(57)【要約】【課題】モード切替を簡単に行うことが可能でありながら、更に車両の後進走行時にも振動を抑えつつ航続距離及び駆動力が十分に確保可能なハイブリッド駆動装置の実現。【解決手段】内燃機関Ｅに駆動連結される入力部材Ｉと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、車輪及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結される出力部材Ｏと、差動歯車装置ＤＧと、を備えたハイブリッド駆動装置Ｈ。差動歯車装置は４つの回転要素を有し、第一回転要素Ｅ１は第一回転電機ＭＧ１に駆動連結され、第二回転要素Ｅ２は入力部材Ｉに駆動連結され、第三回転要素Ｅ３は回転規制装置Ｆ１により非回転部材Ｄｃに選択的に固定され、第四回転要素Ｅ４は回転方向規制装置Ｆ２を介して出力部材Ｏに選択的に駆動連結される。回転方向規制装置Ｆ２は、差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４に対する出力部材Ｏの相対回転を正方向にのみ許容するように設けられている。【選択図】図１
2011183947.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、第一回転電機と、第二回転電機と、車輪及び前記第二回転電機に駆動連結される出力部材と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、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、及び第四回転要素となる４つの回転要素を有し、
前記差動歯車装置の第一回転要素は前記第一回転電機に駆動連結され、第二回転要素は前記入力部材に駆動連結され、第三回転要素は回転規制装置により非回転部材に選択的に固定され、第四回転要素は回転方向規制装置を介して前記出力部材に選択的に駆動連結され、
前記回転方向規制装置が、前記差動歯車装置の第四回転要素に対する前記出力部材の相対回転を正方向にのみ許容するように設けられているハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素が固定されつつ、前記出力部材が前記差動歯車装置の第四回転要素に対して正方向に相対回転する状態で実現され、前記入力部材のトルクにより前記第一回転電機が発電した電力を消費して出力される前記第二回転電機のトルクが前記出力部材に伝達されるシリーズモードを備え、
前記シリーズモードの一態様として、前記入力部材の回転速度に基づいて定まる前記差動歯車装置の第四回転要素の回転速度以上ゼロ以下の回転速度で前記出力部材が回転する状態で、前記第二回転電機の負方向のトルク及び回転が前記出力部材に伝達されるシリーズ後進モードを備えた請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記回転方向規制装置により前記差動歯車装置の第四回転要素が前記出力部材と一体回転するように駆動連結されつつ、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容された状態で実現され、前記入力部材のトルクが前記第一回転電機に分配されつつ前記出力部材に伝達されるスプリットモードを備えた請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記出力部材が前記差動歯車装置の第四回転要素に対して正方向に相対回転する状態で実現され、前記内燃機関、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機のうち前記第二回転電機のみがトルクを出力し、当該第二回転電機の正方向のトルク及び回転が前記出力部材に伝達される第一電動走行前進モードを備えた請求項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５】
前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容されつつ、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第四回転要素が前記出力部材と一体回転するように駆動連結された状態で実現され、前記内燃機関、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機のうち前記第二回転電機のみがトルクを出力し、当該第二回転電機の負方向のトルク及び回転が前記出力部材に伝達される第一電動走行後進モードを備えた請求項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】
前記回転規制装置を第一回転規制装置とすると共に、非回転部材と前記入力部材との間に設けられ、非回転部材に対する前記入力部材の回転を正方向にのみ許容するように規制する第二回転方向規制装置を更に備え、
前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容されつつ、前記第一回転方向規制装置により前記差動歯車装置の第四回転要素が前記出力部材と一体回転するように駆動連結されると共に前記第二回転方向規制装置により前記入力部材が非回転部材に固定された状態で実現され、前記第一回転電機のトルク及び回転の方向が逆転されて前記出力部材に伝達されると共に前記第二回転電機のトルク及び回転が前記出力部材に伝達される第二電動走行モードを備えた請求項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】
前記回転方向規制装置を第一回転方向規制装置とすると共に、非回転部材と前記入力部材との間に設けられ、非回転部材に対する前記入力部材の回転を正方向にのみ許容するように規制する第二回転方向規制装置を更に備えた請求項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８】
前記回転規制装置は、非回転部材と前記差動歯車装置の第三回転要素との間に設けられ、非回転部材に対する前記差動歯車装置の第三回転要素の回転を、双方向に許容する状態、正方向にのみ許容するように規制する状態、負方向にのみ許容するように規制する状態、及び双方向に規制して回転停止させる状態、のうちの少なくとも３つの状態を切替可能に備えたツーウェイクラッチである請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、車輪及び第二回転電機に駆動連結される出力部材と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、車輪及び第二回転電機に駆動連結される出力部材と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置として、例えば下記の特許文献１に記載された装置が既に知られている。このハイブリッド駆動装置は、回転速度の順に第一回転要素（サンギヤ２Ｓ）、第二回転要素（キャリヤ２Ｃ）、及び第三回転要素（リングギヤ２Ｒ）となる３つの回転要素からなる差動歯車装置（遊星ギヤ装置２）を備えている。そして、差動歯車装置の第一回転要素に第一回転電機（発電機３）が駆動連結され、第二回転要素に入力部材（エンジン１の出力軸１ａ）が駆動連結され、第三回転要素に回転方向規制装置（一方向クラッチ１１）を介して出力部材（出力ギヤ５ａ）及び第二回転電機（電動機４）が駆動連結されている。
【０００３】
ここで、この特許文献１に記載された装置は、回転方向規制装置を介することにより、差動歯車装置の第三回転要素から出力部材には回転が伝達されるが、その逆方向には回転が伝達されない構成となっている。言い換えれば、回転方向規制装置は、差動歯車装置の第三回転要素に対する出力部材の相対回転を正方向にのみ許容するように設けられている。また、この装置は、差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材としてのケースに選択的に固定する回転規制装置（ブレーキ１０）を備えている。
【０００４】
特許文献１のハイブリッド駆動装置では、ブレーキ１０を係合させると共に一方向クラッチ１１の解放状態でシリーズモードが実現され、ブレーキ１０を解放させると共に一方向クラッチ１１の係合状態でスプリットモードが実現される。また、ブレーキ１０を解放させると共に一方向クラッチ１１の解放状態で、電動機４のトルクによる電動走行モードを実現することも可能である。すなわち、この特許文献１の装置では、これらの各モード間の切り替えを、ブレーキ１０の状態（係合又は解放）の切り替えによって簡単に行うことが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１６５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の装置では、回転方向規制装置としての一方向クラッチ１１は、差動歯車装置の第三回転要素に対する出力部材の相対回転を正方向にのみ許容するように設けられているため、差動歯車装置の第三回転要素が回転規制装置（ブレーキ１０）により非回転部材としてのケースに固定されるシリーズモードでは、出力部材の回転は正方向にのみ許容された状態に規制される。つまり、特許文献１の装置において実現されるシリーズモードでは、車両を後進走行させることができない。よって、特許文献１の装置では、車両を後進走行させるためには、スプリットモード又は電動走行モードを選択する必要があった。
【０００７】
ここで、スプリットモードでは、差動歯車装置を介して入力部材と出力部材との間での駆動力が伝達される状態となるので、低車速状態等の車両側の走行状態や極低温条件等の外部環境条件次第では、入力部材に伝達されるエンジンの振動が更に出力部材にまで伝達される場合があり、乗員の快適性を損なう可能性がある。一方、電動走行モードでは、入力部材と出力部材との間での駆動力の伝達が遮断される状態となるので、エンジンの振動が出力部材に伝達されることは少ないが、バッテリ等の蓄電装置に蓄電される限られた電力量では、航続距離を十分に確保することが難しい。また、極低温条件等の外部環境条件次第では、車両を後進させるための第二回転電機のトルクを十分に確保することが難しい場合がある。
【０００８】
そこで、モード切替を簡単に行うことが可能でありながら、更に車両の後進走行時にも振動を抑えつつ航続距離及び駆動力が十分に確保可能な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】
【０００９】
本発明に係る、内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、車輪及び前記第二回転電機に駆動連結される出力部材と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、前記差動歯車装置は、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、及び第四回転要素となる４つの回転要素を有し、前記差動歯車装置の第一回転要素は前記第一回転電機に駆動連結され、第二回転要素は前記入力部材に駆動連結され、第三回転要素は回転規制装置により非回転部材に選択的に固定され、第四回転要素は回転方向規制装置を介して前記出力部材に選択的に駆動連結され、前記回転方向規制装置が、前記差動歯車装置の第四回転要素に対する前記出力部材の相対回転を正方向にのみ許容するように設けられている点にある。
【００１０】
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、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置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。
また、各回転部材の回転方向は、車両が前進している状態での出力部材の回転方向を基準として定めるものとする。よって、各回転部材の回転方向に関して「正方向」とは、車両が前進している状態での出力部材の回転方向と同じ方向である。
【００１１】
上記の特徴構成によれば、回転規制装置により差動歯車装置の第三回転要素が非回転部材に固定されつつ、第四回転要素が出力部材に対して正方向に相対回転する状態で、シリーズモードを実現することができる。また、回転方向規制装置により差動歯車装置の第四回転要素が出力部材と一体回転するように駆動連結されつつ、第三回転要素の回転が許容された状態で、スプリットモードを実現することができる。また、出力部材が差動歯車装置の第四回転要素に対して正方向に相対回転する状態、又は、回転規制装置により差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容されつつ、回転規制装置により差動歯車装置の第四回転要素が出力部材と一体回転するように駆動連結された状態で、電動走行モードを実現することができる。そして、これらの各モード間の切り替えを、回転規制装置の状態の切り替えによって簡単に行うことができる。
【００１２】
ここで、シリーズモードでは、差動歯車装置の第三回転要素が非回転部材に固定された状態で、内燃機関及び入力部材に駆動連結される第二回転要素が正方向に回転するので、回転速度の順で第三回転要素に対して第二回転要素とは反対側となる第四回転要素は、負方向に回転することになる。そのため、このシリーズモードでは、第四回転要素の回転速度以上の回転速度で出力部材が負方向に回転することが可能である。よって、上記の特徴構成によればシリーズモードで車両を後進走行させることができる。
【００１３】
シリーズモードでは、第一回転電機が発電を行っている状態で第二回転電機のトルクにより車両を走行させることができるので、車両に備えられる蓄電装置の充電量によらずに車両を後進走行させることができる。よって、車両の後進走行時における航続距離を十分に確保することができる。また、第一回転電機が発電した電力を消費して第二回転電機がトルクを出力するので、蓄電装置の使用環境によらずに、例えば寒冷時等においても、第二回転電機のトルクによる駆動力を十分に確保することができる。更に、シリーズモードでは、入力部材と出力部材との間のトルク伝達が遮断された状態で第二回転電機のトルクにより車両を走行させることができるので、入力部材に駆動連結される内燃機関の振動が出力部材に伝達されるのを抑制した状態で車両を後進走行させることができる。
【００１４】
従って、モード切替を簡単に行うことが可能でありながら、更に車両の後進走行時にも振動を抑えつつ航続距離及び駆動力が十分に確保可能なハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１５】
そこで、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素が固定されつつ、前記出力部材が前記差動歯車装置の第四回転要素に対して正方向に相対回転する状態で実現され、前記入力部材のトルクにより前記第一回転電機が発電した電力を消費して出力される前記第二回転電機のトルクが前記出力部材に伝達されるシリーズモードを備え、前記シリーズモードの一態様として、前記入力部材の回転速度に基づいて定まる前記差動歯車装置の第四回転要素の回転速度以上ゼロ以下の回転速度で前記出力部材が回転する状態で、前記第二回転電機の負方向のトルク及び回転が前記出力部材に伝達されるシリーズ後進モードを備えた構成とすると好適である。
【００１６】
この構成によれば、シリーズモードで、第一回転電機が発電した電力を用いて、車両に備えられる蓄電装置の充電量によらずに第二回転電機のトルクにより車両を走行させることができる。また、入力部材と出力部材との間のトルク伝達が遮断された状態で、入力部材に駆動連結される内燃機関の振動が出力部材に伝達されるのを抑制した状態で車両を走行させることができる。
そして、シリーズモードの一態様としてのシリーズ後進モードでは、入力部材の回転速度に基づいて定まる差動歯車装置の第四回転要素の回転速度以上ゼロ以下の車速で、確実に車両を後進走行させることができる。よって、このようなシリーズ後進モードを備えることで、車両の後進走行時にも振動を抑えつつ航続距離及び駆動力が十分に確保可能なハイブリッド駆動装置を適切に実現可能とすることができる。
【００１７】
また、前記回転方向規制装置により前記差動歯車装置の第四回転要素が前記出力部材と一体回転するように駆動連結されつつ、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容された状態で実現され、前記入力部材のトルクが前記第一回転電機に分配されつつ前記出力部材に伝達されるスプリットモードを備えた構成とすると好適である。
【００１８】
この構成によれば、スプリットモードで、差動歯車装置を介して出力部材に伝達される入力部材（内燃機関）のトルク及び第二回転電機のトルクの双方を出力部材に伝達させて車両を走行させることができる。よって、大きな駆動力が要求される場合にも適切に車両を走行させることができる。また、差動歯車装置により入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達させて車両を走行させることができる。この際、内燃機関と第一回転電機が発電した電力により駆動される第二回転電機とにより、車両に備えられる蓄電装置の充電量によらずに車両を走行させることができる。
【００１９】
また、前記出力部材が前記差動歯車装置の第四回転要素に対して正方向に相対回転する状態で実現され、前記内燃機関、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機のうち前記第二回転電機のみがトルクを出力し、当該第二回転電機の正方向のトルク及び回転が前記出力部材に伝達される第一電動走行前進モードを備えた構成とすると好適である。
【００２０】
この構成によれば、第一電動走行前進モードで、第二回転電機のトルクにより適切に車両を前進走行させることができる。また、一般に回転電機のトルク及び回転速度は精密な制御が比較的容易であるので、要求駆動力に応じて適切に車両を前進走行させることができる。また、車両に備えられる蓄電装置の充電残量が多い場合には、振動が出力部材に伝達されるのを抑制した状態で、第二回転電機のトルクにより車両を前進走行させることができる。
【００２１】
また、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容されつつ、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第四回転要素が前記出力部材と一体回転するように駆動連結された状態で実現され、前記内燃機関、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機のうち前記第二回転電機のみがトルクを出力し、当該第二回転電機の負方向のトルク及び回転が前記出力部材に伝達される第一電動走行後進モードを備えた構成とすると好適である。
【００２２】
この構成によれば、第一電動走行後進モードで、第二回転電機のトルクにより適切に車両を後進走行させることができる。また、一般に回転電機のトルク及び回転速度は精密な制御が比較的容易であるので、要求駆動力に応じて適切に車両を後進走行させることができる。また、車両に備えられる蓄電装置の充電残量が多い場合には、振動が出力部材に伝達されるのを抑制した状態で、第二回転電機のトルクにより車両を後進走行させることができる。
【００２３】
また、前記回転規制装置を第一回転規制装置とすると共に、非回転部材と前記入力部材との間に設けられ、非回転部材に対する前記入力部材の回転を正方向にのみ許容するように規制する第二回転方向規制装置を更に備え、前記回転規制装置により前記差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容されつつ、前記第一回転方向規制装置により前記差動歯車装置の第四回転要素が前記出力部材と一体回転するように駆動連結されると共に前記第二回転方向規制装置により前記入力部材が非回転部材に固定された状態で実現され、前記第一回転電機のトルク及び回転の方向が逆転されて前記出力部材に伝達されると共に前記第二回転電機のトルク及び回転が前記出力部材に伝達される第二電動走行モードを備えた構成とすると好適である。
【００２４】
この構成によれば、第二電動走行モードで、第一回転電機のトルク及び第二回転電機のトルクの双方により適切に車両を走行させることができる。よって、大きな駆動力が要求される場合にも入力部材に駆動連結される内燃機関を停止させたままで適切に車両を走行させることができる。また、一般に回転電機のトルク及び回転速度は精密な制御が比較的容易であるので、要求駆動力に応じて適切に車両を走行させることができる。
【００２５】
また、前記回転方向規制装置を第一回転方向規制装置とすると共に、非回転部材と前記入力部材との間に設けられ、非回転部材に対する前記入力部材の回転を正方向にのみ許容するように規制する第二回転方向規制装置を更に備えた構成とすると好適である。
【００２６】
この構成によれば、回転規制装置により差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容されつつ、第一回転方向規制装置により差動歯車装置の第四回転要素が出力部材と一体回転するように駆動連結されると共に第二回転方向規制装置により入力部材が非回転部材に固定された状態として、第二電動走行モードを実現可能とすることができる。
【００２７】
また、前記回転規制装置は、非回転部材と前記差動歯車装置の第三回転要素との間に設けられ、非回転部材に対する前記差動歯車装置の第三回転要素の回転を、双方向に許容する状態、正方向にのみ許容するように規制する状態、負方向にのみ許容するように規制する状態、及び双方向に規制して回転停止させる状態、のうちの少なくとも３つの状態を切替可能に備えたツーウェイクラッチである構成とすると好適である。
【００２８】
ツーウェイクラッチの状態を、非回転部材に対する差動歯車装置の第三回転要素の回転を双方向に規制して回転停止させる状態とすることで、差動歯車装置の第三回転要素を確実に固定することができる。また、差動歯車装置の第三回転要素が正方向に回転しようとする場合には、ツーウェイクラッチの状態を負方向にのみ許容するように規制する状態とすることによっても、差動歯車装置の第三回転要素を固定することができる。また、差動歯車装置の第三回転要素が負方向に回転しようとする場合には、ツーウェイクラッチの状態を正方向にのみ許容するように規制する状態とすることによっても、差動歯車装置の第三回転要素を固定することができる。逆に、差動歯車装置の第三回転要素が正方向に回転しようとする場合には、ツーウェイクラッチの状態を正方向にのみ許容するように規制する状態とすることによっても、差動歯車装置の第三回転要素の回転を許容することができる。また、差動歯車装置の第三回転要素が負方向に回転しようとする場合には、ツーウェイクラッチの状態を負方向にのみ許容するように規制する状態とすることによっても、差動歯車装置の第三回転要素の回転を許容することができる。
【００２９】
この構成によれば、ハイブリッド駆動装置が実現可能な各モードにおいて、差動歯車装置の第三回転要素がとり得る回転速度との関係で、ツーウェイクラッチの状態をそれぞれ双方向に許容する状態、又は、正方向若しくは負方向にのみ許容するように規制する状態とすることで、ツーウェイクラッチにより差動歯車装置の第三回転要素の回転が許容された状態をそれぞれ適切に実現することができる。また、差動歯車装置の第三回転要素がとり得る回転速度との関係で、ツーウェイクラッチの状態をそれぞれ双方向に規制して回転停止させる状態、又は、正方向若しくは負方向にのみ許容するように規制する状態とすることで、ツーウェイクラッチにより差動歯車装置の第三回転要素が固定された状態をそれぞれ適切に実現することができる。よって、ツーウェイクラッチの４つの状態のうちの少なくとも３つの状態を適宜切り替えることで、ハイブリッド駆動装置の各モードをそれぞれ容易かつ適切に実現することができる。
【００３０】
なお、この構成によれば、流体圧又は電磁力により作動する摩擦係合式のブレーキ等を用いることなく本発明に係るハイブリッド駆動装置を構成することができる。この場合、ツーウェイクラッチがとり得る各状態を維持させるため、摩擦係合式のブレーキ等とは異なり、流体圧又は電磁力を発生させ続ける必要はない。すなわち、ツーウェイクラッチがとり得る各状態間の切替時にのみ流体圧又は電磁力を発生させる構成を採用することができるので、ハイブリッド駆動装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００３１】
或いは、前記回転規制装置は、非回転部材と前記差動歯車装置の第三回転要素との間に設けられ、非回転部材に対する前記差動歯車装置の第三回転要素の回転を双方向に許容する状態、及び双方向に規制して固定させる状態、の２つの状態を切替可能に備えた摩擦係合式のブレーキである構成としても好適である。
【００３２】
この構成によれば、流体圧又は電磁力により作動する摩擦係合式のブレーキ等の汎用部品を利用して、ハイブリッド駆動装置の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置の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状態を示す作動表である。
【図４】第一の実施形態に係るシリーズモードでの速度線図である。
【図５】第一の実施形態に係る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電動走行前進モードでの速度線図である。
【図７】第一の実施形態に係る電動走行後進モードでの速度線図である。
【図８】第一の実施形態に係る内燃機関始動モードでの速度線図である。
【図９】第一の実施形態に係るシリーズモードとスプリットモードとの間の切替過程を示す速度線図である。
【図１０】第一の実施形態に係るスプリットモード〜電動走行モード〜スプリットモードのモード切替時における切替過程を示すタイムチャートである。
【図１１】第一の実施形態に係るツーウェイクラッチの具体的構成を示す周方向の断面模式図である。
【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状態を示す作動表である。
【図１４】第二の実施形態に係る第二電動走行モードでの速度線図である。
【図１５】その他の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
１．第一の実施形態
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図１は、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。また、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、白抜きの矢印は動力の伝達経路を示している。
【００３５】
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、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、車輪Ｗ（図２を参照）及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結される出力軸Ｏと、第一差動歯車装置ＤＧ１と第二差動歯車装置ＤＧ２とからなり、全体として４つの回転要素を有する差動歯車装置ＤＧ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Ｄｃ（以下、単に「ケースＤｃ」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。
【００３６】
このような構成において、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、差動歯車装置ＤＧが有する各回転要素に対する入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１の駆動連結関係、並びに、差動歯車装置ＤＧが有する所定の回転要素の回転及び回転方向をそれぞれ適宜規制するように設けられたツーウェイクラッチＦ１及びワンウェイクラッチＦ２を備える点に特徴を有する。これにより、モード切替を簡単に行うことが可能でありながら、更に車両の後進走行時にも振動を抑えつつ航続距離及び駆動力が十分に確保可能なハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、詳細に説明する。
【００３７】
１−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１に示すように、入力軸Ｉは内燃機関Ｅに駆動連結されている。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、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン等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の出力回転軸との間にダンパやクラッチ等を介して駆動連結された構成としても好適である。また、入力軸Ｉは、第一差動歯車装置ＤＧ１の第一キャリヤＣＡ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２の第二キャリヤＣＡ２と一体回転するように駆動連結されている。出力軸Ｏ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と共に、ワンウェイクラッチＦ２を介して第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２に選択的に駆動連結される。また、出力軸Ｏは、図２に示すように、出力用差動歯車装置ＤＦ等を介して車輪Ｗに駆動力を伝達可能に駆動連結されている。本例では、出力軸Ｏは入力軸Ｉと同軸上に配置されている。
【００３８】
図１に示すように、第一回転電機ＭＧ１は、ケースＤｃに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、第一差動歯車装置ＤＧ１の第一サンギヤＳ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。また、第二回転電機ＭＧ２は、ケースＤｃ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、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されていると共に、ワンウェイクラッチＦ２を介して第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２に選択的に駆動連結される。これらの第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、いずれも入力軸Ｉ及び出力軸Ｏと同軸状に配置されている。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。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、図２に示すように、それぞれ第一インバータ２２及び第二インバータ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。なお、バッテリ２１は蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。
【００３９】
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。ここで、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、内燃機関Ｅの駆動力や車両の慣性力により発電を行い、バッテリ２１を充電し、或いはモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を駆動するための電力を供給する。一方、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。
【００４０】
第一差動歯車装置ＤＧ１は、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により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＤＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１と、を回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、入力軸Ｉ及び第二差動歯車装置ＤＧ２の第二キャリヤＣＡ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、ツーウェイクラッチＦ１によりケースＤｃに選択的に固定される。図４〜図９の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＤＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一サンギヤＳ１、第一キャリヤＣＡ１、第一リングギヤＲ１となっている。
【００４１】
第二差動歯車装置ＤＧ２は、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により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＤＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２と、を回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１及び第一差動歯車装置ＤＧ１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。第二キャリヤＣＡ２は、入力軸Ｉ及び第一差動歯車装置ＤＧ１の第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。第二リングギヤＲ２は、ワンウェイクラッチＦ２を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２に選択的に駆動連結される。図４〜図９の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＤＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤＳ２、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２となっている。
【００４２】
本実施形態においては、これらの第一差動歯車装置ＤＧ１と第二差動歯車装置ＤＧ２とにより、本発明における「差動歯車装置ＤＧ」が構成されている。すなわち、本実施形態では、第一差動歯車装置ＤＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＤＧ２の第二サンギヤＳ２とが一体回転するように駆動連結されると共に、第一差動歯車装置ＤＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＤＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転するように駆動連結されている。よって、第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２は、互いに２つの回転要素同士を駆動連結させて、四要素の差動歯車装置ＤＧを形成している。本実施形態では、第二差動歯車装置ＤＧ２を構成する遊星歯車機構の歯数比λ２が、第一差動歯車装置ＤＧ１を構成する遊星歯車機構の歯数比λ１よりも大きい値に設定されている（λ２＞λ１、図４〜図９を参照）。なお、各遊星歯車機構の歯数比は、当該遊星歯車機構を構成するリングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）である。
【００４３】
これにより、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＤＧ１と第二差動歯車装置ＤＧ２とにより構成される差動歯車装置ＤＧの４つの回転要素は、回転速度の順に、一体回転する第一サンギヤＳ１及び第二サンギヤＳ２（以下、「一体サンギヤＳ」と称する。）、一体回転する第一キャリヤＣＡ１及び第二キャリヤＣＡ２（以下、「一体キャリヤＣＡ」と称する。）、第一リングギヤＲ１、第二リングギヤＲ２、となっている。従って、本実施形態では、これらの一体サンギヤＳ、一体キャリヤＣＡ、第一リングギヤＲ１、及び第二リングギヤＲ２が、それぞれ差動歯車装置ＤＧの「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、「第三回転要素Ｅ３」、及び「第四回転要素Ｅ４」に相当する。
【００４４】
ツーウェイクラッチＦ１は、第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）をケースＤｃに選択的に固定して回転停止させるように、非回転部材としてのケースＤｃと第一リングギヤＲ１との間に設けられている。本実施形態では、ツーウェイクラッチＦ１は、解放状態、一方向係合状態、他方向係合状態、及び双方向係合状態の４つの状態を切替可能に備える。ここで、解放状態は、ケースＤｃに対する第一リングギヤＲ１の回転を双方向（正方向及び負方向）に許容する状態である。一方向係合状態は、本実施形態においてはケースＤｃに対する第一リングギヤＲ１の回転を正方向にのみ許容するように規制する状態である。すなわち、一方向係合状態では、ツーウェイクラッチＦ１は、ケースＤｃに対して第一リングギヤＲ１が正方向に回転することを許容すると共に負方向に回転することを規制する。例えば、第一リングギヤＲ１が正方向に回転している状態でその回転速度を負方向に変化させ続けた場合には、第一リングギヤＲ１の回転速度がゼロとなったときにツーウェイクラッチＦ１が係合状態となり、第一リングギヤＲ１はケースＤｃに固定される。
【００４５】
他方向係合状態は、本実施形態においてはケースＤｃに対する第一リングギヤＲ１の回転を負方向にのみ許容するように規制する状態である。すなわち、他方向係合状態では、ツーウェイクラッチＦ１は、ケースＤｃに対して第一リングギヤＲ１が正方向に回転することを規制すると共に負方向に回転することを許容する。例えば、第一リングギヤＲ１が負方向に回転している状態でその回転速度を正方向に変化させ続けた場合には、第一リングギヤＲ１の回転速度がゼロとなったときにツーウェイクラッチＦ１が係合状態となり、第一リングギヤＲ１はケースＤｃに固定される。双方向係合状態は、ケースＤｃに対する第一リングギヤＲ１の回転を双方向（正方向及び負方向）に規制して回転停止させる状態である。このように、本実施形態に係るツーウェイクラッチＦ１は、ブレーキとして機能する。本実施形態においては、ツーウェイクラッチＦ１が本発明における「回転規制装置」に相当する。
【００４６】
図１１は、本実施形態に係るツーウェイクラッチＦ１の具体的構成を示す周方向の断面模式図である。この図に示すように、本実施形態に係るツーウェイクラッチＦ１は、同軸状かつ互いに相対回転可能に対向配置された略円板状の第一回転部材５１及び第二回転部材５２と、バネ等の弾性部材５５により付勢された状態で第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方に係止可能に配設される複数の係止部材５４と、第一回転部材５１及び第二回転部材５２に対して相対回転して、弾性部材５５の付勢力に抗して第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方に係止部材５４が係止されるのを阻止可能な略円板状の阻止部材５６と、を備えて構成されている。第一回転部材５１及び第二回転部材５２は、それぞれ凹部５３を有しており、これらの凹部５３が向かい合うように対向配置されている。また、凹部５３内には係止部材５４と弾性部材５５とが収納されている。係止部材５４は、弾性部材５５により第二回転部材５２側から第一回転部材５１側へ向かって付勢された状態で、凹部５３内において第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方に係止する。この状態では、凹部５３内で係止部材５４が突っ張り合うことになる方向への第一回転部材５１と第二回転部材５２との間の相対回転が規制される。本実施形態に係るツーウェイクラッチＦ１は、係止部材５４として、凹部５３内で突っ張り合う方向性が互いに逆の関係にある第一係止部材５４ａと第二係止部材５４ｂとを備えている。また、第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方に第一係止部材５４ａが係止されるのを阻止可能な第一阻止部材５６ａと、第二係止部材５４ｂが係止されるのを阻止可能な第二阻止部材５６ｂと、を備えている。
【００４７】
第一係止部材５４ａ及び第二係止部材５４ｂの双方が第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方に係止された状態では、第一回転部材５１と第二回転部材５２との間の相対回転が双方向に規制されて回転停止される。この状態が上述した「双方向係合状態」である。図１１において第一阻止部材５６ａが右向きにスライド（時計回りに回転）して、第一阻止部材５６ａにより第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方への第一係止部材５４ａの係止が阻止された状態では、第一回転部材５１と第二回転部材５２との間の相対回転が第二係止部材５４ｂにより一方向（図１１の例では、第二回転部材５２に対する第一回転部材５１の相対回転が左向き（反時計回り））にのみ許容される。図１１において第二阻止部材５６ｂが左向きにスライド（反時計回りに回転）して、第二阻止部材５６ｂにより第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方への第二係止部材５４ｂの係止が阻止された状態では、第一回転部材５１と第二回転部材５２との間の相対回転が第一係止部材５４ａにより他の一方向（図１１の例では、第二回転部材５２に対する第一回転部材５１の相対回転が右向き（時計回り））にのみ許容される。これらのうちのいずれか一方の状態が上述した「一方向係合状態」であり、他方の状態が上述した「他方向係合状態」である。図１１において第一阻止部材５６ａが右向きにスライド（時計回りに回転）すると共に第二阻止部材５６ｂが左向きにスライド（反時計回りに回転）して、第一係止部材５４ａ及び第二係止部材５４ｂの双方が、第一回転部材５１及び第二回転部材５２の双方への係止が阻止された状態では、第一回転部材５１と第二回転部材５２との間の相対回転が双方向に許容される。この状態が上述した「解放状態」である。
【００４８】
本実施形態では、ツーウェイクラッチＦ１の状態を切り替える、言い換えれば第一回転部材５１及び第二回転部材５２に対して第一阻止部材５６ａ及び第二阻止部材５６ｂを相対回転させて、第一阻止部材５６ａ及び第二阻止部材５６ｂによる第一係止部材５４ａ及び第二係止部材５４ｂの係止阻止状態を切り替えるための切替制御装置３５（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３５として、リニアモータ等の電動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３５を構成しても良い。このようなツーウェイクラッチＦ１の構成では、当該ツーウェイクラッチＦ１がとり得る各状態間の切替時にのみ切替制御装置３５を作動させれば良いので、例えば摩擦係合式のブレーキ等を用いる場合とは異なり、係合状態又は解放状態を維持させるために電磁力を発生させ続ける必要がなくなる。よって、回転規制装置としてこのようなツーウェイクラッチＦ１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。
【００４９】
なお、回転規制装置として、解放状態及び係合状態の２つの状態を切替可能に備えた摩擦係合式のブレーキを用いる構成を採用することも可能である。ここで、ブレーキの解放状態は、ケースＤｃに対する第一リングギヤＲ１の回転を双方向（正方向及び負方向）に許容する状態である。ブレーキの係合状態は、ケースＤｃに対する第一リングギヤＲ１の回転を双方向に規制して固定させる状態である。このようなブレーキとしては、油圧により動作する多板式ブレーキ等の摩擦係合装置（摩擦係合式ブレーキ）を用いることができる。なお、この場合、当該摩擦係合式ブレーキに供給される油圧を制御するための油圧制御装置を備える構成とすると好適である。また、摩擦係合式ブレーキが、油圧に代えて電磁力により作動するように構成しても良い。このような摩擦係合式ブレーキは、一般的な車両用駆動装置において広く用いられている汎用部品であるので、回転規制装置として摩擦係合式ブレーキを用いる場合には、ハイブリッド駆動装置Ｈの製造コストを低減することができるという利点がある。
【００５０】
ワンウェイクラッチＦ２は、第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対する出力軸Ｏの相対回転を正方向にのみ許容するように、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとの間に設けられている。すなわち、ワンウェイクラッチＦ２は、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転することを許容すると共に、負方向に相対回転することを規制するように設けられている。例えば図７に示すように、第二回転電機ＭＧ２が負方向のトルクＴＭ２を出力し続けた場合には、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合状態となり、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。本実施形態においては、ワンウェイクラッチＦ２が本発明における「回転方向規制装置」に相当する。
【００５１】
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、及び切替制御装置３５との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。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トルクを出力するように制御する。
【００５２】
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、及びアクセル操作検出センサＳｅ３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。
【００５３】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ３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、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１の状態を切り替えると共に、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度及びトルクを制御することにより、動作モードの切り替えを行う。また、主制御ユニット３１は、選択された動作モードに応じて適切に車両が走行されるように、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。
【００５４】
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機能部（各手段）は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、主制御ユニット３１は、記憶部４４を備えており、この記憶部４４内には、車速及び要求駆動力に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ４５が格納されている。
【００５５】
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。
【００５６】
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、車速、要求駆動力、及びバッテリ充電量等の走行条件に応じて、後述する４つの動作モードの中から適切な動作モードを選択する。各動作モードの内容については、後で詳細に説明する。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作検出センサＳｅ３からの出力に基づいて、モード選択部４２が演算して取得する。車速は、車速センサＳｅ２により検出する。バッテリ充電量は、バッテリ状態検出部４１により検出される。なお、モード選択の際に参照される走行条件としては、車速、要求駆動力、及びバッテリ充電量の他にも、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。
【００５７】
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３５の動作を制御することにより、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態、一方向係合状態、他方向係合状態、及び双方向係合状態を切り替える。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の一部を担う。
【００５８】
１−３．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図３は、各モードでの各係合装置Ｆ１及びＦ２の作動状態を示す作動表である。この表には、各モードでの通常走行時における第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２の向きを合わせて示している。図３において、「○」は各係合装置が係合状態（ツーウェイクラッチＦ１においては、双方向係合状態）にあることを示し、「×」は各係合装置が解放状態にあることを示している。なお、「（△）」はツーウェイクラッチＦ１が、双方向係合状態に代えて一方向係合状態でも良いことを示し、「（▽）」はツーウェイクラッチＦ１が、双方向係合状態に代えて他方向係合状態でも良いことを示している。また、図３において、「＋」は第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２が正方向であることを示し、「−」は第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２が負方向であることを示している。図３に示すように、本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、通常の走行モードとして、「シリーズモード」、「スプリットモード」、及び「電動走行モード」の３つのモードを切替可能に備えると共に、これらとは別に「内燃機関始動モード」を備え、合計４つのモードを切替可能に備えている。
【００５９】
図４〜図８は、ハイブリッド駆動装置Ｈが備える差動歯車装置ＤＧ（第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２）の速度線図を示しており、図４はシリーズモードでの速度線図、図５はスプリットモードでの速度線図、図６及び図７は電動走行モードでの速度線図、図８は内燃機関始動モードでの速度線図、をそれぞれ示している。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「０」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正、下側が負である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、差動歯車装置ＤＧ（第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２）の各回転要素に対応している。これらの速度線図上において、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「△」は入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「×」はツーウェイクラッチＦ１によるケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。
【００６０】
また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一差動歯車装置ＤＧ１を構成する遊星歯車機構の歯数比λ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２を構成する遊星歯車機構の歯数比λ２に対応している。図４〜図８の下部にはこれらの歯数比λ１、λ２を示している。なお、これらの歯数比λ１、λ２の具体的数値は、内燃機関Ｅ並びに第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。以下、各動作モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。
【００６１】
１−３−１．シリーズモード
シリーズモードは、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥにより第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して出力される第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２が出力軸Ｏに伝達されるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、シリーズモードは、ツーウェイクラッチＦ１が双方向係合状態、ワンウェイクラッチＦ２が解放状態で実現される。すなわち、シリーズモードは、ツーウェイクラッチＦ１の双方向係合状態で第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）が回転停止されつつ、出力軸Ｏが第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放される状態で実現される。本実施形態においては、シリーズモードは、その一態様としてシリーズ前進モードを備えると共に、他の一態様としてシリーズ後進モードを備えている。なお、以下では、単に「シリーズモード」と言う場合には、シリーズ前進モード及びシリーズ後進モードの双方について言及しているものとする。
【００６２】
本実施形態においては、シリーズ前進モードとシリーズ後進モードとでは、差動歯車装置ＤＧ（第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２）の速度線図は、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度を除いて同一の状態となる。すなわち、図４に示すように、差動歯車装置ＤＧの各回転要素の回転状態が一定に維持されたまま、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が正となる状態でシリーズ前進モードが実現され、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が負となる状態でシリーズ後進モードが実現される。
【００６３】
図４の速度線図に示すように、シリーズモードでは、差動歯車装置ＤＧが有する４つの回転要素のうち、一体サンギヤＳ（第一回転要素Ｅ１）、一体キャリヤＣＡ（第二回転要素Ｅ２）、及び第一リングギヤＲ１（第三回転要素Ｅ３）、の３つの回転要素の回転状態に基づいて差動歯車装置ＤＧの状態が定まる。すなわち、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がツーウェイクラッチＦ１によりケースＤｃに固定され、中間となる一体キャリヤＣＡに入力軸Ｉが駆動連結される。そして、回転速度の順で他方側となる一体サンギヤＳに第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１が駆動連結される。この状態で、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の正方向のトルクＴＥにより正方向に回転する第一回転電機ＭＧ１は、負方向のトルクＴＭ１を出力する。これにより、第一回転電機ＭＧ１は、正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を出力して発電する。
【００６４】
この状態で、第二回転電機ＭＧ２が正方向のトルクＴＭ２を出力して正方向に回転することで、シリーズ前進モードが実現される（図３を参照）。ここで、本実施形態においては、差動歯車装置ＤＧを構成する第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２の歯数比に関して、第二差動歯車装置ＤＧ２の歯数比λ２が第一差動歯車装置ＤＧ１の歯数比λ１よりも大きい値に設定されている。そのため、一体回転する出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度が正となる車両の前進走行時（出力軸Ｏの回転速度がゼロとなる停車時を含む）には、回転速度の順で第一リングギヤＲ１（第三回転要素Ｅ３）よりも更に一方側となる第二リングギヤＲ２（第四回転要素Ｅ４）の回転速度は負であり、出力軸Ｏの回転速度よりも常に低くなる。よって、シリーズ前進モードでは、出力軸Ｏは第二リングギヤＲ２に対して常に正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２は解放状態となり、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）と出力軸Ｏとの間のトルク伝達が遮断される。この状態で、第二回転電機ＭＧ２が出力する正方向のトルクＴＭ２が出力軸Ｏに伝達される。これにより、車両を前進走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。なお、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ２を出力して回生制動を行い、発電する。
【００６５】
一方、第一回転電機ＭＧ１が正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を出力して発電した状態で、第二回転電機ＭＧ２が負方向のトルクＴＭ２を出力して負方向に回転することで、シリーズ後進モードが実現される（図３を参照）。上記のとおり、第二リングギヤＲ２（第四回転要素Ｅ４）の回転速度は負となるが、出力軸Ｏの回転速度の絶対値が所定値以下の微速後進時には、出力軸Ｏの回転速度は第二リングギヤＲ２の回転速度よりも高くなる（その絶対値が小さくなる）。よって、上記の微速走行時には、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放状態となり、シリーズモードでの後進走行が可能となる。すなわち、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）と出力軸Ｏとの間のトルク伝達が遮断された状態で、第二回転電機ＭＧ２が出力する負方向のトルクＴＭ２が出力軸Ｏに伝達される。これにより、車両を後進走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。この場合において、車両が微速後進可能な車速範囲は、入力軸Ｉに駆動連結される一体キャリヤＣＡの回転速度に基づいて差動歯車装置ＤＧにより定まる第二リングギヤＲ２の回転速度以上ゼロ以下の回転速度範囲となる。図４には、このようなシリーズ後進モードでの走行が可能となる車速（出力軸Ｏの回転速度）の範囲を太矢印で示している。なお、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は負方向に回転しつつ正方向のトルクＴＭ２を出力して回生制動を行い、発電する。
【００６６】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、このようなシリーズ後進モードを備えたことにより、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥにより第一回転電機ＭＧ１が発電を行っている状態で、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２により車両を後進走行させることができるので、バッテリ２１の充電量によらずに車両を後進走行させることができる。よって、車両の後進走行時における航続距離を十分に確保することができる。また、シリーズ後進モードでは、内燃機関ＥのトルクＴＥにより第一回転電機ＭＧ１が発電を行い、当該第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を消費して第二回転電機ＭＧ２が力行するので、バッテリ２１の使用環境によらずに、例えば寒冷時等においても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２による駆動力を十分に確保することができる。更に、このシリーズ後進モードでは、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）と出力軸Ｏとの間のトルク伝達が遮断された状態で第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２により車両を後進走行させることができるので、内燃機関Ｅの振動が出力軸Ｏに伝達されるのを抑制することができる。よって、乗員の快適性を良好に維持することができる。このような構成は、入力軸Ｉに駆動連結される内燃機関Ｅが、低気筒数に形成される等、低回転速度域で振動を発生させやすい特性を有して構成される場合に特に有利である。なお、このようなシリーズ後進モードでは、車両を後進走行させることができる車速範囲は所定の速度範囲内に限られるが、後進走行時には通常、車速はそれほど大きくならない（負方向に大きく低下しない）ので、特に問題はない。
【００６７】
１−３−２．スプリットモード
スプリットモードは、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥが第一回転電機ＭＧ１に分配されつつ出力軸Ｏに伝達されるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、スプリットモードは、ツーウェイクラッチＦ１が解放状態、ワンウェイクラッチＦ２が係合状態で実現される。すなわち、スプリットモードは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）の回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対して負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合し、当該ワンウェイクラッチＦ２により第二リングギヤＲ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された状態で実現される。本実施形態においては、このスプリットモードは、車両を前進走行させるスプリット前進モードとなっている。
【００６８】
図５の速度線図に示すように、スプリットモードでは、差動歯車装置ＤＧが有する４つの回転要素のうち、一体サンギヤＳ（第一回転要素Ｅ１）、一体キャリヤＣＡ（第二回転要素Ｅ２）、及び第二リングギヤＲ２（第四回転要素Ｅ４）、の３つの回転要素の回転状態に基づいて差動歯車装置ＤＧの状態が定まる。すなわち、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる一体キャリヤＣＡに入力軸Ｉが駆動連結され、一方側となる一体サンギヤＳに第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１が駆動連結される。この状態で、回転速度の順で他方側となる第二リングギヤＲ２に対して出力軸Ｏが負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合状態となり、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。
【００６９】
スプリットモードでは、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥが、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結された一体キャリヤＣＡに伝達される。この際、内燃機関Ｅは、効率が高く排ガスの少ない状態（最適燃費特性に沿った状態）に維持されるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向のトルクＴＥを出力し、このトルクＴＥが入力軸Ｉを介して一体キャリヤＣＡに伝達される。そして、一体キャリヤＣＡに伝達された入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥが差動歯車装置ＤＧにより減衰されて第二リングギヤＲ２に伝達される。すなわち、差動歯車装置ＤＧでは、回転速度の順で中間となる一体キャリヤＣＡに入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥが入力され、回転速度の順で一方側となる一体サンギヤＳに第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１が入力される。この際、第一回転電機ＭＧ１は負方向のトルクＴＭ１を出力し、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥの反力受けとして機能する。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２は、一体キャリヤＣＡに伝達される入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥの一部を第一回転電機ＭＧ１に分配し、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥに対して減衰されたトルクを第二リングギヤＲ２に伝達する。このとき、第一回転電機ＭＧ１は、正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を出力して発電する。
【００７０】
この状態で、第二回転電機ＭＧ２が正方向のトルクＴＭ２を出力して正方向に回転する（図３を参照）。ここで、第二回転電機ＭＧ２が出力するトルクＴＭ２の大きさは、車両の走行抵抗に相当するトルクよりも小さい。このように、第一回転電機ＭＧ１は、正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を出力すると共に、第二回転電機ＭＧ２は、正方向に回転しつつ車両の走行抵抗に相当するトルクよりも小さい正方向のトルクＴＭ２を出力する。これにより、差動歯車装置ＤＧを介して第二リングギヤＲ２の回転速度が正方向に変化しようとすると共に、出力軸Ｏの回転速度が負方向に変化しようとする。よって、第二リングギヤＲ２に対して出力軸Ｏが負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合状態となり、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。このように、スプリットモードでは、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥのうち第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に伝達される正方向のトルクがワンウェイクラッチＦ２を介して出力軸Ｏに伝達されると共に、第二回転電機ＭＧ２の正方向のトルクＴＭ２が出力軸Ｏに伝達される。これにより、車両を前進走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２は第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を消費して力行する。なお、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ２を出力して回生制動を行い、発電する。
【００７１】
なお、車速（出力軸Ｏの回転速度）が所定速度よりも高くなると、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を発生して力行を行う状態となる。この場合、第一回転電機ＭＧ１を力行させるための電力を発電するべく、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ２を出力して発電を行う。但し、この場合においても、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結された状態は変わらない。
【００７２】
１−３−３．電動走行モード
電動走行モードは、内燃機関Ｅ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２のうち、第二回転電機ＭＧ２のみがトルクを出力し、当該第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２が出力軸Ｏに伝達されるモードである。本実施形態においては、電動走行モードは、その一態様として電動走行前進モードを備えると共に、他の一態様として電動走行後進モードを備えている。本実施形態においては、図３に示すように、電動走行前進モードは、ツーウェイクラッチＦ１及びワンウェイクラッチＦ２の双方が解放状態で実現される。すなわち、電動走行前進モードは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）の回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放される状態で実現される。また、図３に示すように、電動走行後進モードは、ツーウェイクラッチＦ１が解放状態、ワンウェイクラッチＦ２が係合状態で実現される。すなわち、電動走行後進モードは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）の回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対して負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合し、当該ワンウェイクラッチＦ２により第二リングギヤＲ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された状態で実現される。なお、以下では、単に「電動走行モード」と言う場合には、電動走行前進モード及び電動走行後進モードの双方について言及しているものとする。
【００７３】
本実施形態においては、電動走行前進モードと電動走行後進モードとでは、図６及び図７に示すように、差動歯車装置ＤＧ（第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２）の速度線図は、異なる状態となる。なお、図６が電動走行前進モードにおける差動歯車装置ＤＧの速度線図を示しており、図７が電動走行後進モードにおける差動歯車装置ＤＧの速度線図を示している。但し、この電動走行前進モード及び電動走行後進モードは、いずれも、実質的には差動歯車装置ＤＧを介したトルク伝達が行われない点で共通している。すなわち、電動走行モードでは、差動歯車装置ＤＧを介したトルク伝達が行われることなく、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２のみが出力軸Ｏに伝達される。
【００７４】
図６の速度線図に示すように、電動走行前進モードでは、第一回転電機ＭＧ１は停止されてこれに駆動連結される一体サンギヤＳの回転速度は略ゼロとされる。また、内燃機関Ｅも停止されて入力軸Ｉ及びこれに駆動連結される一体キャリヤＣＡの回転速度は略ゼロに保たれる。そのため、第二リングギヤＲ２の回転速度も略ゼロに保たれ、出力軸Ｏの回転速度が正となる車両の前進走行時には、出力軸Ｏは第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放状態となる。この状態で、第二回転電機ＭＧ２が出力する正方向のトルクＴＭ２及び正方向の回転が出力軸Ｏに伝達される。これにより、車両を前進走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２はバッテリ２１に蓄電された電力を消費して力行する。なお、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ２を出力して回生制動を行い、発電する。
【００７５】
一方、図７の速度線図に示すように、電動走行後進モードでは、内燃機関Ｅは停止されて入力軸Ｉ及びこれに駆動連結される一体キャリヤＣＡの回転速度は略ゼロに保たれる。また、第一回転電機ＭＧ１もトルクＴＭ１を出力しない状態となる。そのため、第二リングギヤＲ２の回転速度は略ゼロを維持しようとして、出力軸Ｏの回転速度が負となる車両の後進走行時には、出力軸Ｏは第二リングギヤＲ２に対して負方向に相対回転しようしてワンウェイクラッチＦ２が係合状態となる。これにより、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。この状態で、第二回転電機ＭＧ２が出力する負方向のトルクＴＭ２及び負方向の回転が出力軸Ｏに伝達される。これにより、車両を後進走行させる。この際、第二回転電機ＭＧ２はバッテリ２１に蓄電された電力を消費して力行する。なお、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２と一体的に負方向に回転するのに伴い、第一回転電機ＭＧ１は正方向に空転する状態となる。また、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は負方向に回転しつつ正方向のトルクＴＭ２を出力して回生制動を行い、発電する。
【００７６】
１−３−４．内燃機関始動モード
内燃機関始動モードは、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１により内燃機関Ｅを始動させるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、内燃機関始動モードは、ツーウェイクラッチＦ１が双方向係合状態、ワンウェイクラッチＦ２が解放状態で実現される。すなわち、内燃機関始動モードは、ツーウェイクラッチＦ１の双方向係合状態で第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）が回転停止されつつ、出力軸Ｏが第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放される状態で実現される。
【００７７】
図８の速度線図に示すように、内燃機関始動モードでは、差動歯車装置ＤＧが有する４つの回転要素のうち、一体サンギヤＳ（第一回転要素Ｅ１）、一体キャリヤＣＡ（第二回転要素Ｅ２）、及び第一リングギヤＲ１（第三回転要素Ｅ３）、の３つの回転要素の回転状態に基づいて差動歯車装置ＤＧの状態が定まる。すなわち、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がツーウェイクラッチＦ１により非回転部材としてのケースＤｃに固定され、中間となる一体キャリヤＣＡに入力軸Ｉが駆動連結される。そして、回転速度の順で他方側となる一体サンギヤＳに第一回転電機ＭＧ１が駆動連結される。よって、第一回転電機ＭＧ１が正方向のトルクＴＭ１を出力して回転速度を正方向に変化させることにより、入力軸Ｉを介して一体キャリヤＣＡと一体回転するように駆動連結された内燃機関Ｅの回転速度を上昇させて、内燃機関Ｅを始動させることができる。本実施形態では、この内燃機関始動モードを実現することにより、車両の停車中又は電動走行前進走行モードでの車両の走行中に内燃機関Ｅを始動させることが可能となっている。
【００７８】
１−４．モード間の切り替え
次に、各モード間の切り替えについて説明する。上記で説明したように、本実施形態では、車両の通常走行時には、シリーズモード、スプリットモード、及び電動走行モードのいずれかのモードが選択される。例えば、車両の発進時には電動走行モードが選択され、電動走行モードでの走行中にバッテリ２１の充電量が所定値以下まで低下するとシリーズモードが選択され、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２のみでは要求駆動力が満たされない場合等にスプリットモードが選択され、更にスプリットモードでの走行中に要求駆動力が低下すると電動走行モードが選択される構成とすることができる。従って、以下では一例として車両の前進時における、シリーズモードとスプリットモードとの間、及び電動走行モードとスプリットモードとの間でのモード間の切り替えについて説明する。なお、上記のモード選択の条件は一例であり、その他各種の条件に基づいてモード選択を行う構成とすることができる。
【００７９】
１−４−１．シリーズモードとスプリットモードとの間の切り替え
図９は、シリーズモードとスプリットモードとの間の切替過程を示す速度線図である。スプリットモードからシリーズモードへのモード切替時には、ツーウェイクラッチＦ１が係合されて双方向係合状態とされると共に、ワンウェイクラッチＦ２が係合解除されて解放状態とされる。上記のとおり、スプリットモードでは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一リングギヤＲの回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合し、当該ワンウェイクラッチＦ２により第二リングギヤＲ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された状態となっている。この状態で、まず切替制御部４３は、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１の状態を一方向係合状態とする。このツーウェイクラッチＦ１の一方向係合状態では、第一リングギヤＲ１が正方向に回転することが許容されると共に負方向に回転することが規制される。図９には、このツーウェイクラッチＦ１の一方向係合状態を、模式的に黒三角で示している。
【００８０】
次に、内燃機関制御ユニット３２及び第一回転電機制御ユニット３３を介して内燃機関Ｅ及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度及びトルクＴＭ１を制御することにより、第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１の回転速度を負方向に変化させる。本実施形態では、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の回転速度を略一定に維持させたまま、第一回転電機ＭＧ１に正方向のトルクＴＭ１を出力させて第一回転電機ＭＧ１の回転速度を上昇させる。これにより、入力軸Ｉ及びこれに駆動連結される一体キャリヤＣＡを支点として、第一回転電機ＭＧ１及びこれに駆動連結される一体サンギヤＳの回転速度が正方向に変化すると共に、第一リングギヤＲ１は正方向に回転しながらその回転速度が負方向に変化する。このとき、第二リングギヤＲ２もその回転速度が負方向に変化するので、回転速度が略一定に保たれる出力軸Ｏは第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転する状態となってワンウェイクラッチＦ２が解放状態となる。第一回転電機ＭＧ１の回転速度を上昇させて第一リングギヤＲ１の回転速度を低下させ続けると、やがて第一リングギヤＲ１の回転速度はゼロとなり、負方向に回転しようとする。このときツーウェイクラッチＦ１は一方向係合状態となっており、第一リングギヤＲ１が負方向に回転することが規制されるので、第一リングギヤＲ１の回転速度が強制的にゼロで規制される。
【００８１】
その後、切替制御部４３は、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１の状態を双方向係合状態として、第一リングギヤＲ１の回転を双方向に規制して回転停止させる。また、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１の向きを正方向から負方向に切り替えると共に、所望の発電量を確保するために必要な大きさのトルクＴＭ１を出力させる。これにより、スプリットモードからシリーズモードへのモード切替が行われる。この際、車速に連動して略一定に維持される出力軸Ｏに駆動連結される第二回転電機ＭＧ２の回転速度を特に制御することなく、第一回転電機ＭＧ１の回転速度及びトルクＴＭ１を制御するだけで、モード切替が行われる。よって、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、比較的単純な第一回転電機ＭＧ１の制御によりスプリットモードからシリーズモードへのモード切替を行うことが可能である。
【００８２】
一方、シリーズモードからスプリットモードへのモード切替時には、ツーウェイクラッチＦ１が係合解除されて解放状態とされると共に、ワンウェイクラッチＦ２が係合されて係合状態とされる。上記のとおり、シリーズモードでは、ツーウェイクラッチＦ１の双方向係合状態で第一リングギヤＲ１が回転停止されつつ、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放される状態となっている。この状態で、まず切替制御部４３は、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１の状態を解放状態とする。
【００８３】
次に、内燃機関制御ユニット３２及び第一回転電機制御ユニット３３を介して内燃機関Ｅ及び第一回転電機ＭＧ１の回転速度及びトルクＴＭ１を制御することにより、第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２の回転速度を正方向に変化させる。本実施形態では、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）の回転速度を略一定に維持させたまま、シリーズモードで第一回転電機ＭＧ１が出力している負方向のトルクＴＭ１をそのまま維持して第一回転電機ＭＧ１の回転速度を低下させる。第一回転電機ＭＧ１の回転速度を低下させ続けると、入力軸Ｉ及びこれに駆動連結される一体キャリヤＣＡを支点として第二リングギヤＲ２の回転速度が正方向に変化する。やがて第二リングギヤＲ２に対する出力軸Ｏの相対回転速度がゼロとなって第二リングギヤＲ２が出力軸Ｏに対して正方向に相対回転しようとすると、ワンウェイクラッチＦ２が係合状態となって、第二リングギヤＲ２は出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結される。
【００８４】
その後、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１の向きを負方向に維持したまま、第一回転電機ＭＧ１に入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥの反力を支持するために必要な大きさのトルクＴＭ１を出力させる。これにより、シリーズモードからスプリットモードへのモード切替が行われる。この際、車速に連動して略一定に維持される出力軸Ｏに駆動連結される第二回転電機ＭＧ２の回転速度を特に制御することなく、第一回転電機ＭＧ１の回転速度及びトルクＴＭ１を制御するだけで、モード切替が行われる。よって、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、比較的単純な第一回転電機ＭＧ１の制御によりシリーズモードからスプリットモードへのモード切替を行うことが可能である。
【００８５】
１−４−２．電動走行モードとスプリットモードとの間の切り替え
スプリットモードから電動走行モードへのモード切替時には、ワンウェイクラッチＦ２が係合解除されて解放状態とされる。上記のとおり、スプリットモードでは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一リングギヤＲの回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合し、当該ワンウェイクラッチＦ２により第二リングギヤＲ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結された状態となっている。本実施形態では、この状態で、その後内燃機関始動要求があった場合に迅速に内燃機関Ｅを始動させることができるように、まず切替制御部４３は、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１の状態を一方向係合状態とする。このツーウェイクラッチＦ１の一方向係合状態では、第一リングギヤＲ１が正方向に回転することが許容されると共に負方向に回転することが規制される。その後、内燃機関Ｅ及び第一回転電機ＭＧ１を回転停止させる。これにより、差動歯車装置ＤＧの各回転要素の回転速度が全てゼロとなると共に、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転する状態となって、スプリットモードから電動走行モードへのモード切替が行われる。
【００８６】
一方、電動走行モードからスプリットモードへのモード切替時には、ワンウェイクラッチＦ２が係合されて係合状態とされる。上記のとおり、電動走行モードでは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一リングギヤＲ１の回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二リングギヤＲ２に対して正方向に相対回転してワンウェイクラッチＦ２が解放される状態となっている。本実施形態では、この状態で、まず切替制御部４３は、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１の状態を双方向係合状態とする。この状態で、第一回転電機ＭＧ１に正方向のトルクＴＭ１を出力させて回転速度を正方向に変化させることにより、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結される内燃機関Ｅの回転速度を上昇させて内燃機関Ｅを始動させる。内燃機関Ｅの始動後は、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１の向きを正方向から負方向に切り替えると共に、入力軸Ｉ（内燃機関Ｅ）のトルクＴＥの反力を支持するために必要な大きさのトルクＴＭ１を出力させる。また、切替制御部４３は、切替制御装置３５を介してツーウェイクラッチＦ１を解放状態とする。これにより、電動走行モードからスプリットモードへのモード切替が行われる。
【００８７】
なお、スプリットモードから電動走行モードへのモード切替時に、上記のようにツーウェイクラッチＦ１が一方向係合状態とされた場合には、その切替過程において一方向係合状態とされたツーウェイクラッチＦ１を、電動走行モードでの走行中及び電動走行モードからスプリットモードへのモード切替時、そのまま一方向係合状態に維持する構成としても良い。ツーウェイクラッチＦ１の一方向係合状態でも、第一リングギヤＲ１の回転が少なくとも負方向に規制されるので、内燃機関Ｅを適切に始動させることができる。
【００８８】
ところで、本実施形態においては、上記のとおり回転規制装置としてツーウェイクラッチＦ１が用いられている。このようなツーウェイクラッチＦ１を用いる構成を採用したことにより、一般的な車両用駆動装置において広く用いられている摩擦係合式ブレーキを用いる構成を採用する場合と比較して、スプリットモードから電動走行モードへのモード切替、及び電動走行モードからスプリットモードへのモード切替を容易かつ迅速に行うことが可能となっている。この点について、図１０を参照して説明する。図１０は、スプリットモード、電動走行モード、再度スプリットモード、の順にモード切替を行って車両を走行させた場合における切替過程を示すタイムチャートである。なお、図１０（ａ）は回転規制装置としてツーウェイクラッチＦ１を用いた場合におけるタイムチャートであり、図１０（ｂ）は回転規制装置として摩擦係合式ブレーキを用いた場合におけるタイムチャートである。
【００８９】
これらのタイムチャートにおいては、縦軸及び横軸にそれぞれ回転速度及び時間が取られており、差動歯車装置ＤＧの各回転要素及び出力軸Ｏの回転速度の経時変化が示されている。なお、スプリットモードの実現時及び電動走行モードの実現時における差動歯車装置ＤＧの各回転要素及び出力軸Ｏの回転速度の変化は、ツーウェイクラッチＦ１を用いた場合と摩擦係合式ブレーキを用いた場合とで同一となっている。一方、スプリットモードから電動走行モードへの切替過程における内燃機関停止制御時、及び電動走行モードからスプリットモードへの切替過程における内燃機関始動制御時における差動歯車装置ＤＧの各回転要素及び出力軸Ｏの回転速度の変化は、ツーウェイクラッチＦ１を用いた場合と摩擦係合式ブレーキを用いた場合とで異なっている。
【００９０】
内燃機関停止制御においては、電動走行モードへ移行するべく最終的に内燃機関Ｅが停止される。但し、本実施形態においては、例えばその後、要求駆動力が大きくなって内燃機関Ｅを直ちに始動させることが必要となる場合に適切に備えながら内燃機関Ｅを停止させる制御が行われる。すなわち、摩擦係合式ブレーキを用いる場合には、内燃機関Ｅの回転速度を所定速度、例えばアイドル回転数付近まで低下させた状態に維持させたまま、摩擦係合式ブレーキを係合させる。摩擦係合式ブレーキを係合させるに際しては、当該摩擦係合式ブレーキが有する油室（シリンダ）内にストロークエンド圧の作動油を供給して、複数の摩擦板同士の間の隙間を詰めると共に、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を制御して第一リングギヤＲ１の回転速度をゼロ付近まで低下させた後に摩擦係合式ブレーキを係合状態とさせる（図１０（ｂ）において「ブレーキ係合」と表示）。なお、図１０（ｂ）においては、視認性を考慮して、内燃機関停止制御の後半部分に関しては、一体キャリヤＣＡ（内燃機関Ｅ）の回転速度及び第一リングギヤＲ１の回転速度のみを表示し、一体サンギヤＳ（第一回転電機ＭＧ１）の回転速度及び第二リングギヤＲ２の回転速度については表示を省略している。摩擦係合式ブレーキの係合状態では、第一リングギヤＲ１はケースＤｃに固定されているので、内燃機関Ｅを始動させる必要が生じた場合には、第一回転電機ＭＧ１に正方向のトルクＴＭ１を出力させて回転速度を正方向に変化させることにより、内燃機関Ｅの回転速度を上昇させて内燃機関Ｅを始動させることができる。
【００９１】
これに対して、本実施形態のようにツーウェイクラッチＦ１を用いる場合には、上記のとおりツーウェイクラッチＦ１を一方向係合状態とした状態で内燃機関停止制御を行う。このようにすれば、既に第一リングギヤＲ１の負方向への回転が規制された状態となっているので、内燃機関Ｅを始動させる必要が生じた場合には、第一回転電機ＭＧ１に正方向のトルクＴＭ１を出力させて回転速度を正方向に変化させるだけで、ケースＤｃに固定される第一リングギヤＲ１を支点として内燃機関Ｅの回転速度を上昇させ、迅速に内燃機関Ｅを始動させることができる。すなわち、摩擦係合式ブレーキを用いる場合とは異なり、図１０（ａ）に示すように、特別な油圧制御等を行うことなく容易かつ迅速にスプリットモードから電動走行モードへのモード切替を行なうことが可能となっている。
【００９２】
また、内燃機関始動制御においては、スプリットモードへ移行するべく内燃機関Ｅが始動される。摩擦係合式ブレーキを用いる場合には、当該摩擦係合式ブレーキの係合状態で第一リングギヤＲ１をケースＤｃに固定しているので、内燃機関Ｅの始動後、実際にスプリットモードへ移行するまでに、摩擦係合式ブレーキの油室（シリンダ）内に供給されている作動油をドレインして当該摩擦係合式ブレーキを解放状態とさせる必要がある（図１０（ｂ）において「ブレーキ解放」と表示）。これに対して、本実施形態のようにツーウェイクラッチＦ１を用いる場合には、上記のとおりツーウェイクラッチＦ１を一方向係合状態とした状態で内燃機関始動制御を行うことができる。このようにすれば、既に第一リングギヤＲ１の正方向への回転が許容された状態となっているので、内燃機関Ｅの始動後、直ちにスプリットモードへ移行することができる。すなわち、摩擦係合式ブレーキを用いる場合とは異なり、図１０（ａ）に示すように、特に摩擦係合式ブレーキを解放状態とするのを待つことなく、迅速に電動走行モードからスプリットモードへのモード切替を行なうことが可能となっている。
【００９３】
２．第二の実施形態
本発明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の機械的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、中心軸に対称な下半分の構成を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の機械的構成は、上記第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成に更にもう１つのワンウェイクラッチ（第二ワンウェイクラッチＦ３）が追加されている点で、上記第一の実施形態とは一部相違している。また、第二ワンウェイクラッチＦ３が追加されていることに伴い、ハイブリッド駆動装置Ｈが第二電動走行モードを更に切替可能に備える点で、上記第一の実施形態とは相違している。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に詳細に説明する。なお、本実施形態に係る第一ワンウェイクラッチＦ２は上記第一の実施形態におけるワンウェイクラッチＦ２に相当し、本実施形態に係る第一電動走行モードは上記第一の実施形態における電動走行モードに相当する。また、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。
【００９４】
第二ワンウェイクラッチＦ３は、非回転部材としてのケースＤｃに対する入力軸Ｉの回転を正方向にのみ許容するように、ケースＤｃと入力軸Ｉとの間に設けられている。すなわち、第二ワンウェイクラッチＦ３は、入力軸Ｉが正方向に回転することを許容すると共に負方向に回転することを規制するように設けられている。例えば、入力軸Ｉが正方向に回転している状態でその回転速度を負方向に変化させ続けた場合には、入力軸Ｉの回転速度がゼロとなったときに第二ワンウェイクラッチＦ３が係合状態となり、入力軸ＩはケースＤｃに固定される。本実施形態においては、第二ワンウェイクラッチＦ３が本発明における「第二回転方向規制装置」に相当する。本実施形態では、第二ワンウェイクラッチＦ３は、軸方向では内燃機関Ｅと第一回転電機ＭＧ１との間に配置されている。
【００９５】
図１３は、各モードでの各係合装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の作動状態を示す作動表である。この表における表示方法に関しては、上記第一の実施形態における図３と同様である。図１３に示すように、本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、通常の走行モードとして、「シリーズモード」、「スプリットモード」、「第一電動走行モード」、及び「第二電動走行モード」の４つのモードを切替可能に備えると共に、これらとは別に「内燃機関始動モード」を備え、合計５つのモードを切替可能に備えている。
【００９６】
なお、本実施形態に係るシリーズモード、スプリットモード、第一電動走行モード、及び内燃機関始動モードにおいては、第二ワンウェイクラッチＦ３はいずれも解放状態とされるので、これらは上記第一の実施形態における各モードと同等と考えることができる。よって、以下では、本実施形態に特有の第二電動走行モードについて説明する。
【００９７】
第二電動走行モードは、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１及び第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２の双方が出力軸Ｏに伝達されるモードである。本実施形態では、第二電動走行モードでは、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１及び回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達されると共に第二回転電機のトルクＴＭ２がそのまま出力軸Ｏに伝達される。本実施形態においては、図１３に示すように、第二電動走行モードは、ツーウェイクラッチＦ１が解放状態、並びにワンウェイクラッチＦ２及びワンウェイクラッチＦ３の双方が係合状態で実現される。すなわち、第二電動走行モードは、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態で第一差動歯車装置ＤＧ１の第一リングギヤＲ１（差動歯車装置ＤＧの第三回転要素Ｅ３）の回転が許容されつつ、出力軸Ｏが第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２（差動歯車装置ＤＧの第四回転要素Ｅ４）に対して負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合し、当該ワンウェイクラッチＦ２により第二リングギヤＲ２が出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されると共に、入力軸Ｉが負方向に回転しようとして第二ワンウェイクラッチＦ３が係合し、当該第二ワンウェイクラッチＦ３により入力軸ＩがケースＤｃに固定された状態で実現される。本実施形態においては、この第二電動走行モードは、車両を前進走行させる第二電動走行前進モードとなっている。
【００９８】
図１４の速度線図に示すように、第二電動走行モードでは、差動歯車装置ＤＧが有する４つの回転要素のうち、一体サンギヤＳ（第一回転要素Ｅ１）、一体キャリヤＣＡ（第二回転要素Ｅ２）、及び第二リングギヤＲ２（第四回転要素Ｅ４）、の３つの回転要素の回転状態に基づいて差動歯車装置ＤＧの状態が定まる。すなわち、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる一体キャリヤＣＡに入力軸Ｉが駆動連結され、一方側となる一体サンギヤＳに第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１が駆動連結される。この状態で、第一回転電機ＭＧ１は負方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を出力する。これにより、一体サンギヤＳ及び一体キャリヤＣＡの回転速度は負方向に変化する。そして、やがて入力軸Ｉと一体回転する一体キャリヤＣＡの回転速度がゼロとなったときに、当該一体キャリヤＣＡが第二ワンウェイクラッチＦ３によりケースＤｃに固定されてその回転速度が強制的にゼロで規制される。この場合、回転速度の順で一方側となる一体サンギヤＳに更に第一回転電機ＭＧ１の負方向のトルクＴＭ１が入力されると、回転速度の順で他方側となる第二リングギヤＲ２の回転速度は正方向に変化しようとすることになる。
【００９９】
第二電動走行モードでは、この状態で第二回転電機ＭＧ２が正方向のトルクＴＭ２を出力して正方向に回転する（図３を参照）。ここで、第二回転電機ＭＧ２が出力するトルクＴＭ２の大きさは、車両の走行抵抗に相当するトルクよりも小さい。このように、第一回転電機ＭＧ１は、負方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ１を出力すると共に、第二回転電機ＭＧ２は、正方向に回転しつつ車両の走行抵抗に相当するトルクよりも小さい正方向のトルクＴＭ２を出力する。これにより、第二リングギヤＲ２の回転速度が差動歯車装置ＤＧを介して正方向に変化しようとすると共に、出力軸Ｏの回転速度が負方向に変化しようとする。よって、第二リングギヤＲ２に対して出力軸Ｏが負方向に相対回転しようとしてワンウェイクラッチＦ２が係合状態となり、第二リングギヤＲ２と出力軸Ｏとが一体回転するように駆動連結される。このように、第二電動走行モードでは、第一回転電機ＭＧ１の負方向のトルクＴＭ１が差動歯車装置ＤＧにより逆転されつつ第一ワンウェイクラッチＦ２を介して第二リングギヤＲ２に伝達されると共に、第二回転電機ＭＧ２の正方向のトルクＴＭ２が出力軸Ｏに伝達される。これにより、車両を前進走行させる。この際、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、いずれもバッテリ２１に蓄電された電力を消費して力行する。なお、車両の減速時には、第二回転電機ＭＧ２は正方向に回転しつつ負方向のトルクＴＭ２を出力して回生制動を行い、発電する。
【０１００】
本実施形態では、このような第二電動走行モードを備えたことにより、大きな駆動力が要求される場合にも、第一回転電機ＭＧ１のトルクＴＭ１及び第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２により、内燃機関Ｅを停止させたままで適切に車両を走行させることができる。
【０１０１】
〔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。
【０１０２】
（１）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、「シリーズモード」、「スプリットモード」、「電動走行モード」、及び「内燃機関始動モード」の４つのモードを切替可能に備えている場合を例として説明した。また、上記第二の実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、これらに更に「第二電動走行モード」を加え、５つのモードを切替可能に備え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、ハイブリッド駆動装置Ｈが、少なくともシリーズモード（特に、シリーズ後進モード）を備えていれば好適であり、シリーズモード（シリーズ後進モード）を含み、かつ、上記４つ（又は５つ）のモードのうちの一部のモードのみを切替可能に備えた構成としたり、上記４つ（又は５つ）のモード以外の他のモードを更に切替可能に備えた構成としたりすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１０３】
（２）上記の各実施形態においては、ツーウェイクラッチＦ１の双方向係合状態でシリーズモード及び内燃機関始動モードが実現され、ツーウェイクラッチＦ１の解放状態でスプリットモード、電動走行モード（及び、第二の実施形態においては更に第二電動走行モード）が実現さ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、各モードを実現するためのツーウェイクラッチＦ１の状態は、解放状態、一方向係合状態、他方向係合状態、及び双方向係合状態のうちで、各モードにおいて第一リングギヤＲ１がとり得る回転速度との関係で適切な状態となっていれば良い。例えば、図３及び図１３の表に括弧書きで示すように、第一リングギヤＲ１が負方向に回転することを規制すべきモードである内燃機関始動モードではツーウェイクラッチＦ１を一方向係合状態とし、第一リングギヤＲ１が正方向に回転することを規制すべきモードであるシリーズモードではツーウェイクラッチＦ１を他方向係合状態とす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。なお、図３及び図１３の表には示していないが、第一リングギヤＲ１が正方向に回転することを許容すべきモードであるスプリットモード及び第二電動走行モードでツーウェイクラッチＦ１を一方向係合状態とし、第一リングギヤＲ１が負方向に回転することを許容すべきモードである（第一）電動走行後進モードでツーウェイクラッチＦ１を他方向係合状態とする構成とすることも可能である。
【０１０４】
（３）上記の各実施形態においては、図面を参照しながらツーウェイクラッチＦ１の具体的構成の一例について説明した。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、ツーウェイクラッチＦ１の具体的構成は適宜変更が可能であり、その他の構成のツーウェイクラッチを用いてハイブリッド駆動装置Ｈを構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１０５】
（４）上記の各実施形態においては、ツーウェイクラッチＦ１が、解放状態、一方向係合状態、他方向係合状態、及び双方向係合状態の４つの状態を切替可能に構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ツーウェイクラッチＦ１が、これら４つの状態のうち少なくとも３つの状態を切替可能に備えた構成とすると、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える各モードをそれぞれ容易かつ適切に実現することができるので好適である。この場合、（Ａ）解放状態、一方向係合状態、及び双方向係合状態の３つの状態を切替可能に備える構成、（Ｂ）解放状態、他方向係合状態、及び双方向係合状態の３つの状態を切替可能に備える構成、（Ｃ）解放状態、一方向係合状態、及び他方向係合状態の３つの状態を切替可能に備える構成、（Ｄ）一方向係合状態、他方向係合状態、及び双方向係合状態の３つの状態を切替可能に備える構成、等を採用することができる。
なお、ツーウェイクラッチＦ１が、上記４つの状態のうち２つの状態を切替可能に備えた構成とすることも可能である。この場合、（ａ）解放状態及び双方向係合状態の２つの状態を切替可能に備える構成、（ｂ）一方向係合状態及び他方向係合状態の２つの状態を切替可能に備える構成、等を採用することができる。
【０１０６】
（５）上記の実施形態においては、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成された第一差動歯車装置ＤＧ１及び第二差動歯車装置ＤＧ２が、第一サンギヤＳ１と第二サンギヤＳ２、及び第一キャリヤＣＡ１と第二キャリヤＣＡ２とが一体回転するように駆動連結されることにより、四要素の差動歯車装置ＤＧを形成し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、４つの回転要素を有して構成されていれば、差動歯車装置ＤＧの具体的な構成は適宜変更が可能である。
【０１０７】
（６）上記の各実施形態においては、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が、いずれも入力軸Ｉと同軸状に配置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、第一回転電機ＭＧ１のみが入力軸Ｉと同軸状に配置された構成とし、第二回転電機ＭＧ２と第一回転電機ＭＧ１とが異なる軸上に配置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。この場合のハイブリッド駆動装置Ｈの構成例を図１５に示している。図示の例では、第二差動歯車装置ＤＧ２の第二リングギヤＲ２に、出力部材としての出力ギヤＯ’がワンウェイクラッチＦ２を介して選択的に駆動連結される。出力ギヤＯ’が駆動連結されるカウンタギヤ機構Ｃには更に第二回転電機ＭＧ２が駆動連結され、これにより出力ギヤＯ’にはカウンタギヤ機構Ｃを介して第二回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。このハイブリッド駆動装置Ｈでは、出力ギヤＯ’に伝達されるトルク及び第二回転電機ＭＧ２のトルクＴＭ２の双方が、カウンタギヤ機構Ｃ及び出力用差動歯車装置ＤＦを介して車輪Ｗ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。なお、本実施形態では、第二ワンウェイクラッチＦ３は、軸方向では第一回転電機ＭＧ１及び２つの差動歯車装置ＤＧ１、ＤＧ２に対して内燃機関Ｅとは反対側に配置されている。
【０１０８】
（７）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】
【０１０９】
本発明は、内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、車輪及び第二回転電機に駆動連結される出力部材と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
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）
Ｏ’      出力ギヤ（出力部材）
ＭＧ１    第一回転電機
ＭＧ２    第二回転電機
ＤＧ      差動歯車装置
Ｓ１      第一サンギヤ（第一回転要素）
Ｓ２      第二サンギヤ（第一回転要素）
ＣＡ１    第一キャリヤ（第二回転要素）
ＣＡ２    第二キャリヤ（第二回転要素）
Ｒ１      第一リングギヤ（第三回転要素）
Ｒ２      第二リングギヤ（第四回転要素）
Ｄｃ      駆動装置ケース（非回転部材）
Ｆ１      ツーウェイクラッチ（回転規制装置）
Ｆ２      （第一）ワンウェイクラッチ（第一回転方向規制装置）
Ｆ３      第二ワンウェイクラッチ（第二回転方向規制装置）
【図１】
2011183947.tif 000003
【図２】
2011183947.tif 000004
【図３】
2011183947.tif 000005
【図４】
2011183947.tif 000006
【図５】
2011183947.tif 000007
【図６】
2011183947.tif 000008
【図７】
2011183947.tif 000009
【図８】
2011183947.tif 000010
【図９】
2011183947.tif 000011
【図１０】
2011183947.tif 000012
【図１１】
2011183947.tif 000013
【図１２】
2011183947.tif 000014
【図１３】
2011183947.tif 000015
【図１４】
2011183947.tif 000016
【図１５】
2011183947.tif 000017