車両の駆動装置
【課題】第２電動機の動力伝達状態の切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる車両の駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置１Ａは、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力を出力部５に伝達する第１伝達状態と動力分割機構４のリングギアＲに伝達する第２伝達状態との間で伝達状態を切り替え可能な伝達切替機構７を備え、伝達切替機構７は、動力分割機構４のサンギアＳ、リングギアＲ及びキャリアＣの各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１伝達状態における第１ギア対２７の変速比と、第２伝達状態における第２ギア対２８の変速比とがそれぞれ設定されている。
【解決手段】駆動装置１Ａは、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力を出力部５に伝達する第１伝達状態と動力分割機構４のリングギアＲに伝達する第２伝達状態との間で伝達状態を切り替え可能な伝達切替機構７を備え、伝達切替機構７は、動力分割機構４のサンギアＳ、リングギアＲ及びキャリアＣの各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１伝達状態における第１ギア対２７の変速比と、第２伝達状態における第２ギア対２８の変速比とがそれぞれ設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動源として内燃機関とともに２つの電動機が設けられた車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関及び第１モータ・ジェネレータが遊星歯車機構として構成された動力分割機構に連結され、動力分割機構から出力された動力を出力軸に伝達し、第２モータ・ジェネレータの動力を内燃機関又は出力軸のいずれか一方に伝達する切替機構を有し、その切替機構が第２モータ・ジェネレータの動力伝達先を出力軸から内燃機関に切り替える際に、第１モータ・ジェネレータの回転数が０回転の場合に内燃機関の回転数と第２モータ・ジェネレータの回転数とが同期するように構成された機構を利用して、第２モータ・ジェネレータ及び内燃機関の各回転数を同期させる車両の駆動装置が知られている（特許文献１（段落００２１、図１））。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８４０４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の駆動装置は、第２モータ・ジェネレータの動力伝達先を切り替えることができるのが、第２モータ・ジェネレータ及び内燃機関の各回転数が同期した時に限られる。このため、その同期時における回転数が内燃機関にとって高すぎたり、第２モータ・ジェネレータにとっては低すぎたりして、内燃機関及び第２モータ・ジェネレータの効率が悪くなる可能性があるので、燃費が悪化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、第２電動機の動力伝達状態の切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の駆動装置は、内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素が前記第１電動機に、他の一つの第２回転要素が前記出力部に、残りの一つの第３回転要素が前記内燃機関に、それぞれ連結された動力分割機構と、前記第２電動機の回転を変速するとともに、前記第２電動機の動力を前記出力部に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替え可能な伝達切替機構と、を備え、前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも高い状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記出力部に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定されているものである（請求項１）。
【０００７】
第１の駆動装置によれば、第２電動機の動力伝達状態の切り替えが、第２電動機が変速されることによって内燃機関の回転数よりも高い状態で行われる。そのため、例えば車両の走行状態が低回転高負荷時のような状態であっても、第２電動機の動力伝達状態の切り替え時において第２電動機の回転数が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、第２電動機が効率的に運転された状態で動力伝達状態を切り替えることができるので、その切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる。また、第１の駆動装置は、動力分割機構の３つの回転要素の各回転数が互いに異なる状態で第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができる。第１電動機の回転数が０の場合、電力の変換を伴う動力伝達が生じずに動力の伝達効率が良好になる。このような動力の伝達が生じる状態をメカニカルポイントと称することがあるが、第１の駆動装置によればメカニカルポイントにおいて第２電動機の動力伝達状態を切り替えることも可能であるので、メカニカルポイントにおける切り替えを実行することにより、燃費悪化を更に抑制できる。
【０００８】
本発明の第２の駆動装置は、内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素に前記第１電動機が連結され、残りの第２回転要素及び第３回転要素のそれぞれに対して前記出力部又は前記内燃機関が択一的に連結される動力分割機構と、前記出力部が前記第２回転要素に、前記内燃機関が前記第３回転要素にそれぞれ連結される第１連結状態と、前記出力部が前記第３回転要素に、前記内燃機関が前記第２回転要素にそれぞれ連結される第２連結状態との間で、前記動力分割機構に対する前記出力部及び前記内燃機関の連結状態を切り替え可能な連結切替機構と、前記第２電動機の回転を変速した状態で、前記第２電動機の動力を前記第２回転要素に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるとともに、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数と前記内燃機関の回転数とが異なる状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記第２回転要素に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定された伝達切替機構と、前記第１連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第１駆動モード、前記第１連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第２駆動モード、前記第２連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第３駆動モード、並びに前記第２連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第４駆動モードの順番で、これらの駆動モードが前記出力部の回転数が増加するに従って移行するように、前記連結切替機構及び前記伝達切替機構をそれぞれ制御する制御手段とを備えるものである（請求項２）。
【０００９】
第２の駆動装置によれば、第２電動機の動力伝達状態の切り替えが、第２電動機が変速されることによって内燃機関の回転数と第２電動機の回転数とが互いに異なる状態で行われる。そのため、内燃機関及び第２電動機の各回転数が一致していなくても、第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができる。このため、第２電動機の動力伝達状態の切り替え時における内燃機関及び第２電動機の各回転数が内燃機関にとって高すぎたり第２電動機にとって低すぎたりすることを防止できるので、その切り替えに伴う燃費の悪化を抑制できる。また、動力分割機構に対する出力部及び内燃機関の各連結先の切り替えと、第２電動機の動力伝達状態の切り替えとを組み合わせることにより、４つの駆動モードを実現でき、これら４つの駆動モードが出力部の回転数の増加に従って移行するため、広範囲に亘り効率の良い動力伝達を行うことができる。従って、燃費の悪化を更に抑制できる。
【００１０】
第２の駆動装置の一態様において、前記制御手段は、前記第１電動機の回転数が０である所定状態で、前記第１駆動モードから前記第２駆動モードへ、前記第３駆動モードから前記第４駆動モードへそれぞれ移行するように、前記伝達切替機構を制御してもよい（請求項３）。第１電動機の回転数が０である場合、電力の変換を伴う動力伝達が生じずに動力の伝達効率が良好になる。このような動力の伝達が生じる状態をメカニカルポイントと称することがある。この態様によれば、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行と、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行とが、それぞれメカニカルポイントで行われることになるので、燃費悪化を更に抑制できる。
【００１１】
第２の駆動装置に適用される動力分割機構の構成は適宜設定すればよい。例えば、前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第１回転要素、前記第２回転要素、及び前記第３回転要素の順番に並び、かつ前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔が前記第２回転要素と前記第３回転要素との間隔よりも長くなるように構成されてもよいし（請求項４）、また、前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第３回転要素、前記第１回転要素、及び前記第２回転要素の順番に並び、かつ前記第３回転要素と前記第１回転要素との間隔が前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔よりも長くなるように構成されてもよい（請求項５）。後者の態様によれば、共線図上に並ぶ３つの回転要素のうちの中央の第１回転要素に第１電動機が連結されるため、第１電動機の回転数を前者の態様に比較して低くすることができるので燃費悪化の抑制効果が向上する。
【００１２】
第１又は第２の駆動装置の一態様において、前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の回転中心に位置する第１軸線に対して平行に延びる第２軸線上に並べられた第１駆動ギア及び第２駆動ギアと、前記第１駆動ギアと噛み合うとともに前記第２回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第１被駆動ギアと、前記第２駆動ギアと噛み合うとともに前記第３回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第２被駆動ギアと、前記第２軸線上に設けられ前記第２電動機の回転が伝達される伝達軸に対して前記第１駆動ギア又は前記第２駆動ギアのいずれか一方を選択的に結合させることにより、前記第１伝達状態又は前記第２伝達状態を成立させる結合機構と、を有してもよい（請求項６）。この態様によれば、伝達切替機構を動力分割機構と分離させた状態で構成できるので、例えば、伝達切替機構と動力分割機構とを複数の遊星歯車機構を組み合わせて構成する態様と比較して装置構成を簡素化できる。また、第１伝達状態及び第２伝達状態の各変速比は、互いに噛み合う駆動ギアと被駆動ギアとからなるギア対のギア比の調整により設定できるため、伝達切替機構と動力分割機構とを複数の遊星歯車機構を組み合わせて構成する態様と比べて設計自由度が高い。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の第１駆動装置又は第２の駆動装置によれば、内燃機関及び第２電動機の各回転数が同期した（一致した）状態でなくても第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるので、動力伝達状態の切り替えに伴う燃費悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図２】第１の形態に係る第１伝達状態における共線図。
【図３】第１の形態に係る切り替えの過渡状態における共線図。
【図４】第１の形態に係る第２伝達状態における共線図。
【図５】第２の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図６】第２の形態に係る第２伝達状態における共線図。
【図７】第２の形態に係る切り替えの過渡状態における共線図。
【図８】第２の形態に係る第１伝達状態における共線図。
【図９】第３の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図１０】第３の形態に係る第１伝達状態における共線図。
【図１１】第３の形態に係る切り替えの過渡状態における共線図。
【図１２】第３の形態に係る第２伝達状態における共線図。
【図１３】第４の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図１４Ａ】第４の形態に係る第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図１４Ｂ】第４の形態に係る第１駆動モード実行時における共線図。
【図１５】第４の形態に係る第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図。
【図１６Ａ】第４の形態に係る第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図１６Ｂ】第４の形態に係る第２駆動モード実行時における共線図。
【図１７】第４の形態に係る第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図。
【図１８Ａ】第４の形態に係る第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図１８Ｂ】第４の形態に係る第３駆動モード実行時における共線図。
【図１９】第４の形態に係る第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図。
【図２０Ａ】第４の形態に係る第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２０Ｂ】第４の形態に係る第４駆動モード実行時における共線図。
【図２１】第５の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図２２Ａ】第５の形態に係る第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２２Ｂ】第５の形態に係る第１駆動モード実行時における共線図。
【図２３】第５の形態に係る第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図。
【図２４Ａ】第５の形態に係る第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２４Ｂ】第５の形態に係る第２駆動モード実行時における共線図。
【図２５】第５の形態に係る第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図。
【図２６Ａ】第５の形態に係る第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２６Ｂ】第５の形態に係る第３駆動モード実行時における共線図。
【図２７】第５の形態に係る第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図。
【図２８Ａ】第５の形態に係る第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２８Ｂ】第５の形態に係る第４駆動モード実行時における共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ａが適用された車両はいわゆるハイブリッド車両として構成される。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。駆動装置１Ａが適用されることにより、その車両は駆動輪と内燃機関とが車両前部に位置するＦＦレイアウトの車両として構成される。
【００１６】
駆動装置１Ａは、内燃機関２と、第１モータ・ジェネレータ３と、内燃機関２及び第１モータ・ジェネレータ３がそれぞれ連結された動力分割機構４と、動力分割機構４からの動力が伝達される出力部５と、第２モータ・ジェネレータ６と、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力伝達状態を切り替える伝達切替機構７とを備えている。駆動装置１Ａは内燃機関２、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ６の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動するための駆動力を出力部５を介して出力できる。第１モータ・ジェネレータ３は本発明に係る第１電動機に、第２モータ・ジェネレータ６は本発明に係る第２電動機にそれぞれ相当する。これら第１モータ・ジェネレータ３と第２モータ・ジェネレータ６とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えている。走行路面への駆動力の伝達は出力部５に連結された不図示の駆動輪にて行われる。出力部５は動力分割機構４からの出力を伝達する中間軸８と、駆動輪に動力を伝達するための出力軸９とを備えており、これらの軸８、９の間にはギア列１０が設けられている。ギア列１０は中間軸８に固定された駆動ギア１１と、出力軸９に固定されて、駆動ギア１１に噛み合う被駆動ギア１２とを備えている。なお、図示の便宜上、駆動ギア１１と被駆動ギア１２との間隔は広げられており、その噛み合いは破線で示されている。
【００１７】
内燃機関２は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は機関軸１５及びギア列１６を介して動力分割機構４に伝達される。機関軸１５と内燃機関２との間には不図示のダンパが介在しており、内燃機関２のトルク変動はダンパにて吸収される。ギア列１６は機関軸１５に固定された駆動ギア１７と、その駆動ギア１７と噛み合う被駆動ギア１８とを備えている。
【００１８】
動力分割機構４は、相互に差動回転可能な３つの回転要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアＳと、そのサンギアＳに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオン２０を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣとを備えている。これら回転要素の回転中心は第１軸線Ａｘ１に一致しており、その第１軸線Ａｘ１上には中間軸８が配置されている。この形態では、第１モータ・ジェネレータ３がサンギアＳに、出力部５の中間軸８がキャリアＣに、内燃機関２の動力を伝達する被駆動ギア１８がリングギアＲにそれぞれ連結されている。従って、本形態においては、サンギアＳが本発明に係る第１回転要素に、キャリアＣが本発明に係る第２回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００１９】
伝達切替機構７は、第２モータ・ジェネレータ６の動力を出力部５に伝達する第１伝達状態と、リングギアＲに伝達する第２伝達状態との間で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができる。こうした機能を実現するため、伝達切替機構７は、第２モータ・ジェネレータ６の動力が伝達される伝達軸としてのモータ軸２５と中間軸８との間に配置された第１ギア対２７と、そのモータ軸２５と動力分割機構４のリングギアＲとの間に配置された第２ギア対２８と、これらギア対２７、２８を選択的に成立させて、モータ軸２５と中間軸８との間に伝達経路を形成する状態とモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構３０とを備えている。
【００２０】
第１ギア対２７は、第１軸線Ａｘ１に対して平行に延びる第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア３１と、その駆動ギア３１に噛み合うとともに、キャリアＣの回転が伝達される中間軸８に固定された被駆動ギア３２とを含む。また、第２ギア対２８は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア３１と並べて配置された駆動ギア３３を含んでおり、この駆動ギア３３は、機関軸１５に固定された駆動ギア１７と噛み合う被駆動ギア１８に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア３３と被駆動ギア１８とによって第２ギア対２８が構成される。なお、図示のように、２つの駆動ギア３３、１７を被駆動ギア１８に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア３３と単独に噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア３３とその被駆動ギアとによって第２ギア対２８を構成することも可能である。本形態においては、図示の駆動ギア３１が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア３３が本発明に係る第２駆動ギアに、被駆動ギア３２が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア１８が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００２１】
結合機構３０は、モータ軸２５に固定されたハブ３５と、ハブ３５と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ３６とを含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。このスリーブ３６は、ハブ３５と噛み合った状態で駆動ギア３１と噛み合う第１位置と、ハブ３５と噛み合った状態で駆動ギア３３と噛み合う第２位置との間で移動できる。図１はスリーブ３６が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構３０はスリーブ３６を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア３１、３３をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構３０は、上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００２２】
伝達切替機構７は、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対２７及び第２ギア対２８の各ギア比（変速比）が設定されている。即ち、伝達切替機構７はこうした条件で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対２７が成立する第１伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６から出力部５に至る変速比と、第２ギア対２８が成立する第２伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６からリングギアＲに至る変速比とがそれぞれ設定されている。
【００２３】
図２〜図４は、第１伝達状態から第２伝達状態への切り替え過程を示した共線図であり、図２は第１伝達状態における共線図、図３は切り替えの過渡状態における共線図、図４は第２伝達状態における共線図である。なお、これらの図及び他の共線図において、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ３を、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ６を、「Ｅｎｇ」は内燃機関２を、「Ｏｕｔ」は出力軸９をそれぞれ示す。
【００２４】
図２に示すように、第１伝達状態においては第１ギア対２７が成立し、第２モータ・ジェネレータ６の回転が第１ギア対２７によって減速されて、その動力が出力部５に伝達される。第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替える場合には、図３に示すように、動力分割機構４の各回転要素の回転数が互いに異なり、かつ第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０であるメカニカルポイントに制御される。このとき伝達切替機構７の共線図と動力分割機構４の共線図とが重なり合う。つまり、伝達切替機構７はメカニカルポイントにおいて、第２ギア対２８の駆動ギア３３の回転数と内燃機関２の回転数とが一致するように、各ギア対２７、２８の変速比が設定されている。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第１ギア対２７を解放し、かつ第２ギア対２８を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替えることができる。第２伝達状態においては、図４に示すように、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が第２ギア対２８にて減速されて、その動力がリングギアＲに伝達される。なお、上記では第１伝達状態から第２伝達状態への切り替えについて説明したが、本形態においては、第２伝達状態から第１伝達状態への切り替えについても上記と同様の条件で実施することが可能である。
【００２５】
このように、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態の切り替え時には、図３に示したように第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態にあるので、例えば車両の走行状態が低回転高負荷時のような状態であっても、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、第２モータ・ジェネレータ６が効率的に運転された状態で動力伝達状態を切り替えることができるので、その切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる。更に、その切り替えは、動力伝達効率上有利なメカニカルポイントで行うことができるので、燃費悪化の抑制効果を向上できる。
【００２６】
また、駆動装置１Ａは、伝達切替機構７が動力分割機構４と分離して構成されているので、これらの機構を複数の遊星歯車機構の組み合わせで構成する形態と比較して装置構成を簡素化できる。また、伝達切替機構７が実現する第１伝達状態及び第２伝達状態の各変速比は各ギア対２７、２８の調整により設定できるため、駆動装置１Ａは複数の遊星歯車機構を組み合わせる上記形態と比べて設計自由度が高い。
【００２７】
（第２の形態）
次に、図５〜図８を参照しながら第２の形態を説明する。図５は第２の形態に係る駆動装置１Ｂの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｂは、第１の形態に係る駆動装置１Ａと同等の効果を達成できる変形例に相当する。以下の説明においては、第１の形態の駆動装置１Ａと共通の構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略又は簡略化する。
【００２８】
駆動装置１Ｂは、動力分割機構４のキャリアＣが第１モータ・ジェネレータ３に、リングギアＲが出力部５に、サンギアＳが内燃機関２にそれぞれ連結されている。従って、本形態においては、キャリアＣが本発明に係る第１回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第２回転要素に、サンギアＳが本発明に係る第３回転要素に、それぞれ相当する。内燃機関２の機関軸１５とサンギアＳとの間には、サンギアＳと一体回転する第１連結軸３０と、その第１連結軸３０の回転方向を逆転させる逆転機構３１と、逆転機構３１に結合されて、第１連結軸３０と同軸かつその外周に配置された第２連結軸３３とが介在している。機関軸１５と第２連結軸３３との間にはギア列３４が設けられており、そのギア列３４は機関軸１５に固定された駆動ギア３５と、その駆動ギア３５に噛み合いかつ第２連結軸３３に固定された被駆動ギア３６とを含む。出力部５に設けられた出力軸９とリングギアＲとの間にはギア列３７が設けられており、そのギア列３７はリングギアＲに固定された中間ギア３８と、出力軸９に固定されて中間ギア３８に噛み合う被駆動ギア３９とを備えている。
【００２９】
駆動装置１Ｂは、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態と第２伝達状態との間で切り替えるために第１の形態と同様の構成を持つ伝達切替機構４０が設けられている。伝達切替機構４０は、モータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第１ギア対４１と、モータ軸２５と第２連結軸３３との間に配置された第２ギア対４２と、これらギア対４１、４２を選択的に成立させてモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とモータ軸２５と第２連結軸３３との間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構４３とを備えている。第１ギア対４１は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア４５を含んでおり、その駆動ギア４５は、リングギアＲと一体回転する中間ギア３８に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア４５と中間ギア３８とによって第１ギア対４１が構成される。なお、図示のように、駆動ギア４５と被駆動ギア３９とを中間ギア３８に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア４５と単独で噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア４５とその被駆動ギアとによって第１ギア対４１を構成することもできる。一方、第２ギア対４２は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア４５と並べて配置された駆動ギア４６と、その駆動ギア４６に噛み合うとともに第２連結軸３３に固定された被駆動ギア４７とを含んでいる。本形態において、図示の駆動ギア４５が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア４６が本発明に係る第２駆動ギアに、中間ギア３８が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア４７は本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００３０】
結合機構４３は、周知のドグクラッチとして構成されており、モータ軸２５に固定されたハブ４８と、ハブ４８と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ４９とを含んでいる。このスリーブ４９は第１の形態と同様にハブ４８と噛み合った状態で駆動ギア４５と噛み合う第１位置と、ハブ４８と噛み合った状態で駆動ギア４６と噛み合う第２位置との間で移動できる。図５はスリーブ４９が第２位置に移動した状態を示している。従って、結合機構４３はスリーブ４９を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア４５、４６をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構４３は上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００３１】
伝達切替機構４０は、第１の形態と同様に、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対４１及び第２ギア対４２の各ギア比（変速比）が設定されている。即ち、伝達切替機構４０はこうした条件で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対４１が成立する第１伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６から出力部５に至る変速比と、第２ギア対４２が成立する第２伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６からサンギアＳに至る変速比とがそれぞれ設定されている。
【００３２】
図６〜図８は、第２伝達状態から第１伝達状態への切り替え過程を示した共線図であり、図６は第２伝達状態における共線図、図７は切り替えの過渡状態における共線図、図８は第１伝達状態における共線図である。なお、これらの図においては、図示の便宜上、図中左側から右側に向かって、動力分割機構４の共線図、伝達切替機構４０の駆動ギア４６（第２ギア対４２）に関する共線図、及び伝達切替機構４０の駆動ギア４５（第１ギア対４１）に関する共線図を並べて示している。
【００３３】
図６に示すように、第２伝達状態においては第２ギア対４２が成立し、第２モータ・ジェネレータ６の回転が第２ギア対４２によって増速され、かつ逆転機構３１にて逆転されて、その動力がサンギアＳに伝達される。第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替える場合には、図７に示すように、動力分割機構４の各回転要素の回転数が互いに異なり、かつ第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０であるメカニカルポイントに制御される。このとき、図７に示された第２ギア対４２に関する共線図と第１ギア対４１に関する共線図とを比較すれば明らかなように、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５の回転数と、第１ギア対４１の駆動ギア４５の回転数とが同一回転数となる。つまり、伝達切替機構４０はメカニカルポイントにおいて、第２モータ・ジェネレータ６の回転数と第１ギア対４１の駆動ギア４５の回転数とが一致するように、各ギア対４１、４２の変速比が設定されている。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第２ギア対４２を解放し、かつ第１ギア対４１を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替えることができる。第１伝達状態においては、図８に示すように、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が第１ギア対４１にて増速されてその動力がリングギアＲに伝達される。なお、上記では第２伝達状態から第１伝達状態への切り替えについて説明したが、本形態においては、第１伝達状態から第２伝達状態への切り替えについても上記と同様の条件で実施することが可能である。以上の説明から明らかなように、駆動装置１Ｂは第１の形態に係る駆動装置１Ａと同等の効果を達成することができる。
【００３４】
（第３の形態）
次に、図９〜図１２を参照しながら第３の形態を説明する。図９は第３の形態に係る駆動装置１Ｃの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｃは、上述した各形態に係る駆動装置１Ａ、１Ｂと同等の効果を達成できる変形例に相当する。以下の説明においては、駆動装置１Ａ又は駆動装置１Ｂと共通の構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略又は簡略化する。
【００３５】
駆動装置１Ｃは、動力分割機構４のキャリアＣが第１モータ・ジェネレータ３に、サンギアＳが出力部５に、リングギアＲが内燃機関２にそれぞれ連結されている。従って、キャリアＣが本発明に係る第１回転要素に、サンギアＳが本発明に係る第２回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第３回転要素に、それぞれ相当する。サンギアＳと出力部５との間には、サンギアＳと一体回転する第１連結軸５０と、その第１連結軸５０の回転方向を逆転させる逆転機構５１と、逆転機構５１に結合されて、第１連結軸５０と同軸かつその外周に配置された第２連結軸５３とが介在している。出力部５に設けられた出力軸９と第２連結軸５３との間にはギア列５４が設けられており、そのギア列５４は第２連結軸５４に固定された中間ギア５５と、その中間ギア５５に噛み合いかつ出力軸９に固定された被駆動ギア５６とを備えている。なお、図示の便宜上、中間ギア５５と被駆動ギア５６との間隔は広げられており、その噛み合いは破線で示されている。内燃機関２の機関軸１５とリングギアＲとの間にはギア列５７が設けられており、そのギア列５７は機関軸１５に固定された駆動ギア５８と、その駆動ギア５８に噛み合いかつリングギアＲに固定された被駆動ギア５９とを含む。
【００３６】
駆動装置１Ｃには、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態と第２伝達状態との間で切り替えるために上記各形態と同様の構成を持つ伝達切替機構６０が設けられている。伝達切替機構６０は、モータ軸２５と第２連結軸５３との間に配置された第１ギア対６１と、モータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第２ギア対６２と、これらギア対６１、６２を選択的に成立させてモータ軸２５と第２連結軸５３（サンギアＳ）との間に動力伝達経路を形成する状態とモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構６３とを備えている。第１ギア対６１は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア６５を含んでおり、その駆動ギア６５は、第２連結軸５３に固定された中間ギア５５に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア６５と中間ギア５５とによって第１ギア列６１が構成される。一方、第２ギア対６２は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア６５と並べて配置された駆動ギア６６を含んでおり、その駆動ギア６６は、リングギアＲに固定された被駆動ギア５９に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア６６と被駆動ギア５９とによって第２ギア列６２が構成される。なお、図示のように、駆動ギア６５と被駆動ギア５６とを中間ギア５５に、駆動ギア６６と駆動ギア５８とを被駆動ギア５９にそれぞれ共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア６５と単独で噛み合う被駆動ギア（不図示）を第２連結軸５３に、駆動ギア６６と単独で噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲにそれぞれ設け、これらの被駆動ギアと各駆動ギア６５、６６とによって第１ギア対６１及び第２ギア対６２をそれぞれ構成することもできる。本形態においては、図示の駆動ギア６５が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア６６が本発明に係る第２駆動ギアに、中間ギア５５が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア５９が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００３７】
結合機構６３は、周知のドグクラッチとして構成されており、モータ軸２５に固定されたハブ７０と、ハブ７０と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ７１とを含んでいる。このスリーブ７１は上記各形態と同様にハブ７０と噛み合った状態で駆動ギア６５と噛み合う第１位置と、ハブ７０と噛み合った状態で駆動ギア６６と噛み合う第２位置との間で移動できる。図９はハブ７０が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構６３はスリーブ７１を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア６５、６６をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構６３は上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００３８】
伝達切替機構６０は、上記各形態と同様に、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対６１及び第２ギア対６２の各ギア比（変速比）が設定されている。即ち、伝達切替機構６０は、こうした条件で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対６１が成立する第１伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６から出力部５に至る変速比と、第２ギア対６２が成立する第２伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６からリングギアＲに至る変速比とがそれぞれ設定されている。
【００３９】
図１０〜図１２は、第１伝達状態から第２伝達状態への切り替え過程を示した共線図であり、図１０は第１伝達状態における共線図、図１１は切り替えの過渡状態における共線図、図１２は第２伝達状態における共線図である。なお、これらの図においては、図示の便宜上、図中左側から右側に向かって、動力分割機構４の共線図、伝達切替機構６０の駆動ギア６１（第１ギア対６２）に関する共線図、及び伝達切替機構６０の駆動ギア６６（第２ギア対６２）に関する共線図を並べて示している。
【００４０】
図１０に示すように、第１伝達状態においては第１ギア対６１が成立し、第２モータ・ジェネレータ６の回転が第１ギア対６１によって増速され、かつ逆転機構５１にて逆転されて、その動力がサンギアＳに伝達される。第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替える場合には、図１１に示すように、動力分割機構４の各回転要素の回転数が互いに異なり、かつ第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０であるメカニカルポイントに制御される。このとき、図１１に示された第１ギア対６１に関する共線図と第２ギア対６２に関する共線図とを比較すれば明らかなように、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５の回転数と、第２ギア対６２の駆動ギア６６の回転数とが同一回転数となる。つまり、伝達切替機構６０はメカニカルポイントにおいて、第２モータ・ジェネレータ６の回転数と第２ギア対６２の駆動ギア４５の回転数とが一致するように、各ギア対６１、６２の変速比が設定されている。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第１ギア対６１を解放し、かつ第２ギア対６２を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替えることができる。第２伝達状態においては、図１２に示すように、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が第２ギア対６２にて増速されてその動力がリングギアＲに伝達される。なお、上記では第１伝達状態から第２伝達状態への切り替えについて説明したが、本形態においては、第２伝達状態から第１伝達状態への切り替えについても上記と同様の条件で実施することが可能である。以上の説明から明らかなように、駆動装置１Ｃは上記各形態に係る駆動装置１Ａ、１Ｂと同等の効果を達成することができる。
【００４１】
（第４の形態）
次に、本発明の第４の形態について説明する。図１３は第４の形態に係る駆動装置１Ｄの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｄは、上記各形態の機構の一部を利用して４つの駆動モードを実現できる特徴を有している。以下の説明においては、上記各形態と共通の構成には図面に同一の参照符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４２】
駆動装置１Ｄは、内燃機関２、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ６の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動するための駆動力を出力部７５を介して出力できる。駆動装置１Ｄは、動力分割機構４のサンギアＳが第１モータ・ジェネレータ３に連結されており、残りのキャリアＣとリングギアＲとに対しては、出力部７５及び内燃機関２が択一的に連結される。即ち、駆動装置１Ｄは、キャリアＣが出力部７５に、リングギアＲが内燃機関２にそれぞれ連結された第１連結状態と、その連結状態とは反対に、キャリアＣが内燃機関２に、リングギアＲが出力部７５にそれぞれ連結される第２連結状態との間で連結関係が切り替えられる。従って、本形態においては、サンギアＳが本発明に係る第１回転要素に、キャリアＣが本発明に係る第２回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００４３】
出力部７５は動力分割機構４のキャリアＣと一体回転する中間軸７６と、不図示の駆動輪に動力を伝達するための出力軸７７とを備えている。中間軸７６とリングギアＲとは互いに同軸的に配置されており、リングギアＲは中間軸７６の外周側に配置されている。中間軸７６と出力軸７７との間には第１ギア列７８が介在し、リングギアＲと出力軸７７との間には第２ギア列７９が介在している。第１ギア列７８は中間軸７６に固定された第１中間ギア８０と、その第１中間ギア８０と噛み合いかつ出力軸７７と同軸に配置された被駆動ギア８１とを含んでいる。一方、第２ギア列７９はリングギアＲに固定された第２中間ギア８２と、第２中間ギア８２に噛み合いかつ出力軸７７と同軸に配置された被駆動ギア８３とを含んでいる。なお、図示の便宜上、第１中間ギア８０と被駆動ギア８１との間隔及び第２中間ギア８２と被駆動ギア８３との間隔はそれぞれ広げられており、それらの噛み合いは破線で示されている。
【００４４】
内燃機関２の機関軸１５と動力分割機構４との間にはギア列８５が介在しており、そのギア列８５は、機関軸１５に固定された駆動ギア８６と、その駆動ギア８６と噛み合いかつ第１軸線Ａｘ１上において上記した２つの中間ギア８０、８２に挟まれた状態で配置された被駆動ギア８７とを含んでいる。
【００４５】
駆動装置１Ｄには、出力部７５及び内燃機関２の動力分割機構４に対する連結関係を切り替える連結切替機構９０が設けられている。連結切替機構９０は、出力軸７７に対して２つの被駆動ギア８１、８３を選択的に結合できる第１結合機構９１と、内燃機関２の動力が伝達される駆動ギア８６を２つの中間ギア８０、８２のいずれか一方に結合できる第２結合機構９２とを備えている。第１結合機構９１は２つの被駆動ギア８１、８３の間に配置され、出力軸７７に固定されたハブ９３と、ハブ９３と一体回転可能な状態で噛み合いかつ出力軸７７の軸線方向に移動可能なスリーブ９４とを含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。このスリーブ９４は、ハブ９３と噛み合った状態で被駆動ギア８１と噛み合う第１位置と、ハブ９３と噛み合った状態で被駆動ギア８３と噛み合う第２位置との間で移動できる。一方、第２結合機構９２は中間軸７６と各ギア８０、８７、８２との間に挿入され、これらのギア８０、８７、８２と噛み合った状態で第１軸線Ａｘ１方向に移動可能なスリーブ９５を含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。スリーブ９５は被駆動ギア８７と第２中間ギア８２とに噛み合う第１位置と、被駆動ギア８７と第１中間ギア８０とに噛み合う第２位置との間で移動できる。
【００４６】
図１３に示すように、第１結合機構９１及び第２結合機構９２の各スリーブ９４、９５が第１位置に移動した場合には、出力部７５がキャリアＣに、内燃機関２がリングギアＲにそれぞれ連結されて第１連結状態が成立する。一方、各スリーブ９４、９５が図示とは反対側の第２位置に移動した場合は、これらの連結関係が入れ替わり、出力部７５がリングギアＲに、内燃機関２がキャリアＣにそれぞれ連結されて第２連結状態が成立する。従って、連結切替機構９０の各結合機構９１、９２を操作することによって、第１連結状態と第２連結状態との間で動力分割機構４に対する出力部７５及び内燃機関２の連結状態を切り替えることができる。
【００４７】
駆動装置１Ｄには、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力をキャリアＣに伝達する第１伝達状態と、リングギアＲに伝達する第２伝達状態との間で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替える伝達切替機構９７が設けられている。伝達切替機構９７は、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５と中間軸７６との間に配置された第１ギア対９８と、モータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第２ギア対９９と、これらのギア対９８、９９を選択的に成立させて、モータ軸２５と中間軸７６（キャリアＣ）との間に伝達経路を形成する状態とモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構１００とを備えている。
【００４８】
第１ギア対９８は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア１０１と、その駆動ギア１０１に噛み合うとともに、中間軸７６に固定された被駆動ギア１０２とを含む。また、第２ギア対９９は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア１０１と並べて配置された駆動ギア１０３を含んでおり、この駆動ギア１０３は、リングギアＲに固定された第２中間ギア８２に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア１０３と第２中間ギア８２とによって第２ギア対９９が構成される。なお、図示のように、駆動ギア１０３と被駆動ギア８３とを第２中間ギア８２に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア１０３と単独に噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア１０３とその被駆動ギアとによって第２ギア対９９を構成することも可能である。本形態においては、図示の駆動ギア１０１が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア１０３が本発明に係る第２駆動ギアに、被駆動ギア１０２が本発明に係る第１被駆動ギアに、第２中間ギア８２が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００４９】
結合機構１００は、上記各形態と同様に、モータ軸２５に固定されたハブ１０５と、ハブ１０５と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ１０６とを含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。このスリーブ１０６は、ハブ１０５と噛み合った状態で駆動ギア１０１と噛み合う第１位置と、ハブ１０６と噛み合った状態で駆動ギア１０３と噛み合う第２位置との間で移動できる。図１３はスリーブ１０６が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構１００はスリーブ１０６を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア１０１、１０３をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構１００は、上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００５０】
伝達切替機構９７は、上述した各形態と同様に、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対９８及び第２ギア対９９の各ギア比（変速比）が設定されている。
【００５１】
駆動装置１Ｄは、連結切替機構９０による連結状態の切り替えと、伝達切替機構９７による伝達状態の切り替えとを組み合わせることにより、第１連結状態の下で第１伝達状態に切り替えられた第１駆動モード、第１連結状態の下で第２伝達状態に切り替えられた第２駆動モード、第２連結状態の下で第２伝達状態に切り替えられた第３駆動モード、及び第２連結状態の下で第１伝達状態に切り替えられた第４駆動モードをそれぞれ実現できる。図１３に示したように、これら４つの駆動モードの移行制御は、駆動装置１Ｄに設けられたコンピュータユニットである駆動制御装置１２０が、出力軸７７の回転数に対応した信号を出力する車速センサ１２１の出力信号等に基づいて各切替機構９０、９７を制御することにより行われる。駆動制御装置１２０には駆動モードを適正に移行させるための制御プログラムが保持されており、その制御プログラムは適時に読み出されて所定周期で繰り返し実行される。その制御プログラムは、出力軸７７の回転数、換言すれば出力部７５の回転数が増加するに従って、第１駆動モード、第２駆動モード、第３駆動モード及び第４駆動モードの順番でこれらの駆動モードが移行するように各切替機構９０、９７を制御する制御手段として、駆動制御装置１２０を機能させることができる。
【００５２】
図１４Ａ〜図２０Ｂの一連の図は、各駆動モードの実行時及び各駆動モードの切替時における駆動装置１Ｄの動力伝達状態及び機械的結合状態を示している。なお、これらの図に示された太い実線で描かれた矢印線は内燃機関２の動力及びその方向を、太い破線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の力行時における動力及びその方向を、太い一点鎖線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の回生時における動力及びその方向を、それぞれ示している。
【００５３】
図１４Ａは第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図１４Ｂは第１駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第１駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部７５がキャリアＣにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力がキャリアＣに伝達される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからキャリアＣを介して出力される。そして、キャリアＣから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸７７から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。なお、動力分割機構４は図１４Ｂ等に示したようにサンギアＳ、キャリアＣ、及びリングギアＲの順番で共線図上にこれらが並び、かつサンギアＳとキャリアＣとの間隔がキャリアＣとリングギアＲとの間隔よりも長くなるように構成されている。第１駆動モードは低速側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００５４】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示した第１駆動モードの状態で車速が増加して（出力軸７７の回転数が増加して）、第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０以上となると伝達効率が低下する。そのため、第１駆動モードの状態で第１連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力をキャリアＣに伝達する第１伝達状態からリングギアＲに伝達する第２伝達状態へ切り替えることにより、駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードへ移行させる。
【００５５】
図１５は第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、上記第１の形態と同様に、第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０となるメカニカルポイントにおいて、伝達切替機構９７の共線図と動力分割機構４の共線図とが重なり合う。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第１ギア対９８を解放し、かつ第２ギア対９９を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替え可能である。従って、動力伝達効率を悪化させることなく第１駆動モードから第２駆動モードへの移行が完了する。
【００５６】
図１６Ａは第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図１６Ｂは第２駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第２駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部７５がキャリアＣにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とリングギアＲとの間に動力伝達経路が形成される。このため、内燃機関２の動力は、その一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がサンギアＳを介して付加されてからキャリアＣを介して出力される。そして、キャリアＣから出力された動力は車両の駆動力として出力軸７７から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。
【００５７】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示した第２駆動モードは高回転側に変化するに従って伝達効率が悪化して行く傾向がある。そのため、車速の増加に伴って伝達効率が許容範囲を超えて低下する前に第２駆動モードから第３駆動モードへ駆動モードを移行させる。この駆動モードの移行は、第２伝達状態のままで第１連結状態から第２連結状態へ切り替えることにより行う。即ち、内燃機関２がリングギアＲに、出力部７５がキャリアＣにそれぞれ連結された状態から、これらの連結関係を入れ替えることにより、第２駆動モードから第３駆動モードへ移行させる。
【００５８】
図１７は第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、動力分割機構４に対する内燃機関２及び出力部７５の連結関係の切り替えは、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ、及びリングギアＲの各回転数が一致した状態で行うことができる。そのため、この移行制御においてはこれら要素の各回転数を一致させるための同期制御が合わせて行われ、これにより第２駆動モードから第３駆動モードへの移行が完了する。
【００５９】
図１８Ａは第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図１８Ｂは第３駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第３駆動モードでは、内燃機関２がキャリアＣに出力部７５がリングギアＲにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とリングギアＲとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のキャリアＣに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸７７から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。
【００６０】
図１８Ａ及び図１８Ｂに示した第３駆動モードは高回転側への変化に伴って第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０以下になるといわゆる動力循環が生じて伝達効率が悪化する。そのため、第２連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１連結状態へ切り替えることにより、駆動モードを第３駆動モードから第４駆動モードへ移行させる。
【００６１】
図１９は、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時と同様に、第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０となるメカニカルポイントにおいて、伝達切替機構９７の共線図と動力分割機構４の共線図とが重なり合う。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で第２ギア対９９を解放し、かつ第１ギア対９８を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替え可能である。従って、動力伝達効率を悪化させることなく第３駆動モードから第４駆動モードへの移行が完了する。
【００６２】
図２０Ａは第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２０Ｂは第４駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第４駆動モードでは、内燃機関２がキャリアＣに出力部７５がリングギアＲにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とキャリアＣとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力はその一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のキャリアＣに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がサンギアＳを介して付加されてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力は車両の駆動力として出力軸７７から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。この場合、第２モータ・ジェネレータ６の回生に用いられるエネルギーは動力分割機構４を介在させずに内燃機関２の動力から分配されたものに相当し、その分配後の残りの動力が動力分割機構４において第１モータ・ジェネレータ３の動力と合成されて出力部へ出力される。即ち、第４駆動モードにおいては、伝達動力の流れがいわゆる動力分流となって動力循環が生じないため、高回転側への変化に伴う伝達効率の低下が動力循環が生じる第３駆動モードに比べて緩やかである。従って、第４駆動モードは高回転側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００６３】
このように、駆動装置１Ｄにおいては、上述した４つの駆動モードを実現でき、更にこれら４つの駆動モードが出力部の回転数の増加に従って移行するため、広範囲に亘り効率の良い動力伝達を行うことができる。しかも、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行と、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行とが、上述した各形態の切替機構と同様の切替機構９７を利用することにより、それぞれメカニカルポイントで行われることになるので高い伝達効率を維持することが可能となり燃費悪化を抑制できる。また、これらのモード切替時においては、内燃機関２の回転数よりも第２モータ・ジェネレータ６の回転数が高い状態で行われる。このため、例えば車両の走行状態が低回転高負荷時のような状態であっても、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、第２モータ・ジェネレータ６が効率的に運転された状態で動力伝達状態を切り替えることができるので、その切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる。なお、上記の手順とは逆の手順で連結切替機構９０及び伝達切替機構９７をそれぞれ操作することにより、車速の減少に従って第４駆動モード、第３駆動モード、第２駆動モード及び第１駆動モードの順番に各駆動モードを移行させることも勿論可能である。
【００６４】
また、駆動装置１Ｄは、上述した各形態と同様に、伝達切替機構９７が動力分割機構４と分離して構成されているので、これらの機構を複数の遊星歯車機構の組み合わせで構成する形態と比較して装置構成を簡素化できる。更に、伝達切替機構９７が実現する第１伝達状態及び第２伝達状態の各変速比は各ギア対９８、９９の調整により設定できるため、駆動装置１Ｄは複数の遊星歯車機構を組み合わせる上記形態と比べて設計自由度が高い。
【００６５】
（第５の形態）
次に、本発明の第５の形態について説明する。図２１は第５の形態に係る駆動装置１Ｅの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｅは、上記第４の形態の変形例に相当し、上述した４つの駆動モードを実現できる特徴を有している。以下の説明においては、上記各形態と共通の構成には図面に同一の参照符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００６６】
駆動装置１Ｅは、内燃機関２、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ６の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動するための駆動力を出力部１２５を介して出力できる。駆動装置１Ｅは、動力分割機構４のキャリアＣが第１モータ・ジェネレータ３に連結されており、残りのサンギアＳとリングギアＲとに対しては、出力部１２５及び内燃機関２が択一的に連結される。即ち、駆動装置１Ｅは、リングギアＲが出力部１２５に、サンギアＳが内燃機関２にそれぞれ連結された第１連結状態と、その連結状態とは反対に、リングギアＲが内燃機関２に、サンギアＳが出力部１２５にそれぞれ連結される第２連結状態との間で連結関係が切り替えられる。従って、本形態においては、キャリアＣが本発明に係る第１回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第２回転要素に、サンギアＳが本発明に係る第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００６７】
出力部１２５は動力分割機構４のサンギアＳと一体回転する第１中間軸１２６と、その第１中間軸１２６の回転方向を逆転させる逆転機構１２７と、逆転機構１２７に結合されて第１中間軸１２６と同軸かつその外周に配置された第２中間軸１２８と、不図示の駆動輪に動力を伝達するための出力軸１３０とを備えている。第１中間軸１２６、第２中間軸１２８及びリングギアＲとは互いに同軸的に配置されており、リングギアＲは第１中間軸１２６の外周側に配置されている。リングギアＲと出力軸１３０との間には第１ギア列１３１が介在し、第２中間軸１２８と出力軸１３０との間には第２ギア列１３２が介在している。第１ギア列１３１はリングギアＲに固定された第１中間ギア１３３と、その第１中間ギア１３３と噛み合いかつ出力軸１３０と同軸に配置された被駆動ギア１３４とを含んでいる。一方、第２ギア列７９は第２中間軸１２８に固定された第２中間ギア１３５と、その第２中間ギア１３５に噛み合いかつ出力軸１３０と同軸に配置された被駆動ギア１３６とを含んでいる。
【００６８】
内燃機関２の機関軸１５と動力分割機構４との間にはギア列１４０が介在しており、そのギア列１４０は、機関軸１５に固定された駆動ギア１４１と、その駆動ギア１４１と噛み合いかつ第１軸線Ａｘ１上において上記した２つの中間ギア１３３、１３５に挟まれた状態で配置された被駆動ギア１４２とを含んでいる。
【００６９】
駆動装置１Ｅには、出力部１２５及び内燃機関２の動力分割機構４に対する連結関係を切り替える連結切替機構１４５が設けられている。連結切替機構１４５は出力軸１３０に対して２つの被駆動ギア１３４、１３６を選択的に結合できる第１結合機構１４６と、内燃機関２の動力が伝達される駆動ギア１４１を２つの中間ギア１３３、１３５のいずれか一方に結合できる第２結合機構１４７とを備えている。第１結合機構１４６は上記第４の形態と同様に周知のドグクラッチとして構成されており、スリーブ１５１がハブ１５０と噛み合った状態で被駆動ギア１３４と噛み合う第１位置と、ハブ１５０と噛み合った状態で被駆動ギア１３６と噛み合う第２位置との間で移動できる。一方、第２結合機構１４７も第４の形態と同様に、スリーブ１５３が被駆動ギア１４２と第２中間ギア１３５と噛み合う第１位置と、被駆動ギア１４２と第１中間ギア１３３と噛み合う第２位置との間で移動できる。
【００７０】
図２１に示すように、第１結合機構１４６及び第２結合機構１４７の各スリーブ１５１、１５３が第１位置に移動した場合には、出力部１２５がリングギアＲに、内燃機関２がサンギアＳにそれぞれ連結されて第１連結状態が成立する。一方、各スリーブ１５１、１５３が図示とは反対側の第２位置に移動した場合は、これらの連結関係が入れ替わり、出力部１２５がサンギアＳに、内燃機関２がリングギアＲにそれぞれ連結されて第２連結状態が成立する。従って、連結切替機構１４５の各結合機構１４６、１４７を操作することによって、第１連結状態と第２連結状態との間で動力分割機構４に対する出力部１２５及び内燃機関２の連結状態を切り替えることができる。
【００７１】
駆動装置１Ｅには、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力をリングギアＲに伝達する第１伝達状態と、サンギアＳに伝達する第２伝達状態との間で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替える伝達切替機構１５５が設けられている。伝達切替機構１５５は、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第１ギア対１５６と、モータ軸と第２中間軸１２８との間に配置された第２ギア対１５７と、これらギア対１５６、１５７を選択的に成立させて、モータ軸２５とリングギアＲとの間に伝達経路を形成する状態とモータ軸２５と第２中間軸１２８（サンギアＳ）との間に伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構１５８とを備えている。
【００７２】
第１ギア対１５６は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア１５９を含んでおり、その駆動ギア１５９は、リングギアＲに固定された第１中間ギア１３３に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア１５９と第１中間ギア１３３とによって第１ギア対１５６が構成される。なお、図示のように、駆動ギア１５９と被駆動ギア１３４とを第１中間ギア１３３に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア１５９と単独に噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア１５９とその被駆動ギアとによって第１ギア対１５６を構成することも可能である。一方、第２ギア対１５７は、第２軸線Ａｘ２上において、駆動ギア１５９と並べて配置された駆動ギア１６０と、その駆動ギア１６０に噛み合うとともに、第２中間軸１２８に固定された被駆動ギア１６１とを含んでいる。本形態においては、図示の駆動ギア１５９が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア１６０が本発明に係る第２駆動ギアに、第１中間ギア１３３が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア１６１が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００７３】
結合機構１５８は、上記第５の形態と同様に、スリーブ１６５が、ハブ１６４と噛み合った状態で駆動ギア１５９と噛み合う第１位置と、ハブ１６４と噛み合った状態で駆動ギア１６０と噛み合う第２位置との間で移動できる。図２１はスリーブ１６５が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構１５８はスリーブ１６５を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア１５９、１６０をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構１５８は、上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００７４】
伝達切替機構１５５は、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数と内燃機関２の回転数とが異なる状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対１５９及び第２ギア対１５７の各ギア比（変速比）が設定されている。
【００７５】
駆動装置１Ｅは、第５の形態と同様に、連結切替機構１４５による連結状態の切り替えと、伝達切替機構１５５による伝達状態の切り替えとを組み合わせることにより、上述した４つの駆動モードを実現でき、更にこれらの駆動モードを駆動制御装置１２０の制御によって、出力軸１３０の回転数の増加に応じて第５の形態と同様の順番で移行させることができる。そのため、本形態においても駆動制御装置１２０が本発明に係る制御手段として機能する。
【００７６】
図２２Ａ〜図２８Ｂの一連の図は、各駆動モードの実行時及び各駆動モードの切替時における駆動装置１Ｅの動力伝達状態及び機械的結合状態を示している。なお、これらの図に示された太い実線で描かれた矢印線は内燃機関２の動力及びその方向を、太い破線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の力行時における動力及びその方向を、太い一点鎖線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の回生時における動力及びその方向を、それぞれ示している。
【００７７】
図２２Ａは第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２２Ｂは第１駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第１駆動モードでは、内燃機関２がサンギアＳに出力部１２５がリングギアＲにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力がリングギアＲに伝達される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のサンギアＳに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸１３０から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。第１駆動モードは低速側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００７８】
図２２Ａ及び図２２Ｂに示した第１駆動モードの状態で車速が増加して行くに従い（出力軸１３０の回転数が増加して行くに従い）、伝達効率が低下する。そのため、第１駆動モードの状態で第１連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力をリングギアＲに伝達する第１伝達状態からサンギアＳに伝達する第２伝達状態へ切り替えることにより、駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードへ移行させる。
【００７９】
図２３は第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、第５の形態と同様にメカニカルポイントを維持した状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替え可能である。
【００８０】
図２４Ａは第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２４Ｂは第２駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第２駆動モードでは、内燃機関２がサンギアＳに出力部１２５がリングギアＲにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とサンギアＳとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力は、その一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のサンギアＳに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がキャリアＣを介して付加されてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力は車両の駆動力として出力軸１３０から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。
【００８１】
図２４Ａ及び図２４Ｂに示した第２駆動モードは高回転側に変化するに従って伝達効率が悪化して行くので、車速の増加に伴って伝達効率が許容範囲を超えて低下する前に第２駆動モードから第３駆動モードへ駆動モードを移行させる。この駆動モードの移行は、第２伝達状態のままで第１連結状態から第２連結状態へ切り替えることにより行う。即ち、内燃機関２がサンギアＳに、出力部１２５がリングギアＲにそれぞれ連結された状態から、これらの連結関係を入れ替えることにより、第２駆動モードから第３駆動モードへ移行させる。
【００８２】
図２５は第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、動力分割機構４に対する内燃機関２及び出力部１２５の連結関係の切り替えは、内燃機関２及び出力軸１３０の各回転数を一致させる同期制御とともに行われ、これにより、第２駆動モードから第３駆動モードへの移行が完了する。
【００８３】
図２６Ａは第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２６Ｂは第３駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第３駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部１２５がサンギアＳにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とサンギアＳとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからサンギアＳを介して出力される。そして、サンギアＳから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸１３０から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。
【００８４】
図２６Ａ及び図２６Ｂに示した第３駆動モードは高回転側への変化に伴って第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０以下になるといわゆる動力循環が生じて伝達効率が悪化する。そのため、第２連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１連結状態へ切り替えることにより、駆動モードを第３駆動モードから第４駆動モードへ移行させる。
【００８５】
図２７は、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時と同様に、メカニカルポイントを維持した状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替え可能である。従って、動力伝達効率を悪化させることなく第３駆動モードから第４駆動モードへの移行が完了する。
【００８６】
図２８Ａは第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２８Ｂは第４駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第４駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部１２５がサンギアＳにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とリングギアＲとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力はその一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がキャリアＣを介して付加されてからサンギアＳを介して出力される。そして、サンギアＳから出力された動力は車両の駆動力として出力軸１３０から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。この場合、第５の形態と同様に動力分流となって動力循環が生じないため、第４駆動モードは高回転側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００８７】
このように、駆動装置１Ｅにおいても第５の形態と同等の効果を達成できる。特に、駆動モードの切り替え時における内燃機関２及び第２モータ・ジェネレータ６の各回転数が同一でなく異なっているため、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態の切り替え時における内燃機関２及び第２モータ・ジェネレータ６の各回転数が内燃機関２にとって高すぎたり第２モータ・ジェネレータ６にとって低すぎたりすることを防止できるので、その切り替えに伴う燃費の悪化を抑制できる。
【００８８】
また、本形態に係る駆動装置１Ｅは、第１モータ・ジェネレータ３が共線図上に並ぶ３つの回転要素のうちの中央に位置するキャリアＣに連結されるため、上述した各駆動モード時の共線図を第４の形態の場合と比較すれば明らかなように、第１モータ・ジェネレータ３の回転数を第４の形態に比べて低くすることができる。従って、燃費悪化の抑制効果が第４の形態よりも向上する。
【００８９】
本発明は、上記各形態に限定されず種々の形態にて実施することができる。上述した動力分割機構の構成は一例にすぎず、これを機構学上等価な別形態に変更することも可能である。例えば、動力分割機構をダブルピニオン型の遊星歯車機構として構成し、各回転要素の連結関係が上記各形態と同様となるように設定して本発明を実施することもできる。また、複数の遊星歯車機構を組み合わせることによって伝達切替機構と動力分割機構とを構成することも可能である。更に、動力分割機構の各回転要素に対する連結関係も別形態に変更することも可能である。更に、動力分割機構を遊星歯車機構で構成することは一例にすぎず、例えば歯車ではない摩擦車（ローラ）を回転要素として持つ遊星ローラ機構に置き換えて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ〜１Ｅ 駆動装置
２ 内燃機関
３ 第１モータ・ジェネレータ（第１電動機）
４ 動力分割機構
５ 出力部
６ 第２モータ・ジェネレータ（第２電動機）
７、４０、６０ 伝達切替機構
９０、１４５ 連結切替機構
９７、１５５ 伝達切替機構
Ａｘ１ 第１軸線
Ａｘ２ 第２軸線
Ｓ サンギア
Ｃ キャリア
Ｒ リングギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動源として内燃機関とともに２つの電動機が設けられた車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関及び第１モータ・ジェネレータが遊星歯車機構として構成された動力分割機構に連結され、動力分割機構から出力された動力を出力軸に伝達し、第２モータ・ジェネレータの動力を内燃機関又は出力軸のいずれか一方に伝達する切替機構を有し、その切替機構が第２モータ・ジェネレータの動力伝達先を出力軸から内燃機関に切り替える際に、第１モータ・ジェネレータの回転数が０回転の場合に内燃機関の回転数と第２モータ・ジェネレータの回転数とが同期するように構成された機構を利用して、第２モータ・ジェネレータ及び内燃機関の各回転数を同期させる車両の駆動装置が知られている（特許文献１（段落００２１、図１））。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８４０４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の駆動装置は、第２モータ・ジェネレータの動力伝達先を切り替えることができるのが、第２モータ・ジェネレータ及び内燃機関の各回転数が同期した時に限られる。このため、その同期時における回転数が内燃機関にとって高すぎたり、第２モータ・ジェネレータにとっては低すぎたりして、内燃機関及び第２モータ・ジェネレータの効率が悪くなる可能性があるので、燃費が悪化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、第２電動機の動力伝達状態の切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の駆動装置は、内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素が前記第１電動機に、他の一つの第２回転要素が前記出力部に、残りの一つの第３回転要素が前記内燃機関に、それぞれ連結された動力分割機構と、前記第２電動機の回転を変速するとともに、前記第２電動機の動力を前記出力部に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替え可能な伝達切替機構と、を備え、前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも高い状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記出力部に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定されているものである（請求項１）。
【０００７】
第１の駆動装置によれば、第２電動機の動力伝達状態の切り替えが、第２電動機が変速されることによって内燃機関の回転数よりも高い状態で行われる。そのため、例えば車両の走行状態が低回転高負荷時のような状態であっても、第２電動機の動力伝達状態の切り替え時において第２電動機の回転数が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、第２電動機が効率的に運転された状態で動力伝達状態を切り替えることができるので、その切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる。また、第１の駆動装置は、動力分割機構の３つの回転要素の各回転数が互いに異なる状態で第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができる。第１電動機の回転数が０の場合、電力の変換を伴う動力伝達が生じずに動力の伝達効率が良好になる。このような動力の伝達が生じる状態をメカニカルポイントと称することがあるが、第１の駆動装置によればメカニカルポイントにおいて第２電動機の動力伝達状態を切り替えることも可能であるので、メカニカルポイントにおける切り替えを実行することにより、燃費悪化を更に抑制できる。
【０００８】
本発明の第２の駆動装置は、内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素に前記第１電動機が連結され、残りの第２回転要素及び第３回転要素のそれぞれに対して前記出力部又は前記内燃機関が択一的に連結される動力分割機構と、前記出力部が前記第２回転要素に、前記内燃機関が前記第３回転要素にそれぞれ連結される第１連結状態と、前記出力部が前記第３回転要素に、前記内燃機関が前記第２回転要素にそれぞれ連結される第２連結状態との間で、前記動力分割機構に対する前記出力部及び前記内燃機関の連結状態を切り替え可能な連結切替機構と、前記第２電動機の回転を変速した状態で、前記第２電動機の動力を前記第２回転要素に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるとともに、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数と前記内燃機関の回転数とが異なる状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記第２回転要素に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定された伝達切替機構と、前記第１連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第１駆動モード、前記第１連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第２駆動モード、前記第２連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第３駆動モード、並びに前記第２連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第４駆動モードの順番で、これらの駆動モードが前記出力部の回転数が増加するに従って移行するように、前記連結切替機構及び前記伝達切替機構をそれぞれ制御する制御手段とを備えるものである（請求項２）。
【０００９】
第２の駆動装置によれば、第２電動機の動力伝達状態の切り替えが、第２電動機が変速されることによって内燃機関の回転数と第２電動機の回転数とが互いに異なる状態で行われる。そのため、内燃機関及び第２電動機の各回転数が一致していなくても、第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができる。このため、第２電動機の動力伝達状態の切り替え時における内燃機関及び第２電動機の各回転数が内燃機関にとって高すぎたり第２電動機にとって低すぎたりすることを防止できるので、その切り替えに伴う燃費の悪化を抑制できる。また、動力分割機構に対する出力部及び内燃機関の各連結先の切り替えと、第２電動機の動力伝達状態の切り替えとを組み合わせることにより、４つの駆動モードを実現でき、これら４つの駆動モードが出力部の回転数の増加に従って移行するため、広範囲に亘り効率の良い動力伝達を行うことができる。従って、燃費の悪化を更に抑制できる。
【００１０】
第２の駆動装置の一態様において、前記制御手段は、前記第１電動機の回転数が０である所定状態で、前記第１駆動モードから前記第２駆動モードへ、前記第３駆動モードから前記第４駆動モードへそれぞれ移行するように、前記伝達切替機構を制御してもよい（請求項３）。第１電動機の回転数が０である場合、電力の変換を伴う動力伝達が生じずに動力の伝達効率が良好になる。このような動力の伝達が生じる状態をメカニカルポイントと称することがある。この態様によれば、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行と、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行とが、それぞれメカニカルポイントで行われることになるので、燃費悪化を更に抑制できる。
【００１１】
第２の駆動装置に適用される動力分割機構の構成は適宜設定すればよい。例えば、前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第１回転要素、前記第２回転要素、及び前記第３回転要素の順番に並び、かつ前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔が前記第２回転要素と前記第３回転要素との間隔よりも長くなるように構成されてもよいし（請求項４）、また、前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第３回転要素、前記第１回転要素、及び前記第２回転要素の順番に並び、かつ前記第３回転要素と前記第１回転要素との間隔が前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔よりも長くなるように構成されてもよい（請求項５）。後者の態様によれば、共線図上に並ぶ３つの回転要素のうちの中央の第１回転要素に第１電動機が連結されるため、第１電動機の回転数を前者の態様に比較して低くすることができるので燃費悪化の抑制効果が向上する。
【００１２】
第１又は第２の駆動装置の一態様において、前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の回転中心に位置する第１軸線に対して平行に延びる第２軸線上に並べられた第１駆動ギア及び第２駆動ギアと、前記第１駆動ギアと噛み合うとともに前記第２回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第１被駆動ギアと、前記第２駆動ギアと噛み合うとともに前記第３回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第２被駆動ギアと、前記第２軸線上に設けられ前記第２電動機の回転が伝達される伝達軸に対して前記第１駆動ギア又は前記第２駆動ギアのいずれか一方を選択的に結合させることにより、前記第１伝達状態又は前記第２伝達状態を成立させる結合機構と、を有してもよい（請求項６）。この態様によれば、伝達切替機構を動力分割機構と分離させた状態で構成できるので、例えば、伝達切替機構と動力分割機構とを複数の遊星歯車機構を組み合わせて構成する態様と比較して装置構成を簡素化できる。また、第１伝達状態及び第２伝達状態の各変速比は、互いに噛み合う駆動ギアと被駆動ギアとからなるギア対のギア比の調整により設定できるため、伝達切替機構と動力分割機構とを複数の遊星歯車機構を組み合わせて構成する態様と比べて設計自由度が高い。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の第１駆動装置又は第２の駆動装置によれば、内燃機関及び第２電動機の各回転数が同期した（一致した）状態でなくても第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるので、動力伝達状態の切り替えに伴う燃費悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図２】第１の形態に係る第１伝達状態における共線図。
【図３】第１の形態に係る切り替えの過渡状態における共線図。
【図４】第１の形態に係る第２伝達状態における共線図。
【図５】第２の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図６】第２の形態に係る第２伝達状態における共線図。
【図７】第２の形態に係る切り替えの過渡状態における共線図。
【図８】第２の形態に係る第１伝達状態における共線図。
【図９】第３の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図１０】第３の形態に係る第１伝達状態における共線図。
【図１１】第３の形態に係る切り替えの過渡状態における共線図。
【図１２】第３の形態に係る第２伝達状態における共線図。
【図１３】第４の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図１４Ａ】第４の形態に係る第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図１４Ｂ】第４の形態に係る第１駆動モード実行時における共線図。
【図１５】第４の形態に係る第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図。
【図１６Ａ】第４の形態に係る第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図１６Ｂ】第４の形態に係る第２駆動モード実行時における共線図。
【図１７】第４の形態に係る第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図。
【図１８Ａ】第４の形態に係る第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図１８Ｂ】第４の形態に係る第３駆動モード実行時における共線図。
【図１９】第４の形態に係る第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図。
【図２０Ａ】第４の形態に係る第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２０Ｂ】第４の形態に係る第４駆動モード実行時における共線図。
【図２１】第５の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示した図。
【図２２Ａ】第５の形態に係る第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２２Ｂ】第５の形態に係る第１駆動モード実行時における共線図。
【図２３】第５の形態に係る第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図。
【図２４Ａ】第５の形態に係る第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２４Ｂ】第５の形態に係る第２駆動モード実行時における共線図。
【図２５】第５の形態に係る第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図。
【図２６Ａ】第５の形態に係る第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２６Ｂ】第５の形態に係る第３駆動モード実行時における共線図。
【図２７】第５の形態に係る第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図。
【図２８Ａ】第５の形態に係る第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示した図。
【図２８Ｂ】第５の形態に係る第４駆動モード実行時における共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ａが適用された車両はいわゆるハイブリッド車両として構成される。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。駆動装置１Ａが適用されることにより、その車両は駆動輪と内燃機関とが車両前部に位置するＦＦレイアウトの車両として構成される。
【００１６】
駆動装置１Ａは、内燃機関２と、第１モータ・ジェネレータ３と、内燃機関２及び第１モータ・ジェネレータ３がそれぞれ連結された動力分割機構４と、動力分割機構４からの動力が伝達される出力部５と、第２モータ・ジェネレータ６と、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力伝達状態を切り替える伝達切替機構７とを備えている。駆動装置１Ａは内燃機関２、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ６の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動するための駆動力を出力部５を介して出力できる。第１モータ・ジェネレータ３は本発明に係る第１電動機に、第２モータ・ジェネレータ６は本発明に係る第２電動機にそれぞれ相当する。これら第１モータ・ジェネレータ３と第２モータ・ジェネレータ６とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えている。走行路面への駆動力の伝達は出力部５に連結された不図示の駆動輪にて行われる。出力部５は動力分割機構４からの出力を伝達する中間軸８と、駆動輪に動力を伝達するための出力軸９とを備えており、これらの軸８、９の間にはギア列１０が設けられている。ギア列１０は中間軸８に固定された駆動ギア１１と、出力軸９に固定されて、駆動ギア１１に噛み合う被駆動ギア１２とを備えている。なお、図示の便宜上、駆動ギア１１と被駆動ギア１２との間隔は広げられており、その噛み合いは破線で示されている。
【００１７】
内燃機関２は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は機関軸１５及びギア列１６を介して動力分割機構４に伝達される。機関軸１５と内燃機関２との間には不図示のダンパが介在しており、内燃機関２のトルク変動はダンパにて吸収される。ギア列１６は機関軸１５に固定された駆動ギア１７と、その駆動ギア１７と噛み合う被駆動ギア１８とを備えている。
【００１８】
動力分割機構４は、相互に差動回転可能な３つの回転要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアＳと、そのサンギアＳに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオン２０を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣとを備えている。これら回転要素の回転中心は第１軸線Ａｘ１に一致しており、その第１軸線Ａｘ１上には中間軸８が配置されている。この形態では、第１モータ・ジェネレータ３がサンギアＳに、出力部５の中間軸８がキャリアＣに、内燃機関２の動力を伝達する被駆動ギア１８がリングギアＲにそれぞれ連結されている。従って、本形態においては、サンギアＳが本発明に係る第１回転要素に、キャリアＣが本発明に係る第２回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００１９】
伝達切替機構７は、第２モータ・ジェネレータ６の動力を出力部５に伝達する第１伝達状態と、リングギアＲに伝達する第２伝達状態との間で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができる。こうした機能を実現するため、伝達切替機構７は、第２モータ・ジェネレータ６の動力が伝達される伝達軸としてのモータ軸２５と中間軸８との間に配置された第１ギア対２７と、そのモータ軸２５と動力分割機構４のリングギアＲとの間に配置された第２ギア対２８と、これらギア対２７、２８を選択的に成立させて、モータ軸２５と中間軸８との間に伝達経路を形成する状態とモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構３０とを備えている。
【００２０】
第１ギア対２７は、第１軸線Ａｘ１に対して平行に延びる第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア３１と、その駆動ギア３１に噛み合うとともに、キャリアＣの回転が伝達される中間軸８に固定された被駆動ギア３２とを含む。また、第２ギア対２８は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア３１と並べて配置された駆動ギア３３を含んでおり、この駆動ギア３３は、機関軸１５に固定された駆動ギア１７と噛み合う被駆動ギア１８に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア３３と被駆動ギア１８とによって第２ギア対２８が構成される。なお、図示のように、２つの駆動ギア３３、１７を被駆動ギア１８に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア３３と単独に噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア３３とその被駆動ギアとによって第２ギア対２８を構成することも可能である。本形態においては、図示の駆動ギア３１が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア３３が本発明に係る第２駆動ギアに、被駆動ギア３２が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア１８が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００２１】
結合機構３０は、モータ軸２５に固定されたハブ３５と、ハブ３５と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ３６とを含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。このスリーブ３６は、ハブ３５と噛み合った状態で駆動ギア３１と噛み合う第１位置と、ハブ３５と噛み合った状態で駆動ギア３３と噛み合う第２位置との間で移動できる。図１はスリーブ３６が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構３０はスリーブ３６を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア３１、３３をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構３０は、上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００２２】
伝達切替機構７は、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対２７及び第２ギア対２８の各ギア比（変速比）が設定されている。即ち、伝達切替機構７はこうした条件で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対２７が成立する第１伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６から出力部５に至る変速比と、第２ギア対２８が成立する第２伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６からリングギアＲに至る変速比とがそれぞれ設定されている。
【００２３】
図２〜図４は、第１伝達状態から第２伝達状態への切り替え過程を示した共線図であり、図２は第１伝達状態における共線図、図３は切り替えの過渡状態における共線図、図４は第２伝達状態における共線図である。なお、これらの図及び他の共線図において、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ３を、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ６を、「Ｅｎｇ」は内燃機関２を、「Ｏｕｔ」は出力軸９をそれぞれ示す。
【００２４】
図２に示すように、第１伝達状態においては第１ギア対２７が成立し、第２モータ・ジェネレータ６の回転が第１ギア対２７によって減速されて、その動力が出力部５に伝達される。第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替える場合には、図３に示すように、動力分割機構４の各回転要素の回転数が互いに異なり、かつ第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０であるメカニカルポイントに制御される。このとき伝達切替機構７の共線図と動力分割機構４の共線図とが重なり合う。つまり、伝達切替機構７はメカニカルポイントにおいて、第２ギア対２８の駆動ギア３３の回転数と内燃機関２の回転数とが一致するように、各ギア対２７、２８の変速比が設定されている。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第１ギア対２７を解放し、かつ第２ギア対２８を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替えることができる。第２伝達状態においては、図４に示すように、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が第２ギア対２８にて減速されて、その動力がリングギアＲに伝達される。なお、上記では第１伝達状態から第２伝達状態への切り替えについて説明したが、本形態においては、第２伝達状態から第１伝達状態への切り替えについても上記と同様の条件で実施することが可能である。
【００２５】
このように、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態の切り替え時には、図３に示したように第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態にあるので、例えば車両の走行状態が低回転高負荷時のような状態であっても、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、第２モータ・ジェネレータ６が効率的に運転された状態で動力伝達状態を切り替えることができるので、その切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる。更に、その切り替えは、動力伝達効率上有利なメカニカルポイントで行うことができるので、燃費悪化の抑制効果を向上できる。
【００２６】
また、駆動装置１Ａは、伝達切替機構７が動力分割機構４と分離して構成されているので、これらの機構を複数の遊星歯車機構の組み合わせで構成する形態と比較して装置構成を簡素化できる。また、伝達切替機構７が実現する第１伝達状態及び第２伝達状態の各変速比は各ギア対２７、２８の調整により設定できるため、駆動装置１Ａは複数の遊星歯車機構を組み合わせる上記形態と比べて設計自由度が高い。
【００２７】
（第２の形態）
次に、図５〜図８を参照しながら第２の形態を説明する。図５は第２の形態に係る駆動装置１Ｂの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｂは、第１の形態に係る駆動装置１Ａと同等の効果を達成できる変形例に相当する。以下の説明においては、第１の形態の駆動装置１Ａと共通の構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略又は簡略化する。
【００２８】
駆動装置１Ｂは、動力分割機構４のキャリアＣが第１モータ・ジェネレータ３に、リングギアＲが出力部５に、サンギアＳが内燃機関２にそれぞれ連結されている。従って、本形態においては、キャリアＣが本発明に係る第１回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第２回転要素に、サンギアＳが本発明に係る第３回転要素に、それぞれ相当する。内燃機関２の機関軸１５とサンギアＳとの間には、サンギアＳと一体回転する第１連結軸３０と、その第１連結軸３０の回転方向を逆転させる逆転機構３１と、逆転機構３１に結合されて、第１連結軸３０と同軸かつその外周に配置された第２連結軸３３とが介在している。機関軸１５と第２連結軸３３との間にはギア列３４が設けられており、そのギア列３４は機関軸１５に固定された駆動ギア３５と、その駆動ギア３５に噛み合いかつ第２連結軸３３に固定された被駆動ギア３６とを含む。出力部５に設けられた出力軸９とリングギアＲとの間にはギア列３７が設けられており、そのギア列３７はリングギアＲに固定された中間ギア３８と、出力軸９に固定されて中間ギア３８に噛み合う被駆動ギア３９とを備えている。
【００２９】
駆動装置１Ｂは、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態と第２伝達状態との間で切り替えるために第１の形態と同様の構成を持つ伝達切替機構４０が設けられている。伝達切替機構４０は、モータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第１ギア対４１と、モータ軸２５と第２連結軸３３との間に配置された第２ギア対４２と、これらギア対４１、４２を選択的に成立させてモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とモータ軸２５と第２連結軸３３との間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構４３とを備えている。第１ギア対４１は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア４５を含んでおり、その駆動ギア４５は、リングギアＲと一体回転する中間ギア３８に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア４５と中間ギア３８とによって第１ギア対４１が構成される。なお、図示のように、駆動ギア４５と被駆動ギア３９とを中間ギア３８に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア４５と単独で噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア４５とその被駆動ギアとによって第１ギア対４１を構成することもできる。一方、第２ギア対４２は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア４５と並べて配置された駆動ギア４６と、その駆動ギア４６に噛み合うとともに第２連結軸３３に固定された被駆動ギア４７とを含んでいる。本形態において、図示の駆動ギア４５が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア４６が本発明に係る第２駆動ギアに、中間ギア３８が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア４７は本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００３０】
結合機構４３は、周知のドグクラッチとして構成されており、モータ軸２５に固定されたハブ４８と、ハブ４８と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ４９とを含んでいる。このスリーブ４９は第１の形態と同様にハブ４８と噛み合った状態で駆動ギア４５と噛み合う第１位置と、ハブ４８と噛み合った状態で駆動ギア４６と噛み合う第２位置との間で移動できる。図５はスリーブ４９が第２位置に移動した状態を示している。従って、結合機構４３はスリーブ４９を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア４５、４６をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構４３は上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００３１】
伝達切替機構４０は、第１の形態と同様に、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対４１及び第２ギア対４２の各ギア比（変速比）が設定されている。即ち、伝達切替機構４０はこうした条件で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対４１が成立する第１伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６から出力部５に至る変速比と、第２ギア対４２が成立する第２伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６からサンギアＳに至る変速比とがそれぞれ設定されている。
【００３２】
図６〜図８は、第２伝達状態から第１伝達状態への切り替え過程を示した共線図であり、図６は第２伝達状態における共線図、図７は切り替えの過渡状態における共線図、図８は第１伝達状態における共線図である。なお、これらの図においては、図示の便宜上、図中左側から右側に向かって、動力分割機構４の共線図、伝達切替機構４０の駆動ギア４６（第２ギア対４２）に関する共線図、及び伝達切替機構４０の駆動ギア４５（第１ギア対４１）に関する共線図を並べて示している。
【００３３】
図６に示すように、第２伝達状態においては第２ギア対４２が成立し、第２モータ・ジェネレータ６の回転が第２ギア対４２によって増速され、かつ逆転機構３１にて逆転されて、その動力がサンギアＳに伝達される。第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替える場合には、図７に示すように、動力分割機構４の各回転要素の回転数が互いに異なり、かつ第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０であるメカニカルポイントに制御される。このとき、図７に示された第２ギア対４２に関する共線図と第１ギア対４１に関する共線図とを比較すれば明らかなように、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５の回転数と、第１ギア対４１の駆動ギア４５の回転数とが同一回転数となる。つまり、伝達切替機構４０はメカニカルポイントにおいて、第２モータ・ジェネレータ６の回転数と第１ギア対４１の駆動ギア４５の回転数とが一致するように、各ギア対４１、４２の変速比が設定されている。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第２ギア対４２を解放し、かつ第１ギア対４１を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替えることができる。第１伝達状態においては、図８に示すように、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が第１ギア対４１にて増速されてその動力がリングギアＲに伝達される。なお、上記では第２伝達状態から第１伝達状態への切り替えについて説明したが、本形態においては、第１伝達状態から第２伝達状態への切り替えについても上記と同様の条件で実施することが可能である。以上の説明から明らかなように、駆動装置１Ｂは第１の形態に係る駆動装置１Ａと同等の効果を達成することができる。
【００３４】
（第３の形態）
次に、図９〜図１２を参照しながら第３の形態を説明する。図９は第３の形態に係る駆動装置１Ｃの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｃは、上述した各形態に係る駆動装置１Ａ、１Ｂと同等の効果を達成できる変形例に相当する。以下の説明においては、駆動装置１Ａ又は駆動装置１Ｂと共通の構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略又は簡略化する。
【００３５】
駆動装置１Ｃは、動力分割機構４のキャリアＣが第１モータ・ジェネレータ３に、サンギアＳが出力部５に、リングギアＲが内燃機関２にそれぞれ連結されている。従って、キャリアＣが本発明に係る第１回転要素に、サンギアＳが本発明に係る第２回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第３回転要素に、それぞれ相当する。サンギアＳと出力部５との間には、サンギアＳと一体回転する第１連結軸５０と、その第１連結軸５０の回転方向を逆転させる逆転機構５１と、逆転機構５１に結合されて、第１連結軸５０と同軸かつその外周に配置された第２連結軸５３とが介在している。出力部５に設けられた出力軸９と第２連結軸５３との間にはギア列５４が設けられており、そのギア列５４は第２連結軸５４に固定された中間ギア５５と、その中間ギア５５に噛み合いかつ出力軸９に固定された被駆動ギア５６とを備えている。なお、図示の便宜上、中間ギア５５と被駆動ギア５６との間隔は広げられており、その噛み合いは破線で示されている。内燃機関２の機関軸１５とリングギアＲとの間にはギア列５７が設けられており、そのギア列５７は機関軸１５に固定された駆動ギア５８と、その駆動ギア５８に噛み合いかつリングギアＲに固定された被駆動ギア５９とを含む。
【００３６】
駆動装置１Ｃには、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態と第２伝達状態との間で切り替えるために上記各形態と同様の構成を持つ伝達切替機構６０が設けられている。伝達切替機構６０は、モータ軸２５と第２連結軸５３との間に配置された第１ギア対６１と、モータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第２ギア対６２と、これらギア対６１、６２を選択的に成立させてモータ軸２５と第２連結軸５３（サンギアＳ）との間に動力伝達経路を形成する状態とモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構６３とを備えている。第１ギア対６１は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア６５を含んでおり、その駆動ギア６５は、第２連結軸５３に固定された中間ギア５５に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア６５と中間ギア５５とによって第１ギア列６１が構成される。一方、第２ギア対６２は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア６５と並べて配置された駆動ギア６６を含んでおり、その駆動ギア６６は、リングギアＲに固定された被駆動ギア５９に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア６６と被駆動ギア５９とによって第２ギア列６２が構成される。なお、図示のように、駆動ギア６５と被駆動ギア５６とを中間ギア５５に、駆動ギア６６と駆動ギア５８とを被駆動ギア５９にそれぞれ共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア６５と単独で噛み合う被駆動ギア（不図示）を第２連結軸５３に、駆動ギア６６と単独で噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲにそれぞれ設け、これらの被駆動ギアと各駆動ギア６５、６６とによって第１ギア対６１及び第２ギア対６２をそれぞれ構成することもできる。本形態においては、図示の駆動ギア６５が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア６６が本発明に係る第２駆動ギアに、中間ギア５５が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア５９が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００３７】
結合機構６３は、周知のドグクラッチとして構成されており、モータ軸２５に固定されたハブ７０と、ハブ７０と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ７１とを含んでいる。このスリーブ７１は上記各形態と同様にハブ７０と噛み合った状態で駆動ギア６５と噛み合う第１位置と、ハブ７０と噛み合った状態で駆動ギア６６と噛み合う第２位置との間で移動できる。図９はハブ７０が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構６３はスリーブ７１を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア６５、６６をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構６３は上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００３８】
伝達切替機構６０は、上記各形態と同様に、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対６１及び第２ギア対６２の各ギア比（変速比）が設定されている。即ち、伝達切替機構６０は、こうした条件で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対６１が成立する第１伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６から出力部５に至る変速比と、第２ギア対６２が成立する第２伝達状態における第２モータ・ジェネレータ６からリングギアＲに至る変速比とがそれぞれ設定されている。
【００３９】
図１０〜図１２は、第１伝達状態から第２伝達状態への切り替え過程を示した共線図であり、図１０は第１伝達状態における共線図、図１１は切り替えの過渡状態における共線図、図１２は第２伝達状態における共線図である。なお、これらの図においては、図示の便宜上、図中左側から右側に向かって、動力分割機構４の共線図、伝達切替機構６０の駆動ギア６１（第１ギア対６２）に関する共線図、及び伝達切替機構６０の駆動ギア６６（第２ギア対６２）に関する共線図を並べて示している。
【００４０】
図１０に示すように、第１伝達状態においては第１ギア対６１が成立し、第２モータ・ジェネレータ６の回転が第１ギア対６１によって増速され、かつ逆転機構５１にて逆転されて、その動力がサンギアＳに伝達される。第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替える場合には、図１１に示すように、動力分割機構４の各回転要素の回転数が互いに異なり、かつ第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０であるメカニカルポイントに制御される。このとき、図１１に示された第１ギア対６１に関する共線図と第２ギア対６２に関する共線図とを比較すれば明らかなように、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５の回転数と、第２ギア対６２の駆動ギア６６の回転数とが同一回転数となる。つまり、伝達切替機構６０はメカニカルポイントにおいて、第２モータ・ジェネレータ６の回転数と第２ギア対６２の駆動ギア４５の回転数とが一致するように、各ギア対６１、６２の変速比が設定されている。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第１ギア対６１を解放し、かつ第２ギア対６２を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替えることができる。第２伝達状態においては、図１２に示すように、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が第２ギア対６２にて増速されてその動力がリングギアＲに伝達される。なお、上記では第１伝達状態から第２伝達状態への切り替えについて説明したが、本形態においては、第２伝達状態から第１伝達状態への切り替えについても上記と同様の条件で実施することが可能である。以上の説明から明らかなように、駆動装置１Ｃは上記各形態に係る駆動装置１Ａ、１Ｂと同等の効果を達成することができる。
【００４１】
（第４の形態）
次に、本発明の第４の形態について説明する。図１３は第４の形態に係る駆動装置１Ｄの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｄは、上記各形態の機構の一部を利用して４つの駆動モードを実現できる特徴を有している。以下の説明においては、上記各形態と共通の構成には図面に同一の参照符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４２】
駆動装置１Ｄは、内燃機関２、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ６の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動するための駆動力を出力部７５を介して出力できる。駆動装置１Ｄは、動力分割機構４のサンギアＳが第１モータ・ジェネレータ３に連結されており、残りのキャリアＣとリングギアＲとに対しては、出力部７５及び内燃機関２が択一的に連結される。即ち、駆動装置１Ｄは、キャリアＣが出力部７５に、リングギアＲが内燃機関２にそれぞれ連結された第１連結状態と、その連結状態とは反対に、キャリアＣが内燃機関２に、リングギアＲが出力部７５にそれぞれ連結される第２連結状態との間で連結関係が切り替えられる。従って、本形態においては、サンギアＳが本発明に係る第１回転要素に、キャリアＣが本発明に係る第２回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００４３】
出力部７５は動力分割機構４のキャリアＣと一体回転する中間軸７６と、不図示の駆動輪に動力を伝達するための出力軸７７とを備えている。中間軸７６とリングギアＲとは互いに同軸的に配置されており、リングギアＲは中間軸７６の外周側に配置されている。中間軸７６と出力軸７７との間には第１ギア列７８が介在し、リングギアＲと出力軸７７との間には第２ギア列７９が介在している。第１ギア列７８は中間軸７６に固定された第１中間ギア８０と、その第１中間ギア８０と噛み合いかつ出力軸７７と同軸に配置された被駆動ギア８１とを含んでいる。一方、第２ギア列７９はリングギアＲに固定された第２中間ギア８２と、第２中間ギア８２に噛み合いかつ出力軸７７と同軸に配置された被駆動ギア８３とを含んでいる。なお、図示の便宜上、第１中間ギア８０と被駆動ギア８１との間隔及び第２中間ギア８２と被駆動ギア８３との間隔はそれぞれ広げられており、それらの噛み合いは破線で示されている。
【００４４】
内燃機関２の機関軸１５と動力分割機構４との間にはギア列８５が介在しており、そのギア列８５は、機関軸１５に固定された駆動ギア８６と、その駆動ギア８６と噛み合いかつ第１軸線Ａｘ１上において上記した２つの中間ギア８０、８２に挟まれた状態で配置された被駆動ギア８７とを含んでいる。
【００４５】
駆動装置１Ｄには、出力部７５及び内燃機関２の動力分割機構４に対する連結関係を切り替える連結切替機構９０が設けられている。連結切替機構９０は、出力軸７７に対して２つの被駆動ギア８１、８３を選択的に結合できる第１結合機構９１と、内燃機関２の動力が伝達される駆動ギア８６を２つの中間ギア８０、８２のいずれか一方に結合できる第２結合機構９２とを備えている。第１結合機構９１は２つの被駆動ギア８１、８３の間に配置され、出力軸７７に固定されたハブ９３と、ハブ９３と一体回転可能な状態で噛み合いかつ出力軸７７の軸線方向に移動可能なスリーブ９４とを含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。このスリーブ９４は、ハブ９３と噛み合った状態で被駆動ギア８１と噛み合う第１位置と、ハブ９３と噛み合った状態で被駆動ギア８３と噛み合う第２位置との間で移動できる。一方、第２結合機構９２は中間軸７６と各ギア８０、８７、８２との間に挿入され、これらのギア８０、８７、８２と噛み合った状態で第１軸線Ａｘ１方向に移動可能なスリーブ９５を含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。スリーブ９５は被駆動ギア８７と第２中間ギア８２とに噛み合う第１位置と、被駆動ギア８７と第１中間ギア８０とに噛み合う第２位置との間で移動できる。
【００４６】
図１３に示すように、第１結合機構９１及び第２結合機構９２の各スリーブ９４、９５が第１位置に移動した場合には、出力部７５がキャリアＣに、内燃機関２がリングギアＲにそれぞれ連結されて第１連結状態が成立する。一方、各スリーブ９４、９５が図示とは反対側の第２位置に移動した場合は、これらの連結関係が入れ替わり、出力部７５がリングギアＲに、内燃機関２がキャリアＣにそれぞれ連結されて第２連結状態が成立する。従って、連結切替機構９０の各結合機構９１、９２を操作することによって、第１連結状態と第２連結状態との間で動力分割機構４に対する出力部７５及び内燃機関２の連結状態を切り替えることができる。
【００４７】
駆動装置１Ｄには、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力をキャリアＣに伝達する第１伝達状態と、リングギアＲに伝達する第２伝達状態との間で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替える伝達切替機構９７が設けられている。伝達切替機構９７は、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５と中間軸７６との間に配置された第１ギア対９８と、モータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第２ギア対９９と、これらのギア対９８、９９を選択的に成立させて、モータ軸２５と中間軸７６（キャリアＣ）との間に伝達経路を形成する状態とモータ軸２５とリングギアＲとの間に動力伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構１００とを備えている。
【００４８】
第１ギア対９８は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア１０１と、その駆動ギア１０１に噛み合うとともに、中間軸７６に固定された被駆動ギア１０２とを含む。また、第２ギア対９９は、第２軸線Ａｘ２上において駆動ギア１０１と並べて配置された駆動ギア１０３を含んでおり、この駆動ギア１０３は、リングギアＲに固定された第２中間ギア８２に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア１０３と第２中間ギア８２とによって第２ギア対９９が構成される。なお、図示のように、駆動ギア１０３と被駆動ギア８３とを第２中間ギア８２に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア１０３と単独に噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア１０３とその被駆動ギアとによって第２ギア対９９を構成することも可能である。本形態においては、図示の駆動ギア１０１が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア１０３が本発明に係る第２駆動ギアに、被駆動ギア１０２が本発明に係る第１被駆動ギアに、第２中間ギア８２が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００４９】
結合機構１００は、上記各形態と同様に、モータ軸２５に固定されたハブ１０５と、ハブ１０５と一体回転可能な状態で噛み合いかつ第２軸線Ａｘ２方向に移動可能なスリーブ１０６とを含んだ周知のドグクラッチとして構成されている。このスリーブ１０６は、ハブ１０５と噛み合った状態で駆動ギア１０１と噛み合う第１位置と、ハブ１０６と噛み合った状態で駆動ギア１０３と噛み合う第２位置との間で移動できる。図１３はスリーブ１０６が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構１００はスリーブ１０６を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア１０１、１０３をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構１００は、上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００５０】
伝達切替機構９７は、上述した各形態と同様に、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数が内燃機関２の回転数よりも高い状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対９８及び第２ギア対９９の各ギア比（変速比）が設定されている。
【００５１】
駆動装置１Ｄは、連結切替機構９０による連結状態の切り替えと、伝達切替機構９７による伝達状態の切り替えとを組み合わせることにより、第１連結状態の下で第１伝達状態に切り替えられた第１駆動モード、第１連結状態の下で第２伝達状態に切り替えられた第２駆動モード、第２連結状態の下で第２伝達状態に切り替えられた第３駆動モード、及び第２連結状態の下で第１伝達状態に切り替えられた第４駆動モードをそれぞれ実現できる。図１３に示したように、これら４つの駆動モードの移行制御は、駆動装置１Ｄに設けられたコンピュータユニットである駆動制御装置１２０が、出力軸７７の回転数に対応した信号を出力する車速センサ１２１の出力信号等に基づいて各切替機構９０、９７を制御することにより行われる。駆動制御装置１２０には駆動モードを適正に移行させるための制御プログラムが保持されており、その制御プログラムは適時に読み出されて所定周期で繰り返し実行される。その制御プログラムは、出力軸７７の回転数、換言すれば出力部７５の回転数が増加するに従って、第１駆動モード、第２駆動モード、第３駆動モード及び第４駆動モードの順番でこれらの駆動モードが移行するように各切替機構９０、９７を制御する制御手段として、駆動制御装置１２０を機能させることができる。
【００５２】
図１４Ａ〜図２０Ｂの一連の図は、各駆動モードの実行時及び各駆動モードの切替時における駆動装置１Ｄの動力伝達状態及び機械的結合状態を示している。なお、これらの図に示された太い実線で描かれた矢印線は内燃機関２の動力及びその方向を、太い破線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の力行時における動力及びその方向を、太い一点鎖線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の回生時における動力及びその方向を、それぞれ示している。
【００５３】
図１４Ａは第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図１４Ｂは第１駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第１駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部７５がキャリアＣにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力がキャリアＣに伝達される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからキャリアＣを介して出力される。そして、キャリアＣから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸７７から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。なお、動力分割機構４は図１４Ｂ等に示したようにサンギアＳ、キャリアＣ、及びリングギアＲの順番で共線図上にこれらが並び、かつサンギアＳとキャリアＣとの間隔がキャリアＣとリングギアＲとの間隔よりも長くなるように構成されている。第１駆動モードは低速側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００５４】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示した第１駆動モードの状態で車速が増加して（出力軸７７の回転数が増加して）、第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０以上となると伝達効率が低下する。そのため、第１駆動モードの状態で第１連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力をキャリアＣに伝達する第１伝達状態からリングギアＲに伝達する第２伝達状態へ切り替えることにより、駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードへ移行させる。
【００５５】
図１５は第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、上記第１の形態と同様に、第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０となるメカニカルポイントにおいて、伝達切替機構９７の共線図と動力分割機構４の共線図とが重なり合う。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で、第１ギア対９８を解放し、かつ第２ギア対９９を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替え可能である。従って、動力伝達効率を悪化させることなく第１駆動モードから第２駆動モードへの移行が完了する。
【００５６】
図１６Ａは第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図１６Ｂは第２駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第２駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部７５がキャリアＣにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とリングギアＲとの間に動力伝達経路が形成される。このため、内燃機関２の動力は、その一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がサンギアＳを介して付加されてからキャリアＣを介して出力される。そして、キャリアＣから出力された動力は車両の駆動力として出力軸７７から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。
【００５７】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示した第２駆動モードは高回転側に変化するに従って伝達効率が悪化して行く傾向がある。そのため、車速の増加に伴って伝達効率が許容範囲を超えて低下する前に第２駆動モードから第３駆動モードへ駆動モードを移行させる。この駆動モードの移行は、第２伝達状態のままで第１連結状態から第２連結状態へ切り替えることにより行う。即ち、内燃機関２がリングギアＲに、出力部７５がキャリアＣにそれぞれ連結された状態から、これらの連結関係を入れ替えることにより、第２駆動モードから第３駆動モードへ移行させる。
【００５８】
図１７は第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、動力分割機構４に対する内燃機関２及び出力部７５の連結関係の切り替えは、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ、及びリングギアＲの各回転数が一致した状態で行うことができる。そのため、この移行制御においてはこれら要素の各回転数を一致させるための同期制御が合わせて行われ、これにより第２駆動モードから第３駆動モードへの移行が完了する。
【００５９】
図１８Ａは第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図１８Ｂは第３駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第３駆動モードでは、内燃機関２がキャリアＣに出力部７５がリングギアＲにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とリングギアＲとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のキャリアＣに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸７７から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。
【００６０】
図１８Ａ及び図１８Ｂに示した第３駆動モードは高回転側への変化に伴って第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０以下になるといわゆる動力循環が生じて伝達効率が悪化する。そのため、第２連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１連結状態へ切り替えることにより、駆動モードを第３駆動モードから第４駆動モードへ移行させる。
【００６１】
図１９は、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時と同様に、第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０となるメカニカルポイントにおいて、伝達切替機構９７の共線図と動力分割機構４の共線図とが重なり合う。そのため、メカニカルポイントを維持した状態で第２ギア対９９を解放し、かつ第１ギア対９８を成立させることができ、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替え可能である。従って、動力伝達効率を悪化させることなく第３駆動モードから第４駆動モードへの移行が完了する。
【００６２】
図２０Ａは第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２０Ｂは第４駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第４駆動モードでは、内燃機関２がキャリアＣに出力部７５がリングギアＲにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とキャリアＣとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力はその一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のキャリアＣに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がサンギアＳを介して付加されてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力は車両の駆動力として出力軸７７から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。この場合、第２モータ・ジェネレータ６の回生に用いられるエネルギーは動力分割機構４を介在させずに内燃機関２の動力から分配されたものに相当し、その分配後の残りの動力が動力分割機構４において第１モータ・ジェネレータ３の動力と合成されて出力部へ出力される。即ち、第４駆動モードにおいては、伝達動力の流れがいわゆる動力分流となって動力循環が生じないため、高回転側への変化に伴う伝達効率の低下が動力循環が生じる第３駆動モードに比べて緩やかである。従って、第４駆動モードは高回転側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００６３】
このように、駆動装置１Ｄにおいては、上述した４つの駆動モードを実現でき、更にこれら４つの駆動モードが出力部の回転数の増加に従って移行するため、広範囲に亘り効率の良い動力伝達を行うことができる。しかも、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行と、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行とが、上述した各形態の切替機構と同様の切替機構９７を利用することにより、それぞれメカニカルポイントで行われることになるので高い伝達効率を維持することが可能となり燃費悪化を抑制できる。また、これらのモード切替時においては、内燃機関２の回転数よりも第２モータ・ジェネレータ６の回転数が高い状態で行われる。このため、例えば車両の走行状態が低回転高負荷時のような状態であっても、第２モータ・ジェネレータ６の回転数が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、第２モータ・ジェネレータ６が効率的に運転された状態で動力伝達状態を切り替えることができるので、その切り替えに伴う燃費悪化を抑制できる。なお、上記の手順とは逆の手順で連結切替機構９０及び伝達切替機構９７をそれぞれ操作することにより、車速の減少に従って第４駆動モード、第３駆動モード、第２駆動モード及び第１駆動モードの順番に各駆動モードを移行させることも勿論可能である。
【００６４】
また、駆動装置１Ｄは、上述した各形態と同様に、伝達切替機構９７が動力分割機構４と分離して構成されているので、これらの機構を複数の遊星歯車機構の組み合わせで構成する形態と比較して装置構成を簡素化できる。更に、伝達切替機構９７が実現する第１伝達状態及び第２伝達状態の各変速比は各ギア対９８、９９の調整により設定できるため、駆動装置１Ｄは複数の遊星歯車機構を組み合わせる上記形態と比べて設計自由度が高い。
【００６５】
（第５の形態）
次に、本発明の第５の形態について説明する。図２１は第５の形態に係る駆動装置１Ｅの全体構成を概略的に示している。駆動装置１Ｅは、上記第４の形態の変形例に相当し、上述した４つの駆動モードを実現できる特徴を有している。以下の説明においては、上記各形態と共通の構成には図面に同一の参照符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００６６】
駆動装置１Ｅは、内燃機関２、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ６の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動するための駆動力を出力部１２５を介して出力できる。駆動装置１Ｅは、動力分割機構４のキャリアＣが第１モータ・ジェネレータ３に連結されており、残りのサンギアＳとリングギアＲとに対しては、出力部１２５及び内燃機関２が択一的に連結される。即ち、駆動装置１Ｅは、リングギアＲが出力部１２５に、サンギアＳが内燃機関２にそれぞれ連結された第１連結状態と、その連結状態とは反対に、リングギアＲが内燃機関２に、サンギアＳが出力部１２５にそれぞれ連結される第２連結状態との間で連結関係が切り替えられる。従って、本形態においては、キャリアＣが本発明に係る第１回転要素に、リングギアＲが本発明に係る第２回転要素に、サンギアＳが本発明に係る第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００６７】
出力部１２５は動力分割機構４のサンギアＳと一体回転する第１中間軸１２６と、その第１中間軸１２６の回転方向を逆転させる逆転機構１２７と、逆転機構１２７に結合されて第１中間軸１２６と同軸かつその外周に配置された第２中間軸１２８と、不図示の駆動輪に動力を伝達するための出力軸１３０とを備えている。第１中間軸１２６、第２中間軸１２８及びリングギアＲとは互いに同軸的に配置されており、リングギアＲは第１中間軸１２６の外周側に配置されている。リングギアＲと出力軸１３０との間には第１ギア列１３１が介在し、第２中間軸１２８と出力軸１３０との間には第２ギア列１３２が介在している。第１ギア列１３１はリングギアＲに固定された第１中間ギア１３３と、その第１中間ギア１３３と噛み合いかつ出力軸１３０と同軸に配置された被駆動ギア１３４とを含んでいる。一方、第２ギア列７９は第２中間軸１２８に固定された第２中間ギア１３５と、その第２中間ギア１３５に噛み合いかつ出力軸１３０と同軸に配置された被駆動ギア１３６とを含んでいる。
【００６８】
内燃機関２の機関軸１５と動力分割機構４との間にはギア列１４０が介在しており、そのギア列１４０は、機関軸１５に固定された駆動ギア１４１と、その駆動ギア１４１と噛み合いかつ第１軸線Ａｘ１上において上記した２つの中間ギア１３３、１３５に挟まれた状態で配置された被駆動ギア１４２とを含んでいる。
【００６９】
駆動装置１Ｅには、出力部１２５及び内燃機関２の動力分割機構４に対する連結関係を切り替える連結切替機構１４５が設けられている。連結切替機構１４５は出力軸１３０に対して２つの被駆動ギア１３４、１３６を選択的に結合できる第１結合機構１４６と、内燃機関２の動力が伝達される駆動ギア１４１を２つの中間ギア１３３、１３５のいずれか一方に結合できる第２結合機構１４７とを備えている。第１結合機構１４６は上記第４の形態と同様に周知のドグクラッチとして構成されており、スリーブ１５１がハブ１５０と噛み合った状態で被駆動ギア１３４と噛み合う第１位置と、ハブ１５０と噛み合った状態で被駆動ギア１３６と噛み合う第２位置との間で移動できる。一方、第２結合機構１４７も第４の形態と同様に、スリーブ１５３が被駆動ギア１４２と第２中間ギア１３５と噛み合う第１位置と、被駆動ギア１４２と第１中間ギア１３３と噛み合う第２位置との間で移動できる。
【００７０】
図２１に示すように、第１結合機構１４６及び第２結合機構１４７の各スリーブ１５１、１５３が第１位置に移動した場合には、出力部１２５がリングギアＲに、内燃機関２がサンギアＳにそれぞれ連結されて第１連結状態が成立する。一方、各スリーブ１５１、１５３が図示とは反対側の第２位置に移動した場合は、これらの連結関係が入れ替わり、出力部１２５がサンギアＳに、内燃機関２がリングギアＲにそれぞれ連結されて第２連結状態が成立する。従って、連結切替機構１４５の各結合機構１４６、１４７を操作することによって、第１連結状態と第２連結状態との間で動力分割機構４に対する出力部１２５及び内燃機関２の連結状態を切り替えることができる。
【００７１】
駆動装置１Ｅには、第２モータ・ジェネレータ６の回転を変速するとともに、その動力をリングギアＲに伝達する第１伝達状態と、サンギアＳに伝達する第２伝達状態との間で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を切り替える伝達切替機構１５５が設けられている。伝達切替機構１５５は、第２モータ・ジェネレータ６のモータ軸２５とリングギアＲとの間に配置された第１ギア対１５６と、モータ軸と第２中間軸１２８との間に配置された第２ギア対１５７と、これらギア対１５６、１５７を選択的に成立させて、モータ軸２５とリングギアＲとの間に伝達経路を形成する状態とモータ軸２５と第２中間軸１２８（サンギアＳ）との間に伝達経路を形成する状態とを成立させる結合機構１５８とを備えている。
【００７２】
第１ギア対１５６は、第２軸線Ａｘ２上に配置された駆動ギア１５９を含んでおり、その駆動ギア１５９は、リングギアＲに固定された第１中間ギア１３３に噛み合っている。つまり、この形態では駆動ギア１５９と第１中間ギア１３３とによって第１ギア対１５６が構成される。なお、図示のように、駆動ギア１５９と被駆動ギア１３４とを第１中間ギア１３３に共通に噛み合わせる代わりに、駆動ギア１５９と単独に噛み合う被駆動ギア（不図示）をリングギアＲに設け、駆動ギア１５９とその被駆動ギアとによって第１ギア対１５６を構成することも可能である。一方、第２ギア対１５７は、第２軸線Ａｘ２上において、駆動ギア１５９と並べて配置された駆動ギア１６０と、その駆動ギア１６０に噛み合うとともに、第２中間軸１２８に固定された被駆動ギア１６１とを含んでいる。本形態においては、図示の駆動ギア１５９が本発明に係る第１駆動ギアに、駆動ギア１６０が本発明に係る第２駆動ギアに、第１中間ギア１３３が本発明に係る第１被駆動ギアに、被駆動ギア１６１が本発明に係る第２被駆動ギアにそれぞれ相当する。
【００７３】
結合機構１５８は、上記第５の形態と同様に、スリーブ１６５が、ハブ１６４と噛み合った状態で駆動ギア１５９と噛み合う第１位置と、ハブ１６４と噛み合った状態で駆動ギア１６０と噛み合う第２位置との間で移動できる。図２１はスリーブ１６５が第１位置に移動した状態を示している。従って、結合機構１５８はスリーブ１６５を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、これら駆動ギア１５９、１６０をモータ軸２５に対して選択的に結合させることができる。これにより、結合機構１５８は、上述した第１伝達状態と第２伝達状態とを選択的に成立させることができる。
【００７４】
伝達切替機構１５５は、動力分割機構４のサンギアＳ、キャリアＣ及びリングギアＲの３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ第２モータ・ジェネレータ６の回転数と内燃機関２の回転数とが異なる状態で動力伝達状態を切り替えることができるように、第１ギア対１５９及び第２ギア対１５７の各ギア比（変速比）が設定されている。
【００７５】
駆動装置１Ｅは、第５の形態と同様に、連結切替機構１４５による連結状態の切り替えと、伝達切替機構１５５による伝達状態の切り替えとを組み合わせることにより、上述した４つの駆動モードを実現でき、更にこれらの駆動モードを駆動制御装置１２０の制御によって、出力軸１３０の回転数の増加に応じて第５の形態と同様の順番で移行させることができる。そのため、本形態においても駆動制御装置１２０が本発明に係る制御手段として機能する。
【００７６】
図２２Ａ〜図２８Ｂの一連の図は、各駆動モードの実行時及び各駆動モードの切替時における駆動装置１Ｅの動力伝達状態及び機械的結合状態を示している。なお、これらの図に示された太い実線で描かれた矢印線は内燃機関２の動力及びその方向を、太い破線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の力行時における動力及びその方向を、太い一点鎖線で描かれた矢印線は各モータ・ジェネレータ３、６の回生時における動力及びその方向を、それぞれ示している。
【００７７】
図２２Ａは第１駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２２Ｂは第１駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第１駆動モードでは、内燃機関２がサンギアＳに出力部１２５がリングギアＲにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力がリングギアＲに伝達される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のサンギアＳに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸１３０から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。第１駆動モードは低速側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００７８】
図２２Ａ及び図２２Ｂに示した第１駆動モードの状態で車速が増加して行くに従い（出力軸１３０の回転数が増加して行くに従い）、伝達効率が低下する。そのため、第１駆動モードの状態で第１連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力をリングギアＲに伝達する第１伝達状態からサンギアＳに伝達する第２伝達状態へ切り替えることにより、駆動モードを第１駆動モードから第２駆動モードへ移行させる。
【００７９】
図２３は第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、第５の形態と同様にメカニカルポイントを維持した状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第１伝達状態から第２伝達状態へ切り替え可能である。
【００８０】
図２４Ａは第２駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２４Ｂは第２駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第２駆動モードでは、内燃機関２がサンギアＳに出力部１２５がリングギアＲにそれぞれ連結された第１連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とサンギアＳとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力は、その一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のサンギアＳに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がキャリアＣを介して付加されてからリングギアＲを介して出力される。そして、リングギアＲから出力された動力は車両の駆動力として出力軸１３０から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。
【００８１】
図２４Ａ及び図２４Ｂに示した第２駆動モードは高回転側に変化するに従って伝達効率が悪化して行くので、車速の増加に伴って伝達効率が許容範囲を超えて低下する前に第２駆動モードから第３駆動モードへ駆動モードを移行させる。この駆動モードの移行は、第２伝達状態のままで第１連結状態から第２連結状態へ切り替えることにより行う。即ち、内燃機関２がサンギアＳに、出力部１２５がリングギアＲにそれぞれ連結された状態から、これらの連結関係を入れ替えることにより、第２駆動モードから第３駆動モードへ移行させる。
【００８２】
図２５は第２駆動モードから第３駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、動力分割機構４に対する内燃機関２及び出力部１２５の連結関係の切り替えは、内燃機関２及び出力軸１３０の各回転数を一致させる同期制御とともに行われ、これにより、第２駆動モードから第３駆動モードへの移行が完了する。
【００８３】
図２６Ａは第３駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２６Ｂは第３駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第３駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部１２５がサンギアＳにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とサンギアＳとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力は、動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その一部が第１モータ・ジェネレータ３による回生に用いられてからサンギアＳを介して出力される。そして、サンギアＳから出力された動力に対して、第２モータ・ジェネレータ６の動力が付加されて出力軸１３０から車両の駆動力として出力される。第１モータ・ジェネレータ３で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第２モータ・ジェネレータ６に供給される。
【００８４】
図２６Ａ及び図２６Ｂに示した第３駆動モードは高回転側への変化に伴って第１モータ・ジェネレータ３の回転数が０以下になるといわゆる動力循環が生じて伝達効率が悪化する。そのため、第２連結状態を維持しつつ第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１連結状態へ切り替えることにより、駆動モードを第３駆動モードから第４駆動モードへ移行させる。
【００８５】
図２７は、第３駆動モードから第４駆動モードへの移行時における共線図を示している。この図に示すように、このモード移行時では、第１駆動モードから第２駆動モードへの移行時と同様に、メカニカルポイントを維持した状態で第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態を第２伝達状態から第１伝達状態へ切り替え可能である。従って、動力伝達効率を悪化させることなく第３駆動モードから第４駆動モードへの移行が完了する。
【００８６】
図２８Ａは第４駆動モードの実行時における動力伝達状態を示しており、図２８Ｂは第４駆動モード実行時における共線図を示している。これらの図に示すように、第４駆動モードでは、内燃機関２がリングギアＲに出力部１２５がサンギアＳにそれぞれ連結された第２連結状態で第２モータ・ジェネレータ６とリングギアＲとの間に動力伝達経路が形成される。そのため、内燃機関２の動力はその一部が第２モータ・ジェネレータ６による回生に用いられて動力分割機構４のリングギアＲに入力され、その入力された動力に対して第１モータ・ジェネレータ３の動力がキャリアＣを介して付加されてからサンギアＳを介して出力される。そして、サンギアＳから出力された動力は車両の駆動力として出力軸１３０から出力される。第２モータ・ジェネレータ６で回生されたエネルギーは細い実線で描かれた矢印線で示すように第１モータ・ジェネレータ３に供給される。この場合、第５の形態と同様に動力分流となって動力循環が生じないため、第４駆動モードは高回転側で伝達効率に優れた駆動モードである。
【００８７】
このように、駆動装置１Ｅにおいても第５の形態と同等の効果を達成できる。特に、駆動モードの切り替え時における内燃機関２及び第２モータ・ジェネレータ６の各回転数が同一でなく異なっているため、第２モータ・ジェネレータ６の動力伝達状態の切り替え時における内燃機関２及び第２モータ・ジェネレータ６の各回転数が内燃機関２にとって高すぎたり第２モータ・ジェネレータ６にとって低すぎたりすることを防止できるので、その切り替えに伴う燃費の悪化を抑制できる。
【００８８】
また、本形態に係る駆動装置１Ｅは、第１モータ・ジェネレータ３が共線図上に並ぶ３つの回転要素のうちの中央に位置するキャリアＣに連結されるため、上述した各駆動モード時の共線図を第４の形態の場合と比較すれば明らかなように、第１モータ・ジェネレータ３の回転数を第４の形態に比べて低くすることができる。従って、燃費悪化の抑制効果が第４の形態よりも向上する。
【００８９】
本発明は、上記各形態に限定されず種々の形態にて実施することができる。上述した動力分割機構の構成は一例にすぎず、これを機構学上等価な別形態に変更することも可能である。例えば、動力分割機構をダブルピニオン型の遊星歯車機構として構成し、各回転要素の連結関係が上記各形態と同様となるように設定して本発明を実施することもできる。また、複数の遊星歯車機構を組み合わせることによって伝達切替機構と動力分割機構とを構成することも可能である。更に、動力分割機構の各回転要素に対する連結関係も別形態に変更することも可能である。更に、動力分割機構を遊星歯車機構で構成することは一例にすぎず、例えば歯車ではない摩擦車（ローラ）を回転要素として持つ遊星ローラ機構に置き換えて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ〜１Ｅ 駆動装置
２ 内燃機関
３ 第１モータ・ジェネレータ（第１電動機）
４ 動力分割機構
５ 出力部
６ 第２モータ・ジェネレータ（第２電動機）
７、４０、６０ 伝達切替機構
９０、１４５ 連結切替機構
９７、１５５ 伝達切替機構
Ａｘ１ 第１軸線
Ａｘ２ 第２軸線
Ｓ サンギア
Ｃ キャリア
Ｒ リングギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、
互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素が前記第１電動機に、他の一つの第２回転要素が前記出力部に、残りの一つの第３回転要素が前記内燃機関に、それぞれ連結された動力分割機構と、
前記第２電動機の回転を変速するとともに、前記第２電動機の動力を前記出力部に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替え可能な伝達切替機構と、を備え、
前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも高い状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記出力部に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定されている、ことを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項２】
内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、
互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素に前記第１電動機が連結され、残りの第２回転要素及び第３回転要素のそれぞれに対して前記出力部又は前記内燃機関が択一的に連結される動力分割機構と、
前記出力部が前記第２回転要素に、前記内燃機関が前記第３回転要素にそれぞれ連結される第１連結状態と、前記出力部が前記第３回転要素に、前記内燃機関が前記第２回転要素にそれぞれ連結される第２連結状態との間で、前記動力分割機構に対する前記出力部及び前記内燃機関の連結状態を切り替え可能な連結切替機構と、
前記第２電動機の回転を変速した状態で、前記第２電動機の動力を前記第２回転要素に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるとともに、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数と前記内燃機関の回転数とが異なる状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記第２回転要素に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定された伝達切替機構と、
前記第１連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第１駆動モード、前記第１連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第２駆動モード、前記第２連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第３駆動モード、並びに前記第２連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第４駆動モードの順番で、これらの駆動モードが前記出力部の回転数が増加するに従って移行するように、前記連結切替機構及び前記伝達切替機構をそれぞれ制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１電動機の回転数が０である所定状態で、前記第１駆動モードから前記第２駆動モードへ、前記第３駆動モードから前記第４駆動モードへそれぞれ移行するように、前記伝達切替機構を制御する請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第１回転要素、前記第２回転要素、及び前記第３回転要素の順番に並び、かつ前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔が前記第２回転要素と前記第３回転要素との間隔よりも長くなるように構成されている請求項２又は３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第３回転要素、前記第１回転要素、及び前記第２回転要素の順番に並び、かつ前記第３回転要素と前記第１回転要素との間隔が前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔よりも長くなるように構成されている請求項２又は３に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の回転中心に位置する第１軸線に対して平行に延びる第２軸線上に並べられた第１駆動ギア及び第２駆動ギアと、前記第１駆動ギアと噛み合うとともに前記第２回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第１被駆動ギアと、前記第２駆動ギアと噛み合うとともに前記第３回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第２被駆動ギアと、前記第２軸線上に設けられ前記第２電動機の回転が伝達される伝達軸に対して前記第１駆動ギア又は前記第２駆動ギアのいずれか一方を選択的に結合させることにより、前記第１伝達状態又は前記第２伝達状態を成立させる結合機構と、を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１】
内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、
互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素が前記第１電動機に、他の一つの第２回転要素が前記出力部に、残りの一つの第３回転要素が前記内燃機関に、それぞれ連結された動力分割機構と、
前記第２電動機の回転を変速するとともに、前記第２電動機の動力を前記出力部に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替え可能な伝達切替機構と、を備え、
前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数が前記内燃機関の回転数よりも高い状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記出力部に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定されている、ことを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項２】
内燃機関、第１電動機及び第２電動機の少なくとも一つを駆動源として、車両を駆動する駆動力を出力部を介して出力する車両の駆動装置において、
互いに差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のいずれか一つの第１回転要素に前記第１電動機が連結され、残りの第２回転要素及び第３回転要素のそれぞれに対して前記出力部又は前記内燃機関が択一的に連結される動力分割機構と、
前記出力部が前記第２回転要素に、前記内燃機関が前記第３回転要素にそれぞれ連結される第１連結状態と、前記出力部が前記第３回転要素に、前記内燃機関が前記第２回転要素にそれぞれ連結される第２連結状態との間で、前記動力分割機構に対する前記出力部及び前記内燃機関の連結状態を切り替え可能な連結切替機構と、
前記第２電動機の回転を変速した状態で、前記第２電動機の動力を前記第２回転要素に伝達する第１伝達状態と前記第２電動機の動力を前記第３回転要素に伝達する第２伝達状態との間で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるとともに、前記３つの回転要素の各回転数が互いに異なり、かつ前記第２電動機の回転数と前記内燃機関の回転数とが異なる状態で前記第２電動機の動力伝達状態を切り替えることができるように、前記第１伝達状態における前記第２電動機から前記第２回転要素に至る変速比と、前記第２伝達状態における前記第２電動機から前記第３回転要素に至る変速比とがそれぞれ設定された伝達切替機構と、
前記第１連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第１駆動モード、前記第１連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第２駆動モード、前記第２連結状態の下で前記第２伝達状態に切り替えられた第３駆動モード、並びに前記第２連結状態の下で前記第１伝達状態に切り替えられた第４駆動モードの順番で、これらの駆動モードが前記出力部の回転数が増加するに従って移行するように、前記連結切替機構及び前記伝達切替機構をそれぞれ制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１電動機の回転数が０である所定状態で、前記第１駆動モードから前記第２駆動モードへ、前記第３駆動モードから前記第４駆動モードへそれぞれ移行するように、前記伝達切替機構を制御する請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第１回転要素、前記第２回転要素、及び前記第３回転要素の順番に並び、かつ前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔が前記第２回転要素と前記第３回転要素との間隔よりも長くなるように構成されている請求項２又は３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記動力分割機構は、前記３つの回転要素を共線図上に配置したときに、前記第３回転要素、前記第１回転要素、及び前記第２回転要素の順番に並び、かつ前記第３回転要素と前記第１回転要素との間隔が前記第１回転要素と前記第２回転要素との間隔よりも長くなるように構成されている請求項２又は３に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記伝達切替機構は、前記３つの回転要素の回転中心に位置する第１軸線に対して平行に延びる第２軸線上に並べられた第１駆動ギア及び第２駆動ギアと、前記第１駆動ギアと噛み合うとともに前記第２回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第１被駆動ギアと、前記第２駆動ギアと噛み合うとともに前記第３回転要素の回転が伝達され前記第１軸線上に配置された第２被駆動ギアと、前記第２軸線上に設けられ前記第２電動機の回転が伝達される伝達軸に対して前記第１駆動ギア又は前記第２駆動ギアのいずれか一方を選択的に結合させることにより、前記第１伝達状態又は前記第２伝達状態を成立させる結合機構と、を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【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１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【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１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−５９９６（Ｐ２０１１−５９９６Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２６２９（Ｐ２００９−１５２６２９）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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