(57)【要約】【課題】遊星歯車組からなるハイブリッド自動車の駆動装置において、高速走行における燃費の向上を図る。【解決手段】  入力軸１０、出力軸１２と、第１Ｍ／Ｇ９０、第２Ｍ／Ｇ９２と、第２出力メンバー４４を有するトルク分割遊星歯車４０と、第１遊星歯車群１６と、を備え、第１遊星歯車群１６が少なくとも４個の回転メンバーを有し、該回転メンバーを共通速度線図上に第１遊星歯車群１６の歯数比に応じた間隔で、一方から他方へ向かって順番に第１メンバー、第２メンバー、第３メンバー、第４メンバーとして横軸に沿って並べたとき、第１メンバーは入力軸１０と連結可能であり、第２メンバーは出力軸１２と連結可能であり、第３メンバーは静止部７４に固定可能であり、第４メンバーを第１モーター・ジェネレーター９０と連結し、出力軸１２の回転速度が第２出力メンバー４４よりも高くなる可変変速比を有した。【選択図】図１
2015036253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
該エンジンからの動力を受け入れ可能な入力軸と、
出力軸と、
第１モーター・ジェネレーターと、
第２モーター・ジェネレーターと、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸の回転速度を前記出力軸の回転速度へ変換する、トルク分割遊星歯車および第１遊星歯車群と、を備え、
前記トルク分割遊星歯車が、前記入力軸と連結した入力メンバーと、前記第２モーター・ジェネレーターと連結した第１出力メンバーと、前記第１遊星歯車群を介して前記出力軸に連結可能な第２出力メンバーを有し、
前記第１遊星歯車群が少なくとも４個の回転メンバーを有し、前記各回転メンバーの回転速度を幾何学的に表す共通速度線図上に、前記各回転メンバーを表す速度軸を、前記第１遊星歯車群の歯数比に応じた間隔で一方の端から他方の端へ向かって横軸に沿って並べ、該一方の端から順番に第１メンバー、第２メンバー、第３メンバー、第４メンバーとしたとき、
前記第１メンバーを前記第２出力メンバーと連結可能とし、
前記第２メンバーを前記出力軸と連結可能とし、
前記第３メンバーを静止部に固定可能とするとともに前記第２出力メンバーと連結可能とし、
前記第４メンバーを前記第１モーター・ジェネレーターと連結した構成であって、
前記出力軸の回転速度が前記第２出力メンバーよりも高くなる可変変速比を有するように構成したことを特徴とする自動車用駆動装置。
【請求項２】
前記入力軸と前記第４メンバーとを連結可能としたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用駆動装置。
【請求項３】
前記入力軸を前記静止部に固定可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用駆動装置。
【請求項４】
前記２メンバーが減速歯車を介して前記出力軸と連結可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用駆動装置。
【請求項５】
前記第１遊星歯車群が、第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１キャリアの、３つの回転要素を有する第１遊星歯車組と、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリアの、３つの回転要素を有する第２遊星歯車組から構成され、前記第１サンギヤが前記第１メンバーを構成し、前記第１キャリアと前記第２リングギヤとを連結して前記第２メンバーを構成し、前記第２キャリアと前記第１リングギヤとを連結して第３メンバーを構成し、前記第２サンギヤが前記第４メンバーを構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用駆動装置。
【請求項６】
前記第１遊星歯車群が、第１サンギヤと、第２サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤおよび前記第２サンギヤに噛み合った第１ピニオンと、該第１ピニオンおよび前記第１サンギヤに噛み合った第２ピニオンと、該第２ピニオンおよび前記第１ピニオンを軸支する第１キャリアとを有し、前記第１サンギヤが前記第１メンバーを構成し、前記第１リングギヤが前記第２メンバーを構成し、前記第１キャリアが前記第３メンバーを構成し、前記第２サンギヤが前記第４メンバーを構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用駆動装置。
【請求項７】
前記減速歯車が第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリアの、３つの回転要素を有する第３遊星歯車組であり、前記第３サンギヤが前記静止部に固定可能であり、前記第３リングギヤが前記第２メンバーと連結し、前記第３キャリアが前記出力軸と連結するとともに前記第２出力メンバーと連結可能であり、前記第３遊星歯車組を一体にする手段を有したことを特徴とする請求項４に記載の自動車用駆動装置。
【請求項８】
前記減速歯車が第２遊星歯車群であり、該第２遊星歯車群が少なくとも４個の回転メンバーを有し、前記共通速度線図上に、該一方の端から前記第１メンバー乃至第４メンバーに続いて順番に第５メンバー、第６メンバー、第７メンバー、第８メンバーとしたとき、前記第５メンバーは前記第２メンバーと連結し、前記第６メンバーは前記入力軸と連結可能であり、前記第７メンバーは記出力軸と連結され、前記第８メンバーは前記静止部に固定可能としたことを特徴とする請求項４に記載の自動車用駆動装置。
【請求項９】
前記第２遊星歯車群が、第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリアの、３つの回転要素を有する第３遊星歯車組と、第４サンギヤ、第４リングギヤ、第４キャリアの、３つの回転要素を有する第４遊星歯車組から構成され、前記第４リングギヤが前記第５メンバーを構成し、前記第４キャリアと前記第３リングギヤとを連結して前記第６メンバーを構成し、前記第３キャリアが前記第７メンバーを構成し、前記第３サンギヤと前記第４サンギヤとを連結して前記第８メンバーを構成したことを特徴とする請求項８に記載の自動車用駆動装置。
【請求項１０】
前記第１遊星歯車群が、第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１キャリアの、３つの回転要素を有する第１遊星歯車組と、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリアの、３つの回転要素を有する第２遊星歯車組から構成され、前記第１リングギヤが前記第１メンバーを構成し、前記第１キャリアと前記第２リングギヤとを連結して前記第２メンバーを構成し、前記第２キャリアと前記第１サンギヤとを連結して第３メンバーを構成し、前記第２サンギヤが前記第４メンバーを構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３および請求項８に記載の自動車用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）とモーターの２種類の動力源を有する、いわゆるハイブリッド自動車の駆動装置に関し、特にエンジンより入力される動力を、遊星歯車を介して出力軸へ伝達可能で、２個のモーター・ジェネレーター（以下、Ｍ／Ｇと記す）を備え、無段変速機（以下、ＣＶＴと記す）として無段変速機能を備えた複数の駆動モードを有する自動車用駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車用駆動装置として、本出願人が出願した、複数の遊星歯車組と２個のＭ／Ｇを備え、エンジンとＭ／Ｇとによるハイブリッド駆動する例がある（たとえば、特許文献１の図１０および図１３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２０１３−０２８６３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の自動車用駆動装置にあっては、駆動モードの切り替えを、クラッチやブレーキといった摩擦要素に頼らないで行うことができるという特徴と、ＣＶＴとして無段変速機能を備えた複数の駆動モードを有するが、トルク分割遊星歯車組の出力メンバーである、リングギヤ４４の回転速度を超える出力軸１２の回転速度を得る増速駆動においては、持続可能な駆動では変速比がほぼ固定され、可変変速比を有したＣＶＴ（無段変速機）の機能を有していないという問題があった。
すなわち、特許文献１の図１３は、Ｈ４モードにおいて第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度を停止または停止に近い低速回転させることにより、リングギヤ４４の回転速度を超える増速駆動が可能であるが、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の一方の発電量と他方の消費電力をバランスさせる持続可能な駆動において、ほぼ一定の変速比の駆動しか得られず、連続的に変速比が変化するＣＶＴの機能は有していない。
【０００５】
解決しようとする問題点は、出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４の回転速度を超える増速駆動においてＣＶＴの無段変速機能を有していない点である。
本発明の目的は、増速駆動においてＣＶＴとして無段変速機能を持たせて、高速走行において走行負荷や車速が変化しても、エンジンの回転速度を熱効率の高い領域に保つことを可能にし、高速走行時の燃費を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、エンジンと、該エンジンからの動力を受け入れ可能な入力軸と、出力軸と、第１モーター・ジェネレーターと、第２モーター・ジェネレーターと、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転速度を出力軸の回転速度へ変換する、トルク分割遊星歯車および第１遊星歯車群と、を備え、トルク分割遊星歯車が、入力軸と連結した入力メンバーと、第２モーター・ジェネレーターと連結した第１出力メンバーと、第１遊星歯車群を介して出力軸に連結可能な第２出力メンバーを有し、第１遊星歯車群が少なくとも４個の回転メンバーを有し、各回転メンバーの回転速度を幾何学的に表す共通速度線図上に、各回転メンバーを表す速度軸を、第１遊星歯車群の歯数比に応じた間隔で一方の端から他方の端へ向かって横軸に沿って並べ、該一方の端から順番に第１メンバー、第２メンバー、第３メンバー、第４メンバーとしたとき、第１メンバーを第２出力メンバーと連結可能とし、第２メンバーを出力軸と連結可能とし、第３メンバーを静止部に固定可能とするとともに第２出力メンバーと連結可能とし、第４メンバーを第１モーター・ジェネレーターと連結した構成であって、出力軸の回転速度が第２出力メンバーよりも高くなる可変変速比を有するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自動車用駆動装置は、出力軸の回転速度が、トルク分割遊星歯車の第２出力メンバーであるリングギヤ４４を超える変速比域において、ＣＶＴとして無段変速機能を有するので、特に高速走行においてエンジンの回転速度を熱効率の高い領域に保った運転が可能になり、燃費が向上するという効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図２】実施例１の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図３】実施例１の自動車用駆動装置における共通速度線図である。
【図４】実施例１の自動車用駆動装置における他の共通速度線図である。
【図５】本発明の実施例２に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図  である。
【図６】実施例２の自動車用駆動装置における共通速度線図である。
【図７】本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図８】実施例３の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図９】実施例３の自動車用駆動装置における共通速度線図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図１１】実施例４の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図１２】実施例４の自動車用駆動装置における共通速度線図である。
【図１３】実施例４の自動車用駆動装置における他の共通速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る自動車用駆動装置を、各実施例に基づき図とともに説明する。
なお、以下の各実施例では、実施例１と同様の構成で実質的に同じ部分については同じ符号を付し、作動も含めてそれらの説明を省略する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例１に係る自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
実施例１の自動車用駆動装置は、エンジン１から駆動される入力軸１０と、該入力軸１０と同軸心上に設けられた出力軸１２を備えている。
出力軸１２は図示しない差動装置などを介して自動車の車輪を駆動する。
入力軸１０と出力軸１２との間には、第１遊星歯車組２０、第２遊星歯車組３０の２つの遊星歯車組からなる第１遊星歯車群１６と、トルク分割遊星歯車４０と、が配置してある。
第１遊星歯車組２０と、第２遊星歯車組３０、トルク分割遊星歯車４０は、いずれも一般的にシングルピニオン型と呼ばれるもので、それぞれが同様の構成になっている。
【００１１】
すなわち、第１遊星歯車組２０は、第１サンギヤ２２と、第１リングギヤ２４と、第１サンギヤ２２および第１リングギヤ２４に噛み合った複数の第１ピニオン２６を回転自在に軸支する第１キャリア２８と、の３つの回転要素で構成され、第２遊星歯車組３０は、第２サンギヤ３２と、第２リングギヤ３４と、第２サンギヤ３２および第２リングギヤ３４に噛み合った複数の第２ピニオン３６を回転自在に軸支する第２キャリア３８と、の３つの回転要素で構成され、トルク分割遊星歯車４０は、サンギヤ４２と、リングギヤ４４と、サンギヤ４２およびリングギヤ４４に噛み合った複数のピニオン４６を回転自在に軸支するキャリア４８と、の３つの回転要素で構成されている。
【００１２】
次に、上記各回転要素と他の回転メンバーとの連結関係を説明する。
はじめに、トルク分割遊星歯車４０について説明する。
本発明の入力メンバーを構成するキャリア４８は、入力軸１０と連結している。本発明の第１出力メンバーを構成するサンギヤ４２は第２Ｍ／Ｇ９２と連結している。本発明の第２出力メンバーを構成するリングギヤ４４は、後述する第１遊星歯車群１６を介して出力軸１２と連結可能である。
【００１３】
続いて、第１遊星歯車群１６について説明する。
本発明の第１メンバーを構成する第１サンギヤ２２は第１スリーブ７０を介してリングギヤ４４と連結可能である。すなわち、第１スリーブ７０はリングギヤ４４と回転方向に一体であり、図示しないシフトフォークにより軸方向に移動可能な第１操作部材４８ａにより移動する。第１スリーブ７０を右側へ移動することでこれとドッグ歯２２ａと噛み合わせて、第１サンギヤ２２とリングギヤ４４とを連結する。第１操作部材４８ａはキャリア４８に設けた孔４８ｂを通って、第１スリーブ７０を操作する。
【００１４】
本発明の第２メンバーを構成する、互いに連結された第１キャリア２８と第２リングギヤ３４とは出力軸１２と連結している。
本発明の第３メンバーを構成する、互いに連結された第１リングギヤ２４と第２キャリア３８とは、ロック機構８２によりケース（静止部）７４に固定可能であるとともに、第２スリーブ７２を介してリングギヤ４４と連結可能である。すなわち、ロック機構８２は一般的な自動変速機におけるパーキングロック機構のように第１リングギヤ２４に設けたドッグ歯２４ａを機械的に固定するようになっている。
また、第２スリーブ７２はリングギヤ４４と回転方向に一体で、第２操作部材９０ｃにより左右に移動可能であり、右側へ移動するとドッグ歯３８ａと噛み合い、第２キャリア３８と連結する。第２操作部材９０ｃは後述する第１Ｍ／Ｇ９０に設けた孔９０ｄを通って、第２スリーブ７２を操作する。
【００１５】
本発明の第４メンバーを構成する第２サンギヤ３２は第１Ｍ／Ｇ９０と連結され、第３スリーブ７３を介して入力軸１０と連結可能である。すなわち、第３スリーブ７３はキャリア４８と回転方向に一体であり、図示しないシフトフォークで右に移動することで、ドッグ歯９０ｂと噛み合って第１Ｍ／Ｇ９０と連結する。
【００１６】
また、第２サンギヤ３２と第１Ｍ／Ｇ９０は第２スリーブ７２を介してリングギヤ４４とも連結可能になっている。すなわち、前述した第２スリーブ７２が左側へ移動することで、ドッグ歯９０ａと噛み合って第１Ｍ／Ｇ９０とリングギヤ４４が連結される。
そして、第３スリーブ７３を左側へ移動することで、ドッグ歯７４ａと噛み合ってキャリア４８をケース７４に固定可能になっている。
【００１７】
次に、図１に示した自動車用駆動装置の作動を、図２に示した作動表と図３、図４に示した共通速度線図を参照しながら説明する。
図２の作動表において、縦方向にはこれから説明する各走行モードと、該走行モードに対応する各駆動モードをそれぞれ割り当て、横方向にはスリーブやロック機構などの締結要素をそれぞれ割り当ててある。すなわち、第１スリーブ７０を「Ｓ１」、第２スリーブ７２を「Ｓ２」、第３スリーブ７３を「Ｓ３」、ロック機構８２を「Ｌ」とした。
表中の○印は第１スリーブ７０などの締結要素における係合を表しており、矢印は第２スリーブ７２、第３スリーブ７３の移動方向を表している。
また、括弧でくくった矢印は、移動することもあることを表す。
【００１８】
ここで図３、図４に示す共通速度線図について説明する。
なお、本発明の自動車用駆動装置はＣＶＴとして無段変速機能を発揮するので、図３、図４の共通速度線図で示しているのはハイブリッド自動車（ＨＶ）としての走行する場合の一部の代表的な駆動状態である。
共通速度線図は、縦方向が入力軸１０の回転速度を１とした場合を基本として、各回転メンバーの回転速度を表し、横方向は、第１遊星歯車組２０と第２遊星歯車組３０、トルク分割遊星歯車４０の、各歯数比に応じた間隔に各回転メンバーをそれぞれ割り振って、回転メンバーごとに縦線で速度軸を描いてある。
共通速度線図は、左側にトルク分割遊星歯車を構成するトルク分割遊星歯車４０を、右側に第１遊星歯車群１６を描いている。第１遊星歯車群１６は左側から順に、本発明の第１乃至第４の各回転メンバーを並べている。
【００１９】
共通速度線図の各速度軸上方に書いた記号は、サンギヤはＳ、リングギヤはＲ、キャリアはＣで、またその後の英字ｔ、数字１、２は、それぞれの属する遊星歯車の記号を、トルク分割遊星歯車４０の場合はｔで、第１遊星歯車組２０、第２遊星歯車組３０の場合は１、２で表し、例えばＳ１、Ｒ１、Ｃ１は、それぞれ第１サンギヤ２２、第１リングギヤ２４、第１キャリア２８を表すようになっている。
ここで、共通速度線図を描くのに用いた各遊星歯車組の歯数比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）αは、第１遊星歯車組２０をα１、第２遊星歯車組３０をα２、トルク分割遊星歯車４０をαｔとした場合であり、以下、トルクの計算もそれを基に説明する。
各回転メンバーを表す縦線は、それぞれの縦線間の下方に記したように、上記の歯数比に応じた間隔で配置してある。
【００２０】
共通速度線図は、各回転メンバーの縦線と速度線（太線）との交点の縦方向高さが、それぞれの回転メンバーの回転速度を表す。
したがって、出力軸１２の回転速度は、「Ｃ１」および「Ｒ２」で示した第２メンバーの縦線と、太線で描いた速度線との交点の縦方向位置であり、これと入力軸１０の回転速度１との比を速度比として、共通速度線図から幾何学的に計算して求めることができる。
【００２１】
なお、図示は省略するが、図１に示した自動車用駆動装置は、これを作動させるため、必要に応じてバッテリー、各種センサ、コントローラー、インバーター、シフトレバー、アクチュエーターなどを備えており、以下の作動はコントローラーの指示に基づいて行われる。
なお、以下の説明ではエンジン１の回転方向と同じ方向の回転を「正回転」、それと逆の回転を「逆回転」と定義して説明する。
【００２２】
はじめに、バッテリーに蓄えた電力のみを動力源として、電気自動車（ＥＶ）として走る、ＥＶ走行について説明する。なお、ＥＶ走行時の共通速度線図は省略する。
前進のＥＶ走行は第１スリーブ７０をドッグ歯２２ａと噛み合わせるが、第３スリーブ７３を左側へ移動してキャリア４８をケース７４に固定したＥ１モードおよびＥ２モードと、第３スリーブ７３を図１に示す中立位置とした場合のＥ３モードおよびＥ４モードに分けられる。
すなわち、キャリア４８をケース７４に固定したＥ１モードとＥ２モードは、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の両者による駆動が可能であり、Ｅ３モードとＥ４モードは第２Ｍ／Ｇ９０のみによる駆動である。
【００２３】
はじめにＥ１モードは、ロック機構８２により第１リングギヤ２４と第２キャリア３８をケース７４に固定して行われる。第１Ｍ／Ｇ９０のトルクＴｍ１は第２遊星歯車組３０によって逆転減速駆動されて出力軸１２を駆動し、第２Ｍ／Ｇ９２のトルクＴｍ２はトルク分割遊星歯車４０による逆転減速駆動されて第１サンギヤ２２に伝達されて、第１遊星歯車組２０でも減速されて出力軸１２を駆動する。
したがって、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２は逆回転することで駆動し、出力軸１２のトルクはＴｍ１／α２＋Ｔｍ２（１＋α１）／（α１・αｔ）である。
【００２４】
続いてＥ２モードは、ロック機構８２の係合を解除して、第２スリーブ７２がドッグ歯３８ａと噛み合うことで駆動する。
第１スリーブ７０をドッグ歯２２ａと、第２スリーブ７２をドッグ歯３８ａと、それぞれ噛み合わせることで第１遊星歯車群１６は一体になってリングギヤ４４と連結される。これにより第１Ｍ／Ｇ９０は出力軸１２と直結されて正回転し、第２Ｍ／Ｇ９２はトルク分割遊星歯車４０による逆転減速駆動である。これにより、出力軸１２のトルクはＴｍ１＋Ｔｍ２／αｔである。
【００２５】
次に、Ｅ３モードとＥ４モードは、上記のようにキャリア４８の固定がないので、Ｅ１モードとＥ２モードから第２Ｍ／Ｇ９２のトルクを除いた駆動になる。
したがって、Ｅ３モードにおける出力軸１２のトルクはＴｍ１／α２であり、Ｅ４モードでの出力軸１２のトルクはＴｍ１である。
Ｅ３モードとＥ４モードにあって第２Ｍ／Ｇ９２は空転する。
【００２６】
次に後進のＥＲモードは、後述のＨＲモードへの切替えを考慮して、第２スリーブ７２を左側へ移動してリングギヤ４４と第１Ｍ／Ｇ９０とを連結して行う。
後進でも第３スリーブ７３によりキャリア４８を固定すると、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の両者での駆動が可能であり、第１Ｍ／Ｇ９０、第２Ｍ／Ｇ９２をともに正回転させて後進駆動を行う。このときの出力軸１２のトルクは、−Ｔｍ１／α２−Ｔｍ２／（α２・αｔ）である。
また、作動表に記載していないが、後進で第３スリーブ７３を中立とした場合は第１Ｍ／Ｇ９０のみの駆動になり、出力軸１２のトルクは、−Ｔｍ１／α２である。
【００２７】
ＥＶ走行において、キャリア４８を固定した場合の駆動は、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の両者での駆動で大きな駆動トルクを得ることができ、バッテリーの電力量に余裕がある場合に適しており、キャリア４８を固定しない駆動は、バッテリーの電力量が少なく、後述のＨＶ走行と交互に切替えながら走行するのに適している。
【００２８】
また、上記は自動車を駆動する場合の説明であるが、自動車を制動する場合には、Ｅ１乃至Ｅ４の各駆動モードに応じて第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２に発電させてバッテリーに充電し、次の発進、加速の際にこの電力を使う、いわゆるエネルギー回生を行って燃費を向上することができる。
【００２９】
次に、エンジン１を始動して、該エンジン１と第１Ｍ／Ｇ９０、第２Ｍ／Ｇ９２とを併用してハイブリッド自動車（ＨＶ）として駆動する、ＨＶ走行について説明する。
ＨＶ走行は、バッテリーの充電量が少なくなった場合の一般走行や、ＥＶ走行では得られない大きな駆動力を要する加速または登坂、および高速走行等において用いる。
【００３０】
ＨＶ走行においては、基本的にエンジン１の動力で第１Ｍ／Ｇ９０、第２Ｍ／Ｇ９２の一方が発電した電力を全て他方へ供給して駆動するが、必要に応じてバッテリーの電力も使って第１Ｍ／Ｇ９０に加勢させることができる。また、第２Ｍ／Ｇ９２が発電した電力でバッテリーを充電することもできる。
ＨＶ走行にはＨ１モード乃至Ｈ５モードの５種類の異なる駆動モードがあり、自動車の走行条件に応じて最適な駆動モードを選択することができる。
【００３１】
はじめにエンジン１の始動について説明する。
車両が停止した状態におけるエンジン１の始動は、続くＨＶ走行への切り替えに備えてＨ１モードと同じ締結、すなわちロック機構８２により第１リングギヤ２４と第２キャリア３８を固定し、第１スリーブ７０により第１サンギヤ２２とリングギヤ４４とを連結した状態で行う。
この状態で第２Ｍ／Ｇ９２に正回転方向のトルクを出させると、エンジン１は減速駆動されて回転する。そこで、燃料供給や点火動作などの一般的な方法でエンジン１が始動する。
この際に、リングギヤ４４および第２サンギヤ２２に逆回転方向のトルクが作用するので、これを相殺するように第１Ｍ／Ｇ９０に上記したＥ３モードと同様にトルクを出させる。
なお、走行中におけるエンジン１の始動は、上記したＥＶ走行において第２Ｍ／Ｇ９２に正回転方向のトルクを出させて行うことができる。
【００３２】
次に自動車の発進からＨ１モードへ切替えは、上記したエンジン１を始動した締結関係において行う。
これは前記したＥ３モードと同じ締結であり、通常は第１Ｍ／Ｇ９０の駆動によるＥ３モードで発進し、続いて適切な車速に達した段階で、上記のように第２Ｍ／Ｇ９２に正回転方向のトルクを出させてエンジン１を回転させて始動し、Ｈ１モードに移行する。
エンジン１が始動した後は、エンジン１のトルクＴｅがトルク分割遊星歯車４０によって分割され、サンギヤ４２と連結した第２Ｍ／Ｇ９２にはＴｅ・αｔ／（１＋αｔ）のトルクが、リングギヤ４４と連結した第１サンギヤ２２にはＴｅ／（１＋αｔ）のトルクが、それぞれ伝達される。
【００３３】
第１サンギヤ２２に伝達されたトルクは第１遊星歯車組２０で減速されて出力軸１２を駆動する。一方、第２Ｍ／Ｇ９２は上記トルクで発電して、この電力を第１Ｍ／Ｇ９０に供給してこれにトルクＴｍ１で逆回転方向に回転させ、第２遊星歯車組３０で逆転減速して出力軸１２を駆動する。
これらにより、出力軸１２のトルクは、Ｔｅ（１＋α１）／α１（１＋αｔ）＋Ｔｍ１／α２である。このとき、第１遊星歯車群１６に作用する反力トルクはロック機構８２にかかる。
【００３４】
Ｈ１モードでは前述のように、第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力と第１Ｍ／Ｇ９０の消費電力がバランスすることが基本であるが、第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力の一部をバッテリーの充電に回すことも可能であるし、逆にバッテリーから第１Ｍ／Ｇ９０に追加供給することも可能である。
入力軸１０の回転速度が一定とした場合に、サンギヤ４２に連結した第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度は自動車を駆動する負荷に応じて無段階に変化し、それと連動して出力軸１２、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度も変化するので、いわゆるＣＶＴとして無段変速機能を発揮する。
すなわち、トルク分割遊星歯車４０は入力軸１０の回転速度が一定とした場合、自動車が低速時にあっては出力軸１２と連動するリングギヤ４４の回転速度は低く、第２Ｍ／Ｇ９２と連結したサンギヤ４２の高く推移し、自動車の速度の上昇とともにリングギヤ４４の回転速度は上がり、サンギヤ４２の回転速度は下降するように変化する。
したがって、エンジン１の出力や回転速度を一定として第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力を全て第１Ｍ／Ｇ９０に供給するとしたら、出力軸１２のトルクはその回転速度とともに変化する。
【００３５】
続いて、図３の共通速度線図において、Ｈ１と添え書きして実線で描いた速度線のＨ１モードからＨ２モードを経て破線で描いたＨ３と添え書きＨ３モードへ、出力軸１２とエンジン１の回転速度を変化させないで切り替える場合について説明する。
図３では実線と破線のみ描いてあるが、実際は実線から破線へ無段階に変化する。その変化の途中がＨ２モードである。
なお、図３は代表例であり、切り替え前後のサンギヤ４２およびリングギヤ４４の回転速度は必ずしも図示と同じではない。
【００３６】
まず、Ｈ１モードで逆回転方向に駆動していた第１Ｍ／Ｇ９０を、正回転方向のトルクに切り替える。すると、ロック機構８２に作用していた反力トルクを０（ゼロ）にすることができるので、その状態でロック機構８２の係合を解除するとＨ２モードに切り替わる。
Ｈ２モードでは第１サンギヤ２２と第２サンギヤ３２とで出力軸１２が駆動される。
このとき、第１サンギヤ２２のトルクはＴｅ／（１＋αｔ）であり、出力軸１２のトルクは、Ｔｅ｛α１（１＋α２）＋α２｝／α１（１＋α２）（１＋αｔ）になる。
【００３７】
Ｈ２モードで、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を上げていくと、やがて第１サンギヤ２２と第２サンギヤ３２の回転速度が同じになる。ここで第２スリーブ７２を右に移動してリングギヤ４４と第２サンギヤ３２とを連結すると、第１遊星歯車群１６全体が一体になり、破線で描いた速度線のＨ３モードに切り替わる。
Ｈ３モードでの出力軸１２のトルクは、Ｔｅ／（１＋αｔ）＋Ｔｍ１である。
Ｈ３モードもＨ１モードと同様に、エンジン１の出力や回転速度を一定として第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力を全て第１Ｍ／Ｇ９０に供給するとした場合には、出力軸１２のトルクはその回転速度の上昇とともに低下する。
【００３８】
つぎに、Ｈ３モードからＨ４モード、Ｈ５モードへの切替えを説明する。
Ｈ３モードにおいて第１Ｍ／Ｇ９０のトルクを変化させて、第１スリーブ７０に作用するトルクを０にして、これの係合を解除すると、出力軸１２の回転速度を変化させずに第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を変化させることができる。そして、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を入力軸１０と同じにしたところで第３スリーブ７３を係合すると、Ｈ４モードに移行する。さらに、第３スリーブ７３の係合を解除して第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を下げていくとＨ５モードに移行する。
【００３９】
図４の共通速度線図でＨ３モードとＨ４モード、Ｈ５モードの違いを説明する。
図４においては、左側のトルク分割遊星歯車４０でＨ３、Ｈ４、Ｈ５と添え書きした速度線は、比較のためＨ３モード、Ｈ４モード、Ｈ５モードともに同じとした状態で描いている。右側の第１遊星歯車群１６にあっては、実線で描いたＨ３モードと破線のＨ４モードおよび一点鎖線のＨ５モードが描いてあり、Ｈ３モードとＨ４モード、Ｈ５モードで出力軸の回転速度（Ｃ１―Ｒ２の縦軸上に示された交点の高さ）が異なっていることがわかる。
つまり、Ｈ４モードにあっては、出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４よりも高くなっていることを示している。
【００４０】
図４に描いたＨ４モードは、サンギヤ４２が停止している状態を示しているが、実際は回転している場合が一般的である。そして、第２Ｍ／Ｇ９２が正回転している場合と、逆回転している場合で、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の発電と駆動の関係が逆転する。すなわち、第２Ｍ／Ｇ９２が正回転している場合は、第２Ｍ／Ｇ９２が発電して第１Ｍ／Ｇ９０が駆動し、第２Ｍ／Ｇ９２が逆回転している場合はその逆の関係になり、自動車が高速走行しているときにエンジン１が比較的低速回転で駆動する。
Ｈ４モードも、エンジン１の出力や回転速度を一定として第２Ｍ／Ｇ９２と第１Ｍ／Ｇ９０の発電電力と駆動電力をバランスさせた駆動において、出力軸１２のトルクはその回転速度とともに変化し、いわゆるＣＶＴとしての無段変速駆動を行う。
【００４１】
一方、Ｈ５モードは、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の一方が発電し他方が駆動するが、発電電力と駆動電力をバランスさせると、両者の回転速度は大きく違わない速度になり、Ｈ１モード、Ｈ３モード、Ｈ４モードと違って、ＣＶＴとしての機能は有しているとは言えない。しかし、高速走行においてエンジン１の回転速度をＨ４モードよりも低く保つことができる。
【００４２】
次に、高速走行において駆動力を要しないような場合に、エンジン１を停止する作動を説明する。この場合、上記したＨ４モードにおいて出力軸１２の回転速度を１としてエンジン１を停止すると、共通速度線図でＨ４ｂと添え書きした二点鎖線の速度線になる。このとき、第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度は、Ｈ３モードでエンジン１を停止した場合に比べて大幅に低い。
さらに再びエンジン１を始動する際に、第１Ｍ／Ｇ９０とエンジン１とが直結しているため、第１Ｍ／Ｇ９０でエンジン１を回転させることで始動できる。したがって、出力軸１２のトルクに影響を与えないでエンジン１の始動が可能である。
【００４３】
上記したように、各駆動モードの切替えにおいて、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を変化させることで、Ｈ１モードからＨ２モードを経てＨ３モードおよびＨ４モード、Ｈ５モードに移行するので、変速ショックを生ずることなくＨ１モードからＨ４モードへの移行ができる。
【００４４】
以上が実施例１の作用であるが、実施例１では以下のような効果を得ることができる。
まず、従来例（特許文献１参照）にあっては、出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４を上回るようにすることは可能であったが、上記のＨ５モードで説明したように、第１Ｍ／Ｇ９０と第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力と駆動電力とをバランスさせての駆動はほぼ一定の変速比でしかできなかった。
【００４５】
しかし、本発明の実施例１にあっては、Ｈ４モードにおいて出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４を上回る変速比域にあって、出力軸１２の回転速度や負荷が変化しても、エンジン１の回転速度を熱効率が高い領域に保つことができるので、特に高速走行における燃費の向上が期待できる。
【００４６】
また、高速走行において駆動力を要しないが制動はしたくない場合に、エンジン１を停止して第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度を低く保つことが容易であり、しかもエンジン１の再始動がスムーズにできるというメリットがある。
すなわち、高速走行中にエンジン１を停止した場合に、第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度が従来例よりも低いので、より高速においてエンジン１を停止することが可能になり、結果として燃費の向上につながる。
【実施例２】
【００４７】
次に、本発明の実施例２の自動車用駆動装置につき説明する。
図５は、本発明の実施例２に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
【００４８】
実施例２における実施例１との違いは、第１遊星歯車群１６の構成が異なることである。すなわち、実施例２にあっては第１遊星歯車群１６が一般的にラビニヨウ型と呼ばれる複合遊星歯車になっている。具体的には、第１サンギヤ２２と第２サンギヤ３２と、第１リングギヤ２４とを有して、該第１リングギヤ２４および第２サンギヤ３２と噛み合った複数の第２ピニオン２６ｂと、該第２ピニオン２６ｂおよび第１サンギヤ２２と噛み合った複数の第１ピニオン２６ａと、それら第１ピニオン２６ａおよび第２ピニオン２６ｂを軸支する第１キャリア２８と、から構成されている。
【００４９】
このため、第１乃至第４メンバーを構成する要素が実施例１の場合と異なる。
すなわち、第１サンギヤ２２は本発明の第１メンバーを、第１リングギヤ２４は本発明の第２メンバーを、第１キャリア２８は本発明の第３メンバーを、第２サンギヤ３２は本発明の第４メンバーを、それぞれ構成する。
第１乃至第４の各回転メンバーとその他の回転メンバーとの連結関係は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００５０】
続いて実施例２の作動を説明する。
実施例２の作動は、作動表も含めて実施例１と同様であるので詳細な説明は省略するが、共通速度線図は以下のようになる。
図６に示した共通速度線図は実施例１における図３に相当するが、第１遊星歯車群１６（右側）の上方に記した回転メンバーの符号と、下方に記したように歯数比の関係が実施例１と異なる。
【００５１】
詳細の説明は省略するが、本発明の実施例２にあっても、Ｈ４モードにおいて出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４を上回る変速比域にあってＣＶＴとして無段変速機能を有して、出力軸１２の回転速度や負荷が変化しても、エンジン１の回転速度を熱効率が高い領域に保つことができるので、特に高速走行における燃費の向上が期待できる。
【００５２】
また、高速走行においてエンジン１を停止して第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度を低く保つことが容易かつスムーズにできるというメリットも実施例１と同様であり、燃費の向上が可能である。
これら実施例１と実施例２のように、第１遊星歯車群１６の構成は異なっても、第１遊星歯車群１６が少なくとも４つの回転メンバーを有するものであれば同様の機能を発揮することができる。
【実施例３】
【００５３】
次に、本発明の実施例３の自動車用駆動装置につき説明する。
図７は、本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
実施例３は、トルク分割遊星歯車４０および第１遊星歯車群１６に加えて、本発明の減速歯車を構成するシングルピニオン型の第３遊星歯車組５０を有することが実施例１と異なる。
【００５４】
はじめに第１遊星歯車群１６は、実施例１と同様にいずれもシングルピニオン型の第１遊星歯車組２０と第２遊星歯車組３０とで構成されるが、第１乃至第４の各メンバー構成が異なる。すなわち、第１リングギヤ２４は本発明の第１メンバーを、互いに連結した第１キャリア１８と第２リングギヤ３４は本発明の第２メンバーを、互いに連結した第１サンギヤ２２と第２キャリア３８は本発明の第３メンバーを、第２サンギヤ３２は本発明の第４メンバーを、それぞれ構成している。
【００５５】
第１メンバーを構成する第１リングギヤ２４は第１スリーブ７０を介してリングギヤ４４と連結可能である。なお、第１スリーブ７０を操作する第１操作部材２８ａは、実施例１で説明したのと同様に第１キャリア２８に形成した孔２８ａを通って操作する。
【００５６】
第２メンバーを構成する第１キャリア２８と第２リングギヤ３４は、後述する第３遊星歯車組５０を介して出力軸１２と連結可能である。
第３メンバーを構成する第１サンギヤ２２と第２キャリア３８は、第４スリーブ８０を介してケース７４への固定と、リングギヤ４４との連結が選択可能である。
すなわち、第４スリーブ８０は第２キャリア３８と回転方向は一体で、軸方向に移動可能であり、図５は中立位置で描いてあるが、これを左側へ移動するとケース７４のドッグ歯７４ａと連結し、右側へ移動するとリングギヤ４４のドッグ歯４４ａと連結する。
【００５７】
第４メンバーを構成する第２サンギヤ３２は、第１Ｍ／Ｇ９０と連結するとともに、第２スリーブ７２を介してリングギヤ４４または入力軸１０と選択的に連結可能である。
すなわち、第２スリーブ７２は第１Ｍ／Ｇ９０と回転方向が一体で、かつ軸方向に移動可能であり、図７は中立位置で描いてあるが、これを右側へ移動するとリングギヤ４４に形成したドッグ歯４４ｂと噛み合い、左側へ移動するとキャリア４８に形成したドッグ歯４８ａと噛み合い入力軸１０と連結する。
【００５８】
つづいて、第３遊星歯車組５０は以下のような構成と連結関係になっている。
すなわち、第３遊星歯車組５０は、第３サンギヤ５２と、第３リングギヤ５４と、第３サンギヤ５２および第３リングギヤ５４に噛み合った複数の第４ピニオン５６を回転自在に軸支する第３キャリア５８と、の３つの回転要素で構成されている。
第３サンギヤ５２は、これと回転方向に一体で軸方向に移動可能な第３スリーブ７３を有している。第３スリーブ７３は、右側へ移動するとケース７４に形成したドッグ歯７４ｂと噛み合って第３サンギヤ５２を固定可能であり、左側へ移動すると第３リングギヤ５４に形成したドッグ歯５４ｂと噛み合って第３遊星歯車組５０を一体化することができる。
第３リングギヤ５４は本発明の第２メンバーと連結しており、第３キャリア５８は出力軸１２と一体であるとともに、前述の第１スリーブ７０を介してリングギヤ４４と連結可能である。すなわち、第１スリーブ７０を右側へ移動するとドッグ歯５８ａと噛み合う。
【００５９】
続いて実施例３の作動を説明する。
実施例３の作動は、図８に示す作動表と図９に示す共通速度線図を参考に説明する。
図８の作動表は、ＨＶ走行の各駆動モードのみを描いてあるが、図示していないＥＶ走行はエンジン１が回転しているか否かがＨＶ走行との違いであり、実質的に図８の作動表はエンジン１が回転していないＥＶ走行をも表している。
図９の共通速度線図は、後述するＨ３モードからＨ４モードへの切り替えを示している。
【００６０】
各駆動モードを簡単に説明すると、Ｈ１モードとＨ３モードは第１遊星歯車群１６の第２メンバーのトルクを第３遊星歯車組５０で減速して出力軸１２に伝達する。
Ｈ１モードでは、リングギヤ４４から第１リングギヤ２４に伝達されたトルクは、第１遊星歯車組２０により減速されて第２メンバーに伝わるが、その減速比は１＋α１である。このとき、第１Ｍ／Ｇ９０のトルクも第２遊星歯車組３０で逆転減速されて第２メンバーに伝わるが、その減速比は実施例１と同じ−１／α２である。
したがって、第３遊星歯車組５０の歯数比をα３とすると、出力軸１２のトルクは｛Ｔｅ（１＋α１）／（１＋αｔ）＋Ｔｍ１／α２｝（１＋α３）である。
【００６１】
つづくＨ２モードを経てＨ３モードへは、実施例１で説明したのと基本的に同様の方法で切り替える。ただ、第１遊星歯車群１６を一体にするのは、第１スリーブ７０が第１リングギヤ２４と連結しているのに加えて、第４スリーブ８０により第１サンギヤ２２とリングギヤ４４とを連結することで行う。
第１遊星歯車群１６が一体になることによりＨ３モードにおける出力軸１２のトルクは、実施例１に対して第３遊星歯車組５０による減速が加わって、｛Ｔｅ／（１＋αｔ）＋Ｔｍ１｝（１＋α３）である。
【００６２】
次にＨ３モードからＨ４モードへの切り替えを、図８の作動表と図９の共通速度線図を参照しながら説明する。
図９の共通速度線図において、Ｈ３と添え書きした破線の速度線は、Ｈ３モードにおいて第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度が低速になった状態であり、第１遊星歯車群１６が一体であるので速度線は水平であり、第３遊星歯車組５０で減速している。
この状態から出力軸１２の回転速度を変化させずに、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を下げる方向のトルクを出させて、第１スリーブ７０と第１リングギヤ２４との間のトルクを０にして、この係合を外して、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を下げる。やがて第１遊星歯車群１６の速度線がＨ３’と添え書きした一点鎖線で示したＨ３’モードになるとともに、第３遊星歯車４０は、入力軸１０の回転速度は変化しないで、サンギヤ４２すなわち第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度が上がり、リングギヤ４４の回転速度が下がるように変化する。そして、リングギヤ４４と出力軸１２の回転速度が揃った時点で第１スリーブ７０を右側へ移動して、両者を連結するとＨ４モードに切り替わる。
Ｈ４モードはリングギヤ４４と出力軸１２が直結される駆動であり、出力軸１２のトルクは、Ｔｅ／（１＋αｔ）＋Ｔｍ１である。
【００６３】
続くＨ５モードは実施例１におけるＨ４モードと同じであり、実施例３にあってはＨ４モードからＨ４’モードを経てＨ５モードに移行するが、その切り替えは実施例１におけるＨ３モードからＨ４モードへの切り替えと同様であるので説明を省略する。
以上の、Ｈ１モード乃至Ｈ５モードにおいて、第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力と第１Ｍ／Ｇ９０の駆動電力がバランスしている状態でリングギヤ４４の回転速度が無段階に変化可能であるので、全体としてＣＶＴとして機能する。
【００６４】
つづくＨ６モードは、実施例１におけるＨ５モードと同じであり、Ｈ５モードからＨ６モードへの切り替えも実施例１におけるＨ４モードからＨ５モードへの切り替えと同様であるので説明を省略するが、その機能も実施例１と同様であり、第２Ｍ／Ｇ９２の発電電力と第１Ｍ／Ｇ９０の駆動電力がバランスしている状態では、ほぼ一定の変速比である。
【００６５】
実施例３にあっても、Ｈ５モードにおいて出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４を上回る変速比域にあってＣＶＴとして無段変速機能を有して、出力軸１２の回転速度や負荷が変化しても、エンジン１の回転速度を熱効率が高い領域に保つことができるので、特に高速走行における燃費の向上が期待できる。
また、Ｈ５モードにあっては、高速走行においてエンジン１を停止して第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度を低く保つことが容易かつスムーズにできるというメリットも実施例１と同様であり、燃費の向上が可能である。
【実施例４】
【００６６】
次に、本発明の実施例４の自動車用駆動装置につき説明する。
図１０は、本発明の実施例４に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
実施例４は、第１遊星歯車群１６に加えて、本発明の減速歯車を構成する第２遊星歯車群１８を備えていることが、実施例１と異なる。
【００６７】
はじめに第１遊星歯車群１６は、連結関係を含めて実施例３と同様であるので詳細の説明を省略する。なお、第１リングギヤ２４は第１スリーブ７０によりリングギヤ４４と連結可能であり、本発明の第２メンバーは第２遊星歯車群１８を介して出力軸１２と連結可能である。
【００６８】
続いて第２遊星歯車群１８は、出力軸１２と第１遊星歯車群１６との間に設けられ、いずれも実施例１で説明した第１遊星歯車群１６と同様なシングルピニオン型の第３遊星歯車組５０と第４遊星歯車組６０とで構成され、第３キャリア５８および第４キャリア６８は、複数のピニオン５６、６６をそれぞれ回転自在に軸支する。
【００６９】
第２遊星歯車群１８の各回転メンバーは以下のような連結関係になっている。
本発明の第５メンバーを構成する第４リングギヤ６４は、第１遊星歯車群１６の第１キャリア２８および第２リングギヤ３４と連結している。
本発明の第６メンバーを構成する第３キャリア５８は、出力軸１２と連結している。
本発明の第７メンバーを構成する、互いに連結した第３リングギヤ５４と第４キャリア６８とは、第３スリーブ７３によりリングギヤ４４と連結可能である。
すなわち、第３スリーブ７３が右側へ動いてドッグ歯５４ａと係合することで、第３リングギヤ５４と第４キャリア６８はリングギヤ４４と連結する。なお、第３スリーブ７３を操作する第２操作部材３８ｃは、第１キャリア２８に形成した孔２８ｂを通って操作する。
本発明の第８メンバーを構成する、互いに連結した第３サンギヤ５２と第４サンギヤ６２は、これらのドッグ歯６２ａに噛み合い可能なロック機構８４によりケース７４に固定可能である。
【００７０】
続いて実施例４の作動を説明する。
実施例４の作動は、図１１に示す作動表と図１２、図１３に示す共通速度線図を参考に説明する。
図１１の作動表は、実施例３と同様にＨＶ走行のみを描いてあるが、図示しないＥＶ走行はエンジン１が回転しているか否かがＨＶ走行との違いであり、図１１の作動表は実質的にＥＶ走行をも表している。
なお、実施例１などで説明したＨ２モードを省略しているので、実施例４におけるＨ２モードは実施例１などにおけるＨ３モードに相当する。
【００７１】
図１２の共通速度線図は、Ｈ１モードからＨ５モードにおける第１遊星歯車群１６と第２遊星歯車群１８について、後述するようにリングギヤ４４の回転速度を１として描いている。図１３の共通速度線図は、Ｈ６モードについて、トルク分割遊星歯車４０も含めて描いている。
ここでも、各速度比および出力軸１２のトルクは共通速度線図から幾何学的に算出できるので、説明を省略する。
【００７２】
実施例４は、第１遊星歯車群１６と第２遊星歯車群１８との連携により、ＨＶ走行において前進で６種類の駆動モードを得ることができる。
図１２の共通速度線図では、前進５段、後進１段の変速比を有する変速機のように見えるが、実施例１で説明したのと同様にトルク分割遊星歯車４０がＣＶＴとしての無段変速機能を有するので、図１３も含めた全体として前進で６つの駆動モードを有するＣＶＴである。
【００７３】
各駆動モードを簡単に説明すると、Ｈ１モードとＨ２モードは、前述のように実施例１などにおけるＨ１モード、Ｈ３モードに相当しており、実施例１などにおけるＨ２モードを経由する説明も含めて省略している。
Ｈ１モードとＨ２モードは、第１遊星歯車群１６の第２メンバーのトルクを第２遊星歯車群１８で減速して出力軸１２に伝達する。
Ｈ１モードからＨ２モードへの切替えは実施例３におけるＨ１モード乃至Ｈ３モードの切り替えと同様である。すなわち、第２メンバーのトルクを減速するのが第２遊星歯車群１８であること以外は実施例３と同様である。
【００７４】
Ｈ２モードからＨ３モードへは、Ｈ２モードにおける第１スリーブ７０の係合を解除して、第１Ｍ／Ｇ９０の回転速度を逆回転側へ移行させて、リングギヤ４４と第３リングギヤ５４の回転速度が同じになったところで第３スリーブ７３を係合して切り替える。
したがって、Ｈ３モードはリングギヤ４４のトルクを第３遊星歯車組５０で減速して出力軸１２に伝達する一方、第１Ｍ／Ｇ９０は第１遊星歯車群１６と第２遊星歯車群１８を介して出力軸１２を駆動する。
【００７５】
つぎに、Ｈ３モードからＨ４モードへは、まず第１Ｍ／Ｇ９０のトルクを操作してロック機構８４に作用する反力トルクを０にしてこれを解除し、続いて第１Ｍ／Ｇ９０の回転を正回転側へ変えてリングギヤ４４と同じ回転速度にしたうえで第２スリーブ７２を係合して切り替える。これにより第１遊星歯車群１６と第２遊星歯車群１８とは一体になり、リングギヤ４４と出力軸１２は直結する。
Ｈ４モードでは、第４スリーブ８０を右側に移動したままでもいいが、第１スリーブ７０を再び係合した後に、続くＨ５モードへの切替えに備えてこれを解除する。この意味で、図１１の作動表で第４スリーブ８０の矢印を括弧でくくってある。
【００７６】
つづくＨ４モードからＨ５モードへは、まず第１Ｍ／Ｇ９０のトルクを操作して第２スリーブ７２に作用するトルクを０にしたうえでこれの係合を解除して、第１Ｍ／Ｇ９０の回転を再び逆回転させて第１キャリア２８と第２サンギヤ３２の回転速度が０になった状態で第４スリーブ８０を左側へ移動して、第１キャリア２８と第２サンギヤ３２の回転を固定して切り替える。
これにより、共通速度線図におけるＨ５と添え書きした速度線のように、出力軸１２はリングギヤ４４よりも回転速度が高い駆動になる。
【００７７】
つづくＨ５モードからＨ６モードへは、まず第１Ｍ／Ｇ９０のトルクを操作して第１スリーブ７０に作用するトルクを０にしたうえでこれの係合を解除して、第１Ｍ／Ｇ９０の回転を再び正回転させて入力軸１０と同じ回転速度になったところで第２スリーブ７２を左側へ移動してドッグ歯４８ａと係合させ、切り替える。
これにより、図１３の共通速度線図におけるＨ６と添え書きした速度線のように、出力軸１２はＨ５モードよりもさらに高い回転速度の駆動になる。
以上のＨ１モード乃至Ｈ６モードの速度線は、いずれも第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度が入力軸１０と同じとした場合であり、実際にはこれが自動車の走行負荷によって変動するので、前述のように全体としてＣＶＴの機能を有する。
【００７８】
次に、高速走行において駆動力を要しないような場合に、エンジン１を停止する作動を説明する。この場合、上記したＨ６モードにおいて出力軸１２の回転速度を１としてエンジン１を停止すると、図１３の共通速度線図でＨ６ｂと添え書きした二点鎖線の速度線になる。
そして、再びエンジン１を始動する際に、第１Ｍ／Ｇ９０とエンジン１とが直結しているため、第１Ｍ／Ｇ９０でエンジン１を回転させることで始動できる。したがって、実施例１で説明したのと同様に出力軸１２のトルクに影響を与えないでエンジン１の始動が可能である。
【００７９】
以上の説明でわかるように、全ての駆動モードの切替えに第１Ｍ／Ｇ９０によるトルクおよび回転速度の制御が絡んでおり、いわゆる変速ショックのような現象は起こらずにスムーズに切り替えられる。また、切替えの途中において駆動力が途切れることはない。そして、Ｈ５モードとＨ６モードのように、出力軸１２がリングギヤ４４よりも回転速度が高い駆動においてもＣＶＴとしての機能を有している。
また、以上はＨ１モードから順次高速側への切替えについて説明したが、逆方向の切替えも第１Ｍ／Ｇ９０を制御して基本的に前記と逆の順序で行うことができる。
【００８０】
つぎに、後進のＨＲモードは作動表に見るような係合により、リングギヤ４４のトルクと第１Ｍ／Ｇ９０のトルクが、第２遊星歯車組３０で逆転減速して、さらに第２遊星歯車群１８で減速して出力軸１２を駆動する。むろん、ここでもＣＶＴとして機能する。
以上、ＨＶ走行について説明したが、前述のようにエンジン１を停止することでＥＶ走行になり、エネルギー回生を行うこともできる。
【００８１】
実施例４にあって、上記したように第２遊星歯車１８は、第１遊星歯車群１６と同様に４つの回転メンバーを有するものであるが、他の実施例における第１遊星歯車群１６と同様に、少なくとも４つの回転メンバーを有するものであれば同様の機能を発揮することができる。
【００８２】
さらに、実施例４においても、実施例１における第３スリーブ７３のような手段を追加すれば、キャリア４８をケース７４に固定して、ＥＶ走行において第１Ｍ／Ｇ９０、第２Ｍ／Ｇ９２の両者による駆動や発電が可能であることは言うまでもない。
【００８３】
実施例４においても、Ｈ５モード、Ｈ６モードにおいて出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４を上回る変速比域にあって、出力軸１２の回転速度や負荷が変化しても、エンジン１の回転速度を熱効率が高い領域に保つことができるので、特に高速走行における燃費の向上が期待できる。
また、Ｈ６モードにあっては、高速走行においてエンジン１を停止して第２Ｍ／Ｇ９２の回転速度を低く保つことが容易にできるというメリットも実施例１と同様であり、燃費の向上が可能である。
【００８４】
以上、説明したように上記各実施例の自動車用駆動装置にあっては、いずれも以下のような特徴を有している。
出力軸１２の回転速度がリングギヤ４４を上回る変速比域にあって、いわゆるＣＶＴとしての機能を有して、高速走行におけるエンジン１の回転速度を熱効率の高い領域に維持した走行が可能であり、高速での燃費向上が期待できる。
【００８５】
本発明の自動車用駆動装置は、当業者の一般的な知識に基づいて、自動車の走行条件に応じて最適な駆動モードを選択して駆動を行うことや、ＧＰＳ（全地球測位システム）、カーナビゲーションシステムなどの情報を基に、長い坂道の走行時や高速道路の入り口において、さらには気温が低くて自動車の暖房熱源が足りない場合などに、自動的にＨＶ走行に切り替えるなどの制御面での工夫と合わせた態様で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の自動車用駆動装置は、特に走行コストを重視し、環境負荷の低減を要求される乗用車などに適用することができるが、それらに限らず内燃機関およびモーター・ジェネレーターを利用したさまざまな車両に適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１      エンジン
１０    入力軸
１２    出力軸
１６    第１遊星歯車群
１８    第２遊星歯車群
２０    第１遊星歯車組
２２    第１サンギヤ
２４    第１リングギヤ
２６    第１ピニオン
２８    第１キャリア
３０    第２遊星歯車組
３２    第２サンギヤ
３４    第２リングギヤ
３６    第２ピニオン
３８    第２キャリア
４０    トルク分割遊星歯車
４２    サンギヤ
４４    リングギヤ
４６    ピニオン
４８    キャリア
５０    第３遊星歯車組
５２    第３サンギヤ
５４    第３リングギヤ
５６    第３ピニオン
５８    第３キャリア
６０    第４遊星歯車組
６２    第４サンギヤ
６４    第４リングギヤ
６６    第４ピニオン
６８    第４キャリア
７０    第１スリーブ
７２    第２スリーブ
７３    第３スリーブ
７４    ケース（静止部）
８０    第４スリーブ
８４    ロック機構
９０    第１Ｍ／Ｇ
９２    第２Ｍ／Ｇ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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