JP2005289316A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストダウンやレイアウト性の向上を図りながら、エンジン停止中においても摩擦締結要素への油圧供給を確保することができるハイブリッド駆動装置を提供すること。
【解決手段】 エンジンと第１モータと第２モータと出力部材が連結される差動装置と、該差動装置に設けられ、選択された走行モードに応じて油圧制御装置からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素と、前記油圧制御装置の油圧源として設けられたオイルポンプと、を備えたハイブリッド駆動装置において、前記オイルポンプとして、エンジンにより駆動される第１オイルポンプOP1と、前記第１モータと第２モータのうち一方のモータにより駆動される第２オイルポンプOP2とを設け、前記エンジンの停止中、第２オイルポンプOP2をモータにより回転駆動する油圧源制御手段を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、摩擦締結要素への制御油圧を作り出す油圧制御装置の油圧源としてオイルポンプが設けられたハイブリッド駆動装置に関する。

従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られてい（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

しかしながら、上記従来のハイブリッド駆動装置において、エンジン出力軸にのみオイルポンプを設定すると、走行モードとして、エンジンを使用しない電気自動車モードが選択されているとき、摩擦締結要素への油圧を発生させることができない。この問題を解決するために外部油圧源として、モータ付きオイルポンプを設定すると、オイルポンプを駆動するモータとモータ付帯部品により、コストアップとなるばかりでなく、広い設置スペースを要することでレイアウト性も悪化してしまう、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コストダウンやレイアウト性の向上を図りながら、エンジン停止中においても摩擦締結要素への油圧供給を確保することができるハイブリッド駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと第１モータと第２モータと出力部材が連結される差動装置と、該差動装置に設けられ、選択された走行モードに応じて油圧制御装置からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素と、前記油圧制御装置の油圧源として設けられたオイルポンプと、を備えたハイブリッド駆動装置において、
前記オイルポンプとして、エンジンにより駆動される第１オイルポンプと、前記第１モータと第２モータのうち一方のモータにより駆動される第２オイルポンプとを設け、
前記エンジンの停止中、第２オイルポンプをモータにより回転駆動する油圧源制御手段を設けた。

よって、本発明のハイブリッド駆動装置にあっては、エンジンの駆動中は、エンジンにより回転駆動する第１オイルポンプにより油圧制御装置に油圧が供給されるし、エンジンの停止中は、モータにより回転駆動する第２オイルポンプにより油圧制御装置に油圧が供給される。すなわち、ハイブリッド駆動モータとして搭載されているモータを、オイルポンプモータとして利用することにより、ハイブリッド駆動モータとは別にオイルポンプモータを設置する必要が無くなる。この結果、コストダウンやレイアウト性の向上を図りながら、エンジン停止中においても摩擦締結要素への油圧供給を確保することができる。

以下、本発明のハイブリッド駆動装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド駆動装置の構成を説明する。
図１は実施例１のハイブリッド駆動装置を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド駆動装置は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（第１モータ）と、第２モータジェネレータMG2（第２モータ）と、出力軸OUT（出力部材）と、これらの入出力要素Ｅ，MG1，MG2，OUTが連結される差動装置（第１遊星歯車PG1、第２遊星歯車PG2、第３遊星歯車PG3）と、選択された走行モードに応じて後述する油圧制御装置５からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素（ローブレーキLB、ハイクラッチHC、ハイローブレーキHLB）と、第１オイルポンプOP1と、第２オイルポンプOP2と、エンジンクラッチEC（エンジン締結解除機構）と、シリーズクラッチSC（エンジン／モータ締結解除機構）と、モータジェネレータクラッチMGC（モータ締結解除機構）と、を備えている。

前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。

前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。

前記差動装置としての第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。

前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。

前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素LB,HC,HLB,EC,SC,MGCの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECと第１オイルポンプOP1を介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、モータジェネレータクラッチMGCを介して第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
なお、前記第１オイルポンプOP1と第１モータジェネレータMG1とは、シリーズクラッチSCを介して連結されている。

上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。

前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図７の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。

前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図７の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。

前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図７の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。

前記第１オイルポンプOP1は、エンジンＥの出力軸位置に設けられ、エンジンＥにより駆動されるポンプである。前記第２オイルポンプOP2は、第１モータジェネレータMG1のモータ軸位置に設けられ、第１モータジェネレータMG1により駆動されるポンプである。なお、第１モータジェネレータMG1と第２オイルポンプOP2との間の位置にクラッチを設け、必要に応じて断接する構成としても良い。また、両オイルポンプOP1,OP2からの吐出油は、２つの油路を途中位置で合流させたポンプ圧油路１３を介して油圧制御装置５へ供給される。

前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図７の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。加えて、第１オイルポンプOP1とエンジン入力回転要素である第３回転メンバM3との締結解除を行う。

前記シリーズクラッチSCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図７の共線図上において、第１オイルポンプOP1と第１モータジェネレータMG1とを連結する位置に配置され、締結により第１オイルポンプOP1を介してエンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する。

前記モータジェネレータクラッチMGCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図７の共線図上において、第２オイルポンプOP2を駆動する第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2を連結する位置に配置され、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2との締結解除を行う。

次に、ハイブリッド駆動装置の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、を有して構成されている。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

前記油圧制御装置５は、両オイルポンプOP1,OP2の少なくとも一方からの油圧供給を受け、統合コントローラ６からの油圧指令に基づいて、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、エンジンクラッチECと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。

次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。

前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。

よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。

前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを解放することで得られるローギヤ固定モードである。

前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるロー側無段変速モードである。

前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られる２速固定モードである。

前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイ側無段変速モードである。

前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを解放することで得られるハイギヤ固定モードである。

そして、前記「１０の走行モード」のモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図４に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図４は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。

さらに、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを採用したことに伴い、上記「１０の走行モード」に加え、図６に示すように、リバースモード（以下、「Revモード」という。）が追加される。この「Revモード」は、図５に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCを解放することで得られる。

つまり、上記「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車としての走行モードであるが、後退側の変速比固定モードである「Revモード」ついては、図６に示すように、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し、この発電によりバッテリ４に充電された電気を用いて第２モータジェネレータMG2を駆動するというシリーズ型ハイブリッド車としての走行モードということができる。

前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図５に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図５に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。

これらのモード遷移制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。

次に、作用を説明する。

［ハイブリッド駆動装置の油圧源に関する課題］
従来のハイブリッド駆動装置は、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを連結している（特開２００３−３２８０８号公報参照）。

この構成を採用することにより、エンジン出力に対してモータジェネレータ側が負担するトルクをより小さくして小型化を図れると共に、モータジェネレータを通過するエネルギがより低減することから、駆動装置としての伝達効率が向上する。

しかし、ＡＴ車において周知のように、エンジン出力軸にのみオイルポンプを設定すると、走行モードとして、エンジンを使用しない電気自動車モードが選択されているとき、選択された走行モードに応じて油圧制御装置からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素への油圧を発生させることができない。

そこで、上記問題を解決するため、図８に示すように、エンジン出力軸に設定した第１オイルポンプOP1に加え、外部油圧源としてモータ付きオイルポンプOP2を設定すると、オイルポンプOP2を駆動するポンプモータPMとポンプモータPMの付帯部品により、コストアップとなるばかりでなく、広い設置スペースを要することでレイアウト性も悪化してしまう。

［オイルポンプによる油圧供給作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド駆動装置では、オイルポンプとして、エンジンＥにより駆動される第１オイルポンプOP1と、第１モータジェネレータMG1により駆動される第２オイルポンプOP2とを設け、前記エンジンＥの停止中、第２オイルポンプOP2を第１モータジェネレータMG1により回転駆動する油圧源制御手段を設けることで、コストダウンやレイアウト性の向上を図りながら、エンジン停止中においても摩擦締結要素への油圧供給を確保するようにしたものである。以下、エンジンＥを使用しない「EVモード」でのオイルポンプOP1,OP2による油圧供給作用と、エンジンＥを使用する「HEVモード」でのオイルポンプOP1,OP2による油圧供給作用と、「Revモード」でのオイルポンプOP1,OP2による油圧供給作用について説明する。

＊「EVモード」での油圧供給作用
「EVモード」ではエンジンＥを停止しているので、基本的にエンジンＥにより駆動される第１オイルポンプOP1からの油圧供給が無い。よって、第１モータジェネレータMG1により駆動される第２オイルポンプOP2からの油圧供給となる。但し、第１モータジェネレータMG1が連結される第２リングギヤR2がハイローブレーキHLBにより固定されている「EV-Lowモード」と「EV-Highモード」の場合と、ハイローブレーキHLBが解放されている「EV-Low-iVTモード」と「EV-2ndモード」と「EV-High-iVTモード」の場合とで状況が異なるので、２つの場合を分けて説明する。

ハイローブレーキHLBが締結されている場合の一例として、図９に示す発進時における「EV-Lowモード」の場合について説明する。「EV-Lowモード」は、図５に示すように、第２モータジェネレータMG2のみを駆動源とする走行モードであり、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCが何れも解放状態とされるため、第１モータジェネレータMG1と第２オイルポンプOP2とは、図９に示すように、共線図から切り離される。よって、第２オイルポンプOP2は、第１モータジェネレータMG1により独立に駆動制御可能であり、油圧制御装置５での必要油量に応じて第１モータジェネレータMG1の回転制御を行うことで、第２オイルポンプOP2から油圧を発生させることができる。

そして、例えば、第２オイルポンプOP2による油圧発生のみでは油圧不足となる場合、シリーズクラッチSCを締結し、エンジンＥを始動することで、第１オイルポンプOP1と第２オイルポンプOP2の両方により油圧を発生させることもできる。

ハイローブレーキHLBが解放されている「EV-Low-iVTモード」と「EV-2ndモード」と「EV-High-iVTモード」の場合、例えば、図２(b)や図２(c)や図２(d)に示す共線図となる。よって、第１モータジェネレータMG1の変速比に応じた回転数により第２オイルポンプOP2は駆動されることになり、第２オイルポンプOP2から油圧を発生させることができる。特に、「EV-2ndモード」の場合には、第１モータジェネレータMG1の回転数が正方向のみで高回転となるため、第２オイルポンプOP2から十分な油圧を発生させることができる。また、「EV-Low-iVTモード」と「EV-High-iVTモード」の場合には、第１モータジェネレータMG1の回転数が正方向回転の場合は第２オイルポンプOP2から油圧を発生させることができる。しかし、第１モータジェネレータMG1の回転数が負方向回転の場合は、第２オイルポンプOP2からの油圧が確保できないため、クラッチを切る等して第２オイルポンプOP2を使用しない。

＊「HEVモード」での油圧供給作用
「HEVモード」ではエンジンＥを駆動しているので、基本的にエンジンＥにより駆動される第１オイルポンプOP1からと第１モータジェネレータMG1により駆動される第２オイルポンプOP2からとの両者による油圧供給となる。但し、第１モータジェネレータMG1が連結される第２リングギヤR2がハイローブレーキHLBにより固定されている「HEV-Lowモード」と「HEV-Highモード」の場合と、ハイローブレーキHLBが解放されている「HEV-Low-iVTモード」と「HEV-2ndモード」と「HEV-High-iVTモード」の場合とで状況が異なるので、２つの場合を分けて説明する。

ハイローブレーキHLBが締結されている「HEV-Lowモード」や「HEV-Highモード」は、エンジンＥと第２モータジェネレータMG2を駆動源とする走行モードであり、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCが何れも解放状態とされるため、第１モータジェネレータMG1と第２オイルポンプOP2とは、共線図から切り離される。よって、第２オイルポンプOP2は、第１モータジェネレータMG1により独立に駆動制御可能であり、油圧制御装置５での必要油量に対し、エンジンＥにより駆動される第１オイルポンプOP1から供給油量が不足するときに限り、不足分を第１モータジェネレータMG1の回転制御により補うことになる。

ハイローブレーキHLBが解放されている「HEV-Low-iVTモード」と「HEV-2ndモード」と「HEV-High-iVTモード」の場合、例えば、図３(b)や図３(c)や図３(d)に示す共線図となる。よって、第１モータジェネレータMG1の変速比に応じた回転数により第２オイルポンプOP2は駆動されることになり、第２オイルポンプOP2から油圧を発生させることができる。但し、「HEVモード」では、エンジンＥにより駆動される第１オイルポンプOP1からの油圧供給があるため、第２オイルポンプOP2を使用しないでも良い。
また、「HEV-High-iVTモード」の場合について、図１０及び図１１により説明すると、図１０に示すように、エンジン停止中であって、かつ、第１モータジェネレータMG1の回転が負回転領域にある場合には、第２オイルポンプOP2からの油圧が確保できないため、クラッチを切る等して第２オイルポンプOP2を使用しない。しかし、図１１に示すように、第１モータジェネレータMG1の回転のみが負回転領域にある場合には、エンジンＥの回転数を上昇させ、第１オイルポンプOP1を使用することにより、油圧の確保を行う。

＊「Revモード」での油圧供給作用
「Revモード」では、図６の共線図に示すように、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCが解放され、シリーズクラッチSCが締結されることで、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1は、共線図から切り離された状態であり、エンジンＥにより駆動される第１オイルポンプOP1からと第１モータジェネレータMG1により駆動される第２オイルポンプOP2からとの両者による油圧供給となる。なお、「Revモード」において、油圧供給が過剰である場合には、第２オイルポンプOP2からの油圧供給を停止しても良い。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド駆動装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジンと第１モータと第２モータと出力部材が連結される差動装置と、該差動装置に設けられ、選択された走行モードに応じて油圧制御装置からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素と、前記油圧制御装置の油圧源として設けられたオイルポンプと、を備えたハイブリッド駆動装置において、前記オイルポンプとして、エンジンにより駆動される第１オイルポンプOP1と、前記第１モータと第２モータのうち一方のモータにより駆動される第２オイルポンプOP2とを設け、前記エンジンの停止中、第２オイルポンプOP2をモータにより回転駆動する油圧源制御手段を設けたため、コストダウンやレイアウト性の向上を図りながら、エンジン停止中においても摩擦締結要素への油圧供給を確保することができる。

(2) 前記差動装置は、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンＥからの入力を、他方に駆動系統への出力軸OUTをそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを連結したものであり、前記第１オイルポンプOP1と前記差動装置との締結解除を行うエンジン締結解除機構を設けると共に、前記第２オイルポンプOP2を駆動する第１モータジェネレータMG1と前記差動装置との締結解除を行うモータ締結解除機構を設け、前記油圧源制御手段は、前記エンジンＥを用いない走行モードの選択時、前記エンジン締結解除機構により第１オイルポンプOP1と差動装置との締結を解除すると共に、前記モータ締結解除機構により第１モータジェネレータMG1と差動装置との締結を解除し、第２オイルポンプOP2のみを第１モータジェネレータMG2により回転駆動するため、エンジンＥを用いない走行モードの選択時、必要油量等に応じて第２オイルポンプOP2からの吐出油量を第１モータジェネレータMG2により独立して制御することができると共に、停止しているエンジンＥが差動装置により回されることでのフリクションを防止することができる。

(3) 前記油圧源制御手段は、前記エンジンＥを用いる走行モードの選択時、前記エンジン締結解除機構により第１オイルポンプOP1と差動装置とを締結すると共に、前記モータ締結解除機構により第１モータジェネレータMG1と差動装置とを締結し、第１オイルポンプOP1をエンジンＥにより回転駆動し、第２オイルポンプOP2を第１モータジェネレータMG2により回転駆動するため、エンジンＥを用いる走行モードの選択時、第１オイルポンプOP1からの供給油圧と第２オイルポンプOP2からの供給油圧との合わせた油圧を供給することができる。

(4) 前記第１オイルポンプOP1と前記第１モータジェネレータMG1との締結解除を行うエンジン／モータ締結解除機構を設け、前記油圧源制御手段は、前記エンジンを用いない走行モードの選択中に第２オイルポンプOP2のみによる供給油圧が不足した場合、前記エンジン締結解除機構と前記モータ締結解除機構を解除したままで、前記エンジン／モータ締結解除機構を締結し、エンジンＥを再始動するため、エンジンを用いない走行モードの選択中に第２オイルポンプOP2のみによる供給油圧が不足した場合、第１オイルポンプOP1からの供給油圧により供給油圧の不足を解消することができる。

(5) 前記差動装置は、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記摩擦締結要素として、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で内側に配列される要素を締結により固定するローブレーキLBと、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素を締結により固定するハイローブレーキHLBと、第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを締結により一体とするハイクラッチHCと、を設け、エンジンＥの停止・駆動と、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBとハイクラッチHCの締結・解放と、を組み合わせることにより、「EVモード」と「HEVモード」とのそれぞれのモードで複数の走行モードを設定し、前記エンジン締結解除機構は、前記第１オイルポンプOP1と前記差動装置のエンジンＥが割り当てられる要素との連結経路に設けられたエンジンクラッチECであり、前記モータ締結解除機構は、前記第１モータジェネレータMG1と前記差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる第２遊星歯車要素との連結経路に設けられたモータジェネレータクラッチMGCであり、前記エンジン／モータ締結解除機構は、前記第１オイルポンプOP1と前記第１モータジェネレータMG1との連結経路に設けられたシリーズクラッチSCであるため、ハイローブレーキHLBが締結される走行モードでは、「EVモード」か「HEVモード」かにかかわらず、必要油量等に応じて第２オイルポンプOP2からの吐出油量を第１モータジェネレータMG2により独立して制御することができると共に、パラレル型ハイブリッド車としての走行モードに加え、シリーズ型ハイブリッド車としての走行モードを併せて実現することができる。

以上、本発明のハイブリッド駆動装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、既存の走行モードに対し油圧源制御を組み合わせる例を示したが、例えば、ハイローブレーキHLBが解放され第２オイルポンプからのみの油圧供給となる電気自動車モードで、第１モータジェネレータの回転が負の回転とならないように、走行モード遷移制御と油圧源制御との協調制御を行うようにしても良い。

実施例１のハイブリッド駆動装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有する差動装置の例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有する差動装置にも適用することができるし、それ以外の差動装置であっても、１つのエンジンと２つのモータとが連結される差動装置を搭載したハイブリッド車には適用することができる。

実施例１のハイブリッド駆動装置を示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車においてリバースモードを示す共線図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置での共線図とオイルポンプとの関係を示す図である。 ２つのオイルポンプを設けたハイブリッド駆動装置の比較例を示す図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において「EV-Lowモード」を選択しての発進時におけるポンプ作動を示す共線図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において「HEV-High-iVTモード」を選択しての走行時であって第１モータジェネレータ回転数が負でエンジン回転数ゼロにおけるポンプ作動を示す共線図である。 実施例１のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において「HEV-High-iVTモード」を選択しての走行時であって第１モータジェネレータ回転数が負でエンジン回転数上昇時におけるポンプ作動を示す共線図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OUT 出力軸（出力部材）
PG1 第１遊星歯車
PG2 第２遊星歯車
PG3 第３遊星歯車
LB ローブレーキ
HC ハイクラッチ
HLB ハイローブレーキ
EC エンジンクラッチ
MGC モータジェネレータクラッチ
SC シリーズクラッチ
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第３リングギヤ回転数センサ
１３ ポンプ圧油路

Claims (5)

1. エンジンと第１モータと第２モータと出力部材が連結される差動装置と、該差動装置に設けられ、選択された走行モードに応じて油圧制御装置からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素と、前記油圧制御装置の油圧源として設けられたオイルポンプと、を備えたハイブリッド駆動装置において、
   前記オイルポンプとして、エンジンにより駆動される第１オイルポンプと、前記第１モータと第２モータのうち一方のモータにより駆動される第２オイルポンプとを設け、
   前記エンジンの停止中、第２オイルポンプをモータにより回転駆動する油圧源制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド駆動装置において、
   前記差動装置は、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したものであり、
   前記第１オイルポンプと前記差動装置との締結解除を行うエンジン締結解除機構を設けると共に、前記第２オイルポンプを駆動する第１モータジェネレータと前記差動装置との締結解除を行うモータ締結解除機構を設け、
   前記油圧源制御手段は、前記エンジンを用いない走行モードの選択時、前記エンジン締結解除機構により第１オイルポンプと差動装置との締結を解除すると共に、前記モータ締結解除機構により第１モータジェネレータと差動装置との締結を解除し、第２オイルポンプのみを第１モータジェネレータにより回転駆動することを特徴とするハイブリッド駆動装置。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド駆動装置において、
   前記油圧源制御手段は、前記エンジンを用いる走行モードの選択時、前記エンジン締結解除機構により第１オイルポンプと差動装置とを締結すると共に、前記モータ締結解除機構により第１モータジェネレータと差動装置とを締結し、第１オイルポンプをエンジンにより回転駆動し、第２オイルポンプを第１モータジェネレータにより回転駆動することを特徴とするハイブリッド駆動装置。
4. 請求項２または請求項３に記載されたハイブリッド駆動装置において、
   前記第１オイルポンプと前記第１モータジェネレータとの締結解除を行うエンジン／モータ締結解除機構を設け、
   前記油圧源制御手段は、前記エンジンを用いない走行モードの選択中に第２オイルポンプのみによる供給油圧が不足した場合、前記エンジン締結解除機構と前記モータ締結解除機構を解除したままで、前記エンジン／モータ締結解除機構を締結し、エンジンを再始動することを特徴とするハイブリッド駆動装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド駆動装置において、
   前記差動装置は、２自由度３要素の第１遊星歯車と第２遊星歯車と第３遊星歯車により構成され、前記第２遊星歯車の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３遊星歯車の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
   前記摩擦締結要素として、前記第１遊星歯車の共線図上で内側に配列される要素を締結により固定するローブレーキと、前記第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素を締結により固定するハイローブレーキと、第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素と前記第３遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素とを締結により一体とするハイクラッチと、を設け、
   エンジンの停止・駆動と、ローブレーキとハイローブレーキとハイクラッチの締結・解放と、を組み合わせることにより、電気自動車モードとハイブリッド車モードのそれぞれのモードで複数の走行モードを設定し、
   前記エンジン締結解除機構は、前記第１オイルポンプと前記差動装置のエンジンが割り当てられる要素との連結経路に設けられたエンジンクラッチであり、
   前記モータ締結解除機構は、前記第１モータジェネレータと前記差動装置の第１モータジェネレータが割り当てられる第２遊星歯車要素との連結経路に設けられたモータジェネレータクラッチであり、
   前記エンジン／モータ締結解除機構は、前記第１オイルポンプと前記第１モータジェネレータとの連結経路に設けられたシリーズクラッチであることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
   

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