WO2014045415A1

WO2014045415A1 - ハイブリッド車両用駆動装置

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Publication number: WO2014045415A1
Application number: PCT/JP2012/074288
Authority: WO
Inventors: 弘一奥田; 真史山本; 恵太今井; 田端　淳; 圭佑大室; 金田　俊樹
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-03-27
Also published as: JP5884916B2; JPWO2014045415A1; CN104661846B; DE112012006927T5; DE112012006927B4; US9539891B2; US20150251530A1; CN104661846A

Abstract

　ハイブリッド車両用駆動装置（１－１）は、エンジン（１）と、第一回転機（ＭＧ１）と、第二回転機（ＭＧ２）と、エンジン（１）の回転を駆動輪（３２）側に伝達する第一遊星歯車機構（１０）と、第一遊星歯車機構（１０）を変速させる切替装置としてのクラッチ（ＣＬ１）及びブレーキ（ＢＫ１）と、を備え、第一回転機（ＭＧ１）がエンジン（１）と同軸上に配置され、第二回転機（ＭＧ２）がエンジン（１）の出力軸とは異なる軸上に配置される複軸式である。第一遊星歯車機構（１０）が、エンジン（１）と第一回転機（ＭＧ１）との間に同軸上に配置され、クラッチ（ＣＬ１）及びブレーキ（ＢＫ１）が、第一回転機（ＭＧ１）を基準としてエンジン（１）と反対側に配置される。

Description

ハイブリッド車両用駆動装置

　本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。

　従来、変速機構を備えたハイブリッド車両が公知である。例えば、特許文献１には、内燃機関の回転を変速して動力分配機構へ伝達する変速機構を備えたハイブリッド車両の駆動装置の技術が開示されている。この駆動装置では、動力源である内燃機関、第一モータジェネレータ、及び第二モータジェネレータと、変速機構と、動力分割機構と、出力軸とが同一軸線上に配列され、主にＦＲ（前置きエンジン後輪駆動）車両に適用可能である。

特開２００８－１２０２３４号公報

　上記特許文献１に記載されるように、主にＦＲ車両に適用される配置構成をとる駆動装置を、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両やＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両に適用する場合、例えばサイドメンバ等による空間制約があるため、搭載性を改善する余地があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搭載性を向上できるハイブリッド車両用駆動装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、機関と、第一回転機と、第二回転機と、前記機関の回転を駆動輪側に伝達する第一差動機構と、前記第一差動機構を変速させる切替装置と、を備え、前記第一回転機が前記機関と同軸上に配置され、前記第二回転機が前記機関の軸とは異なる軸上に配置される複軸式であり、前記第一差動機構が、前記機関と前記第一回転機との間に同軸上に配置され、前記切替装置が、前記第一回転機を基準として前記機関と反対側に配置されることを特徴とする。

　また、上記のハイブリッド車両用駆動装置は、前記第一差動機構と前記駆動輪とを接続する第二差動機構を備え、前記第二差動機構は、前記第一差動機構の出力要素に接続された第一回転要素と、前記第一回転機に接続された第二回転要素と、前記第二回転機および前記駆動輪に接続された第三回転要素とを有し、前記第二差動機構は、前記第一差動機構と前記第一回転機との間に同軸上に配置されることが好ましい。

　また、上記のハイブリッド車両用駆動装置は、前記機関と別軸上にて前記第二差動機構から前記駆動輪への動力伝達経路上に配置される差動装置のデフリングギアを備え、前記デフリングギアが、軸方向位置において、前記機関と前記第一回転機との間に配置されることが好ましい。

　また、上記のハイブリッド車両用駆動装置は、差動装置からの動力を左右の前記駆動輪へそれぞれ伝達する一対の駆動軸を備え、前記一対の駆動軸の前記差動装置から前記駆動輪までの長さが左右等長であることが好ましい。

　本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、変速部の第一差動機構と切替装置とを離間して配置し、機関と第一回転機との間に第一差動機構のみを配置するため、変速部の径方向長さを低減でき、搭載性を向上できるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の断面図である。図２は、図１に示すハイブリッド車両用駆動装置のスケルトン図である。図３は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置が適用される車両の入出力関係図である。図４は、実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の作動係合表を示す図である。図５は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。図６は、両モータＥＶモードに係る共線図である。図７は、ロー状態のＨＶ走行モードに係る共線図である。図８は、ハイ状態のＨＶ走行モードに係る共線図である。

　以下に、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

　まず図１～３を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の断面図であり、図２は、図１のハイブリッド車両用駆動装置のスケルトン図であり、図３は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置が適用される車両の入出力関係図である。

　本実施形態に係る車両１００は、動力源としてエンジン１、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。図１～３に示すように、車両１００は、エンジン１、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０を含んで構成されている。

　また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、更に、各ＥＣＵ５０，６０，７０等の制御装置を含んで構成されてもよい。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両あるいはＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両等に適用可能である。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両１００に搭載される。

　本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１では、第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１（第一係合要素）およびブレーキＢＫ１（第二係合要素）を含んで変速部が構成されている。また、第二遊星歯車機構２０を含んで差動部が構成されている。また、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含んで第一遊星歯車機構１０を変速させる切替装置が構成されている。

　機関であるエンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、入力軸２と接続されている。入力軸２は、動力伝達装置の入力軸である。動力伝達装置は、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、差動装置３０等を含んで構成されている。入力軸２は、エンジン１の出力軸と同軸上かつ出力軸の延長線上に配置されている。入力軸２は、第一遊星歯車機構１０の第一キャリア１４と接続されている。

　本実施形態の第一遊星歯車機構１０は、エンジン１と接続され、エンジン１の回転を伝達する動力伝達機構に対応している。ここでは、動力伝達機構の一例として差動機構である第一遊星歯車機構１０が示されている。第一遊星歯車機構１０は、第一差動機構として車両１００に搭載されている。第一遊星歯車機構１０は、第二遊星歯車機構２０よりもエンジン１側に配置された入力側差動機構である。第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を変速して出力可能である。第一遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、第一サンギア１１、第一ピニオンギア１２、第一リングギア１３および第一キャリア１４を有する。なお、第一遊星歯車機構１０はダブルピニオン式でもよい。

　第一リングギア１３は、第一サンギア１１と同軸上であってかつ第一サンギア１１の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア１２は、第一サンギア１１と第一リングギア１３との間に配置されており、第一サンギア１１および第一リングギア１３とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア１２は、第一キャリア１４によって回転自在に支持されている。第一キャリア１４は、入力軸２と連結されており、入力軸２と一体回転する。従って、第一ピニオンギア１２は、入力軸２と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第一キャリア１４によって支持されて第一ピニオンギア１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。

　クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結可能なクラッチ装置である。クラッチＣＬ１は、例えば、摩擦係合式のクラッチとすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置がクラッチＣＬ１として用いられてもよい。クラッチＣＬ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結し、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを一体回転させることができる。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する。一方、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを切り離し、第一サンギア１１と第一キャリア１４との相対回転を許容する。つまり、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する。なお、クラッチＣＬ１は、半係合状態（スリップ係合状態）に制御可能である。

　ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を規制することができるブレーキ装置である。ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１に接続された係合要素と、車体側、例えば動力伝達装置のケースと接続された係合要素とを有する。ブレーキＢＫ１は、クラッチＣＬ１と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等の公知のクラッチ装置がブレーキＢＫ１として用いられてもよい。ブレーキＢＫ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを連結し、第一サンギア１１の回転を規制することができる。一方、開放状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを切り離し、第一サンギア１１の回転を許容する。なお、ブレーキＢＫ１は、半係合状態（スリップ係合状態）に制御可能である。

　本実施形態の第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と駆動輪３２とを接続する差動機構に対応している。第二遊星歯車機構２０は、第二差動機構として車両１００に搭載されている。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０よりも駆動輪３２側に配置された出力側差動機構である。第二遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であり、第二サンギア２１、第二ピニオンギア２２、第二リングギア２３および第二キャリア２４を有する。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構１０を挟んでエンジン１と互いに対向している。

　第二リングギア２３は、第二サンギア２１と同軸上であってかつ第二サンギア２１の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア２２は、第二サンギア２１と第二リングギア２３との間に配置されており、第二サンギア２１および第二リングギア２３とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４によって回転自在に支持されている。第二キャリア２４は、第一リングギア１３と接続されており、第一リングギア１３と一体回転する。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第二キャリア２４によって支持されて第二ピニオンギア２２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。第一リングギア１３は、第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、エンジン１から第一遊星歯車機構１０に入力された回転を第二キャリア２４に出力することができる。第二キャリア２４は、第一遊星歯車機構１０の出力要素に接続された第一回転要素に対応している。

　第二サンギア２１には第一回転機ＭＧ１の回転軸３３が接続されている。第一回転機ＭＧ１の回転軸３３は、入力軸２と同軸上に配置されており、第二サンギア２１と一体回転する。第二サンギア２１は、第一回転機ＭＧ１に接続された第二回転要素に対応している。第二リングギア２３には、カウンタドライブギア２５が接続されている。カウンタドライブギア２５は、第二リングギア２３と一体回転する出力ギアである。第二リングギア２３は、第二回転機ＭＧ２および駆動輪３２に接続された第三回転要素に対応している。第二リングギア２３は、第一回転機ＭＧ１あるいは第一遊星歯車機構１０から入力された回転を駆動輪３２に出力することができる出力要素である。また、カウンタドライブギア２５は、図１，２には図示しないが、軸方向の両端がケースに支持されており、片側支持に対して軸の振れを低減できるよう構成されている。

　カウンタドライブギア２５は、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。カウンタドリブンギア２６は、カウンタシャフト２７を介してドライブピニオンギア２８と接続されている。カウンタドリブンギア２６とドライブピニオンギア２８とは一体回転する。また、カウンタドリブンギア２６には、リダクションギア３５が噛み合っている。リダクションギア３５は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４に接続されている。つまり、第二回転機ＭＧ２の回転は、リダクションギア３５を介してカウンタドリブンギア２６に伝達される。リダクションギア３５は、カウンタドリブンギア２６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギア２６に伝達する。

　ドライブピニオンギア２８は、差動装置３０のデフリングギア２９と噛み合っている。差動装置３０は、左右の駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。第二リングギア２３は、カウンタドライブギア２５、カウンタドリブンギア２６、ドライブピニオンギア２８、差動装置３０および駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。また、第二回転機ＭＧ２は、第二リングギア２３と駆動輪３２との動力伝達経路に対して接続されており、第二リングギア２３および駆動輪３２に対してそれぞれ動力を伝達可能である。

　なお、本実施形態では、動力を左右の駆動輪３２へ伝達するための左右一対の駆動軸３１を左右等長のもの（いわゆる等長ドライブシャフト）として、トルクステアを防止できる構成となるように、差動装置３０の位置、すなわちデフ出力面（駆動軸３１の連結面）の位置が設定されている。デフ出力面は、図２に符号Ｂで示されている。なお、左右一対の駆動軸３１が左右等長であることとは、例えば差動装置３０から左右の駆動輪３２までのそれぞれの長さが等しいことであり、より詳細には、差動装置３０のデフ出力面Ｂから左右の駆動輪３２までのそれぞれの長さが等しいことである。

　第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。

　図３に示すように、車両１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０を有する。各ＥＣＵ５０，６０，７０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００全体を統合制御する機能を有している。ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０と電気的に接続されている。

　ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を制御することができる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、例えば、第一回転機ＭＧ１に対して供給する電流値を調節し、第一回転機ＭＧ１の出力トルクを制御すること、および第二回転機ＭＧ２に対して供給する電流値を調節し、第二回転機ＭＧ２の出力トルクを制御することができる。

　エンジン＿ＥＣＵ７０は、エンジン１を制御することができる。エンジン＿ＥＣＵ７０は、例えば、エンジン１の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジン１の点火制御を行うこと、エンジン１に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。エンジン＿ＥＣＵ７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１の出力トルクを制御することができる。

　ＨＶ＿ＥＣＵ５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリ（ＳＯＣ）センサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、第一回転機ＭＧ１の回転数、第二回転機ＭＧ２の回転数、動力伝達装置の出力軸の回転数、バッテリ状態ＳＯＣ等を取得することができる。

　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、取得する情報に基づいて、車両１００に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、算出した要求値に基づいて、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第二回転機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して出力する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジントルクの指令値をエンジン＿ＥＣＵ７０に対して出力する。

　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１をそれぞれ制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＣＬ１）およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＢＫ１）をそれぞれ出力する。図示しない油圧制御装置は、各指令値ＰｂＣＬ１，ＰｂＢＫ１に応じてクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧を制御する。

　本実施形態の車両１００では、図２に示すように、エンジン１の出力軸（入力軸２）と同軸上に、第一回転機ＭＧ１が配置されている。第二回転機ＭＧ２は、エンジン１の出力軸とは異なる回転軸３４上に配置されている。つまり、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１は、入力軸２と、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。

　本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１では、第一遊星歯車機構１０は、エンジン１と第一回転機ＭＧ１との間に、エンジン１の回転軸と同一軸線上に配置されている。また、第一遊星歯車機構１０の切替装置としてのブレーキＢＫ１及びクラッチＣＬ１は、第一回転機ＭＧ１を基準としてエンジン１と反対側に配置されている。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と第一回転機ＭＧ１との間に配置される。すなわち、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１では、エンジン１の出力軸と同一軸線上に、エンジン１から近い側から順に、第一遊星歯車機構１０、カウンタドライブギア２５、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１、ブレーキＢＫ１、及びクラッチＣＬ１が配置されている。

　なお、「要素ａが要素ｂと要素ｃとの間に配置される」との表現は、エンジン１の出力軸（入力軸２）の軸線方向に沿った位置において、要素ａが、要素ｂ及び要素ｃのいずれとも重畳することなく両者の間に存在する状態をいう。また、第一回転機ＭＧ１をこの表現に用いる場合、第一回転機ＭＧ１とはロータとステータの範囲に限定するものであり、回転軸３３は含まないものとする。

　つまり、本実施形態では、変速部として機能する第一遊星歯車機構１０と、ブレーキＢＫ１及びクラッチＣＬ１とが離間して配置されている。エンジン１と第二遊星歯車機構２０(差動部)との間には、第一遊星歯車機構１０のみが配置されている。第一遊星歯車機構１０は第二遊星歯車機構２０と連接配置されている。

　入力軸２は、ＭＧ１の回転軸３３の内側を通過して、ブレーキＢＫ１及びクラッチＣＬ１よりさらにエンジン１と反対側へ延在しており、機械式オイルポンプ３と接続されている。機械式オイルポンプ３は、エンジン１、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、第一回転電機ＭＧ１と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０及び第一回転電機ＭＧ１を挟んでエンジン１と互いに対向している。機械式オイルポンプ３は、入力軸２を介してエンジン１の出力軸と接続され、エンジン１の駆動力によって駆動する。

　機械式オイルポンプ３は、エンジン１を駆動源として駆動することで、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１の切替装置に作動用オイルを供給すると共に、第一遊星歯車機構１０及び第二遊星歯車機構２０に潤滑用オイルを供給するよう構成されている。

　第一遊星歯車機構１０及び第二遊星歯車機構２０に供給する潤滑用オイルは、比較的低い油圧で足りるものである。潤滑用オイルは、例えば図１に示すように、入力軸２や第一回転機ＭＧ１の回転軸３３の隙間に形成される潤滑油路４を通って、機械式オイルポンプ３から第一遊星歯車機構１０及び第二遊星歯車機構２０に供給される。

　一方、切替装置へ供給する作動用オイルは、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１の係合／開放動作のために比較的高い油圧を要するものである。このため、オイルポンプ３から吐出されたオイルは、例えば図示しない油圧制御回路を経由して高圧に制御された上で、図１に示すように、供給油路５を通って切替装置に供給される。切替装置が第一遊星歯車機構１０と一体的にエンジン１側に配置され、オイルポンプ３と離間して配置された場合には、高圧の作動用オイルを切替装置に供給するために、図１に示す供給油路５よりも長い供給油路が必要となる。もしくは、オイルポンプ３とは別のオイルポンプを切替装置と近接して配置し、このポンプへエンジン動力を伝達する駆動軸などを別途設ける必要が生じうる。これに対して、本実施形態では、切替装置が第一遊星歯車機構１０と離間して機械式オイルポンプ３の近傍に配置されるため、切替装置への作動用オイル供給が容易であり、一台の機械式オイルポンプ３で第一遊星歯車機構１０及び第二遊星歯車機構２０への潤滑用オイル供給とクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１への作動用オイル供給とを併用できるので、簡易な構成で好適にオイル供給を行なうことができる。

　また、本実施形態では、デフリングギア２９が、エンジン１の出力軸の軸線方向に沿って、エンジン１と第一回転機ＭＧ１との間に配置される位置関係をとる。また、差動部の出力要素（第二リングギア２３）と連動して動力伝達するカウンタドライブギア２５が、デフリングギア２９とエンジン１との間に配置されている。

　ここで、図２に符号Ａで示すように、エンジン１の駆動装置１－１側の端面、言い換えると第一遊星歯車機構１０と対向するエンジン１の端面を「エンジン合わせ面」とし、符号Ｂで示すように、差動装置３０の左右の駆動軸３１の対向する端面間の中間点を通り、エンジン１の出力軸の軸線方向と直交する面を「デフ出力面」とする。エンジン合わせ面Ａとデフ出力面Ｂとの位置関係は、従来型車両のＡ－Ｂの位置関係や既存の駆動軸３１の寸法によって決定される。変速部（第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１）を持たない従来のハイブリッド車両においては、この位置関係を満たすように、エンジン１、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１、カウンタドライブギア２５、デフリングギア２９の位置関係が設計されていた。特に、カウンタドライブギア２５が、エンジン１の出力軸の軸線方向に沿って、デフリングギア２９とエンジン１との間に配置されるよう設計されていた。

　一般に、変速部（第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１）を一体的に配置する場合には、第一遊星歯車機構１０の外周側に切替装置（クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１）が配置される。このため、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との間に変速部を追加すると、変速部の径方向長さが大きいため、カウンタドライブギア２５を配置するスペースを確保することができず、カウンタドライブギア２５をデフリングギア２９とエンジン１との間に配置することができなくなる。もしくは、切替装置を第一遊星歯車機構１０と軸方向に並列に配置しても同様の問題が発生する。この場合、エンジン合わせ面Ａとデフ出力面Ｂとの位置関係を維持するには、カウンタドライブギア２５以降に新たな動力伝達要素（軸、ギアなど）を追加するか、駆動軸３１を左右共に新設する必要があった。

　また、変速部を一体的に配置し、第一遊星歯車機構１０の外周側に切替装置（クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１）を配置すると、ケースの半径との関係で軸方向長さが大きくなる場合がある。

　これに対して、本実施形態では、図１，２に示すように、変速部の要素のうち第一遊星歯車機構１０のみをエンジン１と第二遊星歯車機構２０との間に配置し、ブレーキＢＫ１及びクラッチＣＬ１はエンジン１と反対側に離間して配置する。これにより、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との間に変速部を追加配置しても、径方向長さもしくは軸方向長さを低減できるので、第一遊星歯車機構１０の外周側に、カウンタドライブギア２５を配置する空間を確保できる。このため、従来と同様にカウンタドライブギア２５を、エンジン１の出力軸の軸線方向に沿って、デフリングギア２９とエンジン１との間に配置することが可能となる。この結果、変速部を追加しても、新たな動力伝達要素を追加したり、駆動軸を新設することなく、エンジン合わせ面Ａとデフ出力面Ｂとの位置関係を保持できる。これにより、変速部をもたない従来のハイブリッド車両用駆動装置の軸やギアなどの構成要素を流用可能である。また、駆動軸も流用可能である。

　また、従来の一体的な変速部では、第一遊星歯車機構１０の外周側に切替装置（クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１）を配置するので、変速部の径方向長さは、例えば同軸上のＭＧ１の径方向長さより大きい場合があった。これに対して本実施形態では、切替装置を第一遊星歯車機構１０と離間して配置することで、第一遊星歯車機構１０も切替装置も、共に径方向長さを縮小できる。例えば図１，２に示すように、変速部の第一遊星歯車機構１０と、切替装置の径方向長さを共に、第一回転機ＭＧ１の径方向長さより小さくできる。

　また、本実施形態では、図１，２に示すように、切替装置においてクラッチＣＬ１の外周側にブレーキＢＫ１を配置することで、更なる軸方向寸法を短縮できるよう構成されている。

　次に、図４～８を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１の動作について説明する。

　図４は、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１の作動係合表を示す図である。車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１及び第二回転機ＭＧ２の両者、もしくはどちらか一方を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。

　ＥＶ走行は、第一回転機ＭＧ１あるいは第二回転機ＭＧ２の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１は、ＥＶ走行モードとして、第二回転機ＭＧ２を単独の動力源として車両１００を走行させる単独モータＥＶモード（単独駆動ＥＶモード）と、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を動力源として車両１００を走行させる両モータＥＶモード（両駆動ＥＶモード）を有する。

　図４の係合表において、クラッチＣＬ１の欄およびブレーキＢＫ１の欄の丸印は、係合を示し、空欄は開放を示す。また、三角印は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１のいずれかを係合し、他方を開放することを示す。単独モータＥＶモードは、例えば、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を共に開放して実行される。図５は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。共線図において、符号Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１は、それぞれ第一サンギア１１、第一キャリア１４、第一リングギア１３を示し、符号Ｓ２，Ｃ２，Ｒ２は、それぞれ第二サンギア２１、第二キャリア２４、第二リングギア２３を示す。

　単独モータＥＶモードでは、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が開放している。ブレーキＢＫ１が開放していることで、第一サンギア１１の回転が許容され、クラッチＣＬ１が開放していることで、第一遊星歯車機構１０は差動可能である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ＿ＥＣＵ６０を介して第二回転機ＭＧ２に正トルクを出力させて車両１００に前進方向の駆動力を発生させる。第二リングギア２３は、駆動輪３２の回転と連動して正回転する。ここで、正回転とは、車両１００の前進時の第二リングギア２３の回転方向とする。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１をジェネレータとして作動させて引き摺り損失を低減させる。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１にわずかなトルクをかけて発電させ、第一回転機ＭＧ１の回転数を０回転とする。これにより、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失を低減することができる。また、ＭＧ１トルクを０としてもコギングトルクを利用してＭＧ１回転数を０に維持できるときは、ＭＧ１トルクを加えないようにしてもよい。あるいは、第一回転機ＭＧ１のｄ軸ロックによってＭＧ１回転数を０としてもよい。

　第一リングギア１３は、第二キャリア２４に連れ回り正回転する。第一遊星歯車機構１０では、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が開放されたニュートラルの状態であるため、エンジン１は連れ回されず、第一キャリア１４は回転を停止する。よって回生量を大きく取ることが可能である。第一サンギア１１は空転して負回転する。なお、第一遊星歯車機構１０のニュートラル（中立）状態は、第一リングギア１３と第一キャリア１４との間で動力が伝達されない状態、すなわちエンジン１と第二遊星歯車機構２０とが切り離され、動力の伝達が遮断された状態である。第一遊星歯車機構１０は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１の少なくともいずれか一方が係合していると、エンジン１と第二遊星歯車機構２０とを接続する接続状態となる。

　単独モータＥＶモードでの走行時に、バッテリの充電状態がフルとなり、回生エネルギーが取れない場合が発生し得る。この場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合することで、エンジン１を駆動輪３２と接続し、エンジンブレーキを駆動輪３２に作用させることができる。図４に三角印で示すように、単独モータＥＶモードでクラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合すると、エンジン１を連れ回し状態とし、第一回転機ＭＧ１でエンジン回転数を上げてエンジンブレーキ状態とすることができる。

　両モータＥＶモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合する。図６は、両モータＥＶモードに係る共線図である。クラッチＣＬ１が係合することで、第一遊星歯車機構１０の差動は規制され、ブレーキＢＫ１が係合することで、第一サンギア１１の回転が規制される。従って、第一遊星歯車機構１０の全回転要素の回転が停止する。出力要素である第一リングギア１３の回転が規制されることで、これと接続された第二キャリア２４が０回転にロックされる。

　ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２にそれぞれ走行駆動用のトルクを出力させる。第二キャリア２４は、回転が規制されていることで、第一回転機ＭＧ１のトルクに対して反力を取り、第一回転機ＭＧ１のトルクを第二リングギア２３から出力させることができる。第一回転機ＭＧ１は、前進時に負トルクを出力して負回転することで、第二リングギア２３から正のトルクを出力させることができる。一方、後進時には、第一回転機ＭＧ１は、正トルクを出力して正回転することで、第二リングギア２３から負のトルクを出力させることができる。

　ＨＶ走行では、差動部としての第二遊星歯車機構２０は作動状態を基本とし、変速部の第一遊星歯車機構１０は、ロー／ハイの切り替えがなされる。図７は、ロー状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶローモード」とも記載する。）に係る共線図、図８は、ハイ状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶハイモード」とも記載する。）に係る共線図である。

　ＨＶローモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を係合し、ブレーキＢＫ１を開放する。クラッチＣＬ１が係合することにより、第一遊星歯車機構１０は差動が規制され、各回転要素１１，１３，１４が一体回転する。従って、エンジン１の回転は増速も減速もされず、等速で第一リングギア１３から第二キャリア２４に伝達される。

　一方、ＨＶハイモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を開放し、ブレーキＢＫ１を係合する。ブレーキＢＫ１が係合することにより、第一サンギア１１の回転が規制される。よって、第一遊星歯車機構１０は、第一キャリア１４に入力されたエンジン１の回転が増速されて第一リングギア１３から出力されるオーバドライブ（ＯＤ）状態となる。このように、第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を増速して出力することができる。オーバドライブ時の第一遊星歯車機構１０の変速比は、例えば、０．７とすることができる。

　このように、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１からなる切替装置は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する状態と、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する状態とを切り替えて第一遊星歯車機構１０を変速させる。ハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一遊星歯車機構１０、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含む変速部によってＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えが可能であり、車両１００の伝達効率を向上させることができる。また、変速部の後段には、直列に差動部としての第二遊星歯車機構２０が接続されている。第一遊星歯車機構１０がオーバドライブに切り替え可能であるため、第一回転機ＭＧ１を大きく高トルク化しなくてもよいという利点がある。

　次に、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１－１の効果について説明する。

　本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１は、エンジン１と、第一回転機ＭＧ１と、第二回転機ＭＧ２と、エンジン１の回転を駆動輪３２側に伝達する第一遊星歯車機構１０と、第一遊星歯車機構１０を変速させる切替装置としてのクラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１と、を備え、第一回転機ＭＧ１がエンジン１と同軸上に配置され、第二回転機ＭＧ２がエンジン１とは異なる軸上に配置される複軸式である。第一遊星歯車機構１０が、エンジン１と第一回転機ＭＧ１との間に同軸上に配置され、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１が、第一回転機ＭＧ１を基準としてエンジン１と反対側に配置される。

　この構成により、変速部の要素である第一遊星歯車機構１０から、クラッチＣＬ１及びブレーキＢＫ１を離間して配置し、エンジン１と第一回転機ＭＧ１との間には変速部の要素のうち第一遊星歯車機構１０のみを配置するため、変速部の径方向長さ、軸方向長さを低減でき、搭載性を向上できる。したがって、駆動装置をＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両やＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両に適用する場合など、サイドメンバ等による空間制約がある場合でも、搭載面で有利となる。

　また、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１－１は、第一遊星歯車機構１０と駆動輪３２とを接続する第二遊星歯車機構２０を備える。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０の出力要素（第一リングギア１３）に接続された第二キャリア１４と、第一回転機ＭＧ１に接続された第二サンギア２１と、第二回転機ＭＧ２および駆動輪３２に接続された第二リングギア２３とを有する。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と第一回転機ＭＧ１との間に同軸上に配置される。

　この構成により、第一遊星歯車機構１０と第二遊星歯車機構２０とを隣同士に配置することで、両者のための潤滑油路を集約できる。

　以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

　上記実施形態では、変速部の切替装置としてのブレーキＢＫ１及びクラッチＣＬ１が、エンジン１側からブレーキＢＫ１、クラッチＣＬ１の順で配列される構成を例示したが、切替装置が第一回転機ＭＧ１を基準としてエンジン１と反対側に配置されていればよく、ブレーキＢＫ１とクラッチＣＬ１の位置を入れ替えてもよい。

　また、上記実施形態では、図１に示すように、切替装置においてクラッチＣＬ１の外周側にブレーキＢＫ１を配置する構成を例示したが、例えばクラッチＣＬ１とブレーキＢＫ１を軸方向に並列配置して、切替装置の径方向長さをさらに縮小する構成としてもよい。

　１－１　ハイブリッド車両用駆動装置
　１　エンジン（機関）
　１０　第一遊星歯車機構（第一差動機構）
　１１　第一サンギア
　１３　第一リングギア
　１４　第一キャリア
　２０　第二遊星歯車機構（第二差動機構）
　２１　第二サンギア（第二回転要素）
　２３　第二リングギア（第三回転要素）
　２４　第二キャリア（第一回転要素）
　２９　デフリングギア
　３１　駆動軸
　３２　駆動輪
　５０　ＨＶ＿ＥＣＵ
　６０　ＭＧ＿ＥＣＵ
　７０　エンジン＿ＥＣＵ
　１００　車両
　ＣＬ１　クラッチ（切替装置）
　ＢＫ１　ブレーキ（切替装置）
　ＭＧ１　第一回転機
　ＭＧ２　第二回転機

Claims

　機関と、
　第一回転機と、
　第二回転機と、
　前記機関の回転を駆動輪側に伝達する第一差動機構と、
　前記第一差動機構を変速させる切替装置と、
を備え、
　前記第一回転機が前記機関と同軸上に配置され、前記第二回転機が前記機関の軸とは異なる軸上に配置される複軸式であり、
　前記第一差動機構が、前記機関と前記第一回転機との間に同軸上に配置され、
　前記切替装置が、前記第一回転機を基準として前記機関と反対側に配置される
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
　前記第一差動機構と前記駆動輪とを接続する第二差動機構を備え、
　前記第二差動機構は、前記第一差動機構の出力要素に接続された第一回転要素と、前記第一回転機に接続された第二回転要素と、前記第二回転機および前記駆動輪に接続された第三回転要素とを有し、
　前記第二差動機構は、前記第一差動機構と前記第一回転機との間に同軸上に配置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駆動装置。
　前記機関と別軸上にて前記第二差動機構から前記駆動輪への動力伝達経路上に配置される差動装置のデフリングギアを備え、
　前記デフリングギアが、軸方向位置において、前記機関と前記第一回転機との間に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
　前記差動装置からの動力を左右の前記駆動輪へそれぞれ伝達する一対の駆動軸を備え、
　前記一対の駆動軸の前記差動装置から前記駆動輪までの長さが左右等長であることを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッド車両用駆動装置。