(57)【要約】【課題】シリーズモードにおいて発電を行なう第一回転電機の小型化及び高効率化を可能とするとともに、パラレルモードにおいて駆動状態とされるエンジンの回転速度を低く抑え、更には第一回転電機により発生する損失を低減してエネルギ効率を高めることが可能なハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】エンジンＥに駆動連結される入力部材Ｉと、車輪に駆動連結される出力部材Ｏと入力部材Ｉの回転を増速して出力回転要素ＭＯに伝達する増速装置Ｐ１と、出力回転要素ＭＯに駆動連結された第一回転電機ＭＧ１と、出力部材Ｏに駆動連結された第二回転電機ＭＧ２と、出力回転要素ＭＯ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力部材Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間を選択的に駆動連結又は分離する第一係合装置Ｅ１と、を備える。【選択図】図１
2010125899.tif 000002
【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、
前記入力部材の回転を増速して出力回転要素に伝達する増速装置と、
前記出力回転要素に駆動連結された第一回転電機と、
前記出力部材に駆動連結された第二回転電機と、
前記出力回転要素及び前記第一回転電機と、前記出力部材及び前記第二回転電機との間を選択的に駆動連結又は分離する第一係合装置と、
を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記第二回転電機と前記出力部材との駆動連結を選択的に分離する第二係合装置を備える請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達する減速装置を備え、
前記減速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、前記第一回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第三回転要素が非回転部材に固定され、
前記第二係合装置は、前記減速装置の前記第三回転要素を非回転部材から選択的に分離するブレーキである請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達する減速装置を備える請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記出力回転要素及び前記第一回転電機と前記入力部材との駆動連結を選択的に分離する第三係合装置を備える請求項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】
前記増速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、前記第一回転要素が非回転部材に固定され、前記第二回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第三回転要素が前記出力回転要素とされ、
前記第三係合装置は、前記増速装置の前記第一回転要素を非回転部材から選択的に分離するブレーキである請求項５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記第一係合装置は、前記出力回転要素と前記出力部材とを選択的に駆動連結又は分離するクラッチである請求項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】
前記出力回転要素に駆動連結されたオイルポンプを備える請求項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】
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、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記入力部材及び前記第一回転電機と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記入力部材の駆動力が前記第一回転電機に伝達されるとともに、前記第二回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるシリーズモードと、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、前記入力部材の駆動力が出力部材に伝達されるパラレルモードと、を切り替え可能に備え、
前記シリーズモードにおいて前記入力部材の回転を増速して前記第一回転電機に伝達するとともに、前記パラレルモードにおいて前記入力部材の回転を増速して前記出力部材へ伝達する増速装置を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記パラレルモードにおいて前記第一回転電機の駆動力が前記増速装置を介さずに前記出力部材に伝達される請求項９に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記入力部材及び前記第二回転電機と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記エンジンが非駆動状態とされ、前記第一回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達される第一電動走行モードを更に切り替え可能に備える請求項９又は１０に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
前記入力部材及び前記第一回転電機と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記エンジンが非駆動状態とされ、前記第二回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達される第二電動走行モードを更に切り替え可能に備える請求項９から１１のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１３】
前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達する減速装置を備え、
前記第二電動走行モードでは、前記第二回転電機の駆動力が前記減速装置を介して前記出力部材に伝達される請求項１２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１４】
前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記第一回転電機の駆動力及び前記第二回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達される第三電動走行モードを更に切り替え可能に備える請求項９から１３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１５】
前記第一回転電機及び前記第二回転電機に電力を供給するための蓄電装置が、外部電源により充電可能に構成された請求項１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに加えて、２つの回転電機を駆動力源として備えるハイブリッド車両に用いられるハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動力源としてエンジンと回転電機とを併用することにより、エンジンの燃費向上及び排出ガスの低減を図ることのできるハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に用いる駆動装置の一例として、例えば、下記の特許文献１には、エンジン、ジェネレータとしての第一回転電機、及びモータとしての第二回転電機を駆動力源として備えた、いわゆるシリーズ・パラレル方式のハイブリッド駆動装置の構成が記載されている。このハイブリッド駆動装置は、エンジンに連結された入力軸が、クラッチを介して第二回転電機に連結され、第二回転電機が変速装置を介して出力部材としてのカウンタドライブギヤに連結された構成を備えている。カウンタドライブギヤは、カウンタ減速機構及び出力用差動歯車機構を介して車輪に駆動連結されている。前記変速装置は、減速段と直結段とを切り替え可能に備えた２段変速装置である。また、入力軸は、直接又は増速装置を介して第一回転電機に駆動連結されている。前記増速装置は、入力軸の回転速度を増速して第一回転電機に伝達する。このような増速装置を備える場合には、第一回転電機をエンジンに対して高速で回転させることができるので、第一回転電機の小型化及び高効率化を図ることができる。
【０００３】
このハイブリッド駆動装置は、前記クラッチを解放した状態でシリーズモードとなり、前記クラッチを係合した状態でパラレルモードとなる。シリーズモードでは、前記クラッチを解放することによりエンジン及び第一回転電機をカウンタドライブギヤから分離し、入力軸を介してエンジンの駆動力を第一回転電機に伝達して第一回転電機に発電させるとともに、当該発電した電力により第二回転電機を力行させ、第二回転電機の駆動力がカウンタドライブギヤに伝達されることにより車両を走行させる。更に、この状態でエンジンを停止させると、第二回転電機の駆動力のみにより車両を走行させる電動走行（ＥＶ）モードとなる。また、パラレルモードでは、前記クラッチを係合することによりエンジン、第一回転電機、及び第二回転電機をカウンタドライブギヤに駆動連結し、主にエンジンの駆動力がカウンタドライブギヤに伝達されることにより車両を走行させる。この際、第二回転電機は、必要に応じてエンジンの駆動力を補助し、或いは回生制動を行なう。いずれのモードにおいても、駆動力源から伝達される回転は、変速装置により減速され、又は同速のままカウンタドライブギヤへ伝達される。
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−３２８９５０号公報（第１図、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなシリーズ・パラレル方式のハイブリッド駆動装置では、車速が比較的低い低車速域においてシリーズモード又は電動走行（ＥＶ）モードが実行され、車速が比較的高い高車速域においてパラレルモードが実行される。しかし、上記のハイブリッド駆動装置では、高車速域で実行されるパラレルモードにおいても、エンジンの回転は変速装置により減速され、又は同速のままカウンタドライブギヤへ伝達される。そのため、エンジンの回転を増速してカウンタドライブギヤへ伝達することができず、高速走行時にエンジンの回転速度が高くなるため、エネルギ効率を向上させることが難しかった。また、入力軸の回転速度を増速して第一回転電機に伝達する増速装置を備える場合、パラレルモードでの高速走行時には、カウンタドライブギヤと同速又はそれより高い回転速度で高速回転する入力軸の回転速度が更に増速されて第一回転電機に伝達される。そのため、第一回転電機が高速回転することになり、損失（主に鉄損）が増加してエネルギ効率が悪化するという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリーズモードにおいて発電を行なう第一回転電機の小型化及び高効率化を可能とするとともに、パラレルモードにおいて駆動状態とされるエンジンの回転速度を低く抑え、更には第一回転電機により発生する損失を低減してエネルギ効率を高めることが可能なハイブリッド駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るハイブリッド駆動装置の特徴構成は、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、前記入力部材の回転を増速して出力回転要素に伝達する増速装置と、前記出力回転要素に駆動連結された第一回転電機と、前記出力部材に駆動連結された第二回転電機と、前記出力回転要素及び前記第一回転電機と、前記出力部材及び前記第二回転電機との間を選択的に駆動連結又は分離する第一係合装置と、を備えた点にある。
【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。一方、本願において「分離」とは、駆動連結が分離された状態、すなわち、２つの回転要素間で駆動力の伝達が行われない状態を指す。また、本願では、「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。
【０００９】
この特徴構成によれば、エンジンに駆動連結される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ので、第一係合装置を分離状態とした際に入力部材の駆動力により発電を行なう第一回転電機の小型化及び高効率化を図ることができる。また、第一係合装置を連結状態とした際に、入力部材の回転を増速装置により増速し、出力回転要素を介して出力部材に伝達することができる。したがって、第一係合装置を連結状態とした走行時における入力部材（エンジン）の回転速度を低く抑えることが可能となり、高速走行時のエネルギ効率を高めることができる。また、このような第一係合装置を連結状態とした走行時には、第一回転電機は、第一係合装置を介して出力部材に駆動連結されるので、第一回転電機が出力部材に対して高速で回転することを抑制できる。従って、第一回転電機が空転することにより発生する損失（主に鉄損）を低減し、エネルギ効率を高めることができる。
【００１０】
ここで、前記第二回転電機と前記出力部材との駆動連結を選択的に分離する第二係合装置を備える構成とすると好適である。
【００１１】
この構成によれば、第二回転電機と出力部材との駆動連結を分離することができるので、第一係合装置を連結状態とし、入力部材（エンジン）及び第一回転電機の一方又は双方の駆動力を出力部材に伝達して走行する際に、第二回転電機を停止させることが可能となる。従って、第二回転電機が空転することにより発生する損失を低減し、エネルギ効率を高めることができる。
【００１２】
また、前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達する減速装置を備え、前記減速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、前記第一回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第三回転要素が非回転部材に固定され、前記第二係合装置は、前記減速装置の前記第三回転要素を非回転部材から選択的に分離するブレーキであると好適である。
【００１３】
なお本願では、「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、差動歯車装置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。
【００１４】
この構成によれば、第二回転電機の駆動力により走行する際に、第二回転電機の駆動力を増幅して出力部材に伝達することができる。従って、第二回転電機の大型化を抑制しつつ、車両の走行のための十分な駆動力を確保することが容易となる。また、この構成によれば、減速装置を差動歯車装置としたので、減速装置を小型化することが容易であるとともに、このような減速装置の構成を利用してブレーキを追加するだけで第二係合装置を減速装置と一体的に設けることができる。従って、減速装置を備えたハイブリッド駆動装置の全体を小型化することができる。
【００１５】
また、前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達する減速装置を備える構成とすると好適である。
【００１６】
この構成によれば、第二回転電機の駆動力により走行する際に、第二回転電機の駆動力を増幅して出力部材に伝達することができる。従って、第二回転電機の大型化を抑制しつつ、車両の走行のための十分な駆動力を確保することが容易となる。
【００１７】
また、前記出力回転要素及び前記第一回転電機と前記入力部材との駆動連結を選択的に分離する第三係合装置を備える構成とすると好適である。
【００１８】
この構成によれば、第一回転電機及び第二回転電機の一方又は双方の駆動力を出力部材に伝達して走行する際に、エンジンに駆動連結される入力部材を分離することが可能となる。従って、エンジン及び入力部材が連れ回ることによる駆動力の損失が発生することを抑制し、エネルギ効率を高めることができる。
【００１９】
また、前記増速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、前記第一回転要素が非回転部材に固定され、前記第二回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第三回転要素が前記出力回転要素とされ、前記第三係合装置は、前記増速装置の前記第一回転要素を非回転部材から選択的に分離するブレーキであると好適である。
【００２０】
この構成によれば、増速装置を差動歯車装置としたので、増速装置を小型化することが容易であるとともに、このような増速装置の構成を利用してブレーキを追加するだけで第三係合装置を増速装置と一体的に設けることができる。従って、ハイブリッド駆動装置の全体を小型化することができる。
【００２１】
また、前記第一係合装置は、前記出力回転要素と前記出力部材とを選択的に駆動連結又は分離するクラッチであると好適である。
【００２２】
この構成によれば、前記出力回転要素及び前記第一回転電機と、前記出力部材及び前記第二回転電機との間を選択的に駆動連結又は分離可能とした構成を、容易に実現することができる。
【００２３】
また、前記出力回転要素に駆動連結されたオイルポンプを備える構成とすると好適である。
【００２４】
この構成によれば、エンジンが駆動状態である場合には、エンジン（入力部材）の駆動力によりオイルポンプを駆動することができ、エンジンが非駆動状態である場合には、第一回転電機の駆動力によりオイルポンプを駆動することができる。従って、エンジンが非駆動状態のときに油圧を供給するために電動オイルポンプ等のような別の油圧供給源を設ける必要がなく、ハイブリッド駆動装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２５】
本発明に係るハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は、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、を備えたハイブリッド駆動装置であって、前記入力部材及び前記第一回転電機と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記入力部材の駆動力が前記第一回転電機に伝達されるとともに、前記第二回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるシリーズモードと、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、前記入力部材の駆動力が出力部材に伝達されるパラレルモードと、を切り替え可能に備え、前記シリーズモードにおいて前記入力部材の回転を増速して前記第一回転電機に伝達するとともに、前記パラレルモードにおいて前記入力部材の回転を増速して前記出力部材へ伝達する増速装置を備えた点にある。
【００２６】
この特徴構成によれば、シリーズモードにおいて発電を行なう第一回転電機に対して、入力部材の回転を増速装置により増速して伝達することができるので、第一回転電機の小型化及び高効率化を図ることができる。パラレルモードにおいては、入力部材の回転を増速装置により増速して出力部材へ伝達することができるので、入力部材（エンジン）の回転速度を低く抑えることが可能となり、高速走行時のエネルギ効率を高めることができる。
【００２７】
ここで、前記パラレルモードにおいて前記第一回転電機の駆動力が前記増速装置を介さずに前記出力部材に伝達される構成とすると好適である。
【００２８】
この構成によれば、パラレルモードにおいては、入力部材の回転を増速して第一回転電機に伝達する増速装置を介さずに、第一回転電機の駆動力が出力部材に伝達されるので、第一回転電機が出力部材に対して高速で回転することを抑制できる。従って、第一回転電機が空転することにより発生する損失を低減し、エネルギ効率を高めることができる。
【００２９】
また、前記入力部材及び前記第二回転電機と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記エンジンが非駆動状態とされ、前記第一回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達される第一電動走行モードを更に切り替え可能に備えると好適である。なお、本願において「エンジンが非駆動状態」とは、エンジンが駆動力を出力していない状態を指す。
【００３０】
この構成によれば、上記のシリーズモード及びパラレルモードに加えて、エンジンを非駆動状態として第一回転電機の駆動力により車両を走行させる第一電動走行モードに切り替えることができる。従って、車両の走行状態や車速域に応じて上記の各モードを切り替えることにより、十分な駆動力を出力しつつ、高いエネルギ効率で車両を走行させることが可能となる。
【００３１】
また、前記入力部材及び前記第一回転電機と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記エンジンが非駆動状態とされ、前記第二回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達される第二電動走行モードを更に切り替え可能に備えると好適である。
【００３２】
この構成によれば、上記のシリーズモード及びパラレルモードに加えて、エンジンを非駆動状態として第二回転電機の駆動力により車両を走行させる第二電動走行モードに切り替えることができる。従って、車両の走行状態や車速域に応じて上記の各モードを切り替えることにより、十分な駆動力を出力しつつ、高いエネルギ効率で車両を走行させることが可能となる。
【００３３】
また、前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達する減速装置を備え、前記第二電動走行モードでは、前記第二回転電機の駆動力が前記減速装置を介して前記出力部材に伝達される構成とすると好適である。
【００３４】
この構成によれば、第二電動走行モードにおいて第二回転電機の回転を減速するとともに駆動力を増幅して出力部材に伝達することができる。従って、第二電動走行モードにより出力部材から出力可能な駆動力を高くすることができる。
【００３５】
また、前記入力部材と前記出力部材との間の駆動力の伝達が遮断された状態で、前記第一回転電機の駆動力及び前記第二回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達される第三電動走行モードを更に切り替え可能に備えると好適である。
【００３６】
この構成によれば、上記のシリーズモード及びパラレルモードに加えて、第一回転電機及び第二回転電機の駆動力により車両を走行させる第三電動走行モードに切り替えることができる。従って、車両の走行状態や車速域に応じて上記の各モードを切り替えることにより、十分な駆動力を出力しつつ、高いエネルギ効率で車両を走行させることが可能となる。
【００３７】
本発明に係るハイブリッド駆動装置は、第一回転電機及び第二回転電機の一方又は双方の駆動力のみにより車両を走行させるモードを備えている。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記第一回転電機及び前記第二回転電機に電力を供給するための蓄電装置が、外部電源により充電可能に構成された、いわゆるプラグインハイブリッド車両の駆動装置として特に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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。なお、この図１は、軸対称の構成を一部省略して示している。図２は、本実施形態に係る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ある。なお、図２において、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。
【００３９】
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、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えている。ここで、第一遊星歯車装置Ｐ１は、入力軸Ｉの回転を増速して出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１に伝達する増速装置として機能する。第一回転電機ＭＧ１は、この第一遊星歯車装置Ｐ１の出力回転要素ＭＯ（第一リングギヤｒ１）に駆動連結されている。第二遊星歯車装置Ｐ２は、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する減速装置として機能する。第二回転電機ＭＧ２は、この第二遊星歯車装置Ｐ２を介して出力軸Ｏに駆動連結されている。また、ハイブリッド駆動装置Ｈは、出力回転要素ＭＯ及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間を選択的に駆動連結又は分離する第一クラッチＣ１を備えている。本実施形態においては、この第一クラッチＣ１が、本発明における第一係合装置Ｅ１を構成する。これらのハイブリッド駆動装置Ｈの各構成は、車両に固定される非回転部材としてのケースＣＳ内に収納されている。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。
【００４０】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、後述するように、第一ＥＶモード、第二ＥＶモード、及び第三ＥＶモードの３つのＥＶモードと、シリーズモードと、パラレルモードとの合計５つの動作モードを切り替え可能に備えている。そして、増速装置としての第一遊星歯車装置Ｐ１は、シリーズモードにおいて入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達するとともに、パラレルモードにおいて入力軸Ｉの回転を増速して出力軸Ｏへ伝達する機能を果たす。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。
【００４１】
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。なお、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の回転はエンジンＥの回転と同じであり、入力軸Ｉの駆動力（トルクを含む、以下同じ）はエンジンＥの駆動力と同じである。
【００４２】
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、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、第一遊星歯車装置Ｐ１、及び第二遊星歯車装置Ｐ２が、入力軸Ｉと同軸上に配置されており、全体が一軸構成とされている。
【００４３】
図１に示すように、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。この第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、第一遊星歯車装置Ｐ１（増速装置）の出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１と一体回転するように駆動連結されている。これにより、第一回転電機ＭＧ１は、出力回転要素ＭＯに駆動連結されるとともに、第一遊星歯車装置Ｐ１を介して入力軸Ｉ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。この第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ２と一体回転するように駆動連結されている。これにより、第二回転電機ＭＧ２は、第二遊星歯車装置Ｐ２（減速装置）を介して出力軸Ｏに駆動連結されている。
【００４４】
本実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２とは、それぞれのロータ軸での駆動力及び回転速度の出力特性が同等に設定されている。ここで、出力特性が同等とは、少なくとも各回転電機が、それぞれのロータ軸で出力可能な最高駆動力（最高トルク）及び最高回転速度が同等であることをいう。また、ここでは、最高回転速度に到達するまでの各回転速度で各回転電機が出力する駆動力（トルク）も同等とする。なお、同等とは、全く同一であることだけでなく、出力特性がほぼ同一である（近似する）ものまでを含む概念として用いている。このように出力特性が同等である場合、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２の大きさを同等にすることができるとともに、第一回転電機ＭＧ１を制御する第一インバータ２２と第二回転電機ＭＧ２を制御する第二インバータ２３の能力も同等とすることができる。従って、第一回転電機ＭＧ１及び第一インバータ２２と第二回転電機ＭＧ２及び第二インバータ２３との仕様を共通化することができる。そこで、本実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２とに同じ回転電機を用いるとともに、第一インバータ２２と第二インバータ２３とに同じインバータを用いている。
【００４５】
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、それぞれ回転方向と駆動力の向きとの関係に応じてジェネレータ及びモータのいずれか一方として機能する。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に供給して力行させる。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ＭＧ１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ＭＧ２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。
【００４６】
ここで、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２に電力を供給するための蓄電装置としてのバッテリ２１は、家庭用電源等の外部電源により充電可能に構成されている。すなわち、図示は省略するが、バッテリ２１は、外部電源に接続されるコネクタや、外部電源が交流電源である場合には直流に変換するインバータ等の構成に電気的に接続され、外部電源によって充電される構成となっている。これにより、ハイブリッド駆動装置Ｈは、プラグインハイブリッド車両の駆動装置として構成されている。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】
第一遊星歯車装置Ｐ１は、３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、ここでは、図１に示すように、入力軸Ｉと同軸上に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。すなわち、第一遊星歯車装置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、第一ブレーキＢ１を介して非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定される。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。第一リングギヤｒ１は、第一遊星歯車装置Ｐ１の出力回転要素ＭＯとされ、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。また、第一リングギヤｒ１は、後述する第一係合要素Ｅ１としての第一クラッチＣ１を介して出力軸Ｏに選択的に駆動連結される。これらの第一遊星歯車装置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、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素となっている。
【００４８】
上記のとおり、第一ブレーキＢ１は、第一遊星歯車装置Ｐ１の第一サンギヤｓ１をケースＣＳに選択的に固定又は分離する。そして、第一遊星歯車装置Ｐ１は、第一ブレーキＢ１が係合状態とされ、第一サンギヤｓ１がケースＣＳに固定された状態では、第一キャリヤｃａ１に駆動連結された入力軸Ｉの回転を増速して第一リングギヤｒ１に伝達する。従って、この第一遊星歯車装置Ｐ１が、入力軸Ｉの回転を増速して出力回転要素ＭＯに伝達する増速装置であり、第一リングギヤｒ１が当該増速装置としての第一遊星歯車装置Ｐ１の出力回転要素ＭＯである。一方、第一遊星歯車装置Ｐ１は、第一ブレーキＢ１が解放状態とされ、第一サンギヤｓ１が自由に回転可能な状態では、第一キャリヤｃａ１に駆動連結された入力軸Ｉの回転は第一リングギヤｒ１に伝達されない。従って、この第一ブレーキＢ１が、入力軸Ｉと、出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１並びにこれと一体回転する第一回転電機ＭＧ１及び第一クラッチＣ１（第一係合要素Ｅ１）との駆動連結を選択的に分離する第三係合装置Ｅ３を構成する。この第一ブレーキＢ１の係合状態が第三係合装置Ｅ３の連結状態に相当し、第一ブレーキＢ１の解放状態が第三係合装置Ｅ３の分離状態に相当する。
【００４９】
また、ハイブリッド駆動装置Ｈは、オイルポンプＯＰを備えている。このオイルポンプＯＰは、出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１及び第一回転電機ＭＧ１に駆動連結されている。これにより、エンジンＥが駆動状態である場合には、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、エンジンＥの駆動力によりオイルポンプＯＰを駆動することができる。また、エンジンＥが非駆動状態である場合には、第一回転電機ＭＧ１の駆動力によりオイルポンプＯＰを駆動することができる。オイルポンプＯＰとしては、例えば、歯車ポンプやベーンポンプ等が好適に用いられる。そして、このようなオイルポンプＯＰのロータが、第一リングギヤｒ１の回転に伴って回転するように駆動連結されている。オイルポンプＯＰは、後述するように、各係合要素Ｃ１、Ｂ１、Ｂ２の係合又は解放の動作や、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の潤滑等のために、油圧制御装置３５に油圧を供給する。
【００５０】
第二遊星歯車装置Ｐ２は、３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、ここでは、図１に示すように、入力軸Ｉと同軸上に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２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。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。また、第二キャリヤｃａ２は、後述する第一係合要素Ｅ１としての第一クラッチＣ１を介して第一リングギヤｒ１（出力回転要素ＭＯ）に選択的に駆動連結される。第二リングギヤｒ２は、第二ブレーキＢ２を介して非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定される。これらの第二遊星歯車装置Ｐ２の３つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤｓ２、第二キャリヤｃａ２、第二リングギヤｒ２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、第二キャリヤｃａ２、第二リングギヤｒ２が、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素となっている。
【００５１】
上記のとおり、第二ブレーキＢ２は、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二リングギヤｒ２をケースＣＳに選択的に固定又は分離する。そして、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第二ブレーキＢ２が係合状態とされ、第二リングギヤｒ２がケースＣＳに固定された状態では、第二サンギヤｓ２に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転を減速して第二キャリヤｃａ２に伝達する。従って、この第二遊星歯車装置Ｐ２が、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する減速装置である。一方、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第二ブレーキＢ２が解放状態とされ、第二リングギヤｒ２が自由に回転可能な状態では、第二サンギヤｓ２に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転は第二キャリヤｃａ２及び出力軸Ｏに伝達されない。従って、この第二ブレーキＢ２が、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの駆動連結を選択的に分離する第二係合装置Ｅ２を構成する。この第二ブレーキＢ２の係合状態が第二係合装置Ｅ２の連結状態に相当し、第二ブレーキＢ２の解放状態が第二係合装置Ｅ２の分離状態に相当する。
【００５２】
第一クラッチＣ１は、第一遊星歯車装置Ｐ１の出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１と出力軸Ｏとを選択的に駆動連結又は分離する。ここで、第一クラッチＣ１の一方側（入力側）部材には、第一リングギヤｒ１の他に、当該第一リングギヤｒ１と一体回転するように第一回転電機ＭＧ１が駆動連結されているとともに、第一遊星歯車装置Ｐ１を介して入力軸Ｉが駆動連結されている。また、第一クラッチＣ１の他方側（出力側）部材には、出力軸Ｏの他に、第二遊星歯車装置Ｐ２を介して第二回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。従って、第一クラッチＣ１が、第一リングギヤｒ１（出力回転要素ＭＯ）、第一回転電機ＭＧ１、及び入力軸Ｉと、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２との間を選択的に駆動連結又は分離する第一係合要素Ｅ１を構成する。この第一クラッチＣ１の係合状態が第一係合要素Ｅ１の連結状態に相当し、第一クラッチＣ１の解放状態が第一係合要素Ｅ１の分離状態に相当する。
【００５３】
本実施形態においては、第一クラッチＣ１、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２は、いずれも摩擦係合要素である。これらの係合要素Ｃ１、Ｂ１、Ｂ２としては、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を用いることができる。図２に示すように、これらの係合要素Ｃ１、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、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、オイルポンプＯＰにより発生した油圧が供給される。
【００５４】
上記のとおり、ハイブリッド駆動装置Ｈが減速装置としての第二遊星歯車装置Ｐ２を備えることにより、第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されるとともに駆動力が増幅されて出力軸Ｏに伝達される。これに対して、第一クラッチＣ１の係合状態では、第一回転電機ＭＧ１の回転及び駆動力はそのまま出力軸Ｏに伝達される。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの回転伝達経路の変速比（減速比）が、第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏまでの回転伝達経路の変速比（減速比）に比べて大きく設定されている。一方、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２とは、それぞれのロータ軸での駆動力及び回転速度の出力特性が同等に設定されている。従って、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、出力軸Ｏから出力される駆動力に関しては、第二遊星歯車装置Ｐ２に減速される分、第二回転電機ＭＧ２により出力可能な駆動力が、第一回転電機ＭＧ１により出力可能な駆動力に比べて高く設定されている。また、出力軸Ｏから出力される回転速度に関しては、第二遊星歯車装置Ｐ２に減速される分、第二回転電機ＭＧ２により出力可能な回転速度が、第一回転電機ＭＧ１により出力可能な回転速度に比べて低く設定されている。言い換えれば、出力軸Ｏから出力される駆動力及び回転速度に関して、第二回転電機ＭＧ２から出力される駆動力の上限（最高駆動力）が第一回転電機ＭＧ１から出力される駆動力の上限に比べて高く設定されるとともに、第二回転電機ＭＧ２から出力される回転速度の上限（最高回転速度）が第一回転電機ＭＧ１から出力される回転速度の上限に比べて低く設定されている。
【００５５】
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、装置の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、ＭＧ１制御ユニット３３、ＭＧ２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駆動力（トルク）を出力するように制御する。ＭＧ１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駆動力（トルク）を出力するように制御する。ＭＧ２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駆動力（トルク）を出力するように制御する。油圧制御装置３５は、オイルポンプＯＰから供給される油圧を調整し、各係合要素Ｃ１、Ｂ１、Ｂ２に分配供給することにより、各係合要素Ｃ１、Ｂ１、Ｂ２の係合又は解放を制御する。このような各係合要素Ｃ１、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る。
【００５６】
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、バッテリ状態検出センサＳｅ１、車速センサＳｅ２、アクセル操作検出センサＳｅ３、及びブレーキ操作検出センサＳｅ４からの情報を取得可能に構成されている。バッテリ状態検出センサＳｅ１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Ｓｅ２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ためのセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ３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Ｓｅ４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。
【００５７】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ４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、ＭＧ１制御ユニット３３、及びＭＧ２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する。
【００５８】
そのため、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第一マップ４５及び第二マップ４６が格納されている。
【００５９】
バッテリ状態検出部４１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１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。
【００６０】
モード選択部４２は、車両の各部の状態に応じて、所定の制御マップ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、第一マップ４５及び第二マップ４６の２つの制御マップを用い、車速及び要求駆動力に応じて、第一ＥＶモード、第二ＥＶモード、第三ＥＶモード、シリーズモード、及びパラレルモードの５つ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。図３は第一マップ４５の一例を示し、図４は第二マップ４６の一例を示している。これらの図において、横軸は車速であり、縦軸は要求駆動力である。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Ｓｅ３及びブレーキ操作検出センサＳｅ４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。なお、車速は、車速センサＳｅ２により検出する。
【００６１】
モード選択部４２は、バッテリ状態検出部４１により検出されるバッテリ状態に応じて、記憶部４４内に格納された第一マップ４５及び第二マップ４６のいずれか一方を制御マップとして用いる。具体的には、モード選択部４２は、バッテリ状態検出部４１により検出されるバッテリ充電量に関して、充電量が比較的多い第一領域と、充電量が比較的少ない第二領域とを設定し、現在のバッテリ充電量が第一領域にあるときには図３に示す第一マップ４５を用い、現在のバッテリ充電量が第二領域にあるときには図４に示す第二マップ４６を用いる。
【００６２】
図３の第一マップ４５に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、バッテリ充電量が比較的多い第一領域にある場合には、第一ＥＶモード、第二ＥＶモード、及び第三ＥＶモードのいずれかのＥＶモードが選択される。本実施形態においては、後述するように、出力軸Ｏから出力される駆動力及び回転速度に関して、第二ＥＶモードが高駆動力・低回転速度側を担当し、第一ＥＶモードが低駆動力・高回転速度側を担当するように設定されている。従って、要求駆動力が比較的高く、車速が比較的低い場合には第二ＥＶモードが選択され、要求駆動力が比較的小さく、車速が比較的高い場合には第一ＥＶモードが選択される。また、第二ＥＶモードによっても駆動力が不足する場合には、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２の双方の駆動力により走行する第三ＥＶモードが選択される。なお、第一ＥＶモードと第二ＥＶモードとが重複する領域では、第一ＥＶモードと第二ＥＶモードのいずれもが選択可能であるため、モード選択部４２は、車速及び要求駆動力以外の他の条件に基づいて何れかの動作モードを選択する。
【００６３】
上記のように、出力軸Ｏから出力される駆動力及び回転速度に関して、第二ＥＶモードと第一ＥＶモードとが異なる領域を担当する設定としたことにより、低車速側を担当する第二ＥＶモードで駆動される第二回転電機ＭＧ２が、車両の最高車速域まで駆動力を出力する必要がない。そのため、第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに伝達する回転速度の上限を低くする設定できるので、必要な駆動力を出力軸Ｏから出力可能としつつ、第二回転電機ＭＧ２及び第二インバータ２３の要求性能を低く抑えることができる。よって、第二回転電機ＭＧ２及び第二インバータ２３を小型化及び高効率化することが可能となる。一方、高車速側を担当する第一ＥＶモードで駆動される第一回転電機ＭＧ１は、車両の最高車速域まで駆動力を出力する必要があるが、その代わり出力軸Ｏに高い駆動力を伝達する必要がない。そのため、第一回転電機ＭＧ１が出力軸Ｏに伝達する駆動力の上限を低く設定できるので、最高車速域に相当する回転速度で出力軸Ｏを駆動可能としつつ、第一回転電機ＭＧ１及び第一インバータ２２の要求性能を低く抑えることができる。よって、第一回転電機ＭＧ１及び第一インバータ２２を小型化及び高効率化することができる。
【００６４】
また、図４の第二マップ４６に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、バッテリ充電量が比較的少ない第二領域にある場合には、シリーズモード及びパラレルモードのいずれかのエンジンＥが駆動状態となる動作モードが選択される。本実施形態においては、出力軸Ｏから出力される駆動力及び回転速度に関して、シリーズモードが高駆動力・低回転速度側を担当し、パラレルモードが低駆動力・高回転速度側を担当するように設定されている。従って、要求駆動力が比較的高く、車速が比較的低い場合にはシリーズモードが選択され、要求駆動力が比較的小さく、車速が比較的高い場合にはパラレルモードが選択される。ここで、シリーズモードでは、後述するように、第二ＥＶモードと同様、第二回転電機ＭＧ２の駆動力が出力軸Ｏに伝達される。従って、図４の第二マップ４６に設定されたシリーズモードが選択される領域は、図３に示す第一マップに設定された第二ＥＶモードが選択される領域と同じとなっており、車両の最高車速域までをカバーする設定とはなっていない。一方、パラレルモードは、車両の最高車速域までをカバーする設定となっている。なお、シリーズモードとパラレルモードとが重複する領域では、シリーズモードとパラレルモードのいずれもが選択可能であるため、モード選択部４２は、車速及び要求駆動力以外の他の条件に基づいて何れかの動作モードを選択する。
【００６５】
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。
【００６６】
１−３．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図５は、各動作モードでの第一クラッチＣ１（第一係合要素Ｅ１）、第一ブレーキＢ１（第三係合要素Ｅ３）、第二ブレーキＢ２（第二係合要素Ｅ２）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（連結）状態にあることを示しており、「無印」は、各係合要素が解放（分離）状態にあることを示している。なお、「（○）」は係合（連結）状態及び解放（分離）状態のいずれでもよいことを示している。図６〜図１０は、各動作モードでの第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を表す速度線図である。図６は第一ＥＶモードでの速度線図、図７は第二ＥＶモードでの速度線図、図８は第三ＥＶモードでの速度線図、図９はシリーズモードでの速度線図、図１０はパラレルモードでの速度線図をそれぞれ示している。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。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」はそれぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一サンギヤｓ１、第一キャリヤｃａ１、第一リングギヤｒ１に対応し、「ｓ２」、「ｃａ２」、「ｒ２」はそれぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ２、第二キャリヤｃａ２、第二リングギヤｒ２に対応している。
【００６７】
一方、各縦線の下側に記載されている「Ｅ＝Ｉ」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」、「Ｏ」、「Ｂ１」、「Ｂ２」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に駆動連結されているエンジンＥ（入力軸Ｉ）、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、出力軸Ｏ、第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２に対応している。そして、これらの速度線図上において、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「×」は第一ブレーキＢ１又は第二ブレーキＢ２が係合状態にあることをそれぞれ示している。また、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、各動作モードでの通常走行時に各回転要素に作用するトルクの方向を示しており、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から第一キャリヤｃａ１に伝達されるエンジントルクＴＥ、「Ｔ１」は第一回転電機ＭＧ１から第一リングギヤｒ１に伝達されるＭＧ１トルクＴ１、「Ｔ２」は第二回転電機ＭＧ２から第二サンギヤｓ２に伝達されるＭＧ２トルクＴ２、「ＴＯ」は出力軸Ｏから第二キャリヤｃａ２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。
【００６８】
１−４．第一ＥＶモード
第一ＥＶモードは、入力軸Ｉ及び第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達が遮断された状態で、第一回転電機ＭＧ１の駆動力が出力軸Ｏに伝達される動作モードである。この第一ＥＶモードでは、エンジンＥ及び第二回転電機ＭＧ２は駆動力を出力しない非駆動状態とされる。従って、第一ＥＶモードは、バッテリ２１の電力を消費して回転電機の駆動力のみにより車両を走行させるＥＶ（Electric Vehicle：電動車両）走行を行う３つのＥＶ（電動走行）モードの一つであり、第一回転電機ＭＧ１の駆動力のみにより車両を走行させる動作モードである。この第一ＥＶモードが本発明における第一電動走行モードに相当する。後述するように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、ＥＶモードとして、第一ＥＶモードの他に、第二回転電機ＭＧ２の駆動力のみにより車両を走行させる第二ＥＶモードと、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方の駆動力により車両を走行させる第三ＥＶモードとを切替可能に備えている。
【００６９】
図５に示すように、第一ＥＶモードは、第一クラッチＣ１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に示すように、第一ＥＶモードでは、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、出力回転要素ＭＯである第一リングギヤｒ１及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二キャリヤｃａ２とが、一体回転するように駆動連結される。これにより、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。また、第一ブレーキＢ１を解放状態とすることにより、第一遊星歯車装置Ｐ１は、第一サンギヤｓ１が自由に回転可能な状態となり、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転する第一リングギヤｒ１の回転及び駆動力が、第一キャリヤｃａ１に駆動連結された入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。更に、第二ブレーキＢ２を解放状態とすることにより、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第二リングギヤｒ２が自由に回転可能な状態となり、出力軸Ｏに駆動連結された第二キャリヤｃａ２の回転及び駆動力が第二サンギヤｓ２に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２に伝達されない分離状態となる。従って、第一ＥＶモードでは、入力軸Ｉ及び第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達は遮断される。これにより、第一ＥＶモードでは、第一回転電機ＭＧ１の駆動力のみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。この際、第一回転電機ＭＧ１の回転は、同速のまま出力軸Ｏに伝達される。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度はゼロとされ、第一サンギヤｓ１及び第二リングギヤｒ２は空転する。従って、エンジンＥ及び入力軸Ｉが連れ回ることによる駆動力の損失が発生することを抑制できるとともに、第二回転電機ＭＧ２が空転することにより発生する損失を低減することができ、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。
【００７０】
この第一ＥＶモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、車速及び要求駆動力等に応じて、適切な回転速度及びＭＧ１トルクＴ１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６に示すように、第一回転電機ＭＧ１は、正回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１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、第一回転電機ＭＧ１は、負回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して力行する。一方、車両の減速時には、第一回転電機ＭＧ１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、車両の後進時には、第一回転電機ＭＧ１は負回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力する。
【００７１】
１−５．第二ＥＶモード
第二ＥＶモードは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２の駆動力が出力軸Ｏに伝達される動作モードである。この第二ＥＶモードでは、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１は駆動力を出力しない非駆動状態とされる。従って、第二ＥＶモードは、バッテリ２１の電力を消費して回転電機の駆動力のみにより車両を走行させるＥＶ（Electric Vehicle：電動車両）走行を行う３つのＥＶ（電動走行）モードの一つであり、第二回転電機ＭＧ２の駆動力のみにより車両を走行させる動作モードである。この第二ＥＶモードが本発明における第二電動走行モードに相当する。上記のとおり、第二回転電機ＭＧ２は、減速装置として機能する第二遊星歯車装置Ｐ２を介して出力軸Ｏに駆動連結されている。従って、第二ＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２の駆動力が第二遊星歯車装置Ｐ２を介して出力軸Ｏに伝達されることにより、第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００７２】
図５に示すように、第二ＥＶモードは、第二ブレーキＢ２が係合状態、第一クラッチＣ１及び第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。なお、「（○）」で示すように、第二ＥＶモードでは、第一遊星歯車装置Ｐ１の各回転要素は回転を停止しているため、第一ブレーキＢ１は係合状態であってもよい。図７に示すように、第二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、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二リングギヤｒ２がケースＣＳに固定されて回転が停止される。これにより、第二遊星歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二リングギヤｒ２の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第二サンギヤｓ２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に伝達される。この際、第一クラッチＣ１が解放状態とされているので、第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏの回転及び駆動力が、第一回転電機ＭＧ１、第一遊星歯車装置Ｐ１、及び入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、第二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との間の駆動力の伝達は遮断される。これにより、第二ＥＶモードでは、第二回転電機ＭＧ２の駆動力のみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転は第二遊星歯車装置Ｐ２により減速されるので、第二回転電機ＭＧ２の駆動力は増幅されて出力軸Ｏに伝達される。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度はゼロとされ、第一遊星歯車装置Ｐ１の各回転要素の回転速度もゼロとされる。従って、エンジンＥ及び入力軸Ｉが連れ回ることによる駆動力の損失が発生することを抑制できるとともに、第一回転電機ＭＧ１が空転することにより発生する損失を低減することができ、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。
【００７３】
この第二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７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。
【００７４】
上記のとおり、第二ＥＶモードにおいては、第二回転電機ＭＧ２は減速装置としての第二遊星歯車装置Ｐ２を介して出力軸Ｏに駆動連結され、第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されるとともに駆動力が増幅されて出力軸Ｏに伝達される。これに対して、第一ＥＶモードにおいては、第一回転電機ＭＧ１は出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結され、第一回転電機ＭＧ１の回転及び駆動力はそのまま出力軸Ｏに伝達される。すなわち、本実施形態においては、第二ＥＶモードにおける第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの回転伝達経路の変速比（減速比）が、第一ＥＶモードにおける第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏまでの回転伝達経路の変速比（減速比）に比べて大きく設定されている。一方、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２とは、それぞれのロータ軸での駆動力及び回転速度の出力特性が同等に設定されている。従って、出力軸Ｏから出力される駆動力に関しては、第二遊星歯車装置Ｐ２に減速される分、第二ＥＶモードにより出力可能な駆動力が、第一ＥＶモードにより出力可能な駆動力に比べて高く設定されている。また、出力軸Ｏから出力される回転速度に関しては、第二遊星歯車装置Ｐ２に減速される分、第二ＥＶモードにより出力可能な回転速度が、第一ＥＶモードにより出力可能な回転速度に比べて低く設定されている。言い換えれば、出力軸Ｏから出力される駆動力及び回転速度に関して、第二ＥＶモードにより出力される駆動力の上限が第一ＥＶモードにより出力される駆動力の上限に比べて高く設定されるとともに、第二ＥＶモードにより出力される回転速度の上限が第一ＥＶモードにより出力される回転速度の上限に比べて低く設定されている。
【００７５】
このように、第一回転電機ＭＧ１を駆動する第一ＥＶモードが低駆動力・高回転速度側を担当し、第二回転電機ＭＧ２を駆動する第二ＥＶモードが高駆動力・低回転速度側を担当するように設定することにより、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が担当する駆動力及び回転速度の範囲を限定することができる。これによって、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２、並びに第一インバータ２２及び第二インバータ２３の要求性能を低く抑えることができ、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２及び各インバータ２２、２３を小型化及び高効率化することができる。そして、車両側からの要求駆動力及び車速に応じて、高駆動力・低車速域では第二ＥＶモードとし、低駆動力・高車速域では第一ＥＶモードとするように適宜切り替えることにより、必要な駆動力を確保しつつ適切に車両を走行させることができる。
【００７６】
１−６．第三ＥＶモード
第三ＥＶモードは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達が遮断された状態で、第一回転電機ＭＧ１の駆動力及び第二回転電機ＭＧ２の駆動力が出力軸Ｏに伝達される動作モードである。この第三ＥＶモードでは、エンジンＥは駆動力を出力しない非駆動状態とされる。従って、第三ＥＶモードは、バッテリ２１の電力を消費して回転電機の駆動力のみにより車両を走行させるＥＶ（Electric Vehicle：電動車両）走行を行う３つのＥＶ（電動走行）モードの一つであり、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方の駆動力により車両を走行させる動作モードである。この第三ＥＶモードが本発明における第三電動走行モードに相当する。この第三ＥＶモードは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方の駆動力を出力軸Ｏに伝達するため、上記第一ＥＶモード及び第二ＥＶモードに比べて高い駆動力を出力することが可能である。従って、図３の第一マップ４５に示すように、要求駆動力が最も高い場合に第三ＥＶモードが選択される。
【００７７】
図５に示すように、第三ＥＶ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、第一ブレーキＢ１が解放状態で実現される。図８に示すように、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、出力回転要素ＭＯである第一リングギヤｒ１及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二キャリヤｃａ２とが、一体回転するように駆動連結される。これにより、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。この際、第一ブレーキＢ１を解放状態とすることにより、第一遊星歯車装置Ｐ１は、第一サンギヤｓ１が自由に回転可能な状態となり、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転する第一リングギヤｒ１の回転及び駆動力が、第一キャリヤｃａ１に駆動連結された入力軸Ｉに伝達されない分離状態となる。従って、第三ＥＶモードでは、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達は遮断される。また、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることにより、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二リングギヤｒ２がケースＣＳに固定されて回転が停止される。これにより、第二遊星歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二リングギヤｒ２の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第二サンギヤｓ２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に伝達される。これにより、第三ＥＶモードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の駆動力を出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。この際、第一回転電機ＭＧ１の回転は同速のまま出力軸Ｏに伝達され、第二回転電機ＭＧ２の回転は減速されて出力軸Ｏに伝達される。一方、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度はゼロとされ、第一サンギヤｓ１は空転する。従って、エンジンＥ及び入力軸Ｉが連れ回ることによる駆動力の損失が発生することを抑制でき、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。
【００７８】
この第三ＥＶモードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機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ＭＧ１トルクＴ１、ＭＧ２トルクＴ２をそれぞれ出力するように制御される。ここで、車両の前進時には、図８に示すように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、正回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１、ＭＧ２トルクＴ２をそれぞれ出力して力行する。また、図示は省略するが、車両の後進時には、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、負回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１、ＭＧ２トルクＴ２をそれぞれ出力して力行する。一方、車両の減速時には、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機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、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は正回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１、ＭＧ２トルクＴ２を出力し、車両の後進時には、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は負回転しつつ正方向のＭＧ１トルクＴ１、ＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【００７９】
１−７．シリーズモード
シリーズモードは、入力軸Ｉ及び第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達が遮断された状態で、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の駆動力が第一回転電機ＭＧ１に伝達されるとともに、第二回転電機ＭＧ２の駆動力が出力軸Ｏに伝達される動作モードである。このシリーズモードでは、第一回転電機ＭＧ１がエンジンＥの駆動力によって発電を行い、当該発電により得られた電力がバッテリ２１及び第二回転電機ＭＧ２の一方又は双方に供給される。第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の発電により得られた電力及びバッテリ２１に蓄積された電力の一方又は双方を用いて力行することにより、駆動力を出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。このシリーズモードにおいては、第一遊星歯車装置Ｐ１は、入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達する増速装置として機能する。
【００８０】
図５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が解放状態で実現される。図９に示すように、シリーズモードでは、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一遊星歯車装置Ｐ１の第一サンギヤｓ１がケースＣＳに固定されて回転が停止される。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１では、回転速度の順で一方端となる第一サンギヤｓ１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（エンジンＥ）の回転が増速されて、回転速度の順で他方端となる第一リングギヤｒ１に駆動連結された第一回転電機ＭＧ１に伝達される。また、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、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二リングギヤｒ２がケースＣＳに固定されて回転が停止される。これにより、第二遊星歯車装置Ｐ２では、回転速度の順で一方端となる第二リングギヤｒ２の回転が停止され、回転速度の順で他方端となる第二サンギヤｓ２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に伝達される。この際、第一クラッチＣ１が解放状態とされているので、入力軸Ｉ、第一回転電機ＭＧ１、及び第一遊星歯車装置Ｐ１と、出力軸Ｏ、第二回転電機ＭＧ２、及び第二遊星歯車装置Ｐ２との間で回転及び駆動力の伝達が行わ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との間の駆動力の伝達は遮断される。
【００８１】
このシリーズモードでは、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うように）維持されるよう制御されつつ、第一回転電機ＭＧ１による発電のために必要な正方向のエンジントルクＴＥを出力する。そして、第一回転電機ＭＧ１は、エンジントルクＴＥによって正方向に回転させられながら負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生し、発電を行う。また、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。このシリーズモードでの第二回転電機ＭＧ２の動作は、上述した第二ＥＶモードと同様である。すなわち、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。なお、車両の減速時には、エンジンＥ及び第一回転電機ＭＧ１は非駆動状態とされ、回転は停止（回転速度がゼロと）される。
【００８２】
以上のとおり、シリーズモードでは、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の駆動力を第一回転電機ＭＧ１に伝達して発電を行わせるとともに、第二回転電機ＭＧ２を力行したことによる駆動力のみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。従って、シリーズモードでは、バッテリ２１の充電状態に関係なく、長時間にわたって第二回転電機ＭＧ２を力行し、車両を走行させることができる。また、このシリーズモードにおいて、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の回転は第一遊星歯車装置Ｐ１により増速されて第一回転電機ＭＧ１に伝達される。従って、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の駆動力により発電を行なう際における第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度を比較的高くすることができるので、発電能力を確保しつつ第一回転電機ＭＧ１の小型化及び高効率化を図ることができる。また、第二回転電機ＭＧ２の回転は第二遊星歯車装置Ｐ２により減速されるので、第二回転電機ＭＧ２の駆動力は増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８３】
１−８．パラレルモード
パラレルモードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して第一回転電機ＭＧ１及び出力軸Ｏの回転速度が定まる状態で、入力軸Ｉの駆動力が出力軸Ｏに伝達される動作モードである。このパラレルモードでは、エンジンＥの駆動力のみを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることが可能であり、必要に応じて第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の一方又は双方の駆動力を出力軸Ｏに伝達してエンジンＥの駆動力を補助することも可能である。本実施形態においては、パラレルモードには第一回転電機ＭＧ１のみを用いることとし、第二回転電機ＭＧ２は駆動力を出力しない非駆動状態とする。すなわち、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の駆動力を補助し、或いはエンジンＥの駆動力により発電してバッテリ２１を充電する。また、このパラレルモードにおいては、第一遊星歯車装置Ｐ１は、入力軸Ｉの回転を増速して出力軸Ｏに伝達する増速装置として機能する。この際、入力軸Ｉの回転は、第一回転電機ＭＧ１へも増速して伝達される。そして、第一回転電機ＭＧ１の駆動力は増速装置としての第一遊星歯車装置Ｐ１を介さずに出力軸Ｏに伝達される。
【００８４】
図５に示すように、パラレルモードは、第一クラッチＣ１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。図１０に示すように、パラレルモードでは、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一遊星歯車装置Ｐ１の第一サンギヤｓ１がケースＣＳに固定されて回転が停止される。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１では、回転速度の順で一方端となる第一サンギヤｓ１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（エンジンＥ）の回転が増速されて、回転速度の順で他方端となる第一リングギヤｒ１及び第一回転電機ＭＧ１に伝達される。また、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、出力回転要素ＭＯである第一リングギヤｒ１及び第一回転電機ＭＧ１と、出力軸Ｏ及び第二キャリヤｃａ２とが、一体回転するように駆動連結される。これにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及び第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏとが駆動連結される。更に、パラレルモードでは、第二ブレーキＢ２を解放状態とすることにより、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第二リングギヤｒ２が自由に回転可能な状態となり、第二サンギヤｓ２に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転及び駆動力が第二キャリヤｃａ２に伝達されない分離状態となる。従って、パラレルモードでは、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの間の駆動力の伝達は遮断される。これにより、パラレルモードでは、エンジンＥ（入力軸Ｉ）及び第一回転電機ＭＧ１の駆動力を出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。この際、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転は増速して出力軸Ｏに伝達され、第一回転電機ＭＧ１の回転は、同速のまま出力軸Ｏに伝達される。一方、第二回転電機ＭＧ２の回転速度はゼロとされ、第二リングギヤｒ２は空転する。従って、第二回転電機ＭＧ２が空転することにより発生する損失を低減することができ、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。
【００８５】
この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、要求駆動力等に応じて適切な正方向のエンジントルクＴＥを出力するように制御される。第一回転電機ＭＧ１は、車両側からの要求駆動力に対して出力軸Ｏに伝達されるエンジントルク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に伝達されるエンジントルク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。
【００８６】
以上のとおり、パラレルモードでは、基本的にエンジンＥの駆動力のみにより車両を走行させることができる。この際、第一回転電機ＭＧ１は必要に応じてエンジンＥの駆動力を補助し、或いはエンジンＥの駆動力により発電してバッテリ２１を充電するだけである。従って、パラレルモードでは、バッテリ２１の充電状態に関係なく、長時間にわたってエンジンＥの駆動力により車両を走行させることができる。また、このパラレルモードにおいて、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の回転は第一遊星歯車装置Ｐ１により増速されて出力軸Ｏに伝達される。従って、入力軸Ｉ（エンジン）の回転速度を出力軸Ｏの回転速度に対して低く抑えることが可能となるので、高速走行時のエンジンＥの燃費を向上させることができる。また、パラレルモードにおいては、第一回転電機ＭＧ１は第一クラッチＣ１を介して出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結され、増速装置としての第一遊星歯車装置Ｐ１を介さずに、第一回転電機ＭＧ１の駆動力が出力軸Ｏに伝達されるので、第一回転電機ＭＧ１が出力軸Ｏに対して高速で回転することを抑制できる。従って、第一回転電機ＭＧ１を非駆動状態として空転させる際に発生する損失（主に鉄損）を低減することができる。更にこの際、第二回転電機ＭＧ２は出力軸Ｏから分離され、非駆動状態とされて回転も停止されるため、第二回転電機ＭＧ２が空転することにより発生する損失を低減することができる。以上により、このハイブリッド駆動装置Ｈによれば、パラレルモードでのエネルギ効率を高めることができる。
【００８７】
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１１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１１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、上記第一の実施形態に係る、第二遊星歯車装置Ｐ２及び第二ブレーキＢを備えておらず、第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに直接連結された構成となっている。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。したがって、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に出力軸Ｏの回転速度と一致する。
【００８８】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第二係合装置Ｅ２としての第二ブレーキＢ２を備えないことから、各係合要素Ｃ１、Ｂ１の作動状態を示す作動表は、図１２に示すようになる。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、上記第一の実施形態に係る第一ＥＶモードを備えておらず、第二ＥＶモード、第三ＥＶモード、シリーズモード、及びパラレルモードを切り替え可能に備えている。第二ＥＶモード、第三ＥＶモード、及びシリーズモードについては、第二回転電機ＭＧ２が第二遊星歯車装置Ｐ２を介さず、出力軸Ｏと一体回転する状態で駆動されることを除いて、上記第一の実施形態と同様である。一方、本実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの駆動連結を分離することができないため、パラレルモードは、上記第一の実施形態のように第一回転電機ＭＧ１のみを用いる１モータパラレルモードとは異なり、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方を用いる２モータパラレルモードとなる。このパラレルモードでは、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の一方又は双方が、必要に応じて力行してエンジンＥの駆動力を補助し、或いはエンジンＥの駆動力により発電してバッテリ２１を充電する。
【００８９】
本実施形態においても、増速装置としての第一遊星歯車装置Ｐ１により、入力軸Ｉの回転が増速して出力回転要素ＭＯに伝達され、当該出力回転要素ＭＯに第一回転電機ＭＧ１が駆動連結されている。従って、第一遊星歯車装置Ｐ１は、シリーズモードにおいて入力軸Ｉの回転を増速して第一回転電機ＭＧ１に伝達するとともに、パラレルモードにおいて入力軸Ｉの回転を増速して出力軸Ｏへ伝達する。なお、特に説明しなかった点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００９０】
３．その他の実施形態
（１）上記の各実施形態では、第一係合装置Ｅ１が、第一遊星歯車装置Ｐ１の出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１と出力軸Ｏとを選択的に駆動連結又は分離するクラッチ（第一クラッチＣ１）であ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、第一係合装置Ｅ１を、上記第一の実施形態における第二係合装置Ｅ２及び第三係合装置Ｅ３と同様に、差動歯車装置の一つの回転要素を非回転部材としてのケースＣＳに固定するブレーキにより構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、第一係合装置Ｅ１を、摩擦係合要素以外の係合装置、例えば、噛み合い式クラッチ等により構成しても好適である。
【００９１】
（２）上記第一の実施形態では、第二係合装置Ｅ２及び第三係合装置Ｅ３が、差動歯車装置（第一遊星歯車装置Ｐ１又は第二遊星歯車装置Ｐ２）の一つの回転要素を非回転部材としてのケースＣＳに固定するブレーキ（第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２）であ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、第二係合装置Ｅ２及び第三係合装置Ｅ３の一方又は双方を、上記第一の実施形態における第一係合装置Ｅ１と同様に、２つの回転要素を係合するクラッチにより構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、第二係合装置Ｅ２及び第三係合装置Ｅ３の一方又は双方を、摩擦係合要素以外の係合装置、例えば、噛み合い式クラッチ等により構成しても好適である。
【００９２】
（３）上記の各実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが第三係合装置Ｅ３としての第一ブレーキＢ１を備える構成を例として説明したが、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、増速装置の出力回転要素及び第一回転電機と入力部材との駆動連結を選択的に分離する第三係合装置Ｅ３を備え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。この場合、例えば、上記第一の実施形態及び第二の実施形態において、第三係合装置Ｅ３としての第一ブレーキＢ１を備えず、第一サンギヤｓ１が非回転部材としてのケースＣＳに常時固定された構成とすると好適である。
【００９３】
（４）上記第二の実施形態では、第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏと常時一体回転するように駆動連結された構成について説明したが、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、上記第二の実施形態において、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２がクラッチを介して出力軸Ｏに選択的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。この場合、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する減速装置を備えないこと以外は上記第一の実施形態とほぼ同様であり、上記第一の実施形態と同じ動作モードを実現することができる。
【００９４】
（５）上記の各実施形態では、増速装置としての第一遊星歯車装置Ｐ１が、シングルピニオン型遊星歯車機構で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、第一遊星歯車装置Ｐ１をダブルピニオン型遊星歯車機構や、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のような他の差動歯車装置により構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合においても、回転速度の順で、第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が入力部材に駆動連結され、第三回転要素が出力回転要素とされて第一回転電機ＭＧ１に駆動連結される点は同様である。また、本発明に係る増速装置は、差動歯車装置により構成するものに限定されるものではなく、例えば常時噛み合い式の歯車対等により増速装置を構成しても好適である。
【００９５】
（６）上記の各実施形態では、減速装置としての第二遊星歯車装置Ｐ２が、シングルピニオン型遊星歯車機構で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、第二遊星歯車装置Ｐ２をダブルピニオン型遊星歯車機構や、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のような他の差動歯車装置により構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合においても、回転速度の順で、第一回転要素が第二回転電機に駆動連結され、第二回転要素が出力部材に駆動連結され、第三回転要素が非回転部材に固定される点は同様である。また、本発明に係る減速装置は、差動歯車装置により構成するものに限定されるものではなく、例えば常時噛み合い式の歯車対等により減速装置を構成しても好適である。
【００９６】
（７）上記の各実施形態では、オイルポンプＯＰは、出力回転要素ＭＯとしての第一リングギヤｒ１及び第一回転電機ＭＧ１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、オイルポンプを他の回転部材に駆動連結し、或いはハイブリッド駆動装置Ｈの回転部材とは独立して設けることも、本発明の好適な実施形態の一つである。オイルポンプをハイブリッド駆動装置Ｈの回転部材とは独立して設ける場合には、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２とは別に設けられた回転電機（電動機）によりポンプを駆動する電動オイルポンプを備える構成としても好適である。
【００９７】
（８）上記第一の実施形態では、パラレルモードに関して、第一回転電機ＭＧ１のみを用いる１モータパラレルモードを備え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、上記１モータパラレルモードに代えて、或いは上記１モータパラレルモードに加えて、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方を用いる２モータパラレルモードを備えることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この２モータパラレルモードは、上記第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成において、第一クラッチＣ１、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２を係合状態として実現される。そして、この２モータパラレルモードでは、第一回転電機ＭＧ１と同様に、第二回転電機ＭＧ２も、必要に応じて力行してエンジンＥの駆動力を補助し、或いはエンジンＥの駆動力により発電してバッテリ２１を充電する。これにより、上記１モータパラレルモードよりも高い駆動力を出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。なお、上記第一の実施形態のように、第二回転電機ＭＧ２が出力軸Ｏに伝達する回転速度の上限が車両の最高車速をカバーしていない場合には、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達可能な回転速度の範囲内で２モータパラレルモードが実行可能である。
【００９８】
（９）上記の第一の実施形態では、第一ＥＶモード、第二ＥＶモード、第三ＥＶモード、シリーズモード、及びパラレルモードの５つの動作モードを切り替え可能に備える場合を例として説明したが、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、これら５つの動作モードの中の一又は二以上の動作モードのみを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。この場合において、例えば、ハイブリッド駆動装置Ｈが、シリーズモード及びパラレルモードのみを切り替え可能に備え、或いはこれらに加えて３つのＥＶモードの中の一部のみを切り替え可能に備える構成としても好適である。
【００９９】
（１０）上記の各実施形態では、出力部材が、入力部材としての入力軸Ｉと同軸上に配置された出力軸Ｏであり、第二回転電機ＭＧ２及び減速装置としての第二遊星歯車装置Ｐ２も入力軸Ｉと同軸上に配置されて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。従って、出力部材及び第二回転電機ＭＧ２の一方又は双方を入力部材と異なる軸上に配置した構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、例えば、入力部材、第一回転電機ＭＧ１、及び第一遊星歯車装置Ｐ１を同軸上に配置するとともに、これらと異なる軸上に第二回転電機ＭＧ２及び出力部材を配置した構成としても好適である。この際、ハイブリッド駆動装置Ｈが出力部材に駆動連結されたカウンタギヤ機構を備え、当該カウンタギヤ機構に第一遊星歯車装置Ｐ１の出力回転要素ＭＯ及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結された構成としても好適である。また、カウンタギヤ機構が、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速して出力部材に伝達する減速装置として機能する構成とすると更に好適である。上記の各実施形態のように、入力部材としての入力軸Ｉと出力部材としての出力軸Ｏとが同一軸線上に配置された構成は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の車両の駆動装置に適している。一方、入力部材と第二回転電機ＭＧ２及び出力部材とが異なる軸上に配置された構成は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両やＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）方式の車両等の駆動装置に適している。
【０１００】
（１１）上記の各実施形態では、蓄電装置としてのバッテリ２１が外部電源により充電可能に構成され、ハイブリッド駆動装置Ｈがプラグインハイブリッド車両の駆動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、蓄電装置が、ハイブリッド駆動装置Ｈが備える回転電機のみにより充電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。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、エンジンに加えて、２つの回転電機を駆動力源として備えるハイブリッド車両用の駆動装置として、好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【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構成を示すスケルトン図
【図２】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システム構成を示す模式図
【図３】本発明の第一の実施形態に係る第一マップの例を示す図
【図４】本発明の第一の実施形態に係る第二マップの例を示す図
【図５】本発明の第一の実施形態に係る各モードでの複数の係合要素の作動状態を示す作動表
【図６】本発明の第一の実施形態に係る第一ＥＶモードでの速度線図
【図７】本発明の第一の実施形態に係る第二ＥＶモードでの速度線図
【図８】本発明の第一の実施形態に係る第三ＥＶモードでの速度線図
【図９】本発明の第一の実施形態に係るシリーズモードでの速度線図
【図１０】本発明の第一の実施形態に係るパラレルモードでの速度線図
【図１１】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構成を示すスケルトン図
【図１２】本発明の第二の実施形態に係る各モードでの複数の係合要素の作動状態を示す作動表
【符号の説明】
【０１０３】
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
ＭＧ１：第一回転電機
ＭＧ２：第二回転電機
ＭＯ：出力回転要素
Ｐ１：第一遊星歯車装置（増速装置）
ｓ１：第一サンギヤ（第一回転要素）
ｃａ１：第一キャリヤ（第二回転要素）
ｒ１：第一リングギヤ（第三回転要素）
Ｐ２：第二遊星歯車装置（減速装置）
ｓ２：第二サンギヤ（第一回転要素）
ｃａ２：第二キャリヤ（第二回転要素）
ｒ２：第二リングギヤ（第三回転要素）
Ｅ１：第一係合装置
Ｅ２：第二係合装置
Ｅ３：第三係合装置
ＣＳ：ケース（非回転部材）
ＯＰ：オイルポンプ
２１：バッテリ（蓄電装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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