(57)【要約】【課題】  動力分配装置の変速比が小さい場合に、動力循環を回避することの可能なハイブリッド車の駆動装置を提供する。【解決手段】  第１の回転要素１４ないし第４の回転要素１３を有する動力分配装置４が設けられており、各回転要素にエンジン１と第１のモータ・ジェネレータ２と第２のモータ・ジェネレータ３と出力部材２０とが連結されているハイブリッド車の駆動装置において、共線図上で、第１の回転要素１４と第４の回転要素１３との間に、第２の回転要素９および第３の回転要素１８が配置されており、第１のモータ・ジェネレータ２が第１の回転要素１４に連結され、エンジン１が第２の回転要素９に連結され、出力部材２０が第３の回転要素１８に連結されており、第２の回転要素９および第４の回転要素１３に対する第２のモータ・ジェネレータ３の連結・解放を制御する切替機構Ｃ１，Ｃ２を有している。【選択図】  図１
2006199077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと出力部材との間の動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置は、相互に差動回転可能な第１の回転要素ないし第４の回転要素を有しているとともに、各回転要素に前記エンジンと第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータと前記出力部材とが別々に連結されており、前記エンジンまたは前記第２のモータ・ジェネレータの少なくとも一方の動力を、前記動力分配装置に入力し、かつ、前記出力部材から出力させることの可能なハイブリッド車の駆動装置において、
前記第１の回転要素ないし前記第４の回転要素を基線上の異なる位置に配置する共線図で、前記第１の回転要素と前記第４の回転要素との間に、前記第２の回転要素および前記第３の回転要素が配置されるように、各回転要素同士が連結されているとともに、
前記第１のモータ・ジェネレータが前記第１の回転要素に連結され、前記エンジンが前記第２の回転要素に連結され、前記出力部材が第３の回転要素に連結されており、前記第２の回転要素および前記第４の回転要素に対する前記第２のモータ・ジェネレータの連結・解放を制御する切替機構を有していることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項２】
前記動力分配装置は、ダブルピニオン式の第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置を有しており、この第１の遊星歯車装置は、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、前記第１のサンギヤに噛合された第１のピニオンギヤと、前記第１のリングギヤおよび前記第１のピニオンギヤに噛合された第２のピニオンギヤと、前記第１のピニオンギヤおよび前記第２のピニオンギヤを自転可能、かつ、一体的に公転可能に保持する第１のキャリヤとを有しており、
前記第２の遊星歯車装置は、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、前記第２のサンギヤに噛合された第３のピニオンギヤと、前記第２のリングギヤおよび前記第３のピニオンギヤに噛合された第４のピニオンギヤと、前記第３のピニオンギヤおよび前記第４のピニオンギヤを自転可能、かつ、一体的に公転可能に保持する第２のキャリヤとを有しており、
前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤとが一体回転するように連結され、前記第１のリングギヤと前記第２のキャリヤとが一体回転するように連結され、前記第２のサンギヤが前記第１の回転要素を構成し、前記第１のサンギヤおよび前記第２のリングギヤが前記第２の回転要素を構成し、前記第１のリングギヤおよび前記第２のキャリヤが前記第３の回転要素を構成し、前記第１のキャリヤが前記第４の回転要素を構成していることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項３】
前記切替機構は、前記第２のモータ・ジェネレータと前記第４の回転要素とを連結する第１のモードと、前記第２のモータ・ジェネレータ２を前記第２の回転要素に連結する第２のモードと、前記第２のモータ・ジェネレータを、前記第２の回転要素および前記第４の回転要素から解放する第３のモードとを選択的に切替可能に構成されており、前記第１のモータ・ジェネレータとの間で電力の授受が可能な蓄電装置が設けられており、
前記蓄電装置の電力に規定された前記第１のモータ・ジェネレータの回転状態に基づいて、前記第１のモードないし第３のモードを選択的に切り換えるモード選択手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項４】
前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータが正回転して回生制御され、かつ、第１の所定回転数よりも高回転である場合に、前記第１のモードを選択する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項５】
前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータが逆回転して力行制御され、かつ、第２の所定回転数よりも高回転である場合に、前記第２のモードを選択する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項６】
前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータが正回転して回生制御され、かつ、前記第１の所定回転数以下である場合、または、前記第１のモータ・ジェネレータが逆回転して力行制御され、かつ、前記第２の所定回転数以下である場合に、前記第３のモードを選択する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項７】
前記切替機構は、前記第２のモータ・ジェネレータを前記第２の回転要素および前記第４の回転要素に連結する第４のモードを、更に選択可能に構成されており、
前記モード選択手段は、前記エンジンの回転数と前記第１のモータ・ジェネレータの回転数との差が所定値以下であり、かつ、車両における加速要求の変化量が所定値以下である場合に、前記第４のモードを選択する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項８】
前記切替機構は、前記第２のモータ・ジェネレータを前記第２の回転要素および前記第４の回転要素に連結する第４のモードを、更に選択可能に構成されており、
前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータまたは前記第２のモータ・ジェネレータの温度が所定温度以上である場合に、前記第４のモードを選択する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項９】
前記モード選択手段は、前記第２のモータ・ジェネレータの出力トルクが所定値以下である場合に、前記各モード同士の切り替えをおこなう手段を含むことを特徴とする請求項３ないし８のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１０】
車輪に対して動力伝達可能に接続され、かつ、前記第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力により力行制御が可能な第３のモータ・ジェネレータが設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１１】
前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第３の回転要素の回転速度の方が前記第２の回転要素の回転速度よりも低速であり、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが逆回転する場合は、この第２のモータ・ジェネレータを回生制御させることにより、エンジントルクの反力を第２のモータ・ジェネレータで受け持たせるとともに、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御させ、この第３のモータ・ジェネレータのトルクを前記車輪に伝達し、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を前記第３のモータ・ジェネレータに供給する手段を、更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１２】
前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第３の回転要素の回転速度の方が前記第２の回転要素の回転速度よりも高速である場合は、前記第１のモータ・ジェネレータを回生制御して、この第１のモータ・ジェネレータでエンジントルクの反力を受け持たせるとともに、前記第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータの少なくとも一方を力行制御させ、その第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータの少なくとも一方のトルクを前記車輪に伝達するとともに、前記第１のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、前記第２のモータ・ジェネレータまたは前記第３のモータ・ジェネレータに供給する手段を、更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１３】
前記モード選択手段は、前記第２のモードが選択され、かつ、前記第１のモータ・ジェネレータが逆回転で力行制御され、この第１のモータ・ジェネレータによりエンジントルクの反力を受け持つとともに、第３のモータ・ジェネレータを力行制御する場合に、前記第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、前記第１のモータ・ジェネレータおよび前記第３のモータ・ジェネレータに供給する手段を、更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１４】
前記モード選択手段は、前記第２のモードから前記第３のモードを経由させて前記第１のモードに変更する場合に、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御させる手段を、更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１５】
前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第３の回転要素の回転速度の方が前記第２の回転要素の回転速度よりも低速であり、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが正回転する場合は、この第２のモータ・ジェネレータを力行制御させることにより、エンジントルクの反力を第２のモータ・ジェネレータで受け持たせるとともに、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御させる手段を、更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１６】
前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが逆回転し、かつ、前記第１のモータ・ジェネレータを力行制御することにより、停止しているエンジンをクランキングさせる場合は、前記第２のモータ・ジェネレータで回生制御を実行させ、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御する手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１７】
前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、車両が低速から高速の範囲で走行する場合は、この車両を四輪駆動車として走行する要求に応じて、前記エンジンの運転状態が高効率となり、かつ、電力流通量が最小となるように、前記第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータおよび第３のモータ・ジェネレータを制御する手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの動力を、モータ・ジェネレータおよび出力部材に分配する動力分配装置を備えたハイブリッド車の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の駆動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを搭載したハイブリッド車が知られており、このようなハイブリッド車においては、エンジンおよびモータ・ジェネレータの持つ特性を生かしつつ、燃費を向上し、かつ、排気ガスの低減を図ることが可能である。このように、駆動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを有するハイブリッド車の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されているハイブリッド車は、エンジンおよび第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータを有しており、これらのエンジンおよび第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータが連結される第１遊星歯車列および第２遊星歯車列が設けられている。第１遊星歯車列はシングルピニオン形式のものであり、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤに噛合する第１のピニオンギヤを保持するキャリヤとを有している。これに対して、第２遊星歯車列はダブルピニオン形式のものであり、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤに噛合する第２のピニオンギヤとを有している。また、前記第１のピニオンギヤが第２のピニオンギヤにも噛合されており、第２のピニオンギヤは、第１のピニオンギヤと共に一体的に公転可能に保持されている。このように、第１の遊星歯車列および第２の遊星歯車列により、いわゆるラヴィニョウ式遊星歯車装置が構成されている。
【０００４】
そして、前記エンジンが、第１遊星歯車列の第１のリングギヤに連結され、第１モータジェネレータが、第２遊星歯車列の第２のサンギヤに連結され、第２モータジェネレータが、第１遊星歯車列の第１のサンギヤに連結され、キャリヤには、減速機を介在させてドライブアクスルが連結されている。さらに、第２遊星歯車列の第２のリングギヤを選択的に固定するブレーキが設けられている。
【０００５】
そして、第２モータジェネレータのみによる走行特性、ブレーキを係合させて第２のリングギヤを停止させ、第１モータジェネレータで発進する走行特性、エンジントルクの反力を第２モータジェネレータで受け持ち、キャリヤの回転数を上昇させる最高車速時の特性、第２モータジェネレータのトルクによりキャリヤを逆回転させる後退時の特性が、共線図に示されている。なお、遊星歯車装置を用いた動力分配装置を有するハイブリッド車は、特許文献２および特許文献３にも記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３２８０８号公報
【特許文献２】特開平１１−３３２０１８号公報
【特許文献３】特開平１１−３３４３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の特許文献１の公報に記載されているハイブリッド車においては、エンジン回転数とキャリヤ回転数との比である変速比が小さい運転状態で、第１モータジェネレータを逆転させ、かつ、力行制御してエンジントルクを受け持つ場合において、第２モータジェネレータで回生制御をおこない、発生した電力を第１モータジェネレータに供給する制御を実行可能である。しかしながら、特許文献１に記載されたハイブリッド車においては、第１モータジェネレータの動力がキャリヤに伝達される構成となっているため、その第１モータジェネレータの動力の一部が、第２モータジェネレータの回生制御により電力に変換されることとなる。その結果、第１モータジェネレータの力行制御により生じた動力が、第２モータジェネレータで電力に変換され、その電力により第１モータジェネレータが力行制御されるという現象、いわゆる動力循環が発生し、ドライブアクスルに対する動力伝達効率が低下する問題があった。
【０００７】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、動力分配装置の変速比が小さい場合に、動力循環を回避することの可能なハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンと出力部材との間の動力伝達経路に動力分配装置が設けられており、この動力分配装置は、相互に差動回転可能な第１の回転要素ないし第４の回転要素を有しているとともに、各回転要素に前記エンジンと第１のモータ・ジェネレータと第２のモータ・ジェネレータと前記出力部材とが別々に連結されており、前記エンジンまたは前記第２のモータ・ジェネレータの少なくとも一方の動力を、前記動力分配装置に入力し、かつ、前記出力部材から出力させることの可能なハイブリッド車の駆動装置において、前記第１の回転要素ないし前記第４の回転要素を基線上の異なる位置に配置する共線図で、前記第１の回転要素と前記第４の回転要素との間に、前記第２の回転要素および前記第３の回転要素が配置されるように、各回転要素同士が連結されているとともに、前記第１のモータ・ジェネレータが前記第１の回転要素に連結され、前記エンジンが前記第２の回転要素に連結され、前記出力部材が第３の回転要素に連結されており、前記第２の回転要素および前記第４の回転要素に対する前記第２のモータ・ジェネレータの連結・解放を制御する切替機構を有していることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記動力分配装置は、ダブルピニオン式の第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置を有しており、この第１の遊星歯車装置は、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、前記第１のサンギヤに噛合された第１のピニオンギヤと、前記第１のリングギヤおよび前記第１のピニオンギヤに噛合された第２のピニオンギヤと、前記第１のピニオンギヤおよび前記第２のピニオンギヤを自転可能、かつ、一体的に公転可能に保持する第１のキャリヤとを有しており、前記第２の遊星歯車装置は、第２のサンギヤおよび第２のリングギヤと、前記第２のサンギヤに噛合された第３のピニオンギヤと、前記第２のリングギヤおよび前記第３のピニオンギヤに噛合された第４のピニオンギヤと、前記第３のピニオンギヤおよび前記第４のピニオンギヤを自転可能、かつ、一体的に公転可能に保持する第２のキャリヤとを有しており、前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤとが一体回転するように連結され、前記第１のリングギヤと前記第２のキャリヤとが一体回転するように連結され、前記第２のサンギヤが前記第１の回転要素を構成し、前記第１のサンギヤおよび前記第２のリングギヤが前記第２の回転要素を構成し、前記第１のリングギヤおよび前記第２のキャリヤが前記第３の回転要素を構成し、前記第１のキャリヤが前記第４の回転要素を構成していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記切替機構は、前記第２のモータ・ジェネレータと前記第４の回転要素とを連結する第１のモードと、前記第２のモータ・ジェネレータ２を前記第２の回転要素に連結する第２のモードと、前記第２のモータ・ジェネレータを、前記第２の回転要素および前記第４の回転要素から解放する第３のモードとを選択的に切替可能に構成されており、前記第１のモータ・ジェネレータとの間で電力の授受が可能な蓄電装置が設けられており、前記蓄電装置の電力に規定された前記第１のモータ・ジェネレータの回転状態に基づいて、前記第１のモードないし第３のモードを選択的に切り換えるモード選択手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータが正回転して回生制御され、かつ、第１の所定回転数よりも高回転である場合に、前記第１のモードを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項３の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータが逆回転して力行制御され、かつ、第２の所定回転数よりも高回転である場合に、前記第２のモードを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項３の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータが正回転して回生制御され、かつ、前記第１の所定回転数以下である場合、または、前記第１のモータ・ジェネレータが逆回転して力行制御され、かつ、前記第２の所定回転数以下である場合に、前記第３のモードを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項３の構成に加えて、前記切替機構は、前記第２のモータ・ジェネレータを前記第２の回転要素および前記第４の回転要素に連結する第４のモードを、更に選択可能に構成されており、前記モード選択手段は、前記エンジンの回転数と前記第１のモータ・ジェネレータの回転数との差が所定値以下であり、かつ、車両における加速要求の変化量が所定値以下である場合に、前記第４のモードを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項３の構成に加えて、前記切替機構は、前記第２のモータ・ジェネレータを前記第２の回転要素および前記第４の回転要素に連結する第４のモードを、更に選択可能に構成されており、前記モード選択手段は、前記第１のモータ・ジェネレータまたは前記第２のモータ・ジェネレータの温度が所定温度以上である場合に、前記第４のモードを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項３ないし８のいずれかの構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第２のモータ・ジェネレータの出力トルクが所定値以下である場合に、前記各モード同士の切り替えをおこなう手段を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１ないし９のいずれかの構成に加えて、車輪に対して動力伝達可能に接続され、かつ、前記第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力により力行制御が可能な第３のモータ・ジェネレータが設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第３の回転要素の回転速度の方が前記第２の回転要素の回転速度よりも低速であり、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが逆回転する場合は、この第２のモータ・ジェネレータを回生制御させることにより、エンジントルクの反力を第２のモータ・ジェネレータで受け持たせるとともに、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御させ、この第３のモータ・ジェネレータのトルクを前記車輪に伝達し、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を前記第３のモータ・ジェネレータに供給する手段を、更に含むことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第３の回転要素の回転速度の方が前記第２の回転要素の回転速度よりも高速である場合は、前記第１のモータ・ジェネレータを回生制御して、この第１のモータ・ジェネレータでエンジントルクの反力を受け持たせるとともに、前記第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータの少なくとも一方を力行制御させ、その第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータの少なくとも一方のトルクを前記車輪に伝達するとともに、前記第１のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、前記第２のモータ・ジェネレータまたは前記第３のモータ・ジェネレータに供給する手段を、更に含むことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第２のモードが選択され、かつ、前記第１のモータ・ジェネレータが逆回転で力行制御され、この第１のモータ・ジェネレータによりエンジントルクの反力を受け持つとともに、第３のモータ・ジェネレータを力行制御する場合に、前記第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、前記第１のモータ・ジェネレータおよび前記第３のモータ・ジェネレータに供給する手段を、更に含むことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第２のモードから前記第３のモードを経由させて前記第１のモードに変更する場合に、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御させる手段を、更に含むことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第３の回転要素の回転速度の方が前記第２の回転要素の回転速度よりも低速であり、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが正回転する場合は、この第２のモータ・ジェネレータを力行制御させることにより、エンジントルクの反力を第２のモータ・ジェネレータで受け持たせるとともに、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御させる手段を、更に含むことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１６の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが逆回転し、かつ、前記第１のモータ・ジェネレータを力行制御することにより、停止しているエンジンをクランキングさせる場合は、前記第２のモータ・ジェネレータで回生制御を実行させ、前記第３のモータ・ジェネレータを力行制御する手段を含むことを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記モード選択手段は、前記第１のモードが選択され、かつ、車両が低速から高速の範囲で走行する場合は、この車両を四輪駆動車として走行する要求に応じて、前記エンジンの運転状態が高効率となり、かつ、電力流通量が最小となるように、前記第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータおよび第３のモータ・ジェネレータを制御する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の発明によれば、エンジントルクまたは第２のモータ・ジェネレータの少なくとも一方の動力が動力分配装置に入力され、かつ、出力部材から出力される。そして、第１のモータ・ジェネレータを逆転させ、かつ、力行制御することにより、エンジントルクの反力を受け持ち、エンジン回転数と出力部材の回転数との比、つまり、動力分配装置の変速比を小さく制御することが可能である。ここで、動力分配装置の変速比を小さくする場合は、第２のモータ・ジェネレータを第２の回転要素に連結させ、かつ、エンジンの動力の一部を第２のモータ・ジェネレータに伝達して回生制御を実行し、発生した電力を第１のモータ・ジェネレータに供給する制御を実行可能である。このように、第２のモータ・ジェネレータを第２の回転要素に連結すると、「動力分配装置の変速比が小さい場合に、第１のモータ・ジェネレータの動力の一部が第２のモータ・ジェネレータにより電力に変換され、その電力が第１のモータ・ジェネレータに供給されて、再び動力に変換される現象、いわゆる動力循環」を回避することができ、動力伝達効率が向上する。
【００２６】
さらに、エンジン回転数と出力部材の回転数との変速比を大きくする場合は、第２のモータ・ジェネレータを第４の回転要素に連結することにより、エンジントルクの反力を、第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータのうち、いずれか一方で受け持つことが可能である。このようにすると、共線図における各回転要素とモータ・ジェネレータとの位置関係、およびモータ・ジェネレータの回転数などの条件に基づいて、出力が低い方のモータ・ジェネレータでエンジントルクの反力を受け持つことが可能であり、動力伝達効率が一層向上する。
【００２７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、エンジンの動力が、第１の遊星歯車装置の第１のサンギヤ、および第２の遊星歯車装置の第２のリングギヤに伝達される。そして、第１のモータ・ジェネレータに連結された第２の遊星歯車装置の第２のサンギヤが、エンジントルクの反力を受け持ち、エンジンの動力が第２のキャリヤを経由して出力部材に伝達される。そして、エンジン回転数と出力部材の回転数との変速比を小さく制御する場合に、第２のモータ・ジェネレータを第１の遊星歯車装置の第１のサンギヤに連結すると、エンジンの動力が第２の遊星歯車装置および第２のモータ・ジェネレータに分配される。
【００２８】
請求項３の発明によれば、第１のモータ・ジェネレータの回転状態に基づいて、第１のモードないし第４のモードを選択的に切り換えることが可能である。したがって、第１のモータ・ジェネレータと蓄電装置との間における電力流通量がなるべく少なくなるように、切替機構を制御することが可能である。
【００２９】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモータ・ジェネレータが正回転して回生制御され、かつ、第１のモータ・ジェネレータの回転数が、第１の所定回転数よりも高回転である場合に、第１のモードを選択することが可能である。この第１のモードが選択された場合は、エンジントルクの反力を、第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータのいずれか一方で受け持つことが可能である。
【００３０】
請求項５の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、エンジン回転数と出力部材の回転数との変速比が小さい場合に、第１のモータ・ジェネレータを逆回転して力行制御し、エンジントルクの反力を第１のモータ・ジェネレータで受け持つことが可能である。また、エンジンの動力の一部を第２のモータ・ジェネレータに伝達して回生制御を実行し、その電力を第１のモータ・ジェネレータに供給することができる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、エンジントルクの反力を第１のモータ・ジェネレータで受け持つ場合において、第１のモータ・ジェネレータが正回転して回生制御され、第１のモータ・ジェネレータの回転数が、第１の所定回転数以下であるか、または、第１のモータ・ジェネレータが逆回転して力行制御され、かつ、第２の所定回転数以下である場合は、第２のモータ・ジェネレータが、第２の回転要素および第４の回転要素から解放される。したがって、第２のモータ・ジェネレータの空転による逆起電力の発生を防止することができる。
【００３２】
請求項７の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、出力部材と、エンジンに連結された第２の回転要素とが一体回転するため、エンジントルクの反力をモータ・ジェネレータで受けることなく、エンジントルクを出力部材に伝達することが可能である。したがって、第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータを無負荷にすることが可能であり、動力伝達効率が一層向上する。
【００３３】
請求項８の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータの温度が所定温度以上であり、第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータの機能が低下している場合には、第４のモードを選択すると、出力部材と、エンジンに連結された第２の回転要素とが一体回転するため、エンジントルクの反力をモータ・ジェネレータで受けることなく、エンジントルクを出力部材に伝達することが可能である。このため、第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータの機能が低下している場合、例えばフェール時においても、エンジントルクを出力部材に伝達することが可能である。
【００３４】
請求項９の発明によれば、請求項３ないし８のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、第２のモータ・ジェネレータの出力トルクが所定値以下である場合に、各モード同士の切り替えがおこなわれる。したがって、モードの切り替えにともなうショックを抑制できる。
【００３５】
請求項１０の発明によれば、請求項１ないし９のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、第１のモータ・ジェネレータまたは第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、第３のモータ・ジェネレータに供給することが可能であり、動力伝達効率が一層向上する。例えば、第２のモータ・ジェネレータを回生制御して得られた電力を第１のモータ・ジェネレータおよび第３のモータ・ジェネレータに分配することが可能であるため、第１のモータ・ジェネレータに分配されるエネルギ量を少なくし、かつ、第３のモータ・ジェネレータに分配するエネルギ量を増加することが可能である。これに対して、第３のモータ・ジェネレータが設けられていない場合は、第２のモータ・ジェネレータから第１のモータ・ジェネレータに供給されるエネルギ量が増加するため、第３のモータ・ジェネレータに供給することを想定したエネルギ量を、前述したエネルギに加えると、電気回路を流通エネルギ量は、第３のモータ・ジェネレータが設けられている場合よりも多くなる。
【００３６】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモードが選択され、かつ、第３の回転要素の回転速度の方が第２の回転要素の回転速度よりも低速であり、かつ、前記第２のモータ・ジェネレータが逆回転する場合は、この第２のモータ・ジェネレータを回生制御して、エンジントルクの反力を第２のモータ・ジェネレータで受け持たせるとともに、第３のモータ・ジェネレータを力行制御させ、第３のモータ・ジェネレータのトルクを車輪に伝達し、かつ、第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力が第３のモータ・ジェネレータに供給される。したがって、動力分配装置の変速比が大きい場合（減速時）における動力伝達効率が向上する。
【００３７】
請求項１２の発明によれば、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモードが選択され、かつ、第３の回転要素の回転速度の方が第２の回転要素の回転速度よりも高速である場合は、第１のモータ・ジェネレータを回生制御してエンジントルクの反力を受け持たせるとともに、第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータの少なくとも一方を力行制御させ、その第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータの少なくとも一方のトルクが車輪に伝達される。また、第１のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、第２のモータ・ジェネレータまたは第３のモータ・ジェネレータに供給することが可能である。したがって、動力分配装置の変速比が小さい場合（増速時）における動力伝達効率が向上する。
【００３８】
請求項１３の発明によれば、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第２のモードが選択され、かつ、第１のモータ・ジェネレータが逆回転で力行制御され、第１のモータ・ジェネレータによりエンジントルクの反力が受け持たれているとともに、第３のモータ・ジェネレータが力行制御されている場合に、第２のモータ・ジェネレータの回生制御により得られた電力を、第１のモータ・ジェネレータおよび第３のモータ・ジェネレータに供給することが可能である。したがって、高速走行時において、動力循環を起こすことなく車両運動性能を確保できる。
【００３９】
請求項１４の発明によれば、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第２のモードから第１のモードに変更する過程で、第３のモードが選択されて、第２のモータ・ジェネレータが、第２の回転要素および第４の回転要素から共に解放された場合は、車両の駆動力を第２のモータ・ジェネレータで補うことができなくなるが、その第３のモードが選択されている間、第３のモータ・ジェネレータを力行制御させることにより、車両の駆動力を補うことが可能である。したがって、第２のモードから第１のモードに切り替える過程で、ドライバビリティが低下することを抑制できる。
【００４０】
請求項１５の発明によれば、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモードが選択され、かつ、第３の回転要素の回転速度の方が第２の回転要素の回転速度よりも低速であり、かつ、第２のモータ・ジェネレータが正回転する場合は、第２のモータ・ジェネレータを力行制御させることにより、エンジントルクの反力を第２のモータ・ジェネレータで受け持たせるとともに、第３のモータ・ジェネレータを力行制御させることができる。
【００４１】
請求項１６の発明によれば、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモードが選択され、かつ、第２のモータ・ジェネレータが逆回転し、かつ、第１のモータ・ジェネレータを力行制御することにより、停止しているエンジンをクランキングさせる場合は、第２のモータ・ジェネレータで回生制御を実行させ、第３のモータ・ジェネレータを力行制御することができる。
【００４２】
請求項１７の発明によれば、請求項１０の発明と同様の効果を得られる他に、第１のモードが選択され、かつ、車両が低速から高速の範囲で走行する場合は、車両を四輪駆動車として走行する要求に応じて、エンジンの運転状態が高効率となり、かつ、電力流通量が最小となるように、第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータおよび第３のモータ・ジェネレータを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
この発明におけるハイブリッド車は、複数種類の駆動力源として、エンジンおよびモータ・ジェネレータを有しているとともに、エンジントルクをモータ・ジェネレータおよび車輪に分配する動力分配装置を有している。そして、エンジントルクの反力をモータ・ジェネレータで受け持ち、そのモータ・ジェネレータの出力を制御することにより、エンジン回転数を無段階（連続的）に調整可能である。以下、この発明におけるハイブリッド車の実施例を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４４】
まず、車両（ハイブリッド車）Ｖｅの概略構成を、図１に基づいて説明する。この実施例１における車両Ｖｅは、請求項１に対応している。図１には、車両Ｖｅのドライブトレーン、およびそのハイブリッド車の駆動装置の制御系統の一例が示されている。図１に示す車両（ハイブリッド車）Ｖｅは、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）形式の車両であり、エンジン１および第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３が、共に、動力分配装置４に連結されているとともに、動力分配装置４から出力された動力が、最終減速機５を経由して後輪（車輪）６に伝達されるように構成されている。
【００４５】
前記エンジン１には、外燃機関および内燃機関が含まれるが、この実施例では、内燃機関、より具体的には、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジン、水素エンジンなどを用いることが可能である。このエンジン１は、電子スロットルバルブ（図示せず）などの制御により、出力を制御可能に構成されている。そして、エンジン１および第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３が同軸上に配置されている。これら、エンジン１および第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３の回転部材の軸線（図示せず）は、車両Ｖｅの前後方向に配置されている。
【００４６】
また、車両Ｖｅの前後方向において、エンジン１の後方に第２のモータ・ジェネレータ３が配置されており、第２のモータ・ジェネレータ３の後方に第１のモータ・ジェネレータ２が配置されている。そして、車両Ｖｅの前後方向において、第２のモータ・ジェネレータ３と第１のモータ・ジェネレータ２との間に、前記動力分配装置４が配置されている。また、第１のモータ・ジェネレータ２の定格および外径よりも、第２のモータ・ジェネレータ３の定格および外径の方が大きく構成されている。
【００４７】
さらに、前記動力分配装置４は、エンジン１の動力を、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３およびアウトプットシャフト（後述）に分配する機能を有する装置であり、動力分配装置４は、第１の遊星歯車装置７および第２の遊星歯車装置８を有している。第１の遊星歯車装置７は、ダブルピニオン式の遊星歯車装置であり、第１の遊星歯車装置７は、同軸上に配置された第１のサンギヤ９および第１のリングギヤ１０と、第１のサンギヤ９に噛合された第１のピニオンギヤ１１と、第１のリングギヤ１０および第１のピニオンギヤ１１に噛合された第２のピニオンギヤ１２と、第１のピニオンギヤ１１および第２のピニオンギヤ１２を個別に自転可能、かつ、一体的に公転可能に保持する第１のキャリヤ１３とを有している。
【００４８】
一方、第２の遊星歯車装置８は、同軸上に配置された第２のサンギヤ１４および第２のリングギヤ１５と、第２のサンギヤ１４に噛合された第３のピニオンギヤ１６と、第２のリングギヤ１５および第３のピニオンギヤ１６に噛合された第４のピニオンギヤ１７と、第３のピニオンギヤ１６および第４のピニオンギヤ１７を個別に自転可能、かつ、一体的に公転可能に保持する第２のキャリヤ１８とを有している。そして、第１のサンギヤ９と第２のリングギヤ１５とが一体回転するように連結され、第１のリングギヤ１０と第２のキャリヤ１８とが一体回転するように連結されている。さらに、第１のサンギヤ９および第２のリングギヤ１５と一体回転するように連結されたインプットシャフト１９が設けられており、このインプットシャフト１９がエンジン１に連結されている。さらにまた、キャリヤ１８と一体回転するアウトプットシャフト２０が設けられており、アウトプットシャフト２０が最終減速機５に連結されている。
【００４９】
前記第１のモータ・ジェネレータ２はアウトプットシャフト２０の外周側に配置されており、ロータ２１およびステータ２２を有している。このロータ２１が、第２の遊星歯車装置８の第２のサンギヤ１４に連結されている。一方、前記第２のモータ・ジェネレータ３はインプットシャフト１９の外周側に設けられており、ロータ２３およびステータ２４を有している。そして、第２のモータ・ジェネレータ３のロータ２３と第１のキャリヤ１３とを選択的に連結・解放する第１のクラッチＣ１が設けられている。また、第２のモータ・ジェネレータ３のロータ２３とインプットシャフト１９とを選択的に連結・解放する第２のクラッチＣ２が設けられている。第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２としては、摩擦クラッチ、電磁クラッチ、噛み合いクラッチなどを用いることが可能である。
【００５０】
ここで、動力分配装置４における各回転要素同士の位置関係を、図２の共線図Ａ１に基づいて説明する。横軸に回転要素の配置位置が示され、縦軸に回転方向および回転数が示されている。横軸の基線Ｂ１上における両端に、第２のサンギヤ１４と第１のキャリヤ１３とが配置されている。また、基線Ｂ１上において、第２のサンギヤ１４と第１のキャリヤ１３との間に、他の回転要素が配置されている。すなわち、第１のサンギヤ９および第２のリングギヤ１５およびエンジン１が、基線Ｂ１上の同一位置に配置され、第１のリングギヤ１０および第２のキャリヤ１８およびアウトプットシャフト２０が、基線Ｂ１上の同一位置に配置されている。さらに、基線Ｂ１上で、第１のサンギヤ９および第２のリングギヤ１５およびエンジン１と、第１のキャリヤ１３との間に、第１のリングギヤ１０および第２のキャリヤ１８およびアウトプットシャフト２０が配置されている。また、第１のモータ・ジェネレータ２は、第２のサンギヤ１４に連結されている。
【００５１】
前記第１のモータ・ジェネレータ２にはインバータ２５が接続され、第２のモータ・ジェネレータ３にはインバータ２６が接続されており、インバータ２５，２６には、蓄電装置としての二次電池２７が接続されている。二次電池２７としては、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３は、いずれも電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有している。
【００５２】
この実施例においては、運動エネルギを電気エネルギに変換して二次電池２７に充電する制御を、回生制御または発電制御と称しており、略同義として使用している。このように、二次電池２７と、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３との間で、インバータ２５，２６を経由して相互に電力の授受をおこなうことが可能に構成されている。また、第１のモータ・ジェネレータ２と第２のモータ・ジェネレータ３との間で、二次電池２７を経由することなく、電力の授受をおこなうことも可能となるように、電線が取り廻されている。このように、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３およびインバータ２５，２６および二次電池２７および電線を含む構成により、電気回路Ｍ１が形成されている。さらに、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２を制御するアクチュエータ２８が設けられている。さらに、車両Ｖｅの全体を制御するコントローラとして電子制御装置２９が設けられている。
【００５３】
この電子制御装置２９において、車速、加速要求（アクセル開度）、制動要求、エンジン回転数、二次電池２７の充電量、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３の回転数、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３の温度などの信号が入力され、電子制御装置２９からは、エンジン１の出力（回転数×トルク）を制御する信号、インバータ２５，２６を介して第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３を制御する信号、アクチュエータ２８を介して第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２を制御する信号などが出力される。
【００５４】
上記のように構成された車両Ｖｅにおいては、車速およびアクセル開度に基づいて要求駆動力が算出され、この要求駆動力に基づいて目標エンジン出力が求められる。そして、目標エンジン出力と、予め定められている最適燃費曲線とに基づいて、目標エンジン回転数および目標エンジントルクが求められる。そして、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づける場合、第１のモータ・ジェネレータ２または第２のモータ・ジェネレータ３により、反力トルクを受け持ち、反力トルクを受け持つモータ・ジェネレータの出力を制御することにより、実エンジン回転数が制御される。
【００５５】
上記のように、この実施例においては、動力分配装置４を構成する４つの回転要素の差動作用により、インプットシャフト１９の回転数とアウトプットシャフト２０の回転数との比、すなわち変速比を無段階に（連続的に）制御可能である。そして、基本的には、第１のモータ・ジェネレータ２によりエンジントルクの反力を受け持つことが可能であり、主として、第１のモータ・ジェネレータ２の状態に基づいて、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２を制御するために、各種のモードを選択的に切替可能である。
【００５６】
この実施例においては第１のモードないし第４のモードを選択可能である。まず、第１のモードが選択された場合は、第１のクラッチＣ１が係合され、第２のクラッチＣ２が解放される。例えば、第１のモータ・ジェネレータ２を正回転で回生制御し、第１のモータ・ジェネレータ２でエンジントルクの反力を受け持つ場合に、第１のモードを選択可能である。さらに、第１のモードが選択された場合は、第２のモータ・ジェネレータ３が第１のキャリヤ１３に連結されるため、要求駆動力に応じて第２のモータ・ジェネレータ３を力行制御し、アウトプットシャフト２０に伝達するべきトルクをアシストすることも可能である。
【００５７】
つぎに、第２のモードが選択された場合は、第１のクラッチＣ１が解放され、第２のクラッチＣ２が係合される。例えば、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転で力行制御され、第１のモータ・ジェネレータ２でエンジントルクの反力を受け持つ場合に、第２のモードを選択可能である。さらに、第２のモードが選択された場合は、第２のモータ・ジェネレータ３が第１のサンギヤ９に連結されるため、第２のモータ・ジェネレータ３を回生制御し、発生した電力を第１のモータ・ジェネレータ２に供給することが可能である。なお、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転で力行制御される場合、インプットシャフト１９の回転数の方がアウトプットシャフト２０の回転数よりも低速となり、動力分配装置４が減速機として機能する。
【００５８】
さらに、第３のモードが選択された場合は、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２が共に解放される。例えば、第１のモータ・ジェネレータ２を正回転で回生制御して、第１のモータ・ジェネレータ２でエンジントルクの反力を受け持つ場合に、第３のモードを選択可能である。さらに、第３のモードが選択された場合は、第２のモータ・ジェネレータ３が、第１のサンギヤ９および第１のキャリヤ１３から解放されて、第２のモータ・ジェネレータ３が停止する。つまり、第２のモータ・ジェネレータ３では、力行制御または回生制御もおこなわない無負荷状態となる。
【００５９】
なお、第１のモードまたは第３のモードが選択されると、インプットシャフト１９の回転数の方がアウトプットシャフト２０の回転数よりも低速となる場合、インプットシャフト１９の回転数の方がアウトプットシャフト２０の回転数よりも高速となる場合、インプットシャフト１９の回転数とアウトプットシャフト２０の回転数とが一致する場合、のいずれもが生じ得る。
【００６０】
さらに、第４のモードが選択された場合は、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２が共に係合される。この第４のモードが選択された場合は、動力分配装置４を構成する回転要素が一体回転し、インプットシャフト１９の回転数とアウトプットシャフト２０の回転数とが同じ、つまり、動力分配装置４における変速比が「１」となる。この第４のモードが選択された場合は、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３を共に空転させ、かつ、無負荷状態とすることが可能である。
【００６１】
つぎに、上記の各種のモードの切り替え制御例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。まず、第１のモータ・ジェネレータ２または第２のモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方の温度が、許容温度よりも高いか否かが判断される（ステップＳ１）。この許容温度は、反力トルクを受け持つモータ・ジェネレータの力行機能または回生機能を、温度から判断するために設定されている。そして、温度と反力トルクとの対応関係がマップ化されて記憶されている。なお、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３の温度は、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３を冷却する潤滑油の油温から判断することが可能である。このステップＳ１で否定的に判断された場合は、加速要求（アクセル開度の変化量（増加量））が規定値以下であるか否かが判断される（ステップＳ２）。
【００６２】
このステップＳ２で否定的に判断された場合は、運転者の加速意図があると判定し、車両Ｖｅを加速する制御を実行する。このとき、第１のモードないし第３のモードの切り替え判定の基準を決定する（ステップＳ３）。このステップＳ３においては、モードの切り替え判定の基準が、第１のモータ・ジェネレータ１の回転方向、回転数、力行制御または回生制御のいずれであるかなどの条件により決定される。具体的には、エンジントルクの反力を第１のモータ・ジェネレータ２で受ける場合を想定し、図２の共線図Ａ１に示すように、第１の基準回転数Ｔｇ１および第２の基準回転数Ｔｇ２を決定する。ここで、第１の基準回転数Ｔｇ１は、第１のモータ・ジェネレータ２が正回転する場合の基準数であり、第２の基準回転数Ｔｇ２は、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転する場合の基準である。なお、第１のモータ・ジェネレータ２の正回転とは、エンジン１の回転方向と同じ回転方向であり、第１のモータ・ジェネレータ２の逆回転とは、エンジン１の回転方向とは逆の回転方向である。
【００６３】
ここで、ステップＳ３における第１の基準回転数Ｔｇ１および第２の基準回転数Ｔｇ２の設定方法を説明する。まず、第１の基準回転数Ｔｇ１を設定する場合、二次電池２７における要求充電量が多いほど、第１の基準回転数Ｔｇ１が高回転数に設定される。また、第２の基準回転数Ｔｇ２を設定する場合、二次電池２７における要求放電量が多いほど、第２の基準回転数Ｔｇ２が高回転数に設定される。
【００６４】
さらに、第１の基準回転数Ｔｇ１と第２の基準回転数Ｔｇ２との間の範囲（幅）Ｄ１を設定する方法を説明する。例えば、車速の変化量およびアクセル開度の変化量が小さく、かつ、二次電池２７における電力の変化量の絶対値が小さくなるほど、範囲Ｄ１を広く設定することが可能である。つまり、車速の変化量およびアクセル開度の変化量が大きく、かつ、二次電池２７における電力の変化量の絶対値が大きくなるほど、範囲Ｄ１を狭く設定することが可能である。
【００６５】
上記のステップＳ３についで、エンジントルクの反力を第１のモータ・ジェネレータ２で受け持つ場合における実回転数Ｔｇを、第１の基準回転数Ｔｇ１および第２の基準回転数Ｔｇ２と対比する（ステップＳ４）。このステップＳ４において、第１のモータ・ジェネレータ２が正回転し、かつ、実回転数Ｔｇが第１の基準回転数Ｔｇ１よりも高回転数となる場合は、ステップＳ５に進んで第１のモードを選択し、リターンされる。第１のモードが選択された場合における各回転要素の状態の一例を、図２の線分Ｅ１で示す。
【００６６】
これに対して、ステップＳ４において、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転し、かつ、実回転数Ｔｇが第２の基準回転数Ｔｇ２よりも高回転数となる場合は、ステップＳ６に進んで第２のモードを選択し、リターンされる。第２のモードが選択された場合における各回転要素の状態の一例を、図２の線分Ｅ２で示す。
【００６７】
さらに、ステップＳ４において、第１のモータ・ジェネレータ２の回転方向に関わりなく、実回転数Ｔｇが、第１の基準回転数Ｔｇ１以下、または第２の基準回転数Ｔｇ２以下である場合は、ステップＳ７に進んで第３のモードを選択し、リターンされる。第３のモードが選択された場合における各回転要素の状態の一例を、図２の線分Ｅ３で示す。なお、この第３のモード３は、第１のモードと第２のモードとで切り替えをおこなう場合に、過渡的に選択されるモードである。
【００６８】
一方、前記ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、エンジン回転数と第１のモータ・ジェネレータ２の実回転数Ｔｇとの差が規定値以下であるか否かが判断される（ステップＳ８）。このステップＳ８で用いられる規定値は、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２を共に係合させることにより生じるショックの程度を判断するためのものであり、このステップＳ８で肯定的に判断された場合は、上記ショックが生じないか、または運転者に体感されることのない程度のショック（許容されるショック）であると判断して、ステップＳ９に進んで第４のモードを選択し、リターンされる。なお、ステップＳ８で否定的に判断された場合は、前記ステップＳ３に進む。さらに、前記ステップＳ１で肯定的に判断された場合は、第１のモータ・ジェネレータ２または第３のモータ・ジェネレータ３のいずれかにより、エンジントルクの反力を受け持つことが困難であるため、ステップＳ９に進む。第４のモードが選択された場合における各回転要素の状態の一例を、図２の線分Ｅ４で示す。
【００６９】
以上のように、図３の制御例を実行するとともに、第１のモータ・ジェネレータ２を逆回転させ、かつ、力行制御することにより、エンジントルクの反力を受け持っている場合は、インプットシャフト１９の回転数よりもアウトプットシャフト２０の回転数の方が高くなる、いわゆる増速状態（変速比が「１」よりも小さい状態）となる。このような状況において、ステップＳ６に進んで第２のモードを選択すると、第２のモータ・ジェネレータ３で回生制御を実行し、発生した電力を第１のモータ・ジェネレータ２に供給する制御を実行可能である。このため、「第１のモータ・ジェネレータの動力の一部が第２のモータ・ジェネレータにより電力に変換され、その電力が第１のモータ・ジェネレータに供給されて、再び動力に変換される現象、いわゆる動力循環」を回避することができ、動力伝達効率が向上する。
【００７０】
ここで、動力分配装置における動力伝達効率の一例を、図４の線図により説明する。図４において、横軸には動力分配装置の変速比が示され、縦軸には動力伝達効率が示されている。この実施例においては、実線で示すような特性が得られる。これに対して、第１の比較例の特性が、一点鎖線で示され、第２の比較例が、破線で示されている。第１の比較例とは、動力分配装置が、差動回転可能な３つの回転要素を有している構成である。第２の比較例とは、動力分配装置が、差動回転可能な４つの回転要素を有しているとともに、第２のモータ・ジェネレータの連結される回転要素を変更できない構成である。図４の線図に示すように、動力分配装置の変速比が所定値ρ１よりも小さい場合において、第２のモードを選択することにより、実施例の特性の方が、第１の実施例および第２の比較例の特性よりも動力伝達効率が高くなる領域Ｆ１が生成される。
【００７１】
このように、動力分配装置４の増速時に、領域Ｆ１の変速比を選択できるようにするために、最終減速機５における減速比および、エンジントルクの反力を受けるモータ・ジェネレータの出力を制御する。具体的には、動力分配装置４で選択する変速比が小さいほど、最終減速機５の減速比を小さく設定するとともに、モータ・ジェネレータの出力およびトルクを低下させる。このような設計により、第１の比較例における変速比の使用範囲Ｇ１に対して、実施例における変速比の使用範囲をＧ２のように小変速比側にシフトさせることが可能である。その結果、駆動装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００７２】
さらに、この実施例では、インプットシャフト１９とアウトプットシャフト２０との変速比を大きくする場合は、ステップＳ５のように第１のモードを選択して第２のモータ・ジェネレータ３を第１のキャリヤ１３に連結することにより、エンジントルクの反力を、第１のモータ・ジェネレータ２または第２のモータ・ジェネレータ３のうち、いずれか一方で受け持つことが可能である。このようにすると、共線図Ａ１における各回転要素とモータ・ジェネレータとの位置関係、およびモータ・ジェネレータの回転数などの条件に基づいて、出力が低い方のモータ・ジェネレータでエンジントルクの反力を受け持つことが可能であり、動力伝達効率が一層向上する。
【００７３】
また、図３のステップＳ４ないしステップＳ７においては、第１のモータ・ジェネレータ２の回転状態に基づいて、第１のモードないし第３のモードを選択的に切り替えている。したがって、第１のモータ・ジェネレータ２と二次電池２７との間の電気回路Ｍ１における電力流通量がなるべく少なくなるように、モードを選択することが可能である。
【００７４】
ところで、第１のモータ・ジェネレータ２の実回転数Ｔｇの方が第２の基準回転数Ｔｇ２よりも高回転となり、第１のモータ・ジェネレータ２の力行制御による消費電力が大きいと、二次電池２７の電力量が低下する可能性がある。これに対して、図３の制御例では、第１のモータ・ジェネレータ２の実回転数Ｔｇの方が第２の基準回転数Ｔｇ２よりも高回転になると、ステップＳ６に進んで第２のモードが選択されるとともに、第２のモータ・ジェネレータ３で回生制御をおこない、その電力を第１のモータ・ジェネレータ２に供給することができるため、二次電池２７の電力量の低下を抑制できる。
【００７５】
さらに、エンジントルクの反力を第１のモータ・ジェネレータ２で受け持つ場合において、第１のモータ・ジェネレータ２が正回転して回生制御され、第１のモータ・ジェネレータ２の実回転数Ｔｇが、第１の基準回転数Ｔｇ１以下であるか、または、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転して力行制御され、かつ、第１のモータ・ジェネレータ２の実回転数Ｔｇが、第２の基準回転数Ｔｇ２以下である場合は、ステップＳ７に進んで第３のモードが選択されて、第２のモータ・ジェネレータ３が、第１のサンギヤ９および第１のキャリヤ１３から共に解放される。したがって、第２のモータ・ジェネレータ３の空転による逆起電力の発生を防止することができる。
【００７６】
さらに、ステップＳ８を経由してステップＳ９に進み、第４のモードが選択された場合は、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３を無負荷にすることが可能であり、動力伝達効率が一層向上する。また、エンジントルクの反力をモータ・ジェネレータで受けずに済む。また、この第４のモードが選択された場合は、特定のエンジン運転点、具体的には、動力分配装置４の変速比を前提として、最適燃費曲線における効率が最高となるエンジントルクでの運転状況では、エンジン１および駆動装置全体の効率が共に最良となるという理由により、動力伝達効率が向上する。
【００７７】
さらにまた、第１のモータ・ジェネレータ２または第２のモータ・ジェネレータ３の温度が所定温度以上であり、第１のモータ・ジェネレータ２または第２のモータ・ジェネレータ３による反力トルクの受け持ち機能が低下している場合には、ステップＳ１で肯定的に判断されて第４のモードに進む。したがって、エンジントルクの反力をモータ・ジェネレータで受けることなく、エンジントルクをアウトプットシャフト２０に伝達することが可能である。
【００７８】
さらにまた、図３の制御例において、各モード同士の切り替えをおこなう場合に、第２のモータ・ジェネレータ３の出力トルクが所定値以下、例えば、零ニュートン・メートル（無負荷状態）である場合に、各モード同士の切り替えをおこなうことが可能である。したがって、モードの切り替えに伴うショックを抑制できる。つまり、上記の「所定値」はモードの切り替えに伴うショックの程度を判断するためのものである。さらに、図３の制御例において、第１のモードないし第３のモード同士の間で相互に切り替えをおこなう場合に、所定のモードから他のモードに切り替わった後、第１のモータ・ジェネレータ２の回転数がわずかに変化しただけで、再度、所定のモードに戻ることを回避するため、各基準回転数にそれぞれヒステリシスを設定することが可能である。このようなヒステリシスの設定に際して、アクセル開度の変化量が大きい場合は、ヒステリシスを小さく設定し、アクセル開度の変化量が小さい場合は、ヒステリシスを大きく設定することができる。さらに、第２のモータ・ジェネレータ３は、電流値の制御により出力を容易に、かつ、高精度に制御可能であるため、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２として、噛み合いクラッチなどの簡易な構造のものを用いることが可能であり、製造コストの上昇を抑制できる。また、噛み合いクラッチを用いると引き摺りもない。
【００７９】
さらに、第２のモータ・ジェネレータ３は第１のモータ・ジェネレータ２よりも定格および外径が大きいため、フロアーの下方空間で比較的自由度が高い前方側、例えば、ダッシュパネルの下方などに第２のモータ・ジェネレータ３を配置することにより、車両Ｖｅの前後方向における全長の短縮化（コンパクト化）を図ることができる。
【００８０】
ここで、実施例１で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、アウトプットシャフト２０が、この発明の出力部材に相当し、第２のサンギヤ１４が、この発明の第１の回転要素に相当し、第１のサンギヤ９およびインプットシャフト１９が、この発明の第２の回転要素に相当し、第１のリングギヤ１０および第２のキャリヤ１８が、この発明の第３の回転要素に相当し、第１のキャリヤ１３が、この発明の第４の回転要素に相当する。この発明における各回転要素には、回転軸、ギヤ、キャリヤなどの他に、回転メンバ、円筒形状のドラム、円板状のフランジなどの構成も含まれる。また、この発明における出力部材には、アウトプットシャフト２０の他に、ギヤ、回転軸、回転メンバ、キャリヤなどの図示しない構成が含まれる。回転軸は、中軸の軸または中空の軸のいずれでも良い。また、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２が、この発明の切替機構に相当し、二次電池２７が、この発明の蓄電装置に相当し、車両Ｖｅが、この発明のハイブリッド車に相当する。なお、この発明の切替機構は、回転部材同士の連結状態の切り替え、もしくは動力の伝達経路を切り替えるためのものである。
【００８１】
また、図３のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ５に進むルーチンが、請求項４の発明に対応し、ステップＳ６に進むルーチンが、請求項５の発明に対応し、ステップＳ７に進むルーチンが、請求項６の発明に対応し、ステップＳ２，Ｓ８を経由してステップＳ９に進むルーチンが、請求項７の発明に対応し、ステップＳ１で肯定的に判断されてステップＳ９に進むルーチンが、請求項８の発明に対応する。また、各モード同士の切り替えをおこなう場合に、第２のモータ・ジェネレータ３の出力トルクが所定値以下である場合に、各モード同士の切り替えをおこなう処理が、請求項９の発明に対応する。このように、ステップＳ１ないしステップＳ９が、この発明のモード選択手段に相当する。また、第１のモータ・ジェネレータ２の回転方向、第１のモータ・ジェネレータ２における力行制御または回生制御、第１のモータ・ジェネレータ２の回転数などが、この発明における「蓄電装置の電力に規定された第１のモータ・ジェネレータの回転状態」に相当し、第１の基準回転数Ｔｇ１が、この発明における「第１の所定回転数」に相当し、第２の基準回転数Ｔｇ２が、この発明における「第２の所定回転数」に相当する。
【００８２】
この発明において、「蓄電装置の電力に規定された」とは、蓄電装置の電力から求められる、蓄電装置の電力に対応して決定されるなどの技術的意味が含まれている。また、この発明において「蓄電装置の電力」には、蓄電装置の具体的な電力値という意味の他に、蓄電装置の電力の電力の変化特性もしくは傾向、すなわち、電力の増加傾向、電力の減少傾向、電力が一定である場合などの技術的意味が含まれる。さらに、この発明において「蓄電装置の電力に規定された第１のモータ・ジェネレータの回転状態」には、「蓄電装置における電力流通量に対応した第１のモータ・ジェネレータの回転数」という意味が含まれている。さらにまた、「第１のモータ・ジェネレータの回転状態」には、第１のモータ・ジェネレータが正回転する場合、逆回転する場合が含まれる。さらにまた、「第１のモータ・ジェネレータの回転状態」には、第１のモータ・ジェネレータの力行制御および回生制御が含まれる。そして、第１のモータ・ジェネレータの回転数は、動力伝達効率、電力流通量、蓄電装置の電力量などに基づいて決定することが可能である。
【実施例２】
【００８３】
この実施例２は、この発明のハイブリッド車の駆動装置を、ＦＦ形式（フロントエンジン・フロントドライブ形式）の車両に用いる例であり、この実施例２を図５に基づいて説明する。この実施例２は、請求項１ないし９の発明に対応している。この図５においては、エンジン１および第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３の軸線が、車両Ｖｅの幅方向（左右方向）に配置されている。車両Ｖｅの幅方向において、エンジン１と第２のモータ・ジェネレータ２との間に第２のモータ・ジェネレータ３が配置され、第１のモータ・ジェネレータ２と第２のモータ・ジェネレータ３との間に、動力分配装置４が配置されている。また、動力分配装置４は、インプットシャフト１９と同軸上に配置されたカウンタドライブギヤ３０を有しており、カウンタドライブギヤ３０が、第１のリングギヤ１０および第２のキャリヤ１８と一体回転するように連結されている。つまり、このカウンタドライブギヤ３０は、図２の共線図Ａ１における基線Ｂ１上で、エンジン１および第１のサンギヤ９およびインプットシャフト１９と、第１のキャリヤ１３との間に配置されている。
【００８４】
さらに、インプットシャフト１９と平行にカウンタシャフト３１が設けられており、カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２およびファイナルドライブギヤ３３が形成されている。そして、カウンタドライブギヤ３０とカウンタドリブンギヤ３２とが噛合されている。また、最終減速機３４が設けられており、最終減速機３４はリングギヤ３５を有しており、リングギヤ３５がファイナルドライブギヤ３３に噛合されている。そして、最終減速機３４と前輪（車輪）３６とが動力伝達可能に連結されている。なお、図５におけるその他の構成は、図１の構成と同様であり、図１と同じ符号を付してある。さらに、図５の車両Ｖｅにおいても、図１に示された制御系統および電気系統を適用可能である。
【００８５】
この図５に示された車両Ｖｅにおいては、カウンタドライブギヤ３０のトルクが、カウンタシャフト３１および最終減速機３４を経由して前輪３６に伝達される。また、実施例２においても、図３に示す制御を実行可能であるとともに、実施例１と同様の作用効果を得ることが可能である。
【実施例３】
【００８６】
この実施例３は、この発明のハイブリッド車の駆動装置において、前述した第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３の他に、第３のモータ・ジェネレータを更に設けた構成例であり、請求項１０の発明に対応する実施例である。ここでは、四輪駆動車を例として、図６に基づいて説明する。この図６に示された車両（四輪駆動車）Ｖｅは、図１に示された車両Ｖｅの構成をベースとしており、前輪３７に動力を伝達する第３のモータ・ジェネレータ３８が設けられている。第３のモータ・ジェネレータ３８は、インバータ３９を介在させて二次電池２７に接続されている。図６の例では、左右の前輪３７に対して別個に第３のモータ・ジェネレータ３８が設けられている。
【００８７】
また、図６の車両Ｖｅにおいても、図１に示された制御系統および電気系統を用いることが可能であり、図６に示す第３のモータ・ジェネレータ３８は、電子制御装置２９により制御される構成となっているとともに、第３のモータ・ジェネレータ３８は、二次電池２７と電気回路Ｍ１により接続されている。さらに、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３と第３のモータ・ジェネレータ３８との間で、二次電池２７を経由することなく電力の授受が可能な構成となっている。そして、図６に示された車両Ｖｅにおいても、図３に示された制御例を実行することにより、第１のモードないし第４のモードを選択的に切り替え可能である。以下、図６に示された車両Ｖｅで図３のフローチャートを実行する場合の制御例を順次説明する。
【００８８】
（制御例１）
この制御例１は、請求項１１に対応している。まず、車両Ｖｅが超低車速で発進し、かつ、電子スロットルバルブが全開である場合に、図３のフローチャートでステップＳ５に進んだ場合の制御例を、図７の共線図Ａ１に基づいて説明する。この共線図Ａ１において、第３のモータ・ジェネレータ３８は、便宜上、アウトプットシャフト２０に連結されているものとして描かれている。
【００８９】
ここで、第２のモータ・ジェネレータ３が逆回転し、かつ、回生制御されてエンジントルクの反力が受け持たれるとともに、この第２のモータ・ジェネレータ２で発生した電力を、二次電池２７を経由せずに直接第３のモータ・ジェネレータ３８に供給することにより、第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御して、要求トルクに対するエンジントルクの不足分を補う制御が実行される。つまり、前輪３７および後輪６にトルクが伝達されて四輪駆動状態となる。この図７の共線図Ａ１においては、第１のモータ・ジェネレータ２では、力行制御または回生制御も実行されずに空転する。
【００９０】
このように、第１のモードが選択され、かつ、図７の共線図Ａ１の運転状態における動力伝達効率を、図８の線図により説明する。破線で示す比較例は、動力分配装置が３つの回転要素で構成されており、第３のモータ・ジェネレータが前輪に連結されている構成の四輪駆動車に相当する。増速側において、実施例の動力伝達効率の方が、比較例の動力伝達効率よりも高い理由、および、ほとんどの減速側において、実施例の動力伝達効率の方が、比較例の動力伝達効率よりも高い理由は、前述と同じように動力循環が発生しないからである。
【００９１】
また、実施例１および実施例２と、この実施例３とを比較すると、第２のモータ・ジェネレータ３から第１のモータ・ジェネレータ２に供給される電力は、実施例３の方が少なくなる。また、実施例３においては、四輪駆動車として走行する要求がある場合に、第３のモータ・ジェネレータ３８が力行制御されるため、車両Ｖｅにおける要求駆動力と、実駆動力との背反を生じることもなく、ドライバビリティが向上する。
【００９２】
（制御例２）
つぎに、図６の車両Ｖｅで実行可能な制御の制御例２を説明する。この制御例２は、請求項１０および請求項１５の発明に対応する。例えば、第２のモータ・ジェネレータ３が逆回転であり、かつ、力行制御されてエンジントルクの反力を受け持つとともに、電子スロットルバルブが全開であり、かつ、低速ないし中速の間で車両Ｖｅが走行する場合に、ステップＳ５に進んで実行される制御を、図９の共線図Ａ１に基づいて説明する。図９の共線図Ａ１においては、エンジン回転数よりもアウトプットシャフト２０の回転数の方が低速であり、エンジントルクが動力分配装置４で増幅される。また、二次電池２７の電力により第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御させ、要求トルクに対するエンジントルクの不足分を、第３のモータ・ジェネレータ３８のトルクで補う制御が実行される。
【００９３】
さらに、第２のモータ・ジェネレータ３および第３のモータ・ジェネレータ３８に供給する電力を、二次電池２７の電力で賄うことが可能である場合は、第１のモータ・ジェネレータ２では、力行制御または回生制御のいずれの制御も実行されずに空転する。これに対して、第２のモータ・ジェネレータ３および第３のモータ・ジェネレータ３８に供給する電力を、二次電池２７の電力で賄うことが不可能な車速である場合は、図９の共線図Ａ１における各回転要素の力関係が釣り合う範囲で、第１のモータ・ジェネレータ２を回生制御し、得られた電力を第２のモータ・ジェネレータ３および第３のモータ・ジェネレータ３８に供給する。
【００９４】
（制御例３）
つぎに、図６の車両Ｖｅで実行可能な制御の制御例３を説明する。この制御例３は、請求項１２の発明に対応する。例えば、電子スロットルバルブが全開であり、かつ、高速で車両Ｖｅ６が走行する場合に、ステップＳ５に進んで第１のモードで実行される制御を、図１０の共線図Ａ１に基づいて説明する。まず、エンジントルクの反力を、第１のモータ・ジェネレータ２で受け持つ制御が実行される。ここで、第１のモータ・ジェネレータ２は正回転し、かつ、回生制御が実行され、その電力が二次電池２７に充電される。図１０の共線図Ａ１においては、エンジン回転数よりもアウトプットシャフト２０の回転数の方が高速であり、エンジントルクが動力分配装置４で低減される。また、二次電池２７の電力で第２のモータ・ジェネレータ３を力行制御させ、要求トルクに対するエンジントルクの不足分を補うことも可能である。さらに、二次電池２７の電力で第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御させ、要求トルクに対するエンジントルクの不足分を補うことも可能である。
【００９５】
（制御例４）
つぎに、図６の車両Ｖｅで実行可能な制御の制御例４を説明する。この制御例４は、請求項１６の発明に対応しており、第１のモードが選択された場合に実行される。例えば、停止しているエンジン１に燃料を供給し、かつ、第１のモータ・ジェネレータ２を力行制御してエンジン１をクランキングさせ、かつ、第２のモータ・ジェネレータ３が逆回転する場合は、電子スロットルバルブの全開時と同様に、第２のモータ・ジェネレータ３を回生制御する。エンジン１の始動後は、第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御させ、第１のモータ・ジェネレータ２は空転する。また、第１のモードが選択された場合において、車両Ｖｅが低速から高速の範囲で走行する場合は、四輪駆動車として走行する要求に応じて、エンジン１の運転状態が高効率となり、かつ、電気回路Ｍ１おける電力流通量が最少となるように、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３および第３のモータ・ジェネレータ３８を制御することが可能である。このような制御は、請求項１７の発明に対応する。
【００９６】
（制御例５）
つぎに、図６の車両Ｖｅで実行可能な制御の制御例５を説明する。この制御例４は、請求項１３の発明に対応する。例えば、図６に示す車両Ｖｅにおいて、電子スロットルバルブの開度が中開度であり、かつ、高速で走行する場合に、ステップＳ６に進んで第２のモードを選択する制御例を、図１１の共線図Ａ１に基づいて説明する。エンジン１を始動させた後、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転し、かつ、力行制御されてエンジントルクの反力が受け止められている。ここで、四輪駆動車として走行する要求があると、第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御するために必要な電気エネルギを算出し、かつ、第１のモータ・ジェネレータ２を力行制御するために必要な電気エネルギを算出する。これらの電気エネルギの算出結果に基づいて、エンジン１の動力で第２のモータ・ジェネレータ３を回生制御し、第２のモータ・ジェネレータ３で発電された電力を、第１のモータ・ジェネレータ２および第３のモータ・ジェネレータ３８に供給する。したがって、動力循環を回避することができ、動力伝達効率が向上する。
【００９７】
ここで、図６に示す動力分配装置４を有する車両Ｖｅを前提として、第３のモータ・ジェネレータを設けた場合の効果を、より詳細に説明する。まず、動力分配装置がシングルピニオン形式の遊星歯車装置により構成されており、そのサンギヤに第１のモータ・ジェネレータが連結され、キャリヤにエンジンが連結され、リングギヤに車輪および第２のが連結されているとともに、第３のモータ・ジェネレータが設けられている比較例（図示せず）について説明する。この比較例においては、動力分配装置のリングギヤに伝達された動力の一部を第２のモータ・ジェネレータにより電力に変換し、その電力を第１のモータ・ジェネレータに供給して第１のモータ・ジェネレータを力行させる。さらには、第２のモータ・ジェネレータで回生された電力の一部を、第３のモータ・ジェネレータに供給する。このように、比較例においては、動力分配装置および第１のモータ・ジェネレータおよび第２のモータ・ジェネレータの間で動力循環が生じる。
【００９８】
これに対して、図６に示されているように、第３のモータ・ジェネレータを有する実施例においては、第２のモータ・ジェネレータを回生制御し、第２のモータ・ジェネレータで得られた電力を第１のモータ・ジェネレータに供給して、第１のモータ・ジェネレータ２力行制御するため、比較例のような動力循環は生じない。また、エンジンの動力の伝達方向において、動力分配装置よりも上流に第２のモータ・ジェネレータが連結されるため、動力分配装置に供給される動力を低減できる。このため、第１のモータ・ジェネレータを力行制御するために、第２のモータ・ジェネレータから、第１のモータ・ジェネレータに供給する電力を低減することが可能である。したがって、電気回路の全体における電力流通量、具体的には、第２のモータ・ジェネレータから、第１のモータ・ジェネレータおよび第３のモータ・ジェネレータに供給される電力を低減することができる。仮に、エンジンのエネルギのうち、第２のモータ・ジェネレータに５０％の動力を分配し、動力分配装置に５０％の動力を分配する場合を想定すると、第２のモータ・ジェネレータから第１のモータ・ジェネレータには２０％のエネルギを分配し、第２のモータ・ジェネレータから第３のモータ・ジェネレータには３０％のエネルギを分配することが可能である。
【００９９】
つぎに、図１に示されている車両Ｖｅのように、第３のモータ・ジェネレータが設けられていない構成のパワートレーンにおいて、エンジンのエネルギのうち、動力分配装置に７０％を分配し、第２のモータ・ジェネレータに３０％を分配するとすれば、第２のモータ・ジェネレータから第１のモータ・ジェネレータに供給されるエネルギも３０％となる。この場合、第３のモータ・ジェネレータがある場合と同様に、エネルギ３０％を加算すると、電気回路におけるエネルギ流通量は６０％となり、図６の実施例に比べて１０％の差が生じる。
【０１００】
（制御例６）
つぎに、図６の車両Ｖｅで図３の制御を実行するとともに、第２のモードから第１のモードに変更する場合に実行可能な制御例を、図１２の共線図Ａ１に基づいて説明する。この制御例６は、請求項１４の発明に対応するものである。前述のように、第２のモードが選択されている場合は、第１のクラッチＣ１が解放され、第２のクラッチＣ２が係合されている。さらに、線分Ｅ２に示すように、第１のモータ・ジェネレータ２が逆回転で力行制御されてエンジントルクの反力を受け持ち、第２のモータ・ジェネレータ３がエンジン１の動力で回生制御されている。なお、図６に示す車両Ｖｅにおいて、四輪駆動車として走行する要求がなく、かつ、第２のモードが選択されている場合は、第３のモータ・ジェネレータ３８は無負荷状態にある。
【０１０１】
このように、第２のモードが選択され、かつ、第２のモードに応じた制御が実行されている場合において、アクセル開度が高開度となり、かつ、第１のモードに変更する要求が生じた場合は、一旦、第２のモードから第３のモードに変更される。つまり、第１のクラッチＣ１および第２のクラッチＣ２が共に解放される。その結果、第２のモータ・ジェネレータ３における発電トルクが零ニュートン・メートルとなる。
【０１０２】
このようにして、エンジン負荷が軽減されると、エンジン回転数が上昇するとともに、第１のモータ・ジェネレータ２の回転方向が、逆回転から正回転に切り替わる。そして、第１のモータ・ジェネレータ２が回生制御されて、エンジントルクの反力が受け持たれるとともに、第３のモードから線分Ｅ１で示す第１のモードに切り替えられて、第２のクラッチＣ２が係合され、第２のモータ・ジェネレータ３が第１のキャリヤ１３に連結される。なお、第２のクラッチＣ２の係合前に、第２のモータ・ジェネレータ３が力行制御され、その回転数は、第１のキャリヤ１３の回転数に同期されている。
【０１０３】
このようにして、第１のモードが選択され、かつ、第２のモータ・ジェネレータ３の力行制御によるトルクが、第１のキャリヤ１３に伝達される。上記のように、第２のモータ・ジェネレータ３の連結対象を、インプットシャフト１９から第１のキャリヤ１３に切り替えるまでの間、第１のモータ・ジェネレータ２の回生制御により得られた電力、および二次電池２７の電力を第３のモータ・ジェネレータ３８に供給して、第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御させ、車両Ｖｅを四輪駆動車状態に制御する。なお、第１のクラッチＣ１の係合完了時点で、四輪駆動車として走行する要求がない場合は、第３のモータ・ジェネレータ３８は無負荷状態に戻される。
【０１０４】
この制御例６によれば、動力分配装置４の変速比を「小」から「大」にダウンシフトさせるにあたり、第２のモータ・ジェネレータ３の連結対象を、インプットシャフト１９から第１のキャリヤ１３に切り替えるまでの間、車両Ｖｅを四輪駆動車状態に制御することで要求駆動力を満足し、加速制御の応答性の向上と、高効率走行とを両立できる。また、第３のモータ・ジェネレータ３８が無負荷状態にある場合に、第２のモードから第１のモードに切り替える途中に限り第３のモータ・ジェネレータ３８を力行制御するため、第３のモータ・ジェネレータ３８の定格の大型化を回避でき、車載性の低下を抑制できる。なお、この実施例３で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、前輪３７が、この発明の車輪に相当する。
【実施例４】
【０１０５】
この発明を適用可能なハイブリッド車の他の実施例を、図１３に基づいて説明する。この図１３に示された車両Ｖｅは四輪駆動車であり、エンジン１と前輪３６との間のドライブトレーンが、図５の車両Ｖｅと同様に構成されている。図１３に示された車両Ｖｅは、請求項１０の発明に対応する。さらに、図１３に示す車両Ｖｅは第３のモータ・ジェネレータ４０を有しているとともに、インプットシャフト１９と平行にカウンタシャフト４１が設けられている。カウンタシャフト４１にカウンタドリブンギヤ４２およびファイナルドライブギヤ４３が形成されている。第３のモータ・ジェネレータ４０にはカウンタドリブンギヤ４１が連結されている。また、最終減速機４４が設けられており、最終減速機４４はリングギヤ４５を有しており、リングギヤ４５がファイナルドライブギヤ４３に噛合されている。そして、最終減速機４４と後輪（車輪）４６とが動力伝達可能に連結されている。
【０１０６】
また、第３のモータ・ジェネレータ４０は、インバータ４７を介在させて二次電池２７に接続されている。さらに、第１のモータ・ジェネレータ２および第２のモータ・ジェネレータ３および第３のモータ・ジェネレータ４０の間で、二次電池２７を経由することなく、直接電力の授受をおこなうことが可能なように電線（図示せず）が取り廻されている。なお、図１３の車両Ｖｅにおいても、図１と同様の制御回路が構成されている。
【０１０７】
この図１３に示された車両Ｖｅにおいては、図５に示された車両Ｖｅと同様の作用が生じる。また、第３のモータ・ジェネレータ４０のトルクを後輪４６に伝達することが可能である。このように、図１３に示された車両Ｖｅは、いわゆる四輪駆動車として走行することが可能である。そして、実施例４の車両Ｖｅにおいても、図３に示された制御例により、第１のモードないし第４のモードを選択的に切り替えることが可能である。また、実施例４の車両Ｖｅにおいても、実施例３で説明した制御例１ないし制御例６を実行可能である。なお、この実施例４で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、後輪４６が、この発明の車輪に相当する。
【０１０８】
さらに、実施例３および実施例４においては、エンジン１の動力が伝達される車輪と、第３のモータ・ジェネレータの動力が伝達される車輪とが異なる構成となっている車両、すなわち、四輪駆動車について説明しているが、第３のモータ・ジェネレータの動力が伝達される車輪と、エンジン１の動力が伝達される車輪とが同じとなるように、パワートレーンを構成したハイブリッド車も、この発明の実施例に含まれる。このようなパワートレーンとしては、例えば、図１における第２のキャリヤ１８に第３のモータ・ジェネレータを連結する構成、図５におけるカウンタドライブギヤ３０に第３のモータ・ジェネレータを連結する構成、図５におけるカウンタシャフト３１に第３のモータ・ジェネレータを連結する構成などが挙げられる。また、図１の車両Ｖｅにおいて、左右の後輪６にそれぞれ第３のモータ・ジェネレータ３８を連結する構成を採用することも可能である。さらに、図５に示す車両Ｖｅにおいて、左右の後輪３６にそれぞれ第３のモータ・ジェネレータ３８を連結する構成のパワートレーン（二輪駆動車）を採用することも可能である。このような構成を採用する場合、図６に示された電気回路Ｍ１と同様の電気回路を構成して、第３のモータ・ジェネレータ３８を制御することは勿論である。このように、図１および図５の車両Ｖｅに第３のモータ・ジェネレータ３８を設けた場合は、左右の後輪６，３６に伝達される動力の分配率を異ならせる制御を実行することも可能である。このように、図１および図５において、第３のモータ・ジェネレータ３８を設けた車両Ｖｅは、実施例３，４と同様に請求項１０の発明に対応する構成となる。したがって、図１および図５において、第３のモータ・ジェネレータ３８を設けた車両Ｖｅにおいても、前述した制御例１ないし制御例６を実行可能である。なお、各実施例においてモータ・ジェネレータとしては、直流型または交流型のモータ・ジェネレータを用いることが可能である。交流型のモータ・ジェネレータとしては、同期型、誘導型、交流整流子型などを用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】この発明におけるハイブリッド車の駆動装置の実施例１の構成を示す概念図である。
【図２】この発明におけるハイブリッド車の駆動装置における各回転要素の状態を示す共線図である。
【図３】この発明のにおけるイブリッド車の駆動装置の実施例で実行可能な制御例を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施例および比較例において、動力分配装置の変速比と動力伝達効率との関係の一例を示す線図である。
【図５】この発明におけるハイブリッド車の駆動装置の実施例２の構成を示す概念図である。
【図６】この発明におけるハイブリッド車の駆動装置の実施例３の構成を示す概念図である。
【図７】図５に示すハイブリッド車の駆動装置で第１のモードが選択された場合において、各回転要素の状態の一例を示す共線図である。
【図８】図７に示す共線図の運転状態における実施例の動力伝達効率と、比較例の動力伝達効率とを対比する線図である。
【図９】この発明の実施例３において、第１のモードが選択された場合に対応する共線図の一例である。
【図１０】この発明の実施例３において、第１のモードが選択された場合に対応する共線図の一例である。
【図１１】この発明の実施例３において、第２のモードが選択された場合に対応する共線図の一例である。
【図１２】この発明の実施例３において、第２のモードから第１のモードに変更する場合における共線図の一例である。
【図１３】この発明におけるハイブリッド車の駆動装置の実施例４の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１…エンジン、  ２…第１のモータ・ジェネレータ、  ３…第２のモータ・ジェネレータ、  ４…動力分配装置、  ７…第１の遊星歯車装置、  ８…第２の遊星歯車装置、  ９…第１のサンギヤ、  １０…第１のリングギヤ、  １３…第１のキャリヤ、  １４…第２のサンギヤ、  １８…第２のキャリヤ、  １９…インプットシャフト、  ２０…アウトプットシャフト、  ２７…二次電池、  ３７，４６…後輪、  ３８，４０…第３のモータ・ジェネレータ、  Ａ１…共線図、  Ｃ１…第１のクラッチ、  Ｃ２…第２のクラッチ、  Ｖｅ…車両。
【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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