(57)【要約】【課題】動力循環の発生を抑制することができると共に、モード切替時におけるショックや駆動力抜けが発生しにくいハイブリッド駆動装置の実現。【解決手段】分配入力回転要素Ｅ１、反力回転要素Ｅ２、出力回転要素Ｅ３を備えた動力分配装置と、変速入力回転要素Ｅ４、第一出力回転要素Ｅ６、第二出力回転要素Ｅ７、固定回転要素Ｅ５を備えた変速装置と、を備え、変速入力回転要素Ｅ４が第二回転電機を駆動連結され、固定回転要素Ｅ５が非回転部材に固定され、第一出力回転要素Ｅ６を介して変速入力回転要素Ｅ４と出力回転要素Ｅ３とが駆動連結される第一スプリットモードと、第二出力回転要素Ｅ７を介して変速入力回転要素Ｅ４と分配入力回転要素Ｅ１とが駆動連結される第二スプリットモードと、を切替可能に備え、所定の第一相対回転速度比ρ１と第二相対回転速度比ρ２とが異なる値に設定されている。【選択図】図６
2011213147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも３つの回転要素を備えた動力分配装置と、を備え、
前記動力分配装置の分配入力回転要素が前記入力部材に駆動連結され、反力回転要素が前記第一回転電機に駆動連結され、出力回転要素が前記出力部材に駆動連結されたハイブリッド駆動装置であって、
少なくとも回転速度の順に変速入力回転要素、第一出力回転要素、第二出力回転要素、及び固定回転要素となる４つの回転要素を備えた変速装置を備え、
前記変速入力回転要素が前記第二回転電機に駆動連結されると共に、前記固定回転要素は非回転部材に常時又は選択的に固定され、
前記第一出力回転要素を介して前記変速入力回転要素と前記出力回転要素とが駆動連結される第一スプリットモードと、前記第二出力回転要素を介して前記変速入力回転要素と前記分配入力回転要素とが駆動連結される第二スプリットモードと、を切替可能に備え、
前記反力回転要素の回転速度を基準とした前記出力回転要素の相対回転速度に対する前記分配入力回転要素の相対回転速度の比である第一相対回転速度比と、前記固定回転要素の回転速度を基準とした前記第一出力回転要素の相対回転速度に対する前記第二出力回転要素の相対回転速度の比である第二相対回転速度比と、が異なる値に設定されているハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記第一スプリットモードを実現するために係合状態とされる第一スプリットモード用係合装置と、前記第二スプリットモードを実現するために係合状態とされる第二スプリットモード用係合装置と、を備え、
モード切替に際して係合される前記第一スプリットモード用係合装置又は前記第二スプリットモード用係合装置の両側の係合部材の回転速度が等しくなる動作点を回転同期点とすると共に、前記第二回転電機のトルクがゼロとなる動作点をトルクゼロ点として、
前記第一スプリットモードから前記第二スプリットモードへのモード切替が、前記回転同期点及び前記トルクゼロ点の一方で行われ、
前記第二スプリットモードから前記第一スプリットモードへのモード切替が、前記回転同期点及び前記トルクゼロ点の他方で行われる請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
少なくとも前記第二スプリットモードを実現するために係合状態とされる第二スプリットモード用係合装置が、当該第二スプリットモード用係合装置の一方側の係合部材に対する他方側の係合部材の相対回転を、双方向に許容する状態及び一方向にのみ許容して他方向には規制する状態の少なくとも２つの状態を切替可能に備えた二方向係合装置である請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第二スプリットモード用係合装置は、非回転部材に対する前記固定回転要素の回転を、双方向に許容する双方向許容状態、及び負方向にのみ許容して正方向には規制する正方向規制状態、を切替可能に設けられ、
前記固定回転要素が負方向に回転している状態で、前記第二スプリットモード用係合装置の状態を前記双方向許容状態から前記正方向規制状態へと切り替えて、前記第一スプリットモードから前記第二スプリットモードへのモード切替を行う請求項３に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第一出力回転要素を介して前記変速入力回転要素と前記出力回転要素とが駆動連結されると共に、前記第一スプリットモードよりも大きい変速比で前記変速入力回転要素の回転が減速されて前記出力回転要素に伝達される第三スプリットモードを更に備えた請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素及び第四回転要素の４つの回転要素を備えた第一差動歯車装置と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素及び第三回転要素の３つの回転要素を備えた第二差動歯車装置と、で構成され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記入力部材に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定する第一係合装置と、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定する第二係合装置と、
前記第一差動歯車装置の第二回転要素を非回転部材に選択的に固定する第三係合装置と、を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記第一差動歯車装置は、回転速度の順に第一サンギヤ、共通キャリヤ、共通リングギヤ、第二サンギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型遊星歯車装置であり、前記第一差動歯車装置の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素が、それぞれ前記第二サンギヤ、前記共通リングギヤ、前記共通キャリヤ、前記第一サンギヤであり、
前記第二差動歯車装置は、シングルピニオン型遊星歯車装置であり、前記第二差動歯車装置の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素が、それぞれリングギヤ、キャリヤ、サンギヤである請求項６に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素及び第四回転要素の４つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、
前記差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記差動歯車装置の第三回転要素と前記出力部材とを選択的に駆動連結する第一係合装置と、
前記差動歯車装置の第二回転要素と前記入力部材とを選択的に駆動連結する第二係合装置と、を備えた請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記変速装置は、回転速度の順に第一サンギヤ、共通キャリヤ、共通リングギヤ、第二サンギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型遊星歯車装置であり、前記変速装置の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素が、それぞれ前記第一サンギヤ、前記共通キャリヤ、前記共通リングギヤ、前記第二サンギヤである請求項８に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記第一相対回転速度比が、前記第二相対回転速度比よりも大きい値に設定されている請求項１から９のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に加えて、２つの回転電機を駆動力源として備えるハイブリッド車両に用いられるハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動力源として内燃機関と回転電機とを併用することにより、内燃機関の燃費向上及び排出ガスの低減を図ることのできるハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に用いる駆動装置の一例として、例えば、下記の特許文献１には、内燃機関からの駆動力を、動力分配装置により出力部材側と第一回転電機側とに分配する、いわゆるスプリット方式のハイブリッド駆動装置が記載されている。特許文献１の図１及び図２に示されているように、このハイブリッド駆動装置では、内燃機関１と第一回転電機２と出力部材５とが、少なくとも三つの回転要素によって差動作用を行う動力分配機構４の各回転要素に連結されている。また、このハイブリッド駆動装置では、出力部材５が少なくとも高低の二つの変速比を設定可能な変速機構６の出力側に連結され、かつ当該変速機構６の入力側に第二回転電機３が連結され、更に、内燃機関１と第二回転電機３とを選択的に連結するクラッチ機構８が設けられている。これにより、このハイブリッド駆動装置は、多様な運転モードを実現でき、かつ動力伝達効率の良好なものとなっている。
【０００３】
特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置では、車速の増加に伴って、クラッチ機構８が解放状態にあって内燃機関１からの分配動力及び第二回転電機３からの減速動力のそれぞれが直接的に出力部材５に伝達されるモード、パラレルモードである機械直結モード、エンジン回転より出力部材の回転が高くなるいわゆるオーバードライブ状態での出力スプリットモード、に順次動作モードを切り替える。このハイブリッド駆動装置の構成では、クラッチ機構８を備えることで、出力スプリットモードで第二回転電機３が発電し第一回転電機２が力行する際の動力循環を抑制することができる。
【０００４】
このハイブリッド駆動装置では、クラッチ機構８が噛み合い式の係合機構により構成されていると共に、特許文献１の段落〔００６２〕にも記載されているように、「出力スプリットモードに切り替える場合、第１モータ・ジェネレータ２の回転数がゼロもしくはゼロに近い低回転数で変速機構６をニュートラル状態とし、その後に第２モータ・ジェネレータ３とエンジンとが回転同期した際にクラッチ機構８を係合させて出力スプリットモードに切り替える」構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載された装置において、第二回転電機を出力部材側と動力分配装置の入力回転要素側（エンジン側）との間で切り替えようとすると、第二回転電機と出力部材との間に設けられている変速装置をニュートラル状態にした後、第二回転電機を動力分配装置の入力回転要素に同期させて、クラッチ機構を係合する必要がある。しかしながら、この動作では、モード切替時にショックや駆動力抜けが発生し、車両の運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、動力循環の発生を抑制することができると共に、モード切替時におけるショックや駆動力抜けが発生しにくいハイブリッド駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る、内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも３つの回転要素を備えた動力分配装置と、を備え、前記動力分配装置の分配入力回転要素が前記入力部材に駆動連結され、反力回転要素が前記第一回転電機に駆動連結され、出力回転要素が前記出力部材に駆動連結されたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、少なくとも回転速度の順に変速入力回転要素、第一出力回転要素、第二出力回転要素、及び固定回転要素となる４つの回転要素を備えた変速装置を備え、前記変速入力回転要素が前記第二回転電機に駆動連結されると共に、前記固定回転要素は非回転部材に常時又は選択的に固定され、前記第一出力回転要素を介して前記変速入力回転要素と前記出力回転要素とが駆動連結される第一スプリットモードと、前記第二出力回転要素を介して前記変速入力回転要素と前記分配入力回転要素とが駆動連結される第二スプリットモードと、を切替可能に備え、前記反力回転要素の回転速度を基準とした前記出力回転要素の相対回転速度に対する前記分配入力回転要素の相対回転速度の比である第一相対回転速度比と、前記固定回転要素の回転速度を基準とした前記第一出力回転要素の相対回転速度に対する前記第二出力回転要素の相対回転速度の比である第二相対回転速度比と、が異なる値に設定されている点にある。
【０００９】
なお、本願において「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、差動動作を行う各差動歯車機構（装置）の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車機構が備える複数の回転要素に関して、互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。
また、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各差動歯車機構の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。
【００１０】
上記の特徴構成によれば、動力分配装置により、内燃機関から入力部材を介して動力分配装置に伝達される駆動力を、第一回転電機と出力部材側とに分配することができる。更に本願のハイブリッド駆動装置は、少なくとも回転速度の順に変速入力回転要素、第一出力回転要素、第二出力回転要素、及び固定回転要素となる４つの回転要素を備えた変速装置を備え、この変速装置の変速入力回転要素は第二回転電機に駆動連結され、固定回転要素は非回転部材に常時又は選択的に固定される。そして、第二回転電機の回転は、変速装置の変速入力回転要素及び固定回転要素以外の少なくとも２つの回転要素のうちの第一出力回転要素又は第二出力回転要素に、減速された状態で伝達される。すなわち、第一スプリットモードでは、第一出力回転要素を介して変速入力回転要素と出力回転要素とが駆動連結され、第二スプリットモードでは、第二出力回転要素を介して変速入力回転要素と分配入力回転要素とが駆動連結される。
【００１１】
言い換えれば、このハイブリッド駆動装置は、第一出力回転要素を介して変速入力回転要素の回転速度に対して減速された回転を動力分配装置の出力回転要素に伝達する第一スプリットモードと、第二出力回転要素を介して変速入力回転要素の回転速度に対して第一スプリットモードよりも大きい変速比（減速比）で減速された回転を動力分配装置の分配入力回転要素に伝達する第二スプリットモードと、を切替可能に備えている。ここで、第一スプリットモードは、変速装置の第一出力回転要素及び動力分配装置の出力回転要素を介して、第二回転電機の減速回転を直接出力部材に伝達するモードである。また、第二スプリットモードは、変速装置の第二出力回転要素及び動力分配装置の分配入力回転要素を介して、第二回転電機の減速回転を直接入力部材に伝達するモードであり、言い換えれば、動力分配装置の分配入力回転要素及び変速装置の第二出力回転要素を介して、入力部材の増速回転を直接第二回転電機に伝達するモードである。
【００１２】
このように、本願のハイブリッド駆動装置では、第二スプリットモードを設けることで、動力循環の発生を抑制することができる。すなわち、第二スプリットモードでは、車両の高速走行時に第一回転電機が力行して第二回転電機が発電する状態となった際にも、第二回転電機には内燃機関の駆動力が直接的に伝達されることになるので、第一回転電機が力行して発生させた駆動力が第二回転電機の発電に用いられるのを抑制して、動力循環の発生を抑制することができる。またこの際、第二回転電機からの減速回転は出力部材を介することなく動力分配装置の分配入力回転要素に伝達される。よって、内燃機関の駆動力の一部が第二回転電機のトルクにより相殺されて、第二スプリットモードでは内燃機関の駆動力に対する反力を受けるために第一回転電機が出力すべき駆動力を小さくすることができる。これにより、内燃機関の駆動力を電力に変換する割合を低くすることができるので、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１３】
更に、動力分配装置では、車速の上昇に伴って第一回転電機の回転が正回転から負回転へ変化し、反力回転要素の回転も同様に正回転から負回転へ変化し、動力分配装置の出力回転要素の回転も変化する。そこで、変速装置の変速入力回転要素及び固定回転要素以外の残余の回転要素のうち、第一出力回転要素及び第二出力回転要素を、それぞれ動力分配装置の出力回転要素及び分配入力回転要素に対応させることで、両装置の同期を取ることができる。そして、両装置が同期した状態でモード切替を行う場合には、変速装置をニュートラル状態とする必要がなくなり、モード切替時におけるショックや駆動力抜けの発生を抑制することができる。
【００１４】
従って、上記の特徴構成によれば、動力循環の発生を抑制することができると共に、モード切替時におけるショックや駆動力抜けが発生しにくいハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１５】
ところで、モード切替を行うための切替点を、両装置が同期した状態のみに設定すると、車両の走行状態によっては両装置が同期する切替点付近で、短時間の間に頻繁にモード切替が行われる可能性がある。この場合、車両の運転者にビジー感（慌ただしい印象）を与えてしまう可能性がある。
【００１６】
この点、上記の特徴構成によれば、第一相対回転速度比と第二相対回転速度比とが異なる値に設定されている。ここで、第一スプリットモードの実現時には動力分配装置の出力回転要素と変速装置の第一出力回転要素とが駆動連結され、第二スプリットモードの実現時には動力分配装置の分配入力回転要素と変速装置の第二出力回転要素とが駆動連結される。よって、上記の特徴構成では、出力回転要素及び第一出力回転要素、又は、分配入力回転要素及び第二出力回転要素を基準とした、反力回転要素の相対回転速度と固定回転要素の相対回転速度とが異なることになる。そのため、例えばモード切替のための切替点として、両装置が同期する動作点と、両装置が非同期とはなるが第二回転電機のトルクがゼロとなる動作点と、を設定することができる。これにより、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替にヒステリシスを設けることが可能となる。よって、短時間の間に頻繁にモード切替が行われるのを抑制して、車両の運転者にビジー感を与えるのを抑制することができる。なお、両装置が同期する動作点でモード切替を行うことで、変速装置をニュートラル状態とする必要がなくなり、モード切替時における駆動力抜けの発生を抑制することができる。また、第二回転電機のトルクがゼロとなる動作点でモード切替を行うことで、出力部材側にトルク変動が伝達されるのを抑制して、モード切替時におけるショックの発生を抑制することができる。
なお、このような第一相対回転速度比や第二相対回転速度比の設定は、動力分配装置及び変速装置に備えられる各回転要素の歯数の関係を適切に設定することによって調節可能である。
【００１７】
従って、上記の特徴構成によれば、動力循環の発生を抑制することができると共に、モード切替時におけるショックや駆動力抜けが発生しにくく、更に運転者にモード切替によるビジー感を与えにくいハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１８】
そこで、前記第一スプリットモードを実現するために係合状態とされる第一スプリットモード用係合装置と、前記第二スプリットモードを実現するために係合状態とされる第二スプリットモード用係合装置と、を備え、モード切替に際して係合される前記第一スプリットモード用係合装置又は前記第二スプリットモード用係合装置の両側の係合部材の回転速度が等しくなる動作点を回転同期点とすると共に、前記第二回転電機のトルクがゼロとなる動作点をトルクゼロ点として、前記第一スプリットモードから前記第二スプリットモードへのモード切替が、前記回転同期点及び前記トルクゼロ点の一方で行われ、前記第二スプリットモードから前記第一スプリットモードへのモード切替が、前記回転同期点及び前記トルクゼロ点の他方で行われる構成とすると好適である。
【００１９】
回転同期点では、切り替え後のモードを実現するために係合状態とされる係合装置の両側の係合部材の回転速度が等しくなるので、当該回転同期点でモード切替を行うことにより、変速装置をニュートラル状態とする必要がなくなってモード切替時における駆動力抜けの発生を抑制することができる。また、第二回転電機のトルクがゼロとなるトルクゼロ点でモード切替を行うことにより、出力部材側にトルク変動が伝達されるのを抑制して、モード切替時におけるショックの発生を抑制することができる。
この構成によれば、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替を駆動力抜けの発生を抑制した状態で行うと共に、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替をショックの発生を抑制した状態で行うことができる。或いは、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替をショックの発生を抑制した状態で行うと共に、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替を駆動力抜けの発生を抑制した状態で行うことができる。
そして、第一相対回転速度比と第二相対回転速度比とを異なる値に設定して構成された本願のハイブリッド駆動装置では、回転同期点でのモード切替とトルクゼロ点でのモード切替とで、モード切替のための切替点を確実に異ならせることができる。よって、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替に、確実にヒステリシスを設けることができる。これにより、車両の運転者にモード切替によるビジー感を与えるのを適切に抑制することができる。
【００２０】
また、少なくとも前記第二スプリットモードを実現するために係合状態とされる第二スプリットモード用係合装置が、当該第二スプリットモード用係合装置の一方側の係合部材に対する他方側の係合部材の相対回転を、双方向に許容する状態及び一方向にのみ許容して他方向には規制する状態の少なくとも２つの状態を切替可能に備えた二方向係合装置である構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、第二スプリットモード用係合装置の両側の係合部材に駆動連結される回転要素の一方又は双方に作用する駆動力に向きに応じて、当該第二スプリットモード用係合装置の状態を正方向及び負方向のうちの適切な一方向にのみ許容して他方向には規制する状態とすることで、第二スプリットモード用係合装置を適切に係合させて第二スプリットモードを適切に実現することができる。その際、第二スプリットモード用係合装置の一方の係合部材の回転が他方の係合部材に対して正方向及び負方向のうちの適切な一方向にのみ許容された状態を経て、最終的に第二スプリットモード用係合装置を係合させる構成とすることで、第二スプリットモード用係合装置の両側の係合部材の回転を同期させることなく迅速にモード切替を行うことができる。
【００２２】
また、例えば第二スプリットモード用係合装置として摩擦係合装置を用いる場合と比較して、係合圧又は解放圧を発生させるための油圧を不要とする構成が容易に実現できるため、油圧ポンプによる駆動力の損失を抑制でき、駆動装置の伝達効率を向上させることが容易になる。また、第二回転電機の回転が変速装置を介して出力部材に伝達される構成を有する既存のハイブリッド駆動装置に、第二スプリットモードを実現可能とするための構成を追加して本発明に係るハイブリッド駆動装置を構成する場合には、第二スプリットモード用係合装置に油圧を供給するための油路を新設する必要がないため、ケース等の変更を最小限に抑えることができる。なお、油圧供給を完全に不要とするためには、第二スプリットモード用係合装置は、当該係合装置の一方側の係合部材に対する他方側の係合部材の相対回転を、双方向に許容する状態及び一方向にのみ許容して他方向には規制する状態の少なくとも２つの状態の切り替え動作を、例えば電磁式アクチュエータにより行う構成とすると更に好適である。
【００２３】
また、前記第二スプリットモード用係合装置は、非回転部材に対する前記固定回転要素の回転を、双方向に許容する双方向許容状態、及び負方向にのみ許容して正方向には規制する正方向規制状態、を切替可能に設けられ、前記固定回転要素が負方向に回転している状態で、前記第二スプリットモード用係合装置の状態を前記双方向許容状態から前記正方向規制状態へと切り替えて、前記第一スプリットモードから前記第二スプリットモードへのモード切替を行う構成とすると好適である。
【００２４】
この構成は、第二スプリットモード用係合装置が二方向ブレーキとして構成される場合に好適な構成である。第一スプリットモードを実現するために係合状態とされる第一スプリットモード用係合装置が解放された状態で、固定回転要素が第二スプリットモード用係合装置により非回転部材に選択的に固定されて第二スプリットモードが実現される場合には、第二回転電機が正方向に回転しつつ負方向の駆動力を出力して発電する状態で、固定回転要素は正方向に回転しようとする。
この構成によれば、正方向規制状態とされた第二スプリットモード用係合装置により正方向に回転しようとする固定回転要素を適切に非回転部材に固定して、適切に第二スプリットモードを実現することができる。また、固定回転要素の回転速度をゼロに収束させるように制御することなく、迅速にモード切替を行うことができる。
また、この構成では、第二スプリットモード用係合装置の両側の係合部材のうちの一方の係合部材は非回転部材となるので、比較的複雑な機構を有する二方向係合装置として構成される第二スプリットモード用係合装置を、ハイブリッド駆動装置に組み込むことが容易である。
【００２５】
なお、前記第二スプリットモード用係合装置は、前記分配入力回転要素に対する前記第二出力回転要素の相対回転を、双方向に許容する双方向許容状態及び正方向にのみ許容して負方向には規制する負方向規制状態を切替可能に設けられ、前記第二出力回転要素が前記分配入力回転要素に対して正方向に相対回転している状態で、前記第二スプリットモード用係合装置の状態を前記双方向許容状態から前記負方向規制状態へと切り替えて、前記第一スプリットモードから前記第二スプリットモードへのモード切替を行う構成としても好適である。
【００２６】
この構成は、第二スプリットモード用係合装置が二方向クラッチとして構成される場合に好適な構成である。第一スプリットモードを実現するために係合状態とされる第一スプリットモード用係合装置が解放された状態で、第二出力回転要素と分配入力回転要素とが第二スプリットモード用係合装置により選択的に駆動連結されて第二スプリットモードが実現される場合には、第二回転電機が正方向に回転しつつ負方向の駆動力を出力して発電する状態で、第二出力回転要素は分配入力回転要素に対して負方向に相対回転しようとする。
この構成によれば、負方向規制状態とされた第二スプリットモード用係合装置により、分配入力回転要素に対して負方向に相対回転しようとする第二出力回転要素を適切に分配入力回転要素と一体回転するように駆動連結させて、適切に第二スプリットモードを実現することができる。また、第二出力回転要素の回転速度を分配出力回転要素の回転速度に一致させるように制御することなく、迅速にモード切替を行うことができる。
【００２７】
また、前記第一出力回転要素を介して前記変速入力回転要素と前記出力回転要素とが駆動連結されると共に、前記第一スプリットモードよりも大きい変速比で前記変速入力回転要素の回転が減速されて前記出力回転要素に伝達される第三スプリットモードを更に備えた構成とすると好適である。
【００２８】
この構成によれば、第一スプリットモードと同様に、第一出力回転要素を介して変速装置の変速入力回転要素と動力分配装置の出力回転要素とが駆動連結されるスプリットモードであって、第一スプリットモードよりも大きい変速比で変速入力回転要素の回転が減速されて出力回転要素に伝達される第三スプリットモードを実現することができる。従って、第二回転電機の回転を出力部材に伝達するスプリットモードにおいて、第二回転電機のトルクを第一スプリットモードよりも増幅して出力部材に伝達することができる。よって、より大きい駆動力で車両を駆動し、或いは同じ駆動力を確保しつつ第二回転電機の小型化を図ることが可能となる。
【００２９】
本発明に係るハイブリッド駆動装置が実現可能な具体的な構成としては、前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素及び第四回転要素の４つの回転要素を備えた第一差動歯車装置と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素及び第三回転要素の３つの回転要素を備えた第二差動歯車装置と、で構成され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定する第一係合装置と、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定する第二係合装置と、前記第一差動歯車装置の第二回転要素を非回転部材に選択的に固定する第三係合装置と、を備えた構成を採用すると好適である。
【００３０】
この形態は、変速装置の固定回転要素が選択的に固定される形態であり、第一スプリットモード及び第二スプリットモードに加えて、更に第三スプリットモードを実現可能な形態である。
すなわち、この構成によれば、第一係合装置の状態を第一差動歯車装置の第一回転要素を固定する状態とすると共に、第二係合装置及び第三係合装置を解放状態とすることにより、第一スプリットモードを実現することができる。一方、第二係合装置の状態を第二差動歯車装置の第一回転要素を固定する状態とすると共に、第一係合装置及び第三係合装置を解放状態とすることにより、第二スプリットモードを実現することができる。また、第三係合装置の状態を第一差動歯車装置の第二回転要素を固定する状態とすると共に、第一係合装置及び第二係合装置を解放状態とすることにより、第三スプリットモードを実現することも可能である。従って、この構成では、３つの係合装置の状態を適切に設定することで、容易に３つのスプリットモードを切替可能に実現することができる。
そして、この場合においても第一相対回転速度比と第二相対回転速度比とが異なる値に設定されているので、これまで説明してきたように、動力循環の発生を抑制することができると共に、モード切替時におけるショックや駆動力抜けの発生を抑制し、更には運転者にモード切替によるビジー感を与えるのを抑制することができる。
【００３１】
上記の構成において、前記第一差動歯車装置は、回転速度の順に第一サンギヤ、共通キャリヤ、共通リングギヤ、第二サンギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型遊星歯車装置であり、前記第一差動歯車装置の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素が、それぞれ前記第二サンギヤ、前記共通リングギヤ、前記共通キャリヤ、前記第一サンギヤであり、前記第二差動歯車装置は、シングルピニオン型遊星歯車装置であり、前記第二差動歯車装置の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素が、それぞれリングギヤ、キャリヤ、サンギヤである構成とすると好適である。
【００３２】
この構成によれば、変速装置の一部を構成する第一差動歯車装置にラビニヨ型遊星歯車装置を採用することで、コンパクトで信頼性の高いハイブリッド駆動装置を実現することができる。
なお、本願において「ラビニヨ型遊星歯車装置」とは、１組のシングルピニオン型の遊星歯車機構と１組のダブルピニオン型の遊星歯車装置とが、キャリヤとリングギヤとを共用して構成される装置である。
【００３３】
或いは、前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素及び第四回転要素の４つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、前記差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記差動歯車装置の第三回転要素と前記出力部材とを選択的に駆動連結する第一係合装置と、前記差動歯車装置の第二回転要素と前記入力部材とを選択的に駆動連結する第二係合装置と、を備えた構成を採用しても好適である。
【００３４】
この形態は、変速装置の固定回転要素が常時固定されている形態であり、第一スプリットモード及び第二スプリットモードを実現可能な形態である。
すなわち、この構成によれば、第一係合装置の状態を差動歯車装置の第三回転要素と出力部材とを駆動連結する状態とすると共に、第二係合装置の状態を差動歯車装置の第二回転要素と入力部材とを分離した状態とすることにより、第一スプリットモードを実現することができる。一方、第一係合装置の状態を差動歯車装置の第三回転要素と出力部材とを分離する状態とすると共に、第二係合装置の状態を差動歯車装置の第二回転要素と入力部材とを駆動連結した状態とすることにより、第二スプリットモードを実現することができる。従って、この構成では、２つの係合装置の状態を適切に設定することで、容易に２つのスプリットモードを切替可能に実現することができる。なお、「分離」とは「駆動連結」が分離された状態、すなわち、２つの回転要素間で駆動力の伝達が行われない状態を指す。
そして、この場合においても第一相対回転速度比と第二相対回転速度比とが異なる値に設定されているので、これまで説明してきたように、動力循環の発生を抑制することができると共に、モード切替時におけるショックや駆動力抜けの発生を抑制し、更には運転者にモード切替によるビジー感を与えるのを抑制することができる。
【００３５】
上記の構成において、前記変速装置は、回転速度の順に第一サンギヤ、共通キャリヤ、共通リングギヤ、第二サンギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型遊星歯車装置であり、前記変速装置の第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素が、それぞれ前記第一サンギヤ、前記共通キャリヤ、前記共通リングギヤ、前記第二サンギヤである構成とすると好適である。
【００３６】
この構成によれば、変速装置にラビニヨ型遊星歯車装置を採用することで、コンパクトで信頼性の高いハイブリッド駆動装置を実現することができる。
【００３７】
これまで説明してきた構成において、前記第一相対回転速度比が、前記第二相対回転速度比よりも大きい値に設定されている構成とすると好適である。
【００３８】
この構成によれば、第二回転電機のトルクがゼロとなる（動力分配装置と変速装置とが非同期となる）動作点でモード切替が行われる場合において、第一相対回転速度比が第二相対回転速度比よりも小さい値に設定されている場合と比較して、モード切替時における第二回転電機の回転速度の変動幅を小さく抑えることができる。よって、一体回転する第二回転電機及び変速入力回転要素の回転速度変化が、一体回転する出力回転要素及び出力部材に伝達されるのを抑制して、ショックの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を示すスケルトン図である。
【図２】第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のシステム構成を示す模式図である。
【図３】第一の実施形態に係る各モードでの複数の係合装置の作動状態を示す作動表である。
【図４】第一の実施形態に係る制御マップの一例を示す模式図である。
【図５】第一の実施形態に係る第一スプリットモードでの速度線図である。
【図６】第一の実施形態に係る第二スプリットモードでの速度線図である。
【図７】第一の実施形態に係る第三スプリットモードでの速度線図である。
【図８】第一の実施形態に係る第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替の過程を示すタイムチャートである。
【図９】第一の実施形態に係る第一スプリットモードから第二スプリットモードへの切替点での状態を示す速度線図である。
【図１０】第一の実施形態に係る第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替の過程を示す速度線図である。
【図１１】第一の実施形態に係る第二スプリットモードから第一スプリットモードへの切替点での状態を示す速度線図である。
【図１２】第二の実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を示すスケルトン図である。
【図１３】第二の実施形態に係る各モードでの複数の係合装置の作動状態を示す作動表である。
【図１４】第二の実施形態に係る第一スプリットモードでの速度線図である。
【図１５】第二の実施形態に係る第二スプリットモードでの速度線図である。
【図１６】その他の実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を示すスケルトン図である。
【図１７】その他の実施形態に係るハイブリッド駆動装置の第二スプリットモードでの速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
１．第一の実施形態
本発明に係るハイブリッド駆動装置の第一の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１は、軸対称の構成を一部省略して示している。図２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図である。なお、図２において、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示し、破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は油圧又は動力の伝達経路を示している。
【００４１】
図１に示すように、ハイブリッド駆動装置Ｈは、内燃機関Ｅに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２を参照）に駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、少なくとも３つの回転要素を備えた動力分配装置ＰＤと、少なくとも４つの回転要素を備えた変速装置ＰＴと、を備えている。これらの各構成は、車体に固定される非回転部材としての駆動装置ケースＣＳ（以下、単に「ケースＣＳ」という。）内に収容されている。なお、本実施形態においては、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。
【００４２】
１−１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の機械的構成について説明する。図１に示すように、入力軸Ｉは、内燃機関Ｅに駆動連結される。ここで、内燃機関Ｅは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す装置であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸Ｉは、内燃機関Ｅのクランクシャフト等の出力回転軸と一体回転するように駆動連結されている。なお、入力軸Ｉが、内燃機関Ｅの出力回転軸に対して、ダンパ、クラッチ、トルクコンバータ等の他の部材を介して駆動連結された構成としても好適である。なお、入力軸Ｉは内燃機関Ｅの出力回転軸と一体的に回転するため、入力軸Ｉの回転は内燃機関Ｅの回転と同じであり、入力軸Ｉの駆動力（トルクを含む、以下同じ）は内燃機関Ｅの駆動力と同じである。
【００４３】
出力軸Ｏは、図２に示すように、出力用差動歯車装置ＤＦを介して車輪Ｗ（駆動輪）に駆動連結されている。出力軸Ｏは、入力軸Ｉと同軸上に配置されている。更には、このハイブリッド駆動装置Ｈは、内燃機関Ｅ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、動力分配装置ＰＤ及び変速装置ＰＴが、入力軸Ｉと同軸状に配置されており、全体が一軸構成とされている。このような構成は、例えばＦＲ（Front Engine Rear Drive）車両に搭載されるハイブリッド駆動装置Ｈの構成として適している。
【００４４】
図１に示すように、第一回転電機ＭＧ１は、ケースＣＳに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、動力分配装置ＰＤの反力回転要素Ｅ２としてのサンギヤＳ０と一体回転するように駆動連結されている。これにより、第一回転電機ＭＧ１は、動力分配装置ＰＤにおいて、入力軸Ｉを介して伝達される内燃機関Ｅの駆動力を分配するための反力受けとして機能する。また、第二回転電機ＭＧ２は、ケースＣＳに固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。この第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４としての第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されていると共に、同じく変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４としての第三サンギヤＳ３と一体回転するように駆動連結されている。これにより、第二回転電機ＭＧ２は、変速装置ＰＴを介して、動力分配装置ＰＤの出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０又は動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に駆動連結可能とされている。
【００４５】
図２に示すように、第一回転電機ＭＧ１は、第一インバータ２２を介してバッテリ２１に電気的に接続されている。第二回転電機ＭＧ２は、第二インバータ２３を介して蓄電装置としてのバッテリ２１に電気的に接続されている。そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能を果たすことが可能とされている。後述するように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ回転方向と駆動力の向きとの関係に応じてジェネレータ及びモータのいずれか一方として機能する。そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、ジェネレータとして機能する場合には、発電した電力をバッテリ２１に供給して充電し、或いは当該電力をモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に供給して力行させる。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、モータとして機能する場合には、バッテリ２１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２により発電された電力の供給を受けて力行する。そして、第一回転電機ＭＧ１の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第一回転電機制御ユニット３３及び第一インバータ２２を介して行われ、第二回転電機ＭＧ２の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第二回転電機制御ユニット３４及び第二インバータ２３を介して行われる。
【００４６】
ここで、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２に電力を供給するための蓄電装置としてのバッテリ２１は、家庭用電源等の外部電源により充電可能に構成されていると好適である。この場合、図示は省略するが、バッテリ２１は、外部電源に接続されるコネクタや、外部電源が交流電源である場合には直流に変換するインバータ等の構成に電気的に接続され、外部電源によって充電される構成となっている。なお、バッテリ２１が、外部電源によって充電されず、第一回転電機ＭＧ１又は第二回転電機ＭＧ２が発電した電力のみにより充電される構成としても好適である。また、バッテリ２１は蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。
【００４７】
動力分配装置ＰＤは、３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、本例では、図１に示すように、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構とされている。すなわち、動力分配装置ＰＤは、複数のピニオンギヤを支持するキャリヤＣＡ０と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤＳ０及びリングギヤＲ０と、を回転要素として有している。サンギヤＳ０は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結され、動力分配装置ＰＤの「反力回転要素Ｅ２」とされている。キャリヤＣＡ０は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結され、動力分配装置ＰＤの「分配入力回転要素Ｅ１」とされている。リングギヤＲ０は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結され、動力分配装置ＰＤの「出力回転要素Ｅ３」とされている。これらの動力分配装置ＰＤの３つの回転要素は、回転速度の順に、サンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０、リングギヤＲ０となっている。従って、本実施形態においては、サンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０、リングギヤＲ０が、それぞれ動力分配装置ＰＤの「第一回転要素」、「第二回転要素」、「第三回転要素」となっている。
【００４８】
変速装置ＰＴは、少なくとも４つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、本実施形態においては、図１に示すように、４つの回転要素を備えた第一差動歯車装置ＰＴ１と３つの回転要素を備えた第二差動歯車装置ＰＴ２とが組み合わされて構成されている。
【００４９】
第一差動歯車装置ＰＴ１は、４つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、本例では、第一サンギヤＳ１、共通キャリヤＣＡ１、共通リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２を有するラビニヨ型遊星歯車装置とされている。ここでは、共通キャリヤＣＡ１は、第一サンギヤＳ１及び共通リングギヤＲ１の双方に噛み合うショートピニオンギヤと、第二サンギヤＳ２に大径部が噛み合うとともに前記ショートピニオンギヤに小径部が噛み合う段付ロングピニオンギヤとを、共に回転可能に支持する構成となっている。そして、第一サンギヤＳ１は、第二差動歯車装置ＰＴ２の第三サンギヤＳ３と一体回転するように駆動連結されていると共に、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、この第一差動歯車装置ＰＴ１の第一サンギヤＳ１及び第二差動歯車装置ＰＴ２の第三サンギヤＳ３が、変速装置ＰＴの「変速入力回転要素Ｅ４」となる。共通キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＤの出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０と一体回転するように駆動連結されていると共に、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、この共通キャリヤＣＡ１が、変速装置ＰＴの「第一出力回転要素Ｅ６」となる。共通リングギヤＲ１は、第三ブレーキＢ３により非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定される。後述するように、この共通リングギヤＲ１は、第三スプリットモードを実現するために第三ブレーキＢ３により固定される回転要素であり、本発明における変速装置ＰＴの固定回転要素Ｅ５ではない。第二サンギヤＳ２は、第一ブレーキＢ１により非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定される。この第二サンギヤＳ２は、第一ブレーキＢ１により固定された状態で変速装置ＰＴの「固定回転要素Ｅ５」となる。第一差動歯車装置ＰＴ１の４つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤＳ２、共通リングギヤＲ１、共通キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。よって、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２、共通リングギヤＲ１、共通キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＴ１の「第一回転要素」、「第二回転要素」、「第三回転要素」、「第四回転要素」となっている。
【００５０】
第二差動歯車装置ＰＴ２は、３つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、本例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構とされている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＴ２は、複数のピニオンギヤを支持する第三キャリヤＣＡ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第三サンギヤＳ３及び第三リングギヤＲ３と、を回転要素として有している。第三サンギヤＳ３は、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＴ１の第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されていると共に、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結され、変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４となっている。第三キャリヤＣＡ３は、動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０と一体回転するように駆動連結されていると共に、入力軸Ｉに駆動連結される。従って、この第三キャリヤＣＡ３が、変速装置ＰＴの「第二出力回転要素Ｅ７」となる。第三リングギヤＲ３は、第二ブレーキＢ２を介して非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定される。従って、この第三リングギヤＲ３は、第二ブレーキＢ２により固定された状態で変速装置ＰＴの「固定回転要素Ｅ５」となる。第二差動歯車装置ＰＴ２の３つの回転要素は、回転速度の順に、第三リングギヤＲ３、第三キャリヤＣＡ３、第三サンギヤＳ３となっている。よって、本実施形態においては、第三リングギヤＲ３、第三キャリヤＣＡ３、第三サンギヤＳ３が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＴ２の「第一回転要素」、「第二回転要素」、「第三回転要素」となっている。
【００５１】
以上のとおり、変速装置ＰＴは、４つの回転要素を備えた第一差動歯車装置ＰＴ１の１つの回転要素（ここでは第一サンギヤＳ１）と、３つの回転要素を備えた第二差動歯車装置ＰＴ２の１つの回転要素（ここでは第三サンギヤＳ３）とが一体回転するように駆動連結されて構成されている。従って、本実施形態における変速装置ＰＴは、全体として６つの回転要素を備えた差動歯車装置となっている。図５〜図７の速度線図の上部に示すように、変速装置ＰＴのこれらの６つの回転要素のうち、共通リングギヤＲ１を除く５つの回転要素は、回転速度の順が、一体回転する第一サンギヤＳ１及び第三サンギヤＳ３、共通キャリヤＣＡ１、第三キャリヤＣＡ３、互いに独立して回転する第二サンギヤＳ２及び第三リングギヤＲ３の順となっている。言い換えると、変速装置ＰＴのこれら５つの回転要素の回転速度の順は、変速入力回転要素Ｅ４、第一出力回転要素Ｅ６、第二出力回転要素Ｅ７、２つの固定回転要素Ｅ５の順（固定回転要素Ｅ５、第二出力回転要素Ｅ７、第一出力回転要素Ｅ６、変速入力回転要素Ｅ４の順と変わらない）となっている。
【００５２】
第一ブレーキＢ１は、変速装置ＰＴが備える２つの固定回転要素Ｅ５の一方としての第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２を非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定する。そして、この第一ブレーキＢ１の係合状態では、変速入力回転要素Ｅ４である第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が、第一差動歯車装置ＰＴ１により減速され、第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達される。本実施形態では、この第一ブレーキＢ１が、本発明における「第一係合装置ＥＥ１」を構成する。また後述するように、この第一ブレーキＢ１が係合状態とされて第一スプリットモードが実現される。よって、本実施形態においては、この第一係合装置ＥＥ１としての第一ブレーキＢ１が、本発明における「第一スプリットモード用係合装置」として機能する。
【００５３】
第二ブレーキＢ２は、変速装置ＰＴが備える２つの固定回転要素Ｅ５の他方としての第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３を非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定する。そして、この第二ブレーキＢ２の係合状態では、変速入力回転要素Ｅ４である第三サンギヤＳ３に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が、第二差動歯車装置ＰＴ２により減速され、第二出力回転要素Ｅ７である第三キャリヤＣＡ３を介して分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に伝達される。本実施形態では、この第二ブレーキＢ２が、本発明における「第二係合装置ＥＥ２」を構成する。また後述するように、この第二ブレーキＢ２が係合状態とされて第二スプリットモードが実現されるため、この第二係合装置ＥＥ２としての第二ブレーキＢ２が、本発明における「第二スプリットモード用係合装置」として機能する。
【００５４】
第三ブレーキＢ３は、第一差動歯車装置ＰＴ１の共通リングギヤＲ１を非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定する。そして、この第三ブレーキＢ３の係合状態では、変速入力回転要素Ｅ４である第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転が、第一差動歯車装置ＰＴ１により減速され、第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達される。ここで、共通リングギヤＲ１は、回転速度の順で、第一ブレーキＢ１により固定される固定回転要素Ｅ５としての第二サンギヤＳ２と出力軸Ｏに駆動連結される第一出力回転要素Ｅ６としての共通キャリヤＣＡ１との間に設定されている。従って、第三ブレーキＢ３の係合状態で第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達される回転は、第一ブレーキＢ１の係合状態に比べて大きく減速される（減速比が大きい）。なお、本実施形態では、図５〜図７に示すように、共通リングギヤＲ１は、速度線図上で動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０及び第二差動歯車装置ＰＴ２の第三キャリヤＣＡ３と同じ位置となるように設定されている。但し、共通リングギヤＲ１の位置がこれらと異なる位置となるように設定してもよい。本実施形態では、この第三ブレーキＢ３が、本発明における「第三係合装置ＥＥ３」を構成する。また後述するように、この第三係合装置ＥＥ３としての第三ブレーキＢ３が係合状態とされて第三スプリットモードが実現されるため、この第三ブレーキＢ３は、第三スプリットモード用係合装置として機能する。
【００５５】
本実施形態においては、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３は、いずれも摩擦係合式の係合装置である。これらの係合装置Ｂ１、Ｂ３としては、いずれも例えば油圧により動作する多板式摩擦ブレーキを用いることができる。図２に示すように、これらの係合装置Ｂ１、Ｂ３に対しては、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各ブレーキＢ１、Ｂ３の係合又は解放が制御される。なお、この油圧制御装置３５に対しては、不図示のオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００５６】
一方、本実施形態においては、第二スプリットモード用係合装置である第二係合装置ＥＥ２としての第二ブレーキＢ２は、機械式の二方向係合装置とされている。この二方向係合装置は、従来から公知であるように、例えば互いに相対回転可能に設けられた２つの係合部材を有し、２つの係合部材のうちの一方の部材には他方の部材に対向するカム面が形成されていると共に、当該カム面と他方の部材との間に形成される空間にローラ等のトルク伝達部材が配設されている。上記空間内におけるトルク伝達部材の保持位置は、所定の駆動手段（本例では、次に述べる切替制御装置３６）により変更可能に構成されている。これにより、二方向係合装置は、当該二方向係合装置に備えられる一方側の係合部材に対する他方側の係合部材の相対回転を、正方向及び負方向の双方向に許容する状態、及び正方向及び負方向のうち一方向にのみ許容して他方向には規制する状態の少なくとも２つの状態を切替可能に備えている。本実施形態においては、第二ブレーキＢ２は、非回転部材としてのケースＣＳと固定回転要素Ｅ５である第三リングギヤＲ３との間に設けられている。第二ブレーキＢ２は、ケースＣＳに対する固定回転要素Ｅ５である第三リングギヤＲ３の回転を、双方向に許容する双方向許容状態、又は、負方向にのみ許容して正方向には規制する正方向規制状態、に切替可能とされている。すなわち、第二ブレーキＢ２は、双方向許容状態では第三リングギヤＲ３を完全解放して正方向及び負方向の双方向に回転可能な状態とする。また、第二ブレーキＢ２は、正方向規制状態では第三リングギヤＲ３の回転を負方向にのみ許容するワンウェイクラッチ（ワンウェイブレーキ）として機能し、第三リングギヤＲ３が正方向に回転しようとすると、係合状態となって第三リングギヤＲ３をケースＣＳに固定する。
【００５７】
本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第二ブレーキＢ２の状態を切り替える、言い換えれば二方向係合装置における上記空間内のトルク伝達部材の保持位置を変位させて双方向許容状態と正方向規制状態とを切り替えるための切替制御装置３６（図２を参照）を備えている。本実施形態では、このような切替制御装置３６として、リニアモータ等の電磁式アクチュエータが用いられている。なお、電動オイルポンプ等により発生させる油圧を利用した油圧式アクチュエータを用いて切替制御装置３６を構成しても良い。このように、本実施形態では第二ブレーキＢ２を二方向係合装置により構成していることにより、当該第二ブレーキＢ２がとり得る各状態間の切替時にのみ切替制御装置３６を作動させれば良いので、例えば当該第二ブレーキＢ２にも摩擦係合式の摩擦係合装置等を用いる場合とは異なり、係合状態を維持させるために油圧等を発生させ続ける必要がなくなる。よって、第二係合装置ＥＥ２としての第二ブレーキＢ２にこのような二方向係合装置を用いることにより、ハイブリッド駆動装置Ｈ全体のエネルギ効率を向上させることが可能となっている。更に、本実施形態では、第二ブレーキＢ２を二方向係合装置により構成していることにより、迅速なモード切替も可能となっている。この点に関しては、後述する。
【００５８】
ところで、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、変速装置ＰＴとして第一差動歯車装置ＰＴ１のみを備えて第二回転電機ＭＧ２の回転がこのような変速装置ＰＴを介して出力軸Ｏに伝達される構成を有する既存のハイブリッド駆動装置を基礎とし、これに第二差動歯車装置ＰＴ２及び第二ブレーキＢ２を追加することにより第二スプリットモードを実現可能な構成としている。そこで、この点をも考慮して、第二係合装置ＥＥ２としての第二ブレーキＢ２に上記で説明したような二方向係合装置を用いる構成を採用している。すなわち、そのような構成では、当該第二ブレーキＢ２に油圧を供給するための油路を新設する必要がないため、ケースＣＳ等の変更を最小限に抑えることができるという利点がある。
【００５９】
１−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
図２に示すように、ハイブリッド駆動装置Ｈは、装置の各部を制御するための主制御ユニット３１を備えている。主制御ユニット３１は、内燃機関制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、第二回転電機制御ユニット３４、油圧制御装置３５、及び切替制御装置３６との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。内燃機関制御ユニット３２は、内燃機関Ｅの各部を制御することにより、内燃機関Ｅが所望の回転速度や駆動力（トルク）を出力するように制御する。第一回転電機制御ユニット３３は、第一インバータ２２を制御することにより、第一回転電機ＭＧ１が所望の回転速度や駆動力（トルク）を出力するように制御する。第二回転電機制御ユニット３４は、第二インバータ２３を制御することにより、第二回転電機ＭＧ２が所望の回転速度や駆動力（トルク）を出力するように制御する。油圧制御装置３５は、不図示のオイルポンプから供給される油圧を調整し、各ブレーキＢ１、Ｂ３に分配供給することにより、各ブレーキＢ１、Ｂ３の状態（係合又は解放）を制御する。切替制御装置３６は、必要に応じて電磁式アクチュエータにより動力を出力させることにより、第二ブレーキＢ２の状態（双方向許容状態又は正方向規制状態）を制御する。このような各ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の状態制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に基づいて行われる。
【００６０】
また、主制御ユニット３１は、ハイブリッド駆動装置Ｈを搭載する車両の各部の情報を取得するために、車両の各部に設けられたセンサ等からの情報を取得可能に構成されている。図示の例では、主制御ユニット３１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１、車速センサＳｅ２、アクセル操作検出センサＳｅ３、及びブレーキ操作検出センサＳｅ４からの情報を取得可能に構成されている。バッテリ状態検出センサＳｅ１は、バッテリ２１の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。車速センサＳｅ２は、車速を検出するために出力軸Ｏの回転速度を検出するためのセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ３は、アクセルペダル２４の操作量を検出するためのセンサである。ブレーキ操作検出センサＳｅ４は、不図示のホイールブレーキに連動するブレーキペダル２５の操作量を検出するためのセンサである。
【００６１】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ４で取得される情報を用いて、後述する複数の動作モードの選択を行う。そして、主制御ユニット３１は、油圧制御装置３５を介して各ブレーキＢ１、Ｂ３の状態を制御すると共に、切替制御装置３６を介して第二ブレーキＢ２の状態を制御することにより、モード切替（動作モードの切り替え）を行う。また、主制御ユニット３１は、内燃機関制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、及び第二回転電機制御ユニット３４を介して、内燃機関Ｅ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御することにより、選択された動作モードに応じて適切に車両を走行させる。本実施形態においては、特に、第一回転電機制御ユニット３３及び第二回転電機制御ユニット３４は、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の一方が力行するために消費する電力と第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の他方が発電する電力とが均衡した状態を維持するように、協調してそれぞれ第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の動作状態を制御する。
【００６２】
そのため、本実施形態では、主制御ユニット３１は、各種制御を実行するための機能部として、バッテリ状態検出部４１、モード選択部４２、切替制御部４３を備えている。主制御ユニット３１が備えるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により構成されている。また、主制御ユニット３１は、記憶部４４を備えており、この記憶部４４内には、車速及び要求駆動力に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ４５（図３を参照）が格納されている。
【００６３】
バッテリ状態検出部４１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、バッテリ２１の充電量等のバッテリ状態を推定して検出する。ここで、バッテリ充電量は、一般にＳＯＣ（state of charge：充電状態）と呼ばれるものであり、例えば、バッテリ２１の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。
【００６４】
モード選択部４２は、車両の各部の状態に応じて、所定の制御マップに従い適切な動作モードの選択を行う。本実施形態においては、モード選択部４２は、図３に示す制御マップ４５を用い、車速及び要求駆動力に応じて、複数のモード、具体的にはハイブリッド動作モードとして第一スプリットモード、第二スプリットモード、及び第三スプリットモードの中からいずれかのモードを選択する。本実施形態における制御マップ４５は、図３に示すように、概略的に、要求駆動力が比較的小さい場合には要求駆動力の大きさによらずに車速が一定となり、要求駆動力が比較的大きい場合には要求駆動力が大きくなるに従って車速も大きくなる関係にある、複数のモード切替線により規定されている。図３に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、基本的に、車速の上昇に従って、第三スプリットモード、第一スプリットモード、第二スプリットモードの順に選択される。なお、本実施形態においては、後述するように各モード間のモード切替に際して、ヒステリシスが設けられている。図３には、車速上昇時におけるモード切替線が実線で、車速低下時におけるモード切替線が破線で示されている。
【００６５】
切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された動作モードに応じて油圧制御装置３５の動作を制御することにより、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３のそれぞれの係合又は解放を行う。また、切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された動作モードに応じて切替制御装置３６の動作を制御することにより、第二ブレーキＢ２の状態を双方向許容状態又は正方向規制状態との間で切り替える。これにより、切替制御部４３は、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モードを切り替える制御を行う。
【００６６】
１−３．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な走行モードについて説明する。図４は、各動作モードでの第一ブレーキＢ１（第一係合装置ＥＥ１）、第二ブレーキＢ２（第二係合装置ＥＥ２）、及び第三ブレーキＢ３（第三係合装置ＥＥ３）の作動状態を示す作動表である。この図において、「○」は各係合装置が係合状態（第二ブレーキＢ２においては、正方向規制状態）にあることを示しており、「無印」は、各係合装置が解放状態（第二ブレーキＢ２においては、双方向許容状態）にあることを示している。
【００６７】
図５〜図７は、各動作モードでの動力分配装置ＰＤ、第一差動歯車装置ＰＴ１及び第二差動歯車装置ＰＴ２の動作状態を表す速度線図である。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「０」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正回転（回転速度が正）、下側が負回転（回転速度が負）である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、動力分配装置ＰＤ、第一差動歯車装置ＰＴ１及び第二差動歯車装置ＰＴ２の各回転要素に対応している。そして、各縦線の上側に記載されている「Ｓ０」、「ＣＡ０」、「Ｒ０」はそれぞれ動力分配装置ＰＤのサンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０、リングギヤＲ０に対応し、「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」、「Ｓ２」はそれぞれ第一差動歯車装置ＰＴ１の第一サンギヤＳ１、共通キャリヤＣＡ１、共通リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２に対応し、「Ｓ３」、「ＣＡ３」、「Ｒ３」はそれぞれ第二差動歯車装置ＰＴ２の第三サンギヤＳ３、第三キャリヤＣＡ３、第三リングギヤＲ３に対応している。なお、各縦線の上側に記載されている各回転要素の符号を繋ぐ「＝」は、複数の回転要素が一体回転するように駆動連結された状態を示している。
【００６８】
また、各回転要素に対応する縦線どうしの間の間隔は、動力分配装置ＰＤを構成する遊星歯車機構に備えられる各回転要素の歯数、変速装置ＰＴの一部（第一差動歯車装置ＰＴ１）を構成するラビニヨ型遊星歯車装置に備えられる各回転要素の歯数、及び、変速装置ＰＴの他の一部（第二差動歯車装置ＰＴ２）を構成する遊星歯車機構に備えられる各回転要素の歯数に基づいて定まる。ここで、一例として動力分配装置ＰＤを構成する遊星歯車機構に関して説明を加えると、サンギヤＳ０に対応する縦線とキャリヤＣＡ０に対応する縦線との間の間隔に対する、キャリヤＣＡ０に対応する縦線とリングギヤＲ０に対応する縦線との間の間隔の比が、当該動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０の歯数に対するサンギヤＳ０の歯数の比に一致している。ここでは詳細な説明は省略するが、変速装置ＰＴに関しても、所定の回転要素どうしの間の歯数の比に応じて、各回転要素に対応する縦線どうしの間の間隔が定まる。
【００６９】
また、本実施形態においては、第一相対回転速度比ρ１と第二相対回転速度比ρ２とが異なる値となるように、動力分配装置ＰＤ及び変速装置ＰＴ（第一差動歯車装置ＰＴ１及び第二差動歯車装置ＰＴ２）に備えられる各回転要素の歯数の関係が設定されている。ここで、第一相対回転速度比ρ１は、反力回転要素Ｅ２である動力分配装置ＰＤのサンギヤＳ０の回転速度を基準とした、出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０の相対回転速度に対する分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０の相対回転速度の比である。よって、図５〜図７において、サンギヤＳ０に対応する縦線とリングギヤＲ０に対応する縦線との間の間隔に対する、サンギヤＳ０に対応する縦線とキャリヤＣＡ０に対応する縦線との間の間隔の比が、第一相対回転速度比ρ１に等しくなる。第二相対回転速度比ρ２は、固定回転要素Ｅ５である第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２又は第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３の回転速度を基準とした、第一出力回転要素Ｅ６である第一差動歯車装置ＰＴ１の共通キャリヤＣＡ１の相対回転速度に対する第二出力回転要素Ｅ７である第二差動歯車装置ＰＴ２の第三キャリヤＣＡ３の相対回転速度の比である。よって、図５〜図７において、第二サンギヤＳ２及び第三リングギヤＲ３に対応する縦線と共通キャリヤＣＡ１に対応する縦線との間の間隔に対する、第二サンギヤＳ２及び第三リングギヤＲ３に対応する縦線と第三キャリヤＣＡ３に対応する縦線との間の間隔の比が、第二相対回転速度比ρ２に等しくなる。
【００７０】
ここで、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＴ１の第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＤの出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０と一体回転するように駆動連結されている。また、第二差動歯車装置ＰＴ２の第二出力回転要素Ｅ７である第三キャリヤＣＡ３は、動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０と一体回転するように駆動連結されている。よって、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおける第一相対回転速度比ρ１及び第二相対回転速度比ρ２の設定では、出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１、又は、分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０及び第二出力回転要素Ｅ７である第三キャリヤＣＡ３を基準とした、反力回転要素Ｅ２であるサンギヤＳ０の相対回転速度と固定回転要素Ｅ５である第二サンギヤＳ２及び第三リングギヤＲ３の相対回転速度とが異なることになる。そのため、図５〜図７に示すように、動力分配装置ＰＤ、第一差動歯車装置ＰＴ１及び第二差動歯車装置ＰＴ２の動作状態を表す速度線図において、反力回転要素Ｅ２であるサンギヤＳ０に対応する縦線と、固定回転要素Ｅ５である第二サンギヤＳ２及び第三リングギヤＲ３に対応する縦線と、が異なる位置に配置された状態となっている。
【００７１】
更に、本実施形態においては、第一相対回転速度比ρ１が第二相対回転速度比ρ２よりも大きい値に設定されている。これにより、動力分配装置ＰＤ、第一差動歯車装置ＰＴ１及び第二差動歯車装置ＰＴ２の動作状態を表す速度線図において、反力回転要素Ｅ２であるサンギヤＳ０に対応する縦線は、固定回転要素Ｅ５である第二サンギヤＳ２及び第三リングギヤＲ３に対応する縦線に対して、出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１に対応する縦線、並びに、分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０及び第二出力回転要素Ｅ７である第三キャリヤＣＡ３に対応する縦線とは反対側に配置されている。
【００７２】
また、図中の「×」は、回転要素が非回転部材としてのケースＣＳに固定された状態を示しており、当該「×」に「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」の符号が付されているものは、それぞれ第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２、又は第三ブレーキＢ３により固定された状態を示している。なお、第二ブレーキＢ２に関しては、正方向規制状態となってワンウエイクラッチとして機能した状態で固定されている。また、これらの速度線図上において、「△」は入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の回転速度、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度をそれぞれ示している。更に、各回転要素の回転速度を示す点に隣接配置された矢印は、各動作モードでの通常走行時に各回転要素に作用するトルクの方向を示しており、上向き矢印が正方向のトルクを表し、下向き矢印が負方向のトルクを表している。以下、複数の動作モードのそれぞれについて、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態を詳細に説明する。
【００７３】
１−３−１．第三スプリットモード
第三スプリットモードは、３つのスプリットモードの中で最も低い車速域で選択される動作モードである（図３を参照）。この第三スプリットモードでは、内燃機関Ｅの駆動力が動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転が変速装置ＰＴにより減速され、その駆動力が出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び出力軸Ｏに伝達される。また、この第三スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１が反力を発生させることにより、内燃機関Ｅ（入力軸Ｉ）の駆動力が動力分配装置ＰＤを介して出力軸Ｏに伝達される。一方、第二回転電機ＭＧ２は、内燃機関Ｅからの駆動力の不足分を補うように働く。このように、第三スプリットモードでの各部の動作は、後述する第一スプリットモードに類似しているが、第二回転電機ＭＧ２の回転が出力軸Ｏに伝達される際の変速比（減速比）が第一スプリットモードよりも大きい点で相違している。
【００７４】
図４に示すように、第三スプリットモードは、第三ブレーキＢ３が係合状態、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が解放状態（第二ブレーキＢ２においては双方向許容状態）で実現される。図５は、この第三スプリットモードでの速度線図を示している。内燃機関Ｅから入力軸Ｉを介して、動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される駆動力は、動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される。このとき、第一回転電機ＭＧ１は反力受けとして働く。
【００７５】
第三スプリットモードでは、第二ブレーキＢ２を双方向許容状態とすることにより、第三リングギヤＲ３が自由に回転可能な状態となる。これにより、変速装置ＰＴの第二差動歯車装置ＰＴ２は実質的に機能しない状態となる。また、第一ブレーキＢ１を解放状態とすることにより、第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２も自由に回転可能な状態となる。そして、第三ブレーキＢ３を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置ＰＴ１の共通リングギヤＲ１がケースＣＳに固定される。これにより、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転する変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４である第一サンギヤＳ１の回転及び駆動力が、第一差動歯車装置ＰＴ１により減速されて、変速装置ＰＴの第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１に伝達される。ここで、共通キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＤの出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されているため、減速された第二回転電機ＭＧ２の回転及び駆動力が、共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図５の速度線図の下部に示すように、第三スプリットモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は「λ３」倍（λ３＜λ１＜１）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。このときの減速比は「１／λ３」である。よって、第二回転電機ＭＧ２のトルクは「１／λ３」倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。ここでは、この第三スプリットモードにおいて、変速入力回転要素Ｅ４である第一サンギヤＳ１の回転に対して減速されて第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達される回転を、「第三減速回転」と称する。この第三減速回転は、後述する第一スプリットモードにおける第一減速回転より大きい変速比（減速比）で減速された回転となるため、同じ変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して、第三減速回転は第一減速回転よりも低速となる。
【００７６】
このような第三スプリットモードを備えることにより、第二回転電機ＭＧ２の回転を第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達するスプリットモードにおいて、第二回転電機ＭＧ２のトルクを後述する第一スプリットモードよりも増幅して出力軸Ｏに伝達することができる。よって、より大きい駆動力で車両を駆動し、或いは同じ駆動力を確保しつつ第二回転電機ＭＧ２の小型化を図ることが可能となっている。
【００７７】
この第三スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、車速及び要求駆動力等に応じて、内燃機関Ｅが好適燃費で運転されるために適切な回転速度及びトルクを出力するように制御される。すなわち、内燃機関Ｅがその好適燃費で運転される動作状態で、動力分配装置ＰＤが内燃機関Ｅの駆動力を出力軸Ｏと第一回転電機ＭＧ１とに分配する。この状態で、第一回転電機ＭＧ１は、正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電する。第二回転電機ＭＧ２は、基本的には第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を過不足なく消費して、正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力して発電する。
【００７８】
１−３−２．第一スプリットモード
第一スプリットモードは、３つのスプリットモードの中で中間の車速域で選択される動作モードである（図３を参照）。この第一スプリットモードでは、内燃機関Ｅの駆動力が動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転が変速装置ＰＴにより減速され、その駆動力が出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び出力軸Ｏに伝達される。また、この第一スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１が反力を発生させることにより、内燃機関Ｅ（入力軸Ｉ）の駆動力が動力分配装置ＰＤを介して出力軸Ｏに伝達される。一方、第二回転電機ＭＧ２は、内燃機関Ｅからの駆動力の不足分を補うように働く。このように、第一スプリットモードでの各部の動作は、上述した第三スプリットモードに類似しているが、第二回転電機ＭＧ２の回転が出力軸Ｏに伝達される際の変速比（減速比）が第三スプリットモードよりも小さい点で相違している。
【００７９】
図４に示すように、第一スプリットモードは、第一ブレーキＢ１が係合状態、第二ブレーキＢ２及び第三ブレーキＢ３が解放状態（第二ブレーキＢ２においては双方向許容状態）で実現される。図６は、この第一スプリットモードでの速度線図を示している。内燃機関Ｅから入力軸Ｉを介して、動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される駆動力は、動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される。このとき、第一回転電機ＭＧ１は反力受けとして働く。
【００８０】
第一スプリットモードでは、第二ブレーキＢ２を双方向許容状態とすることにより、第三リングギヤＲ３が自由に回転可能な状態となる。これにより、変速装置ＰＴの第二差動歯車装置ＰＴ２は実質的に機能しない状態となる。また、第三ブレーキＢ３を解放状態とすることにより、第一差動歯車装置ＰＴ１の共通リングギヤＲ１も自由に回転可能な状態となる。そして、第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２がケースＣＳに固定される。これにより、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転する変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４である第一サンギヤＳ１の回転及び駆動力が、第一差動歯車装置ＰＴ１により減速されて、変速装置ＰＴの第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１に伝達される。ここで、共通キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＤの出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されているため、減速された第二回転電機ＭＧ２の回転及び駆動力が共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図６の速度線図の下部に示すように、第一スプリットモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は「λ１」倍（λ３＜λ１＜１）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。このときの減速比は「１／λ１」である。よって、第二回転電機ＭＧ２のトルクは「１／λ１」倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。ここでは、この第一スプリットモードにおいて、変速入力回転要素Ｅ４である第一サンギヤＳ１の回転に対して減速されて第一出力回転要素Ｅ６である共通キャリヤＣＡ１を介して出力軸Ｏに伝達される回転を、「第一減速回転」と称する。この第一減速回転は上述した第三減速回転及び後述する第二減速回転より小さい変速比（減速比）で減速された回転となるため、同じ変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して、第一減速回転は第三減速回転及び第二減速回転よりも高速となる。
【００８１】
この第一スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、車速及び要求駆動力等に応じて、内燃機関Ｅが好適燃費で運転されるために適切な回転速度及びトルクを出力するように制御される。すなわち、内燃機関Ｅがその好適燃費で運転される動作状態で、内燃機関Ｅの駆動力を動力分配装置ＰＤが出力軸Ｏと第一回転電機ＭＧ１とに分配する。この状態で、第一回転電機ＭＧ１は、正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電する。第二回転電機ＭＧ２は、基本的には第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を過不足なく消費して、正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力して力行する。この状態で車速が上昇すると、出力軸Ｏの回転速度の上昇に伴って第一回転電機ＭＧ１は回転速度が低下し、ゼロを経てやがて回転速度が負となる。この状態では、第一回転電機ＭＧ１は、負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して力行する。第二回転電機ＭＧ２は、基本的には第一回転電機ＭＧ１が力行するために必要となる電力を第一回転電機ＭＧ１に過不足なく供給するべく、正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電する。
【００８２】
１−３−３．第二スプリットモード
第二スプリットモードは、３つのスプリットモードの中で最も高い車速域で選択される動作モードである（図３を参照）。この第二スプリットモードでは、内燃機関Ｅの駆動力が動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転が変速装置ＰＴにより減速され、その駆動力が分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に伝達される。また、この第二スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１が反力を発生させることにより、内燃機関Ｅ（入力軸Ｉ）の駆動力が動力分配装置ＰＤを介して出力軸Ｏに伝達される。この第二スプリットモードは、出力軸Ｏの回転速度が高くなり、図７に示すように第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負となる領域で選択される。このとき、第一スプリットモードにおいて第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負となった場合と同様、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して力行すると共に、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電する状態となる。
【００８３】
図４に示すように、第二スプリットモードは、第二ブレーキＢ２が係合状態（正方向規制状態）、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３が解放状態で実現される。図７は、この第二スプリットモードでの速度線図を示している。この第二スプリットモードでは、車速は高速状態にあり、走行トルクは比較的低い状態にある。第一スプリットモード及び第三スプリットモードと同様に、内燃機関Ｅから入力軸Ｉを介して、動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される駆動力は、動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達され、このとき、第一回転電機ＭＧ１は反力受けとして働く。
【００８４】
第二スプリットモードでは、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３を解放状態とすることにより、第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２及び共通リングギヤＲ１が自由に回転可能な状態となる。これにより、変速装置ＰＴの第一差動歯車装置ＰＴ１は実質的に機能しない状態となる。そして、上記のとおり第二スプリットモードでは第二回転電機ＭＧ２は負方向のトルクを出力する状態となるので、当該第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２に駆動連結された第三サンギヤＳ３の回転速度は負方向に変化しようとして、入力軸Ｉに駆動連結された第三キャリヤＣＡ３を支点として第三リングギヤＲ３の回転速度は正方向に変化しようとする。このとき、第二ブレーキＢ２は正方向規制状態とされているので、第三リングギヤＲ３の回転速度が上昇してやがてゼロとなったときに第二ブレーキＢ２が係合状態となって、当該第三リングギヤＲ３は非回転部材としてのケースＣＳに固定される。これにより、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転する変速入力回転要素Ｅ４である第三サンギヤＳ３の回転及び駆動力が、第二差動歯車装置ＰＴ２により減速されて、変速装置ＰＴの第二出力回転要素Ｅ７である第三キャリヤＣＡ３に伝達される。ここで、第三キャリヤＣＡ３は、分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０及び入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されているため、減速された第二回転電機ＭＧ２の回転及び駆動力が第三キャリヤＣＡ３を介して動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０及び入力軸Ｉに伝達される。具体的には、図７の速度線図の下部に示すように、第二スプリットモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は「λ２」倍（λ２＜λ１＜１）に減速されて動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される。このときの減速比は「１／λ２」である。よって、第二回転電機ＭＧ２のトルクは「１／λ２」倍に増幅されて動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される。ここでは、この第二スプリットモードにおいて、変速入力回転要素Ｅ４である第三サンギヤＳ３の回転に対して減速されて第二出力回転要素Ｅ７である第三キャリヤＣＡ３を介して分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に伝達される回転を、「第二減速回転」と称する。この第二減速回転は第一減速回転より大きい変速比（減速比）で減速された回転となるため、同じ変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して第二減速回転は第一減速回転よりも低速となる。
【００８５】
この第二スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は、車速及び要求駆動力等に応じて、内燃機関Ｅが好適燃費で運転されるために適切な回転速度及びトルクを出力するように制御される。すなわち、内燃機関Ｅの動作状態をその好適燃費で運転される状態とするように、第一回転電機ＭＧ１は力行する。この状態で、第一回転電機ＭＧ１は反力受けとして働く。一方、内燃機関Ｅからの駆動力は、変速装置ＰＴの第二差動歯車装置ＰＴ２により増速されて第二回転電機ＭＧ２に伝達される。この状態で、第二回転電機ＭＧ２は発電する。すなわち、第二スプリットモードでは、第二回転電機ＭＧ２は内燃機関Ｅ（入力軸Ｉ）から伝達される駆動力により回転する状態となり、正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電を行う。この状態では、動力分配装置ＰＤ及び変速装置ＰＴの第二差動歯車装置ＰＴ２の働きにより、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとに内燃機関Ｅから発生される駆動力が分配されて伝達される。このとき、変速装置ＰＴの第二差動歯車装置ＰＴ２は、動力分配装置ＰＤ側からみて増速装置、第二回転電機ＭＧ２側からみて減速装置として働く。
【００８６】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、このような第二スプリットモードを切替可能に備えていることで、車両の高速走行時における動力循環の発生を抑制することができる。すなわち、車速の上昇に伴って出力軸Ｏの回転速度が高くなり、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負となる領域では、第一回転電機ＭＧ１が力行して第二回転電機ＭＧ２が発電する状態となる。この際に第二スプリットモードを選択することで、第二回転電機ＭＧ２には内燃機関Ｅの駆動力が直接的に伝達されることになるので、第一回転電機ＭＧ１が力行して発生させた駆動力が第二回転電機ＭＧ２の発電に用いられ、当該第二回転電機ＭＧ２により発電された電力が再度第一回転電機ＭＧ１を力行させるために利用されるのを抑制することができる。これにより、動力循環の発生を抑制することができる。またこの際、第二回転電機ＭＧ２からの減速回転は出力軸Ｏを介することなく直接的に動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に伝達される。よって、内燃機関Ｅの駆動力の一部が第二回転電機ＭＧ２のトルクにより相殺されることになる。このため、第二スプリットモードでは、第一スプリットモードのように第二回転電機ＭＧ２の回転及び駆動力が出力部材Ｏに直接的に伝達される状態に比べて、内燃機関Ｅの駆動力に対する反力を受けるために第一回転電機ＭＧ１が出力すべきトルクを小さくすることができる。従って、内燃機関Ｅの駆動力を電力に変換する割合を低くすることができるので、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を向上させることができる。
【００８７】
１−４．動作モードの切り替え
次に、各走行モード間のモード切替について説明する。本実施形態においては、基本的には、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替は、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の係合状態の切り替えにより行い、第一スプリットモードと第三スプリットモードとの間のモード切替は、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３の係合状態の切り替えにより行う（図４を参照）。以下、順に説明する。
【００８８】
１−４−１．第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替
第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、第一ブレーキＢ１を解放すると共に第二ブレーキＢ２を係合させることにより行う。本実施形態においては、このような第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、モード切替に際して係合される第二スプリットモード用係合装置としての第二ブレーキＢ２の両側の係合部材の回転速度が等しくなる「回転同期点」で行われる。上記のとおり、本実施形態では、第二ブレーキＢ２は第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３を非回転部材としてのケースＣＳに選択的に固定する係合装置である。よって、本例では第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３の回転速度がゼロとなる動作点を回転同期点として、当該回転同期点でモード切替が行われる。このような第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、基本的には車速の上昇時に行われる。
【００８９】
図８は、本実施形態に係る第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替の過程を示すタイムチャートである。図８のタイムチャートのうち、左半分が第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替の過程を表している。本例では、内燃機関Ｅは好適燃費となる動作状態を維持するようにその動作点が制御される。第一スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電し、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力して力行している。この状態で、例えば車速の上昇に伴って出力軸Ｏの回転速度が上昇すると、動力分配装置ＰＤを介して、第一回転電機ＭＧ１は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に低下し、やがてその回転速度がゼロとなる。この第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる動作点は、内燃機関Ｅの駆動力による仕事が電力に変換されない（電力変換が行われない）「無電力変換点」となっている。本実施形態では、この無電力変換点では、まだ第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は行われない。
【００９０】
更に車速が上昇して出力軸Ｏの回転速度が更に上昇すると、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しながらその回転速度が徐々に低下する。このとき、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力する状態となって力行する。一方、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力する状態となって発電する。また、出力軸Ｏの回転速度の上昇に伴い、第一差動歯車装置ＰＴ１を介して、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に上昇する。また、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が上昇すると、第二差動歯車装置ＰＴ２を介して、第三リングギヤＲ３は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に低下する。やがて第三リングギヤＲ３の回転速度がゼロとなる回転同期点（図９を参照）で、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が行われる。
【００９１】
より正確には、第三リングギヤＲ３の回転速度がゼロとなる回転同期点において、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替判断がなされる。本実施形態においては、このモード切替判断がなされた後も、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は更に低下し、これに伴って第三リングギヤＲ３の回転速度も更に低下する。その状態で、本実施形態において二方向係合装置として構成された第二ブレーキＢ２の状態を、切替制御装置３６により双方向許容状態から正方向規制状態に切り替える。その後、第一スプリットモード用係合装置としての第一ブレーキＢ１を、油圧制御装置３５を介して油圧制御して解放させる。すると、図１０に示すように、第二回転電機ＭＧ２は負方向のトルクを出力する状態となっているので、その回転速度が低下すると共に、固定回転要素Ｅ５である第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結された第三キャリヤＣＡ３を支点に正方向に変化して回転速度が上昇する。そして第三リングギヤＲ３の回転速度が上昇してゼロとなったときに、第二ブレーキＢ２が係合状態となって第三リングギヤＲ３の回転が強制的にゼロで規制され、２つの固定回転要素Ｅ５のうちの１つである第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３が、第二ブレーキＢ２によりケースＣＳに固定される。これにより、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が完了する。第二スプリットモードでは、上述したように動力循環の発生を抑制することができると共に、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を向上させることができる。
【００９２】
なお、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替の過程を示した図１０においては、正方向規制状態とされた第二ブレーキＢ２を、模式的に下向きの黒三角で示している。また、視認性を考慮して図１０には表示を省略しているが、第一ブレーキＢ１の解放により第二回転電機ＭＧ２の回転速度が低下するのに伴って、第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された共通キャリヤＣＡ１を支点に正方向に変化して回転速度が上昇する（図８を参照）。
【００９３】
このように、本実施形態においては、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替を、固定回転要素Ｅ５である第三リングギヤＲ３が負方向に回転している状態で第二ブレーキＢ２を双方向許容状態から正方向規制状態へと切り替えることにより行う。このようにすれば、第三リングギヤＲ３の回転速度をゼロに収束させるように第二回転電機ＭＧ２の回転速度を制御することなく、発電を行うための第二回転電機ＭＧ２の負方向のトルクを利用して迅速にモード切替を行うことができる。また、モード切替の際に従来技術に見られるような変速装置をニュートラル状態として行う必要がなく、モード切替時における駆動力抜けの発生を抑制することができる。また、モード切替の前後で第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方のトルクの向きが変化しないので、出力軸Ｏにトルク変動が伝達されることがなく、モード切替時におけるショックの発生を抑制することができる。また、このとき、内燃機関Ｅの動作点を特に変化させることなくモード切替を行うことができるので、好適燃費となる動作状態が維持され、燃料消費率を悪化させることもない。
【００９４】
一方、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、第二ブレーキＢ２を解放すると共に第一ブレーキＢ１を係合させることにより行う。本実施形態においては、このような第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなって電力変換が行われない「無電力変換点」で行われる。上記のとおり、本実施形態では、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の一方が力行するために消費する電力と第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の他方が発電する電力とが均衡した状態を維持するように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が制御される。よって本例では、このような無電力変換点は、第二回転電機ＭＧ２のトルクがゼロとなる動作点でもある。従って、本実施形態においては、無電力変換点が本発明における「トルクゼロ点」に相当する。このような第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、基本的には車速の低下時や要求駆動力の上昇時に行われる。
【００９５】
先に示した図８のタイムチャートのうち、右半分が第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替の過程を表している。本例では、内燃機関Ｅは好適燃費となる動作状態を維持するようにその動作点が制御される。また本例では、図示はしていないが、車両の運転者によりアクセルペダル２４（図２を参照）の踏み込み量が増加し、それに伴って要求駆動力が大きくなって第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が行われる。第二スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して力行し、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電している。この状態で、車両を加速させるべく内燃機関Ｅがより大きな駆動力を出力してその回転速度が上昇すると、第二差動歯車装置ＰＴ２を介して、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に上昇する。また、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が上昇すると、第一差動歯車装置ＰＴ１を介して、第二サンギヤＳ２は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に低下する。やがて第二サンギヤＳ２の回転速度がゼロとなる「回転同期点」となる。本実施形態では、この回転同期点では、まだ第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は行われない。
【００９６】
また、内燃機関Ｅの回転速度の上昇に伴い、動力分配装置ＰＤを介して、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しながらその回転速度が徐々に上昇する。そして、上記の回転同期点を経た後、やがて第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる（図１１を参照）。この第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる動作点は、内燃機関Ｅの駆動力による仕事が電力に変換されない（電力変換が行われない）「無電力変換点」であり、本実施形態では、この無電力変換点で、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が行われる。
【００９７】
より正確には、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電力変換点において、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替判断がなされる。本実施形態においては、このモード切替判断がなされた後は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度はゼロのまま所定時間だけ維持される。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなるのに合わせて、第二回転電機ＭＧ２のトルクもゼロとなり、その後も所定時間だけトルクがゼロのまま維持されている。この状態で、本実施形態において二方向係合装置として構成された第二ブレーキＢ２の状態を、切替制御装置３６により正方向規制状態から双方向許容状態に切り替える。その後、第一スプリットモード用係合装置としての第一ブレーキＢ１を、油圧制御装置３５を介して油圧制御して係合させる。すると、２つの固定回転要素Ｅ５のうちの１つである第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２が、第一ブレーキＢ１によりケースＣＳに固定される。これにより、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が完了する。
【００９８】
なお、このとき、第二回転電機ＭＧ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された共通キャリヤＣＡ１を支点に負方向に変化して回転速度が低下する。また、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が低下するのに伴って、第二差動歯車装置ＰＴ２の第三リングギヤＲ３は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結された第三キャリヤＣＡ３を支点に正方向に変化して回転速度が上昇する。また、第一スプリットモードへのモード切替後は、第一回転電機ＭＧ１は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電する状態となるので、第二回転電機ＭＧ２のトルクの向きは正方向となり、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力して力行する状態となる。
【００９９】
このように、本実施形態においては、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替を、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロの状態、すなわち、第二回転電機ＭＧ２がトルクを出力しない状態（トルクがゼロの状態）で行う。このようにすれば、出力軸Ｏに第二回転電機ＭＧ２のトルク変動が伝達されることがなく、モード切替時におけるショックの発生を抑制することができる。また、このとき、内燃機関Ｅの動作点を特に変化させることなくモード切替を行うことができるので、好適燃費となる動作状態が維持され、燃料消費率を悪化させることもない。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態においては、第一相対回転速度比ρ１が第二相対回転速度比ρ２よりも大きい値となるように、動力分配装置ＰＤ及び変速装置ＰＴの所定の回転要素どうしの間の歯数の関係が設定されている。そのため、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替に際して、回転同期点及び無電力変換点（トルクゼロ点）の２つの切替点を選択することが可能となっている。そして、本実施形態においては、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が、これら２つの切替点のうちの一方である回転同期点で行われ、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が、これら２つの切替点のうちの他方である無電力変換点（トルクゼロ点）で行われる。すなわち、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、無電力変換点（トルクゼロ点）を経た後に回転同期点で行われ、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、回転同期点を経た後に無電力変換点（トルクゼロ点）で行われる。本実施形態では、このような切替点を設定することで、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替にヒステリシスが設けられた構成となっている（図３を参照）。よって、短時間の間に頻繁にモード切替が行われるのを抑制して、車両の運転者にモード切替によるビジー感を与えるのを抑制することが可能となっている。
【０１０１】
１−４−２．第一スプリットモードと第三スプリットモードとの間のモード切替
第一スプリットモードから第三スプリットモードへのモード切替は、第一ブレーキＢ１を解放すると共に第三ブレーキＢ３を係合させることにより行う。すなわち、所定のモード切替条件が満たされると、油圧制御装置３５を介して油圧制御して第一ブレーキＢ１を解放させつつ第三ブレーキＢ３を係合させ、これと協調するように第二回転電機ＭＧ２の回転速度を制御して第一差動歯車装置ＰＴ１の共通リングギヤＲ１の回転速度を低下させてゼロに収束させる。共通リングギヤＲ１の回転速度がゼロになると、油圧制御装置３５を介して油圧制御して第三ブレーキＢ３を完全係合させる。これにより、第一スプリットモードから第三スプリットモードへのモード切替が完了する。なお、第二回転電機ＭＧ２の回転速度制御、並びに第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３の油圧制御のいずれか一方のみによって共通リングギヤＲ１の回転速度をゼロに収束させる構成としても良い。
【０１０２】
一方、第三スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、第三ブレーキＢ３を解放すると共に第一ブレーキＢ１を係合させることにより行う。すなわち、所定のモード切替条件が満たされると、油圧制御装置３５を介して油圧制御して第三ブレーキＢ３を解放させつつ第一ブレーキＢ１を係合させ、これと協調するように第二回転電機ＭＧ２の回転速度を制御して第一差動歯車装置ＰＴ１の第二サンギヤＳ２の回転速度を上昇させてゼロに収束させる。第二サンギヤＳ２の回転速度がゼロになると、油圧制御装置３５を介して油圧制御して第一ブレーキＢ１を完全係合させる。これにより、第三スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が完了する。なお、第二回転電機ＭＧ２の回転速度制御、並びに第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３の油圧制御のいずれか一方のみによって第二サンギヤＳ２の回転速度をゼロに収束させる構成としても良い。
【０１０３】
２．第二の実施形態
本発明に係るハイブリッド駆動装置の第二の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１２は、図１と同様に、軸対称の構成を一部省略して示している。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態と比べて、実現可能な動作モードが少ない構成とされている。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈは、第一スプリットモード及び第二スプリットモードの２つの動作モードのみが実現可能とされ、上記第一の実施形態において説明した第三スプリットモードが省略されている。そして、第三スプリットモードを省略するのに伴って係合装置も２つに抑えられ、変速装置ＰＴの構成も変更されている。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【０１０４】
２−１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
本実施形態でも、動力分配装置ＰＤの構成は上記第一の実施形態と同様である。一方、変速装置ＰＴの構成は上記第一の実施形態と異なっており、図１２に示すように、変速装置ＰＴは、４つの回転要素を備えた差動歯車装置により構成されている。
【０１０５】
変速装置ＰＴは、４つの回転要素を備えた差動歯車装置であり、本例では、第一サンギヤＳ１、共通キャリヤＣＡ１、共通リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２の４つの回転要素を備えたラビニヨ型遊星歯車装置から構成されている。すなわち、本実施形態における変速装置ＰＴは、上記第一の実施形態における変速装置ＰＴの一部を構成する第一差動歯車装置ＰＴ１と同様の構成を有する差動歯車装置のみにより構成されている。よって、ここでも、共通キャリヤＣＡ１は、第一サンギヤＳ１及び共通リングギヤＲ１の双方に噛み合うショートピニオンギヤと、第二サンギヤＳ２に大径部が噛み合うとともに前記ショートピニオンギヤに小径部が噛み合う段付ロングピニオンギヤとを、共に回転可能に支持する構成となっている。第一サンギヤＳ１は、非回転部材としてのケースＣＳに常時固定されている。従って、この第一サンギヤＳ１が、変速装置ＰＴの「固定回転要素Ｅ５」となる。第二サンギヤＳ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、この第二サンギヤＳ２が、変速装置ＰＴの「変速入力回転要素Ｅ４」となる。共通キャリヤＣＡ１は、第二係合装置ＥＥ２としての第二クラッチＣ２を介して分配入力回転要素Ｅ１である動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に選択的に駆動連結される。従って、この共通キャリヤＣＡ１が、変速装置ＰＴの「第二出力回転要素Ｅ７」となる。共通リングギヤＲ１は、第一係合装置ＥＥ１としての第一クラッチＣ１を介して出力軸Ｏ及び出力回転要素Ｅ３である動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０に選択的に駆動連結される。従って、この共通リングギヤＲ１が、変速装置ＰＴの「第一出力回転要素Ｅ６」となる。
【０１０６】
図１４及び図１５の速度線図の上部に示すように、変速装置ＰＴの４つの回転要素は、回転速度の順に、第一サンギヤＳ１、共通キャリヤＣＡ１、共通リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２となっている。よって、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１、共通キャリヤＣＡ１、共通リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２が、それぞれ変速装置ＰＴの「第一回転要素」、「第二回転要素」、「第三回転要素」、「第四回転要素」となっている。これにより、変速装置ＰＴのこれら４つの回転要素の回転速度の順は、変速入力回転要素Ｅ４、第一出力回転要素Ｅ６、第二出力回転要素Ｅ７、固定回転要素Ｅ５の順（固定回転要素Ｅ５、第二出力回転要素Ｅ７、第一出力回転要素Ｅ６、変速入力回転要素Ｅ４の順と変わらない）となっている。
【０１０７】
第一クラッチＣ１は、変速装置ＰＴの第一出力回転要素Ｅ６である共通リングギヤＲ１と出力軸Ｏ及び動力分配装置ＰＤの出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０とを選択的に駆動連結する。従って、本実施形態では、この第一クラッチＣ１が、本発明における「第一係合装置ＥＥ１」を構成する。この第一クラッチＣ１の係合状態で変速装置ＰＴの共通リングギヤＲ１と出力軸Ｏ及び動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０との間が駆動連結され、第一クラッチＣ１の解放状態でこれらの間が分離される。後述するように、この第一クラッチＣ１が係合状態とされて第一スプリットモードが実現される。よって、本実施形態においては、この第一係合装置ＥＥ１としての第一クラッチＣ１が、本発明における「第一スプリットモード用係合装置」として機能する。
【０１０８】
第二クラッチＣ２は、変速装置ＰＴの第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１と動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０及び入力軸Ｉとを選択的に駆動連結する。従って、本実施形態では、この第二クラッチＣ２が、本発明における「第二係合装置ＥＥ２」を構成する。この第二クラッチＣ２の係合状態で変速装置ＰＴの共通キャリヤＣＡ１と動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０及び入力軸Ｉとの間が駆動連結され、第二クラッチＣ２の解放状態でこれらの間が分離される。後述するように、この第二クラッチＣ２が係合状態とされて第二スプリットモードが実現される。よって、本実施形態においては、この第二係合装置ＥＥ２としての第二クラッチＣ２が、本発明における「第二スプリットモード用係合装置」として機能する。
【０１０９】
本実施形態においては、第一クラッチＣ１は摩擦係合式の係合装置である。このような第一クラッチＣ１としては、例えば油圧により動作する多板式摩擦クラッチを用いることができる。図２を参照して説明する上記第一の実施形態と同様に、この第一クラッチＣ１に対しては、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により第一クラッチＣ１の係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５に対しては、不図示のオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【０１１０】
一方、本実施形態においては、第二スプリットモード用係合装置である第二係合装置ＥＥ２としての第二クラッチＣ２は、機械式の二方向係合装置とされている。この二方向係合装置の具体的構成は、上記第一の実施形態における第二ブレーキＢ２と同様である。本実施形態における第二クラッチＣ２は、互いに相対回転する２つの回転部材、すなわち変速装置ＰＴの第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１と動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０との間に設けられている。第二クラッチＣ２は、分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に対する第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１の相対回転を、正方向及び負方向の双方向に許容する双方向許容状態、又は、正方向にのみ許容して負方向には規制する負方向規制状態、に切替可能とされている。すなわち、第二クラッチＣ２は、双方向許容状態ではキャリヤＣＡ０と共通キャリヤＣＡ１とを分離して、キャリヤＣＡ０に対する共通キャリヤＣＡ１の相対回転を正方向及び負方向の双方向に回転可能な状態とする。また、第二クラッチＣ２は、負方向規制状態ではキャリヤＣＡ０に対する共通キャリヤＣＡ１の相対回転を正方向にのみ許容するワンウェイクラッチとして機能し、キャリヤＣＡ０に対して共通キャリヤＣＡ１が負方向に相対回転しようとすると、係合状態となってこれらが一体回転するように駆動連結する。なお、この第二クラッチＣ２の状態を切り替えるための切替制御装置３６の構成、及び第二クラッチＣ２を二方向係合装置により構成していることによる利点等に関しては、上記第一の実施形態と同様である。
【０１１１】
２−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
本実施形態の制御システムは、上記第一の実施形態に係る図２に示した構成とほぼ同様であるが、係合装置がブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３からクラッチＣ１、Ｃ２に変更される。なお、第一クラッチＣ１の状態は油圧制御装置３５を介して制御され、第二クラッチＣ２の状態は切替制御装置３６を介して制御される。また、本実施形態では、モード選択部４２は、制御マップ４５を用い、車速及び要求駆動力に応じて、ハイブリッド動作モードとして第一スプリットモード及び第二スプリットモードのうちのいずれかのモードを選択する。
【０１１２】
２−３．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図１３は、各動作モードでの第一クラッチＣ１（第一係合装置ＥＥ１）、第二クラッチＣ２（第二係合装置ＥＥ２）の作動状態を示す作動表である。この図において、「○」は各係合装置が係合状態（第二クラッチＣ２においては、負方向規制状態）にあることを示しており、「無印」は、各係合装置が解放状態（第二クラッチＣ２においては、双方向許容状態）にあることを示している。
【０１１３】
図１４及び図１５は、各動作モードでの動力分配装置ＰＤ、変速装置ＰＴの動作状態を表す速度線図である。これらの速度線図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図５等と同様である。但し、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、動力分配装置ＰＤ、変速装置ＰＴの各回転要素に対応している。そして、各縦線の上側に記載されている「Ｓ０」、「ＣＡ０」、「Ｒ０」はそれぞれ動力分配装置ＰＤのサンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０、リングギヤＲ０に対応し、「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」、「Ｓ２」はそれぞれ変速装置ＰＴの第一サンギヤＳ１、共通キャリヤＣＡ１、共通リングギヤＲ１、第二サンギヤＳ２に対応している。図中の「×」は、回転要素が非回転部材としてのケースＣＳに固定された状態を示している。また、各縦線の上側に記載されている各回転要素の符号を繋ぐ「＝」は、複数の回転要素が一体回転するように駆動連結された状態を示しており、当該「＝」に「Ｃ１」、「Ｃ２」の符号が付されているものは、それぞれ第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより一体回転するように駆動連結された状態を示している。
【０１１４】
２−３−１．第一スプリットモード
第一スプリットモードは、第二スプリットモードよりも低い車速域で選択される動作モードである。この第一スプリットモードでは、内燃機関Ｅの駆動力が動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転が変速装置ＰＴにより減速され、その駆動力が出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び出力軸Ｏに伝達される。また、この第一スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１が反力を発生させることにより、内燃機関Ｅ（入力軸Ｉ）の駆動力が動力分配装置ＰＤを介して出力軸Ｏに伝達される。一方、第二回転電機ＭＧ２は、内燃機関Ｅからの駆動力の不足分を補うように働く。
【０１１５】
図１３に示すように、第一スプリットモードは、第一クラッチＣ１が係合状態、第二クラッチＣ２が解放状態（ここでは、双方向許容状態）で実現される。図１４は、この第一スプリットモードでの速度線図を示している。内燃機関Ｅから入力軸Ｉを介して、動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される駆動力は、動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される。このとき、第一回転電機ＭＧ１は反力受けとして働く。
【０１１６】
第一スプリットモードでは、第二クラッチＣ２を双方向許容状態とすることにより、変速装置ＰＴの共通キャリヤＣＡ１と動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０とが分離される。そして、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、変速装置ＰＴの共通リングギヤＲ１と動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０との間が駆動連結される。動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されているため、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転する変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４である第二サンギヤＳ２の回転及び駆動力が、変速装置ＰＴにより減速されて出力軸Ｏに伝達される。このときの変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して減速されて出力軸Ｏに伝達される「第一減速回転」は、後述する第二減速回転よりも小さい変速比（減速比）で減速された回転となる。よって、同じ変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して、第一減速回転は第二減速回転よりも高速となる。
【０１１７】
２−３−２．第二スプリットモード
第二スプリットモードは、第一スプリットモードよりも高い車速域で選択される動作モードである。この第二スプリットモードでは、内燃機関Ｅの駆動力が動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転が変速装置ＰＴにより減速され、その駆動力が分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に伝達される。また、この第二スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１が反力を発生させることにより、内燃機関Ｅ（入力軸Ｉ）の駆動力が動力分配装置ＰＤを介して出力軸Ｏに伝達される。この第二スプリットモードは、出力軸Ｏの回転速度が高くなり、図１５に示すように第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負となる領域で選択される。このとき、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して力行すると共に、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電する状態となっている。
【０１１８】
図１３に示すように、第二スプリットモードは、第二クラッチＣ２が係合状態（ここでは、負方向規制状態）、第一クラッチＣ１が解放状態で実現される。図１５は、この第二スプリットモードでの速度線図を示している。この第二スプリットモードでは、車速は高速状態にあり、走行トルクは比較的低い状態にある。第一スプリットモードと同様に、内燃機関Ｅから入力軸Ｉを介して、動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０に伝達される駆動力は、動力分配装置ＰＤにより分配されて出力軸Ｏに伝達される。このとき、第一回転電機ＭＧ１は反力受けとして働く。
【０１１９】
第二スプリットモードでは、第一クラッチＣ１を解放状態とすることにより、変速装置ＰＴの共通リングギヤＲ１と動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０とが分離される。そして、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、変速装置ＰＴの共通キャリヤＣＡ１と動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０との間が駆動連結される。動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されているため、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転する変速装置ＰＴの変速入力回転要素Ｅ４である第二サンギヤＳ２の回転及び駆動力が、変速装置ＰＴにより減速されて入力軸Ｉに伝達される。このときの変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して減速されて入力軸Ｉに伝達される「第二減速回転」は、上述した第一減速回転よりも大きい変速比（減速比）で減速された回転となる。よって、同じ変速入力回転要素Ｅ４の回転に対して、第二減速回転は第一減速回転よりも低速となる。なお、この第二スプリットモードでは、上記第一の実施形態と同様、動力分配装置ＰＤ及び変速装置ＰＴの働きにより、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとに内燃機関Ｅから発生される駆動力が分配されて伝達される。
【０１２０】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈも、このような第二スプリットモードを切替可能に備えていることで、上記第一の実施形態と同様、車両の高速走行時における動力循環の発生を抑制することができる。またこの際、第二回転電機ＭＧ２からの減速回転は出力軸Ｏを介することなく直接的に動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に伝達される。よって、内燃機関Ｅの駆動力の一部が第二回転電機ＭＧ２のトルクにより相殺されるので、内燃機関Ｅの駆動力に対する反力を受けるために第一回転電機ＭＧ１が出力すべきトルクを小さくすることができる。従って、内燃機関Ｅの駆動力を電力に変換する割合を低くすることができるので、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を向上させることができる。
【０１２１】
２−４．動作モードの切り替え
次に、各走行モード間のモード切替について説明する。本実施形態においては、基本的には、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替は、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の係合状態の切り替えにより行う。
【０１２２】
第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、第一クラッチＣ１を解放すると共に第二クラッチＣ２を係合させることにより行う。本実施形態においては、このような第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、モード切替に際して係合される第二スプリットモード用係合装置としての第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が等しくなる「回転同期点」で行われる。上記のとおり、本実施形態では、第二クラッチＣ２は変速装置ＰＴの共通キャリヤＣＡ１と動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０とを選択的に駆動連結する係合装置である。よって、本例では変速装置ＰＴの共通キャリヤＣＡ１の回転速度と動力分配装置ＰＤのキャリヤＣＡ０の回転速度とが等しくなる動作点を回転同期点として、当該回転同期点でモード切替が行われる。
【０１２３】
第一スプリットモードでは、内燃機関Ｅは好適燃費となる動作状態を維持するようにその動作点が制御される。この内燃機関Ｅの動作点に応じて、動力分配装置ＰＤの分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０の回転速度及び駆動力が定まる。また、第一スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電し、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力して力行している。この状態で、例えば車速の上昇に伴って出力軸Ｏの回転速度が上昇すると、動力分配装置ＰＤを介して、第一回転電機ＭＧ１は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に低下し、やがてその回転速度がゼロとなる。この第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる動作点は、内燃機関Ｅの駆動力による仕事が電力に変換されない（電力変換が行われない）「無電力変換点」となっている。本実施形態では、この無電力変換点では、まだ第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は行われない。
【０１２４】
更に車速が上昇して出力軸Ｏの回転速度が更に上昇すると、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しながらその回転速度が徐々に低下する。このとき、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力する状態となって力行する。一方、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力する状態となって発電する。また、出力軸Ｏの回転速度の上昇に伴い、変速装置ＰＴを介して、第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１は正方向に回転しながらその回転速度が徐々に上昇する。やがて第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１の回転速度と分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０の回転速度とが等しくなる回転同期点で、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が行われる。
【０１２５】
より正確には、共通キャリヤＣＡ１の回転速度とキャリヤＣＡ０の回転速度とが等しくなる回転同期点において、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替判断がなされる。本実施形態においては、このモード切替判断がなされた後も、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は更に低下し、これに伴ってキャリヤＣＡ０の回転速度も更に低下する。その状態で、本実施形態において二方向係合装置として構成された第二クラッチＣ２の状態を、切替制御装置３６により双方向許容状態から負方向規制状態に切り替える。その後、第一スプリットモード用係合装置としての第一クラッチＣ１を、油圧制御装置３５を介して油圧制御して解放させる。すると、第二回転電機ＭＧ２は負方向のトルクを出力する状態となっているので、その回転速度が低下すると共に、第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１は、非回転部材としてのケースＣＳに固定された第一サンギヤＳ１を支点に負方向に変化して回転速度が低下する。そして共通キャリヤＣＡ１の回転速度が低下してキャリヤＣＡ０の回転速度に等しくなったときに、第二クラッチＣ２が係合状態となって共通キャリヤＣＡ１とキャリヤＣＡ０とが一体回転するように駆動連結される。これにより、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が完了する。第二スプリットモードでは、上述したように動力循環の発生を抑制することができると共に、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギ効率を向上させることができる。
【０１２６】
このように、本実施形態においては、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替を、第二出力回転要素Ｅ７である共通キャリヤＣＡ１が分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０に対して正方向に回転している状態で第二クラッチＣ２を双方向許容状態から負方向規制状態へと切り替えることにより行う。このようにすれば、共通キャリヤＣＡ１の回転速度とキャリヤＣＡ０の回転速度とが等しくなるように第二回転電機ＭＧ２の回転速度を制御することなく、発電を行うための第二回転電機ＭＧ２の負方向のトルクを利用して迅速にモード切替を行うことができる。また、モード切替の際に従来技術に見られるような変速装置をニュートラル状態として行う必要がなく、モード切替時における駆動力抜けの発生を抑制することができる。また、モード切替の前後で第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方のトルクの向きが変化しないので、出力軸Ｏにトルク変動が伝達されることがなく、モード切替時におけるショックの発生を抑制することができる。また、このとき、内燃機関Ｅの動作点を特に変化させることなくモード切替を行うことができるので、好適燃費となる動作状態が維持され、燃料消費率を悪化させることもない。
【０１２７】
一方、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、第二クラッチＣ２を解放すると共に第一クラッチＣ１を係合させることにより行う。本実施形態においては、このような第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなって電力変換が行われない「無電力変換点」で行われる。このような無電力変換点は、第二回転電機ＭＧ２のトルクがゼロとなる動作点でもある。従って、本実施形態においては、無電力変換点が本発明における「トルクゼロ点」に相当する。
【０１２８】
第二スプリットモードでは、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して力行し、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力して発電している。この状態で、例えば車速の低下に伴って出力軸Ｏの回転速度が低下すると、当該出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０の回転速度が徐々に低下すると共に、動力分配装置ＰＤを介して、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しながらその回転速度が徐々に上昇する。やがて、動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０の回転速度と変速装置ＰＴの共通リングギヤＲ１の回転速度とが等しくなる「回転同期点」となる。本実施形態では、この回転同期点では、まだ第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は行われない。
【０１２９】
更に車速が低下して出力軸Ｏの回転速度が更に低下すると、動力分配装置ＰＤを介して、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しながらその回転速度が徐々に上昇する。そして、上記の回転同期点を経た後、やがて第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる。この第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる動作点は、内燃機関Ｅの駆動力による仕事が電力に変換されない（電力変換が行われない）「無電力変換点」であり、本実施形態では、この無電力変換点で、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が行われる。
【０１３０】
より正確には、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電力変換点において、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替判断がなされる。本実施形態においては、このモード切替判断がなされた後は、第一回転電機ＭＧ１の回転速度はゼロのまま所定時間だけ維持される。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなるのに合わせて、第二回転電機ＭＧ２のトルクもゼロとなり、その後も所定時間だけトルクがゼロのまま維持される。この状態で、本実施形態において二方向係合装置として構成された第二クラッチＣ２の状態を、切替制御装置３６により負方向規制状態から双方向許容状態に切り替える。その後、第一スプリットモード用係合装置としての第一クラッチＣ１を、油圧制御装置３５を介して油圧制御して係合させる。すると、第一出力回転要素Ｅ６である共通リングギヤＲ１と出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０とが、第一クラッチＣ１により一体回転するように駆動連結される。これにより、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が完了する。
【０１３１】
このように、本実施形態においては、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替を、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロの状態、すなわち、第二回転電機ＭＧ２がトルクを出力しない状態（トルクがゼロの状態）で行う。このようにすれば、出力軸Ｏに第二回転電機ＭＧ２のトルク変動が伝達されることがなく、モード切替時におけるショックの発生を抑制することができる。また、このとき、内燃機関Ｅの動作点を特に変化させることなくモード切替を行うことができるので、好適燃費となる動作状態が維持され、燃料消費率を悪化させることもない。
【０１３２】
以上説明したように、本実施形態においても、第一相対回転速度比ρ１が第二相対回転速度比ρ２よりも大きい値となるように、動力分配装置ＰＤ及び変速装置ＰＴの所定の回転要素どうしの間の歯数の関係が設定されている。そのため、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替に際して、回転同期点及び無電力変換点（トルクゼロ点）の２つの切替点を選択することが可能となっている。そして、本実施形態においては、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が、これら２つの切替点のうちの一方である回転同期点で行われ、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が、これら２つの切替点のうちの他方である無電力変換点（トルクゼロ点）で行われる。すなわち、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替は、無電力変換点（トルクゼロ点）を経た後に回転同期点で行われ、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替は、回転同期点を経た後に無電力変換点（トルクゼロ点）で行われる。本実施形態では、このような切替点を設定することで、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替にヒステリシスが設けられた構成となっている。よって、短時間の間に頻繁にモード切替が行われるのを抑制して、車両の運転者にモード切替によるビジー感を与えるのを抑制することが可能となっている。
【０１３３】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るハイブリッド駆動装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される特徴構成は、その実施形態でのみ適用されるものではなく、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される特徴構成と組み合わせて適用することも可能である。
【０１３４】
（１）上記の各実施形態において説明したハイブリッド駆動装置Ｈの具体的構成、すなわち、変速装置ＰＴの具体的構成、動力分配装置ＰＤと変速装置ＰＴとの連結構成、変速装置ＰＴの各回転要素に対する係合装置の連結構成等は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の範囲に含まれる。例えば、ハイブリッド駆動装置Ｈを、図１６に示すような構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この図１６に示すハイブリッド駆動装置Ｈにおいては、上記第一の実施形態又は上記第二の実施形態における各部品と同等の機能を有する部品に、同一の符号を付している。このハイブリッド駆動装置Ｈにおいては、変速装置ＰＴがそれぞれ３つの回転要素を備えたダブルピニオン型の遊星歯車機構からなる第一差動歯車装置ＰＴ１とシングルピニオン型の遊星歯車機構からなる第二差動歯車装置ＰＴ２とを組み合わせて構成されている。また、出力回転要素Ｅ３である動力分配装置ＰＤのリングギヤＲ０及び第一出力回転要素Ｅ６である変速装置ＰＴ（ここでは、第一差動歯車装置ＰＴ１）の第一リングギヤＲ１は、入力軸Ｉの軸方向で第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２との間であって、動力分配装置ＰＤ及び第一差動歯車装置ＰＴ１の径方向外側に配置された出力部材としての出力ギヤＯ’と一体回転するように駆動連結されている。なお、図示はしていないが、出力ギヤＯ’に伝達される回転及び駆動力は、カウンタギヤ機構及び出力用差動歯車装置を介して車輪側に伝達される。このような構成は、例えばＦＦ（Front Engine Front Drive）車両に搭載されるハイブリッド駆動装置Ｈの構成として適している。
【０１３５】
（２）上記の各実施形態においては、第一相対回転速度比ρ１が第二相対回転速度比ρ２よりも大きい値に設定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一相対回転速度比ρ１が第二相対回転速度比ρ２よりも小さい値に設定された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。図１７には、先に図１６に示したハイブリッド駆動装置Ｈにおける第二スプリットモードでの速度線図を示している。この図にも示されているように、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第一相対回転速度比ρ１が第二相対回転速度比ρ２よりも小さい値に設定されている。この場合、固定回転要素Ｅ５となる第一キャリヤＣＡ１及び第二リングギヤＲ２に対応する縦線は、反力回転要素Ｅ２であるサンギヤＳ０に対応する縦線に対して、出力回転要素Ｅ３であるリングギヤＲ０及び第一出力回転要素Ｅ６である第一リングギヤＲ１に対応する縦線、並びに、分配入力回転要素Ｅ１であるキャリヤＣＡ０及び第二出力回転要素Ｅ７である第二キャリヤＣＡ２に対応する縦線とは反対側に配置されている。
【０１３６】
この場合であっても、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替に際して、回転同期点及び無電力変換点の２つの切替点を選択することが可能である。この場合、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替が、これら２つの切替点のうちの一方である無電力変換点で行われ、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が、これら２つの切替点のうちの他方である回転同期点で行われる構成とすると、上記の各実施形態と同様に、第一スプリットモードと第二スプリットモードとの間のモード切替にヒステリシスを設けることができるので好適である。このように、少なくとも第一相対回転速度比ρ１と第二相対回転速度比ρ２とが異なる値に設定されていれば、上記ヒステリシスを設けることによって短時間の間に頻繁にモード切替が行われるのを抑制して、車両の運転者にモード切替によるビジー感を与えるのを抑制することが可能となる。
【０１３７】
（３）上記の各実施形態においては、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなって電力変換が行われずに第二回転電機ＭＧ２のトルクがゼロとなる動作点である「無電力変換点」において行われる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、「無電力変換点」以外の「トルクゼロ点」で、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が行われる構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。例えば第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロ以外となる状態で第二回転電機ＭＧ２のトルクがゼロとなるように制御される場合において、当該第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロ以外かつ第二回転電機ＭＧ２のトルクがゼロとなる動作点で、第二スプリットモードから第一スプリットモードへのモード切替が行われる構成とすることができる。
【０１３８】
（４）上記第一の実施形態においては、第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二ブレーキＢ２が機械式の二方向係合装置とされ、第一係合装置ＥＥ１（第一スプリットモード用係合装置）としての第一ブレーキＢ１及び第三係合装置ＥＥ３としての第三ブレーキＢ３が摩擦係合式の係合装置とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２、及び第三ブレーキＢ３の具体的構成は任意であり、摩擦係合式の係合装置、機械式の二方向係合装置、噛み合い式の係合装置等、各種の構成を適宜組み合わせて用いることも可能である。同様に、上記第二の実施形態においては、第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二クラッチＣ２が機械式の二方向係合装置とされ、第一係合装置ＥＥ１（第一スプリットモード用係合装置）としての第一クラッチＣ１が摩擦係合式の係合装置とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の具体的構成は任意であり、摩擦係合式の係合装置、機械式の二方向係合装置、噛み合い式の係合装置等、各種の構成を適宜組み合わせて用いることが可能である。
【０１３９】
（５）上記第一の実施形態においては、二方向係合装置を用いて構成された第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二ブレーキＢ２が、ケースＣＳに対する第三リングギヤＲ３の回転を、双方向に許容する双方向許容状態、又は、負方向にのみ許容して正方向には規制する正方向規制状態、に切替可能とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、これら双方向許容状態及び正方向規制状態に加えて、例えば正方向にのみ許容して負方向には規制する負方向規制状態、及び双方向に規制する双方向規制状態の少なくとも一方を更に切替可能な構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。同様に、上記第二の実施形態においては、二方向係合装置を用いて構成された第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二クラッチＣ２が、キャリヤＣＡ０に対する共通キャリヤＣＡ１の相対回転を、双方向に許容する双方向許容状態、又は、正方向にのみ許容して負方向には規制する負方向規制状態、に切替可能とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、これら双方向許容状態及び負方向規制状態に加えて、例えば負方向にのみ許容して正方向には規制する正方向規制状態、及び双方向に規制する双方向規制状態の少なくとも一方を更に切替可能な構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４０】
（６）上記第一の実施形態においては、第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二ブレーキＢ２を二方向係合装置を用いて構成すると共に、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替において、回転同期点以降も第三リングギヤＲ３の回転速度を更に低下させ、その後第二ブレーキＢ２を正方向規制状態としてから第三リングギヤＲ３の回転速度を上昇させることにより、モード切替を完了させる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば回転同期点において直ちに第二ブレーキＢ２を正方向規制状態としてモード切替を完了させる構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。同様に、上記第二の実施形態においては、第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二クラッチＣ２を二方向係合装置を用いて構成すると共に、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替において、回転同期点以降もキャリヤＣＡ０の回転速度を更に低下させ、その後第二クラッチＣ２を負方向規制状態としてから共通キャリヤＣＡ１の回転速度を低下させることにより、モード切替を完了させる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば回転同期点において直ちに第二クラッチＣ２を負方向規制状態としてモード切替を完了させる構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４１】
このようなモード切替の形態は、第二係合装置ＥＥ２（第二スプリットモード用係合装置）としての第二ブレーキＢ２又は第二クラッチＣ２を、摩擦係合式の係合装置を用いて構成する場合の形態として特に適している。すなわち、第二ブレーキＢ２又は第二クラッチＣ２として摩擦係合式の係合装置を用いてハイブリッド駆動装置Ｈを構成する場合には、第一スプリットモードから第二スプリットモードへのモード切替時には、回転同期点において直ちに油圧制御装置３５を介して油圧制御して、第二ブレーキＢ２又は第二クラッチＣ２を係合させてモード切替を完了させる構成とすると好適である。
【０１４２】
（７）上記第一の実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、その実現可能なモードに関して、第一スプリットモード、第二スプリットモード、及び第三スプリットモードの３つのモードを切替可能に備える場合を例として説明し、上記第二の実施形態においては、第一スプリットモード及び第二スプリットモードの２つのモードを切替可能に備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、これらに加えて、例えば第一係合装置ＥＥ１及び第二係合装置ＥＥ２の双方の係合状態で、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の回転及び減速された第二回転電機ＭＧ２の回転の双方が出力軸Ｏに伝達されるパラレルモード、及び第一係合装置ＥＥ１及び第二係合装置ＥＥ２の双方の解放状態で、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の回転のみが出力軸Ｏに伝達される第二回転電機分離モード、の少なくとも一方を更に実現及び切替可能な構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、これら以外の他のモードを更に実現及び切替可能な構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１４３】
（８）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載された構成及びこれと均等な構成を備えている限り、特許請求の範囲に記載されていない構成の一部を適宜改変した構成も、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、内燃機関に加えて、２つの回転電機を駆動力源として備えるハイブリッド車両用の駆動装置として、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
Ｈ        ハイブリッド駆動装置
Ｅ        内燃機関
Ｉ        入力軸（入力部材）
Ｏ        出力軸（出力部材）
Ｗ        車輪
ＣＳ      ケース（非回転部材）
ＭＧ１    第一回転電機
ＭＧ２    第二回転電機
ＰＤ      動力分配装置
ＰＴ      変速装置
ＰＴ１    第一差動歯車装置
ＰＴ２    第二差動歯車装置
ＥＥ１    第一係合装置（第一スプリットモード用係合装置）
ＥＥ２    第二係合装置（第二スプリットモード用係合装置）
ＥＥ３    第三係合装置
Ｅ１      分配入力回転要素
Ｅ２      反力回転要素
Ｅ３      出力回転要素
Ｅ４      変速入力回転要素
Ｅ５      固定回転要素
Ｅ６      第一出力回転要素
Ｅ７      第二出力回転要素
ρ１      第一相対回転速度比
ρ２      第二相対回転速度比
【図１】
2011213147.tif 000003
【図２】
2011213147.tif 000004
【図３】
2011213147.tif 000005
【図４】
2011213147.tif 000006
【図５】
2011213147.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011213147.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011213147.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011213147.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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