(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、第１モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともに前記第１回転要素に前記内燃機関が、前記第２回転要素に前記第１モータ・ジェネレータが、前記第３回転要素に前記出力部がそれぞれ接続された差動機構を含む動力分割機構と、前記出力部に動力を出力できる第２モータ・ジェネレータと、を備え、
前記第１モータ・ジェネレータの回転数を調整することにより前記第３回転要素の回転方向を変更可能なハイブリッド車両の駆動装置において、
前記出力部は、前記駆動輪及び前記第２モータ・ジェネレータのそれぞれと動力伝達可能に接続された出力部材と、前記第３回転要素の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、を備え、
前記変速機構は、前記第３回転要素と前記出力部材との間の変速比を少なくとも所定の低速側変速比と前記低速側変速比より小さい高速側変速比とに切り替え可能で、かつ前記車両の後進時において、前記第３回転要素の回転数が同じときに前記高速側変速比の場合のほうが前記低速側変速比の場合よりも前記出力部材の回転数の絶対値が大きくなるように構成され、
前記内燃機関の動力にて前記車両を後進させる場合に、前記高速側変速比で後進が開始されるように前記変速機構の変速比を前記高速側変速比に制御する制御手段をさらに備えている駆動装置。
【請求項２】
前記車両には、運転者が後進走行レンジを含む複数のレンジに切り替え操作可能な操作手段が設けられ、
前記制御手段は、前記車両の停止時に前記車両を前記第２モータ・ジェネレータの動力で走行させることが不可能と判定し、かつ前記操作手段が前記後進走行レンジに切り替えられた場合に、前記高速側変速比で後進が開始されるように前記変速機構の変速比を前記高速側変速比に制御する請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記変速機構は、前記第３回転要素と前記出力部材との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態に切り替え可能に構成され、
前記制御手段は、前記車両を前記第２モータ・ジェネレータの動力で走行させる場合に前記変速機構を前記ニュートラル状態に切り替える請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記変速機構は、相互に差動回転可能なサンギア、リングギア及びキャリアを有するとともに前記キャリアに前記第３回転要素の回転が伝達され、かつ前記リングギアが前記出力部材と一体回転するように連結されたシングルピニオン型の遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の状態を、前記サンギアが前記キャリアと一体回転する前記低速側変速比に対応する低速状態、前記サンギアが回転不能にロックされる前記高速側変速比に対応する高速状態、及び前記サンギアが空転するニュートラル状態に切り替え可能な状態切替手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の動力にて前記車両を後進させる場合に前記遊星歯車機構の状態が前記高速状態で後進が開始されるように前記状態切替手段を制御する請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記変速機構は、相互に差動回転可能なサンギア、リングギア及びキャリアを有するとともに前記リングギアに前記第３回転要素の回転が伝達され、かつ前記キャリアが前記出力部材と一体回転するように連結されたダブルピニオン型の遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の状態を、前記サンギアが前記キャリアと一体回転する前記低速側変速比に対応する低速状態、前記サンギアが回転不能にロックされる前記高速側変速比に対応する高速状態、及び前記サンギアが空転するニュートラル状態に切り替え可能な状態切替手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の動力にて前記車両を後進させる場合に前記遊星歯車機構の状態が前記高速状態で後進が開始されるように前記状態切替手段を制御する請求項１又は２に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用動力源として内燃機関及び回転電機が搭載され、内燃機関は変速機構を介して駆動輪と動力伝達可能に接続され、回転電機はその変速機構を介さずに駆動輪と動力伝達可能に接続されたハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用動力源として内燃機関とモータ・ジェネレータとが搭載され、これらで駆動輪に動力を出力するプロペラ軸をそれぞれ駆動可能な車両、いわゆるハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両において、内燃機関とプロペラ軸との間の動力伝達経路中に変速機が設けられ、モータ・ジェネレータはその変速機を介さずにプロペラ軸に動力を伝達可能に設けられた車両が知られている（特許文献１参照）。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２００３−１６６６３３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７６８１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の車両では、モータ・ジェネレータで車両を走行させる場合には変速機をニュートラル状態にして内燃機関をプロペラ軸から切り離している。そして、内燃機関の運転を再開すべき条件が成立した場合には車速に応じて変速機の変速ギア段を選択し、その選択した変速ギア段に切り替えた変速機を介して始動後の内燃機関とプロペラ軸とを接続している。特許文献１の車両では、内燃機関で車両を後進させる場合にもこの制御が実行されると思われる。一般的に車両を後進させる場合には車両を一旦停止させ、その後後進を開始するため、変速ギア段は一番低い段が選択される。この場合、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関で車両を後進させる場合に駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することが可能なハイブリッド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】
本発明の駆動装置は、内燃機関と、第１モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有するとともに前記第１回転要素に前記内燃機関が、前記第２回転要素に前記第１モータ・ジェネレータが、前記第３回転要素に前記出力部がそれぞれ接続された差動機構を含む動力分割機構と、前記出力部に動力を出力できる第２モータ・ジェネレータと、を備え、前記第１モータ・ジェネレータの回転数を調整することにより前記第３回転要素の回転方向を変更可能なハイブリッド車両の駆動装置において、前記出力部は、前記駆動輪及び前記第２モータ・ジェネレータのそれぞれと動力伝達可能に接続された出力部材と、前記第３回転要素の回転を変速して前記出力部材に伝達する変速機構と、を備え、前記変速機構は、前記第３回転要素と前記出力部材との間の変速比を少なくとも所定の低速側変速比と前記低速側変速比より小さい高速側変速比とに切り替え可能で、かつ前記車両の後進時において、前記第３回転要素の回転数が同じときに前記高速側変速比の場合のほうが前記低速側変速比の場合よりも前記出力部材の回転数の絶対値が大きくなるように構成され、前記内燃機関の動力にて前記車両を後進させる場合に、前記高速側変速比で後進が開始されるように前記変速機構の変速比を前記高速側変速比に制御する制御手段をさらに備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の駆動装置によれば、車両を内燃機関で後進させる場合には変速機構の変速比を高速側変速比に切り替えるので、出力部材の回転数を第３回転要素の回転数よりも大きくできる。そのため、車両の後進時に内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力が低下することを抑制できる。従って、車両の後進走行の性能を向上させることができる。
【０００８】
本発明の駆動装置の一形態において、前記車両には、運転者が後進走行レンジを含む複数のレンジに切り替え操作可能な操作手段が設けられ、前記制御手段は、前記車両の停止時に前記車両を前記第２モータ・ジェネレータの動力で走行させることが不可能と判定し、かつ前記操作手段が前記後進走行レンジに切り替えられた場合に、前記高速側変速比で後進が開始されるように前記変速機構の変速比を前記高速側変速比に制御してもよい（請求項２）。この形態では、車両を内燃機関で後進走行させる場合に変速機構の変速比を速やかに高速側変速比に切り替えることができる。また、内燃機関を始動する時期が変速機構の変速比を切り替えた後に設定されている場合には、このように変速比が速やかに切り替わることにより内燃機関を速やかに始動することができる。そのため、内燃機関の始動の応答性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の駆動装置の一形態において、前記変速機構は、前記第３回転要素と前記出力部材との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態に切り替え可能に構成され、前記制御手段は、前記車両を前記第２モータ・ジェネレータの動力で走行させる場合に前記変速機構を前記ニュートラル状態に切り替えてもよい（請求項３）。変速機構をニュートラル状態に切り替えることにより、第２モータ・ジェネレータが内燃機関、第１モータ・ジェネレータ及び動力分割機構と切り離される。そのため、第２モータ・ジェネレータの動力が無駄に消費されることを抑制できる。従って、車両を第２モータ・ジェネレータの動力で走行させる場合に第２モータ・ジェネレータで消費される電力を低減できる。
【００１０】
本発明の駆動装置の一形態において、前記変速機構は、相互に差動回転可能なサンギア、リングギア及びキャリアを有するとともに前記キャリアに前記第３回転要素の回転が伝達され、かつ前記リングギアが前記出力部材と一体回転するように連結されたシングルピニオン型の遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の状態を、前記サンギアが前記キャリアと一体回転する前記低速側変速比に対応する低速状態、前記サンギアが回転不能にロックされる前記高速側変速比に対応する高速状態、及び前記サンギアが空転するニュートラル状態に切り替え可能な状態切替手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の動力にて前記車両を後進させる場合に前記遊星歯車機構の状態が前記高速状態で後進が開始されるように前記状態切替手段を制御してもよい（請求項４）。この形態では、サンギアをロックすることによりリングギアの回転数がキャリアの回転数よりも大きくなる。そのため、出力部材の回転数を第３回転要素の回転数よりも大きくできる。
【００１１】
本発明の駆動装置の一形態において、前記変速機構は、相互に差動回転可能なサンギア、リングギア及びキャリアを有するとともに前記リングギアに前記第３回転要素の回転が伝達され、かつ前記キャリアが前記出力部材と一体回転するように連結されたダブルピニオン型の遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の状態を、前記サンギアが前記キャリアと一体回転する前記低速側変速比に対応する低速状態、前記サンギアが回転不能にロックされる前記高速側変速比に対応する高速状態、及び前記サンギアが空転するニュートラル状態に切り替え可能な状態切替手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の動力にて前記車両を後進させる場合に前記遊星歯車機構の状態が前記高速状態で後進が開始されるように前記状態切替手段を制御してもよい（請求項５）。この形態では、サンギアをロックすることによりキャリアの回転数がリングギアの回転数よりも大きくなる。そのため、出力部材の回転数を第３回転要素の回転数よりも大きくできる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の駆動装置によれば、車両を内燃機関で後進させる場合には変速機構の変速比を高速側変速比に切り替えるので、車両の後進時に内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力が低下することを抑制できる。そのため、車両の後進走行の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の形態に係る駆動装置が搭載された車両のスケルトン図。
【図２】スリーブが低速位置にあるときの変速機構を拡大して示す図。
【図３】スリーブが高速位置にあるときの変速機構を拡大して示す図。
【図４】車両を内燃機関で前進させているときの第１の形態に係る駆動装置の共線図。
【図５】車両を内燃機関で後進させているときの第１の形態に係る駆動装置の共線図。
【図６】制御装置が実行する発進時変速制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の形態に係る駆動装置が搭載された車両のスケルトン図。
【図８】スリーブが低速位置にあるときの変速機構を拡大して示す図。
【図９】スリーブが高速位置にあるときの変速機構を拡大して示す図。
【図１０】車両を内燃機関で前進させているときの第２の形態に係る駆動装置の共線図。
【図１１】車両を内燃機関で後進させているときの第２の形態に係る駆動装置の共線図。
【図１２】本発明の第３の形態に係る駆動装置が搭載された車両のスケルトン図。
【図１３】第３の形態において制御装置が実行する発進時変速制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る駆動装置が搭載された車両のスケルトン図を示している。この車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。駆動装置１０Ａは、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１２と、第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１３とを備えている。エンジン１１は、ハイブリッド車両に搭載される周知のものであるため、詳細な説明を省略する。第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。第１ＭＧ１２は、ロータ軸１２ａと一体回転するロータ１２ｂと、ロータ１２ｂの外周に同軸に配置されてケース２に固定されたステータ１２ｃとを備えている。第２ＭＧ１３も同様に、ロータ軸１３ａと一体回転するロータ１３ｂと、ロータ１３ｂの外周に同軸に配置されてケース２に固定されたステータ１３ｃとを備えている。第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、共通のバッテリ１４と電気的に接続されている。
【００１５】
駆動装置１０Ａは、動力分割機構１５と、車両１の駆動輪３に動力を出力するための出力部１６とを備えている。動力分割機構１５は、エンジン１１から出力された動力を第１ＭＧ１２と出力部１６とに分割できるように構成されている。動力分割機構１５は、差動機構としての第１遊星歯車機構１７を備えている。第１遊星歯車機構１７は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、外歯歯車であるサンギアＳ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に保持するキャリアＣ１とを備えている。この図に示すようにサンギアＳ１は、第１ＭＧ１２のロータ軸１２ａと連結されている。キャリアＣ１は、エンジン１１の出力軸１１ａと連結されている。リングギアＲ１は、中間部材１８を介して出力部１６と接続されている。そのため、キャリアＣ１が本発明の第１回転要素に対応し、サンギアＳ１が本発明の第２回転要素に対応し、リングギアＲ１が本発明の第３回転要素に対応する。
【００１６】
出力部１６は、動力分割機構１５と接続された変速機構１９と、出力部材としての出力軸２０と、出力軸２０に一体回転するように固定された出力ギア２１とを備えている。出力ギア２１は、デファレンシャル機構２２のケースに設けられたリングギア２２ａと噛み合っている。デファレンシャル機構２２は、伝達された動力を左右の駆動輪３に分配する周知のものである。
【００１７】
変速機構１９は、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構２３と、状態切替手段としてのクラッチ機構２４とを備えている。第２遊星歯車機構２３は、外歯歯車であるサンギアＳ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に保持するキャリアＣ２とを備えている。この図に示すようにキャリアＣ２は、中間部材１８を介して第１遊星歯車機構１７のリングギアＲ１と一体回転するように連結されている。そのため、動力分割機構１５から出力された動力は、キャリアＣ２に伝達される。
【００１８】
第２遊星歯車機構２３のサンギアＳ２及びキャリアＣ２は、クラッチ機構２４と接続されている。クラッチ機構２４は、第１係合部材２５、第２係合部材２６、及び第３係合部材２７を備えている。第１係合部材２５は、サンギアＳ２と一体回転するように連結されている。第２係合部材２６は、キャリアＣ２と一体回転するように連結されている。第３係合部材２７は、ケース２に回転不能に固定されている。各係合部材２５〜２７は外径が同じになるように形成されている。また、各係合部材２５〜２７の外周面にはこの図の左右方向に延びるスプラインがそれぞれ形成されている。そして、第１係合部材２５の外周面には、スリーブ２８がスプライン係合されている。スリーブ２８は、図１に示すように第１係合部材２５のみと係合するニュートラル位置、図２に示すように第１係合部材２５及び第２係合部材２６のそれぞれと係合する低速位置、及び図３に示すように第１係合部材２５及び第３係合部材２７のそれぞれと係合する高速位置に移動可能に設けられている。このようにクラッチ機構２４はドグクラッチとして構成されている。クラッチ機構２４には、スリーブ２８を低速位置、高速位置及びニュートラル位置に切り替えるためのアクチュエータ２９が設けられている。
【００１９】
サンギアＳ２とキャリアＣ２との間には、ワンウェイクラッチ３０が介在している。このワンウェイクラッチ３０は、動力分割機構１５から第２遊星歯車機構２３に入力される回転数が第２遊星歯車機構２３から出力される回転数よりも大きくなることを防止するために設けられている。ワンウェイクラッチ３０は、サンギアＳ２とキャリアＣ２との間の回転数差が所定の上限値以上になるとサンギアＳ２とキャリアＣ２とが一体回転するように構成されている。これによりピニオンギアＰ２の回転数が所定の上限回転数以上になることが防止される。
【００２０】
リングギアＲ２の外周面には外歯が形成されている、第２ＭＧ１３のロータ軸１３ａには、ドライブギア３１が一体回転するように設けられている。ドライブギア３１は、リングギアＲ２の外周面の歯と噛み合っている。そのため、第２ＭＧ１３でリングギアＲ２及び出力軸２０を回転駆動できる。
【００２１】
図４及び図５は駆動装置１０Ａの共線図を示している。図４はエンジン１１で車両１を前進させているときの共線図を示している。図５はエンジン１１で車両１を後進させているときの共線図を示している。なお、これらの図において「ＥＮＧ」はエンジン１１を、「ＭＧ１」は第１ＭＧ１２を、「ＭＧ２」は第２ＭＧ１３を、「ＯＵＴ」は出力軸２０をそれぞれ示している。また、「Ｓ１」、「Ｃ１」、「Ｒ１」は、それぞれ第１遊星歯車機構１７のサンギアＳ１、キャリアＣ１、リングギアＲ１を示している。そして、「Ｓ２」、「Ｃ２」、「Ｒ２」は、それぞれ第２遊星歯車機構２３のサンギアＳ２、キャリアＣ２、リングギアＲ２を示している。これらの図ではスリーブ２８が低速位置にあるときの第２遊星歯車機構２３の各回転要素の関係を破線で示した。一方、スリーブ２８が高速位置にあるときの第２遊星歯車機構２３の各回転要素の関係は実線で示した。
【００２２】
これらの図に示したようにエンジン１１の回転数は、第２遊星歯車機構２３のキャリアＣ２に伝達される。そのため、実線ＳＬ１、ＳＬ２で示したようにスリーブ２８を高速位置に移動させてサンギアＳ２を回転不能にロックすることで、リングギアＲ２の回転数をキャリアＣ２の回転数より大きくできる。一方、破線ＢＬ１、ＢＬ２で示したようにスリーブ２８を低速位置に移動させてサンギアＳ２をキャリアＣ２と連結した場合には、サンギアＳ２、キャリアＣ２、及びリングギアＲ２が一体回転する。そのため、リングギアＲ２の回転数はキャリアＣ２の回転数と同じになる。なお、スリーブ２８をニュートラル位置に切り替えた場合にはサンギアＳ２が空転する。そのため、キャリアＣ２とリングギアＲ２との間の動力伝達が遮断される。従って、スリーブ２８が低速位置にある場合が本発明の低速状態に対応し、スリーブ２８が高速位置にある場合が本発明の高速状態に対応する。そして、スリーブ２８がニュートラル位置にある場合が本発明のニュートラル状態に対応する。また、これらの図に示したようにスリーブ２８を高速位置にした場合のリングギアＲ１と出力軸２０との間の変速比は、スリーブ２８を低速位置にした場合の変速比より小さい。そのため、スリーブ２８を高速位置にしたときの変速機構１９の変速比が本発明の高速側変速比に対応し、スリーブ２８を低速位置にしたときの変速機構１９の変速比が本発明の低速側変速比に対応する。
【００２３】
クラッチ機構２４の動作は、制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成され、車両１の状態等に応じて駆動装置１０Ａの動作を制御する。制御装置４０には、車両１の状態を検出するための種々のセンサが接続されている。例えば、バッテリ１４の残量に対応した信号を出力するＳＯＣセンサ４１及びアクセルの開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ４２等が接続されている。この他にも制御装置４０には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。車両１には、運転者が操作する操作手段としてのシフトレバー４が設けられている。シフトレバー４は、車両１を前進させるための前進走行レンジ、車両１を後進させるための後進走行レンジ、及びニュートラルレンジを含む複数のレンジに切り替え可能な周知のものである。制御装置４０には、このシフトレバー４も接続されている。
【００２４】
図６は、制御装置４０がクラッチ機構２４を制御するために実行する発進時変速制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは車両１の停止時に所定の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンを実行することにより制御装置４０が本発明の制御手段として機能する。
【００２５】
この制御ルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両１の状態を取得する。車両１の状態としては、例えばバッテリ１４の残量及びアクセル開度等が取得される。次のステップＳ１２において制御装置４０は、車両１を第２ＭＧ１３の動力のみで走行させるＥＶ走行が可能か否か判定する。ＥＶ走行が可能か否かは、例えばバッテリ１４の残量やエンジン１１を間欠運転可能か否かに基づいて判定される。バッテリ１４の残量が予め設定した所定の判定残量以下、又はエンジン１１の間欠運転が不可能な場合にＥＶ走行が不可能と判定される。
【００２６】
ＥＶ走行が可能と判定された場合にはステップＳ１３に進み、制御装置４０はアクチュエータ２９を制御してスリーブ２８をニュートラル位置に切り替える。これにより第２遊星歯車機構２３のキャリアＣ２とリングギアＲ２との間の動力伝達が遮断されるので、エンジン１１と駆動輪３との間の動力伝達が遮断される。次のステップＳ１４において制御装置４０は、車両１に要求されている要求駆動力が予め設定した所定の判定駆動力未満か否か判定する。要求駆動力は、例えばアクセル開度等に基づいて算出すればよい。判定駆動力は、車両１を走行させるためにエンジン１１の動力が必要か否か判定する基準として設定された値である。この処理の実行時はスリーブ２８がニュートラル位置にあるため、エンジン１１を始動する前にスリーブ２８を低速位置又は高速位置に動かす必要がある。そこで、判定駆動力には、ＥＶ走行が可能な上限の駆動力よりも小さい値が設定される。要求駆動力が判定駆動力未満と判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、要求駆動力が判定駆動力以上と判定した場合又はステップＳ１２でＥＶ走行が不可能と判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置４０はシフトレバー４が操作されたか否か判定する。シフトレバー４が操作されていないと判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。一方、シフトレバー４が操作されたと判定した場合にはステップＳ１６に進み、制御装置４０はシフトレバー４が操作されたレンジが前進走行レンジか否か判定する。なお、シフトレバー４を動かすことが可能な複数のレンジのうちに車両１を前進させるためのレンジが複数ある場合にはそれら全てが前進走行レンジに含まれる。
【００２８】
シフトレバー４が操作されたレンジが前進走行レンジと判定した場合にはステップＳ１７に進み、制御装置４０はスリーブ２８の高速位置への切り替えが不要か否か判定する。上述したようにスリーブ２８を高速位置に切り替えた場合には出力軸２０の回転数を大きくできる。そこで、例えば発進時のアクセル開度が大きく車両１に要求されている駆動力が大きい場合に高速位置への切り替えが必要と判定される。スリーブ２８の高速位置への切り替えが不要と判定した場合にはステップＳ１８に進み、制御装置４０はアクチュエータ２９を制御してスリーブ２８を低速位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２９】
一方、シフトレバー４が操作されたレンジが前進走行レンジではないと判定した場合にはステップＳ１９に進み、制御装置４０はシフトレバー４が操作されたレンジが後進走行レンジか否か判定する。シフトレバー４が操作されたレンジが後進走行レンジではないと判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。一方、シフトレバー４が操作されたレンジが後進走行レンジと判定した場合又はステップＳ１７でスリーブ２８の高速位置への切り替えが必要と判定した場合にはステップＳ２０に進み、制御装置４０はアクチュエータ２９を制御してスリーブ２８を高速位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
以上に説明したように第１の形態に係る駆動装置１０Ａでは、車両１をエンジン１１で後進走行させる場合にはスリーブ２８を高速位置に切り替える。そのため、車両１の後進時にエンジン１１から駆動輪３に伝達される駆動力が低下することを抑制できる。従って、車両１の後進走行の性能を向上させることができる。
【００３１】
本発明では、ＥＶ走行が不可能と判定された場合にはシフトレバー４が操作された直後にスリーブ２８を低速位置又は高速位置に切り替える。エンジン１１を始動する時期がクラッチ機構２４の状態を切り替えた後に設定されている場合には、このようなタイミングでスリーブ２８の位置を切り替えることによりエンジン１１を速やかに始動することができる。そのため、エンジン１１の始動の応答性を向上させることができる。一方、ＥＶ走行が可能と判定された場合にはスリーブ２８をニュートラル位置に切り替えてエンジン１１及び第１ＭＧ１２を駆動輪３から切り離す。これにより第２ＭＧ１３の動力が無駄に消費されることを抑制できるので、第２ＭＧ１３で消費される電力を低減できる。そのため、エネルギ効率を向上させることができる。
【００３２】
（第２の形態）
次に図７〜図１１を参照して本発明の第２の形態に係る駆動装置１０Ｂについて説明する。なお、この形態において第１の形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。この形態では、第２遊星歯車機構２３がダブルピニオン型の遊星歯車機構である。そのため、キャリアＣ２は、サンギアＳ２とリングギアＳ２との間にサンギアＳ２と噛み合うピニオンギアＰ２１及びリングギアＲ２と噛み合うピニオンギアＰ２２を相互に噛み合わせた状態で各ピニオンギアＰ２１、Ｐ２２を自転かつ公転自在に支持している。
【００３３】
この形態においてもエンジン１１が第１遊星歯車機構１７のキャリアＣ１と連結され、第１ＭＧ１２が第１遊星歯車機構１７のサンギアＳ１と連結されている。一方、この形態では、図７に示すように第１遊星歯車機構１７のリングギアＲ１が第２遊星歯車機構２３のリングギアＲ２と一体回転するように連結されている。また、第２遊星歯車機構２３のキャリアＣ２が出力軸２０と一体回転するように連結されている。
【００３４】
クラッチ機構２４は、第１の形態と同様に第２遊星歯車機構２３のサンギアＳ２の接続先を切り替える。ただし、この形態ではクラッチ機構２４の第２係合部材２６が出力軸２０に一体回転するように固定されている。この形態においてもスリーブ２８は、図７に示すように第１係合部材２５のみと係合するニュートラル位置、図８に示すように第１係合部材２５及び第２係合部材２６のそれぞれと係合する低速位置、及び図９に示すように第１係合部材２５及び第３係合部材２７のそれぞれと係合する高速位置に移動可能に設けられている。ワンウェイクラッチ３０はサンギアＳ２と出力軸２０との間に介在している。この形態においてもワンウェイクラッチ３０は第１の形態と同様に機能する。
【００３５】
この形態では、第２ＭＧ１３が第２変速機構５０を介して出力軸１９に動力を出力可能に設けられている。また、第１ＭＧ１２にはロータ軸１２ａの回転位置に対応した信号を出力する第１位置センサ５１が設けられている。第１ＭＧ１３にも同様にロータ軸１３ａの回転位置に対応した信号を出力する第２位置センサ５２が設けられている。第１位置センサ５１及び第２位置センサ５２は、制御装置４０に接続されている。
【００３６】
図１０及び図１１は駆動装置１０Ｂの共線図を示している。図１０はエンジン１１で車両１を前進させているときの共線図を示し、図１１はエンジン１１で車両１を後進させているときの共線図を示している。なお、これらの図において図４又は図５と共通の部分については同一の符号を付した。これらの図に示すようにこの形態では、第１の形態に対して第２遊星歯車機構２３のキャリアＣ２とリングギアＲ２が入れ替わっている。それ以外は、第１の形態と同じである。これらの図においてスリーブ２８が低速位置にあるときの第２遊星歯車機構２３の各回転要素の関係は破線で示し、スリーブ２８が高速位置にあるときの第２遊星歯車機構２３の各回転要素の関係は実線で示した。
【００３７】
この形態では実線ＳＬ３、ＳＬ４で示したようにスリーブ２８を高速位置に動かすことにより、キャリアＣ２の回転数をリングギアＲ２の回転数より大きくできる。そのため、出力軸２０の回転数をキャリアＣ２の回転数より大きくできる。一方、破線ＢＬ３、ＢＬ４で示したようにスリーブ２８を低速位置に動かした場合にはサンギアＳ２、キャリアＣ２、及びリングギアＲ２が一体回転するため、リングギアＲ２の回転数とキャリアＣ２の回転数とが同じになる。
【００３８】
この形態においても制御装置４０は、図６に示した発進時変速制御ルーチンを実行してクラッチ機構２４の動作を制御する。
【００３９】
第２の形態に係る駆動装置１０Ｂによれば、第１の形態と同様に図６の制御ルーチンを実行するので、エンジン１１で車両１を後進走行させる場合にスリーブ２８が高速位置に切り替えられる。これにより車両１の後進時にエンジン１１から駆動輪３に伝達される駆動力が低下することを抑制できるので、車両１の後進走行の性能を向上させることができる。また、第１の形態と同様の理由により、エンジン１１の始動の応答性を向上させることができる。さらに第２ＭＧ１３の動力が無駄に消費されることを抑制できるので、第２ＭＧ１３で消費される電力を低減できる。
【００４０】
（第３の形態）
図１２を参照して本発明の第３の形態に係る駆動装置１０Ｃについて説明する。なお、この形態において第１の形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。この形態では、変速機構１９として変速機６０が設けられる点が上述した形態と異なる。変速機６０としては、例えば互いに変速比の大きさが異なる複数の変速ギア対を備え、それら複数の変速ギア対のうちのいずれか１つの変速ギア対による回転伝達を選択的に成立させることにより入力軸と出力軸との間の変速比を変更する周知の多段式の自動変速機が設けられる。周知のようにこのような多段式の変速機では、入力軸と出力軸との間の回転伝達を遮断するニュートラル状態に切り替えることができる。また、このような多段式の変速機では、１速の場合には変速比が最も大きい変速ギア対が選択され、２速の場合には変速比が１速の次に大きい変速ギア対が選択される。そして、最高変速段の場合には変速比が最も小さい変速ギア対が選択される。
【００４１】
この図に示すように変速機６０は入力軸６１及び出力軸６２を備えている。入力軸６１には第１ギア６３が一体回転するように設けられている。第１ギア６３は、中間部材１８を介して第１遊星歯車機構１７のリングギアＲ１と一体回転するように連結されている。変速機６０の出力軸６２は、出力軸２０と一体回転するように連結されている。出力軸６２には、第２ギア６４が一体回転するように設けられている。そして、第２ギア６４にはドライブギア３１が噛み合っている。
【００４２】
変速機６０の動作は、制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、車両１の走行状態、例えば車速及びアクセル開度等に基づいて変速機６０の変速比を変更する。図１３は、この形態において制御装置４０が実行する発進時変速制御ルーチンを示している。なお、この制御ルーチンにおいて図６の制御ルーチンと同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。図６の制御ルーチンと比較してこの形態の制御ルーチンではステップＳ１３、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ２０の代わりにステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４がそれぞれ設けられている点が異なる。
【００４３】
この制御ルーチンでは、ステップＳ１２まで図６の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１２でＥＶ走行が可能と判定した場合にはステップＳ３１に進み、制御装置４０は変速機６０をニュートラル状態に切り替える。その後、ステップＳ１４に進む。以降は図６の制御ルーチンと同様に処理を進める。
【００４４】
ステップＳ１２でＥＶ走行が不可能と判定した場合にはステップＳ１５に進み、ステップＳ１６まで図６の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１６でシフトレバー４が操作されたレンジが前進走行レンジと判定した場合にはステップＳ３２に進み、制御装置４０は変速機６０の変速段を２速以上の変速段に切り替える必要があるか否か判定する。この処理では、上述したステップＳ１７と同様に例えば発進時のアクセル開度が大きく車両１に要求されている駆動力が大きい場合に２速以上の変速段への切り替えが必要と判定すればよい。２速以上の変速段への切り替えが不要と判定した場合にはステップＳ３３に進み、制御装置４０は変速機６０の変速段を１速に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。そのため、１速の変速比が本発明の低速側変速比に相当する。
【００４５】
一方、変速機６０の変速段を２速以上の変速段に切り替える必要があると判定した場合又はステップＳ１６が否定判定され、かつステップＳ１９が肯定判定された場合にはステップＳ３４に進み、制御装置４０は変速機６０の変速段を２速以上の変速段に切り替える。なお、切り替えるべき変速段は例えば発進時のアクセル開度に応じて設定すればよい。例えば発進時のアクセル開度が大きいほど変速比の小さい変速段を設定すればよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。そのため、２速以上の変速段の変速比が本発明の高速側変速比に相当する。
【００４６】
第３の形態に係る駆動装置１０Ｃでは、エンジン１１で車両１を後進走行させる場合には変速機６０の変速段を２速以上の変速段に切り替える。そのため、上述した第１の形態及び第２の形態と同様に車両１の後進時にエンジン１１から駆動輪３に伝達される駆動力が低下することを抑制できる。従って、車両１の後進走行の性能を向上させることができる。また、この形態においてもエンジン１１の始動の応答性を向上させることができる。さらに第２ＭＧ１３の動力が無駄に消費されることを抑制できるので、第２ＭＧ１３で消費される電力を低減できる。
【００４７】
なお、この第３の形態の変速機６０は多段式の自動変速機に限定されない。例えば、変速機６０として周知のベルト式やトロイダル式の無段変速機を設けてもよい。この他、入力軸６１と出力軸６２との間の変速比を変更可能な種々の変速機を設けてよい。
【００４８】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、第１の形態及び第２の形態において設けたワンウェイクラッチはなくてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  車両
３  駆動輪
４  シフトレバー（操作手段）
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  駆動装置
１１  内燃機関
１２  第１モータ・ジェネレータ
１３  第２モータ・ジェネレータ
１５  動力分割機構
１６  出力部
１７  第１遊星歯車機構（差動機構）
２０  出力軸（出力部材）
２３  第２遊星歯車機構
２４  クラッチ機構（状態切替手段）
４０  制御装置（制御手段）
Ｓ１  サンギア（第２回転要素）
Ｒ１  リングギア（第３回転要素）
Ｃ１  キャリア（第１回転要素）
Ｓ２  サンギア
Ｒ２  リングギア
Ｃ２  キャリア
【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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【図１３】
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