをキャリア軸の回転数ωｃで表すと以下の（３）式になる。なお、ρ１は増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１とリングギアＲ１との間の変速比を示している。
【００３３】
【数３】
【００３４】
サンギア軸のイナーシャトルクＴｓをキャリア軸のトルクに変換すると以下の（４）になる。
【００３５】
【数４】
【００３６】
従って、サンギア軸のイナーシャＩｓをキャリア軸のイナーシャＩｃの（ρ１／（１＋ρ１）２倍以下にしてサンギア軸で発生するイナーシャトルクＴｓをキャリア軸で発生するイナーシャトルクＴｃよりも小さくすることにより、エンジン１０のトルク変動でエンジン１０の回転が変動した場合にサンギア軸のイナーシャトルクＴｓがリングギアＲ１から出力されることを防止できる。従って、動力分割機構１３に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００３７】
（第２の形態）
次に図３及び図４を参照して本発明の第２の形態に係るハイブリッド車両を説明する。図３はこの形態に係るハイブリッド車両１の要部のスケルトン図を示している。この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図３に示したようにこの形態では、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１がダンパー１６を介してケース２と連結されている。そして、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１がトルクリミッタ１７を介して入力軸１３ａと接続されている。なお、トルクリミッタ１７よりも駆動輪３側の構成は、この形態においても第１の形態と同様である。そのため、それらの部分の図示は省略した。なお、このように増速用遊星歯車機構１５の各回転要素が連結されることにより、この形態ではリングギアＲ１が本発明の増速用差動機構の第１回転要素に相当し、キャリアＣ１が本発明の増速用差動機構の第２回転要素に相当し、サンギアＳ１が本発明の増速用差動機構の第３回転要素に相当する。
【００３９】
図４はこの形態の増速用遊星歯車機構１５の共線図を示している。なお、この図において「ρ３」は増速用遊星歯車機構１５のキャリアＣ１とリングギアＲ１との間の変速比を示している。それ以外の符号は図２と同じである。変速比ρ３には、増速用遊星歯車機構１５のサンギアＳ１とキャリアＣ１との間の変速比を１とした場合に０より大きくかつ１未満の値が設定される。この形態においても増速用遊星歯車機構１５はシングルピニオン型の遊星歯車機構である。そのため、リングギアＲ１を固定した場合、キャリアＣ１に入力されたトルクは、サンギアＳ１からρ３／（１＋ρ３）倍されて出力される。そのため、この図に示したようにエンジン１０からトルクＴ１が入力されると、サンギアＳ１からはそのトルクＴ１にρ３／（１＋ρ３）を乗じたトルクＴ２が出力される。このようにこの形態においても増速用遊星歯車機構１５においてエンジン１０から入力されたトルクが低減される。
【００４０】
本発明の第２の形態によれば、増速用遊星歯車機構１５によって動力分割機構１３に伝達されるトルクを小さくできるので、第１ＭＧ１１を小型化できる。また、エンジン１０の出力トルクの変動を小さくして動力分割機構１３に伝達できる。そして、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１はダンパー１６を介してケース２と連結されているため、ダンパー１６でエンジン１０の出力トルクの変動を小さくできる。従って、エンジン１０の出力トルクの変動を十分に小さくしてから動力分割機構１３に伝達できる。
【００４１】
また、この第２の形態では、ダンパー１６をリングギアＲ１と回転しないケース２との間に設けたので、ダンパー１６として設けるバネの種類や長さ及びバネの配置位置等に関する制約を緩和できる。そのため、ダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。そして、このような位置にダンパー１６を設けることによりエンジン１０からダンパー１６に入力されるトルクを小さくできるので、ダンパー１６を小型化できる。また、この形態ではサンギアＳ１と動力分割機構１３との間にトルクリミッタ１７を設けたので、さらにダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。トルクリミッタ１７は、サンギアＳ１と動力分割機構１３との間に設けられているので、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００４２】
なお、この形態では、トルクリミッタ１７をダンパー１６とリングギアＲ１との間に設けてもよい。この場合にも同様にダンパー１６の設計や選択の自由度を高めることができる。また、トルクリミッタ１７の容量を低減できる。
【００４３】
この第２の形態では、増速用遊星歯車機構１５のリングギアＲ１と共に回転する部分（以下、リングギア軸と称することがある。）のイナーシャＩｒが、キャリア軸のイナーシャＩｃの（１／（１＋ρ３）２倍以下になるように増速用遊星歯車機構１５を構成してもよい。リングギア軸のイナーシャトルクＴｒは、以下の式（５）で示すことができる。
【００４４】
【数５】
【００４５】
ここでリングギア軸のイナーシャトルクＴｒをキャリア軸のトルクに変換すると、以下の（６）式になる。
【００４６】
【数６】
【００４７】
そのため、リングギア軸のイナーシャＩｒをこのように設定してリングギア軸で発生するイナーシャトルクＴｒをキャリア軸で発生するイナーシャトルクＴｃよりも小さくすることにより、エンジン１０のトルク変動でエンジン１０の回転が変動した場合にリングギア軸のイナーシャトルクＴｓがサンギアＳ１から出力されることを防止できる。従って、動力分割機構１３に伝達されるトルクの変動をさらに抑制できる。
【００４８】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明のハイブリッド車両に搭載される内燃機関は、ディーゼルエンジンに限定されず、火花点火式の内燃機関であってもよい。
【００４９】
増速用遊星歯車機構は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限定されず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。なお、ダブルピニオン型の遊星歯車機構の場合には、リングギアが内燃機関と連結される。そして、サンギア又はキャリアのいずれか一方がダンパーを介してケースと連結され、他方がトルクリミッタを介して動力分割機構と連結される。この場合でも上述した各形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 車両
３ 駆動輪
１０ 内燃機関
１１ 第１モータ・ジェネレータ
１３ 動力分割機構
１４ 出力部
１５ 増速用遊星歯車機構（増速用差動機構）
１６ ダンパー
１７ トルクリミッタ
１８ 遊星歯車機構（差動機構）
Ｓ１ 増速用遊星歯車機構のサンギア（増速用差動機構の第１回転要素、第３回転要素）
Ｒ１ 増速用遊星歯車機構のリングギア（増速用差動機構の第３回転要素、第１回転要素）
Ｃ１ 増速用遊星歯車機構のキャリア（増速用差動機構の第２回転要素）
Ｓ２ 遊星歯車機構のサンギア（差動機構の第２回転要素）
Ｒ２ 遊星歯車機構のリングギア（差動機構の第３回転要素）
Ｃ２ 遊星歯車機構のキャリア（差動機構の第１回転要素）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともに第１回転要素に前記内燃機関が、第２回転要素に前記モータ・ジェネレータが、第３回転要素に前記出力部がそれぞれ連結された差動機構を含む動力分割機構と、を備えたハイブリッド車両において、
前記内燃機関と前記差動機構との間の動力伝達経路中に設けられ、かつ相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともにこれら回転要素を共線図上に配列したときに前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素の順番で並ぶ増速用差動機構をさらに備え、
前記増速用差動機構の第１回転要素が、振動を減衰可能なダンパーを介して回転不能な固定部材と連結され、
前記増速用差動機構の第２回転要素が、前記内燃機関と連結され、
前記増速用差動機構の第３回転要素が、前記差動機構の第１回転要素と連結されているハイブリッド車両。
【請求項２】
前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、
前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアであり、
前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、
前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアである請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記サンギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（ρ／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されている請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、
前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアであり、
前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、
前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアである請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記リングギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（１／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されている請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記増速用差動機構の第３回転要素は、伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記差動機構の第１回転要素と連結されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記ダンパー及び伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記固定部材と連結されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項１】
内燃機関と、モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともに第１回転要素に前記内燃機関が、第２回転要素に前記モータ・ジェネレータが、第３回転要素に前記出力部がそれぞれ連結された差動機構を含む動力分割機構と、を備えたハイブリッド車両において、
前記内燃機関と前記差動機構との間の動力伝達経路中に設けられ、かつ相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともにこれら回転要素を共線図上に配列したときに前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素の順番で並ぶ増速用差動機構をさらに備え、
前記増速用差動機構の第１回転要素が、振動を減衰可能なダンパーを介して回転不能な固定部材と連結され、
前記増速用差動機構の第２回転要素が、前記内燃機関と連結され、
前記増速用差動機構の第３回転要素が、前記差動機構の第１回転要素と連結されているハイブリッド車両。
【請求項２】
前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、
前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアであり、
前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、
前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアである請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記サンギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（ρ／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されている請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記増速用差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、
前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギアであり、
前記増速用差動機構の第２回転要素は、前記遊星歯車機構のキャリアであり、
前記増速用差動機構の第３回転要素は、前記遊星歯車機構のサンギアである請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記キャリアと前記リングギアとの間の変速比をρとした場合に、前記リングギアと共に回転する部分のイナーシャが、前記キャリアと共に回転する部分のイナーシャの（１／（１＋ρ）２倍以下になるように前記遊星歯車機構が構成されている請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記増速用差動機構の第３回転要素は、伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記差動機構の第１回転要素と連結されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記増速用差動機構の第１回転要素は、前記ダンパー及び伝達されるトルクの上限を制限可能なトルクリミッタを介して前記固定部材と連結されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０７５３１（Ｐ２０１３−１０７５３１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５１９６（Ｐ２０１１−２５５１９６）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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