ハイブリッド駆動装置
【課題】高速走行領域における動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができるハイブリッド駆動装置を実現する。
【解決手段】差動歯車装置Ｄが、第一モードでは、それぞれ異なる３つの回転要素に入力部材Ｉ、出力部材Ｏ、及び入力部材Ｉからのトルクの反力受けとなる第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動機構を形成し、第二モードでは、それぞれ異なる４つの回転要素に入力部材Ｉ、出力部材Ｏ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第二差動機構を形成し、第三モードでは、それぞれ異なる３つの回転要素に入力部材Ｉ、出力部材Ｏ、及び入力部材Ｉからのトルクの反力受けとなる第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第三差動機構を形成し、入力部材Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力部材Ｉに駆動連結される。
【解決手段】差動歯車装置Ｄが、第一モードでは、それぞれ異なる３つの回転要素に入力部材Ｉ、出力部材Ｏ、及び入力部材Ｉからのトルクの反力受けとなる第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動機構を形成し、第二モードでは、それぞれ異なる４つの回転要素に入力部材Ｉ、出力部材Ｏ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第二差動機構を形成し、第三モードでは、それぞれ異なる３つの回転要素に入力部材Ｉ、出力部材Ｏ、及び入力部材Ｉからのトルクの反力受けとなる第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第三差動機構を形成し、入力部材Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力部材Ｉに駆動連結される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置として、例えば、下記の特許文献１に記載の装置が既に知られている。このハイブリッド駆動装置は、差動歯車装置として、３つの回転要素を有するシングルピニオン型の第一遊星歯車装置と４つの回転要素を有するラビニヨ型の第二遊星歯車装置とを備えている。また、このハイブリッド駆動装置は、低速モード、中速モード、及び高速モードの３つのモードを切り替え可能に備えている。そして、低速モードでは、第一遊星歯車装置を分配機構として機能させ、エンジンの回転及びトルクを第一回転電機と第二回転電機及び第二遊星歯車装置とに分配し、後者に分配された回転を第二遊星歯車装置により回転を減速すると共にトルクを増幅して出力軸に伝達する。中速モードでは、第一遊星歯車装置と第二遊星歯車装置とを組み合わせて４つの回転要素を有して一体的に動作する差動歯車装置とし、当該差動歯車装置により、エンジンの回転及びトルクを第一回転電機と出力軸とに分配し、第二回転電機はトルクアシストを行う。高速モードでは、第一遊星歯車装置を分配機構として機能させ、エンジンの回転及びトルクを第一回転電機と第二回転電機及び第二遊星歯車装置とに分配し、後者に分配された回転を直結状態とした第二遊星歯車装置により同速のまま出力軸に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３９９１９７０号公報（第９−１４頁、第１−６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、高速モードでは、出力軸の回転速度が上昇するに従って、反力受けとして機能する第一回転電機の回転速度が下降するため、出力軸の回転速度が高い高速走行領域において第一回転電機の回転速度が負となると、第一回転電機が力行する必要がある。そして、このように第一回転電機を力行させるためには、第二回転電機により発電して第一回転電機に電力を供給する必要がある。この状態では、第一回転電機が力行することにより発生させたトルクの一部が、動力伝達系の下流側（出力軸側）にある第二回転電機により発電のために消費されることによる動力循環が発生し、装置全体としてのエネルギ効率が悪化するという問題がある。
【０００５】
また、上記の特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、中速モードから高速モードへの切り替えを、中速モードを構成する差動歯車装置の４つの回転要素の回転速度が同じとなるシンクロポイントで行う。しかし、高速モードの伝達効率が中速モードよりも高くなるのは、当該シンクロポイントを過ぎた後、第二回転電機の回転速度がゼロとなるポイントである。このため、上記のハイブリッド駆動装置では、中速モードの伝達効率の方が未だ高速モードよりも高い領域において高速モードへ切り替えることになり、エネルギ効率の悪化の要因となる問題がある。
【０００６】
そこで、高速走行領域における動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができるハイブリッド駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は第一モード、第二モード、及び第三モードを切り替え可能に備え、前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が駆動連結された第一差動機構を形成し、前記第一回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記出力部材の回転速度に比例して前記第二回転電機の回転速度が定まる状態で前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、前記第二モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機が駆動連結された第二差動機構を形成し、前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第二回転電機が駆動連結された第三差動機構を形成し、前記第二回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記入力部材の回転速度に比例して前記第一回転電機の回転速度が定まる状態で前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結される点にある。
【０００８】
なお、本願において「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、差動歯車装置又は差動機構の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置又は差動機構が備える３つ以上の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。また、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。更に、本願では、「差動機構」とは、差動動作を行う少なくとも３つの回転要素の組み合わせにより構成され、各モードに応じて差動歯車装置が備える複数の回転要素の中から選択されて組み合わされることにより形成される。また、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各差動歯車機構の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。
【０００９】
この特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って、第一モード、第二モード、第三モードの順にモード切替を行うことにより、出力部材の回転速度が高い高速領域において動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができる。すなわち、この構成によれば、高速領域で主に用いられる第三モードにおいて、第三差動機構が動力分配装置として機能し、第二回転電機が反力受けとなって入力部材（エンジン）の回転及びトルクを出力部材に伝達することができる。この際、第一回転電機は、入力部材の回転速度に比例して回転速度が定まる状態で入力部材に駆動連結されるため、反力受けとして機能する第二回転電機が力行する場合に、入力部材（エンジン）の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができる。従って、動力伝達系における出力部材側にある第二回転電機が力行して発生させたトルクが第一回転電機により用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。またこの際、第一回転電機が発生する発電のためのトルクが直接的に入力部材に伝達されるため、第三差動機構を介して出力部材及び第二回転電機に伝達される入力部材（エンジン）のトルクが、第一回転電機から入力部材に伝達されるトルクの分だけ減衰することになる。そのため、第二回転電機が力行して発生する反力トルクを小さくすることができる。従って、高速領域におけるハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。
【００１０】
また、出力部材の回転速度が低い低速領域で主に用いられる第一モードでは、第一差動機構が動力分配装置として機能し、第一回転電機が反力受けとなって入力部材（エンジン）の回転及びトルクを出力部材に伝達することができる。この際、第二回転電機は、出力部材にトルクを伝達して入力部材からのトルクを補助することができる。更に、第二モードでは、差動歯車装置が少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力部材、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機が駆動連結された４つの回転要素を有する第二差動機構を形成するので、第一モードと第三モードとの切り替えの間で第二モードを用いることにより、反力受けとなる回転電機が入れ替わる第一モードと第三モードとの間のモード切替を適切に行うことができる。
【００１１】
ここで、前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構を更に形成し、前記第三モード用連結機構により前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結され、前記第三モード用連結機構は、前記第一差動機構の少なくとも一部を用いて形成されると好適である。
【００１２】
この構成によれば、第三モードにおいて、第三モード用連結機構により入力部材の回転を増速して第一回転電機に伝達することができる。従って、回転速度が比較的高い状態で第一回転電機に発電を行わせることができるので、第一回転電機による発電効率を高めることが容易になる。またこの際、第一回転電機の発電によるトルクが増幅されて入力部材に伝達されるため、上述したように第三差動機構を介して出力部材及び第二回転電機に伝達される入力部材（エンジン）のトルクを減衰する効果をより高めることができる。従って、第二回転電機による反力トルクを小さくすることができ、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。更に、第三モード用連結機構が、第一モードにおいて差動歯車装置が形成する第一差動機構の少なくとも一部を用いて形成されるので、差動歯車装置の一部の構成を第一モードと第三モードとで異なる機能に共用することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
また、前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構を更に形成し、前記第一モード用連結機構により前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、前記第一モード用連結機構は、前記第三差動機構の少なくとも一部を用いて形成されると好適である。
【００１４】
この構成によれば、第一モードにおいて、第一モード用連結機構により第二回転電機の回転を減速すると共にトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。従って、第二回転電機から出力部材に比較的大きいトルクを伝達することができ、第二回転電機によるトルクアシストの効果を高めることが容易になる。更に、第一モード用連結機構が、第三モードにおいて差動歯車装置が形成する第三差動機構の少なくとも一部を用いて形成されるので、差動歯車装置の一部の構成を第一モードと第三モードとで異なる機能に共用することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
また、前記第二モードでは、前記第二差動機構は、回転速度の順で、前記第二回転電機に駆動連結された回転要素と前記出力部材に駆動連結された回転要素とが、前記入力部材に駆動連結された回転要素を挟んで反対側に位置する状態とされ、前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化し、前記第二モードと前記第三モードとの切り替えは前記第二回転電機の回転速度がゼロとなる点で行い、前記第三モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が負であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化すると好適である。
【００１６】
なお、本願において、各部材の回転及びトルクの方向に関して、「正方向」とは入力部材がエンジンの回転によって回転している状態での各部材の回転方向と同じ方向であり、「負方向」とはその逆方向である。また、各部材の回転速度が「正」とは各部材が正方向に回転している状態であり、回転速度が「負」とは各部材が負方向に回転している状態であり、回転速度が「ゼロ」とは各部材の回転が停止している状態である。
【００１７】
この構成によれば、第二モードでは、第二回転電機に駆動連結された回転要素が、回転速度の順で入力部材に駆動連結された回転要素を挟んで出力部材に駆動連結された回転要素とは反対側に位置するので、入力部材の回転速度を変化させなくても第二回転電機の回転速度を下降させることにより出力部材の回転速度を上昇させることができる。この際、第二回転電機の回転速度が正の状態で第二モードを実行し、第二回転電機に負トルクを出力させて発電を行わせつつ第二回転電機の回転速度を下降させることにより出力部材の回転速度を上昇させる。そして、第二回転電機が発電も力行も行わなくなる回転速度がゼロの点で第三モードへの切り替えを行う。これにより、第二モードの伝達効率が高い領域を最大限利用でき、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。また、第三モードでは、第二回転電機が負回転しつつ負トルクを出力して力行することにより、出力部材の回転速度を更に上昇させ、出力部材を高い回転速度で回転させることができる。このとき、上記のとおり入力部材（エンジン）の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができるので、動力循環が発生することを抑制できる。従って、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。
【００１８】
また、前記第一モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が正方向に変化し、前記第一モードと前記第二モードとの切り替えは前記第一回転電機の回転速度がゼロとなる点で行うと好適である。
【００１９】
この構成によれば、第一モードでは、第二回転電機の回転速度が正の状態で当該第二回転電機の回転速度を上昇させることにより出力部材の回転速度も上昇させることができる。そして、第一回転電機が発電も力行も行わなくなる回転速度がゼロの点で第二モードへの切り替えを行う。これにより、第一モードの伝達効率が高い領域を最大限利用でき、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。
【００２０】
また、前記第二差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有すると好適である。
【００２１】
この構成によれば、第二モードにおいて、第一回転電機による正方向のトルクの出力、及び第二回転電機による負方向のトルクの出力の少なくとも一方を行うことにより、当該トルクの出力を行う回転電機の一方を反力受けとして機能させ、入力部材（エンジン）の回転及びトルクを出力部材に伝達することができる。また、反力受けとして機能しない方の回転電機は入力部材のトルクアシストを行うことができる。この際、特に第二回転電機に負方向のトルクを出力させて反力受けとして機能させる構成とすれば、第二モードから第三モードの移行に際して、第二回転電機のトルクを負方向のまま維持して出力部材の回転速度を上昇させ続けることができるので、当該モード移行をより円滑に行うことができる。
【００２２】
また、前記第三差動機構が、回転速度の順に、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有すると好適である。
【００２３】
この構成によれば、反力受けとなる第二回転電機が回転速度の順で入力部材を挟んで出力部材とは反対側に位置するので、第二回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。この際、入力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができるので、第三モードを、出力部材の回転速度が高い高速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００２４】
また、前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、反力受けとなる第一回転電機が回転速度の順で入力部材を挟んで出力部材とは反対側に位置するので、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。
【００２６】
或いは、前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、を有する構成としても好適である。
【００２７】
この構成によれば、回転速度の順で入力部材と反力受けとなる第一回転電機との間に出力部材が位置するので、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。この際、入力部材のトルクを増幅して出力部材に伝達することができるので、第一モードを、特に車両の発進時等のような、出力部材の回転速度が低い低速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００２８】
また、前記差動歯車装置は、３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、前記第一差動機構及び前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置により形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成されると好適である。
【００２９】
この構成によれば、第一モードの第一差動機構と、第二モードの第二差動機構と、第三モードの第三差動機構とを、第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置の一方又は双方により形成することができ、更に、第三モードの第三モード用連結機構を第一差動歯車装置により形成することができる。従って、限られた差動歯車装置の構成を有効に利用して各モードを実現するための機構を形成することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
また、前記差動歯車装置は、それぞれ３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記出力部材が駆動連結され、前記第三差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、前記第一差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成されると好適である。
【００３１】
この構成によれば、第一モードの第一差動機構と、第二モードの第二差動機構と、第三モードの第三差動機構とを、第一差動歯車装置、第二差動歯車装置、及び第三差動歯車装置の一部又は全部の組み合わせにより形成することができ、更に、第三モードの第三モード用連結機構を第一差動歯車装置により形成することができる。従って、限られた差動歯車装置の構成を有効に利用して各モードを実現するための機構を形成することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を有する第一差動歯車装置と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、前記第二回転電機が前記第二差動歯車装置の第四回転要素に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第四回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結される点にある。
【００３３】
この特徴構成によれば、第一クラッチ及び第二ブレーキを係合状態とすることにより第一モードを実現でき、第一クラッチ及び第二クラッチを係合状態とすることにより第二モードを実現でき、第二クラッチ及び第一ブレーキを係合状態とすることにより第三モードを実現できる。そして、第一モードでは、第一差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に入力部材が駆動連結され、第三回転要素に第二回転電機が駆動連結され、更に第一差動歯車装置の第三回転要素には第二差動歯車装置を介して出力部材が駆動連結される。またこの際、第二差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。従って、第一モードでは、第一回転電機が反力トルクを出力することで第一差動歯車装置が動力分配を行う第一差動機構として機能し、第二差動歯車装置が第二回転電機と出力部材とを駆動連結する第一モード用連結機構として機能する。そして、前記第一差動機構により第二回転電機側へ分配された入力部材の回転及びトルクを、第二回転電機の回転及びトルクと合わせて第一モード用連結機構により減速及びトルク増幅して出力部材に伝達することができる。よって、第一モードにおいて、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができ、更に当該入力部材及び第二回転電機のトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。これにより、第一モードを、出力部材の回転速度が比較的低く、高いトルクが要求される低速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００３４】
また、第二モードでは、第一差動歯車装置と第二差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第二差動機構が形成され、この第二差動機構の回転速度の順における第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。そして、第一回転電機及び第二回転電機の一方が反力トルクを出力することで第二差動機構が動力分配装置として機能する。また、反力受けとして機能しない方の回転電機は入力部材のトルクアシストを行うことができる。この際、特に第二回転電機に負方向のトルクを出力させて反力受けとして機能させる構成とすれば、第二モードから第三モードの移行に際して、第二回転電機のトルクを負方向のまま維持して出力部材の回転速度を上昇させ続けることができるので、当該モード移行をより円滑に行うことができる。
【００３５】
更に、第三モードでは、第二差動歯車装置の第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結され、更に第二差動歯車装置の第三回転要素には第一差動歯車装置を介して第一回転電機が駆動連結される。またこの際、第一差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に入力部材が駆動連結され、第三回転要素が非回転部材に固定される。従って、第三モードでは、第二回転電機が反力トルクを出力することで第二差動歯車装置が動力分配を行う第三差動機構として機能し、第一差動歯車装置が第一回転電機と入力部材とを駆動連結する第三モード用連結機構として機能する。そして、第二回転電機の回転速度を変化させることにより、第三差動機構によって入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。更にこの際、入力部材の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができるので、第二回転電機を力行させる場合にも動力循環が発生することを抑制できると共に第二回転電機が発生する反力トルクを小さくすることができる。これにより、第三モードを、出力部材の回転速度が比較的高い高速領域で用いるのに適したモードとすることができる。以上のとおり、この特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って、第一モード、第二モード、第三モードの順にモード切替を行って適切に車両を走行させることができると共に、出力部材の回転速度が高い高速領域において動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができる。
【００３６】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更にもう一つの特徴構成は、前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素及び前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第一回転要素及び前記第三差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、前記第二回転電機が前記第三差動歯車装置の第三回転要素に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第三差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素と前記第三差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結される点にある。
【００３７】
この特徴構成によれば、第一クラッチ及び第二ブレーキを係合状態とすることにより第一モードを実現でき、第一クラッチ及び第二クラッチを係合状態とすることにより第二モードを実現でき、第二クラッチ及び第一ブレーキを係合状態とすることにより第三モードを実現できる。そして、第一モードでは、第一差動歯車装置と第二差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第一差動機構が形成され、この第一差動機構の回転速度の順における第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、更に第一差動機構の第二回転要素には第三差動歯車装置を介して第二回転電機が駆動連結される。またこの際、第三差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に第二回転電機が駆動連結される。従って、第一モードでは、第一回転電機が反力トルクを出力することで第一差動機構が動力分配装置として機能し、第三差動歯車装置が第二回転電機と出力部材とを駆動連結する第一モード用連結機構として機能する。そして、前記第一差動機構では、回転速度の順で入力部材と反力受けとなる第一回転電機との間に出力部材が位置するので、入力部材のトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。更に、第一モード用連結機構により第二回転電機の回転及びトルクを減速及びトルク増幅して出力部材に伝達することができる。よって、第一モードにおいて、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができ、更に当該入力部材及び第二回転電機のトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。これにより、第一モードを、出力部材の回転速度が比較的低く、高いトルクが要求される低速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００３８】
また、第二モードでは、第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第二差動機構が形成され、この第二差動機構の回転速度の順における第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。そして、第一回転電機及び第二回転電機の一方が反力トルクを出力することで第二差動機構が動力分配装置として機能する。また、反力受けとして機能しない方の回転電機は入力部材のトルクアシストを行うことができる。この際、特に第二回転電機に負方向のトルクを出力させて反力受けとして機能させる構成とすれば、第二モードから第三モードの移行に際して、第二回転電機のトルクを負方向のまま維持して出力部材の回転速度を上昇させ続けることができるので、当該モード移行をより円滑に行うことができる。
【００３９】
更に、第三モードでは、第二差動歯車装置と第三差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第三差動機構が形成され、この第三差動機構の回転速度の順における第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結され、更に第三差動機構の第三回転要素には第一差動歯車装置を介して第一回転電機が駆動連結される。またこの際、第一差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に入力部材が駆動連結され、第三回転要素が非回転部材に固定される。従って、第三モードでは、第二回転電機が反力トルクを出力することで第三差動機構が動力分配装置として機能し、第一差動歯車装置が第一回転電機と入力部材とを駆動連結する第三モード用連結機構として機能する。そして、第二回転電機の回転速度を変化させることにより、第三差動機構によって入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。更にこの際、入力部材の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができるので、第二回転電機を力行させる場合にも動力循環が発生することを抑制できると共に第二回転電機が発生する反力トルクを小さくすることができる。これにより、第三モードを、出力部材の回転速度が比較的高い高速領域で用いるのに適したモードとすることができる。以上のとおり、この特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って、第一モード、第二モード、第三モードの順にモード切替を行って適切に車両を走行させることができると共に、出力部材の回転速度が高い高速領域において動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図２】本発明の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のシステム構成を示す模式図である。
【図３】第一の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図４】第一の実施形態に係る第一分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図５】第一の実施形態に係る第一分配モードから第二分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図６】第一の実施形態に係る第二分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図７】第一の実施形態に係る第二分配モードから第三分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図８】第一の実施形態に係る第三分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図９】第一の実施形態に係るＥＶモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１０】第一の実施形態に係るシリーズモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１１】第一の実施形態に係る第一パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１２】第一の実施形態に係る第二パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１３】第一の実施形態に係る理論伝達効率と入出力回転速度比との関係を示したグラフである。
【図１４】本発明の第二の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図１５】第二の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図１６】第二の実施形態に係る第一分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１７】第二の実施形態に係る第一分配モードから第二分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図１８】第二の実施形態に係る第二分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１９】第二の実施形態に係る第二分配モードから第三分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図２０】第二の実施形態に係る第三分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２１】第二の実施形態に係るＥＶモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２２】第二の実施形態に係るシリーズモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２３】第二の実施形態に係る第一パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２４】第二の実施形態に係る第二パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２５】第二の実施形態に係る理論伝達効率と入出力回転速度比との関係を示したグラフである。
【図２６】本発明のその他の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図２７】その他の実施形態に係る第一分配モードから第二分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
１．第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図であるが、この図では中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。また、図２に示すハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図では、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示し、破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は油圧の伝達経路を示している。
【００４２】
図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２参照）に駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、差動歯車装置Ｄと、を備えている。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、クラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１、Ｂ２といった係合要素の係合状態を切り替えて差動歯車装置Ｄの複数の回転要素の連結関係を変更することによって、第一分配モード、第二分配モード、及び第三分配モードを含む複数のモードを切り替え可能に備えている。ここで、第一から第三の３つの分配モードは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のいずれかが入力軸Ｉからのトルクの反力受けとなり、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクを当該反力受けとなる回転電機と出力軸Ｏとに分配して伝達する動力分配を行うモードである。なお、本実施形態においては、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。また、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モードが、それぞれ本発明における「第一モード」、「第二モード」、「第三モード」に相当する。以下、このハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成について詳細に説明する。
【００４３】
１−１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の機械的構成について説明する。図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに駆動連結される。ここで、エンジンＥは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸Ｉは、エンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体回転するように駆動連結されている。なお、入力軸Ｉが、エンジンＥの出力回転軸に対して、ダンパ、クラッチ、トルクコンバータ等の他の部材を介して駆動連結された構成としても好適である。本実施形態においては、入力軸ＩはエンジンＥの出力回転軸と一体的に回転するため、入力軸Ｉの回転（回転速度）はエンジンＥの回転（回転速度）と同じであり、エンジンＥのトルクが入力軸Ｉのトルクとなる。
【００４４】
出力軸Ｏは、図２に示すように、出力用差動歯車装置ＤＦを介して車輪Ｗ（駆動輪）に駆動連結されている。本実施形態においては、出力軸Ｏは、入力軸Ｉと同軸上に配置されている。更には、図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、並びに差動歯車装置Ｄが、入力軸Ｉと同軸上に配置されており、全体が同軸配置された一軸構成とされている。これらの構成は、図示しないハイブリッド車両の車体に固定されたケースＣＳ内に収容されている。本実施形態においては、このケースＣＳが本発明における「非回転部材」に相当する。
【００４５】
第一回転電機ＭＧ１は、ケースＣＳに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１の第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。また、第二回転電機ＭＧ２は、ケースＣＳに固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、差動歯車装置Ｄを構成する第二差動歯車装置Ｐ２の第三リングギヤＲ３と一体回転するように駆動連結されている。
【００４６】
図２に示すように、第一回転電機ＭＧ１は第一インバータ２２を介して、第二回転電機ＭＧ２は第二インバータ２３を介して、それぞれバッテリ２１に電気的に接続されている。そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能とを果すことが可能とされている。後述するように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ回転方向（回転速度）とトルクの向きとの関係に応じてモータ又はジェネレータとして機能する。そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、ジェネレータとして機能する場合には、発電した電力をバッテリ２１に供給して充電し、或いは当該電力をモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に供給する。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、モータとして機能する場合には、バッテリ２１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２により発電された電力の供給を受けて力行する。そして、第一回転電機ＭＧ１の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第一回転電機制御ユニット３３及び第一インバータ２２を介して行われ、第二回転電機ＭＧ２の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第二回転電機制御ユニット３４及び第二インバータ２３を介して行われる。なお、バッテリ２１は、蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。
【００４７】
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが備える差動歯車装置Ｄは、第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の２つに分けられる。そして、差動歯車装置Ｄは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の係合状態を切り替えることによって、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の複数の回転要素の連結関係を変更し、各モードを実行するための差動機構及び連結機構を形成する。具体的には、後述するように、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第一差動機構ＤＭ１及び第一モード用連結機構ＣＭ１を形成し、第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第二差動機構ＤＭ２を形成し、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第三差動機構ＤＭ３及び第三モード用連結機構ＣＭ３を形成する。以下、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の構成について図１に基づいて詳細に説明する。
【００４８】
第一差動歯車装置Ｐ１は、３つの回転要素を備えており、ここでは、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。また、第一キャリヤＣＡ１は、第二クラッチＣ２により第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に選択的に駆動連結される。第一リングギヤＲ１は、第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１により第二差動歯車装置Ｐ２の第三リングギヤＲ３及び第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２に選択的に駆動連結される。これらの第一差動歯車装置Ｐ１の３つの回転要素は、回転速度の順に、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１となっている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１が、それぞれ第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【００４９】
第二差動歯車装置Ｐ２は、４つの回転要素を備えており、ここでは、第一遊星歯車機構Ｐ２１と第二遊星歯車機構Ｐ２２との組み合わせにより構成されている。第一遊星歯車機構Ｐ２１及び第二遊星歯車機構Ｐ２２は、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。そして、第二差動歯車装置Ｐ２は、第一遊星歯車機構Ｐ２１及び第二遊星歯車機構Ｐ２２がそれぞれの有する３つの回転要素のうち、２つずつを互いに一体回転するように駆動連結することにより、全体として４つの回転要素を備えて一体的に動作する差動機構を構成している。第一遊星歯車機構Ｐ２１は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二遊星歯車機構Ｐ２２は、複数のピニオンギヤを支持する第三キャリヤＣＡ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第三サンギヤＳ３及び第三リングギヤＲ３とを回転要素として有している。そして、第二サンギヤＳ２と第三サンギヤＳ３とが一体回転するように駆動連結されているとともに、第二リングギヤＲ２と第三キャリヤＣＡ３とが一体回転するように駆動連結されている。
【００５０】
そして、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３は第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに選択的に固定される。第二キャリヤＣＡ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３は、第二クラッチＣ２により第一差動歯車装置Ｐ１の第一キャリヤＣＡ１及び入力軸Ｉと選択的に駆動連結される。第三リングギヤＲ３は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。また、第三リングギヤＲ３は、第一クラッチＣ１により第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１と選択的に駆動連結される。第二差動歯車装置Ｐ２を構成するこれら４つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３となっている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３が、それぞれ第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３、第四回転要素Ｅ４となっている。
【００５１】
また、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の４つを備えている。本実施形態においては、これらの係合要素として、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキ等の摩擦係合要素を用いる。図２に示すように、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２へは、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００５２】
１−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
図２に示すように、ハイブリッド駆動装置Ｈは、各部を制御するための主制御ユニット３１を備えている。主制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、第二回転電機制御ユニット３４、及び油圧制御装置３５との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。エンジン制御ユニット３２は、エンジンＥの各部を制御することにより、エンジンＥが所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第一回転電機制御ユニット３３は、第一インバータ２２を制御することにより、第一回転電機ＭＧ１が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第二回転電機制御ユニット３４は、第二インバータ２３を制御することにより、第二回転電機ＭＧ２が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。油圧制御装置３５は、図示しないオイルポンプから供給される油圧を調整し、各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２に分配供給することにより、これらの係合又は解放を制御する。このような各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の係合又は解放は、主制御ユニット３１からの制御指令に基づいて行われ、それによってモードの切り替えが行われる。
【００５３】
また、主制御ユニット３１は、ハイブリッド駆動装置Ｈを搭載する車両の各部の情報を取得するために、車両の各部に設けられたセンサ等からの情報を取得可能に構成されている。図示の例では、主制御ユニット３１は、第一回転センサＳｅ１、第二回転センサＳｅ２、第一電流センサＳｅ３、第二電流センサＳｅ４、バッテリ状態検出センサＳｅ５、車速センサＳｅ６、アクセル操作検出センサＳｅ７、及びブレーキ操作検出センサＳｅ８からの情報を取得可能に構成されている。第一回転センサＳｅ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度を検出する。第二回転センサＳｅ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を検出する。第一電流センサＳｅ３は、第一回転電機ＭＧ１の３相のコイルに流れる電流を検出する。第二電流センサＳｅ４は、第二回転電機ＭＧ２の３相のコイルに流れる電流を検出する。バッテリ状態検出センサＳｅ５は、バッテリ２１の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。車速センサＳｅ６は、車速を検出するために出力軸Ｏの回転速度を検出するセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ７は、アクセルペダル２４の操作量を検出するためのセンサである。ブレーキ操作検出センサＳｅ８は、図示しないホイールブレーキに連動するブレーキペダル２５の操作量を検出するためのセンサである。
【００５４】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ８で取得される情報を用いて、後述する複数の動作モードの選択を行う。そして、主制御ユニット３１は、油圧制御装置３５を介して、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の係合状態を制御することにより、動作モードの切り替えを行う。また、主制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、及び第二回転電機制御ユニット３４を介して、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御することにより、選択された動作モードに応じて適切な車両の走行が行われるように制御する。この際、主制御ユニット３１は、第一回転センサＳｅ１及び第二回転センサＳｅ２により検出される回転速度や、第一電流センサＳｅ３及び第二電流センサＳｅ４により検出される電流に基づいて、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のそれぞれの動作状態を制御する。
【００５５】
本実施形態では、主制御ユニット３１は、各種制御を実行するための機能部として、バッテリ状態検出部４１、モード選択部４２、切替制御部４３を備えている。主制御ユニット３１が備えるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、主制御ユニット３１は、記憶部４４を備えており、この記憶部４４内には、車速及び要求駆動力に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ４５が格納されている。
【００５６】
バッテリ状態検出部４１は、バッテリ状態検出センサＳｅ５から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、バッテリ２１の充電量等のバッテリ状態を推定して検出する。ここで、バッテリ充電量は、一般にＳＯＣ（state of charge：充電状態）と呼ばれるものであり、例えば、バッテリ２１の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。
【００５７】
モード選択部４２は、車両の各部の状態に応じて、制御マップ４５に従い適切な動作モードの選択を行う。本実施形態においては、モード選択部４２は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、後述する複数の動作モードの中から適切な動作モードを選択する。各動作モードの内容については、後で詳細に説明する。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作検出センサＳｅ７及びブレーキ操作検出センサＳｅ８からの出力に基づいて、モード選択部４２が演算して取得する。車速は、車速センサＳｅ６により検出する。なお、モード選択の際に参照される走行条件としては、車速及び要求駆動力の他にも、バッテリ充電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。
【００５８】
切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された動作モードに応じて油圧制御装置３５の動作を制御することにより、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２のそれぞれの係合又は解放を行う。これにより、切替制御部４３は、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モードを切り替える制御を行う。
【００５９】
１−３．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図３は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図において、「●」は各係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。なお、「（●）」は当該係合要素が係合状態と解放状態のどちらでも良いことを示している。本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モード、ＥＶモード、シリーズモード、第一パラレルモード、及び第二パラレルモードの７つのモードを切り替え可能に備えている。
【００６０】
第一分配モード、第二分配モード、及び第三分配モードは、いずれも、差動機構を用いて入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを一方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２と出力軸Ｏとに分配すると共に、当該一方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２が反力トルクを出力することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを出力軸Ｏに伝達する動力分配モードである。このとき、反力トルクを出力する方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２が反力受けとなる。これらの動力分配モードでは、反力受けとなる回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の回転速度を変化させることにより、入力軸Ｉの回転速度を無段階に変速して出力軸Ｏに伝達する電気的無段変速を行うことができる。第一パラレルモード及び第二パラレルモードは、いずれも、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを出力軸Ｏに伝達する動作モードである。これらのパラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は各モードによって固定となる。これらのモードの他にも、ハイブリッド駆動装置Ｈは、ＥＶモード及びシリーズモードが選択可能である。これらの各モードの詳細については後述する。
【００６１】
図４〜図１２は、各モードでの第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の動作状態を表す速度線図である。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「０」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正回転（回転速度が正）、下側が負回転（回転速度が負）である。また、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。そして、これらの図において、実線で示される直線が第一差動歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、破線で示される直線が第二差動歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度をそれぞれ示している。また、「×」はブレーキＢ１、Ｂ２により回転要素がケースＣＳに固定された状態を示し、「＝」は２つの回転要素が一体回転するように連結された状態を示している。なお、Ｃ１、Ｃ２の符号が付された「＝」は、クラッチＣ１、Ｃ２により一体回転するように連結された状態を示している。
【００６２】
図４〜図１２において、各回転要素の回転速度を示す点に隣接配置された矢印は、各動作モードでの車両の加速時に各回転要素に作用するトルクの向きを示しており、上向き矢印が正方向のトルクを表し、下向き矢印が負方向のトルクを表している。そして、「ＴＥ」はエンジンＥから入力軸Ｉを介して差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達される入力トルクＴＥ、「Ｔ１」は第一回転電機ＭＧ１から差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達されるＭＧ１トルクＴ１、「Ｔ２」は第二回転電機ＭＧ２から差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達されるＭＧ２トルクＴ２、「ＴＯ」は車輪Ｗ側から出力軸Ｏを介して差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達される走行抵抗ＴＯを示している。以下、複数の動作モードのそれぞれについて、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態を詳細に説明する。
【００６３】
１−４．第一分配モード
第一分配モードは、上述した動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したモードである。第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動機構ＤＭ１を形成する。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、出力軸Ｏの回転速度に比例して第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。本実施形態においては、第一差動機構ＤＭ１が、３つの回転要素を有する第一差動歯車装置Ｐ１により形成される。そして、第一差動機構ＤＭ１は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第一分配モードでは、この第一差動機構ＤＭ１が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【００６４】
更に、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第一差動機構ＤＭ１に加えて、回転速度の順に、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構ＣＭ１を更に形成する。そして、この第一モード用連結機構ＣＭ１により第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。第二回転電機ＭＧ２は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。本実施形態においては、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される。後述するように、第三分配モードでは、第三差動機構ＤＭ３は第二差動歯車装置Ｐ２により形成されるため、この第一モード用連結機構ＣＭ１は、第三差動機構ＤＭ３の全部を用いて形成されることになる。
【００６５】
図３に示すように、第一分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。図４は、この第一分配モードの速度線図を示している。この図４に示すように、第一分配モードでは、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される第一差動機構ＤＭ１は、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結される。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、第一キャリヤＣＡ１に伝達された入力トルクＴＥが回転速度の順で他方端となる第一リングギヤＲ１に分配されて伝達される。この際、第一差動機構ＤＭ１は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏ側の回転要素（出力回転要素）である第一リングギヤＲ１に伝達する。このとき第一サンギヤＳ１に分配されたトルクは、第一回転電機ＭＧ１に伝達される。また、第一リングギヤＲ１に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達されるとともに、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される第一モード用連結機構ＣＭ１を介して出力軸Ｏに伝達される。
【００６６】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１に伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードの全域で負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、当該ＭＧ１トルクＴ１が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【００６７】
第一分配モードでは、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される第一モード用連結機構ＣＭ１は、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ１及び第三サンギヤＳ３が第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第三リングギヤＲ３に第一リングギヤＲ１及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。従って、この第一分配モードでは、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第一差動機構ＤＭ１の出力回転要素である第一リングギヤＲ１の回転を減速するとともに、第一リングギヤＲ１に伝達されたトルクを増幅して出力軸Ｏに伝達する。上記のとおり、第一リングギヤＲ１には、第一差動機構ＤＭ１により分配された入力トルクＴＥの一部と、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２とが伝達される。従って、第一モード用連結機構ＣＭ１は、これらのトルクを増幅して出力軸Ｏに伝達する。
【００６８】
第一分配モードでは、図４に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負方向に変化（下降）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は正方向に変化（上昇）する。そして、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点で、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行う。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない点となっている。本実施形態では、この点を便宜上「無電気変換点」という。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図１３を用いて説明する。
【００６９】
以上に説明したように、第一分配モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から第一差動機構ＤＭ１の出力回転要素である第一リングギヤＲ１に伝達された入力トルクＴＥ及び第二回転電機ＭＧ２が出力したＭＧ２トルクＴ２を、第一モード用連結機構ＣＭ１により増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域（低車速領域）であって出力軸Ｏに大きいトルクを伝達する必要がある状態で使用される低速用モードとして適している。本実施形態では、第一分配モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。車両の発進時には、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を下降させると共に第二回転電機ＭＧ２の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点では、第一差動機構ＤＭ１と第一モード用連結機構ＣＭ１とが速度線図上で重なる。そして、この状態で第二クラッチＣ２を係合し、第二ブレーキＢ２を解放することにより、第一分配モードから第二分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第一分配モードから第二分配モードへの切り替え後には、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方のトルクの向きが反転し、図５に実線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１が正方向のトルクを出力し、第二回転電機ＭＧ２が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図５に示す破線矢印は、第一分配モードでの第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のトルクの方向を示している。
【００７０】
１−５．第二分配モード
第二分配モードは、上述した動力分配モードの一つであり、出力軸Ｏに伝達可能なトルク及び回転速度が３つの動力分配モードの中で中間であるため、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域での使用に適したモードである。第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第二差動機構ＤＭ２を形成する。本実施形態においては、第二差動機構ＤＭ２が第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される。そして、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第二分配モードでは、この第二差動機構ＤＭ２が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。この第二分配モードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のいずれを反力受けとして機能させることも可能であるが、本実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２を、入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとする。そして、第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。
【００７１】
図３に示すように、第二分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図６は、この第二分配モードの速度線図を示している。この図６に示すように、第二分配モードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第一差動歯車装置Ｐ１を表す線と第二差動歯車装置Ｐ２を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で第一回転要素となる第一サンギヤＳ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結され、第二回転要素となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結され、第三回転要素となる第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に入力軸Ｉが駆動連結され、第四回転要素となる第一リングギヤＲ１及び第三リングギヤＲ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。
【００７２】
従って、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で、第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第四回転要素と出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素とが、入力軸Ｉに駆動連結された第三回転要素を挟んで反対側に位置する状態となっている。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、入力軸Ｉから伝達された入力トルクＴＥが出力軸Ｏに分配されて伝達される。この際、第二差動機構ＤＭ２は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。そして第一リングギヤＲ１及び第三リングギヤＲ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。また、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素を挟んで、入力軸Ｉが駆動連結された第三回転要素と第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一回転要素とが反対側に位置する状態となっている。従って、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥと同じ方向のＭＧ１トルクＴ１を出力することにより、入力トルクＴＥのアシストを行うことができる。
【００７３】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【００７４】
第二分配モードでは、図６に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正方向に変化（上昇）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。そして、図７に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行う。なお、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない無電気変換点となっている。第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に出力するＭＧ１トルクＴ１をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図１３を用いて説明する。
【００７５】
以上に説明したように、第二分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力することにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１により入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行うことができる。このため、第二分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域（中車速領域）で使用される中速用モードとして適している。本実施形態では、第二分配モードは、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロの状態から、図７に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。そして、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で第一ブレーキＢ１を係合し、第一クラッチＣ１を解放することにより、第二分配モードから第三分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第一ブレーキＢ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第二分配モードから第三分配モードへの切り替え後には、第一回転電機ＭＧ１のトルクの向きが反転し、図７に実線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図７に示す破線矢印は、第二分配モードでの第一回転電機ＭＧ１のトルクの方向を示している。一方、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えの前後でトルクの方向は変化せず、回転方向が反転する。すなわち、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードから第三分配モードに切り替えることにより回転速度が正から負に変化する。本実施形態の構成によれば、上記のように、第二分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２を反力受けとして機能させ、負方向のトルクを出力させる構成としているので、第二分配モードから第三分配モードへの移行に際して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを負方向のまま維持して出力軸Ｏの回転速度を上昇させ続けることができるので、モード移行をより円滑に行うことができる。
【００７６】
１−６．第三分配モード
第三分配モードは、上述した動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したモードである。第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第三差動機構ＤＭ３を形成する。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。本実施形態においては、第三差動機構ＤＭ３が、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置Ｐ２により形成される。そして、第三差動機構ＤＭ３は、回転速度の順に、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第三分配モードでは、この第三差動機構ＤＭ３が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【００７７】
更に、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第三差動機構ＤＭ３に加えて、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構ＣＭ３を更に形成する。そして、この第三モード用連結機構ＣＭ３により第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクにより回転されて発電を行う。本実施形態においては、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される。上述したように、第一分配モードでは、第一差動機構ＤＭ１は第一差動歯車装置Ｐ１により形成されるため、この第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動機構ＤＭ１の全部を用いて形成されることになる。
【００７８】
図３に示すように、第三分配モードは、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図８は、この第三分配モードの速度線図を示している。この図８に示すように、第三分配モードでは、第二差動歯車装置Ｐ２の４つの回転要素のうち、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３、及び第四回転要素Ｅ４、の３つの回転要素を実質的に用いる。そして、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される第三差動機構ＤＭ３は、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第三リングギヤＲ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に伝達された入力トルクＴＥが回転速度の順で他方端となる第二キャリヤＣＡ２に分配されて伝達される。この際、第三差動機構ＤＭ３は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏ側の回転要素（出力回転要素）である第二キャリヤＣＡ２に伝達する。このとき第三リングギヤＲ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。一方、第一回転電機ＭＧ１へは、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが伝達される。
【００７９】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第三分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクを用いて発電を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。
【００８０】
第三分配モードでは、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される第三モード用連結機構ＣＭ３は、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に入力軸Ｉが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１が第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結されている。従って、この第三分配モードでは、第三モード用連結機構ＣＭ３は、入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１の回生トルクであるＭＧ１トルクＴ１を増幅して入力軸Ｉに伝達する。この際、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に第一回転電機ＭＧ１を入力軸Ｉに駆動連結する機能を果たす。従って、第一回転電機ＭＧ１には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが直接的に伝達される。従って、力行する第二回転電機ＭＧ２に供給する電力を第一回転電機ＭＧ１が発電する場合に、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。またこの際、発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１が直接的に入力軸Ｉに伝達されるため、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが、第一回転電機ＭＧ１から入力軸Ｉに伝達されるトルクの分だけ減衰することになる。そのため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換される量を少なくすることができるので、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。
【００８１】
第三分配モードでは、図８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は、入力軸Ｉの回転速度に比例して定まるため、入力軸Ｉの回転速度が変化しなければ、第一回転電機ＭＧ１の回転速度も変化しない。
【００８２】
以上に説明したように、第三分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力するために負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態となることにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。このため、第三分配モードでは、出力軸Ｏの回転速度が上昇しても第二回転電機ＭＧ２の回転方向及びトルクの方向は変化せず、第二回転電機ＭＧ２が力行する状態は維持される。また、第三分配モードでは、入力トルクＴＥを第一回転電機ＭＧ１に直接的に伝達して第一回転電機ＭＧ１に発電を行わせることができる。そのため、上記のように、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。また発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１によって、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが減衰するため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。以上より、第三分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域（高車速領域）で使用される高速用モードとして適している。
【００８３】
１−７．ＥＶモード
ＥＶモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達する電動車両モードである。このＥＶモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１はトルクを出力しない非駆動状態とされ、第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力を消費して力行する。図３に示すように、ＥＶモードは、第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。
【００８４】
図９は、このＥＶモードの速度線図を示している。この図９に示すように、ＥＶモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、第二差動歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、ＥＶモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、ＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第一回転電機ＭＧ１の出力トルクはゼロとされ、これらの回転速度もゼロとされる。よって、第一差動歯車装置Ｐ１の各回転要素の回転速度もゼロとされる。
【００８５】
このＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図９に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【００８６】
１−８．シリーズモード
シリーズモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させると共に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクを第一回転電機ＭＧ１に伝達して発電を行わせるモードである。このシリーズモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１は発電のみを行い、出力軸Ｏへは第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを伝達する。この際、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。図３に示すように、シリーズモードは、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態で実現される。
【００８７】
図１０は、このシリーズモードの速度線図を示している。この図１０に示すように、シリーズモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、第二差動歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１がケースＣＳに固定される。これにより、第一差動歯車装置Ｐ１では、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１の回転が停止され、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１に伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが減衰されて第一回転電機ＭＧ１に伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、シリーズモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、シリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。そして、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電のためにのみ用いられる。
【００８８】
このシリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図１０に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電必要量に応じて制御される。第一回転電機ＭＧ１による発電必要量は、第二回転電機ＭＧ２の力行のために必要な電力やバッテリ２１の充電量等に応じて定まる。
【００８９】
１−９．第一パラレルモード
第一パラレルモードは、上述した２つのパラレルモードの一つであり、後述する第二パラレルモードよりも大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第一パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第二回転電機ＭＧ２は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第一パラレルモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第一回転電機ＭＧ１は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図３に示すように、第一パラレルモードは、第二クラッチＣ２及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。なお、第一クラッチＣ１は係合状態と解放状態のどちらでもよい。
【００９０】
図１１は、この第一パラレルモードの速度線図を示している。この図１１に示すように、第一パラレルモードでは、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより入力軸Ｉが第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に駆動連結される。この状態で、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、第二差動歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二キャリヤＣＡ２よりも他方端側となる第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に駆動連結された入力軸Ｉの回転、並びにそれより更に他方端側となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が共に減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第二回転電機ＭＧ２のトルクが共に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。ここで、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの変速比は、入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比よりも大きいため、第二回転電機ＭＧ２のトルクは入力軸Ｉ（エンジンＥ）よりも大きく増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００９１】
この第一パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第二回転電機ＭＧ２は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【００９２】
１−１０．第二パラレルモード
第二パラレルモードは、上述した２つのパラレルモードの一つであり、上述した第一パラレルモードよりも高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第二パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第一回転電機ＭＧ１は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第二パラレルモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第二回転電機ＭＧ２は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図３に示すように、第二パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。
【００９３】
図１２は、この第二パラレルモードの速度線図を示している。この図１２に示すように、第二パラレルモードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。この状態で、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の第三リングギヤＲ３がケースＣＳに固定される。これにより、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１及び第三リングギヤＲ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二キャリヤＣＡ２よりも一方端側となる、第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて出力軸Ｏに伝達される。また、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二キャリヤＣＡ２よりも他方端側となる、第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１の回転は減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクは減衰され、第一回転電機ＭＧ１のトルクは増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。
【００９４】
この第二パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第一回転電機ＭＧ１は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第一回転電機ＭＧ１は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第一回転電機ＭＧ１は正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【００９５】
１−１１．ハイブリッド駆動装置の理論伝達効率について
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおける３つの動力分配モードの理論伝達効率について説明する。図１３は、３つの動力分配モードのそれぞれについての理論伝達効率（縦軸）と入出力回転速度比（横軸）との関係を示したグラフである。入出力回転速度比は、出力軸Ｏの回転速度と入力軸Ｉの回転速度との比であり、ここでは、入力軸Ｉの回転速度を出力軸Ｏの回転速度で除算した値としている。理論伝達効率は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の出力（仕事率）が出力軸Ｏに伝達されるまでの伝達効率に関し、歯車等の機械的な伝動部材を介して機械的に伝達される際の伝達効率を１００％と仮定し、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２により一旦電力に変換されて伝達される際の伝達効率を９０％と仮定して計算した伝達効率としている。従って、入力トルクＴＥに対する反力受けとして機能する第一回転電機ＭＧ１又は第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなり、電気変換が行われない無電気変換点において、理論伝達効率は１００％となる。そして、第一回転電機ＭＧ１又は第二回転電機ＭＧ２の回転速度の絶対値が大きくなり、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の出力（仕事率）が電力に変換される割合が高くなるに従って理論伝達効率は低くなる。
【００９６】
そして、図１３に示される山形の３つの線Ｌ１〜Ｌ３が各モードの理論伝達効率を表しており、線Ｌ１が第一分配モード、線Ｌ２が第二分配モード、線Ｌ３が第三分配モードを表している。また、この図の上部に記載した各モードの範囲は、当該モードが選択される入出力回転速度比の範囲を表している。この図に示すように、入出力回転速度比が大きい領域で第一分配モードを選択し、入出力回転速度比が小さい領域で第三分配モードを選択し、入出力回転速度比がこれらの中間の領域で第二分配モードを選択する。そして、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる同期切替点（図５参照）となっており、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる同期切替点（図７参照）となっている。この図１３から明らかなように、本実施形態では、入出力回転速度比の値に応じて、３つのモードの中で最も理論伝達効率が高いモードが選択されるようになっている。従って、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈによれば、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モードを、同期切替点において順に切り替えることにより、高いエネルギ効率で車両を走行させることができる。
【００９７】
２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１４は、図１と同様に、軸対称の構成を一部省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、差動歯車装置Ｄの構成が上記第一の実施形態とは異なっており、これに伴って、特に第一分配モードにおける各部の動作が上記第一の実施形態と異なっている。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの制御システムの構成は、上記第一の実施形態と同様であるため（図２参照）、説明は省略する。その他にも、特に説明しない点については上記第一の実施形態と同様とする。
【００９８】
２−１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の機械的構成について説明する。図１４に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、差動歯車装置Ｄの構成が上記第一の実施形態とは異なっている。すなわち、本実施形態に係る差動歯車装置Ｄは、第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の３つに分けられる。そして、差動歯車装置Ｄは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の係合状態を切り替えることによって、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の複数の回転要素の連結関係を変更し、各モードを実行するための差動機構及び連結機構を形成する。本実施形態においても、上記第一の実施形態と同様に、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第一差動機構ＤＭ１及び第一モード用連結機構ＣＭ１を形成し、第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第二差動機構ＤＭ２を形成し、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第三差動機構ＤＭ３及び第三モード用連結機構ＣＭ３を形成する。以下、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の構成について図１に基づいて詳細に説明する。
【００９９】
第一差動歯車装置Ｐ１は、３つの回転要素を備えており、ここでは、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、入力軸Ｉ及び第二差動歯車装置Ｐ２の第二キャリヤＣＡ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１により第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。これらの第一差動歯車装置Ｐ１の３つの回転要素は、回転速度の順に、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１となっている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１が、それぞれ第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【０１００】
第二差動歯車装置Ｐ２は、３つの回転要素を備えており、ここでは、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第一クラッチＣ１により第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１に選択的に駆動連結されると共に、第二クラッチＣ２により第三差動歯車装置Ｐ３の第三サンギヤＳ３及び第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２に選択的に駆動連結される。第二キャリヤＣＡ２は、入力軸Ｉ及び第一差動歯車装置Ｐ１の第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。第二リングギヤＲ２は、出力軸Ｏ及び第三差動歯車装置Ｐ３の第三リングギヤＲ３と一体回転するように駆動連結されている。これらの第二差動歯車装置Ｐ２の３つの回転要素は、回転速度の順に、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態においては、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【０１０１】
第三差動歯車装置Ｐ３は、３つの回転要素を備えており、ここでは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第三差動歯車装置Ｐ３は、複数対のピニオンギヤを支持する第三キャリヤＣＡ３と、一対のピニオンギヤの一方に噛み合う第三サンギヤＳ３と、一対のピニオンギヤの他方に噛み合う第三リングギヤＲ３とを回転要素として有している。第三サンギヤＳ３は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。また、第三サンギヤＳ３は、第二クラッチＣ２により第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。第三キャリヤＣＡ３は、第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに選択的に固定される。第三リングギヤＲ３は、出力軸Ｏ及び第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２と一体回転するように駆動連結されている。これらの第三差動歯車装置Ｐ３の３つの回転要素は、回転速度の順に、第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３、第三サンギヤＳ３となっている。従って、本実施形態においては、第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３、第三サンギヤＳ３が、それぞれ第三差動歯車装置Ｐ３の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【０１０２】
２−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図１５は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。本実施形態においても、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モード、ＥＶモード、シリーズモード、第一パラレルモード、及び第二パラレルモードの７つのモードを切り替え可能に備えている。また、図１６〜図２４は、各モードでの第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の動作状態を表す速度線図である。これらの図の記述方法は、上記第一の実施形態において説明したのと同様である。但し、図１６〜図２４において、実線で示される直線が第一差動歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、一点鎖線で示される直線が第二差動歯車装置Ｐ２の動作状態を示し、破線で示される直線が第三差動歯車装置Ｐ３の動作状態を示している。以下、複数の動作モードのそれぞれについて、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態を詳細に説明する。
【０１０３】
２−３．第一分配モード
第一分配モードは、動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したモードである。第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動機構ＤＭ１を形成する。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、出力軸Ｏの回転速度に比例して第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。本実施形態においては、第一差動機構ＤＭ１が、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される。そして、第一差動機構ＤＭ１は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、を有する。この第一分配モードでは、この第一差動機構ＤＭ１が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【０１０４】
更に、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第一差動機構ＤＭ１に加えて、回転速度の順に、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構ＣＭ１を更に形成する。そして、この第一モード用連結機構ＣＭ１により第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。第二回転電機ＭＧ２は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。本実施形態においては、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第三差動歯車装置Ｐ３により形成される。後述するように、第三差動歯車装置Ｐ３は、第三分配モードでは、第三差動機構ＤＭ３の一部を構成するため、この第一モード用連結機構ＣＭ１は、第三差動機構ＤＭ３の一部を用いて形成されることになる。
【０１０５】
図１５に示すように、第一分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。図１６は、この第一分配モードの速度線図を示している。この図１６に示すように、第一分配モードでは、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第一差動歯車装置Ｐ１を表す線と第二差動歯車装置Ｐ２を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される第一差動機構ＤＭ１は、４つの回転要素のうち、第一サンギヤＳ１、第二リングギヤＲ２、第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２、の３つの回転要素を実質的に用いる。第一差動機構ＤＭ１は、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結される。更に、この第二リングギヤＲ２に対して回転速度の順で一方側となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結される。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、入力トルクＴＥが第二リングギヤＲ２に分配されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一差動機構ＤＭ１は入力トルクＴＥとＭＧ１トルクＴ１とを合成し、入力トルクＴＥに対して増幅したトルクを第二リングギヤＲ１及び出力軸Ｏに伝達する。このとき第一サンギヤＳ１に分配されたトルクは、第一回転電機ＭＧ１に伝達される。一方、第二回転電機ＭＧ２は、第一モード用連結機構ＣＭ１を介して、第一差動機構ＤＭ１を介することなく直接的に出力軸ＯにＭＧ２トルクＴ２を伝達する。
【０１０６】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードの全域で正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、当該ＭＧ１トルクＴ１が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、負回転しつつ正方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【０１０７】
第一分配モードでは、第三差動歯車装置Ｐ３により形成される第一モード用連結機構ＣＭ１は、回転速度の順で中間となる第三リングギヤＲ３に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第三キャリヤＣＡ３が第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第三サンギヤＳ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。従って、この第一分配モードでは、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速するとともに、第二回転電機ＭＧ２のＭＧ２トルクＴ２を増幅して出力軸Ｏに伝達する。
【０１０８】
第一分配モードでは、図１６に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正方向に変化（上昇）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正方向に変化（上昇）する。そして、図１７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点で、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行う。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない無電気変換点となっている。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図２５を用いて説明する。
【０１０９】
以上に説明したように、第一分配モードは、第一差動機構ＤＭ１により入力トルクＴＥとＭＧ１トルクＴ１とを合成して入力トルクＴＥに対して増幅したトルクを出力軸Ｏに伝達すると共に、第二回転電機ＭＧ２のＭＧ２トルクＴ２を第一モード用連結機構ＣＭ１により増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域（低車速領域）であって出力軸Ｏに大きいトルクを伝達する必要がある状態で使用される低速用モードとして適している。本実施形態では、第一分配モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、図１７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。車両の発進時には、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を上昇させると共に第二回転電機ＭＧ２の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点では、第一差動機構ＤＭ１と第一モード用連結機構ＣＭ１とが速度線図上で重なる。そして、この状態で第二クラッチＣ２を係合し、第二ブレーキＢ２を解放することにより、第一分配モードから第二分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第一分配モードから第二分配モードへの切り替え後には、第二回転電機ＭＧ２のトルクの向きが反転し、図１７に実線矢印で示すように、第二回転電機ＭＧ２が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図１７に示す破線矢印は、第一分配モードでの第二回転電機ＭＧ２のトルクの方向を示している。一方、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えの前後でトルクの方向は変化せず、回転方向が反転する。すなわち、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードから第二分配モードに切り替えることにより回転速度が正から負に変化する。本実施形態の構成によれば、このように、第一分配モードから第二分配モードへの移行に際して、第一回転電機ＭＧ１のトルクを正方向のまま維持して出力軸Ｏの回転速度を上昇させ続けることができるので、モード移行をより円滑に行うことができる。
【０１１０】
２−４．第二分配モード
第二分配モードは、動力分配モードの一つであり、出力軸Ｏに伝達可能なトルク及び回転速度が３つの動力分配モードの中で中間であるため、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域での使用に適したモードである。第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第二差動機構ＤＭ２を形成する。本実施形態においては、第二差動機構ＤＭ２が第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３との組み合わせにより形成される。そして、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第二分配モードでは、この第二差動機構ＤＭ２が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。この第二分配モードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のいずれを反力受けとして機能させることも可能であるが、本実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２を、入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとする。そして、第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。
【０１１１】
図１５に示すように、第二分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図１８は、この第二分配モードの速度線図を示している。この図１８に示すように、第二分配モードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第一差動歯車装置Ｐ１を表す線と第二差動歯車装置Ｐ２を表す線と第三差動歯車装置Ｐ３を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの３つの差動歯車装置Ｐ１〜Ｐ３の組み合わせにより形成される第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で第一回転要素となる第一サンギヤＳ１及び第三キャリヤＣＡ３に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結され、第二回転要素となる第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３に出力軸Ｏが駆動連結され、第三回転要素となる第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉが駆動連結され、第四回転要素となる第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。
【０１１２】
従って、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で、第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第四回転要素と出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素とが、入力軸Ｉに駆動連結された第三回転要素を挟んで反対側に位置する状態となっている。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、入力軸Ｉから伝達された入力トルクＴＥが出力軸Ｏに分配されて伝達される。この際、第二差動機構ＤＭ２は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。そして第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。また、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素を挟んで、入力軸Ｉが駆動連結された第三回転要素と第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一回転要素とが反対側に位置する状態となっている。従って、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥと同じ方向のＭＧ１トルクＴ１を出力することにより、入力トルクＴＥのアシストを行うことができる。
【０１１３】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【０１１４】
第二分配モードでは、図１８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正方向に変化（上昇）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。そして、図１９に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行う。なお、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない無電気変換点となっている。第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に出力するＭＧ１トルクＴ１をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図２５を用いて説明する。
【０１１５】
以上に説明したように、第二分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力することにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１により入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行うことができる。このため、第二分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域（中車速領域）で使用される中速用モードとして適している。本実施形態では、第二分配モードは、図１７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロの状態から、図１９に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。そして、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で第一ブレーキＢ１を係合し、第一クラッチＣ１を解放することにより、第二分配モードから第三分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第一ブレーキＢ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第二分配モードから第三分配モードへの切り替え後には、第一回転電機ＭＧ１のトルクの向きが反転し、図１９に実線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図１９に示す破線矢印は、第二分配モードでの第一回転電機ＭＧ１のトルクの方向を示している。一方、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えの前後でトルクの方向は変化せず、回転方向が反転する。すなわち、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードから第三分配モードに切り替えることにより回転速度が正から負に変化する。本実施形態の構成によれば、上記のように、第二分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２を反力受けとして機能させ、負方向のトルクを出力させる構成としているので、第二分配モードから第三分配モードの移行に際して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを負方向のまま維持して出力軸Ｏの回転速度を上昇させ続けることができるので、モード移行をより円滑に行うことができる。
【０１１６】
２−５．第三分配モード
第三分配モードは、動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したモードである。第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第三差動機構ＤＭ３を形成する。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。本実施形態においては、第三差動機構ＤＭ３が、第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３との組み合わせにより形成される。そして、第三差動機構ＤＭ３は、回転速度の順に、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第三分配モードでは、この第三差動機構ＤＭ３が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【０１１７】
更に、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第三差動機構ＤＭ３に加えて、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構ＣＭ３を更に形成する。そして、この第三モード用連結機構ＣＭ３により第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクにより回転されて発電を行う。本実施形態においては、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される。上述したように、第一差動歯車装置Ｐ１は、第一分配モードでは、第一差動機構ＤＭ１の一部を形成するため、この第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動機構ＤＭ１の一部を用いて形成されることになる。
【０１１８】
図１５に示すように、第三分配モードは、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図２０は、この第三分配モードの速度線図を示している。この図２０に示すように、第三分配モードでは、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第二差動歯車装置Ｐ２を表す線と第三差動歯車装置Ｐ３を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３との組み合わせにより形成される第三差動機構ＤＭ３は、４つの回転要素のうち、第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３、の３つの回転要素を実質的に用いる。第三差動機構ＤＭ３は、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第二キャリヤＣＡ２に伝達された入力トルクＴＥが回転速度の順で他方端となる第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３に分配されて伝達される。この際、第三差動機構ＤＭ３は入力トルクＴＥを減衰して第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３、並びに出力軸Ｏに伝達する。このとき第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。一方、第一回転電機ＭＧ１へは、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが伝達される。
【０１１９】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第三分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクを用いて発電を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。
【０１２０】
第三分配モードでは、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される第三モード用連結機構ＣＭ３は、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に入力軸Ｉが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１が第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結されている。従って、この第三分配モードでは、第三モード用連結機構ＣＭ３は、入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１の回生トルクであるＭＧ１トルクＴ１を増幅して入力軸Ｉに伝達する。この際、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に第一回転電機ＭＧ１を入力軸Ｉに駆動連結する機能を果たす。従って、第一回転電機ＭＧ１には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが直接的に伝達される。従って、力行する第二回転電機ＭＧ２に供給する電力を第一回転電機ＭＧ１が発電する場合に、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。またこの際、発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１が直接的に入力軸Ｉに伝達されるため、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが、第一回転電機ＭＧ１から入力軸Ｉに伝達されるトルクの分だけ減衰することになる。そのため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換される量を少なくすることができるので、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。
【０１２１】
第三分配モードでは、図２０に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は、入力軸Ｉの回転速度に比例して定まるため、入力軸Ｉの回転速度が変化しなければ、第一回転電機ＭＧ１の回転速度も変化しない。
【０１２２】
以上に説明したように、第三分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力するために負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態となることにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。このため、第三分配モードでは、出力軸Ｏの回転速度が上昇しても第二回転電機ＭＧ２の回転方向及びトルクの方向は変化せず、第二回転電機ＭＧ２が力行する状態は維持される。また、第三分配モードでは、入力トルクＴＥを第一回転電機ＭＧ１に直接的に伝達して第一回転電機ＭＧ１に発電を行わせることができる。そのため、上記のように、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。また発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１によって、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが減衰するため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。以上より、第三分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域（高車速領域）で使用される高速用モードとして適している。
【０１２３】
２−６．ＥＶモード
ＥＶモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達する電動車両モードである。このＥＶモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１はトルクを出力しない非駆動状態とされ、第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力を消費して力行する。図１５に示すように、ＥＶモードは、第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。
【０１２４】
図２１は、このＥＶモードの速度線図を示している。この図２１に示すように、ＥＶモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第三差動歯車装置Ｐ３の第三キャリヤＣＡ３がケースＣＳに固定される。これにより、第三差動歯車装置Ｐ３では、回転速度の順で一方端となる第三キャリヤＣＡ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２以外の２つの回転要素が自由に回転可能な状態となることで、実質的に第三差動歯車装置Ｐ３と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、ＥＶモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、ＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第一回転電機ＭＧ１の出力トルクはゼロとされ、これらの回転速度もゼロとされる。よって、第一差動歯車装置Ｐ１の各回転要素の回転速度もゼロとされる。
【０１２５】
このＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図２１に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【０１２６】
２−７．シリーズモード
シリーズモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させると共に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクを第一回転電機ＭＧ１に伝達して発電を行わせるモードである。このシリーズモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１は発電のみを行い、出力軸Ｏへは第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを伝達する。この際、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。図１５に示すように、シリーズモードは、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態で実現される。
【０１２７】
図２２は、このシリーズモードの速度線図を示している。この図２２に示すように、シリーズモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第三差動歯車装置Ｐ３の第三キャリヤＣＡ３がケースＣＳに固定される。これにより、第三差動歯車装置Ｐ３では、回転速度の順で一方端となる第三キャリヤＣＡ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１がケースＣＳに固定される。これにより、第一差動歯車装置Ｐ１では、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１の回転が停止され、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１に伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが減衰されて第一回転電機ＭＧ１に伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２以外の２つの回転要素が自由に回転可能な状態となることで、実質的に第三差動歯車装置Ｐ３と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、シリーズモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、シリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。そして、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電のためにのみ用いられる。
【０１２８】
このシリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図２２に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電必要量に応じて制御される。第一回転電機ＭＧ１による発電必要量は、第二回転電機ＭＧ２の力行のために必要な電力やバッテリ２１の充電量等に応じて定まる。
【０１２９】
２−８．第一パラレルモード
第一パラレルモードは、２つのパラレルモードの一つであり、後述する第二パラレルモードよりも大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第一パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第二回転電機ＭＧ２は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第一パラレルモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第一回転電機ＭＧ１は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図１５に示すように、第一パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。
【０１３０】
図２３は、この第一パラレルモードの速度線図を示している。この図２３に示すように、第一パラレルモードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。この状態で、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第一サンギヤＳ１及び第三キャリヤＣＡ３がケースＣＳに固定される。これにより、回転速度の順で一方端となる第一サンギヤＳ１及び第三キャリヤＣＡ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３よりも他方端側となる、第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された入力軸Ｉの回転、並びにそれより更に他方端側となる第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が共に減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第二回転電機ＭＧ２のトルクが共に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。ここで、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの変速比は、入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比よりも大きいため、第二回転電機ＭＧ２のトルクは入力軸Ｉ（エンジンＥ）よりも大きく増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１３１】
この第一パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第二回転電機ＭＧ２は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【０１３２】
２−９．第二パラレルモード
第二パラレルモードは、２つのパラレルモードの一つであり、上述した第一パラレルモードよりも高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第二パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第一回転電機ＭＧ１は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第二パラレルモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第二回転電機ＭＧ２は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図１５に示すように、第二パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。
【０１３３】
図２４は、この第二パラレルモードの速度線図を示している。この図２４に示すように、第二パラレルモードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。この状態で、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３よりも一方端側となる、第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて出力軸Ｏに伝達される。また、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３よりも他方端側となる、第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１の回転は減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクは減衰され、第一回転電機ＭＧ１のトルクは増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。
【０１３４】
この第二パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第一回転電機ＭＧ１は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第一回転電機ＭＧ１は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第一回転電機ＭＧ１は正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【０１３５】
２−１０．ハイブリッド駆動装置の理論伝達効率について
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおける３つの動力分配モードの理論伝達効率について説明する。図２５は、３つの動力分配モードのそれぞれについての理論伝達効率（縦軸）と入出力回転速度比（横軸）との関係を示したグラフである。この図の記述方法は、上記第一の実施形態における図１３と同様である。この図に示すように、本実施形態においても、入出力回転速度比が大きい領域で第一分配モードを選択し、入出力回転速度比が小さい領域で第三分配モードを選択し、入出力回転速度比がこれらの中間の領域で第二分配モードを選択する。そして、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる同期切替点（図１７参照）となっており、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる同期切替点（図１９参照）となっている。この図２５から明らかなように、本実施形態では、入出力回転速度比の値に応じて、３つのモードの中で最も理論伝達効率が高いモードが選択されるようになっている。従って、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈによれば、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モードを、同期切替点において順に切り替えることにより、高いエネルギ効率で車両を走行させることができる。
【０１３６】
３．その他の実施形態
（１）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、いずれも、第一分配モードから第二分配モードへの切り替えに際して係合する係合要素（第二クラッチＣ２）の両側の係合部材の回転速度が同じ状態となる同期切替点において、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる場合を例として説明した。これは、上記第一の実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が一致するように、第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の歯数比が設定され、上記第二の実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第三差動歯車装置Ｐ３の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が一致するように、第一差動歯車装置Ｐ１及び第三差動歯車装置Ｐ３の歯数比が設定されていることによる。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一分配モードから第二分配モードへの同期切替点において、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとならない構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このようなハイブリッド駆動装置Ｈの例を、図２６及び図２７に示す。この図２６に示すハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第二の実施形態に類似するが、第三差動歯車装置Ｐ３がシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている点で相違している。このような第三差動歯車装置Ｐ３の構成の相違により、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第三差動歯車装置Ｐ３の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が異なっている。これにより、図２７に示すように、第一分配モードから第二分配モードへの同期切替点において、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとならず、負となっている。また、当該同期切替点において第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正となるように構成しても好適である。このような構成であっても、第一分配モードから第二分配モードへの同期切替点は、依然として無電気変換点の近傍にあるため、上記第一の実施形態及び第二の実施形態に比べて、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率が大きく悪化することはない。なお、図示は省略するが、上記第一の実施形態と同様のハイブリッド駆動装置Ｈの構成において、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が異なる構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１３７】
（２）上記第一の実施形態では、第二差動歯車装置Ｐ２が、２つの遊星歯車機構Ｐ２１、Ｐ２２のサンギヤＳ２、Ｓ３同士を駆動連結すると共に一方のリングギヤＲ２と他方のキャリヤＣＡ３とを駆動連結することにより、４つの回転要素を有する差動歯車装置として構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、４つの回転要素を有する差動歯車装置であれば、他にも各種の具体的構成を用いることが可能である。例えば、２つの遊星歯車機構の一方のキャリヤと他方のリングギヤとを駆動連結すると共に、一方のリングギヤと他方のキャリヤとを駆動連結して構成された４つの回転要素を有する差動歯車装置や、シングルピニオン型の遊星歯車機構とダブルピニオン型の遊星歯車機構とがキャリヤ及びリングギヤを共用してなるいわゆるラビニヨ型の遊星歯車装置を用いることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１３８】
（３）上記第一の実施形態における第一差動歯車装置Ｐ１、並びに上記第二の実施形態における第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２が、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、上記第二の実施形態における第三差動歯車装置Ｐ３がダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、いずれかのシングルピニオン型の遊星歯車機構をダブルピニオン型の遊星歯車機構に置き換え、或いはダブルピニオン型の遊星歯車機構をシングルピニオン型の遊星歯車機構に置き換えることも、本発明の好適な実施形態の一つである。いずれの場合にも、回転速度の順に応じた連結関係が上記の実施形態と同様になるようにすると好適である。
【０１３９】
（４）上記の各実施形態では、いずれも差動歯車装置が遊星歯車機構の組み合わせにより構成されている場合の例について説明した。しかし、本発明に係る差動歯車装置の実施形態はこれに限定されるものではない。したがって、例えば、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のように、他の形態の歯車機構を用いて差動歯車装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４０】
（５）また、上記の各実施形態において説明した差動歯車装置Ｄの具体的構成及びこれらの各回転要素に対する係合要素の配置構成は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の範囲に含まれる。
【０１４１】
（６）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モード、ＥＶモード、シリーズモード、第一パラレルモード、及び第二パラレルモードの７つのモードを切り替え可能に備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。従って、ハイブリッド駆動装置Ｈが、第一分配モード、第二分配モード、及び第三分配モードの３つのみを切り替え可能に備える構成とし、或いはこれら３つのモードと、残りの４つのモードの中の一部のモードとを切り替え可能に備える構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、上記第一の実施形態及び第二の実施形態において説明したモードとは異なるモードを更に切り替え可能に備える構成としてもよい。
【０１４２】
（７）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第一分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２が第一モード用連結機構ＣＭ１を介して出力軸Ｏに駆動連結された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、出力軸Ｏの回転速度に比例して第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結されていればよい。例えば、第一分配モードにおいて第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４３】
（８）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第三分配モードにおいて、第一回転電機ＭＧ１が第三モード用連結機構ＣＭ３を介して入力軸Ｉに駆動連結された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結されていればよい。例えば、第三分配モードにおいて第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４４】
（９）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第二分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥの反力受けとされる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第二分配モードにおいて第一回転電機ＭＧ１を入力軸Ｉからの入力トルクＴＥの反力受けとすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電を行う場合には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行い、第一回転電機ＭＧ１が力行する場合には、当該第一回転電機ＭＧ１が消費する電力の発電を行う。
【０１４５】
（１０）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の４つの係合要素として多板式クラッチや多板式ブレーキ等の摩擦係合要素を用いる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、これら複数の係合要素の全部又は一部に、噛み合い式係合要素を用いても好適である。ここで、噛み合い式係合要素とは、各係合要素の両側の係合部材の噛合部が互いに噛み合うことにより係合する装置であり、係合状態を維持するために油圧や電磁力等の係合力を別途に必要としない装置である。このような噛み合い式係合要素としては、例えば、手動変速装置に一般的に用いられるシンクロ機構やドグクラッチ機構等が好適に用いられる。上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、各係合要素は、両側の係合部材の回転速度が同じ状態で、更には当該係合要素がトルクを伝達しない状態で係合することが可能となっている。そのため、各係合要素に噛み合い式係合要素を用いても良好に係合状態の切り替えを行うことができる。そして、各係合要素を噛み合い式係合要素とすれば、これらを摩擦係合要素とする場合に比べて、係合圧又は解放圧を発生させるための油圧が必要とされないため、油圧ポンプによる駆動力の損失を抑制でき、ハイブリッド駆動装置Ｈの伝達効率を高めることが容易になる。なお、噛み合い式係合要素の係合状態の切り替えは、油圧を用いて行うことができるが、油圧供給を不要とするために、これらの係合状態の切り替えを電磁アクチュエータにより行う構成としても好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
Ｏ：出力軸（出力部材）
Ｗ：車輪
ＣＳ：ケース（非回転部材）
ＭＧ１：第一回転電機
ＭＧ２：第二回転電機
Ｄ：差動歯車装置
ＤＭ１：第一差動機構
ＤＭ２：第二差動機構
ＤＭ３：第三差動機構
ＣＭ１：第一モード用連結機構
ＣＭ３：第三モード用連結機構
Ｐ１：第一差動歯車装置
Ｐ２：第二差動歯車装置
Ｐ３：第三差動歯車装置
Ｅ１：第一回転要素
Ｅ２：第二回転要素
Ｅ３：第三回転要素
Ｅ４：第四回転要素
Ｃ１：第一クラッチ
Ｃ２：第二クラッチ
Ｂ１：第一ブレーキ
Ｂ２：第二ブレーキ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置として、例えば、下記の特許文献１に記載の装置が既に知られている。このハイブリッド駆動装置は、差動歯車装置として、３つの回転要素を有するシングルピニオン型の第一遊星歯車装置と４つの回転要素を有するラビニヨ型の第二遊星歯車装置とを備えている。また、このハイブリッド駆動装置は、低速モード、中速モード、及び高速モードの３つのモードを切り替え可能に備えている。そして、低速モードでは、第一遊星歯車装置を分配機構として機能させ、エンジンの回転及びトルクを第一回転電機と第二回転電機及び第二遊星歯車装置とに分配し、後者に分配された回転を第二遊星歯車装置により回転を減速すると共にトルクを増幅して出力軸に伝達する。中速モードでは、第一遊星歯車装置と第二遊星歯車装置とを組み合わせて４つの回転要素を有して一体的に動作する差動歯車装置とし、当該差動歯車装置により、エンジンの回転及びトルクを第一回転電機と出力軸とに分配し、第二回転電機はトルクアシストを行う。高速モードでは、第一遊星歯車装置を分配機構として機能させ、エンジンの回転及びトルクを第一回転電機と第二回転電機及び第二遊星歯車装置とに分配し、後者に分配された回転を直結状態とした第二遊星歯車装置により同速のまま出力軸に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３９９１９７０号公報（第９−１４頁、第１−６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、高速モードでは、出力軸の回転速度が上昇するに従って、反力受けとして機能する第一回転電機の回転速度が下降するため、出力軸の回転速度が高い高速走行領域において第一回転電機の回転速度が負となると、第一回転電機が力行する必要がある。そして、このように第一回転電機を力行させるためには、第二回転電機により発電して第一回転電機に電力を供給する必要がある。この状態では、第一回転電機が力行することにより発生させたトルクの一部が、動力伝達系の下流側（出力軸側）にある第二回転電機により発電のために消費されることによる動力循環が発生し、装置全体としてのエネルギ効率が悪化するという問題がある。
【０００５】
また、上記の特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、中速モードから高速モードへの切り替えを、中速モードを構成する差動歯車装置の４つの回転要素の回転速度が同じとなるシンクロポイントで行う。しかし、高速モードの伝達効率が中速モードよりも高くなるのは、当該シンクロポイントを過ぎた後、第二回転電機の回転速度がゼロとなるポイントである。このため、上記のハイブリッド駆動装置では、中速モードの伝達効率の方が未だ高速モードよりも高い領域において高速モードへ切り替えることになり、エネルギ効率の悪化の要因となる問題がある。
【０００６】
そこで、高速走行領域における動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができるハイブリッド駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は第一モード、第二モード、及び第三モードを切り替え可能に備え、前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が駆動連結された第一差動機構を形成し、前記第一回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記出力部材の回転速度に比例して前記第二回転電機の回転速度が定まる状態で前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、前記第二モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機が駆動連結された第二差動機構を形成し、前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第二回転電機が駆動連結された第三差動機構を形成し、前記第二回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記入力部材の回転速度に比例して前記第一回転電機の回転速度が定まる状態で前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結される点にある。
【０００８】
なお、本願において「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、差動歯車装置又は差動機構の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置又は差動機構が備える３つ以上の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。また、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。更に、本願では、「差動機構」とは、差動動作を行う少なくとも３つの回転要素の組み合わせにより構成され、各モードに応じて差動歯車装置が備える複数の回転要素の中から選択されて組み合わされることにより形成される。また、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各差動歯車機構の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。
【０００９】
この特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って、第一モード、第二モード、第三モードの順にモード切替を行うことにより、出力部材の回転速度が高い高速領域において動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができる。すなわち、この構成によれば、高速領域で主に用いられる第三モードにおいて、第三差動機構が動力分配装置として機能し、第二回転電機が反力受けとなって入力部材（エンジン）の回転及びトルクを出力部材に伝達することができる。この際、第一回転電機は、入力部材の回転速度に比例して回転速度が定まる状態で入力部材に駆動連結されるため、反力受けとして機能する第二回転電機が力行する場合に、入力部材（エンジン）の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができる。従って、動力伝達系における出力部材側にある第二回転電機が力行して発生させたトルクが第一回転電機により用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。またこの際、第一回転電機が発生する発電のためのトルクが直接的に入力部材に伝達されるため、第三差動機構を介して出力部材及び第二回転電機に伝達される入力部材（エンジン）のトルクが、第一回転電機から入力部材に伝達されるトルクの分だけ減衰することになる。そのため、第二回転電機が力行して発生する反力トルクを小さくすることができる。従って、高速領域におけるハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。
【００１０】
また、出力部材の回転速度が低い低速領域で主に用いられる第一モードでは、第一差動機構が動力分配装置として機能し、第一回転電機が反力受けとなって入力部材（エンジン）の回転及びトルクを出力部材に伝達することができる。この際、第二回転電機は、出力部材にトルクを伝達して入力部材からのトルクを補助することができる。更に、第二モードでは、差動歯車装置が少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力部材、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機が駆動連結された４つの回転要素を有する第二差動機構を形成するので、第一モードと第三モードとの切り替えの間で第二モードを用いることにより、反力受けとなる回転電機が入れ替わる第一モードと第三モードとの間のモード切替を適切に行うことができる。
【００１１】
ここで、前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構を更に形成し、前記第三モード用連結機構により前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結され、前記第三モード用連結機構は、前記第一差動機構の少なくとも一部を用いて形成されると好適である。
【００１２】
この構成によれば、第三モードにおいて、第三モード用連結機構により入力部材の回転を増速して第一回転電機に伝達することができる。従って、回転速度が比較的高い状態で第一回転電機に発電を行わせることができるので、第一回転電機による発電効率を高めることが容易になる。またこの際、第一回転電機の発電によるトルクが増幅されて入力部材に伝達されるため、上述したように第三差動機構を介して出力部材及び第二回転電機に伝達される入力部材（エンジン）のトルクを減衰する効果をより高めることができる。従って、第二回転電機による反力トルクを小さくすることができ、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。更に、第三モード用連結機構が、第一モードにおいて差動歯車装置が形成する第一差動機構の少なくとも一部を用いて形成されるので、差動歯車装置の一部の構成を第一モードと第三モードとで異なる機能に共用することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
また、前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構を更に形成し、前記第一モード用連結機構により前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、前記第一モード用連結機構は、前記第三差動機構の少なくとも一部を用いて形成されると好適である。
【００１４】
この構成によれば、第一モードにおいて、第一モード用連結機構により第二回転電機の回転を減速すると共にトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。従って、第二回転電機から出力部材に比較的大きいトルクを伝達することができ、第二回転電機によるトルクアシストの効果を高めることが容易になる。更に、第一モード用連結機構が、第三モードにおいて差動歯車装置が形成する第三差動機構の少なくとも一部を用いて形成されるので、差動歯車装置の一部の構成を第一モードと第三モードとで異なる機能に共用することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
また、前記第二モードでは、前記第二差動機構は、回転速度の順で、前記第二回転電機に駆動連結された回転要素と前記出力部材に駆動連結された回転要素とが、前記入力部材に駆動連結された回転要素を挟んで反対側に位置する状態とされ、前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化し、前記第二モードと前記第三モードとの切り替えは前記第二回転電機の回転速度がゼロとなる点で行い、前記第三モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が負であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化すると好適である。
【００１６】
なお、本願において、各部材の回転及びトルクの方向に関して、「正方向」とは入力部材がエンジンの回転によって回転している状態での各部材の回転方向と同じ方向であり、「負方向」とはその逆方向である。また、各部材の回転速度が「正」とは各部材が正方向に回転している状態であり、回転速度が「負」とは各部材が負方向に回転している状態であり、回転速度が「ゼロ」とは各部材の回転が停止している状態である。
【００１７】
この構成によれば、第二モードでは、第二回転電機に駆動連結された回転要素が、回転速度の順で入力部材に駆動連結された回転要素を挟んで出力部材に駆動連結された回転要素とは反対側に位置するので、入力部材の回転速度を変化させなくても第二回転電機の回転速度を下降させることにより出力部材の回転速度を上昇させることができる。この際、第二回転電機の回転速度が正の状態で第二モードを実行し、第二回転電機に負トルクを出力させて発電を行わせつつ第二回転電機の回転速度を下降させることにより出力部材の回転速度を上昇させる。そして、第二回転電機が発電も力行も行わなくなる回転速度がゼロの点で第三モードへの切り替えを行う。これにより、第二モードの伝達効率が高い領域を最大限利用でき、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。また、第三モードでは、第二回転電機が負回転しつつ負トルクを出力して力行することにより、出力部材の回転速度を更に上昇させ、出力部材を高い回転速度で回転させることができる。このとき、上記のとおり入力部材（エンジン）の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができるので、動力循環が発生することを抑制できる。従って、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。
【００１８】
また、前記第一モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が正方向に変化し、前記第一モードと前記第二モードとの切り替えは前記第一回転電機の回転速度がゼロとなる点で行うと好適である。
【００１９】
この構成によれば、第一モードでは、第二回転電機の回転速度が正の状態で当該第二回転電機の回転速度を上昇させることにより出力部材の回転速度も上昇させることができる。そして、第一回転電機が発電も力行も行わなくなる回転速度がゼロの点で第二モードへの切り替えを行う。これにより、第一モードの伝達効率が高い領域を最大限利用でき、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を高めることができる。
【００２０】
また、前記第二差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有すると好適である。
【００２１】
この構成によれば、第二モードにおいて、第一回転電機による正方向のトルクの出力、及び第二回転電機による負方向のトルクの出力の少なくとも一方を行うことにより、当該トルクの出力を行う回転電機の一方を反力受けとして機能させ、入力部材（エンジン）の回転及びトルクを出力部材に伝達することができる。また、反力受けとして機能しない方の回転電機は入力部材のトルクアシストを行うことができる。この際、特に第二回転電機に負方向のトルクを出力させて反力受けとして機能させる構成とすれば、第二モードから第三モードの移行に際して、第二回転電機のトルクを負方向のまま維持して出力部材の回転速度を上昇させ続けることができるので、当該モード移行をより円滑に行うことができる。
【００２２】
また、前記第三差動機構が、回転速度の順に、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有すると好適である。
【００２３】
この構成によれば、反力受けとなる第二回転電機が回転速度の順で入力部材を挟んで出力部材とは反対側に位置するので、第二回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。この際、入力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができるので、第三モードを、出力部材の回転速度が高い高速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００２４】
また、前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、反力受けとなる第一回転電機が回転速度の順で入力部材を挟んで出力部材とは反対側に位置するので、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。
【００２６】
或いは、前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、を有する構成としても好適である。
【００２７】
この構成によれば、回転速度の順で入力部材と反力受けとなる第一回転電機との間に出力部材が位置するので、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。この際、入力部材のトルクを増幅して出力部材に伝達することができるので、第一モードを、特に車両の発進時等のような、出力部材の回転速度が低い低速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００２８】
また、前記差動歯車装置は、３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、前記第一差動機構及び前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置により形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成されると好適である。
【００２９】
この構成によれば、第一モードの第一差動機構と、第二モードの第二差動機構と、第三モードの第三差動機構とを、第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置の一方又は双方により形成することができ、更に、第三モードの第三モード用連結機構を第一差動歯車装置により形成することができる。従って、限られた差動歯車装置の構成を有効に利用して各モードを実現するための機構を形成することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
また、前記差動歯車装置は、それぞれ３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記出力部材が駆動連結され、前記第三差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、前記第一差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成されると好適である。
【００３１】
この構成によれば、第一モードの第一差動機構と、第二モードの第二差動機構と、第三モードの第三差動機構とを、第一差動歯車装置、第二差動歯車装置、及び第三差動歯車装置の一部又は全部の組み合わせにより形成することができ、更に、第三モードの第三モード用連結機構を第一差動歯車装置により形成することができる。従って、限られた差動歯車装置の構成を有効に利用して各モードを実現するための機構を形成することができる。従って、差動歯車装置の構成要素を少なくしてハイブリッド駆動装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を有する第一差動歯車装置と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、前記第二回転電機が前記第二差動歯車装置の第四回転要素に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第四回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結される点にある。
【００３３】
この特徴構成によれば、第一クラッチ及び第二ブレーキを係合状態とすることにより第一モードを実現でき、第一クラッチ及び第二クラッチを係合状態とすることにより第二モードを実現でき、第二クラッチ及び第一ブレーキを係合状態とすることにより第三モードを実現できる。そして、第一モードでは、第一差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に入力部材が駆動連結され、第三回転要素に第二回転電機が駆動連結され、更に第一差動歯車装置の第三回転要素には第二差動歯車装置を介して出力部材が駆動連結される。またこの際、第二差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。従って、第一モードでは、第一回転電機が反力トルクを出力することで第一差動歯車装置が動力分配を行う第一差動機構として機能し、第二差動歯車装置が第二回転電機と出力部材とを駆動連結する第一モード用連結機構として機能する。そして、前記第一差動機構により第二回転電機側へ分配された入力部材の回転及びトルクを、第二回転電機の回転及びトルクと合わせて第一モード用連結機構により減速及びトルク増幅して出力部材に伝達することができる。よって、第一モードにおいて、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができ、更に当該入力部材及び第二回転電機のトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。これにより、第一モードを、出力部材の回転速度が比較的低く、高いトルクが要求される低速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００３４】
また、第二モードでは、第一差動歯車装置と第二差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第二差動機構が形成され、この第二差動機構の回転速度の順における第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。そして、第一回転電機及び第二回転電機の一方が反力トルクを出力することで第二差動機構が動力分配装置として機能する。また、反力受けとして機能しない方の回転電機は入力部材のトルクアシストを行うことができる。この際、特に第二回転電機に負方向のトルクを出力させて反力受けとして機能させる構成とすれば、第二モードから第三モードの移行に際して、第二回転電機のトルクを負方向のまま維持して出力部材の回転速度を上昇させ続けることができるので、当該モード移行をより円滑に行うことができる。
【００３５】
更に、第三モードでは、第二差動歯車装置の第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結され、更に第二差動歯車装置の第三回転要素には第一差動歯車装置を介して第一回転電機が駆動連結される。またこの際、第一差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に入力部材が駆動連結され、第三回転要素が非回転部材に固定される。従って、第三モードでは、第二回転電機が反力トルクを出力することで第二差動歯車装置が動力分配を行う第三差動機構として機能し、第一差動歯車装置が第一回転電機と入力部材とを駆動連結する第三モード用連結機構として機能する。そして、第二回転電機の回転速度を変化させることにより、第三差動機構によって入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。更にこの際、入力部材の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができるので、第二回転電機を力行させる場合にも動力循環が発生することを抑制できると共に第二回転電機が発生する反力トルクを小さくすることができる。これにより、第三モードを、出力部材の回転速度が比較的高い高速領域で用いるのに適したモードとすることができる。以上のとおり、この特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って、第一モード、第二モード、第三モードの順にモード切替を行って適切に車両を走行させることができると共に、出力部材の回転速度が高い高速領域において動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができる。
【００３６】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更にもう一つの特徴構成は、前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素及び前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第一回転要素及び前記第三差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、前記第二回転電機が前記第三差動歯車装置の第三回転要素に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第三差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素と前記第三差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結される点にある。
【００３７】
この特徴構成によれば、第一クラッチ及び第二ブレーキを係合状態とすることにより第一モードを実現でき、第一クラッチ及び第二クラッチを係合状態とすることにより第二モードを実現でき、第二クラッチ及び第一ブレーキを係合状態とすることにより第三モードを実現できる。そして、第一モードでは、第一差動歯車装置と第二差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第一差動機構が形成され、この第一差動機構の回転速度の順における第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、更に第一差動機構の第二回転要素には第三差動歯車装置を介して第二回転電機が駆動連結される。またこの際、第三差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に第二回転電機が駆動連結される。従って、第一モードでは、第一回転電機が反力トルクを出力することで第一差動機構が動力分配装置として機能し、第三差動歯車装置が第二回転電機と出力部材とを駆動連結する第一モード用連結機構として機能する。そして、前記第一差動機構では、回転速度の順で入力部材と反力受けとなる第一回転電機との間に出力部材が位置するので、入力部材のトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。更に、第一モード用連結機構により第二回転電機の回転及びトルクを減速及びトルク増幅して出力部材に伝達することができる。よって、第一モードにおいて、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができ、更に当該入力部材及び第二回転電機のトルクを増幅して出力部材に伝達することができる。これにより、第一モードを、出力部材の回転速度が比較的低く、高いトルクが要求される低速領域で用いるのに適したモードとすることができる。
【００３８】
また、第二モードでは、第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第二差動機構が形成され、この第二差動機構の回転速度の順における第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。そして、第一回転電機及び第二回転電機の一方が反力トルクを出力することで第二差動機構が動力分配装置として機能する。また、反力受けとして機能しない方の回転電機は入力部材のトルクアシストを行うことができる。この際、特に第二回転電機に負方向のトルクを出力させて反力受けとして機能させる構成とすれば、第二モードから第三モードの移行に際して、第二回転電機のトルクを負方向のまま維持して出力部材の回転速度を上昇させ続けることができるので、当該モード移行をより円滑に行うことができる。
【００３９】
更に、第三モードでは、第二差動歯車装置と第三差動歯車装置との組み合わせにより４つの回転要素を有する第三差動機構が形成され、この第三差動機構の回転速度の順における第二回転要素に出力部材が駆動連結され、第三回転要素に入力部材が駆動連結され、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結され、更に第三差動機構の第三回転要素には第一差動歯車装置を介して第一回転電機が駆動連結される。またこの際、第一差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機が駆動連結され、第二回転要素に入力部材が駆動連結され、第三回転要素が非回転部材に固定される。従って、第三モードでは、第二回転電機が反力トルクを出力することで第三差動機構が動力分配装置として機能し、第一差動歯車装置が第一回転電機と入力部材とを駆動連結する第三モード用連結機構として機能する。そして、第二回転電機の回転速度を変化させることにより、第三差動機構によって入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する電気的無段変速を行うことができる。更にこの際、入力部材の回転及びトルクを第一回転電機に直接的に伝達して第一回転電機に発電を行わせることができるので、第二回転電機を力行させる場合にも動力循環が発生することを抑制できると共に第二回転電機が発生する反力トルクを小さくすることができる。これにより、第三モードを、出力部材の回転速度が比較的高い高速領域で用いるのに適したモードとすることができる。以上のとおり、この特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って、第一モード、第二モード、第三モードの順にモード切替を行って適切に車両を走行させることができると共に、出力部材の回転速度が高い高速領域において動力循環の発生を抑制することができ、エネルギ効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図２】本発明の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のシステム構成を示す模式図である。
【図３】第一の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図４】第一の実施形態に係る第一分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図５】第一の実施形態に係る第一分配モードから第二分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図６】第一の実施形態に係る第二分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図７】第一の実施形態に係る第二分配モードから第三分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図８】第一の実施形態に係る第三分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図９】第一の実施形態に係るＥＶモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１０】第一の実施形態に係るシリーズモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１１】第一の実施形態に係る第一パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１２】第一の実施形態に係る第二パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１３】第一の実施形態に係る理論伝達効率と入出力回転速度比との関係を示したグラフである。
【図１４】本発明の第二の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図１５】第二の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図１６】第二の実施形態に係る第一分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１７】第二の実施形態に係る第一分配モードから第二分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図１８】第二の実施形態に係る第二分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１９】第二の実施形態に係る第二分配モードから第三分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【図２０】第二の実施形態に係る第三分配モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２１】第二の実施形態に係るＥＶモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２２】第二の実施形態に係るシリーズモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２３】第二の実施形態に係る第一パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２４】第二の実施形態に係る第二パラレルモードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図２５】第二の実施形態に係る理論伝達効率と入出力回転速度比との関係を示したグラフである。
【図２６】本発明のその他の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図２７】その他の実施形態に係る第一分配モードから第二分配モードへの切替時の差動歯車装置の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
１．第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図であるが、この図では中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。また、図２に示すハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図では、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示し、破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は油圧の伝達経路を示している。
【００４２】
図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２参照）に駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、差動歯車装置Ｄと、を備えている。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、クラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１、Ｂ２といった係合要素の係合状態を切り替えて差動歯車装置Ｄの複数の回転要素の連結関係を変更することによって、第一分配モード、第二分配モード、及び第三分配モードを含む複数のモードを切り替え可能に備えている。ここで、第一から第三の３つの分配モードは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のいずれかが入力軸Ｉからのトルクの反力受けとなり、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクを当該反力受けとなる回転電機と出力軸Ｏとに分配して伝達する動力分配を行うモードである。なお、本実施形態においては、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。また、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モードが、それぞれ本発明における「第一モード」、「第二モード」、「第三モード」に相当する。以下、このハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成について詳細に説明する。
【００４３】
１−１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の機械的構成について説明する。図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに駆動連結される。ここで、エンジンＥは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸Ｉは、エンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体回転するように駆動連結されている。なお、入力軸Ｉが、エンジンＥの出力回転軸に対して、ダンパ、クラッチ、トルクコンバータ等の他の部材を介して駆動連結された構成としても好適である。本実施形態においては、入力軸ＩはエンジンＥの出力回転軸と一体的に回転するため、入力軸Ｉの回転（回転速度）はエンジンＥの回転（回転速度）と同じであり、エンジンＥのトルクが入力軸Ｉのトルクとなる。
【００４４】
出力軸Ｏは、図２に示すように、出力用差動歯車装置ＤＦを介して車輪Ｗ（駆動輪）に駆動連結されている。本実施形態においては、出力軸Ｏは、入力軸Ｉと同軸上に配置されている。更には、図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、並びに差動歯車装置Ｄが、入力軸Ｉと同軸上に配置されており、全体が同軸配置された一軸構成とされている。これらの構成は、図示しないハイブリッド車両の車体に固定されたケースＣＳ内に収容されている。本実施形態においては、このケースＣＳが本発明における「非回転部材」に相当する。
【００４５】
第一回転電機ＭＧ１は、ケースＣＳに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１の第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。また、第二回転電機ＭＧ２は、ケースＣＳに固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、差動歯車装置Ｄを構成する第二差動歯車装置Ｐ２の第三リングギヤＲ３と一体回転するように駆動連結されている。
【００４６】
図２に示すように、第一回転電機ＭＧ１は第一インバータ２２を介して、第二回転電機ＭＧ２は第二インバータ２３を介して、それぞれバッテリ２１に電気的に接続されている。そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能とを果すことが可能とされている。後述するように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ回転方向（回転速度）とトルクの向きとの関係に応じてモータ又はジェネレータとして機能する。そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、ジェネレータとして機能する場合には、発電した電力をバッテリ２１に供給して充電し、或いは当該電力をモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に供給する。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、モータとして機能する場合には、バッテリ２１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２により発電された電力の供給を受けて力行する。そして、第一回転電機ＭＧ１の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第一回転電機制御ユニット３３及び第一インバータ２２を介して行われ、第二回転電機ＭＧ２の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第二回転電機制御ユニット３４及び第二インバータ２３を介して行われる。なお、バッテリ２１は、蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。
【００４７】
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが備える差動歯車装置Ｄは、第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の２つに分けられる。そして、差動歯車装置Ｄは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の係合状態を切り替えることによって、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の複数の回転要素の連結関係を変更し、各モードを実行するための差動機構及び連結機構を形成する。具体的には、後述するように、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第一差動機構ＤＭ１及び第一モード用連結機構ＣＭ１を形成し、第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第二差動機構ＤＭ２を形成し、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第三差動機構ＤＭ３及び第三モード用連結機構ＣＭ３を形成する。以下、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の構成について図１に基づいて詳細に説明する。
【００４８】
第一差動歯車装置Ｐ１は、３つの回転要素を備えており、ここでは、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。また、第一キャリヤＣＡ１は、第二クラッチＣ２により第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に選択的に駆動連結される。第一リングギヤＲ１は、第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１により第二差動歯車装置Ｐ２の第三リングギヤＲ３及び第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２に選択的に駆動連結される。これらの第一差動歯車装置Ｐ１の３つの回転要素は、回転速度の順に、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１となっている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１が、それぞれ第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【００４９】
第二差動歯車装置Ｐ２は、４つの回転要素を備えており、ここでは、第一遊星歯車機構Ｐ２１と第二遊星歯車機構Ｐ２２との組み合わせにより構成されている。第一遊星歯車機構Ｐ２１及び第二遊星歯車機構Ｐ２２は、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。そして、第二差動歯車装置Ｐ２は、第一遊星歯車機構Ｐ２１及び第二遊星歯車機構Ｐ２２がそれぞれの有する３つの回転要素のうち、２つずつを互いに一体回転するように駆動連結することにより、全体として４つの回転要素を備えて一体的に動作する差動機構を構成している。第一遊星歯車機構Ｐ２１は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二遊星歯車機構Ｐ２２は、複数のピニオンギヤを支持する第三キャリヤＣＡ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第三サンギヤＳ３及び第三リングギヤＲ３とを回転要素として有している。そして、第二サンギヤＳ２と第三サンギヤＳ３とが一体回転するように駆動連結されているとともに、第二リングギヤＲ２と第三キャリヤＣＡ３とが一体回転するように駆動連結されている。
【００５０】
そして、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３は第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに選択的に固定される。第二キャリヤＣＡ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３は、第二クラッチＣ２により第一差動歯車装置Ｐ１の第一キャリヤＣＡ１及び入力軸Ｉと選択的に駆動連結される。第三リングギヤＲ３は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。また、第三リングギヤＲ３は、第一クラッチＣ１により第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１と選択的に駆動連結される。第二差動歯車装置Ｐ２を構成するこれら４つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３となっている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３が、それぞれ第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３、第四回転要素Ｅ４となっている。
【００５１】
また、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の４つを備えている。本実施形態においては、これらの係合要素として、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキ等の摩擦係合要素を用いる。図２に示すように、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２へは、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００５２】
１−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
図２に示すように、ハイブリッド駆動装置Ｈは、各部を制御するための主制御ユニット３１を備えている。主制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、第二回転電機制御ユニット３４、及び油圧制御装置３５との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。エンジン制御ユニット３２は、エンジンＥの各部を制御することにより、エンジンＥが所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第一回転電機制御ユニット３３は、第一インバータ２２を制御することにより、第一回転電機ＭＧ１が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第二回転電機制御ユニット３４は、第二インバータ２３を制御することにより、第二回転電機ＭＧ２が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。油圧制御装置３５は、図示しないオイルポンプから供給される油圧を調整し、各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２に分配供給することにより、これらの係合又は解放を制御する。このような各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の係合又は解放は、主制御ユニット３１からの制御指令に基づいて行われ、それによってモードの切り替えが行われる。
【００５３】
また、主制御ユニット３１は、ハイブリッド駆動装置Ｈを搭載する車両の各部の情報を取得するために、車両の各部に設けられたセンサ等からの情報を取得可能に構成されている。図示の例では、主制御ユニット３１は、第一回転センサＳｅ１、第二回転センサＳｅ２、第一電流センサＳｅ３、第二電流センサＳｅ４、バッテリ状態検出センサＳｅ５、車速センサＳｅ６、アクセル操作検出センサＳｅ７、及びブレーキ操作検出センサＳｅ８からの情報を取得可能に構成されている。第一回転センサＳｅ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度を検出する。第二回転センサＳｅ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を検出する。第一電流センサＳｅ３は、第一回転電機ＭＧ１の３相のコイルに流れる電流を検出する。第二電流センサＳｅ４は、第二回転電機ＭＧ２の３相のコイルに流れる電流を検出する。バッテリ状態検出センサＳｅ５は、バッテリ２１の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。車速センサＳｅ６は、車速を検出するために出力軸Ｏの回転速度を検出するセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ７は、アクセルペダル２４の操作量を検出するためのセンサである。ブレーキ操作検出センサＳｅ８は、図示しないホイールブレーキに連動するブレーキペダル２５の操作量を検出するためのセンサである。
【００５４】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ８で取得される情報を用いて、後述する複数の動作モードの選択を行う。そして、主制御ユニット３１は、油圧制御装置３５を介して、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の係合状態を制御することにより、動作モードの切り替えを行う。また、主制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、及び第二回転電機制御ユニット３４を介して、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御することにより、選択された動作モードに応じて適切な車両の走行が行われるように制御する。この際、主制御ユニット３１は、第一回転センサＳｅ１及び第二回転センサＳｅ２により検出される回転速度や、第一電流センサＳｅ３及び第二電流センサＳｅ４により検出される電流に基づいて、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のそれぞれの動作状態を制御する。
【００５５】
本実施形態では、主制御ユニット３１は、各種制御を実行するための機能部として、バッテリ状態検出部４１、モード選択部４２、切替制御部４３を備えている。主制御ユニット３１が備えるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、主制御ユニット３１は、記憶部４４を備えており、この記憶部４４内には、車速及び要求駆動力に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ４５が格納されている。
【００５６】
バッテリ状態検出部４１は、バッテリ状態検出センサＳｅ５から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、バッテリ２１の充電量等のバッテリ状態を推定して検出する。ここで、バッテリ充電量は、一般にＳＯＣ（state of charge：充電状態）と呼ばれるものであり、例えば、バッテリ２１の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。
【００５７】
モード選択部４２は、車両の各部の状態に応じて、制御マップ４５に従い適切な動作モードの選択を行う。本実施形態においては、モード選択部４２は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、後述する複数の動作モードの中から適切な動作モードを選択する。各動作モードの内容については、後で詳細に説明する。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作検出センサＳｅ７及びブレーキ操作検出センサＳｅ８からの出力に基づいて、モード選択部４２が演算して取得する。車速は、車速センサＳｅ６により検出する。なお、モード選択の際に参照される走行条件としては、車速及び要求駆動力の他にも、バッテリ充電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。
【００５８】
切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された動作モードに応じて油圧制御装置３５の動作を制御することにより、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２のそれぞれの係合又は解放を行う。これにより、切替制御部４３は、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モードを切り替える制御を行う。
【００５９】
１−３．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図３は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図において、「●」は各係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。なお、「（●）」は当該係合要素が係合状態と解放状態のどちらでも良いことを示している。本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モード、ＥＶモード、シリーズモード、第一パラレルモード、及び第二パラレルモードの７つのモードを切り替え可能に備えている。
【００６０】
第一分配モード、第二分配モード、及び第三分配モードは、いずれも、差動機構を用いて入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを一方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２と出力軸Ｏとに分配すると共に、当該一方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２が反力トルクを出力することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを出力軸Ｏに伝達する動力分配モードである。このとき、反力トルクを出力する方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２が反力受けとなる。これらの動力分配モードでは、反力受けとなる回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の回転速度を変化させることにより、入力軸Ｉの回転速度を無段階に変速して出力軸Ｏに伝達する電気的無段変速を行うことができる。第一パラレルモード及び第二パラレルモードは、いずれも、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを出力軸Ｏに伝達する動作モードである。これらのパラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は各モードによって固定となる。これらのモードの他にも、ハイブリッド駆動装置Ｈは、ＥＶモード及びシリーズモードが選択可能である。これらの各モードの詳細については後述する。
【００６１】
図４〜図１２は、各モードでの第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の動作状態を表す速度線図である。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「０」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正回転（回転速度が正）、下側が負回転（回転速度が負）である。また、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。そして、これらの図において、実線で示される直線が第一差動歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、破線で示される直線が第二差動歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度をそれぞれ示している。また、「×」はブレーキＢ１、Ｂ２により回転要素がケースＣＳに固定された状態を示し、「＝」は２つの回転要素が一体回転するように連結された状態を示している。なお、Ｃ１、Ｃ２の符号が付された「＝」は、クラッチＣ１、Ｃ２により一体回転するように連結された状態を示している。
【００６２】
図４〜図１２において、各回転要素の回転速度を示す点に隣接配置された矢印は、各動作モードでの車両の加速時に各回転要素に作用するトルクの向きを示しており、上向き矢印が正方向のトルクを表し、下向き矢印が負方向のトルクを表している。そして、「ＴＥ」はエンジンＥから入力軸Ｉを介して差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達される入力トルクＴＥ、「Ｔ１」は第一回転電機ＭＧ１から差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達されるＭＧ１トルクＴ１、「Ｔ２」は第二回転電機ＭＧ２から差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達されるＭＧ２トルクＴ２、「ＴＯ」は車輪Ｗ側から出力軸Ｏを介して差動歯車装置Ｄの回転要素に伝達される走行抵抗ＴＯを示している。以下、複数の動作モードのそれぞれについて、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態を詳細に説明する。
【００６３】
１−４．第一分配モード
第一分配モードは、上述した動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したモードである。第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動機構ＤＭ１を形成する。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、出力軸Ｏの回転速度に比例して第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。本実施形態においては、第一差動機構ＤＭ１が、３つの回転要素を有する第一差動歯車装置Ｐ１により形成される。そして、第一差動機構ＤＭ１は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第一分配モードでは、この第一差動機構ＤＭ１が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【００６４】
更に、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第一差動機構ＤＭ１に加えて、回転速度の順に、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構ＣＭ１を更に形成する。そして、この第一モード用連結機構ＣＭ１により第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。第二回転電機ＭＧ２は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。本実施形態においては、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される。後述するように、第三分配モードでは、第三差動機構ＤＭ３は第二差動歯車装置Ｐ２により形成されるため、この第一モード用連結機構ＣＭ１は、第三差動機構ＤＭ３の全部を用いて形成されることになる。
【００６５】
図３に示すように、第一分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。図４は、この第一分配モードの速度線図を示している。この図４に示すように、第一分配モードでは、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される第一差動機構ＤＭ１は、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結される。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、第一キャリヤＣＡ１に伝達された入力トルクＴＥが回転速度の順で他方端となる第一リングギヤＲ１に分配されて伝達される。この際、第一差動機構ＤＭ１は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏ側の回転要素（出力回転要素）である第一リングギヤＲ１に伝達する。このとき第一サンギヤＳ１に分配されたトルクは、第一回転電機ＭＧ１に伝達される。また、第一リングギヤＲ１に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達されるとともに、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される第一モード用連結機構ＣＭ１を介して出力軸Ｏに伝達される。
【００６６】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１に伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードの全域で負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、当該ＭＧ１トルクＴ１が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【００６７】
第一分配モードでは、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される第一モード用連結機構ＣＭ１は、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ１及び第三サンギヤＳ３が第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第三リングギヤＲ３に第一リングギヤＲ１及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。従って、この第一分配モードでは、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第一差動機構ＤＭ１の出力回転要素である第一リングギヤＲ１の回転を減速するとともに、第一リングギヤＲ１に伝達されたトルクを増幅して出力軸Ｏに伝達する。上記のとおり、第一リングギヤＲ１には、第一差動機構ＤＭ１により分配された入力トルクＴＥの一部と、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２とが伝達される。従って、第一モード用連結機構ＣＭ１は、これらのトルクを増幅して出力軸Ｏに伝達する。
【００６８】
第一分配モードでは、図４に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負方向に変化（下降）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は正方向に変化（上昇）する。そして、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点で、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行う。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない点となっている。本実施形態では、この点を便宜上「無電気変換点」という。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図１３を用いて説明する。
【００６９】
以上に説明したように、第一分配モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から第一差動機構ＤＭ１の出力回転要素である第一リングギヤＲ１に伝達された入力トルクＴＥ及び第二回転電機ＭＧ２が出力したＭＧ２トルクＴ２を、第一モード用連結機構ＣＭ１により増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域（低車速領域）であって出力軸Ｏに大きいトルクを伝達する必要がある状態で使用される低速用モードとして適している。本実施形態では、第一分配モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。車両の発進時には、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を下降させると共に第二回転電機ＭＧ２の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点では、第一差動機構ＤＭ１と第一モード用連結機構ＣＭ１とが速度線図上で重なる。そして、この状態で第二クラッチＣ２を係合し、第二ブレーキＢ２を解放することにより、第一分配モードから第二分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第一分配モードから第二分配モードへの切り替え後には、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方のトルクの向きが反転し、図５に実線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１が正方向のトルクを出力し、第二回転電機ＭＧ２が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図５に示す破線矢印は、第一分配モードでの第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のトルクの方向を示している。
【００７０】
１−５．第二分配モード
第二分配モードは、上述した動力分配モードの一つであり、出力軸Ｏに伝達可能なトルク及び回転速度が３つの動力分配モードの中で中間であるため、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域での使用に適したモードである。第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第二差動機構ＤＭ２を形成する。本実施形態においては、第二差動機構ＤＭ２が第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される。そして、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第二分配モードでは、この第二差動機構ＤＭ２が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。この第二分配モードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のいずれを反力受けとして機能させることも可能であるが、本実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２を、入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとする。そして、第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。
【００７１】
図３に示すように、第二分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図６は、この第二分配モードの速度線図を示している。この図６に示すように、第二分配モードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第一差動歯車装置Ｐ１を表す線と第二差動歯車装置Ｐ２を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で第一回転要素となる第一サンギヤＳ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結され、第二回転要素となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結され、第三回転要素となる第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に入力軸Ｉが駆動連結され、第四回転要素となる第一リングギヤＲ１及び第三リングギヤＲ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。
【００７２】
従って、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で、第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第四回転要素と出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素とが、入力軸Ｉに駆動連結された第三回転要素を挟んで反対側に位置する状態となっている。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、入力軸Ｉから伝達された入力トルクＴＥが出力軸Ｏに分配されて伝達される。この際、第二差動機構ＤＭ２は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。そして第一リングギヤＲ１及び第三リングギヤＲ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。また、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素を挟んで、入力軸Ｉが駆動連結された第三回転要素と第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一回転要素とが反対側に位置する状態となっている。従って、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥと同じ方向のＭＧ１トルクＴ１を出力することにより、入力トルクＴＥのアシストを行うことができる。
【００７３】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【００７４】
第二分配モードでは、図６に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正方向に変化（上昇）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。そして、図７に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行う。なお、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない無電気変換点となっている。第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に出力するＭＧ１トルクＴ１をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図１３を用いて説明する。
【００７５】
以上に説明したように、第二分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力することにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１により入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行うことができる。このため、第二分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域（中車速領域）で使用される中速用モードとして適している。本実施形態では、第二分配モードは、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロの状態から、図７に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。そして、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で第一ブレーキＢ１を係合し、第一クラッチＣ１を解放することにより、第二分配モードから第三分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第一ブレーキＢ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第二分配モードから第三分配モードへの切り替え後には、第一回転電機ＭＧ１のトルクの向きが反転し、図７に実線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図７に示す破線矢印は、第二分配モードでの第一回転電機ＭＧ１のトルクの方向を示している。一方、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えの前後でトルクの方向は変化せず、回転方向が反転する。すなわち、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードから第三分配モードに切り替えることにより回転速度が正から負に変化する。本実施形態の構成によれば、上記のように、第二分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２を反力受けとして機能させ、負方向のトルクを出力させる構成としているので、第二分配モードから第三分配モードへの移行に際して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを負方向のまま維持して出力軸Ｏの回転速度を上昇させ続けることができるので、モード移行をより円滑に行うことができる。
【００７６】
１−６．第三分配モード
第三分配モードは、上述した動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したモードである。第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第三差動機構ＤＭ３を形成する。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。本実施形態においては、第三差動機構ＤＭ３が、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置Ｐ２により形成される。そして、第三差動機構ＤＭ３は、回転速度の順に、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第三分配モードでは、この第三差動機構ＤＭ３が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【００７７】
更に、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第三差動機構ＤＭ３に加えて、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構ＣＭ３を更に形成する。そして、この第三モード用連結機構ＣＭ３により第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクにより回転されて発電を行う。本実施形態においては、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される。上述したように、第一分配モードでは、第一差動機構ＤＭ１は第一差動歯車装置Ｐ１により形成されるため、この第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動機構ＤＭ１の全部を用いて形成されることになる。
【００７８】
図３に示すように、第三分配モードは、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図８は、この第三分配モードの速度線図を示している。この図８に示すように、第三分配モードでは、第二差動歯車装置Ｐ２の４つの回転要素のうち、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３、及び第四回転要素Ｅ４、の３つの回転要素を実質的に用いる。そして、第二差動歯車装置Ｐ２により形成される第三差動機構ＤＭ３は、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第三リングギヤＲ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に伝達された入力トルクＴＥが回転速度の順で他方端となる第二キャリヤＣＡ２に分配されて伝達される。この際、第三差動機構ＤＭ３は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏ側の回転要素（出力回転要素）である第二キャリヤＣＡ２に伝達する。このとき第三リングギヤＲ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。一方、第一回転電機ＭＧ１へは、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが伝達される。
【００７９】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第三分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクを用いて発電を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。
【００８０】
第三分配モードでは、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される第三モード用連結機構ＣＭ３は、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に入力軸Ｉが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１が第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結されている。従って、この第三分配モードでは、第三モード用連結機構ＣＭ３は、入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１の回生トルクであるＭＧ１トルクＴ１を増幅して入力軸Ｉに伝達する。この際、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に第一回転電機ＭＧ１を入力軸Ｉに駆動連結する機能を果たす。従って、第一回転電機ＭＧ１には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが直接的に伝達される。従って、力行する第二回転電機ＭＧ２に供給する電力を第一回転電機ＭＧ１が発電する場合に、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。またこの際、発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１が直接的に入力軸Ｉに伝達されるため、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが、第一回転電機ＭＧ１から入力軸Ｉに伝達されるトルクの分だけ減衰することになる。そのため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換される量を少なくすることができるので、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。
【００８１】
第三分配モードでは、図８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は、入力軸Ｉの回転速度に比例して定まるため、入力軸Ｉの回転速度が変化しなければ、第一回転電機ＭＧ１の回転速度も変化しない。
【００８２】
以上に説明したように、第三分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力するために負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態となることにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。このため、第三分配モードでは、出力軸Ｏの回転速度が上昇しても第二回転電機ＭＧ２の回転方向及びトルクの方向は変化せず、第二回転電機ＭＧ２が力行する状態は維持される。また、第三分配モードでは、入力トルクＴＥを第一回転電機ＭＧ１に直接的に伝達して第一回転電機ＭＧ１に発電を行わせることができる。そのため、上記のように、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。また発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１によって、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが減衰するため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。以上より、第三分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域（高車速領域）で使用される高速用モードとして適している。
【００８３】
１−７．ＥＶモード
ＥＶモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達する電動車両モードである。このＥＶモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１はトルクを出力しない非駆動状態とされ、第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力を消費して力行する。図３に示すように、ＥＶモードは、第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。
【００８４】
図９は、このＥＶモードの速度線図を示している。この図９に示すように、ＥＶモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、第二差動歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、ＥＶモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、ＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第一回転電機ＭＧ１の出力トルクはゼロとされ、これらの回転速度もゼロとされる。よって、第一差動歯車装置Ｐ１の各回転要素の回転速度もゼロとされる。
【００８５】
このＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図９に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【００８６】
１−８．シリーズモード
シリーズモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させると共に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクを第一回転電機ＭＧ１に伝達して発電を行わせるモードである。このシリーズモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１は発電のみを行い、出力軸Ｏへは第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを伝達する。この際、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。図３に示すように、シリーズモードは、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態で実現される。
【００８７】
図１０は、このシリーズモードの速度線図を示している。この図１０に示すように、シリーズモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、第二差動歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１がケースＣＳに固定される。これにより、第一差動歯車装置Ｐ１では、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１の回転が停止され、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１に伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが減衰されて第一回転電機ＭＧ１に伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、シリーズモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、シリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。そして、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電のためにのみ用いられる。
【００８８】
このシリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図１０に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電必要量に応じて制御される。第一回転電機ＭＧ１による発電必要量は、第二回転電機ＭＧ２の力行のために必要な電力やバッテリ２１の充電量等に応じて定まる。
【００８９】
１−９．第一パラレルモード
第一パラレルモードは、上述した２つのパラレルモードの一つであり、後述する第二パラレルモードよりも大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第一パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第二回転電機ＭＧ２は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第一パラレルモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第一回転電機ＭＧ１は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図３に示すように、第一パラレルモードは、第二クラッチＣ２及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。なお、第一クラッチＣ１は係合状態と解放状態のどちらでもよい。
【００９０】
図１１は、この第一パラレルモードの速度線図を示している。この図１１に示すように、第一パラレルモードでは、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより入力軸Ｉが第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に駆動連結される。この状態で、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、第二差動歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二キャリヤＣＡ２よりも他方端側となる第二リングギヤＲ２及び第三キャリヤＣＡ３に駆動連結された入力軸Ｉの回転、並びにそれより更に他方端側となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が共に減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第二回転電機ＭＧ２のトルクが共に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。ここで、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの変速比は、入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比よりも大きいため、第二回転電機ＭＧ２のトルクは入力軸Ｉ（エンジンＥ）よりも大きく増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００９１】
この第一パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第二回転電機ＭＧ２は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【００９２】
１−１０．第二パラレルモード
第二パラレルモードは、上述した２つのパラレルモードの一つであり、上述した第一パラレルモードよりも高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第二パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第一回転電機ＭＧ１は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第二パラレルモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第二回転電機ＭＧ２は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図３に示すように、第二パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。
【００９３】
図１２は、この第二パラレルモードの速度線図を示している。この図１２に示すように、第二パラレルモードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。この状態で、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の第三リングギヤＲ３がケースＣＳに固定される。これにより、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１及び第三リングギヤＲ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二キャリヤＣＡ２よりも一方端側となる、第一キャリヤＣＡ１、第二リングギヤＲ２、及び第三キャリヤＣＡ３に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて出力軸Ｏに伝達される。また、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二キャリヤＣＡ２よりも他方端側となる、第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１の回転は減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクは減衰され、第一回転電機ＭＧ１のトルクは増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。
【００９４】
この第二パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第一回転電機ＭＧ１は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第一回転電機ＭＧ１は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第一回転電機ＭＧ１は正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【００９５】
１−１１．ハイブリッド駆動装置の理論伝達効率について
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおける３つの動力分配モードの理論伝達効率について説明する。図１３は、３つの動力分配モードのそれぞれについての理論伝達効率（縦軸）と入出力回転速度比（横軸）との関係を示したグラフである。入出力回転速度比は、出力軸Ｏの回転速度と入力軸Ｉの回転速度との比であり、ここでは、入力軸Ｉの回転速度を出力軸Ｏの回転速度で除算した値としている。理論伝達効率は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の出力（仕事率）が出力軸Ｏに伝達されるまでの伝達効率に関し、歯車等の機械的な伝動部材を介して機械的に伝達される際の伝達効率を１００％と仮定し、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２により一旦電力に変換されて伝達される際の伝達効率を９０％と仮定して計算した伝達効率としている。従って、入力トルクＴＥに対する反力受けとして機能する第一回転電機ＭＧ１又は第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなり、電気変換が行われない無電気変換点において、理論伝達効率は１００％となる。そして、第一回転電機ＭＧ１又は第二回転電機ＭＧ２の回転速度の絶対値が大きくなり、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の出力（仕事率）が電力に変換される割合が高くなるに従って理論伝達効率は低くなる。
【００９６】
そして、図１３に示される山形の３つの線Ｌ１〜Ｌ３が各モードの理論伝達効率を表しており、線Ｌ１が第一分配モード、線Ｌ２が第二分配モード、線Ｌ３が第三分配モードを表している。また、この図の上部に記載した各モードの範囲は、当該モードが選択される入出力回転速度比の範囲を表している。この図に示すように、入出力回転速度比が大きい領域で第一分配モードを選択し、入出力回転速度比が小さい領域で第三分配モードを選択し、入出力回転速度比がこれらの中間の領域で第二分配モードを選択する。そして、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる同期切替点（図５参照）となっており、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる同期切替点（図７参照）となっている。この図１３から明らかなように、本実施形態では、入出力回転速度比の値に応じて、３つのモードの中で最も理論伝達効率が高いモードが選択されるようになっている。従って、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈによれば、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モードを、同期切替点において順に切り替えることにより、高いエネルギ効率で車両を走行させることができる。
【００９７】
２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１４は、図１と同様に、軸対称の構成を一部省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、差動歯車装置Ｄの構成が上記第一の実施形態とは異なっており、これに伴って、特に第一分配モードにおける各部の動作が上記第一の実施形態と異なっている。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの制御システムの構成は、上記第一の実施形態と同様であるため（図２参照）、説明は省略する。その他にも、特に説明しない点については上記第一の実施形態と同様とする。
【００９８】
２−１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の機械的構成について説明する。図１４に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、差動歯車装置Ｄの構成が上記第一の実施形態とは異なっている。すなわち、本実施形態に係る差動歯車装置Ｄは、第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の３つに分けられる。そして、差動歯車装置Ｄは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の係合状態を切り替えることによって、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の複数の回転要素の連結関係を変更し、各モードを実行するための差動機構及び連結機構を形成する。本実施形態においても、上記第一の実施形態と同様に、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第一差動機構ＤＭ１及び第一モード用連結機構ＣＭ１を形成し、第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第二差動機構ＤＭ２を形成し、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄは第三差動機構ＤＭ３及び第三モード用連結機構ＣＭ３を形成する。以下、差動歯車装置Ｄを構成する第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の構成について図１に基づいて詳細に説明する。
【００９９】
第一差動歯車装置Ｐ１は、３つの回転要素を備えており、ここでは、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、入力軸Ｉ及び第二差動歯車装置Ｐ２の第二キャリヤＣＡ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１により第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。これらの第一差動歯車装置Ｐ１の３つの回転要素は、回転速度の順に、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１となっている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１が、それぞれ第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【０１００】
第二差動歯車装置Ｐ２は、３つの回転要素を備えており、ここでは、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第一クラッチＣ１により第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１に選択的に駆動連結されると共に、第二クラッチＣ２により第三差動歯車装置Ｐ３の第三サンギヤＳ３及び第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２に選択的に駆動連結される。第二キャリヤＣＡ２は、入力軸Ｉ及び第一差動歯車装置Ｐ１の第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。第二リングギヤＲ２は、出力軸Ｏ及び第三差動歯車装置Ｐ３の第三リングギヤＲ３と一体回転するように駆動連結されている。これらの第二差動歯車装置Ｐ２の３つの回転要素は、回転速度の順に、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態においては、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【０１０１】
第三差動歯車装置Ｐ３は、３つの回転要素を備えており、ここでは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第三差動歯車装置Ｐ３は、複数対のピニオンギヤを支持する第三キャリヤＣＡ３と、一対のピニオンギヤの一方に噛み合う第三サンギヤＳ３と、一対のピニオンギヤの他方に噛み合う第三リングギヤＲ３とを回転要素として有している。第三サンギヤＳ３は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。また、第三サンギヤＳ３は、第二クラッチＣ２により第二差動歯車装置Ｐ２の第二サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。第三キャリヤＣＡ３は、第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに選択的に固定される。第三リングギヤＲ３は、出力軸Ｏ及び第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２と一体回転するように駆動連結されている。これらの第三差動歯車装置Ｐ３の３つの回転要素は、回転速度の順に、第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３、第三サンギヤＳ３となっている。従って、本実施形態においては、第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３、第三サンギヤＳ３が、それぞれ第三差動歯車装置Ｐ３の第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３となっている。
【０１０２】
２−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図１５は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。本実施形態においても、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モード、ＥＶモード、シリーズモード、第一パラレルモード、及び第二パラレルモードの７つのモードを切り替え可能に備えている。また、図１６〜図２４は、各モードでの第一差動歯車装置Ｐ１、第二差動歯車装置Ｐ２、及び第三差動歯車装置Ｐ３の動作状態を表す速度線図である。これらの図の記述方法は、上記第一の実施形態において説明したのと同様である。但し、図１６〜図２４において、実線で示される直線が第一差動歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、一点鎖線で示される直線が第二差動歯車装置Ｐ２の動作状態を示し、破線で示される直線が第三差動歯車装置Ｐ３の動作状態を示している。以下、複数の動作モードのそれぞれについて、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態を詳細に説明する。
【０１０３】
２−３．第一分配モード
第一分配モードは、動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したモードである。第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動機構ＤＭ１を形成する。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、出力軸Ｏの回転速度に比例して第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。本実施形態においては、第一差動機構ＤＭ１が、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される。そして、第一差動機構ＤＭ１は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、を有する。この第一分配モードでは、この第一差動機構ＤＭ１が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【０１０４】
更に、第一分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第一差動機構ＤＭ１に加えて、回転速度の順に、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構ＣＭ１を更に形成する。そして、この第一モード用連結機構ＣＭ１により第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結される。第二回転電機ＭＧ２は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。本実施形態においては、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第三差動歯車装置Ｐ３により形成される。後述するように、第三差動歯車装置Ｐ３は、第三分配モードでは、第三差動機構ＤＭ３の一部を構成するため、この第一モード用連結機構ＣＭ１は、第三差動機構ＤＭ３の一部を用いて形成されることになる。
【０１０５】
図１５に示すように、第一分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。図１６は、この第一分配モードの速度線図を示している。この図１６に示すように、第一分配モードでは、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第一差動歯車装置Ｐ１を表す線と第二差動歯車装置Ｐ２を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２との組み合わせにより形成される第一差動機構ＤＭ１は、４つの回転要素のうち、第一サンギヤＳ１、第二リングギヤＲ２、第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２、の３つの回転要素を実質的に用いる。第一差動機構ＤＭ１は、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結される。更に、この第二リングギヤＲ２に対して回転速度の順で一方側となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結される。そして、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、入力トルクＴＥが第二リングギヤＲ２に分配されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一差動機構ＤＭ１は入力トルクＴＥとＭＧ１トルクＴ１とを合成し、入力トルクＴＥに対して増幅したトルクを第二リングギヤＲ１及び出力軸Ｏに伝達する。このとき第一サンギヤＳ１に分配されたトルクは、第一回転電機ＭＧ１に伝達される。一方、第二回転電機ＭＧ２は、第一モード用連結機構ＣＭ１を介して、第一差動機構ＤＭ１を介することなく直接的に出力軸ＯにＭＧ２トルクＴ２を伝達する。
【０１０６】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードの全域で正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、当該ＭＧ１トルクＴ１が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、負回転しつつ正方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【０１０７】
第一分配モードでは、第三差動歯車装置Ｐ３により形成される第一モード用連結機構ＣＭ１は、回転速度の順で中間となる第三リングギヤＲ３に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第三キャリヤＣＡ３が第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第三サンギヤＳ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。従って、この第一分配モードでは、第一モード用連結機構ＣＭ１は、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速するとともに、第二回転電機ＭＧ２のＭＧ２トルクＴ２を増幅して出力軸Ｏに伝達する。
【０１０８】
第一分配モードでは、図１６に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正方向に変化（上昇）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正方向に変化（上昇）する。そして、図１７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点で、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行う。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない無電気変換点となっている。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第一分配モードと第二分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図２５を用いて説明する。
【０１０９】
以上に説明したように、第一分配モードは、第一差動機構ＤＭ１により入力トルクＴＥとＭＧ１トルクＴ１とを合成して入力トルクＴＥに対して増幅したトルクを出力軸Ｏに伝達すると共に、第二回転電機ＭＧ２のＭＧ２トルクＴ２を第一モード用連結機構ＣＭ１により増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域（低車速領域）であって出力軸Ｏに大きいトルクを伝達する必要がある状態で使用される低速用モードとして適している。本実施形態では、第一分配モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、図１７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。車両の発進時には、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を上昇させると共に第二回転電機ＭＧ２の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点では、第一差動機構ＤＭ１と第一モード用連結機構ＣＭ１とが速度線図上で重なる。そして、この状態で第二クラッチＣ２を係合し、第二ブレーキＢ２を解放することにより、第一分配モードから第二分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第一分配モードから第二分配モードへの切り替え後には、第二回転電機ＭＧ２のトルクの向きが反転し、図１７に実線矢印で示すように、第二回転電機ＭＧ２が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図１７に示す破線矢印は、第一分配モードでの第二回転電機ＭＧ２のトルクの方向を示している。一方、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えの前後でトルクの方向は変化せず、回転方向が反転する。すなわち、第一回転電機ＭＧ１は、第一分配モードから第二分配モードに切り替えることにより回転速度が正から負に変化する。本実施形態の構成によれば、このように、第一分配モードから第二分配モードへの移行に際して、第一回転電機ＭＧ１のトルクを正方向のまま維持して出力軸Ｏの回転速度を上昇させ続けることができるので、モード移行をより円滑に行うことができる。
【０１１０】
２−４．第二分配モード
第二分配モードは、動力分配モードの一つであり、出力軸Ｏに伝達可能なトルク及び回転速度が３つの動力分配モードの中で中間であるため、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域での使用に適したモードである。第二分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第二差動機構ＤＭ２を形成する。本実施形態においては、第二差動機構ＤＭ２が第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３との組み合わせにより形成される。そして、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第二分配モードでは、この第二差動機構ＤＭ２が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。この第二分配モードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２のいずれを反力受けとして機能させることも可能であるが、本実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２を、入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとする。そして、第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行う。
【０１１１】
図１５に示すように、第二分配モードは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図１８は、この第二分配モードの速度線図を示している。この図１８に示すように、第二分配モードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第一差動歯車装置Ｐ１を表す線と第二差動歯車装置Ｐ２を表す線と第三差動歯車装置Ｐ３を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの３つの差動歯車装置Ｐ１〜Ｐ３の組み合わせにより形成される第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で第一回転要素となる第一サンギヤＳ１及び第三キャリヤＣＡ３に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結され、第二回転要素となる第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３に出力軸Ｏが駆動連結され、第三回転要素となる第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉが駆動連結され、第四回転要素となる第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。
【０１１２】
従って、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で、第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第四回転要素と出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素とが、入力軸Ｉに駆動連結された第三回転要素を挟んで反対側に位置する状態となっている。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、入力軸Ｉから伝達された入力トルクＴＥが出力軸Ｏに分配されて伝達される。この際、第二差動機構ＤＭ２は入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。そして第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。また、第二差動機構ＤＭ２は、回転速度の順で出力軸Ｏに駆動連結された第二回転要素を挟んで、入力軸Ｉが駆動連結された第三回転要素と第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一回転要素とが反対側に位置する状態となっている。従って、第一回転電機ＭＧ１が入力トルクＴＥと同じ方向のＭＧ１トルクＴ１を出力することにより、入力トルクＴＥのアシストを行うことができる。
【０１１３】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ正方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。
【０１１４】
第二分配モードでは、図１８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度も正となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正方向に変化（上昇）し、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。そして、図１９に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行う。なお、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない無電気変換点となっている。第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に出力するＭＧ１トルクＴ１をゼロとする。このように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態となる動作点で第二分配モードと第三分配モードとの切り替えを行うことにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。この点については、後で図２５を用いて説明する。
【０１１５】
以上に説明したように、第二分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力することにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１により入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの補助を行うことができる。このため、第二分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が中程度の中速領域（中車速領域）で使用される中速用モードとして適している。本実施形態では、第二分配モードは、図１７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロの状態から、図１９に示すように、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなるまでの間で使用される。そして、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる点で第一ブレーキＢ１を係合し、第一クラッチＣ１を解放することにより、第二分配モードから第三分配モードに切り替えられる。このモード切り替えは、切り替え時に係合する第一ブレーキＢ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。なお、第二分配モードから第三分配モードへの切り替え後には、第一回転電機ＭＧ１のトルクの向きが反転し、図１９に実線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１が負方向のトルクを出力する状態となる。なお、図１９に示す破線矢印は、第二分配モードでの第一回転電機ＭＧ１のトルクの方向を示している。一方、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えの前後でトルクの方向は変化せず、回転方向が反転する。すなわち、第二回転電機ＭＧ２は、第二分配モードから第三分配モードに切り替えることにより回転速度が正から負に変化する。本実施形態の構成によれば、上記のように、第二分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２を反力受けとして機能させ、負方向のトルクを出力させる構成としているので、第二分配モードから第三分配モードの移行に際して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを負方向のまま維持して出力軸Ｏの回転速度を上昇させ続けることができるので、モード移行をより円滑に行うことができる。
【０１１６】
２−５．第三分配モード
第三分配モードは、動力分配モードの一つであり、３つの動力分配モードの中で最も高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したモードである。第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された第三差動機構ＤＭ３を形成する。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥに対する反力トルクを出力する反力受けとなる。また、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。本実施形態においては、第三差動機構ＤＭ３が、第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３との組み合わせにより形成される。そして、第三差動機構ＤＭ３は、回転速度の順に、出力軸Ｏが駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された回転要素と、を有する。この第三分配モードでは、この第三差動機構ＤＭ３が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクを分配する動力分配装置として機能する。
【０１１７】
更に、第三分配モードでは、差動歯車装置Ｄが、第三差動機構ＤＭ３に加えて、回転速度の順に、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された回転要素と、入力軸Ｉが駆動連結された回転要素と、ケースＣＳに固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構ＣＭ３を更に形成する。そして、この第三モード用連結機構ＣＭ３により第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結される。第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクにより回転されて発電を行う。本実施形態においては、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される。上述したように、第一差動歯車装置Ｐ１は、第一分配モードでは、第一差動機構ＤＭ１の一部を形成するため、この第三モード用連結機構ＣＭ３は、第一差動機構ＤＭ１の一部を用いて形成されることになる。
【０１１８】
図１５に示すように、第三分配モードは、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。図２０は、この第三分配モードの速度線図を示している。この図２０に示すように、第三分配モードでは、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となり、速度線図上で第二差動歯車装置Ｐ２を表す線と第三差動歯車装置Ｐ３を表す線とが同一直線状となる。そして、これらの第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３との組み合わせにより形成される第三差動機構ＤＭ３は、４つの回転要素のうち、第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３、の３つの回転要素を実質的に用いる。第三差動機構ＤＭ３は、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。そして、第二回転電機ＭＧ２が入力トルクＴＥに対する反力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第二キャリヤＣＡ２に伝達された入力トルクＴＥが回転速度の順で他方端となる第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３に分配されて伝達される。この際、第三差動機構ＤＭ３は入力トルクＴＥを減衰して第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３、並びに出力軸Ｏに伝達する。このとき第二サンギヤＳ２及び第三サンギヤＳ３に分配されたトルクは、第二回転電機ＭＧ２に伝達される。一方、第一回転電機ＭＧ１へは、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが伝達される。
【０１１９】
この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態（一般に最適燃費特性に沿う状態）になるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２は、第三分配モードの全域で負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、当該ＭＧ２トルクＴ２が入力トルクＴＥに対する反力トルクとなる。このとき、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態であり、モータとして機能する。一方、第一回転電機ＭＧ１は、基本的に負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、第三モード用連結機構ＣＭ３を介して入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達されるトルクを用いて発電を行う。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ負方向のトルクを発生する回生状態であり、ジェネレータとして機能する。
【０１２０】
第三分配モードでは、第一差動歯車装置Ｐ１により形成される第三モード用連結機構ＣＭ３は、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に入力軸Ｉが駆動連結され、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１が第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに固定され、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に第一回転電機ＭＧ１が駆動連結されている。従って、この第三分配モードでは、第三モード用連結機構ＣＭ３は、入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達すると共に、第一回転電機ＭＧ１の回生トルクであるＭＧ１トルクＴ１を増幅して入力軸Ｉに伝達する。この際、第三モード用連結機構ＣＭ３は、第三差動機構ＤＭ３を介することなく直接的に第一回転電機ＭＧ１を入力軸Ｉに駆動連結する機能を果たす。従って、第一回転電機ＭＧ１には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）からの入力トルクＴＥが直接的に伝達される。従って、力行する第二回転電機ＭＧ２に供給する電力を第一回転電機ＭＧ１が発電する場合に、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。またこの際、発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１が直接的に入力軸Ｉに伝達されるため、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが、第一回転電機ＭＧ１から入力軸Ｉに伝達されるトルクの分だけ減衰することになる。そのため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換される量を少なくすることができるので、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。
【０１２１】
第三分配モードでは、図２０に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負となっている。そして、出力軸Ｏの回転速度（車速）が正方向に変化（上昇）するのに伴って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は負方向に変化（下降）する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は、入力軸Ｉの回転速度に比例して定まるため、入力軸Ｉの回転速度が変化しなければ、第一回転電機ＭＧ１の回転速度も変化しない。
【０１２２】
以上に説明したように、第三分配モードは、第二回転電機ＭＧ２が反力トルクを出力するために負回転しつつ負方向のトルクを発生する力行状態となることにより、入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達する。このため、第三分配モードでは、出力軸Ｏの回転速度が上昇しても第二回転電機ＭＧ２の回転方向及びトルクの方向は変化せず、第二回転電機ＭＧ２が力行する状態は維持される。また、第三分配モードでは、入力トルクＴＥを第一回転電機ＭＧ１に直接的に伝達して第一回転電機ＭＧ１に発電を行わせることができる。そのため、上記のように、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生させたトルクが第一回転電機ＭＧ１の発電に用いられることがなく、動力循環が発生することを抑制できる。また発電のために第一回転電機ＭＧ１が発生するＭＧ１トルクＴ１によって、第三差動機構ＤＭ３を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の入力トルクＴＥが減衰するため、第二回転電機ＭＧ２が力行して発生する反力トルクをその分小さくすることができる。従って、第三分配モードでのハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を高めることができる。以上より、第三分配モードは、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域（高車速領域）で使用される高速用モードとして適している。
【０１２３】
２−６．ＥＶモード
ＥＶモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達する電動車両モードである。このＥＶモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１はトルクを出力しない非駆動状態とされ、第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力を消費して力行する。図１５に示すように、ＥＶモードは、第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。
【０１２４】
図２１は、このＥＶモードの速度線図を示している。この図２１に示すように、ＥＶモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第三差動歯車装置Ｐ３の第三キャリヤＣＡ３がケースＣＳに固定される。これにより、第三差動歯車装置Ｐ３では、回転速度の順で一方端となる第三キャリヤＣＡ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２以外の２つの回転要素が自由に回転可能な状態となることで、実質的に第三差動歯車装置Ｐ３と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、ＥＶモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、ＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第一回転電機ＭＧ１の出力トルクはゼロとされ、これらの回転速度もゼロとされる。よって、第一差動歯車装置Ｐ１の各回転要素の回転速度もゼロとされる。
【０１２５】
このＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図２１に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【０１２６】
２−７．シリーズモード
シリーズモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の回転及びトルクの伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させると共に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクを第一回転電機ＭＧ１に伝達して発電を行わせるモードである。このシリーズモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１は発電のみを行い、出力軸Ｏへは第二回転電機ＭＧ２のトルクのみを伝達する。この際、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。図１５に示すように、シリーズモードは、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態で実現される。
【０１２７】
図２２は、このシリーズモードの速度線図を示している。この図２２に示すように、シリーズモードでは、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第三差動歯車装置Ｐ３の第三キャリヤＣＡ３がケースＣＳに固定される。これにより、第三差動歯車装置Ｐ３では、回転速度の順で一方端となる第三キャリヤＣＡ３の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて、回転速度の順で中間となる第三リングギヤＲ３に駆動連結された出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置Ｐ１の第一リングギヤＲ１がケースＣＳに固定される。これにより、第一差動歯車装置Ｐ１では、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１の回転が停止され、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１に伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが減衰されて第一回転電機ＭＧ１に伝達される。この際、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が解放状態とされているので、第二差動歯車装置Ｐ２の第二リングギヤＲ２以外の２つの回転要素が自由に回転可能な状態となることで、実質的に第三差動歯車装置Ｐ３と第一差動歯車装置Ｐ１とが分離され、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、シリーズモードでは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間の回転及びトルクの伝達は遮断される。これにより、シリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。そして、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電のためにのみ用いられる。
【０１２８】
このシリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ２トルクＴ２を出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図２２に示すように、第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行い、発電する。この回生制動に際して、車両の前進時には、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転及びトルクは、第一回転電機ＭＧ１による発電必要量に応じて制御される。第一回転電機ＭＧ１による発電必要量は、第二回転電機ＭＧ２の力行のために必要な電力やバッテリ２１の充電量等に応じて定まる。
【０１２９】
２−８．第一パラレルモード
第一パラレルモードは、２つのパラレルモードの一つであり、後述する第二パラレルモードよりも大きいトルクを出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が低い低速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第一パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第二回転電機ＭＧ２は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第一パラレルモードでは、第二回転電機ＭＧ２は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第一回転電機ＭＧ１は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図１５に示すように、第一パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第二ブレーキＢ２が係合状態、第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。
【０１３０】
図２３は、この第一パラレルモードの速度線図を示している。この図２３に示すように、第一パラレルモードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。この状態で、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第一サンギヤＳ１及び第三キャリヤＣＡ３がケースＣＳに固定される。これにより、回転速度の順で一方端となる第一サンギヤＳ１及び第三キャリヤＣＡ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３よりも他方端側となる、第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された入力軸Ｉの回転、並びにそれより更に他方端側となる第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が共に減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第二回転電機ＭＧ２のトルクが共に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第一パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。ここで、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの変速比は、入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比よりも大きいため、第二回転電機ＭＧ２のトルクは入力軸Ｉ（エンジンＥ）よりも大きく増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１３１】
この第一パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第二回転電機ＭＧ２は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第二回転電機ＭＧ２は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【０１３２】
２−９．第二パラレルモード
第二パラレルモードは、２つのパラレルモードの一つであり、上述した第一パラレルモードよりも高い回転速度を出力軸Ｏに伝達可能であるため、出力軸Ｏの回転速度が高い高速領域での使用に適したパラレルモードである。そして、第二パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏ及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが出力軸Ｏに伝達されるモードである。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクのみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、第一回転電機ＭＧ１は必要に応じてトルクを出力することができる。すなわち、第二パラレルモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、必要に応じて力行してエンジンＥのトルクを補助し、或いはエンジンＥのトルクの一部を用いて発電してバッテリ２１を充電する。なお、第二回転電機ＭＧ２は、出力トルクをゼロとし、回転を停止する。図１５に示すように、第二パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態、第二ブレーキＢ２が解放状態で実現される。
【０１３３】
図２４は、この第二パラレルモードの速度線図を示している。この図２４に示すように、第二パラレルモードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより第一差動歯車装置Ｐ１と第二差動歯車装置Ｐ２と第三差動歯車装置Ｐ３とが、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。この状態で、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３がケースＣＳに固定される。これにより、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２、及び第三サンギヤＳ３の回転が停止され、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３よりも一方端側となる、第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された入力軸Ｉの回転が増速されて出力軸Ｏに伝達される。また、回転速度の順で出力軸Ｏが駆動連結された第二リングギヤＲ２及び第三リングギヤＲ３よりも他方端側となる、第一サンギヤＳ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１の回転は減速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクは減衰され、第一回転電機ＭＧ１のトルクは増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この第二パラレルモードでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比、及び第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏに伝達される回転の変速比は固定される。
【０１３４】
この第二パラレルモードでは、エンジンＥは、車速に応じて定まる回転速度で回転しつつ、要求トルク等に応じて適切な正方向の入力トルクＴＥを出力するように制御される。第一回転電機ＭＧ１は、車両側からの要求トルクに対して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥが不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して出力軸Ｏに伝達される入力トルクＴＥを補助する。また、第一回転電機ＭＧ１は、バッテリ２１の電力が不足する場合等には、必要に応じて正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して発電し、バッテリ２１を充電する。更に、車両の減速時にも、第一回転電機ＭＧ１は正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して回生制動を行い、発電する。この際、エンジンＥへの燃料供給は停止される。
【０１３５】
２−１０．ハイブリッド駆動装置の理論伝達効率について
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおける３つの動力分配モードの理論伝達効率について説明する。図２５は、３つの動力分配モードのそれぞれについての理論伝達効率（縦軸）と入出力回転速度比（横軸）との関係を示したグラフである。この図の記述方法は、上記第一の実施形態における図１３と同様である。この図に示すように、本実施形態においても、入出力回転速度比が大きい領域で第一分配モードを選択し、入出力回転速度比が小さい領域で第三分配モードを選択し、入出力回転速度比がこれらの中間の領域で第二分配モードを選択する。そして、第一分配モードと第二分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる同期切替点（図１７参照）となっており、第二分配モードと第三分配モードとの切り替えが行われる切替点の入出力回転速度比は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がゼロとなる同期切替点（図１９参照）となっている。この図２５から明らかなように、本実施形態では、入出力回転速度比の値に応じて、３つのモードの中で最も理論伝達効率が高いモードが選択されるようになっている。従って、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈによれば、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モードを、同期切替点において順に切り替えることにより、高いエネルギ効率で車両を走行させることができる。
【０１３６】
３．その他の実施形態
（１）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、いずれも、第一分配モードから第二分配モードへの切り替えに際して係合する係合要素（第二クラッチＣ２）の両側の係合部材の回転速度が同じ状態となる同期切替点において、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる場合を例として説明した。これは、上記第一の実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が一致するように、第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２の歯数比が設定され、上記第二の実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第三差動歯車装置Ｐ３の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が一致するように、第一差動歯車装置Ｐ１及び第三差動歯車装置Ｐ３の歯数比が設定されていることによる。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一分配モードから第二分配モードへの同期切替点において、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとならない構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このようなハイブリッド駆動装置Ｈの例を、図２６及び図２７に示す。この図２６に示すハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第二の実施形態に類似するが、第三差動歯車装置Ｐ３がシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている点で相違している。このような第三差動歯車装置Ｐ３の構成の相違により、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第三差動歯車装置Ｐ３の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が異なっている。これにより、図２７に示すように、第一分配モードから第二分配モードへの同期切替点において、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとならず、負となっている。また、当該同期切替点において第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正となるように構成しても好適である。このような構成であっても、第一分配モードから第二分配モードへの同期切替点は、依然として無電気変換点の近傍にあるため、上記第一の実施形態及び第二の実施形態に比べて、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率が大きく悪化することはない。なお、図示は省略するが、上記第一の実施形態と同様のハイブリッド駆動装置Ｈの構成において、第一回転電機ＭＧ１が駆動連結された第一差動歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１と第二差動歯車装置Ｐ２の第一回転要素Ｅ１との速度線図上での位置が異なる構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１３７】
（２）上記第一の実施形態では、第二差動歯車装置Ｐ２が、２つの遊星歯車機構Ｐ２１、Ｐ２２のサンギヤＳ２、Ｓ３同士を駆動連結すると共に一方のリングギヤＲ２と他方のキャリヤＣＡ３とを駆動連結することにより、４つの回転要素を有する差動歯車装置として構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、４つの回転要素を有する差動歯車装置であれば、他にも各種の具体的構成を用いることが可能である。例えば、２つの遊星歯車機構の一方のキャリヤと他方のリングギヤとを駆動連結すると共に、一方のリングギヤと他方のキャリヤとを駆動連結して構成された４つの回転要素を有する差動歯車装置や、シングルピニオン型の遊星歯車機構とダブルピニオン型の遊星歯車機構とがキャリヤ及びリングギヤを共用してなるいわゆるラビニヨ型の遊星歯車装置を用いることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１３８】
（３）上記第一の実施形態における第一差動歯車装置Ｐ１、並びに上記第二の実施形態における第一差動歯車装置Ｐ１及び第二差動歯車装置Ｐ２が、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、上記第二の実施形態における第三差動歯車装置Ｐ３がダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、いずれかのシングルピニオン型の遊星歯車機構をダブルピニオン型の遊星歯車機構に置き換え、或いはダブルピニオン型の遊星歯車機構をシングルピニオン型の遊星歯車機構に置き換えることも、本発明の好適な実施形態の一つである。いずれの場合にも、回転速度の順に応じた連結関係が上記の実施形態と同様になるようにすると好適である。
【０１３９】
（４）上記の各実施形態では、いずれも差動歯車装置が遊星歯車機構の組み合わせにより構成されている場合の例について説明した。しかし、本発明に係る差動歯車装置の実施形態はこれに限定されるものではない。したがって、例えば、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のように、他の形態の歯車機構を用いて差動歯車装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４０】
（５）また、上記の各実施形態において説明した差動歯車装置Ｄの具体的構成及びこれらの各回転要素に対する係合要素の配置構成は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の範囲に含まれる。
【０１４１】
（６）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが、第一分配モード、第二分配モード、第三分配モード、ＥＶモード、シリーズモード、第一パラレルモード、及び第二パラレルモードの７つのモードを切り替え可能に備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。従って、ハイブリッド駆動装置Ｈが、第一分配モード、第二分配モード、及び第三分配モードの３つのみを切り替え可能に備える構成とし、或いはこれら３つのモードと、残りの４つのモードの中の一部のモードとを切り替え可能に備える構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、上記第一の実施形態及び第二の実施形態において説明したモードとは異なるモードを更に切り替え可能に備える構成としてもよい。
【０１４２】
（７）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第一分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２が第一モード用連結機構ＣＭ１を介して出力軸Ｏに駆動連結された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、出力軸Ｏの回転速度に比例して第二回転電機ＭＧ２の回転速度が定まる状態で第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに駆動連結されていればよい。例えば、第一分配モードにおいて第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４３】
（８）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第三分配モードにおいて、第一回転電機ＭＧ１が第三モード用連結機構ＣＭ３を介して入力軸Ｉに駆動連結された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１の回転速度が定まる状態で第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉに駆動連結されていればよい。例えば、第三分配モードにおいて第一回転電機ＭＧ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４４】
（９）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第二分配モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２が入力軸Ｉからの入力トルクＴＥの反力受けとされる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第二分配モードにおいて第一回転電機ＭＧ１を入力軸Ｉからの入力トルクＴＥの反力受けとすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電を行う場合には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から出力軸Ｏに伝達されるトルクの不足分を補うトルクアシストを行い、第一回転電機ＭＧ１が力行する場合には、当該第一回転電機ＭＧ１が消費する電力の発電を行う。
【０１４５】
（１０）上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の４つの係合要素として多板式クラッチや多板式ブレーキ等の摩擦係合要素を用いる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、これら複数の係合要素の全部又は一部に、噛み合い式係合要素を用いても好適である。ここで、噛み合い式係合要素とは、各係合要素の両側の係合部材の噛合部が互いに噛み合うことにより係合する装置であり、係合状態を維持するために油圧や電磁力等の係合力を別途に必要としない装置である。このような噛み合い式係合要素としては、例えば、手動変速装置に一般的に用いられるシンクロ機構やドグクラッチ機構等が好適に用いられる。上記第一の実施形態及び第二の実施形態では、各係合要素は、両側の係合部材の回転速度が同じ状態で、更には当該係合要素がトルクを伝達しない状態で係合することが可能となっている。そのため、各係合要素に噛み合い式係合要素を用いても良好に係合状態の切り替えを行うことができる。そして、各係合要素を噛み合い式係合要素とすれば、これらを摩擦係合要素とする場合に比べて、係合圧又は解放圧を発生させるための油圧が必要とされないため、油圧ポンプによる駆動力の損失を抑制でき、ハイブリッド駆動装置Ｈの伝達効率を高めることが容易になる。なお、噛み合い式係合要素の係合状態の切り替えは、油圧を用いて行うことができるが、油圧供給を不要とするために、これらの係合状態の切り替えを電磁アクチュエータにより行う構成としても好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
Ｏ：出力軸（出力部材）
Ｗ：車輪
ＣＳ：ケース（非回転部材）
ＭＧ１：第一回転電機
ＭＧ２：第二回転電機
Ｄ：差動歯車装置
ＤＭ１：第一差動機構
ＤＭ２：第二差動機構
ＤＭ３：第三差動機構
ＣＭ１：第一モード用連結機構
ＣＭ３：第三モード用連結機構
Ｐ１：第一差動歯車装置
Ｐ２：第二差動歯車装置
Ｐ３：第三差動歯車装置
Ｅ１：第一回転要素
Ｅ２：第二回転要素
Ｅ３：第三回転要素
Ｅ４：第四回転要素
Ｃ１：第一クラッチ
Ｃ２：第二クラッチ
Ｂ１：第一ブレーキ
Ｂ２：第二ブレーキ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
第一モード、第二モード、及び第三モードを切り替え可能に備え、
前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が駆動連結された第一差動機構を形成し、前記第一回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記出力部材の回転速度に比例して前記第二回転電機の回転速度が定まる状態で前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、
前記第二モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機が駆動連結された第二差動機構を形成し、
前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第二回転電機が駆動連結された第三差動機構を形成し、前記第二回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記入力部材の回転速度に比例して前記第一回転電機の回転速度が定まる状態で前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構を更に形成し、前記第三モード用連結機構により前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結され、
前記第三モード用連結機構は、前記第一差動機構の少なくとも一部を用いて形成される請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構を更に形成し、前記第一モード用連結機構により前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、
前記第一モード用連結機構は、前記第三差動機構の少なくとも一部を用いて形成される請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第二モードでは、前記第二差動機構は、回転速度の順で、前記第二回転電機に駆動連結された回転要素と前記出力部材に駆動連結された回転要素とが、前記入力部材に駆動連結された回転要素を挟んで反対側に位置する状態とされ、
前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化し、前記第二モードと前記第三モードとの切り替えは前記第二回転電機の回転速度がゼロとなる点で行い、前記第三モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が負であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化する請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第一モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が正方向に変化し、前記第一モードと前記第二モードとの切り替えは前記第一回転電機の回転速度がゼロとなる点で行う請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記第二差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記第三差動機構が、回転速度の順に、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記差動歯車装置は、３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、
前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、
前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、
前記第一差動機構及び前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置により形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成される請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記差動歯車装置は、それぞれ３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、
前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、
前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記出力部材が駆動連結され、
前記第三差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、
前記第一差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成される請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を有する第一差動歯車装置と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、
前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、
前記第二回転電機が前記第二差動歯車装置の第四回転要素に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第四回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【請求項１３】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、
前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素及び前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第一回転要素及び前記第三差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、
前記第二回転電機が前記第三差動歯車装置の第三回転要素に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第三差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第三回転要素と前記第三差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【請求項１】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
第一モード、第二モード、及び第三モードを切り替え可能に備え、
前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が駆動連結された第一差動機構を形成し、前記第一回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記出力部材の回転速度に比例して前記第二回転電機の回転速度が定まる状態で前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、
前記第二モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも４つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機が駆動連結された第二差動機構を形成し、
前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、少なくとも３つの回転要素を有すると共にそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材、前記出力部材、及び前記第二回転電機が駆動連結された第三差動機構を形成し、前記第二回転電機が前記入力部材からのトルクの反力受けとなり、前記入力部材の回転速度に比例して前記第一回転電機の回転速度が定まる状態で前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記第三モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第三モード用連結機構を更に形成し、前記第三モード用連結機構により前記第一回転電機が前記入力部材に駆動連結され、
前記第三モード用連結機構は、前記第一差動機構の少なくとも一部を用いて形成される請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第一モードでは、前記差動歯車装置が、回転速度の順に、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、非回転部材に固定された回転要素と、を有する第一モード用連結機構を更に形成し、前記第一モード用連結機構により前記第二回転電機が前記出力部材に駆動連結され、
前記第一モード用連結機構は、前記第三差動機構の少なくとも一部を用いて形成される請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第二モードでは、前記第二差動機構は、回転速度の順で、前記第二回転電機に駆動連結された回転要素と前記出力部材に駆動連結された回転要素とが、前記入力部材に駆動連結された回転要素を挟んで反対側に位置する状態とされ、
前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化し、前記第二モードと前記第三モードとの切り替えは前記第二回転電機の回転速度がゼロとなる点で行い、前記第三モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が負であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が負方向に変化する請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第一モードでは、前記第二回転電機は、回転速度が正であって前記出力部材の回転速度が正方向に変化するのに伴って回転速度が正方向に変化し、前記第一モードと前記第二モードとの切り替えは前記第一回転電機の回転速度がゼロとなる点で行う請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記第二差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記第三差動機構が、回転速度の順に、前記出力部材が駆動連結された回転要素と、前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記第一差動機構が、回転速度の順に、前記第一回転電機が駆動連結された回転要素と、前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結された回転要素と、前記入力部材が駆動連結された回転要素と、を有する請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記差動歯車装置は、３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、
前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、
前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、
前記第一差動機構及び前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置により形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成される請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記差動歯車装置は、それぞれ３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、
前記第一差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記第一回転電機が駆動連結され、
前記第二差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記入力部材及び前記出力部材が駆動連結され、
前記第三差動歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機が駆動連結され、
前記第一差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第二差動機構が前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三差動機構が前記第二差動歯車装置と前記第三差動歯車装置との組み合わせにより形成され、前記第三モード用連結機構が前記第一差動歯車装置により形成される請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を有する第一差動歯車装置と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、
前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、
前記第二回転電機が前記第二差動歯車装置の第四回転要素に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第四回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【請求項１３】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置と第二差動歯車装置と第三差動歯車装置とを備え、
前記入力部材が前記第一差動歯車装置の第二回転要素及び前記第二差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記出力部材が前記第二差動歯車装置の第一回転要素及び前記第三差動歯車装置の第二回転要素に駆動連結され、
前記第一回転電機が前記第一差動歯車装置の第一回転要素に駆動連結され、
前記第二回転電機が前記第三差動歯車装置の第三回転要素に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第三差動歯車装置の第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とが第一クラッチにより選択的に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第三回転要素と前記第三差動歯車装置の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−１０５１１８（Ｐ２０１１−１０５１１８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６１７０６（Ｐ２００９−２６１７０６）
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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