(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転駆動力がそれぞれ入力軸に伝達される第１及び第２動力分配器と、前記第１動力分配器の２つの出力軸のうちの第１出力軸と前記第２動力分配器の２つの出力軸のうちの第１出力軸とから回転駆動力が伝達され、その伝達された回転駆動力を車両の駆動輪に出力する動力出力軸と、前記第１動力分配器の第２出力軸に駆動トルク又は回生トルクを付与する第１モータと、前記第２動力分配器の第２出力軸に駆動トルク又は回生トルクを付与する第２モータとを備え、前記エンジンから前記第１動力分配器を介して前記動力出力軸に至る回転伝達系の減速比が前記エンジンから前記第２動力分配器を介して前記動力出力軸に至る回転伝達系の減速比よりも大きい減速比になるように構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置において、
前記エンジンと前記第１動力分配器の入力軸との間の回転伝達を断接する第１クラッチ手段と、前記第２動力分配器の第１出力軸と動力出力軸との間の回転伝達を断接する第２クラッチ手段と、前記第１動力分配器の入力軸を回転自在とする開放状態と該入力軸の回転を阻止する制動状態とに動作する第１回転規制手段と、前記第２動力分配器の第１出力軸を回転自在とする開放状態と該第１出力軸の回転を阻止する制動状態とに動作する第２回転規制手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項２】
前記第１および第２動力分配器は、それぞれ遊星歯車装置により構成されていることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項３】
前記各動力分配器の入力軸、第１出力軸および第２出力軸は、それぞれ該動力分配器を構成する遊星歯車装置のリングギヤ、サンギヤおよびキャリアであることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１回転規制手段は、前記第１動力分配器の入力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項５】
前記第１回転規制手段は、前記第１動力分配器の入力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段をさらに備えることを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項６】
前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項７】
前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段をさらに備えることを特徴とする請求項６記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項８】
前記第１モータおよび第２モータにそれぞれ駆動トルクおよび回生トルクを発生させつつ、前記エンジンの回転駆動力を前記第１および第２動力分配器を介して前記動力出力軸に伝達して車両を走行させると共に、前記第１モータの駆動トルクおよび第２モータの回生トルクを制御することによりエンジンと動力出力軸との間の変速比を制御する変速走行モードを備え、該変速走行モードでは、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段および第２回転規制手段を開放状態に動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項９】
前記第１モータの駆動トルクを前記動力出力軸に伝達して車両の発進および走行を行わせる電気走行モードを備え、該電気走行モードでは、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段を制動状態に動作させることを特徴とする請求項８記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記第１回転規制手段は、前記第１動力分配器の入力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチと、前記第１動力分配器の入力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段とを備え、
前記電気走行モードにおける車両の前進走行時には、前記第１モータに車両を前進させる駆動トルクを発生させつつ、前記第１回転規制手段をそのワンウェイクラッチにより制動状態に動作させ、前記電気走行モードにおける車両の後進走行時には、前記第１モータに車両の前進走行時と逆方向の駆動トルクを発生させつつ、前記第１回転規制手段をその強制制動手段により制動状態に動作させることを特徴とする請求項９記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１１】
前記電気走行モードにおける車両の後進走行を開始する前に、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させた状態で、前記第２モータの駆動トルクを前記エンジンに伝達して該エンジンを始動することを特徴とする請求項１０記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１２】
前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチを備え、前記車両の後進走行の開始前に前記エンジンを始動するとき、該第２回転規制手段をそのワンウェイクラッチにより制動状態に動作させることを特徴とする請求項１１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１３】
前記電気走行モードは、前記エンジンの回転駆動力を前記第２モータに伝達して該第２モータの回生発電を行うシリーズ型電気走行モードを含み、該シリーズ型電気走行モードでは、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させることを特徴とする請求項９又は１０記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１４】
前記シリーズ型電気走行モードを開始する前に、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させた状態で、前記第２モータの駆動トルクを前記エンジンに伝達して該エンジンを始動することを特徴とする請求項１３記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１５】
前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチと、前記第２動力分配器の第１出力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段とを備え、前記シリーズ型電気走行モードの開始前に前記エンジンを始動するとき、前記第２回転規制手段をそのワンウェイクラッチにより制動状態に動作させ、前記シリーズ型走行モードでは、前記第２回転規制手段をその強制制動手段により制動状態に動作させることを特徴とする請求項１４記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１６】
前記第１モータの回転速度と第２モータの発生トルクとをほぼ０にし、且つ、前記第１クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段を開放状態に動作させ、且つ、第２クラッチ手段および第２回転規制手段の動作状態の切換を行なう過渡モードを備え、前記シリーズ型電気走行モードと変速走行モードとの間の移行を前記過渡モードを介して行うことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１７】
前記エンジンは複数気筒を有するエンジンであり、前記シリーズ型電気走行モードにおいて、該エンジンの全気筒のうちの一部の気筒を休止させる部分気筒休止モードを備えたことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【請求項１８】
前記エンジンの回転駆動力と前記第１モータの回転駆動力とを並列的に前記動力出力軸に伝達して車両を走行させるパラレル型走行モードを備え、該パラレル型走行モードでは、前記第１クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段を制動状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を開放状態に動作させ、且つ、第２モータに回生トルクを発生させることを特徴とする請求項８〜１７のいずれかに記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータと動力分配器とを備えるハイブリッド車両の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンとモータ（電動モータ）と動力分配器とを備えるハイブリッド車両の動力伝達装置としては、例えば特開平１１−３０１２９１号公報（特許文献１）に見られるものが知られている。このハイブリッド車両は、エンジンと、２つのモータと、２つの遊星歯車装置からなる動力分配器（差動歯車装置）とを備え、エンジンの回転駆動力が各動力分配器の入力軸にギヤを介して分配入力されるようになっている。また、各動力分配器の２つの出力軸のうちの一方は、それぞれ上記２つのモータのうちの各別のモータに連結されて、該モータから駆動トルク（力行トルク）又は回生トルクが付与されるようになっている。そして、車両の駆動輪に連接された１つの動力出力軸に、各動力分配器の他方の出力軸から並列的に回転駆動力が伝達されるようになっている。さらに、エンジンから一方の遊星歯車装置を経由して動力出力軸に至る回転伝達系の減速比と、他方の遊星歯車装置を経由して動力出力軸に至る回転伝達系の減速比とは互いに異なるものとされている。なお、上記各回転伝達系の減速比はより詳しくは、該回転伝達系の動力分配器の２つの出力軸のうちの、モータに連結された出力軸の回転速度を０としたときの減速比である。
【０００３】
このように構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置では、一方のモータを駆動状態（力行状態）とすると共に、他方のモータを回生状態（発電状態）とし、それらのモータの消費電力および発電電力がほぼ等しくなるようにすると、定常状態（車速がほぼ一定の状態）では、エンジンの回転速度ωｅおよびトルクＴｅと、動力出力軸の回転速度ωｖおよびトルクＴｖとの間には、Ｔｖ＝（ωｅ／ωｖ）・Ｔｅという関係が成立する。また、このとき、エンジンから動力出力軸への減速比（ωｅ／ωｖ）は、各モータのトルクを制御することで、前記回転伝達系の一方の減速比と他方の減速比との間で任意の値に変更できる。
【０００４】
従って、エンジンを車両の推進源として走行する場合に、両モータのトルクを制御することで、エンジンから動力出力軸への減速比（変速比）を連続的に変化させることができ、エンジンと動力出力軸との間にＣＶＴ等の無段変速装置を備えた場合と同等の機能を発揮することができる。つまり、ＣＶＴ等の無段変速装置を備えることなく、エンジンと動力出力軸との間の変速を行いながら、エンジンの出力により車両を走行させることができる。
【０００５】
また、駆動状態のモータの消費電力と回生状態のモータの発電電力とをほぼ等しい状態からずらすことで、モータによるアシスト駆動力を発生させたり、モータの電源としての蓄電器の充電を行うことも可能である。さらに、エンジンの負荷トルクが０になるように両モータのトルクを制御しつつ、両モータから動力出力軸にトルクを伝達することで、エンジンの出力を用いずに、モータの出力のみによる車両の走行（所謂ＥＶ走行）を行うこともできる。
【０００６】
ところで、この種のハイブリッド車両のエネルギー効率を高める上では、例えば車速が比較的低い状態でのクルーズ走行において、エンジンの出力を用いずに、モータの出力のみにより車両を走行させるＥＶ走行を行うことが好ましい。これは、低車速域でエンジンの出力により走行を行うと、該エンジンをエネルギー効率の高い動作点で運転させることが一般には困難であるからである。そして、このＥＶ走行を行うときには、モータの電源たる蓄電器の電力を補充するために適宜、エンジンの出力により蓄電器の充電を行うことが好ましい。すなわち、低車速でのクルーズ走行等では、ハイブリッド車両のエネルギー効率を高める上で、エンジンの出力を蓄電器の充電に適宜利用しつつ、モータの出力により車両を走行させる所謂シリーズ型のＥＶ走行を行うことが好ましい。
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１のハイブリッド車両では、エンジンを運転させているとき、そのエンジンの出力は常に動力分配器に入力されるため、車両の走行状態（車両の要求走行トルクや車速等）と無関係に（独立的に）いずれか一方のモータの発電をエンジンの出力により行って他方のモータの駆動力により車両を走行させるというようなことができない。すなわち、上記シリーズ型のＥＶ走行を行うことができない。
【０００８】
また、特許文献１のものでは、エンジンの出力を用いずにモータの駆動力により車両を走行させるＥＶ走行を行うときには、エンジンの負荷トルクが０になるように、各モータからエンジンに伝達されるトルクを相殺しつつ、両モータのトルクを動力出力軸に伝達する。このため、ＥＶ走行を行うときに各モータに発生させなければならないトルクが大きくなりやすく、ひいては、各モータの容量が大型化しやすいと共に、各モータの電力損失も増大化しやすい。
【０００９】
一方、本願出願人は、先に、特開２００２−５２９４４号公報（特許文献２）にて、動力分配器およびモータを２つずつ備えるハイブリッド車両において、特許文献１のものと同様の変速走行はもちろん、シリーズ型のＥＶ走行等も可能としたものを提案した。この特許文献２の技術は、１つのモータとエンジンとの間の回転伝達を動力分配器を経由せずに行う回転伝達経路を備えると共に、他の１つのモータから動力分配器を経由せずに動力出力軸に回転伝達を行う回転伝達経路とを備え、それらの回転伝達経路と、各モータから動力分配器への回転伝達経路とにクラッチを備えたものである。そして、そのクラッチの断接の組合わせによって、シリーズ型のＥＶ走行を含む種々様々の走行モードでの車両の走行を可能としたものである。しかし、この特許文献２の技術では、前記特許文献１のものに較べて回転伝達経路やクラッチが多くなるため、動力伝達装置全体の小型化の点で難点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−３０１２９１号公報
【特許文献２】
特開２００２−５２９４４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、変速走行はもちろん、シリーズ型のＥＶ走行を含むＥＶ走行等の種々様々の形態での走行を、小型な構成で効率よく行うことができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置の第１発明は、かかる目的を達成するために、エンジンの回転駆動力がそれぞれ入力軸に伝達される第１及び第２動力分配器と、前記第１動力分配器の２つの出力軸のうちの第１出力軸と前記第２動力分配器の２つの出力軸のうちの第１出力軸とから回転駆動力が伝達され、その伝達された回転駆動力を車両の駆動輪に出力する動力出力軸と、前記第１動力分配器の第２出力軸に駆動トルク又は回生トルクを付与する第１モータと、前記第２動力分配器の第２出力軸に駆動トルク又は回生トルクを付与する第２モータとを備え、前記エンジンから前記第１動力分配器を介して前記動力出力軸に至る回転伝達系の減速比が前記エンジンから前記第２動力分配器を介して前記動力出力軸に至る回転伝達系の減速比よりも大きい減速比になるように構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記エンジンと前記第１動力分配器の入力軸との間の回転伝達を断接する第１クラッチ手段と、前記第２動力分配器の第１出力軸と動力出力軸との間の回転伝達を断接する第２クラッチ手段と、前記第１動力分配器の入力軸を回転自在とする開放状態と該入力軸の回転を阻止する制動状態とに動作する第１回転規制手段と、前記第２動力分配器の第１出力軸を回転自在とする開放状態と該第１出力軸の回転を阻止する制動状態とに動作する第２回転規制手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
かかる第１発明によれば、前記第１クラッチ手段を備えることで、適宜、エンジンと第１動力分配器との間の回転伝達、ひいてはエンジンと第１モータとの間のトルク伝達を遮断することが可能となる。さらに、第１回転規制手段を備えることで、第１動力分配器の入力軸の回転を阻止することができるので、第１クラッチ手段を切断状態としたときに、第１モータと動力出力軸との間の回転伝達（トルク伝達）を行うことが可能となる。また、第２クラッチ手段を備えることで、適宜、第２動力分配器の第１出力軸と動力出力軸との間の回転伝達、ひいては第２モータと動力出力軸との間のトルク伝達を遮断することができる。さらに、第２回転規制手段を備えることで、第２動力分配器の第１出力軸の回転を阻止することができるので、第２クラッチ手段を切断状態としたときに、第２モータとエンジンとの間の回転伝達（トルク伝達）を行うことが可能となる。また、詳細は後述するが、例えば、第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を共に接続状態とし、且つ、第１回転規制手段および第２回転規制手段を開放状態とすれば、従来のハイブリッド車両の動力伝達装置と同様に、エンジンと第１モータと第２モータと動力出力軸との間の相互のトルク伝達を行うことが可能となる。この結果、第１発明によれば、シリーズ型電気走行等を行うための特別な回転伝達経路を備えることなく、小型な構成で、変速走行はもちろん、シリーズ型電気走行を含む電気走行（ＥＶ走行）等の種々様々の形態での車両の走行を行うことが可能となる。
【００１４】
かかる第１発明では、前記第１および第２動力分配器は、それぞれ一般的には差動歯車装置により構成され、例えば遊星歯車装置により構成される（第２発明）。この場合、各動力分配器の入力軸、第１出力軸および第２出力軸を、例えばそれぞれ該動力分配器を構成する遊星歯車装置のリングギヤ、サンギヤおよびキャリアとする（第３発明）。
【００１５】
また、第１〜第３発明において、第１回転規制手段は、前記第１動力分配器の入力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチを備えることが好ましい（第４発明）。これによれば、第１動力分配器の所定の１方向の回転を阻止すべきとき（例えば前記第１クラッチ手段の切断状態で動力出力軸をある所定の方向に回転させるトルクを第１モータから動力出力軸に伝達する場合）に、アクチュエータを使用したりその動作制御を行なうことなく、第１回転規制手段のワンウェイクラッチにより第１動力分配器の入力軸の回転を阻止することが可能となる。また、ワンウェイクラッチはその動作用のエネルギー源を必要としないので、使用エネルギーを節減できる。
【００１６】
この第４発明では、前記第１回転規制手段は、前記第１動力分配器の入力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段をさらに備えることが好ましい（第５発明）。これにより、第１回転規制手段のワンウェイクラッチにより阻止する第１動力分配器の入力軸の回転方向と逆方向の回転を強制制動手段により阻止することも可能となる。
【００１７】
また、前記第１〜第５発明では、前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチを備えることが好ましい（第６発明）。これによれば、第２動力分配器の第１出力軸の所定の１方向の回転を阻止すべきとき（例えば前記第２クラッチ手段の切断状態でエンジンを始動させるトルクを第２モータから動力出力軸に伝達する場合）に、アクチュエータを使用したりその動作制御を行なうことなく、第２回転規制手段のワンウェイクラッチにより第２動力分配器の第１出力軸の回転を阻止することが可能となる。また、ワンウェイクラッチはその動作用のエネルギー源を必要としないので、使用エネルギーを節減できる。
【００１８】
この第６発明では、前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段をさらに備えることが好ましい（第７発明）。これにより、第２回転規制手段のワンウェイクラッチにより阻止する第２動力分配器の第１出力軸の回転方向と逆方向の回転を阻止することも可能となる。
【００１９】
前記第１〜第３発明では、より具体的には、以下に説明するように各クラッチ手段、各回転規制手段を動作させることで変速走行、電気走行（ＥＶ走行）等、種々様々な形態での車両の走行を行うことが可能となる。
【００２０】
すなわち、前記第１モータおよび第２モータにそれぞれ駆動トルクおよび回生トルクを発生させつつ、前記エンジンの回転駆動力を前記第１および第２動力分配器を介して前記動力出力軸に伝達して車両を走行させると共に、前記第１モータの駆動トルクおよび第２モータの回生トルクを制御することによりエンジンと動力出力軸との間の変速比を制御する変速走行モードを備える。そして、この変速走行モードでは、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段および第２回転規制手段を開放状態に動作させる（第８発明）。このように各クラッチ手段および各回転規制手段を動作させることで、エンジン、第１および第２モータ、並びに動力出力軸の間での相互のトルク伝達を行い得る状態となり、前記変速走行モードでの車両の走行が可能となる。
【００２１】
そして、このように変速走行モードを備える第８発明において、前記第１モータの駆動トルクを前記動力出力軸に伝達して車両の発進および走行を行わせる電気走行モードをさらに備え、該電気走行モードでは、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段を制動状態に動作させる（第９発明）。
【００２２】
すなわち、第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ第１回転規制手段を制動状態に動作させたときには、エンジンと動力出力軸との間の回転伝達は不能となる一方、第１モータと動力出力軸との間の回転伝達を第１動力分配器を介して行い得る状態となる。従って、エンジンの運転状態とは無関係に第１モータの駆動トルクを第１動力分配器を介して動力出力軸に伝達して、該第１モータの出力による車両の電気走行（ＥＶ走行）を行うことが可能となる。このとき、第１モータの駆動トルクが動力分配器を介して動力出力軸に機械的に伝達されて車両の走行が行われることとなるので、該第１モータの駆動トルクを駆動トルクを効率よく動力出力軸に伝達しつつ車両の走行を行うことができる。また、第１モータの駆動トルクの制御を行うだけで、車両の走行駆動力を操作することができるので、電気走行モードでの車両の走行制御を容易に行うことができる。
【００２３】
この第９発明では、前記第１回転規制手段は、前記第１動力分配器の入力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチと、前記第１動力分配器の入力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段とを備え、前記電気走行モードにおける車両の前進走行時には、前記第１モータに車両を前進させる駆動トルクを発生させつつ、前記第１回転規制手段をそのワンウェイクラッチにより制動状態に動作させ、前記電気走行モードにおける車両の後進走行時には、前記第１モータに車両の前進走行時と逆方向の駆動トルクを発生させつつ、前記第１回転規制手段をその強制制動手段により制動状態に動作させることことが好ましい（第１０発明）。
【００２４】
これによれば、電気走行モードにおける車両の走行においては、前進走行および後進走行のうち、一般により頻度の高い前進走行時に、動作用のエネルギー源を必要としないワンウェイクラッチにより第１動力分配器の入力軸の回転を阻止する。そして、前進走行よりも頻度の低い後進走行時に、アクチュエータを有する強制制動手段により第１動力分配器の入力軸の回転を阻止する。このため、第１回転規制手段による使用エネルギーを最小限に留めることができる。また、前進走行時と後進走行時とで、第１モータに発生させる駆動トルクを互いに逆方向にすることで、後進専用の回転伝達経路を備えたりすることなく、電気走行モードでの車両の前進、後進を行うことができる。
【００２５】
この第１０発明では、さらに前記電気走行モードにおける車両の後進走行を開始する前に、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させた状態で、前記第２モータの駆動トルクを前記エンジンに伝達して該エンジンを始動することが好ましい（第１１発明）。
【００２６】
すなわち、第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させることにより、エンジンと第２モータとの間で、車両の走行状態や第１モータの動作状態と無関係に第２動力分配器を介して回転伝達（トルク伝達）を行い得る状態となる。従って、第２モータの駆動トルクをエンジンに伝達して該エンジンを始動することができる。そして、エンジンを始動することで、車両の後進走行を開始するときには、前記第１回転規制手段の強制制動手段は、エンジンの出力により動作する油圧ポンプ等を動力源（エネルギー源）として動作することが可能となる。その結果、電気走行モードにおける後進走行時に第１動力分配器の入力軸の回転を阻止する第１回転規制手段の強制制動手段のエネルギー源を確実に確保することができる。
【００２７】
なお、エンジンの始動後に第２モータの通電を遮断して、該第２モータの発生トルクを０にすれば、エンジンのアイドリング状態となる。そして、このアイドリング状態では第２回転規制手段の制動状態を解除してもよい。
【００２８】
さらに、第１１発明では、前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチを備え、前記車両の後進走行の開始前に前記エンジンを始動するとき、該第２回転規制手段をそのワンウェイクラッチにより制動状態に動作させることが好ましい（第１２発明）。これによれば、エンジンを始動するときに、第２回転規制手段は、エンジンの出力等の動作用のエネルギー源を必要としないワンウェイクラッチにより前記第２動力分配器の第１出力軸の回転を確実に阻止することができる。
【００２９】
電気走行モードを備える第９発明では、前記電気走行モードは、前記エンジンの回転駆動力を前記第２モータに伝達して該第２モータの回生発電を行うシリーズ型電気走行モードを含み、該シリーズ型電気走行モードでは、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させる（第１３発明）。
【００３０】
すなわち、電気走行モードで各クラッチ手段と第１回転規制手段とを前述の如く動作させることに加えて、第２回転規制手段を制動状態に制御すれば、前記第１１発明でエンジンを始動する場合と同様に、車両の走行状態や第１モータの動作状態と無関係にエンジンと第２モータとの間で第２動力分配器を介して回転伝達（トルク伝達）を行い得る状態となる。従って、第１モータの出力による車両の電気走行を行いながら、エンジンの回転駆動力（エンジンの出力トルク）を第２動力分配器を介して第２モータに伝達して、該第２モータの回生発電（モータの電源たる蓄電器の充電）を行うことができる。すなわち、シリーズ型の電気走行（ＥＶ走行）を行うことができる。この場合、車両の走行状態と無関係にエンジンの回転駆動力を第２モータに機械的に伝達して第２モータの回生発電を行うこととなるので、エンジンを最良のエネルギー効率の動作点で動作させながら、第２モータの回生発電を効率よく行うことができる。その結果、車両のエネルギー節減を効果的に行うことができる。
【００３１】
この第１３発明では、前記シリーズ型電気走行モードを開始する前に、前記第１クラッチ手段および第２クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を制動状態に動作させた状態で、前記第２モータの駆動トルクを前記エンジンに伝達して該エンジンを始動する（第１４発明）。
【００３２】
これにより、前記第１１発明で説明した場合と同様に、第２モータによるエンジンの始動を行うことができる。そして、この場合、第１および第クラッチ手段を切断状態とすることは、前記した電気走行モードと同様である。しかも、両クラッチ手段を切断状態としている状態では、第１モータおよび動力出力軸の間の回転伝達と、エンジンおよび第２モータの間の回転伝達とは独立的に行われるので、第１モータによる電気走行を行いながら、その走行状態に影響を及ぼすことなく、随時、第２モータによるエンジンの始動を円滑に行うことができる。さらに、エンジンを始動するときの第２回転規制手段の動作状態と、シリーズ型電気走行での第２回転規制手段の動作状態とは同じ（制動状態）であるから、エンジンの始動後、円滑且つ速やかに第２モータの回生発電を行うシリーズ型電気走行を開始することができる。
【００３３】
かかる第１４発明では、前記第２回転規制手段は、前記第２動力分配器の第１出力軸の２つの回転方向のうちの所定の１方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチと、前記第２動力分配器の第１出力軸の回転をアクチュエータを介して阻止する強制制動手段とを備え、前記シリーズ型電気走行モードの開始前に前記エンジンを始動するとき、前記第２回転規制手段をそのワンウェイクラッチにより制動状態に動作させ、前記シリーズ型走行モードでは、前記第２回転規制手段をその強制制動手段により制動状態に動作させることが好ましい（第１５発明）。
【００３４】
すなわち、第２モータから第２動力分配器を介してエンジンにトルクを伝達して該エンジンを始動するときと、エンジンから第２動力分配器を介して第２モータにトルクを伝達して該第２モータの回生発電を行うときとでは、第２動力分配器の第１出力軸に作用するトルクの向きが逆向きになる。この場合、エンジンを始動するときには、第２回転規制手段のワンウェイクラッチにより前記第２動力分配器の第１出力軸の回転を阻止することで、エンジンの出力等の動作用のエネルギー源を必要とすることなく、第２動力分配器の第１出力軸の回転を確実に阻止することができると共に、車両の使用エネルギーを節減できる。そして、エンジンの始動後のシリーズ型走行モードでは、動作用のエネルギー源を必要とする強制制動手段により第２動力分配器の第１出力軸の回転を阻止することとなるが、このときには、エンジンの出力により動作する油圧ポンプ等を動力源（エネルギー源）として強制制動手段を確実に動作させることができる。
【００３５】
シリーズ型電気走行モードを備える前記第１３〜第１５発明では、前記第１モータの回転速度と第２モータの発生トルクとをほぼ０にし、且つ、前記第１クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段を開放状態に動作させ、且つ、第２クラッチ手段および第２回転規制手段の動作状態の切換を行なう過渡モードを備え、前記シリーズ型電気走行モードと変速走行モードとの間の移行を前記過渡モードを介して行うことが好ましい（第１６発明）。
【００３６】
すなわち、シリーズ型電気走行モードでは、第１クラッチ手段および第２クラッチ手段は両者とも切断状態で、且つ第１回転規制手段および第２回転規制手段は両者とも制動状態であるのに対し、前記変速走行モードでは、第１クラッチ手段および第２クラッチ手段は両者とも接続状態で、且つ第１回転規制手段および第２回転規制手段は両者とも開放状態である。従って、シリーズ型電気走行モードと変速走行モードとの間の移行を行うときには、各クラッチ手段および各回転規制手段のいずれをも異なる動作状態に切換える必要がある。そして、それのらの動作状態の切換えを一度に行うと、車両の走行挙動が一時的にぎくしゃくしやすい。
【００３７】
そこで、第１６発明では、シリーズ型電気走行モードと変速走行モードとの間の移行を行うときに、前記過渡モードを介在させる。この過渡モードでは、前記第１モータの回転速度と第２モータの発生トルクとをほぼ０にし、且つ、前記第１クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ第１回転規制手段を開放状態に動作させるので、エンジンの回転駆動力（出力トルク）は、そのほぼ全部が第１動力分配器の入力軸および第１出力軸を介して動力出力軸に伝達される。そして、この状態では、エンジンの回転駆動力は第２動力分配器側にはほとんど伝達されないため、第２動力分配器側の第２回転規制手段と第２クラッチ手段の動作状態を変更しても、車両の走行状態に影響を及ぼさない。また、この過渡モードにおけるエンジンから動力出力軸への回転駆動力（トルク）の伝達形態は、変速走行モードにおいてエンジンから動力出力軸への減速比が最大となる状態に変速制御をした場合と同等である。従って、第２回転規制手段と第２クラッチ手段の動作状態の切換えを車両の走行状態に影響を及ぼすことなく、該過渡モードで行うことが可能となる。そして、過渡モードとシリーズ型電気走行モードとの間で第１クラッチ手段と第１回転規制手段の動作状態の切換えを行うこととなる。この場合、過渡モードとシリーズ型電気走行モードとの間では、動力出力軸へのトルクの伝達経路がエンジンからの伝達経路と、第１モータからの伝達経路との間で移行するだけなので、エンジンのスロットル制御（吸気系のスロットル弁の開度制御）と各モータのトルク制御を行ないつつ、第１クラッチ手段と第１回転規制手段の動作状態の切換えを徐々に行うことで、車両の走行状態を維持しつつ過渡モードとシリーズ型電気走行モードとの間の切換えを円滑に行うことができる。従って、前記過渡モードをシリーズ型電気走行モードと変速モードとの間に介在させることで、それらのモードの移行を円滑に行うことができる。
【００３８】
なお、変速走行モードは、基本的には、車両の前進走行時にのみ行えば十分である。そして、前記第１０発明のように、前記第１回転規制手段が、電気走行モードの前進走行時に第１動力分配器の入力軸の回転を阻止するワンウェイクラッチを備えた場合には、前記過渡モードとシリーズ型電気走行モードとの間での第１回転規制手段の動作状態の切換えは、該第１回転規制手段の特別な制御を行なうことなく、該ワンウェイクラッチにより自動的に行うことができる。
【００３９】
前述の如くシリーズ型電気走行モードを備える第１３〜第１６発明において前記エンジンが複数気筒を有するエンジンであるときには、前記シリーズ型電気走行モードにおいて、該エンジンの全気筒のうちの一部の気筒を休止させる部分気筒休止モードを備えることが好ましい（第１７発明）。
【００４０】
すなわち、エンジンは所謂ポンピングロスを有するが、エンジンの要求出力が比較的低いとき等に、前記部分気筒休止モードを実行し、該エンジンの一部の気筒を休止させることにより、エンジンのポンピングロスを低減して、エンジンのエネルギー消費を低減できる。この場合、部分気筒休止モードは、エンジンの回転駆動力が動力出力軸に伝達されないシリーズ型電気走行モードにおいて行われるので、エンジンの一部の気筒を休止させても、車両の走行状態に影響を及ぼすことはない。従って、第１７発明によれば、車両の走行状態に影響を及ぼすことなく、車両のエネルギーの使用効率を高めることができる。なお、エンジンの一部の気筒の休止は、より具体的には、その一部の気筒への燃料供給を停止すると共に、該一部の気筒の吸気弁および排気弁を全開状態あるいは全閉状態に維持することにより行われる。
【００４１】
また、前記第８〜第１７発明では、前記エンジンの回転駆動力と前記第１モータの回転駆動力とを並列的に前記動力出力軸に伝達して車両を走行させるパラレル型走行モードを備え、該パラレル型走行モードでは、前記第１クラッチ手段を切断状態に動作させ、且つ、前記第２クラッチ手段を接続状態に動作させ、且つ、前記第１回転規制手段を制動状態に動作させ、且つ、前記第２回転規制手段を開放状態に動作させ、且つ、第２モータに回生トルクを発生させることが好ましい（第１８発明）。
【００４２】
すなわち、第１クラッチ手段を切断状態、第１回転規制手段を制動状態に動作させることにより前記電気走行モードと同様に第１モータの駆動トルクを第１動力分配器を介して動力出力軸に伝達することができる。さらに、第２クラッチ手段を接続状態、第２回転規制手段を開放状態に動作させるとともに、第２モータに回生トルクを発生させることにより、エンジンの回転駆動力（エンジンの出力トルク）を第２動力分配器を介して動力出力軸に伝達することができる。従って、第１モータの駆動トルクとエンジンの回転駆動力とを並列的に動力出力軸に伝達することができる。その結果、車両の走行駆動力を高めることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置の一実施形態を図１〜図８を参照して詳説する。図１は本実施形態の動力伝達装置を含むハイブリッド車両の全体構成を模式的に示すシステム構成図であり、１はエンジン、２，２は車両の駆動輪、３は動力伝達装置である。エンジン１は例えば４気筒エンジンである。
【００４４】
動力伝達装置３は、第１動力分配器４、第２動力分配器５、第１モータ６、第２モータ７、第１クラッチ８（第１クラッチ手段）、第２クラッチ９（第２クラッチ手段）、第１回転規制手段１０、第２回転規制手段１１、および動力出力軸１２を主要な機構的要素として備えている。動力出力軸１２は、これと一体に回転自在に設けられたギヤ１３と、このギヤ１３に噛合する差動歯車装置１４（差動傘歯車装置）とを介して駆動輪２，２に連接され、駆動輪２，２と連動して回転可能とされている。
【００４５】
なお、本実施形態では、各動力分配器４，５は、いずれも差動歯車装置として機能する遊星歯車装置により構成されている。
【００４６】
エンジン１の出力軸１ａは、第１クラッチ８の入力部８ａに連結されて該入力部８ａと一体に回転自在とされている。この第１クラッチ８の出力部８ｂに、第１動力分配器４の入力軸としてのリングギヤ４ｒが連結されて該出力部８ｂと一体に回転自在とされている。従って、第１クラッチ８の接続状態（入力部８ａおよび出力部８ｂを係合させて連結した状態）で、エンジン１の出力軸１ａと第１動力分配器４のリングギヤ４ｒとの間の回転伝達が可能とされる。また、第１クラッチ８の切断状態（入力部８ａおよび出力部８ｂを離反させた状態）では、エンジン１の出力軸１ａと第１動力分配器４のリングギヤ４ｒとの間の回転伝達が遮断される。
【００４７】
第１動力分配器４の２つの出力軸としてのキャリヤ４ｃおよびサンギヤ４ｓのうち、第１出力軸としてのキャリア４ｃは、リングギヤ４ｒおよびサンギヤ４ｓとの間のプラネタリギヤ４ｐ（図では２つ）を回転自在に軸支して、サンギヤ４ｓおよびリングギヤ４ｒと同心の軸心回りに回転自在とされている。さらに該キャリア４ｃは、これと一体に回転自在に設けられたギヤ１５ａと、このギヤ１５ａに噛合して動力出力軸１２に一体に回転自在に設けられたギヤ１５ｂとからなる回転伝達手段１５を介して動力出力軸１２に連接されている。また、第１動力分配器４の第２出力軸としてのサンギヤ４ｓは、第１モータ６の回転軸６ａに連結され、該回転軸６ａと一体に回転自在とされている。
【００４８】
第２動力分配器５の入力軸としてのリングギヤ５ｒは、これと一体に回転自在に設けられたギヤ１６ａと、第１クラッチ８の入力部８ａと一体に回転自在（エンジン１の出力軸１ａと一体に回転自在）に設けられたギヤ１６ｃと、これらのギヤ１６ａ，１６ｃに噛合して回転自在に設けられたアイドルギヤ１６ｂとから構成された回転伝達手段１６を介してエンジン１の出力軸１ａに連接されている。そして、第２動力分配器５の２つの出力軸としてのキャリア５ｃおよびサンギヤ５ｓのうち、第１出力軸としてのキャリア５ｃは、リングギヤ５ｒおよびサンギヤ５ｓとの間のプラネタリギヤ５ｐ（図では２つ）を回転自在に軸支して、サンギヤ５ｓおよびリングギヤ５ｒと同心の軸心回りに回転自在とされていると共に、第２クラッチ９の入力部９ａに連結されて該入力部９ａと一体に回転自在とされている。この第２クラッチ９の出力部９ｂは、これと一体に回転自在に設けられたギヤ１７ａと、このギヤ１７ａに噛合して動力出力軸１２に一体に回転自在に設けれられたギヤ１７ｂとからなる回転伝達手段１７を介して動力出力軸１２に連接されている。従って、第２クラッチ９の接続状態（入力部９ａおよび出力部９ｂを係合させて連結した状態）で、第２動力分配器５のキャリア５ｃと動力出力軸１２との間の回転伝達が可能とされ、第２クラッチ９の切断状態（入力部９ａおよび出力部９ｂを離反させた状態）では、その回転伝達が遮断される。また、第２動力分配器５の第２出力軸としてのサンギヤ５ｓは、第２モータ７の回転軸７ａに連結され、該回転軸７ａと一体に回転自在とされている。
【００４９】
なお、前記第１クラッチ８および第２クラッチ９は、それぞれ、その接続動作および切断動作が後述する制御装置３１により制御されるアクチュエータ１８，１９により行われる。
【００５０】
ここで、本実施形態では、第１クラッチ８の接続状態でのエンジン１の出力軸１ａから第１動力分配器４および回転伝達手段１５を経由して動力出力軸１２に至る回転伝達経路の減速比（詳しくは、第１動力分配器４のサンギヤ４ｓの回転速度を０としたときの減速比）は、エンジン１の出力軸１ａから第２動力分配器５および回転伝達手段１７を経由して動力出力軸１２に至る回転伝達経路の減速比（詳しくは、第２動力分配器５のサンギヤ５ｓの回転速度を０としたときの減速比）よりも大きいものに設定されている。より具体的には、本実施形態では、エンジン１の出力軸１ａから各動力分配器４，５のリングギヤ（入力軸）４ｒ，５ｒまでの減速比は両者とも「１」で同一とされている。また、各動力分配器４，５のリングギヤ４ｒ，５ｒとサンギヤ４ｓ，５ｓとプラネタリギヤ４ｐ，５ｐとのギヤ比は、両動力分配器４，５について同一とされている。このとき、エンジン１から第１動力分配器４および回転伝達手段１５を経由して動力出力軸１２に至る回転伝達経路（以下、第１分配器側回転伝達経路という）の減速比と、エンジン１から第２動力分配器５および回転伝達手段１７を経由して動力出力軸１２に至る回転伝達経路（以下、第２分配器側回転伝達経路という）の減速比との比率は、回転伝達手段１５の減速比（ギヤ１５ａからギヤ１５ｂへの減速比）と回転伝達手段１７の減速比（ギヤ１７ａからギヤ１７ｂへの減速比）との比率と同じになる。従って、本実施形態では、回転伝達手段１５の減速比が、回転伝達手段１７の減速比よりも大きいものとされている。減速比は、入力側回転速度を出力側回転速度で除算したものであるから、回転伝達手段１５のギヤ１５ａに対するギヤ１５ｂのギヤ比（歯数比）が、回転伝達手段１７のギヤ１７ａに対するギヤ１７ｂのギヤ比（歯数比）よりも大きい値に設定されていることとなる。
【００５１】
なお、本実施形態では、上記の如く、回転伝達手段１５，１７の減速比を異ならせることで、第１および第２分配器側回転伝達経路の減速比を異ならせるようにしたが、各動力分配器４，５のリングギヤ４ｒ，５ｒとサンギヤ４ｓ，５ｓとプラネタリギヤ４ｐ，５ｐとのギヤ比をそれぞれの動力分配器４，５で異ならせるようにしたり、あるいは、エンジン１から各動力分配器４，５の入力軸への減速比を互いに異なるようにしてもよい。以下の説明では、第１分配器側回転伝達経路の減速比を低車速側減速比と称し、第２分配器側回転伝達経路の減速比を高車速側減速比という。低車速側減速比と高車速側減速比とは、それぞれ後述するＣＶＴ走行モードでエンジン１の出力軸１ａと動力出力軸１２との間で変速を行うときの最大減速比、最小減速比であり、それぞれ車両の一般的な変速装置のローギヤ、ハイギヤに相当するものである。
【００５２】
前記第１回転規制手段１０は、第１動力分配器４の入力軸たるリングギヤ４ｒの回転を適宜阻止するためのものであり、該リングギヤ４ｒの所定の一方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチ２０と、アクチュエータ２１の駆動力によりリングギヤ４ｒと係脱する係止機構２２を介してリングギヤ４ｒの回転を阻止する強制制動手段２３とから構成されている。この場合、ワンウェイクラッチ２０は、図１中の矢印Ｙ１の方向のリングギヤ４ｒの回転は許容するが、これと逆方向のリングギヤ４ｒの回転は図示しないラッチ機構により阻止するものである。従って、ワンウェイクラッチ２０の動作状態は、リングギヤ４ｒが矢印Ｙ１の方向に回転しようとするときには、その回転を許容する開放状態となり、矢印Ｙ１の方向と逆方向に回転しようとするときには、その回転を阻止する制動状態となる。このワンウェイクラッチ２０が許容するリングギヤ４ｒの回転方向（矢印Ｙ１）は、エンジン１の運転を行いつつ第１クラッチ８を接続状態に動作させたときに該エンジン１からの回転伝達によって該リングギヤ４ｒが回るべき方向（エンジン１の出力軸１ａからリングギヤ４ｒに伝達されるトルクの方向）であり、本実施形態ではエンジン１の出力軸１ａの回転方向と同一である。
【００５３】
また、強制制動手段２３の係止機構２２は、リングギヤ４ｒとの摩擦係合あるいは凹凸嵌合などにより該リングギヤ４ｒの回転を阻止するものである。この強制制動手段２３の動作状態は、アクチュエータ２１の駆動力により係止機構２２をリングギヤ４ｒに係合させることで、リングギヤ４ｒの回転を阻止する制動状態となり、アクチュエータ２１の駆動力を解除して係止機構２２とリングギヤ４ｒとの係合を解除することで、リングギヤ４ｒの回転を許容する開放状態となる。この場合、強制制動手段２３の制動状態では、リングギヤ４ｒの回転をいずれの方向でも阻止することが可能であるが、図１の矢印Ｙ１の方向と逆方向の回転は、常に前記ワンウェイクラッチ２０により阻止される。このため、強制制動手段２３は、矢印Ｙ１の方向のリングギヤ４ｒの回転を阻止する場合に用いられる。
【００５４】
第２回転規制手段１１は、第２動力分配器５の第１出力軸たるキャリア５ｃの回転を適宜阻止するためのものであり、該キャリア５ｃの所定の一方向の回転のみを阻止するワンウェイクラッチ２４と、アクチュエータ２５の駆動力によりキャリア５ｃに係脱する係止機構２６を介して該キャリア５ｃの回転を阻止する強制制動手段２７とから構成されている。これらのワンウェイクラッチ２４および強制制動手段２７の係止機構２６の機構的な構造は、それぞれ前記第１回転規制手段１０のワンウェイクラッチ２０、強制制動手段２３の係止機構２２と同様である。この場合、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４の動作状態は、第２動力分配器５のキャリア５ｃが図１中の矢印Ｙ２の方向に回転しようとするとき、その回転を許容する開放状態となり、矢印Ｙ２の方向と逆方向に回転しようとするとき、その回転を阻止する制動状態となる。このワンウェイクラッチ２４が許容するキャリア５ｃの回転方向（矢印Ｙ２）は、車両の前進走行を行いつつ、第２クラッチ９を接続状態に動作させたときに駆動輪２，２に連動して回転する動力出力軸１２とキャリア５ｃとの間の回転伝達によって該キャリア５ｃが回るべき方向であり、これと逆方向のキャリア５ｃの回転がワンウェイクラッチ２４により阻止される。
【００５５】
また、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７の動作状態は、アクチュエータ２５の駆動力により係止機構２６をキャリア５ｃに係合させることで、キャリア５ｃの回転を阻止する制動状態となり、アクチュエータ２５の駆動力を解除して係止機構２６とキャリア５ｃとの係合を解除することで、キャリア５ｃの回転を許容する開放状態となる。この強制制動手段２７は、矢印Ｙ２の方向のキャリア５ｃの回転を阻止する場合に用いられる。
【００５６】
なお、前記各アクチェエータ１８，１９，２１，２５は、電動式、油圧式のいずれでもよいが、本実施形態ではエンジン１の運転状態で該エンジン１により駆動される油圧ポンプ（図示省略）の圧油を利用し、油圧式のものを採用した。油圧ポンプはアクチュエータ１８，１９，２１，２５に専用的なものである必要はなく、車両の各種の油圧装置の油圧源として車両に一般的に搭載されるものでよい。
【００５７】
本実施形態の装置は、前述した機構的な構成の他、以下に説明する電気的構成を備えている。すなわち、前記第１および第２モータ６，７の電源としての蓄電器２８と、第１および第２モータ６，７のそれぞれと蓄電器２８との間で電力授受を行うモータ駆動回路２９，３０（パワードライブユニット）と、マイクロコンピュータ等を含む電子回路により構成された制御装置３１とを備えている。制御装置３１は、図示しないセンサから、エンジン１の回転数ＮＥ、エンジン１のスロットル弁の開度ＴＨ（以下、スロットル開度ＴＨという）、車両の車速Ｖ、車両のアクセルペダルの操作量ＡＰ（以下、アクセル操作量ＡＰという）等の検出データが入力されるようになっている。そして、制御装置３１は、それらの入力データやあらかじめ記憶保持したプログラムに基づいてエンジン１、第１および第２モータ６，７、並びにアクチュエータ１８，１９，２１，２５を制御する。この場合、エンジン１の運転制御は、該エンジン１の図示しない燃料噴射装置、スロットル弁、点火装置、各気筒の吸排気バルブの駆動装置を介して行われる。また、第１モータ６および第２モータ７の制御は、それぞれモータ駆動回路２９，３０を介して各モータ６，７の通電電流を制御することで行われる。なお、蓄電器２８は、充電可能な二次電池、あるいは、電気二重層コンデンサ等の大容量型のコンデンサから構成されたものである。
【００５８】
次に、前記動力伝達装置３の作動を含めて本実施形態のハイブリッド車両の作動を図２〜図８を参照して説明する。図２は車両の走行モードを説明するためのグラフであり、図３〜図８は各走行モードに係わる動力伝達装置３の動作を説明するための図である。まず、図２を参照して車両の走行モードと、これらの各走行モードでの車両の走行動作の概要とを説明する。
【００５９】
本実施形態のハイブリッド車両では、主要な走行モードとして、図２に示すように、前記低車速側減速比と高車速側減速比との間の変速比でエンジン１の出力軸１ａと動力出力軸１２との間の減速比の変更（変速）を連続的に行いつつ、エンジン１の出力により車両を走行させるＣＶＴ走行モード（変速走行モード）と、エンジン１の出力トルクを動力出力軸１２に伝達することなく第１モータ６の駆動トルクにより車両を走行させるＥＶ走行モード（電気走行モード）と、エンジン１の出力トルクと第１モータ６の駆動トルクとを並列的に動力出力軸１２に伝達して車両を走行させるパラレル型走行モードとを備えている。そして、車両の走行は、基本的には車両の要求走行トルクと車速Ｖとに応じた走行モードで行われる。なお、車両の要求走行トルクは、車両のアクセル操作量ＡＰ（検出値）と車速Ｖ（検出値）とからマップ等により決定されるものである。
【００６０】
この場合、ＣＶＴ走行モードは、基本的には車速Ｖが中高速域にあるときに行われる走行モードであり、ＥＶ走行モードは、基本的には車速Ｖおよび要求走行トルクが比較的低い領域にあるとき（車両の発進時を含む）に行われる走行モードであり、パラレル型走行モードは、基本的には車速Ｖが低中速域にあると共に要求走行トルクが高トルク域にあるときに行われる走行モードである。また、ＥＶ走行モードには、第１モータ６の出力により車両の走行を行いながら、エンジン１の出力により第２モータ７の回生発電を行うシリーズ型ＥＶ走行モードが含まれる。また、車両の後進走行は、ＥＶ走行モードで行われる。
【００６１】
なお、図２中の曲線ａは、ＣＶＴ走行モードで、エンジン１の出力軸１ａと動力出力軸１２との間の変速比を前記低車速側減速比に固定して車両の走行を行った場合の車両の最大走行トルクと車速Ｖとの関係を示す曲線、曲線ｂは、ＣＶＴ走行モードで、エンジン１の出力軸１ａと動力出力軸１２との間の変速比を前記高車速側減速比に固定して車両の走行を行った場合の車両の最大走行トルクと車速Ｖとの関係を示す曲線である。曲線ａと図２中の二点鎖線とで囲まれた領域がＣＶＴ走行モードでの走行が可能な領域である。
【００６２】
図２に示した各走行モードの領域は、車両の要求される走行性能（加速性能等）を満たしつつ、可能な限り車両のエネルギー効率（エンジン１のエネルギ効率や各モータ６，７のエネルギー効率）が良好なものとなるように設定された領域である。但し、これらの各走行モードは車両の要求走行トルクと車速Ｖとに応じて厳密に区分されるわけではなく、要求走行トルクと車速Ｖとの組が同じであっても、前記蓄電器２８の充電状態等によって適宜、走行モードが変更される。また、特に、各走行モードの領域の境界付近（各走行モードの移行が行われる領域）では、走行要求トルクと車速Ｖとに応じて直ちに走行モードが切換えられるわけではなく、走行モードが頻繁に代わったりすることがないようにヒステリシス的な走行モードの移行が行われたり、車両の走行状態（走行トルク等）の変化ができるだけ小さくなるように各走行モード間の移行が行われる。
【００６３】
各走行モードでの動力伝達装置３の作動、並びに各走行モード間の相互の移行時の動力伝達装置３の作動を以下に説明する。
【００６４】
まず、ＥＶ走行モードについて説明する。ＥＶ走行モードには、車両の前進走行時のＥＶ走行モード（以下、前進側ＥＶ走行モードという）と、車両の後進走行時のＥＶ走行モード（以下、後進側ＥＶ走行モードという）とがあり、前進側ＥＶ走行モードをまず説明する。前進側ＥＶ走行モードには、エンジン１の運転を停止した状態で、第１モータ６の出力により車両を走行させる基本ＥＶ走行モードと、エンジン１を運転させて該エンジン１の出力により第２モータ７の回生発電（蓄電器２８の充電）を行いつつ、第１モータ６の出力により車両を走行させるシリーズ型ＥＶ走行モードと、これらの基本ＥＶ走行モードおよびシリーズ型ＥＶ走行モードの間の移行時等に一時的に用いられるエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードとがある。そして、前進側ＥＶ走行モードでの車両の走行を行う領域では、基本的には、蓄電器２８の充電状態（残容量）に応じて、前記制御装置３１により、基本ＥＶ走行モード又はシリーズ型ＥＶ走行モードが選択され、その選択された走行モードでの車両の走行が行われる。例えば、蓄電器２８の残容量が所定の第１閾値よりも大きい状態（残容量が多い状態）では、基本ＥＶ走行モードでの走行が行われ、蓄電器２８の残容量が第１閾値よりも小さい所定の第２閾値よりも小さい状態（残容量が少ない状態）では、シリーズ型ＥＶ走行モードでの車両の走行が行われる。そして、基本ＥＶ走行モードでの走行中に、蓄電器２８の残容量が第１閾値を下回って第２閾値まで低下するとシリーズ型ＥＶ走行モードでの走行に移行する。さらに、シリーズ型ＥＶ走行モードでの走行中に、残容量が第２閾値を越えて第１閾値まで上昇すると、基本ＥＶ走行モードでの走行に移行する。
【００６５】
図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ上記基本ＥＶ走行モード、エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードにおける動力伝達装置３の動作状態を示す、図４はシリーズ型ＥＶ走行モードにおける動力伝達装置３の動作状態を示している。これらの各図において、前記第１クラッチ８および第２クラッチ９については、それが切断状態であることを白抜きで表しており、接続状態であることを黒塗りで表している。同様に、各回転規制手段１０，１１のワンウェイクラッチ２０，２４は、その動作状態が制動状態であることを黒塗りで表し、開放状態であることを白抜きで表している。さらに、各回転規制手段１０，１１の強制制動手段２３，２７は、その動作状態が制動状態であることをそれぞれの係止機構２２，２６の黒塗りで表し、開放状態であることをそれぞれの係止機構２２，２６の白抜きで表している。上記の黒塗り、白抜きが意味するものは、後述する図５〜図８においても同様である。
【００６６】
基本ＥＶ走行モードでは、図３（ａ）に示すように、第１および第２クラッチ８，９は切断状態とされ、エンジン１は運転停止状態とされる。そして、第１モータ６は、制御装置３１により、その回転軸６ａに図中の矢印Ｙ３の向きに駆動トルクを発生する駆動状態（力行状態）に制御される。この状態では、第２動力分配器５のリングギヤ５ｒ、キャリア５ｃおよびサンギヤ５ｓは回転しないので、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４の動作状態は開放状態であり、また、第２モータ７は通電停止状態（トルクを発生しない状態）とされる。また、エンジン１の運転停止状態であるので、各回転規制手段１０，１１の強制制動手段２３，２７の動作状態は開放状態である。
【００６７】
第１モータ６の回転軸６ａに矢印Ｙ３の向きの駆動トルクを発生させることで、図中の破線矢印Ｒ１で示すように、第１モータ６の回転軸６ａから第１動力分配器４のサンギヤ４ｓ、プラネタリギヤ４ｐ、キャリア４ｓ、回転伝達手段１５を順に介して動力出力軸１２にトルクが伝達され、車両の前進走行（発進を含む）が行われる。このとき、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒには、サンギヤ４ｓの回転方向（＝第１モータ６の回転軸６ａの回転方向）と逆方向に回転させようとするトルクが作用するため、第１回転規制手段１０のワンウェイクラッチ２０が自動的に制動状態となり、リングギヤ４ｒの回転が阻止される。換言すれば、このようにリングギヤ４ｒの回転が阻止されるので、上記のように第１モータ６から動力出力軸１２にトルクが伝達されることとなる。また、このとき、第１動力分配器４のキャリア４ｃはサンギヤ４ｓと同方向に回転する。
【００６８】
なお、前進側ＥＶ走行モードでの第１モータ６から動力出力軸１２への回転伝達は、詳細を後述するエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードおよびシリーズ型ＥＶ走行モードを含めて、上記基本ＥＶ走行モードと同じであり、第１モータ６の回転軸６ａから動力出力軸１２への減速比は一定である。従って、第１モータ６の回転軸６ａの回転速度は、車速Ｖによって定まる（車速Ｖに比例する）。そして、前進側ＥＶ走行モードでの第１モータ６の駆動トルクは、制御装置３１によって、車両の要求走行トルクに対応したトルク（車両の駆動輪２，２に要求走行トルクを発生させるときに要する第１モータ６のトルク）に制御される。
【００６９】
エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードでは、前記基本ＥＶ走行モードの状態からエンジン１を始動するとき、図３（ｂ）に示すように、両クラッチ８，９の動作状態が切断状態に維持されたまま、制御装置３１により、第２モータ７がその回転軸７ａに矢印Ｙ４の向きの駆動トルクを発生する駆動状態（力行状態）に制御される。なお、両クラッチ８，９、第１回転規制手段１０、第１モータ６、および第２回転規制手段１１の強制制動手段２７の動作状態は、基本ＥＶ走行モードと同じである。
【００７０】
第２モータ７の回転軸７ａに矢印Ｙ４の向きの駆動トルクを発生させることで、図中の破線の矢印Ｒ２で示すように、第２モータ７の回転軸７ａから第２動力分配器５のサンギヤ５ｓ、プラネタリギヤ５ｐ、リングギヤ５ｒ、回転伝達手段１６を順に介してエンジン１の出力軸１ａにトルクが伝達され、該出力軸１ａが回転駆動される。すなわち、エンジン１のクランキングが行われる。そして、この状態で、制御装置３１により、エンジン１の所定の始動制御（エンジン１の燃料噴射制御、点火制御、並びに第２モータ７の回転速度制御）が行われ、エンジン１が始動される。このとき、第２動力分配器５のキャリア５ｃには、サンギヤ５ｃの回転方向（＝第２モータ７の回転軸７ａの回転方向）と同方向に回転させようとするトルクが作用するため、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４が自動的に制動状態となり、キャリア５ｃの回転が阻止される。換言すれば、このキャリア５ｃの回転の阻止によって、第２モータ７からエンジン１の出力軸１ａにトルクが伝達される。
【００７１】
エンジン１が始動すると、制御装置３１は第２モータ７の通電を停止して、該モータ７の発生トルクを０とし、エンジン１のアイドリング運転を行わせる。なお、このアイドリング運転を行っている状態では、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４は開放状態となる。また、エンジン１のアイドリング運転状態から該エンジン１の運転を停止することで、前記基本ＥＶ走行モードに移行することとなる。
【００７２】
シリーズ型ＥＶ走行モードでは、制御装置３１は、図４に示すように、前記エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードでエンジン１のアイドリング運転を行っている状態（図３（ｂ）を参照）から、前記アクチュエータ２５を介して第２回転規制手段１１の強制制動手段２７を制動状態に動作させる。さらに、エンジン１に第２モータ７の回生発電を行わせる所要の出力を発生させつつ、第２モータ７の通電電流（回生トルク）を制御する。なお、両クラッチ８，９、第１回転規制手段１０、および第１モータ６の動作状態は、基本ＥＶ走行モードと同じである。
【００７３】
これにより、エンジン１の出力をエネルギー源として第２モータ７の回生発電が行われ、その発電電力によって蓄電器２８が充電される。このとき、第２動力分配器５のリングギヤ５ｒとサンギヤ５ｓの回転方向は、前記エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードでのエンジン１の始動の場合と同じであるが、エンジン１から回転伝達手段１６を介してリングギヤ５ｒにトルクが付与される。このため、第２動力分配器５のキャリア５ｃには、リングギヤ５ｒの回転方向と同方向（これはワンウェイクラッチ２４が許容する回転方向である）に回転させようとするトルクが作用するが、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７によって、リングギヤ５ｒの回転が阻止される。これにより、図中の破線の矢印Ｒ３で示すように、エンジン１の出力軸１ａから回転伝達手段１６、第２動力分配器５のリングギヤ５ｒ、プラネタリギヤ５ｐ、サンギヤ５ｓを順に介して第２モータ７の回転軸７ａにトルクが伝達され、第２モータ７の回生発電が行われる。
【００７４】
シリーズ型ＥＶ走行モードでの第２モータ７の回生発電を行う際には、制御装置３１は、例えば次のようにエンジン１および第２モータ７を制御する。すなわち、制御装置３１は、エンジン１の目標出力（≒第２モータ７の目標発電出力）を第１モータ６の出力（あるいは要求走行トルクおよび車速Ｖ）、蓄電器２８の残容量等に応じて設定する。この場合、基本的には第１モータ６の出力（消費電力）が大きいほど、エンジン１の目標出力が大きな値に決定される。また、蓄電器２８の残容量が少ないほど、エンジン１の目標出力が大きな値に決定される。そして、制御装置３１は、エンジン１の目標出力を発生させる上で最も燃料消費量が少なくなる動作点（エンジン１の目標出力トルクおよび目標回転数の組）、すなわち、エンジン１のエネルギー効率が最良となる動作点を決定し、その動作点の目標出力トルクに応じてエンジン１のスロットル開度ＴＨを制御する。さらに、決定した動作点の目標回転数にエンジン１の実回転数ＮＥ（検出値）を一致させるように、第２モータ７の回生トルク（通電電流）を制御する。これにより、エンジン１を最良のエネルギー効率の動作点で運転させながら、第２モータ７の回生発電を行って、蓄電器２８の充電を効率よく行うことができる。
【００７５】
さらに、制御装置３１は、エンジン１の目標出力が比較的小さいような場合（目標出力が所定値以下の場合）には、エンジン１のポンピングロスを低減するために、エンジン１の全気筒（本実施形態では４気筒）のうちの一部の気筒（例えば２気筒）を休止させる。この一部の気筒の休止は、休止させる気筒への燃料噴射を停止すると共に、該気筒の吸気弁および排気弁の両者を開弁状態に維持し、あるいは、その両者を閉弁状態に維持することにより行われる。これにより、エンジン１のポンピングロスが低減して、エンジン１を高いエネルギー効率で運転させながら第２モータ７の回生発電を行うことができる。
【００７６】
なお、シリーズ型ＥＶ走行モードから、基本ＥＶ走行モードに移行する際には、第２モータ７の通電電流をほぼ０まで減らすと共に、エンジン１のスロットル開度を最小開度にして、該エンジン１をアイドリング状態にする。これにより、前記エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードとなり、この状態で、エンジン１の運転を停止することで、基本ＥＶ走行モードに移行することとなる。
【００７７】
以上のようにＥＶ走行モードでは、第１および第２クラッチ８，９を共に切断状態とすることで、第１モータ６の駆動トルクのみにより車両を走行させつつ、その走行状態に影響を及ぼすことなくエンジン１と第２モータ７との間の回転伝達（トルク伝達）を行うことができる。その結果、車両の走行状態に影響を及ぼすことなく、エンジン１に第２モータ７の駆動トルクを伝達して該エンジン１を始動したり（エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モード）、エンジン１の出力トルクを第２モータ７に伝達して、該第２モータ７の回生発電（蓄電器２８の充電）を行うシリーズ型ＥＶ走行モードでの車両の走行を行うことができる。そして、シリーズ型ＥＶ走行モードでは、車両の走行状態と無関係に、エンジン１の出力による第２モータ７の回生発電を行うことができることから、エンジン１を確実に高効率の動作点で運転させることができ、車両のエネルギー効率を高めることができる。また、第１回転規制手段１０にワンウェイクラッチ２０を備えることで、エンジン１の運転を停止した状態（エンジン１の出力によるエネルギー供給ができない状態）でも、アクチュエータを使用することなく（エネルギーを必要とすることなく）、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒの回転を阻止して、第１モータ６の駆動トルクを動力出力軸１２に伝達することができる。同様に、第２回転規制手段１１にもワンウェイクラッチ２４を備えることで、エンジン１の始動時に、アクチュエータを使用することなく（エネルギーを必要とすることなく）、第２動力分配器５のキャリア５ｃの回転を阻止して、第２モータ７の駆動トルクをエンジン１の出力軸１ａに伝達することができる。
【００７８】
次に、後進側ＥＶ走行モードについて図５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。車両の後進を行う後進側ＥＶ走行モードでは、この走行モードでの車両の走行を開始する前に、車両の停車状態でエンジン１を始動しておく。これは、後述するように後進側ＥＶ走行モードでは、各回転規制手段１０，１１のアクチュエータ２１，２５を使用するためである。図５（ａ）はそのエンジン１の始動時の動作状態を示しており、図５（ｂ）はそれに続く後進側ＥＶ走行モードでの動作状態を示している。
【００７９】
図５（ａ）を参照して、エンジン１の始動時の動力伝達装置３の動作状態は、前記図３（ｂ）のエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードでエンジン１を始動するときに、第１モータ６の通電を停止した場合（第１モータ６の駆動トルクを０とした場合）と同じである。従って、第１および第２クラッチ８，９は切断状態である。なお、この場合、車両は停車しているので第１動力分配器４のリングギヤ４ｒは回転せず、第１回転規制手段１０のワンウェイクラッチ２０は開放状態である。そして、エンジン１の始動およびこれに続くエンジン１のアイドリング運転がエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードの場合と全く同様に行われる。このとき、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４はエンジン１の始動時（第２モータ７からエンジン１へのトルクの伝達時）には制動状態となり、それに続くエンジン１のアイドリング運転時には開放状態となる。
【００８０】
エンジン１を始動した後、後進側ＥＶ走行モードでの走行を開始するときには、図５（ｂ）に示すように、制御装置３１は、各回転規制手段１０，１１の強制制動手段２３，２７をそれぞれのアクチュエータ２１，２５を介して制動状態に動作させる。そして、第１および第２クラッチ８，９が切断状態に維持されたまま、制御装置３１により、第１モータ６がその回転軸６ａに図中の矢印Ｙ５の向きの駆動トルクを発生する駆動状態（力行状態）に制御される。この場合の第１モータ６の駆動トルクの向きは、前記基本ＥＶ走行モードの場合と逆向きであり、その向きは、第１回転規制手段１０のワンウェイクラッチ２０が許容する回転方向である。そして、第１モータ６の駆動トルクの向きに、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒを回転させようとするトルクが該リングギヤ４ｒに作用するが、該リングギヤ４ｒの回転が強制制動手段２３により阻止される。これにより、図中に破線の矢印Ｒ４で示すように、第１モータ６の回転軸６ａから、第２動力分配器４のサンギヤ４ｓ、プラネタリギヤ４ｐ、キャリア４ｃ、回転伝達手段１５を順に介して動力出力軸１２にトルク（車両の後進方向のトルク）が伝達され、車両の後進走行が行われる。なお、第１モータ６の駆動トルクは、前記基本ＥＶ走行モードと同様、車両の要求走行トルクに応じて制御される。
【００８１】
さらに、後進側ＥＶ走行モードでは、制御装置３１は、前記シリーズ型ＥＶ走行モードの場合と同様に、エンジン１に第２モータ７の回生発電を行わせる所要の出力を発生させつつ、第２モータ７の通電電流（回生トルク）を制御し、該第２モータ７の回生発電（蓄電器２８の充電）を行わせる。このとき、第２動力分配器５のキャリア５ｃの回転（リングギヤ５ｒと同方向の回転）が第２回転規制手段１１の強制制動手段２７によって阻止され、エンジン１の出力トルクが第２モータ７に伝達される。この場合、第２モータ７の回生発電時のエンジン１および第２モータ７の制御はシリーズ型ＥＶ走行モードと同様であり、エンジン１は高効率の動作点で運転される。このように、後進側ＥＶ走行モードでの走行は、前記シリーズ型ＥＶ走行モードでの走行と同様に行われる。
【００８２】
なお、本実施形態の後進側ＥＶ走行モードでは、第２モータ７の回生発電を行うようにしたが、第２モータ７の回生発電を行わずに、エンジン１のアイドリング運転を行うようにしてもよい。この場合には、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７を制動状態に動作させる必要はない。
【００８３】
また、前記前進側ＥＶ走行モードでは、基本ＥＶ走行モードでの走行中にエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードで、エンジン１を始動するようにしたが、後進側ＥＶ走行モードでの走行開始前にエンジン１を始動する場合と同様に、基本ＥＶ走行モードで発進する前の車両の停車状態でエンジン１を始動しておくようにしてもよい。この場合には、前記後進側ＥＶ走行モードと同様に、エンジン１の出力による第２モータ７の回生発電を行いながら、車両の前進走行を開始することもでき、換言すれば、前記シリーズ型ＥＶ走行モードで車両の発進を行うこともできる。
【００８４】
次に、前記ＣＶＴ走行モード（変速走行モード）を図６を参照して説明する。図６はＣＶＴ走行モードでの動力伝達装置３の動作状態を示している。このＣＶＴ走行モードでは、エンジン１の運転状態で、第１および第２クラッチ８，９がそれぞれ制御装置３１によりアクチュエータ１８，１９を介して接続状態に動作される。また、各回転規制手段１０，１１の強制制動手段２３，２７はいずれも開放状態とされる。なお、第１クラッチ８を接続状態とすることで、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒは、エンジン１の出力軸１ａと共に回転するので、第１回転規制手段１０のワンウェイクラッチ２０は開放状態となる。また、第２クラッチ９を接続状態とすることで、第２動力分配器５のキャリア５ｃは、動力出力軸１２と連動して回転するので、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４も開放状態となる。
【００８５】
この状態で、次のようにエンジン１および各モータ６，７の運転制御が制御装置３１により行なわれる。すなわち、制御装置３１は、車両の要求走行トルクと車速Ｖとから、それに対応したエネルギーを車両の駆動輪２，２に供給し得るエンジン１の目標出力を決定する。さらに、その目標出力を発生させる上で最もエネルギー効率が高い（燃料消費量が小さい）エンジン１の動作点に対応するエンジン１の目標出力トルクと目標回転数との組を決定する。上記目標出力、目標出力トルク、目標回転数は、マップ等を用いて決定される。そして、制御装置３１は、目標出力トルクに応じてエンジン１のスロットル開度ＴＨを制御すると共に、エンジン１の実回転数ＮＥ（検出値）を目標回転数に収束させるようにエンジン１の目標負荷トルクを決定する。この目標負荷トルクは、例えばエンジン１の実回転数ＮＥと目標回転数との偏差から、ＰＩ制御則等のフィードバック制御則により求めた操作量により前記目標出力トルクを補正することで決定される。
【００８６】
さらに、制御装置３１は、車両の要求走行トルクに応じて、その要求走行トルクを駆動輪２，２に発生させる動力出力軸１２の目標駆動トルク（これは要求走行トルクに比例する）を決定する。そして、上記のように決定したエンジン１の目標負荷トルクと、動力出力軸１２の目標駆動トルクとから、第１および第２モータ６，７の目標トルクを以下に説明するように決定する。
【００８７】
ここで、エンジン１の負荷トルクをＴｅ、動力出力軸１２の駆動トルクをＴｖ、各モータ６，７の発生トルクをそれぞれＴ１、Ｔ２とすると、定常状態では、次の関係式（１），（２）が成立する。
【００８８】
Ｔｅ＝（１／ｋ１）・Ｔ１＋（１／ｋ２）・Ｔ２      ……（１）
Ｔｖ＝ｋ３・Ｔ１＋ｋ４・Ｔ２                    ……（２）
これらの式（１）、（２）において、ｋ１はエンジン１の出力軸１ａから第１モータ６への減速比、ｋ２はエンジン１の出力軸１ａから第２モータ７への減速比、ｋ３は第１モータ６の回転軸６ａから動力出力軸１２への減速比、ｋ４は第２モータ７の回転軸７ａから動力出力軸１２への減速比である。本実施形態の構成の動力伝達装置３では、上記減速比ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４のうち、減速比ｋ１，ｋ２は、各動力分配器４，５におけるリングギヤ４ｒ，５ｒとサンギヤ４ｓ，５ｓとのギヤ比により定まる定数であり、減速比ｋ３，ｋ４は、各動力分配器４，５におけるリングギヤ４ｒ，５ｒとサンギヤ４ｓ，５ｓとのギヤ比と各回転伝達手段１５，１７のギヤ比とによって定まる定数である。より具体的には、各動力分配器４，５におけるリングギヤ４ｒ，５ｒに対するサンギヤ４ｓ，５ｓのギヤ比（ギヤの歯数比）をａ（本実施形態ではこれは両動力分配器４，５について同一である）、回転伝達手段１５のギヤ１５ａに対するギヤ１５ｂのギヤ比（ギヤ１５ａからギヤ１５ｂへの減速比）をα、回転伝達手段１７のギヤ１７ａに対するギヤ１７ｂのギヤ比（ギヤ１７ａからギヤ１７ｂへの減速比）をβ（＜α）とおくと、ｋ１＝ｋ２＝ａ、ｋ３＝（（１＋ａ）／ａ）・α、ｋ４＝（（１＋ａ）／ａ）・βである。なお、前記低車速側減速比および高車速側減速比は、上記ａ、α、βを用いて表すと、それぞれ（１＋ａ）・α、（１＋ａ）・βとなる。
【００８９】
ＣＶＴ走行モードで前記各モータ６，７の目標トルクを決定するときには、制御装置３１は、前述の通り決定したエンジン１の目標負荷トルク（これは式（１）のＴｅに相当）と、動力出力軸１２の目標駆動トルク（これは式（２）のＴｖに相当）とから式（１）、（２）に基づき各モータ６，７の目標トルクＴ１，Ｔ２を決定する。そして、制御装置３１は、その目標トルクＴ１，Ｔ２に応じて各モータ６，７の通電制御を行なう。
【００９０】
上記のようにエンジン１および各モータ６，７を制御したとき、基本的には第１モータ６は上記目標トルクＴ１の駆動トルク（力行トルク）を発生する駆動状態、第２モータ７は上記目標トルクＴ２の回生トルクを発生する回生状態（発電状態）に制御される。そして、定常的には、駆動状態となる第１モータ６の消費電力と、回生状態となる第２モータ７の発電電力とはバランスする（消費電力≒発電電力となる）。このとき、エンジン１と動力出力軸１２との間では、前記低車速側減速比と高車速側減速比との間の変速比で変速動作が行なわれつつ、エンジン１の出力が動力出力軸１２に伝達され、ＣＶＴ走行モードでの車両の走行が行われる。この場合、図６中の破線の矢印Ｒ５で示すように、エンジン１の出力トルクは、第１クラッチ８で各動力分配器４，５に分配され、第１動力分配器４に分配されたトルクは、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒ、ピニオンギヤ４ｐ、キャリア４ｃ、回転伝達手段１５を順番に介して動力出力軸１２に伝達される。また、第２動力分配器５に分配されたトルクは、第２動力分配器５のリングギヤ５ｒ、ピニオンギヤ５ｐ、キャリア５ｃ、回転伝達手段１７を順番に介して動力出力軸１２に伝達される。そして、それらの伝達されたトルクが動力出力軸１２で合流して、該動力出力軸１２から駆動輪２，２側に出力されることとなる。
【００９１】
次に、ＣＶＴ走行モードと前記シリーズ型ＥＶ走行モードとの間の移行時の動作について、前記図４および図６と、図７（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）は、この移行時の過渡的な動作状態を示している。図４のシリーズ型ＥＶ走行モードから図６のＣＶＴ走行モードに移行するとき、図７（ａ）で示す動作状態を経て図７（ｂ）の動作状態（本発明における過渡モードに相当）に移行し、さらにこの動作状態から図６のＣＶＴ走行モードに移行する。ここで、図７（ｂ）の動作状態（以下、過渡モード状態という）では、第１クラッチ８および第２クラッチ９はそれぞれ接続状態、切断状態とされ、第１回転規制手段１０の強制制動手段２３および第２回転規制手段１１の強制制動手段２７はそれぞれ開放状態、制動状態とされている。また、第１モータ６は、シリーズ型ＥＶ走行モードと同等の駆動トルク（矢印Ｙ３の向きの駆動トルク）を発生しつつ、該第１モータ６の回転速度がほぼ０となっている状態であり、第２モータ６は、通電電流をほぼ０としてトルクを発生していない状態である。なお、各回転規制手段１０，１１のワンウェイクラッチ２０，２４は開放状態である。この過渡モード状態では、エンジン１の出力トルクは、図中の破線の矢印Ｒ６で示すように、出力軸１ａから第１クラッチ８、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒ、ピニオンギヤ４ｐ、キャリア４ｃ、回転伝達手段１５を順に介して動力出力軸１２に伝達される。この状態は、前記ＣＶＴ走行モードにおいて変速比を前記低車速側減速比（＝（１＋ａ）・α）にした場合に相当するものである。
【００９２】
シリーズ型ＥＶ走行モードから、上記過渡モード状態に移行するときの作動を図７（ａ）を参照して説明すると、制御装置３１は、第２クラッチ９と第２回転規制手段１１の強制制動手段２７とをそれぞれ切断状態、制動状態（シリーズ型ＥＶ走行モードと同じ状態）に維持したまま、第１クラッチ８をアクチェエータ１８を介して徐々に接続させる。従って、図７（ａ）の状態では、第１クラッチ８は、切断状態と接続状態との中間状態であり、その意味で、同図では、第１クラッチ８に斜線を付している。このとき、制御装置３１は、第１モータ５の駆動トルクをシリーズ型ＥＶ走行モードでの走行時のトルク（車両の要求走行トルクに応じた駆動トルク）に維持する。また、エンジン１の目標出力トルクを、第１モータ５の駆動トルクと釣り合うトルク（第１モータ５から第１動力分配器４のリングギヤ４ｒに伝達されるトルクと等しいトルク）よりも若干大きいトルクに設定して、その目標出力トルクに応じてエンジン１のスロットル開度ＴＨを制御する。同時に、制御装置３１は、エンジン１の目標回転数を過渡モード状態での現在車速Ｖに対応した回転数（エンジン１と動力出力軸１２との間の変速比を前記低車速側減速比に固定して現在車速Ｖで車両を走行させたとした場合のエンジン１の回転数）に設定し、その目標回転数にエンジン１の実回転数ＮＥ（検出値）が維持されるように第２モータ７の回生トルクを制御する。このように、第１クラッチ８の接続を行いつつ、エンジン１並びに各モータ６，７を制御したとき、エンジン１から第１動力分配器４のリングギヤ４ｒに回転トルクが徐々に伝達されて、該リングギヤ４ｒがワンウェイクラッチ２０の回転許容方向（エンジン１の出力軸１ａの回転方向と同方向）に回転し始める（ワンウェイクラッチ２０の動作状態が自動的に開放状態になる）。これに伴い、第１モータ６の回転軸６ａの回転速度は低下していく。また、エンジン１の出力トルクが第１動力分配器４側に徐々に伝達されていくことで、第２モータ７の回生トルクは、エンジン１の実回転数ＮＥを目標回転数に維持するために徐々に低下していく。そして、制御装置３１は、第１モータ６の回転速度が０に近い状態になると、該第１モータ６の回転速度を０に維持するようにエンジン１のスロットル開度ＴＨを調整する。このとき、第２モータ６は、その発生トルクがほぼ０の状態となり、該２モータ６の通電が停止される。これにより、最終的に図７（ｂ）の過渡モード状態に移行することとなる。
【００９３】
上記の如く移行した過渡モード状態では、エンジン１の出力トルクが第１動力分配器４のみを介して動力出力軸１２に伝達されて、車両の走行が行われる。このため、該過渡モード状態では、第２クラッチ９や、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７の動作状態の切換えを行っても、第２動力分配器５にトルクが作用せず、車両の走行状態に影響を及ぼさない。そこで、制御装置３１は、次に、この過渡モード状態において、第２クラッチ９の動作状態をアクチュエータ１９を介して切断状態から接続状態に切換えると共に、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７の動作状態をアクチュエータ２５を介して制動状態から開放状態に切換える。これにより、各クラッチ８，９並びに各回転規制手段１０，１１の動作状態は、前記図６に示したＣＶＴ走行モードと同じ動作状態となる。そして、制御装置３１は、前述したＣＶＴ走行モードでのエンジン１および各モータ６，７の制御を開始し、ＣＶＴ走行モードでの車両の走行を行わせる。
【００９４】
ＣＶＴ走行モードからシリーズ型ＥＶ走行モードに移行する際には、制御装置３１は、図６のＣＶＴ走行モードにおいて、各クラッチ８，９および各回転規制手段１０，１１の動作状態を維持したまま、エンジン１の目標出力トルクを、前記過渡モード状態で車両の要求走行トルクを発生させ得るトルクに設定すると共に、エンジン１の目標回転数を過渡モード状態での現在車速Ｖに対応した回転数（エンジン１と動力出力軸１２との間の変速比と前記低車速側減速比に固定して現在車速Ｖで車両を走行させたとした場合のエンジン１の回転数）に設定する。そして、その設定したエンジン１の目標出力トルクと目標回転数とに応じて前記ＣＶＴ走行モードで説明した如くエンジン１のスロットル開度ＴＨと各モータ６，７のトルクとを制御する。これにより、第１モータ６の回転速度はほぼ０になると共に、該第１モータ６の発生トルク（駆動トルク）は、エンジン１の出力トルクと釣り合うようなトルクに制御される。さらに、第２モータ７はその通電電流がほぼ０になってトルクを発生しない状態となる。そして、この状態で、制御装置３１は、第２クラッチ９の動作状態を接続状態から切断状態に切換えると共に、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７の動作状態を開放状態から制動状態に切換える。これにより、図６のＣＶＴ走行モードから図７（ｂ）の過渡モード状態への移行が行われる。
【００９５】
次いで、制御装置３１は、図７（ａ）の動作を行わせる。すなわち、第１モータ６の駆動トルクを前記過渡モード状態でのトルク（これは車両の走行要求トルクに対応したトルクになる）に維持しつつ、第１クラッチ９の動作状態を接続状態から徐々に切断状態に切換える。このとき、制御装置３１は、エンジン１の回転数ＮＥを過渡モード状態での回転数に維持するように第２モータ７の回生トルクを増加させる。なお、第１モータ６の回転速度は、第１クラッチ８の切断に伴い上昇していく。また、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒには、第１クラッチ８の動作状態が切断状態に近い状態になったときに、第１モータ６側から、ワンウェイクラッチ２０が許容する回転方向と逆方向に回転させようとするトルクが作用するようになり、その結果、該ワンウェイクラッチ２０が自動的に制動状態になる。そして、第１クラッチ９が完全に切断状態となると、前記図４のシリーズ型ＥＶ走行モードの状態となり、その後は、制御装置３１は、前述のシリーズ型ＥＶ走行モードで説明したエンジン１および各モータ６，７の制御を行う。
【００９６】
以上説明したように、シリーズ型走行モードとＣＶＴ走行モードとの間の移行に際して、第２動力分配器５にトルクが作用しな過渡状態モードを介在させることで、車両の走行状態を保ちつつ、円滑に走行モードの移行を行うことができる。また、特に、シリーズ型ＥＶ走行モードと過渡モード状態との間の移行時（図７（ａ））の状態では、第１動力分配器４のリングギヤ４ｒの回転の制動や開放を、格別な制御を必要とすることなく、ワンウェイクラッチ２０により自動的に行うことができる。
【００９７】
次に、前記パラレル型走行モードを図８を参照して説明する。パラレル型走行モードでは、図８に示すように、第１クラッチ８および第２クラッチ９はそれぞれ、前記制御装置３１により、切断状態、接続状態に制御される。また、各回転規制手段１０，１１の強制制動手段２３，２４は開放状態とされる。さらに、第１モータ６は、車両を走行させる駆動トルクを発生する駆動状態に制御され、第２モータ７は回生トルクを発生する回生状態に制御される。なお、第１回転規制手段１０のワンウェイクラッチ２０は、基本ＥＶ走行モードの場合と同様に制動状態となる。また、第２回転規制手段１１のワンウェイクラッチ２４は、第２クラッチ９が接続状態であるため、開放状態となる。このパラレル型走行モードの動作状態では、図中の破線の矢印Ｒ６で示すように、第１モータ５の駆動トルクが第１動力分配器４のサンギヤ４ｓ、ピニオンギヤ４ｐ、キャリア４ｃ、回転伝達手段１５を順番に介して動力出力軸１２に伝達される。同時に、エンジン１の出力トルクが、破線の矢印Ｒ７で示すように、動力伝達手段１６、第２動力分配器５のリングギヤ５ｒ、ピニオンギヤ５ｐ、キャリア５ｃ、第２クラッチ９、回転伝達手段１７を順番に介して動力出力軸１２に伝達される。そして、第１モータ５からのトルクとエンジン１からのトルクとが動力出力軸１２で合流して、駆動輪２，２側に出力される。
【００９８】
この場合、パラレル型走行モードでのエンジン１および各モータ６，７の制御はより詳しくは、次のように行なわれる。すなわち、車両の要求走行トルクと車速Ｖとに応じてマップ等を用いてエンジン１の目標出力が決定される。なお、この目標出力は、車両の要求走行トルクと車速Ｖとに対応して発生させるべき車両のトータルのエネルギーのうち、エンジン１が分担する出力である。そして、エンジン１の目標出力を発生させる上で、エンジン１の燃料効率が最良となる動作点に対応するエンジン１の目標出力トルクおよび目標回転数が決定される。さらに、第２モータ７の目標トルクＴ１がエンジン１の目標出力トルクＴｅと、エンジン１から第２モータ７への減速比（＝ａ）とから、次式（３）により決定される。なお、式（３）は前記式（１）でＴ１＝０とした式と等価である。
【００９９】
Ｔ２＝ａ・Ｔｅ    ……（３）
さらに、走行要求トルクに応じて定まる動力出力軸１２の目標駆動トルクＴｖと、式（３）により決定した第２モータ７の目標トルクＴ２とから、前記式（２）に基づいて、第１モータ６の目標トルクＴ１が決定される。
【０１００】
そして、エンジン１の目標出力トルクＴｅに応じてエンジン１のスロットル開度が制御されると共に、各モータ６，７がそれぞれの目標トルクＴ１，Ｔ２に応じて通電制御される。
【０１０１】
以上説明したパラレル型走行モードの作動により、エンジン１の出力トルクと、第１モータ６の駆動トルクとを並列的に動力出力軸１２に伝達しつつ車両の走行が行われる。このパラレル型走行モードでは、一般には、前記ＥＶ走行モードやＣＶＴ走行モードよりもエネルギー効率は低下するが、ＥＶ走行モードやＣＶＴ走行モードよりも大きな走行トルクを発生させることができるので、前記図２に示したごとく、基本的には比較的低車速で大きな走行トルクが要求される領域に使用される。
【０１０２】
パラレル型走行モードと前記ＥＶ走行モード（前進側ＥＶ走行モード）との間の移行は、前記図３（ｂ）に示したエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モード（詳しくはエンジン１をアイドリング状態としたモード）を介して行われる。すなわち、ＥＶ走行モードからパラレル型走行モードに移行するときには、前記基本ＥＶ走行モード又はシリーズ型ＥＶ走行モードから図３（ｂ）に示したエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードに移行してエンジン１をアイドリング状態にした後、制御装置３１は、第２クラッチ９を接続状態に動作させる。このとき、第２モータ７は通電を停止してトルクを発生していない状態であるので、第２クラッチ９を接続しても車両の走行状態が変化することはなく、第２動力分配器５のキャリア５ｃが動力出力軸１２の回転と連動して、ワンウェイクラッチ２４の回転許容方向に回転するようになる。そして、このように第２クラッチ９を接続した状態から、制御装置３１は、前記したパラレル型走行モードの制御を開始する。
【０１０３】
また、パラレル型走行モードからＥＶ走行モードへの移行の際には、パラレル型走行モードにおける要求走行トルクの低下に伴い、制御装置３１は、車両の要求走行トルクと車速Ｖとに対応して発生させるべき車両のトータルのエネルギーのうち、エンジン１が分担する目標出力を低下させる。そして、最終的にエンジン１の目標出力を０にし、エンジン１をアイドリング状態で動作させるようにエンジン１のスロットル開度ＴＨが最小開度に制御される。このとき、前記したパラレル型走行モードの制御によって、第２モータ７のトルクは０になる。また、第１モータ６のトルクは、車両の要求走行トルクに対応したトルクに制御されることとなる。そして、この状態から、第２クラッチ９を切断状態に動作させることで、車両の走行状態を変化させることなく、前記エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードの動作状態（エンジン１のアイドリング状態）に移行することとなる。以後は、前記した基本ＥＶ走行モードあるいはシリーズ型ＥＶ走行モードでの車両の走行が行われる。
【０１０４】
パラレル型走行モードからＣＶＴ走行モードへの移行も、前記エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードを介して行われる。すなわち、まず、前記パラレル型走行モードからＥＶ走行モードへの移行の場合と同様に、エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードへの移行が行われる。そして、このエンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードで、制御装置３１は第２クラッチ９の動作状態を接続状態から切断状態に切換えると共に、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７の動作状態を開放状態から制動状態に切換える。この切換え後の状態は、前記シリーズ型ＥＶ走行モードの状態と同等である。そこで、以後は、制御装置３１は、前記したシリーズ型ＥＶ走行モードからＣＶＴ走行モードへの移行の場合と同様に、前記図７（ａ），（ｂ）の動作状態を介してＣＶＴ走行モードへの移行を行う。
【０１０５】
また、ＣＶＴ走行モードからパラレル型走行モードへの移行の際には、まず、前記したＣＶＴ走行モードからシリーズ型ＥＶ走行モードへの移行が行われる。そして、該シリーズ型ＥＶ走行モードでエンジン１のスロットル弁を閉じると共に、第２モータ９の通電を遮断して、該第２モータ９の発生トルクを０にした後、第２回転規制手段１１の強制制動手段２７を切断状態に動作させることで、エンジン始動／アイドリングＥＶ走行モードに移行する。以後は、ＥＶ走行モードからパラレル型走行モードへの移行の場合と同様に、エンジン始動アイドリングＥＶ走行モードからパラレル型走行モードへの移行が行われる。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態の動力伝達装置３では、第１および第２クラッチ８，９、並びに第１および第２回転規制手段１０，１１を備えることで、シリーズ型ＥＶ走行モードを含むＥＶ走行モード、ＣＶＴ走行モード、パラレル型走行モードでの車両の走行を選択的に行うことができ、車両の走行性能を満たしながら、エネルギー効率を高めることができる。また、各走行モードの移行を円滑に行うことができる。
【０１０７】
なお、以上説明した実施形態では、動力分配器として遊星歯車装置を備えた例を示したが、例えば差動傘歯車装置を動力分配器として用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動力伝達装置の一実施形態を備えたハイブリッド車両の全体構成を模式的に示すシステム構成図。
【図２】実施形態のハイブリッド車両の走行モードを示すグラフ。
【図３】（ａ）は車両の前進側のＥＶ走行モード（電気走行モード）での動力伝達装置の動作状態を示す図、（ｂ）はＥＶ走行モードでのエンジンの始動時の動力伝達装置の動作状態を示す図。
【図４】車両の前進側のシリーズ型ＥＶ走行モードでの動力伝達装置の動作状態を示す図。
【図５】（ａ）は車両の後進側のＥＶ走行モードを開始する前のエンジンの始動時における動力伝達装置の動作状態を示す図、（ｂ）は後進側のＥＶ走行モードでの動力伝達装置の動作状態を示す図。
【図６】ＣＶＴ走行モード（変速走行モード）での動力伝達装置の動作状態を示す図。
【図７】（ａ），（ｂ）はシリーズ型ＥＶ走行モードとＣＶＴ走行モードとの間の移行時の動力伝達装置の動作状態を示す図。
【図８】パラレル型走行モードでの動力伝達装置の動作状態を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン、２…駆動輪、３…動力伝達装置、４…第１動力分配器（遊星歯車装置）、５…第２動力分配器（遊星歯車装置）、４ｒ，５ｒ…入力軸（リングギヤ）、４ｃ，５ｃ…第１出力軸（キャリア）、４ｓ，５ｓ…第２出力軸（サンギヤ）、６…第１モータ、７…第２モータ、８…第１クラッチ、９…第２クラッチ、１０…第１回転規制手段、１１…第２回転規制手段、２０，２４…ワンウェイクラッチ、２３，２７…強制制動手段、２１，２５…アクチュエータ。
【要約】【課題】変速走行はもちろん、シリーズ型のＥＶ走行を含むＥＶ走行（電気走行）等の種々様々の形態での走行を、小型な構成で効率よく行うことができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】エンジン１から回転駆動力を伝達される動力分配器４，５のうち、動力分配器４の入力軸４ｒとエンジン１の出力軸１ａとの間の回転伝達を断接するクラッチ８と、動力分配器５の２つの出力軸５ｃ，５ｃのうちの出力軸５ｃと動力出力軸１２との間の回転伝達を断接するクラッチ９と、動力分配器４の入力軸４ｒの回転および動力分配器５の出力軸５ｃの回転をそれぞれ適宜阻止する回転規制手段１０，１１とを備える。動力分配器４の出力軸４ｓと動力分配器５の出力軸５ｓにはそれぞれモータ６，７からトルクが付与される。
【選択図】図１【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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