JP6434690B2 - ハイブリッド車両用動力伝達装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両用動力伝達装置に係り、より詳しくは、ラビニヨ型（Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘ）ギア列及び二つ以上のクラッチを用いて、エンジンの出力を走行モード別に可変させる直並列型の動力伝達経路を具現することで、燃費向上を図ることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置に関する。
通常、ハイブリッド車両用動力伝達装置は、エンジンとモータとを動力源として、多様な組み合わせの動力伝達装置を構成することが可能であり、代表的な動力伝達装置としては、（１）エンジンが、発電機の役割のみを行い、モータの駆動を通じて、走行が行われる直列型パワートレーン、（２）エンジンとモータの動力を共に組み合わせて、走行が行われる並列型パワートレーン、（３）エンジンとモータの動力を共に使用するが、走行状況によって、モータまたはエンジンの動力の分配が行われる直並列型パワートレーンなどがある（例えば、引用文献１，２参照）。
図８は、従来のハイブリッド車両用の直並列型パワートレーンについての一構成例を示す動力伝達系統図であって、エンジン（ＥＮＧ）１と、発電用の第１モータ（ＭＧ１）及び走行用の第２モータ（ＭＧ２）と、走行用の第２モータ（ＭＧ２）に連結された第１ギア２−１と、エンジン（ＥＮＧ）１及びクラッチ６により連結される第２ギア２−２と、第１ギア２−１及び第２ギア２−２と同時にかみ合う第３ギア２−３と、第３ギア２−３と同軸をなして走行ホイール７に出力する出力ギア３とを備えて構成されている。これによって、ＥＶ走行モードを始めとする第１ＨＥＶ走行モード及び第２ＨＥＶ走行モードが具現される。
〔ＥＶ走行モード〕
ＥＶ走行モードは、第２モータ（ＭＧ２）の駆動のみで車両の初期の低速走行が行われる走行モードであり、エンジン（ＥＮＧ）１及び第１モータ（ＭＧ１）が停止した状態で、第２モータ（ＭＧ２）のみが、バッテリー４の電源に基づいて駆動して走行が行われるモードであって、第２モータ（ＭＧ２）の駆動力が、第１ギア２−１及び第３ギア２−３を通じて、出力ギア３に伝達された後、走行ホイール７に伝達されて、車両の走行が行われる。
ＥＶ走行モードは、第２モータ（ＭＧ２）の駆動のみで車両の初期の低速走行が行われる走行モードであり、エンジン（ＥＮＧ）１及び第１モータ（ＭＧ１）が停止した状態で、第２モータ（ＭＧ２）のみが、バッテリー４の電源に基づいて駆動して走行が行われるモードであって、第２モータ（ＭＧ２）の駆動力が、第１ギア２−１及び第３ギア２−３を通じて、出力ギア３に伝達された後、走行ホイール７に伝達されて、車両の走行が行われる。
〔第１ＨＥＶ走行モード〕
第１ＨＥＶ走行モードも同様に、第２モータ（ＭＧ２）の駆動のみで車両の低速走行が行われる走行モードであって、特に、エンジン（ＥＮＧ）１の始動と共に、エンジン（ＥＮＧ）１の動力が、入力ギア５を通じて、発電用の第１モータ（ＭＧ１）の駆動ギア８に伝達されるステップと、エンジン（ＥＮＧ）１の動力により、第１モータ（ＭＧ１）が駆動して、発電を行うステップと、第１モータ（ＭＧ１）の発電による電力がバッテリー４に充電されるステップとを含む。
第１ＨＥＶ走行モードも同様に、第２モータ（ＭＧ２）の駆動のみで車両の低速走行が行われる走行モードであって、特に、エンジン（ＥＮＧ）１の始動と共に、エンジン（ＥＮＧ）１の動力が、入力ギア５を通じて、発電用の第１モータ（ＭＧ１）の駆動ギア８に伝達されるステップと、エンジン（ＥＮＧ）１の動力により、第１モータ（ＭＧ１）が駆動して、発電を行うステップと、第１モータ（ＭＧ１）の発電による電力がバッテリー４に充電されるステップとを含む。
〔第２ＨＥＶ走行モード〕
第２ＨＥＶ走行モードは、走行用の第２モータ（ＭＧ２）の動力以外に、エンジン（ＥＮＧ）１の動力を補助動力として使用して、車両の高速走行が行われる走行モードであって、エンジン（ＥＮＧ）１の動力が、クラッチ６を通じて、第２ギア２−２に伝達されると共に、第２ギア２−２とかみ合う第３ギア２−３に伝達されるステップと、第３ギア２−３と同軸に連結された出力ギア３及び減速ギアを通じて、走行ホイール７にエンジン（ＥＮＧ）１の動力が伝達されるステップによって、車両の走行が行われる。
第２ＨＥＶ走行モードは、走行用の第２モータ（ＭＧ２）の動力以外に、エンジン（ＥＮＧ）１の動力を補助動力として使用して、車両の高速走行が行われる走行モードであって、エンジン（ＥＮＧ）１の動力が、クラッチ６を通じて、第２ギア２−２に伝達されると共に、第２ギア２−２とかみ合う第３ギア２−３に伝達されるステップと、第３ギア２−３と同軸に連結された出力ギア３及び減速ギアを通じて、走行ホイール７にエンジン（ＥＮＧ）１の動力が伝達されるステップによって、車両の走行が行われる。
しかし、上記の従来の直並列型の動力伝達装置は、下記のような短所がある。
エンジンの固定ギア段、すなわち、クラッチの結合時、エンジンの動力が最終の出力ギアに伝達されるエンジンの動力の入出力経路が一つに限定されているので、燃費向上をそれ以上期待しがたいという短所がある。
換言すれば、エンジンの出力軸と最終の出力ギアとの間を連結する動力伝達経路、すなわち、エンジンの動力の入出力経路に載置されたギア列が、平ギア型の第２ギアを始めとする第３ギア及び出力ギアが単純に連結された構造で組み合わせられ、エンジンの出力を、車速によって、走行ホイールに適切に分配できず、燃費向上を期待しがたいという短所がある。
エンジンの固定ギア段、すなわち、クラッチの結合時、エンジンの動力が最終の出力ギアに伝達されるエンジンの動力の入出力経路が一つに限定されているので、燃費向上をそれ以上期待しがたいという短所がある。
換言すれば、エンジンの出力軸と最終の出力ギアとの間を連結する動力伝達経路、すなわち、エンジンの動力の入出力経路に載置されたギア列が、平ギア型の第２ギアを始めとする第３ギア及び出力ギアが単純に連結された構造で組み合わせられ、エンジンの出力を、車速によって、走行ホイールに適切に分配できず、燃費向上を期待しがたいという短所がある。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、二つのピニオンギアが組み合わせられたキャリアを含むダブルピニオン遊星ギアに、シングルピニオン遊星ギアが一体に構成されたラビニヨ型ギア列と、二つ以上のクラッチなどを用いて、エンジンの出力を走行ホイールに分配できる二つ以上のエンジンの固定ギア段を具現することで、既存の直並列型パワートレーンに比べて、燃費向上を図ることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明のハイブリッド車両用動力伝達装置は、エンジンと、前記エンジンからの第１入力軸と同軸に連結される発電用の第１モータと、前記エンジンから前記第１モータを経て延びる第１入力軸と動力伝達可能に連結される第１遊星ギアセットと、前記第１入力軸の末端部に取り付けられ、前記エンジンからの動力を、第２入力軸を通じて、前記第１遊星ギアセットの作動要素のうち一方に伝達したり、断絶したりする第１クラッチと、前記第１入力軸の末端部に取り付けられ、前記エンジンからの動力を、第３入力軸を通じて、前記第１遊星ギアセットの作動要素のうち他方の作動要素に伝達したり、断絶したりする第２クラッチと、前記第１遊星ギアセットと一体に組み合わせられ、前記第１遊星ギアセットから伝達される前記エンジンの動力を、出力軸を通じて、走行ホイールに出力するか、または走行用の第２モータの動力を、直接的に出力軸を通じて、前記走行ホイールに出力する第２遊星ギアセットと、前記第２遊星ギアセットのいずれか一方の作動要素と連結されて、動力を直接的に前記走行ホイールに出力する走行用の第２モータと、前記エンジンの動力による前記第１モータの充放電及び前記第２モータの充放電による電力が入出力されるバッテリーと、を備えて構成され、前記第１遊星ギアセットの第１リングギアと、前記第２遊星ギアセットの第２リングギアとが、同一線上をなして一体に連結され、前記第１遊星ギアセットの第１キャリアと、前記第２遊星ギアセットの第２−１キャリアとが、同一線上をなして一体に連結され、前記第１遊星ギアセットの第１キャリアには、第１太陽ギアが、前記第２遊星ギアセットの第２−１キャリアには、第２−２キャリアが、前記第２−２キャリアには、前記第２遊星ギアセットの第２太陽ギアがそれぞれ独立して接続され、前記第１太陽ギアが回転不能に固定されていることを特徴とする。
本発明の望ましい具現例として、第１遊星ギアセットは、シングルピニオン遊星ギアが採用され、第２遊星ギアセットは、ダブルピニオン遊星ギアが採用され、互いに一体となったラビニヨ型ギア列をなしたことを特徴とする。
また、第１クラッチから延びる第２入力軸は、第１遊星ギアセットの第１キャリアと連結され、第２クラッチから延びる第３入力軸は、第１遊星ギアセットの第１リングギアと連結され、第２モータは、第２遊星ギアセットの第２太陽ギアと連結されたことを特徴とする。
本発明の動力伝達装置によるＥＶ走行モードが具現される時、第１クラッチ及び第２クラッチが断絶された状態を維持すると共に、第２モータの単独駆動による回転動力が、第２遊星ギアセットの第２太陽ギア、第２−２キャリア、第２−１キャリア及び第２リングギアを通じて減速しつつ、走行ホイールに出力されることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置によるＥＶ走行モードが具現される時、第１クラッチ及び第２クラッチが断絶された状態を維持すると共に、第２モータの単独駆動による回転動力が、第２遊星ギアセットの第２太陽ギア、第２−２キャリア、第２−１キャリア及び第２リングギアを通じて減速しつつ、走行ホイールに出力されることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置による第１ＨＥＶ走行モードが具現される時、第１クラッチ及び第２クラッチが断絶された状態で、ＥＶ走行モードが実行される途中で、第１モータがスターターとして作動して、エンジンの始動が行われれば、エンジンの動力により、第１モータが発電駆動を行うと共に、発電された電力がバッテリーに充電されることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置による第２ＨＥＶ走行モードが具現される時、エンジンの駆動時に第２クラッチが連結作動すれば、エンジンの動力が、第１遊星ギアセットの第１リングギアと、第２遊星ギアセットの第２リングギアとを通じて、走行ホイールに出力されると共に、第１モータ及び第２モータのトルク制御が行われることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置による第３ＨＥＶ走行モードが具現される時、エンジンの駆動時に第１クラッチが連結作動すれば、エンジンの動力が、互いに一体に連結された第１遊星ギアセットの第１キャリアと、第２遊星ギアセットの第２−１キャリアとを通じて増速した後、第２リングギアを通じて、走行ホイールに出力されると共に、第１モータ及び第２モータのトルク制御が行われることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置による第２ＨＥＶ走行モードが具現される時、エンジンの駆動時に第２クラッチが連結作動すれば、エンジンの動力が、第１遊星ギアセットの第１リングギアと、第２遊星ギアセットの第２リングギアとを通じて、走行ホイールに出力されると共に、第１モータ及び第２モータのトルク制御が行われることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置による第３ＨＥＶ走行モードが具現される時、エンジンの駆動時に第１クラッチが連結作動すれば、エンジンの動力が、互いに一体に連結された第１遊星ギアセットの第１キャリアと、第２遊星ギアセットの第２−１キャリアとを通じて増速した後、第２リングギアを通じて、走行ホイールに出力されると共に、第１モータ及び第２モータのトルク制御が行われることを特徴とする。
本発明によれば、シングルピニオン遊星ギアと、ダブルピニオン遊星ギアとを一体化させたラビニヨ型ギア列、及び二つ以上のクラッチを用いるが、シングルピニオン遊星ギアの第１リングギアと、ダブルピニオン遊星ギアの第２リングギアとを、一体に連結して共用化させると共に、シングルピニオン遊星ギアの第１キャリアと、ダブルピニオン遊星ギアの第２−１キャリア（ダブルピニオンのうち一つ）とを、一体に連結して共用化させることで、ＥＶ走行モードを始めとする第１ないし第３ＨＥＶ走行モードを含む直並列の動力伝達フローが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置及びシステムを構築することができる。
特に、二つのクラッチを用いて、二つ以上のエンジンの固定ギア段を選択することで、エンジンの動力を要する並列駆動時の燃費向上を図ることができる。
特に、二つのクラッチを用いて、二つ以上のエンジンの固定ギア段を選択することで、エンジンの動力を要する並列駆動時の燃費向上を図ることができる。
以下、本発明の望ましい実施形態を、添付した図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置を示す動力伝達系統図である。図１に示したとおり、エンジン（ＥＮＧ）１０からの第１入力軸１１と、発電用の第１モータ（ＭＧ１）２１とが同軸に直結され、エンジン（ＥＮＧ）１０から第１モータ（ＭＧ１）２１を経て延びる第１入力軸１１には、一対のクラッチを介して、第１遊星ギアセット３０と、第２遊星ギアセット４０とが組み合わせられたラビニヨ型ギア列が動力伝達可能に連結される。
図３は本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置に適用されたラビニヨ型ギア列のみを示す図面である。図１及び図３に示したとおり、本発明におけるラビニヨ型ギア列は、第１遊星ギアセット３０が、シングルピニオン遊星ギアとして採用され、第２遊星ギアセット４０が、二つのピニオンギアから構成されたキャリアを含むダブルピニオン遊星ギアとして採用され、互いに一体に連結された構造で備えられる。
図１は本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置を示す動力伝達系統図である。図１に示したとおり、エンジン（ＥＮＧ）１０からの第１入力軸１１と、発電用の第１モータ（ＭＧ１）２１とが同軸に直結され、エンジン（ＥＮＧ）１０から第１モータ（ＭＧ１）２１を経て延びる第１入力軸１１には、一対のクラッチを介して、第１遊星ギアセット３０と、第２遊星ギアセット４０とが組み合わせられたラビニヨ型ギア列が動力伝達可能に連結される。
図３は本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置に適用されたラビニヨ型ギア列のみを示す図面である。図１及び図３に示したとおり、本発明におけるラビニヨ型ギア列は、第１遊星ギアセット３０が、シングルピニオン遊星ギアとして採用され、第２遊星ギアセット４０が、二つのピニオンギアから構成されたキャリアを含むダブルピニオン遊星ギアとして採用され、互いに一体に連結された構造で備えられる。
より詳しくは、第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１と、第２遊星ギアセット４０の第２リングギアＲ２とが、同一線上をなして一体に連結され、第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１と、第２遊星ギアセット４０の第２−１キャリアＣ２−１とが、同一線上をなして一体に連結される。
そして、第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１と第１キャリアＣ１とを除いた残りの作動要素、及び第２遊星ギアセット４０の第２リングギアＲ２と第２−１キャリアＣ２−１とを除いた残りの作動要素は、独立して存在する。
すなわち、第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１のピニオンは、第１太陽ギアＳ１と独立してかみ合い、第２遊星ギアセット４０の第２−１キャリアＣ２−１のピニオンには、第２−２キャリアＣ２−２のピニオンが独立してかみ合い、第２−２キャリアＣ２−２のピニオンには、第２遊星ギアセット４０の第２太陽ギアＳ２が独立してかみ合う。
そして、第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１と第１キャリアＣ１とを除いた残りの作動要素、及び第２遊星ギアセット４０の第２リングギアＲ２と第２−１キャリアＣ２−１とを除いた残りの作動要素は、独立して存在する。
すなわち、第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１のピニオンは、第１太陽ギアＳ１と独立してかみ合い、第２遊星ギアセット４０の第２−１キャリアＣ２−１のピニオンには、第２−２キャリアＣ２−２のピニオンが独立してかみ合い、第２−２キャリアＣ２−２のピニオンには、第２遊星ギアセット４０の第２太陽ギアＳ２が独立してかみ合う。
この時、エンジン（ＥＮＧ）１０から第１モータ（ＭＧ１）２１を経て延びる第１入力軸１１の末端部には、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２が並んで取り付けられる。
第１クラッチＣＬ１は、エンジン（ＥＮＧ）１０からの動力を、第１クラッチＣＬ１から延びる第２入力軸１２を通じて、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうちいずれか一方に伝達したり、断絶したりする作動を行う。
望ましくは、第１クラッチＣＬ１から延びる第２入力軸１２は、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうち、第１キャリアＣＬ１と動力伝達可能に連結される。
第１クラッチＣＬ１は、エンジン（ＥＮＧ）１０からの動力を、第１クラッチＣＬ１から延びる第２入力軸１２を通じて、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうちいずれか一方に伝達したり、断絶したりする作動を行う。
望ましくは、第１クラッチＣＬ１から延びる第２入力軸１２は、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうち、第１キャリアＣＬ１と動力伝達可能に連結される。
また、第２クラッチＣＬ２は、エンジン（ＥＮＧ）１０からの動力を、第２クラッチＣＬ２から延びる第３入力軸１３を通じて、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうち他方の作動要素に伝達したり、断絶したりする作動を行う。
望ましくは、第２クラッチＣＬ２から延びる第３入力軸１３は、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうち、第１リングギアＲ１と動力伝達可能に連結される。
望ましくは、第２クラッチＣＬ２から延びる第３入力軸１３は、第１遊星ギアセット３０の作動要素のうち、第１リングギアＲ１と動力伝達可能に連結される。
一方、走行用の第２モータ（ＭＧ２）２２は、第２遊星ギアセット４０のいずれか一つの作動要素と連結されて、モータの動力を直接的に走行ホイール５０に出力する。
望ましくは、第２モータ（ＭＧ２）２２は、第２遊星ギアセット４０の作動要素のうち、第２太陽ギアＳ２と動力伝達可能に連結される。
ここで、上記した構成からなる本発明のハイブリッド用動力伝達装置の動力伝達フローを、各走行モード別に説明すれば、下記の通りである。
望ましくは、第２モータ（ＭＧ２）２２は、第２遊星ギアセット４０の作動要素のうち、第２太陽ギアＳ２と動力伝達可能に連結される。
ここで、上記した構成からなる本発明のハイブリッド用動力伝達装置の動力伝達フローを、各走行モード別に説明すれば、下記の通りである。
〔ＥＶ走行モード（図２及び図４参照）〕
ＥＶ走行モードは、走行用の第２モータ（ＭＧ２）２２の動力のみで行われる走行モードであって、このために、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２が断絶された状態で、第２モータ（ＭＧ２）２２のみがバッテリー１４から電力を供給されつつ、単独に駆動される。
ＥＶ走行モード時、アンダードライブ（Ｕｎｄｅｒ Ｄｒｉｖｅ： ＵＤ）の固定ギア段が具現され、第２モータ（ＭＧ２）２２の回転速度は減速して、走行ホイール５０に出力される。
すなわち、第２モータ（ＭＧ２）２２の駆動による回転動力が、第２遊星ギアセット４０の第２太陽ギアＳ２、第２−２キャリアＣ２−２、第２−１キャリアＣ２−１及び第２リングギアＲ２を順次に経由して減速した後、走行ホイール５０に最終的に出力されて、車両の初期走行が行われる。
ＥＶ走行モードは、走行用の第２モータ（ＭＧ２）２２の動力のみで行われる走行モードであって、このために、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２が断絶された状態で、第２モータ（ＭＧ２）２２のみがバッテリー１４から電力を供給されつつ、単独に駆動される。
ＥＶ走行モード時、アンダードライブ（Ｕｎｄｅｒ Ｄｒｉｖｅ： ＵＤ）の固定ギア段が具現され、第２モータ（ＭＧ２）２２の回転速度は減速して、走行ホイール５０に出力される。
すなわち、第２モータ（ＭＧ２）２２の駆動による回転動力が、第２遊星ギアセット４０の第２太陽ギアＳ２、第２−２キャリアＣ２−２、第２−１キャリアＣ２−１及び第２リングギアＲ２を順次に経由して減速した後、走行ホイール５０に最終的に出力されて、車両の初期走行が行われる。
〔第１ＨＥＶ走行モード（図２及び図５参照）〕
第１ＨＥＶ走行モードは、第２モータ（ＭＧ２）２２の動力による車両の走行時、エンジン（ＥＮＧ）１０が始動されて、バッテリー１４に対する充電が行われる走行モードであって、このために、発電用の第１モータ（ＭＧ１）２１が、エンジン（ＥＮＧ）１０に対するスターターの役割を行う。
第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２が断絶された状態を維持し、第２モータ（ＭＧ２）２２による走行が行われる途中で、第１モータ（ＭＧ１）２１のスターターの駆動によるエンジン（ＥＮＧ）１０の始動が行われれば、エンジン１０の動力が、第１入力軸１１を通じて、同軸をなす第１モータ（ＭＧ１）２１を軸回転させ、第１モータ２１の軸回転による発電電力がバッテリ−１４に充電される。
この時、バッテリ−１４に充電される充電電力、またはバッテリ−１４の保有電力が、続いて第２モータ（ＭＧ２）２２に供給される。
第１ＨＥＶ走行モードは、第２モータ（ＭＧ２）２２の動力による車両の走行時、エンジン（ＥＮＧ）１０が始動されて、バッテリー１４に対する充電が行われる走行モードであって、このために、発電用の第１モータ（ＭＧ１）２１が、エンジン（ＥＮＧ）１０に対するスターターの役割を行う。
第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２が断絶された状態を維持し、第２モータ（ＭＧ２）２２による走行が行われる途中で、第１モータ（ＭＧ１）２１のスターターの駆動によるエンジン（ＥＮＧ）１０の始動が行われれば、エンジン１０の動力が、第１入力軸１１を通じて、同軸をなす第１モータ（ＭＧ１）２１を軸回転させ、第１モータ２１の軸回転による発電電力がバッテリ−１４に充電される。
この時、バッテリ−１４に充電される充電電力、またはバッテリ−１４の保有電力が、続いて第２モータ（ＭＧ２）２２に供給される。
〔第２ＨＥＶ走行モード（図２及び図６参照）〕
第２ＨＥＶ走行モードは、第１クラッチＣＬ１が断絶された状態を維持し、第２クラッチＣＬ２がエンジン（ＥＮＧ）１０の動力を伝達するために連結作動（ｅｎｇａｇｅｄ）して行われる。
第２クラッチＣＬ２が連結作動すれば、エンジン（ＥＮＧ）１０からの第１入力軸１１と、第２クラッチＣＬ２から第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１に延びる第３入力軸１３とが同期化される。
したがって、エンジン（ＥＮＧ）１０の動力が、第２クラッチＣＬ２により同期化された第１入力軸１１と第３入力軸１３とを通じて、第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１に入力され、第１リングギアＲ１と一体となった第２遊星ギアセット４０の第２リングギアＲ２を通じて、走行ホイール５０に出力される。
第２ＨＥＶ走行モードは、第１クラッチＣＬ１が断絶された状態を維持し、第２クラッチＣＬ２がエンジン（ＥＮＧ）１０の動力を伝達するために連結作動（ｅｎｇａｇｅｄ）して行われる。
第２クラッチＣＬ２が連結作動すれば、エンジン（ＥＮＧ）１０からの第１入力軸１１と、第２クラッチＣＬ２から第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１に延びる第３入力軸１３とが同期化される。
したがって、エンジン（ＥＮＧ）１０の動力が、第２クラッチＣＬ２により同期化された第１入力軸１１と第３入力軸１３とを通じて、第１遊星ギアセット３０の第１リングギアＲ１に入力され、第１リングギアＲ１と一体となった第２遊星ギアセット４０の第２リングギアＲ２を通じて、走行ホイール５０に出力される。
このように、第２ＨＥＶ走行モード時、第２クラッチＣＬ２の連結作動により、エンジン１０（ＥＮＧ）の出力が走行ホイール５０にそのまま伝達される１：１エンジン１０の固定ギア段が具現される。
この時、第２ＨＥＶ走行モード時、第１モータ（ＭＧ１）２１及び第２モータ（ＭＧ２）２２に対するトルク制御が行われることで、エンジン（ＥＮＧ）１０から走行ホイール５０に伝達されるエンジン１０の出力を制御することができる。
この時、第２ＨＥＶ走行モード時、第１モータ（ＭＧ１）２１及び第２モータ（ＭＧ２）２２に対するトルク制御が行われることで、エンジン（ＥＮＧ）１０から走行ホイール５０に伝達されるエンジン１０の出力を制御することができる。
〔第３ＨＥＶ走行モード（図２及び図７参照）〕
第３ＨＥＶ走行モードは、第２クラッチＣＬ２が断絶され、第１クラッチＣＬ１がエンジン（ＥＮＧ）１０の動力を伝達するために連結作動（ｅｎｇａｇｅｄ）して行われる。
第１クラッチＣＬ１が連結作動すれば、エンジン（ＥＮＧ）１０からの第１入力軸１１と、第１クラッチＣＬ１から第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１に延びる第２入力軸１２とが同期化される。
したがって、エンジン（ＥＮＧ）１０の動力が、第１クラッチＣＬ１により同期化された第１入力軸１１と第２入力軸１２とを通じて、第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１に入力された後、第１キャリアＣ１と一体となった第２遊星ギアセット４０の第２−１キャリアＣ２−１と、第２リングギアＲ２とを通じて、走行ホイール５０に出力される。この時、第１キャリアＣ１と第２−１キャリアＣ２−１は、エンジン１０の回転動力を増速させる役割を行う。
第３ＨＥＶ走行モードは、第２クラッチＣＬ２が断絶され、第１クラッチＣＬ１がエンジン（ＥＮＧ）１０の動力を伝達するために連結作動（ｅｎｇａｇｅｄ）して行われる。
第１クラッチＣＬ１が連結作動すれば、エンジン（ＥＮＧ）１０からの第１入力軸１１と、第１クラッチＣＬ１から第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１に延びる第２入力軸１２とが同期化される。
したがって、エンジン（ＥＮＧ）１０の動力が、第１クラッチＣＬ１により同期化された第１入力軸１１と第２入力軸１２とを通じて、第１遊星ギアセット３０の第１キャリアＣ１に入力された後、第１キャリアＣ１と一体となった第２遊星ギアセット４０の第２−１キャリアＣ２−１と、第２リングギアＲ２とを通じて、走行ホイール５０に出力される。この時、第１キャリアＣ１と第２−１キャリアＣ２−１は、エンジン１０の回転動力を増速させる役割を行う。
このように、第３ＨＥＶ走行モード時、第１クラッチＣＬ１の連結作動により、エンジン（ＥＮＧ）１０の出力が走行ホイール５０に増速して伝達されるオーバードライブ（Ｏｖｅｒ Ｄｒｉｖｅ： ＯＤ）の固定ギア段が具現される。
この時、第３ＨＥＶ走行モード時にも、第１モータ（ＭＧ１）２１及び第２モータ（ＭＧ２）２２に対するトルク制御が行われることで、エンジン（ＥＮＧ）１０から走行ホイール５０に伝達されるエンジン１０の出力が、最適の運転点内で行われる。
この時、第３ＨＥＶ走行モード時にも、第１モータ（ＭＧ１）２１及び第２モータ（ＭＧ２）２２に対するトルク制御が行われることで、エンジン（ＥＮＧ）１０から走行ホイール５０に伝達されるエンジン１０の出力が、最適の運転点内で行われる。
１，１０ エンジン（ＥＮＧ）
２−１ 第１ギア
２−２ 第２ギア
２−３ 第３ギア
４，１４ バッテリー
５ 入力ギア
６ クラッチ
７，５０ 走行ホイール
８ 駆動ギア
１１ 第１入力軸
１２ 第２入力軸
１３ 第３入力軸
２１ 第１モータ（ＭＧ１）
２２ 第２モータ（ＭＧ２）
３０ 第１遊星ギアセット
４０ 第２遊星ギアセット
Ｃ１ 第１キャリア
Ｃ２ 第２キャリア
Ｃ２−１ 第２−１キャリア
Ｃ２−２ 第２−２キャリア
ＣＬ１ 第１クラッチ
ＣＬ２ 第２クラッチ
ＯＤ オーバードライブ
ｏｕｔ 出力
Ｒ１ 第１リングギア
Ｒ２ 第２リングギア
Ｓ１ 第１太陽ギア
Ｓ２ 第２太陽ギア
２−１ 第１ギア
２−２ 第２ギア
２−３ 第３ギア
４，１４ バッテリー
５ 入力ギア
６ クラッチ
７，５０ 走行ホイール
８ 駆動ギア
１１ 第１入力軸
１２ 第２入力軸
１３ 第３入力軸
２１ 第１モータ（ＭＧ１）
２２ 第２モータ（ＭＧ２）
３０ 第１遊星ギアセット
４０ 第２遊星ギアセット
Ｃ１ 第１キャリア
Ｃ２ 第２キャリア
Ｃ２−１ 第２−１キャリア
Ｃ２−２ 第２−２キャリア
ＣＬ１ 第１クラッチ
ＣＬ２ 第２クラッチ
ＯＤ オーバードライブ
ｏｕｔ 出力
Ｒ１ 第１リングギア
Ｒ２ 第２リングギア
Ｓ１ 第１太陽ギア
Ｓ２ 第２太陽ギア
Claims (9)
- エンジンと、
前記エンジンからの第１入力軸と同軸に連結される発電用の第１モータと、
前記エンジンから前記第１モータを経て延びる第１入力軸と動力伝達可能に連結される第１遊星ギアセットと、
前記第１入力軸の末端部に取り付けられ、前記エンジンからの動力を、第２入力軸を通じて、前記第１遊星ギアセットの作動要素のうち一方に伝達したり、断絶したりする第１クラッチと、
前記第１入力軸の末端部に取り付けられ、前記エンジンからの動力を、第３入力軸を通じて、前記第１遊星ギアセットの作動要素のうち他方の作動要素に伝達したり、断絶したりする第２クラッチと、
前記第１遊星ギアセットと一体に組み合わせられ、前記第１遊星ギアセットから伝達される前記エンジンの動力を、出力軸を通じて、走行ホイールに出力するか、または走行用の第２モータの動力を、直接的に出力軸を通じて、前記走行ホイールに出力する第２遊星ギアセットと、
前記第２遊星ギアセットのいずれか一方の作動要素と連結されて、動力を直接的に前記走行ホイールに出力する走行用の第２モータと、
前記エンジンの動力による前記第１モータの充放電及び前記第２モータの充放電による電力が入出力されるバッテリーと、
を備えて構成され、
前記第１遊星ギアセットの第１リングギアと、前記第２遊星ギアセットの第２リングギアとが、同一線上をなして一体に連結され、
前記第１遊星ギアセットの第１キャリアと、前記第２遊星ギアセットの第２−１キャリアとが、同一線上をなして一体に連結され、
前記第１遊星ギアセットの第１キャリアには、第１太陽ギアが、前記第２遊星ギアセットの第２−１キャリアには、第２−２キャリアが、前記第２−２キャリアには、前記第２遊星ギアセットの第２太陽ギアがそれぞれ独立して接続され、
前記第１太陽ギアが回転不能に固定されていることを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記第１遊星ギアセットは、シングルピニオン遊星ギアが採用され、前記第２遊星ギアセットは、ダブルピニオン遊星ギアが採用され、互いに一体となったラビニヨ型ギア列をなしたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記第１クラッチから延びる前記第２入力軸は、前記第１遊星ギアセットの第１キャリアと連結されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記第２クラッチから延びる前記第３入力軸は、前記第１遊星ギアセットの第１リングギアと連結されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記第２モータは、前記第２遊星ギアセットの第２太陽ギアと連結されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが断絶された状態を維持すると共に、前記第２モータの単独駆動による回転動力が、前記第２遊星ギアセットの第２太陽ギア、第２−２キャリア、第２−１キャリア及び第２リングギアを通じて減速しつつ、走行ホイールに出力されて、ＥＶ走行モードが具現されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが断絶された状態で、ＥＶ走行モードが実行される途中で、前記第１モータがスターターとして連結作動して、前記エンジンの始動が行われれば、前記エンジンの動力により、前記第１モータが発電駆動を行うと共に、発電された電力が前記バッテリーに充電される第１ＨＥＶ走行モードが具現されることを特徴とする請求項１または６に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記エンジンの駆動時に前記第２クラッチが連結作動すれば、前記エンジンの動力が、前記第１遊星ギアセットの第１リングギアと、前記第２遊星ギアセットの第２リングギアとを通じて、前記走行ホイールに出力されると共に、前記第１モータ及び前記第２モータのトルク制御が行われる第２ＨＥＶ走行モードが具現されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
- 前記エンジンの駆動時に第１クラッチが連結作動すれば、前記エンジンの動力が、互いに一体に連結された前記第１遊星ギアセットの第１キャリアと、前記第２遊星ギアセットの第２−１キャリアとを通じて増速した後、第２リングギアを通じて、前記走行ホイールに出力されると共に、前記第１モータ及び前記第２モータのトルク制御が行われる第３ＨＥＶ走行モードが具現されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
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