(57)【要約】【課題】  回転機を小型化できるとともに、効率を高めることができる動力装置を提供する。【解決手段】  動力装置１は、原動機３、動力伝達機構ＰＳ１、ＰＳ２、変速装置４０、第１および第２の回転機２０，３０を備えており、動力伝達機構ＰＳ１、ＰＳ２は、動力を互いに伝達可能に、かつ、回転数が共線関係を満たすように構成され、共線図において順に並んだ第１〜第４の要素Ｒ１、Ｃ１、Ｓ２、Ｓ１、Ｃ２、Ｒ２を有している。第２要素Ｃ１、Ｓ２および第３要素Ｓ１、Ｃ２が原動機３および被駆動部ＤＷ，ＤＷにそれぞれ連結され、第１および第４の要素Ｒ１，Ｒ２が第１および第２の回転機２０，３０にそれぞれ連結され、第１および第２の回転機２０，３０が互いに接続されている。変速装置４０は、第１回転機２０と第１要素Ｒ１の間、および第２回転機３０と第４要素Ｒ２の間の少なくとも一方に設けられている。【選択図】  図１
2008273363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
原動機と、
動力を互いに伝達可能な少なくとも第１から第４の要素を有し、当該第１から第４の要素は、回転数が共線関係を満たし、かつ当該共線関係を表す共線図において順に並ぶように構成されており、前記第２要素および前記第３要素が前記原動機および前記被駆動部にそれぞれ機械的に連結された動力伝達機構と、
前記第１要素に機械的に連結された第１回転機と、
前記第４要素に機械的に連結されるとともに、前記第１回転機に電気的に接続された第２回転機と、
前記第１回転機と前記第１要素の間、および前記第２回転機と前記第４要素の間の少なくとも一方に設けられた変速装置と、
を備えることを特徴とする動力装置。
【請求項２】
前記動力伝達機構は、互いに組み合わされた複数の遊星歯車装置で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の動力装置。
【請求項３】
前記変速装置は、前記第２回転機と前記第４要素の間に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の動力装置。
【請求項４】
前記変速装置は、
サンギヤ、リングギヤ、ならびに前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合うプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアを有する遊星歯車装置と、第１クラッチと、第２クラッチとを有し、
前記サンギヤおよび前記リングギヤの一方が、前記第３要素に機械的に連結され、
前記キャリアが、前記第４要素に機械的に連結されるとともに、前記第１クラッチを介して、前記第２回転機に機械的に連結され、
前記サンギヤおよび前記リングギヤの他方が、前記第２クラッチを介して、前記第２回転機に機械的に連結されていることを特徴とする、請求項３に記載の動力装置。
【請求項５】
前記変速装置は、
前記第１回転機と前記第１要素の間に設けられており、
サンギヤ、リングギヤ、ならびに前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合うプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアを有する遊星歯車装置と、第１クラッチと、第２クラッチとを有し、
前記サンギヤおよび前記リングギヤの一方が、前記第２要素に機械的に連結され、
前記キャリアが、前記第１要素に機械的に連結されるとともに、前記第１クラッチを介して、前記第１回転機に機械的に連結され、
前記サンギヤおよび前記リングギヤの他方が、前記第２クラッチを介して、前記第１回転機に機械的に連結されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の動力装置。
【請求項６】
前記変速装置は、
前記第１回転機と前記第１要素の間、および前記第２回転機と前記第４要素の間の双方に設けられており、
第１サンギヤ、第１リングギヤ、ならびに前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛み合う第１プラネタリギヤを回転自在に支持する第１キャリアを有する第１遊星歯車装置と、第２サンギヤ、第２リングギヤ、ならびに前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛み合う第２プラネタリギヤを回転自在に支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車装置と、第１クラッチと、第２クラッチと、第３クラッチと、第４クラッチとを有し、
前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤの一方が、前記第２要素に機械的に連結され、
前記第１キャリアが、前記第１要素に機械的に連結されるとともに、前記第１クラッチを介して、前記第１回転機に機械的に連結され、
前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤの他方が、前記第２クラッチを介して、前記第１回転機に機械的に連結され、
前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤの一方が、前記第３要素に機械的に連結され、
前記第２キャリアが、前記第４要素に機械的に連結されるとともに、前記第３クラッチを介して、前記第２回転機に機械的に連結され、
前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤの他方が、前記第４クラッチを介して、前記第２回転機に機械的に連結されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部を駆動するための動力装置に関し、特に、動力源としての内燃機関や回転機を有する動力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この動力装置は、車両の駆動輪を駆動するためのものであり、動力源としての内燃機関、第１回転機および第２回転機と、一般的なタイプの第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を備えている。第１遊星歯車装置のキャリアおよび第２遊星歯車装置のサンギヤは、ギヤや変速機を介することなく、互いに直結されるとともに、内燃機関に直結されており、第１遊星歯車装置のリングギヤおよび第２遊星歯車装置のキャリアは、互いに直結されるとともに、駆動輪に連結されている。また、第１遊星歯車装置のサンギヤおよび第２遊星歯車装置のリングギヤは、第１回転機および第２回転機にそれぞれ直結されている。
【０００３】
以上の構成の従来の動力装置では、車両の走行状態に応じて、内燃機関や、第１回転機、第２回転機の動力を用いて駆動輪が駆動される。また、内燃機関の動力の一部を用いて第１回転機で発電を行い、発電した電力を第２回転機に供給するとともに、第１および第２の回転機の回転数を制御することによって、原動機の動力が変速して駆動輪に伝達される。
【０００４】
上述した従来の動力装置では、車両の走行状態や内燃機関の運転状態によっては、第１および第２の回転機のトルクが過大になる場合や、第１および第２の回転機の回転数が非常に高くなる場合がある。これに対して、従来の動力装置では、第１および第２の回転機が、上述したように第１遊星歯車装置のサンギヤおよび第２遊星歯車装置のリングギヤにそれぞれ直結されているので、上記の前者の場合に対応するために、第１および第２の回転機として大型のものを用いなければならない。また、同じ理由により、後者の場合には  第１回転機や第２回転機の回転数が高くなりすぎることによって、第１回転機や第２回転機を引きずることによる引きずり損失が発生し、その結果、動力装置全体としての効率が低下してしまう。
【０００５】
さらに、従来の動力装置では、上述したような内燃機関の動力の変速の際、駆動輪の回転数が内燃機関よりも高い高速運転中には特に、上述した連結関係から、第２回転機の回転数が非常に高くなり、それによる引きずり損失が発生する場合がある。これを回避するには、内燃機関の回転数を高め、駆動輪と内燃機関の回転差を小さくすればよいものの、その場合には、内燃機関の最良の燃費を得ることができず、結局、動力装置全体としての効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、回転機を小型化できるとともに、効率を高めることができる動力装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８１６０７号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置１、１Ａであって、原動機（エンジン３）と、動力を互いに伝達可能な少なくとも第１から第４の要素（第１要素：第１リングギヤＲ１、第２要素：第１キャリアＣ１、第２サンギヤＳ２、第３要素：第１サンギヤＳ１、第２キャリアＣ２、第４要素：第２リングギヤＲ２、第１要素：第１サンギヤＳ１、第２要素：第１キャリアＣ１、第２リングギヤＲ２、第３要素：第１リングギヤＲ１、第２キャリアＣ２、第４要素：第２サンギヤＳ２）を有し、第１から第４の要素は、回転数が共線関係を満たし、かつ、共線関係を表す共線図において順に並ぶように構成されており、第２要素および第３要素が原動機および被駆動部にそれぞれ機械的に連結された動力伝達機構（第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２）と、第１要素に機械的に連結された第１回転機２０と、第４要素に機械的に連結されるとともに、第１回転機２０に電気的に接続された第２回転機３０と、第１回転機２０と第１要素の間、および第２回転機３０と第４要素の間の少なくとも一方に設けられた変速装置４０と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この動力装置によれば、動力を互いに伝達可能に、かつ、回転数が共線関係を満たすように構成された第１から第４の要素が、この共線関係を表す共線図において順に並んでおり、これらの第２および第３の要素が原動機および被駆動部にそれぞれ機械的に連結されている。また、これらの第１および第４の要素に、第１および第２の回転機がそれぞれ機械的に連結されており、これらの第１および第２の回転機は、互いに電気的に接続されている。さらに、第１回転機と第１要素の間および／または第２回転機と第４要素の間には、変速装置が設けられている。以上の構成により、例えば、原動機や、第１回転機、第２回転機の動力を用いて被駆動部を駆動できる。
【００１０】
また、この場合、例えば、原動機の動力の一部を用いて第１回転機で発電を行い、発電した電力を第２回転機に供給するとともに、第１および第２の回転機の回転数を制御することによって、原動機の動力を無段階に変速して被駆動部に伝達することができる。具体的には、上述した連結関係から、原動機、被駆動部、第１および第２の回転機の回転数の関係は、変速装置による変速が無い場合には、例えば図１２のように示される。同図に破線で示すように、原動機の回転数に対して、第１回転機の回転数をより高い側に、かつ、第２回転機の回転数をより低い側に制御することによって、原動機の動力を無段階に減速して被駆動部に伝達することができる。逆に、図１２に一点鎖線で示すように、原動機の回転数に対して、第１回転機の回転数をより低い側に、かつ、第２回転機の回転数をより高い側に制御することによって、原動機の動力を無段階に増速して被駆動部に伝達することができる。
【００１１】
さらに、上述した変速装置により、第１および／または第２の回転機の回転を変速することによって、この回転機の発生最大トルクを低減することが可能になり、それにより、この回転機を小型化できる。また、変速装置による変速によって、この回転機の回転数が過大になるのを防止でき、それによる引きずり損失の発生を防止できるので、動力装置全体としての効率を高めることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力装置１、１Ａにおいて、動力伝達機構は、互いに組み合わされた複数の遊星歯車装置（第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２）で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、動力伝達機構として、既存の複数の遊星歯車装置を互いに組み合わせたものを用いるので、特別な機構を用いることなく、容易かつ安価に構成することができる。また、遊星歯車装置は、そのサイズに対するトルク伝達容量が比較的大きいという特性を有する。したがって、本発明によれば、動力伝達機構の小型化を図ることができ、それにより、動力装置を小型化することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の動力装置１、１Ａにおいて、変速装置４０は、第２回転機３０と第４要素の間に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
前述したように、第１および第２の回転機による原動機の動力の変速中、第２回転機には原動機の動力の一部を用いて発電した電力が供給されるので、高負荷運転時、被駆動部の高い負荷に対応するために、原動機のトルクが大きくなるのに伴って、第２回転機のトルクは大きくなる。また、第１および第２の回転機による原動機の動力の変速中、図１２から明らかなように、共線図における原動機と第１回転機の間の距離が小さく、原動機と第１回転機との回転差が小さいことから、第１回転機の回転数はそれほど高くならない。一方、共線図における原動機と第２回転機の間の距離が大きく、原動機と第２回転機との回転差が原動機と第１回転機との回転差よりも大きいことから、被駆動部の回転数が原動機よりも高い高速運転時、第２回転機の回転数は非常に高くなる。
【００１６】
本発明によれば、第２回転機と第２回転機が連結された要素との間に変速装置を設けるので、この変速装置による変速によって、上述した高負荷運転時に第２回転機の必要発生トルクを低減するとともに、上述した高速運転時に第２回転機の回転数を低減することが可能になる。それにより、第２回転機を小型化できるとともに、高速運転時に、引きずり損失が発生するのを防止でき、効率を高めることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の動力装置１、１Ａにおいて、変速装置４０は、サンギヤ（第３サンギヤＳ３）、リングギヤ（第３リングギヤＲ３）、ならびにサンギヤおよびリングギヤに噛み合うプラネタリギヤ（第３プラネタリギヤＰ３）を回転自在に支持するキャリア（第３キャリアＣ３）を有する遊星歯車装置（第３遊星歯車装置ＰＳ３）と、第１クラッチＣＬ１と、第２クラッチＣＬ２とを有し、サンギヤおよびリングギヤの一方が、第３要素に機械的に連結され、キャリアが、第４要素に機械的に連結されるとともに、第１クラッチＣＬ１を介して、第２回転機３０に機械的に連結され、サンギヤおよびリングギヤの他方が、第２クラッチＣＬ２を介して、第２回転機３０に機械的に連結されていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、被駆動部に連結された第３要素に、サンギヤおよびリングギヤの一方（以下「一方のギヤ」という）が連結され、第４要素にキャリアが連結されており、このキャリアは、第１クラッチを介して、第２回転機に連結されている。さらに、サンギヤおよびリングギヤの他方（以下「他方のギヤ」という）が、第２クラッチを介して、第２回転機に連結されている。
【００１９】
上述した連結関係から、原動機、被駆動部、第１および第２の回転機、一方のギヤ、キャリア、および他方のギヤの回転数の関係は、第１クラッチの接続により第２回転機をキャリアに連結するとともに、第２クラッチの遮断により第２回転機と他方のギヤの間を遮断しているとき（以下「第１変速モード」という）には、例えば図１３（ａ）のように示される。また、第１クラッチの遮断により第２回転機とキャリアの間を遮断するとともに、第２クラッチの接続により第２回転機を他方のギヤに連結しているとき（以下「第２変速モード」という）には、例えば図１３（ｂ）のように示される。
【００２０】
これらの図１３（ａ）および（ｂ）から明らかなように、共線図における被駆動部と第２回転機の間の距離が、第１変速モード中の方が小さいため、第２回転機および被駆動部の回転差Ｄ２と被駆動部および原動機の回転差Ｄ１との比（Ｄ２／Ｄ１）は、第１変速モード中の方が小さい。したがって、前述した高速運転時に、第１変速モードを用いることによって、第２回転機の過回転を防止することができる。
【００２１】
また、図１３に示す共線図において、原動機と被駆動部の間の距離を値１、第１回転機と原動機の間の距離をＷ、一方のギヤとキャリアの間の距離をＸ、キャリアと他方のギヤの間の距離をＹとする。この場合において、原動機、被駆動部、第１および第２の回転機のトルクをそれぞれ、ＴＰＭ，ＴＯＵＴ，ＴＭ１，ＴＭ２とすると、前述した第１および第２の回転機による原動機の動力の変速中で、かつ第１変速モード中、これらのトルクＴＰＭ，ＴＯＵＴ，ＴＭ１，ＴＭ２の関係は、例えば次式（１）および（２）によって表される。
ＴＰＭ＋ＴＭ２＝ＴＯＵＴ＋ＴＭ１                  ……（１）
ＴＭ２＝（１／Ｘ）×｛ＴＰＭ−（Ｗ＋１）×ＴＭ１｝         ……（２）
また、第１および第２の回転機による原動機の動力の変速中で、かつ第２変速モード中、原動機のトルクＴＰＭ、被駆動部のトルクＴＯＵＴ、第１および第２の回転機のトルクＴＭ１，ＴＭ２の関係は、例えば次式（３）および（４）によって表される。
ＴＰＭ＋ＴＭ２＝ＴＯＵＴ＋ＴＭ１                  ……（３）
ＴＭ２＝｛１／（Ｘ＋Ｙ）｝×｛ＴＰＭ−（Ｗ＋１）×ＴＭ１｝     ……（４）
【００２２】
上記の式（２）および（４）から明らかなように、第２回転機のトルクＴＭ２は、第２変速モード中の方が小さい。したがって、前述した高負荷運転時に、第２変速モードを用いることによって、第２回転機の必要発生トルクを低減することができる。また、例えば、以上の第１および第２の変速モードの切換を、キャリアおよび他方のギヤの回転数が図１４に示すように互いに等しいときに行うことによって、被駆動部や原動機の回転を保ちながら、円滑に行うことができ、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００２３】
請求項５に係る発明は、請求項１または２に記載の動力装置において、変速装置４０は、第１回転機２０と第１要素の間に設けられており、サンギヤ（第３サンギヤＳ３）、リングギヤ（第３リングギヤＲ３）、ならびにサンギヤおよびリングギヤに噛み合うプラネタリギヤ（第３プラネタリギヤＰ３）を回転自在に支持するキャリア（第３キャリアＣ３）を有する遊星歯車装置（第３遊星歯車装置ＰＳ３）と、第１クラッチＣＬ１と、第２クラッチＣＬ２とを有し、サンギヤおよびリングギヤの一方が、第２要素に機械的に連結され、キャリアが、第１要素に機械的に連結されるとともに、第１クラッチＣＬ１を介して、第１回転機２０に機械的に連結され、サンギヤおよびリングギヤの他方が、第２クラッチＣＬ２を介して、第１回転機２０に機械的に連結されている（図１１、図１６）ことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、原動機に連結された第２要素に、サンギヤおよびリングギヤの一方（以下「第１ギヤ」という）が連結され、第１要素にキャリアが連結されており、このキャリアは、第１クラッチを介して、第１回転機に連結されている。さらに、サンギヤおよびリングギヤの他方（以下「第２ギヤ」という）が、第２クラッチを介して、第１回転機に連結されている。
【００２５】
上述した連結関係から、原動機、被駆動部、第１および第２の回転機、第１ギヤ、キャリア、および第２ギヤの回転数の関係は、第１クラッチの接続により第１回転機をキャリアに連結するとともに、第２クラッチの遮断により第１回転機と第２ギヤの間を遮断しているとき（以下「第３変速モード」という）には、例えば図１５（ａ）のように示される。また、第１クラッチの遮断により第１回転機とキャリアの間を遮断するとともに、第２クラッチの接続により第１回転機を第２ギヤに連結しているとき（以下「第４変速モード」という）には、例えば図１５（ｂ）のように示される。
【００２６】
これらの図１５（ａ）および（ｂ）から明らかなように、共線図における被駆動部と第１回転機の間の距離が、第３変速モード中の方が小さいため、第１回転機および被駆動部の回転差Ｄ４と被駆動部および原動機の回転差Ｄ３との比（Ｄ４／Ｄ３）は、第３変速モード中の方が小さい。一方、例えば、被駆動部の回転数を低い状態から急激に上昇させるために、原動機の回転数およびトルクを急激に上昇させるとともに、第１回転機に動力を発生させる場合、その動作の開始時には、被駆動部の回転数はすぐには上昇しないため、原動機の回転数が被駆動部よりも高くなり、第１回転機の回転数が被駆動部よりも非常に高くなる。このような場合に、第３変速モードを用いることによって、第１回転機の過回転を防止することができる。
【００２７】
また、図１５に示す共線図において、原動機と被駆動部の間の距離を値１、第２ギヤとキャリアの間の距離をＡ、キャリアと第１ギヤの間の距離をＢ、被駆動部と第２回転機の間の距離をＣとする。この場合において、請求項４の場合と同様、原動機、被駆動部、第１および第２の回転機のトルクをそれぞれ、ＴＰＭ，ＴＯＵＴ，ＴＭ１，ＴＭ２とすると、第３変速モード中、これらのトルクＴＰＭ，ＴＯＵＴ，ＴＭ１，ＴＭ２の関係は、例えば次式（５）および（６）によって表される。
ＴＯＵＴ＝ＴＭ１＋ＴＰＭ＋ＴＭ２                  ……（５）
ＴＭ１＝｛１／（１＋Ｂ）｝×（Ｃ×ＴＭ２−ＴＰＭ）             ……（６）
また、第４変速モード中、原動機のトルクＴＰＭ、被駆動部のトルクＴＯＵＴ、第１および第２の回転機のトルクＴＭ１，ＴＭ２の関係は、例えば次式（７）および（８）によって表される。
ＴＯＵＴ＝ＴＭ１＋ＴＰＭ＋ＴＭ２                  ……（７）
ＴＭ１＝｛１／（１＋Ａ＋Ｂ）｝×（Ｃ×ＴＭ２−ＴＰＭ）          ……（８）
【００２８】
上記の式（７）および（８）から明らかなように、第１回転機のトルクＴＭ１は、第４変速モード中の方が小さい。したがって、例えば、原動機が内燃機関である場合において、第１回転機の動力を用いて内燃機関を始動させるときに、第４変速モードを用いることによって、第１回転機の必要発生トルクを低減することができる。また、例えば、請求項４の場合と同様、以上の第３および第４の変速モードの切換を、キャリアおよび第２ギヤの回転数が互いに等しいときに行うことによって、被駆動部や原動機の回転を保ちながら、円滑に行うことができ、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００２９】
請求項６に係る発明は、請求項１または２に記載の動力装置において、変速装置は、第１回転機と第１要素の間、および第２回転機と第４要素の間の双方に設けられており、第１サンギヤ、第１リングギヤ、ならびに第１サンギヤおよび第１リングギヤに噛み合う第１プラネタリギヤを回転自在に支持する第１キャリアを有する第１遊星歯車装置と、第２サンギヤ、第２リングギヤ、ならびに第２サンギヤおよび第２リングギヤに噛み合う第２プラネタリギヤを回転自在に支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車装置と、第１クラッチと、第２クラッチと、第３クラッチと、第４クラッチとを有し、第１サンギヤおよび第１リングギヤの一方が、第２要素に機械的に連結され、第１キャリアが、第１要素に機械的に連結されるとともに、第１クラッチを介して、第１回転機に機械的に連結され、第１サンギヤおよび第１リングギヤの他方が、第２クラッチを介して、第１回転機に機械的に連結され、第２サンギヤおよび第２リングギヤの一方が、第３要素に機械的に連結され、第２キャリアが、第４要素に機械的に連結されるとともに、第３クラッチを介して、第２回転機に機械的に連結され、第２サンギヤおよび第２リングギヤの他方が、第４クラッチを介して、第２回転機に機械的に連結されていることを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、原動機に連結された第２要素に、第１サンギヤおよび第１リングギヤの一方が連結され、第１要素に第１キャリアが連結されており、この第１キャリアは、第１クラッチを介して、第１回転機に連結されている。さらに、第１サンギヤおよび第１リングギヤの他方が、第２クラッチを介して、第１回転機に連結されている。また、被駆動部に連結された第３要素に、第２サンギヤおよび第２リングギヤの一方が連結され、第４要素に第２キャリアが連結されており、この第２キャリアは、第３クラッチを介して、第２回転機に連結されている。さらに、第２サンギヤおよび第２リングギヤの他方が、第４クラッチを介して、第２回転機に連結されている。
【００３１】
以上の構成から明らかなように、本発明による動力装置は、請求項４および５の変速装置の双方を備えるので、請求項４および５の作用で述べた効果の双方を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１および図２は、本発明の第１実施形態による動力装置１を概略的に示している。この動力装置１は、車両（図示せず）の左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷ（被駆動部）を駆動するためのものであり、図１に示すように、動力源である内燃機関３（原動機）、第１回転機２０および第２回転機３０と、駆動輪ＤＷ，ＤＷに駆動力を伝達するための第１遊星歯車装置ＰＳ１（動力伝達機構、複数の遊星歯車装置）、第２遊星歯車装置ＰＳ２（動力伝達機構、複数の遊星歯車装置）、変速装置４０、差動ギヤ機構９、および左右の駆動軸１０，１０を備えている。内燃機関（以下「エンジン」という）３は、例えばガソリンエンジンである。この差動ギヤ機構９は、これらの駆動軸１０，１０を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。
【００３３】
また、図２に示すように、動力装置１は、内燃機関３、第１および第２の回転機２０，３０の動作を制御するためのＥＣＵ２や、第１のパワードライブユニット（以下「第１のＰＤＵ」という）５１、第２のパワードライブユニット（以下「第２のＰＤＵ」という）５２を備えている。
【００３４】
上記の第１遊星歯車装置ＰＳ１は、一般的なタイプのものであり、第１サンギヤＳ１と、この第１サンギヤＳ１の外周に設けられた第１リングギヤＲ１と、両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合う複数（例えば３つ）の第１プラネタリギヤＰ１（２つのみ図示）と、第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１とを有している。また、第２遊星歯車装置ＰＳ２は、第１遊星歯車装置ＰＳ１と同様に構成されており、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う複数の第２プラネタリギヤＰ２と、第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２とを有している。
【００３５】
また、これらの第１遊星歯車装置ＰＳ１の第１キャリアＣ１および第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２サンギヤＳ２は、第１連結軸４に一体に設けられており、この第１連結軸４は、エンジン３のクランク軸（図示せず）に同心状に連結されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。さらに、第１遊星歯車装置ＰＳ１の第１サンギヤＳ１および第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２キャリアＣ２は、第２連結軸５に一体に設けられている。この第２連結軸５は、中空に形成され、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、その内側に、上記の第１連結軸４が回転自在に嵌合している。また、第２連結軸５には、ギヤ５ａが一体に設けられている。このギヤ５ａは、アイドラ軸６に一体に設けられたアイドラギヤ６ａに噛み合っており、このアイドラギヤ６ａは、差動ギヤ機構９のギヤ９ａに噛み合っている。
【００３６】
以上のように、第１キャリアＣ１、第２サンギヤＳ２、およびエンジン３のクランク軸は、第１連結軸４を介して互いに機械的に連結されている。また、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２は、第２連結軸５を介して互いに機械的に連結されるとともに、アイドラ軸６や差動ギヤ機構９などを介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。
【００３７】
変速装置４０は、第３遊星歯車装置ＰＳ３と第１および第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２を有している。この第３遊星歯車装置ＰＳ３は、第１遊星歯車装置ＰＳ１と同様に構成されており、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３と、複数の第３プラネタリギヤＰ３と、第３キャリアＣ３を有している。
【００３８】
さらに、第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２キャリアＣ２および第３遊星歯車装置ＰＳ３の第３サンギヤＳ３は、第３連結軸７に一体に設けられており、この第３連結軸７を介して互いに機械的に連結されている。第３連結軸７は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１連結軸４と同心状に配置されている。また、第２遊星歯車装置ＰＳ２の第２リングギヤＲ２および第３遊星歯車装置６０の第３キャリアＣ３は、第４連結軸８に一体に設けられており、この第４連結軸８を介して互いに機械的に連結されている。第４連結軸８は、中空に形成され、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、その内側に、第３連結軸７が回転自在に嵌合している。
【００３９】
なお、本実施形態では、第１〜第３のサンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３の歯数は互いに同じに、第１〜第３のリングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３の歯数は互いに同じに設定されているが、必ずしも同じでなくてもよい。
【００４０】
上記の第１クラッチＣＬ１は、摩擦式多板クラッチで構成されており、第３キャリアＣ３と第２回転機３０の後述する第２ロータ３２との間に設けられている。また、第１クラッチＣＬ１は、その締結度合がＥＣＵ２により制御されることによって、第２ロータ３２と第３キャリアＣ３の間を接続・遮断する。上記の第２クラッチＣＬ２は、第１クラッチＣＬ１と同様、摩擦式多板クラッチで構成されており、第３リングギヤＲ３と第２ロータ３２の間に設けられている。また、第２クラッチＣＬ２は、その締結度合がＥＣＵ２により制御されることによって、第２ロータ３２と第３リングギヤＲ３の間を接続・遮断する。
【００４１】
前述した第１回転機２０は、例えば３相ブラシレスＤＣモータであり、前述した第１遊星歯車装置ＰＳ１に一体に設けられている。第１回転機２０は、複数のコイル（図示せず）などで構成された第１ステータ２１と、複数の磁石（図示せず）などで構成され、この第１ステータ２１に対向するように配置された第１ロータ２２とを有している。第１ステータ２１は、ケース（図示せず）に固定されるとともに、第１のＰＤＵ５１を介してバッテリ５３とＥＣＵ２に電気的に接続されている。この第１のＰＤＵ５１は、インバータなどの電気回路で構成されている。上記の第１ロータ２２は、前述した第１リングギヤＲ１に一体に設けられており、第１リングギヤＲ１と一体に回転自在になっている。
【００４２】
また、第１回転機２０では、第１ステータ２１に電力が供給されると、第１ステータ２１において回転磁界が発生し、第１ロータ２２が回転する。さらに、第１ステータ２１への電力の非供給時、第１ロータ２２が第１ステータ２１に対して回転したときに、第１ステータ２１において、回転磁界が発生するとともに、発電が行われる。ＥＣＵ２は、第１のＰＤＵ５１を制御することによって、第１回転機２０に供給される電力と、第１回転機２０で発電される電力と、第１ロータ２２の回転数（以下「第１ロータ回転数」という）ＮＲＯ１を制御する。
【００４３】
前述した第２回転機３０は、第１回転機２０と同様、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。第２回転機３０は、複数のコイル（図示せず）などで構成された第２ステータ３１と、複数の磁石（図示せず）などで構成され、この第２ステータ３１に対向するように配置された、回転自在の第２ロータ３２とを有している。第２ステータ３１は、ケース（図示せず）に固定されるとともに、第２のＰＤＵ５２を介してバッテリ５３とＥＣＵ２に電気的に接続されている。この第２のＰＤＵ５２は、第１のＰＤＵ５１と同様、インバータなどの電気回路で構成されており、第１のＰＤＵ５１に電気的に接続されている。
【００４４】
また、第２回転機３０では、第２ステータ３１に電力が供給されると、第２ステータ３１において回転磁界が発生し、第２ロータ３２が回転する。また、第２ステータ３１への電力の非供給時、第２ロータ３２が第２ステータ３１に対して回転したときに、第２ステータ３１において、回転磁界が発生するとともに、発電が行われる。ＥＣＵ２は、第２のＰＤＵ５２を制御することによって、第２回転機３０に供給される電力と、第２回転機３０で発電される電力と、第２ロータ３２の回転数（以下「第２ロータ回転数」という）ＮＲＯ２を制御する。
【００４５】
また、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ６１から、クランク軸のクランク角度位置を表す検出信号が出力される。ＥＣＵ２は、このクランク角度位置に基づいて、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、第１回転角センサ６２から第１ロータ２２の回転角度位置を表す検出信号が、第２回転角センサ６３から第２ロータ３２の回転角度位置を表す検出信号が、出力される。ＥＣＵ２は、検出された第１ロータ２２の回転角度位置に基づいて、第１ロータ回転数ＮＲＯ１を算出し、検出された第２ロータ３２の回転角度位置に基づいて、第２ロータ回転数ＮＲＯ２を算出する。
【００４６】
さらに、ＥＣＵ２には、電流電圧センサ６４から、バッテリ５３に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、出力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ５３の残存容量ＳＯＣを算出する。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ６５から車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ６６から車速ＶＰを表す検出信号が、出力される。
【００４７】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ６１〜６６からの検出信号に応じ、エンジン３や、第１および第２の回転機２０，３０の動作を制御する。
【００４８】
図３（ａ）は、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１、および第１リングギヤＲ１の回転数の関係の一例を表す共線図を、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２、および第２リングギヤＲ２の回転数の関係の一例を表す共線図とともに示している。同図において、αはＺＳ１／ＺＲ１、βはＺＳ２／ＺＲ２であり、これらのＺＳ１およびＺＳ２はそれぞれ、第１および第２のサンギヤＳ１、Ｓ２の歯数であり、ＺＲ１およびＺＲ２はそれぞれ、第１および第２のリングギヤＲ１、Ｒ２の歯数である。このように、この共線図は、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤを、横軸方向に並べて示し、それらの回転数を縦軸に示すとともに、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤの横軸方向の間隔を、サンギヤおよびリングギヤの歯数に基づいて規定したものである。この共線図では、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転数は、一直線上に並び、共線関係になる。
【００４９】
前述したように、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が互いに連結されているので、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２の回転数は互いに等しく、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が互いに連結されているので、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数は互いに等しい。したがって、図３（ａ）の第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２に関する２つの共線図は、図３（ｂ）のような１つの共線図で示される。同図に示すように、以上のような第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１、ＰＳ２の各要素の連結によって、互いに回転数が共線の関係にある４つの回転要素が構成される。
【００５０】
本実施形態では、第１リングギヤＲ１が第１要素に、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が第２要素に、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が第３要素に、第２リングギヤＲ２が第４要素に、それぞれ相当する。
【００５１】
また、図４（ａ）は、上記の４つの回転要素の回転数の関係の一例を表す共線図を、第３サンギヤＳ３、第３キャリアＣ３、および第３リングギヤＲ３の回転数の関係の一例を表す共線図とともに示している。同図において、γはＺＳ３／ＺＲ３でり、これらのＺＳ３およびＺＲ３はそれぞれ、第３サンギヤＳ３および第３リングギヤＲ３の歯数である。
【００５２】
前述したように、第２キャリアＣ２および第３サンギヤＳ３が互いに連結されているので、第２キャリアＣ２および第３サンギヤＳ３の回転数は互いに等しく、第２リングギヤＲ２および第３キャリアＣ３が互いに連結されているので、第２リングギヤＲ２および第３キャリアＣ３の回転数は互いに等しい。したがって、図４（ａ）の２つの共線図は、図４（ｂ）のような１つの共線図で示される。同図に示すように、以上のような第１〜第３の遊星歯車装置ＰＳ１〜ＰＳ３の各要素の連結によって、互いに回転数が共線の関係にある５つの回転要素が構成される。
【００５３】
また、第１回転機２０および第１リングギヤＲ１が互いに連結されているので、第１ロータ回転数ＮＲＯ１および第１リングギヤＲ１の回転数は互いに等しく、エンジン３、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が互いに連結されているので、エンジン回転数ＮＥ、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２の回転数は互いに等しい。さらに、駆動輪ＤＷ，ＤＷ、第１サンギヤＳ１、第２キャリアＣ２および第３サンギヤＳ３が互いに連結されているので、差動ギヤ機構９による変速などを無視すれば、車速ＶＰ、第１サンギヤＳ１、第２キャリアＣ２および第３サンギヤＳ３の回転数は、互いに等しい。
【００５４】
また、第２回転機３０が、第１および第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２をそれぞれ介して、第３キャリアＣ３および第３リングギヤＲ３に連結されているので、第１クラッチＣＬ１を接続するとともに、第２クラッチＣＬ２を遮断しているとき（以下、このようなクラッチの接続状態を「第１変速モード」という）には、第２ロータ回転数ＮＲＯ２および第３キャリアＣ３の回転数は互いに等しい。さらに、第１クラッチＣＬ１を遮断するとともに、第２クラッチＣＬ２を接続しているとき（以下、このようなクラッチの接続状態を「第２変速モード」という）には、第２ロータ回転数ＮＲＯ２および第３リングギヤＲ３の回転数は互いに等しい。
【００５５】
以上により、第１ロータ回転数ＮＲＯ１、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰ、および第２ロータ回転数ＮＲＯ２は、第１変速モード中には例えば図５に示すような共線の関係になり、第２変速モード中には例えば図６に示すような共線の関係になる。なお、クランク軸の回転方向は駆動輪ＤＷ，ＤＷの正転方向と同じになっており、以下、図５および図６を含む他の共線図において、クランク軸の回転方向と同方向を「正転方向」と示し、逆方向を「逆転方向」と示す。
【００５６】
これらの図５および図６に示すように、共線図における駆動輪ＤＷ，ＤＷと第２回転機３０の間の距離が、上述した第１変速モード中の方が第２変速モード中よりも小さいため、第２ロータ回転数ＮＲＯ２および車速ＶＰの回転差ＤＮ２と車速ＶＰおよびエンジン回転数ＮＥの回転差ＤＮ１との比（ＤＮ２／ＤＮ１）は、第１変速モード中の方が小さい。
【００５７】
以上の構成の動力装置１では、第１回転機２０や、第２回転機３０、エンジン３の動力を用いて駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動する。また、このエンジン３の動力を用いた駆動輪ＤＷ，ＤＷの駆動の際、第１回転機２０でエンジン３の動力の一部を用いて発電を行い、発電した電力を第２回転機３０に供給するとともに、第１および第２のロータ回転数ＮＲＯ１，ＮＲＯ２を制御することによって、エンジン３の動力が、無段階に変速され、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。
【００５８】
具体的には、図７に破線で示すように、エンジン回転数ＮＥに対して、第１ロータ回転数ＮＲＯ１をより高い側に、かつ、第２ロータ回転数ＮＲＯ２をより低い側に制御することによって、エンジン３の動力を無段階に減速して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達することができる。逆に、図７に一点鎖線で示すように、エンジン回転数ＮＥに対して、第１ロータ回転数ＮＲＯ１をより低い側に、かつ、第２ロータ回転数ＮＲＯ２をより高い側に制御することによって、エンジン３の動力を無段階に増速して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達することができる。以下、このようにエンジン３の動力を変速しながら、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動することを「エンジン変速駆動」という。
【００５９】
このエンジン変速駆動中には、エンジン３の動力は、車速ＶＰおよび車両に要求される要求トルクＰＭＣＭＤに応じて定まる要求出力になるように制御される。この要求トルクＰＭＣＭＤは、例えば、車速ＶＰおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって算出される。また、第１および第２のロータ回転数ＮＲＯ１，ＮＲＯ２は、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥＣＭＤになるように制御される。この目標回転数ＮＥＣＭＤは、例えば、車速ＶＰおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、目標回転数マップ（図示せず）を検索することによって算出される。この目標回転数マップでは、目標回転数ＮＥＣＭＤは、そのときの車速ＶＰおよび要求トルクＰＭＣＭＤに対して、エンジン３の最良の燃費が得られるような値に設定されている。以上により、エンジン変速駆動中、エンジン３の最良の燃費を得ることができる。
【００６０】
また、上述したエンジン変速駆動中、車速ＶＰがエンジン回転数ＮＥよりも高い車両の高速走行時には、第１変速モードが用いられ（図５参照）、車速ＶＰがエンジン回転数ＮＥよりも低い車両の低・中速走行時には、第２変速モードが用いられる（図６参照）。さらに、この場合、第１変速モードと第２変速モードの切換は、第３キャリアＣ３および第３リングギヤＲ３の回転数が互いに等しいとき、すなわち、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰ、第１および第２のロータ回転数ＮＲＯ１，ＮＲＯ２が互いに等しいときに行われる。なお、便宜上、図７は、第１変速モードにおける共線図のみを示している。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン変速駆動中の高速走行時に、第１変速モードを用いるので、第２回転機３０の過回転を防止でき、したがって、それによる引きずり損失が発生するのを防止でき、効率を高めることができる。また、車両の低・中速走行時で、より大きなトルクが必要とされるときに、第２変速モードを用いるので、第２回転機３０のトルクを低減でき、したがって、第２回転機３０を小型化することができる。さらに、本発明の動力伝達機構として、互いに組み合わされた既存の第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を用いるので、特別な機構を用いることなく、容易かつ安価に構成することができる。また、同じ理由により、動力装置１を小型化することができる。
【００６２】
さらに、第１および第２の変速モードの切換を、第３キャリアＣ３および第３リングギヤＲ３の回転数が互いに等しいときに行うので、駆動輪ＤＷ，ＤＷやエンジン３の回転を保ちながら、円滑に行うことができ、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００６３】
図８は、本発明の第２実施形態による動力装置１Ａを概略的に示している。本実施形態の動力装置１Ａは、上述した第１実施形態と比較して、第１〜第３の遊星歯車装置ＰＳ１〜ＰＳ３、エンジン３、駆動輪ＤＷ，ＤＷ、第１および第２の回転機２０，３０の間の連結関係のみが異なっている。
【００６４】
具体的には、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２が、第１連結軸４を介して互いに連結されており、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２が、第２連結軸５を介して互いに連結されている。このような第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の各要素の連結によって、互いに回転数が共線の関係にある４つの回転要素が構成される。本実施形態では、第１サンギヤＳ１が第１要素に、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２が第２要素に、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２が第３要素に、第２サンギヤＳ２が第４要素に、それぞれ相当する。また、エンジン３は、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２に、駆動輪ＤＷ，ＤＷは、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２に、それぞれ連結されている。さらに、第１回転機２０は第１サンギヤＳ１に連結されている。
【００６５】
また、第２キャリアＣ２および第３リングギヤＲ３が、第３連結軸７ａを介して互いに連結され、第２サンギヤＳ２および第３キャリアＣ３が、第４連結軸８ａを介して互いに連結されている。この第３連結軸７ａは、中空に形成され、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、その内側に、第４連結軸８ａが回転自在に嵌合している。第４連結軸８ａは、中空に形成され、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、その内側に、第２連結軸５が回転自在に嵌合している。また、第２ロータ３２は、第１および第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２を介して、第３キャリアＣ３および第３サンギヤＳ３に連結されている。以上のような第１〜第３の遊星歯車装置ＰＳ１〜ＰＳ３の各要素の連結によって、互いに回転数が共線の関係にある５つの回転要素が構成される。
【００６６】
また、以上の構成により、第１ロータ回転数ＮＲＯ１、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰ、および第２ロータ回転数ＮＲＯ２は、前述した第１変速モード（ＣＬ１：接続、ＣＬ２：遮断）中には、例えば図９に示すような共線の関係になり、第２変速モード（ＣＬ１：遮断、ＣＬ２：接続）中には、例えば図１０に示すような共線の関係になる。なお、図９および図１０において、差動ギヤ機構９などによる変速は無視するものとする。
【００６７】
以上の構成の動力装置１Ａでは、第１実施形態と同様の動作が行われる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。  
【００６８】
なお、これまでに述べた実施形態では、変速装置４０を、第２回転機３０と第４要素の間にのみ設けているが、第１回転機２０と第１要素の間にのみ設けてもよい。その場合には、第３遊星歯車装置ＰＳ３、第１および第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２は、例えば次のように連結される。すなわち、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を第１実施形態で述べたように連結するとともに、第３サンギヤＳ３および第３キャリアＣ３を、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１にそれぞれ連結する。また、第１ロータ２１を、第１および第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２をそれぞれ介して、第３キャリアＣ３および第３リングギヤＲ３に連結する。
【００６９】
上述した各要素の連結関係から、第１〜第３の遊星歯車装置ＰＳ１〜ＰＳ３の各要素の回転数、第１ロータ回転数ＮＲＯ１、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰ、および第２ロータ回転数ＮＲＯ２の関係は、第１クラッチＣＬ１を接続するとともに、第２クラッチＣＬ２を遮断する第３変速モード中には、例えば図１１のような１つの共線図上に表される。また、これらの回転数の関係は、第１クラッチＣＬ１を遮断するとともに、第２クラッチＣＬ２を接続する第４変速モード中には、例えば図１６のような１つの共線図上に表される。
【００７０】
また、この場合、第３および第４の変速モードを、例えば次のようにして用いるのが好ましい。すなわち、停車中のエンジン３の始動時に、第４変速モードを用いる。この停車中のエンジン始動は、次のようにして行われる。すなわち、第１回転機２０に電力を供給し、第１ロータ２２を図１１に示すように第３リングギヤＲ３とともに正転させるとともに、第２回転機３０で発電を行う。この場合、第１回転機２０に供給する電力と、第２回転機３０で発電する電力と、第１および第２のロータ回転数ＮＲＯ１，ＮＲＯ２は、車速ＶＰが値０で、かつエンジン回転数ＮＥがエンジン３の始動に適した所定回転数ＮＥＳＴになるように制御される（図１１参照）。その状態で、前記クランク角度位置に応じ、エンジン３の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作（いずれも図示せず）を制御することによって、エンジン３が始動される。
【００７１】
以上のように、停車中のエンジン始動時、第１回転機２０に電力を供給し、トルクを発生させることによって、エンジン回転数ＮＥを上昇させる。この停車中のエンジン始動を第３および第４の変速モードを用いて行った場合におけるクランク軸に伝達されるトルクＴＣＲＫ、第１および第２の回転機のトルクＴＭ１，ＴＭ２の関係は、次式（９）および（１０）によってそれぞれ表される。
ＴＭ１＝｛１／（１＋α）｝×（β×ＴＭ２＋ＴＣＲＫ）        ……（９）
ＴＭ１＝｛１／（１＋α＋α×γ）｝×（β×ＴＭ２＋ＴＣＲＫ）  ……（１０）
これらの式（９）および（１０）から明らかなように、停車中のエンジン始動時、第４変速モードを用いることによって、第１回転機２０のトルクＴＭ１を低減することができる。
【００７２】
また、第３変速モードを、低速クルーズ走行状態にある車両を急加速させるときに用いる。このような車両の急加速は、次のようにして行われる。すなわち、図１６の破線は、エンジン回転数ＮＥや車速ＶＰなどの関係の一例を、低速クルーズ走行中において示しており、同図の実線は、上記のような車両の急加速の開始時において示している。
【００７３】
図１６に示すように、エンジン回転数ＮＥを、同図に破線で示す低速クルーズ走行に適した所定の回転数から、実線で示すエンジン３の最大トルクが得られるような所定の回転数に急激に上昇させる。この場合、図１６に実線で示すように、車速ＶＰはすぐには上昇しないため、エンジン回転数ＮＥが車速ＶＰよりも高くなるとともに、両者の差が大きくなることから、第２ロータ３２は、第２リングギヤＲ２とともに逆転する。また、そのように逆転する第２リングギヤＲ２に、第２回転機３０から正転方向のトルクを作用させるために、第２回転機３０において発電を行う。さらに、第２回転機３０で発電した電力を第１回転機２０に供給し、第１ロータ２２を第３キャリアＣ３とともに正転させる。また、この場合、上記のように車速ＶＰがすぐには上昇しないことから、図１６に実線で示すように、第１ロータ回転数ＮＲＯ１は、車速ＶＰよりも非常に高くなる。
【００７４】
以上のようなエンジン３、第１および第２の回転機２０，３０の動作の制御により、駆動輪ＤＷ，ＤＷには、エンジン３、第１および第２の回転機２０，３０から正転方向のトルクが作用し、その結果、車速ＶＰが急激に上昇する。また、図１１および図１６から明らかなように、共線図における駆動輪ＤＷ，ＤＷと第１回転機２０の間の距離が、第３変速モード中の方が第４変速モード中よりも小さいため、第１ロータ回転数ＮＲＯ１および車速ＶＰの回転差と車速ＶＰおよびエンジン回転数ＮＥの回転差との比は、第３変速モード中の方が小さい。したがって、上述した低速クルーズ走行からの急加速の開始時、第３変速モードを用いることによって、第４変速モードを用いた場合と比較して、第１ロータ回転数ＮＲＯ１をより低減できるので、第１回転機２０の過回転を防止することができる。
【００７５】
また、第３および第４の変速モードの切換を、第３キャリアＣ３および第３リングギヤＲ３の回転数が互いに等しいときに行うことによって、第１実施形態と同様、駆動輪ＤＷ，ＤＷやエンジン３の回転を保ちながら、円滑に行うことができ、良好なドライバビリティを確保することができる。
【００７６】
あるいは、変速装置４０を、第１回転機２０と第１要素の間、および第２回転機３０と第４要素の間の双方に設けてもよい。その場合には、第１回転機２０と第１要素の間の変速装置４０は、他の要素と実施形態で述べたように連結され、第２回転機３０と第４要素の間の変速装置４０は、他の要素と図１１に示すように連結される。これにより、変速装置４０を第１回転機２０と第１要素の間に設けたときの前述した効果と、第２回転機３０と第４要素の間に設けたときの上述した効果の双方を得ることができる。
【００７７】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、動力伝達機構の要素が４つの例であるが、これに限らず、その数を増やしてもよい。また、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の各要素の連結関係は、本発明における第１〜第４の要素を構成できれば、実施形態のものに限らず任意である。さらに、第１〜第３の遊星歯車装置ＰＳ１〜ＰＳ３に代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有し、遊星歯車装置と同等の機能を有するような装置を用いてもよい。
【００７８】
また、実施形態では、変速装置として、第２ロータ回転数ＮＲＯ２および車速ＶＰの回転差ＤＮ２と車速ＶＰおよびエンジン回転数ＮＥの回転差ＤＮ１との比（ＤＮ２／ＤＮ１）を変更する変速装置４０を用いているが、他の任意の変速装置を用いることが可能である。例えば、第２ロータ３２に連結された入力軸と、第２リングギヤＲ２に連結された出力軸と、複数の遊星歯車装置と、電磁ブレーキを有し、入力軸と出力軸との速度比を段階的に変更可能な一般的なタイプの変速装置を用いてもよい。このことは、変速装置４０を第１回転機２０と第１要素の間に設ける場合についても同様である。
【００７９】
さらに、実施形態では、原動機として、ガソリンエンジンを用いているが、例えばディーゼルエンジンや外燃機関を用いてもよい。また、実施形態では、第１および第２の回転機２０，３０として、ブラシレスＤＣモータを用いているが、電力の供給により動力を発生するとともに、動力の入力により電力を発生するものであれば、他のものを用いてもよく、例えばＡＣモータを用いてもよい。さらに、実施形態では、内燃機関３と第１および第２の回転機２０，３０と第１および第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２を制御するための制御器を、ＥＣＵ２や第１および第２のＰＤＵ５１，５２で構成しているが、例えば、マイクロコンピュータを搭載した電気回路で構成してもよい。また、実施形態は、本発明を車両に適用した例であるが、本発明は、これに限らず、例えば船舶や航空機などに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態による動力装置を概略的に示す図である。
【図２】図１の動力装置の一部を示すブロック図である。
【図３】（ａ）図１の第１サンギヤ、第１キャリア、および第１リングギヤの回転数の関係の一例を表す共線図を、図１の第２サンギヤ、第２キャリア、および第２リングギヤの回転数の関係の一例を表す共線図とともに示す図であり、（ｂ）図１の第１および第２の遊星歯車装置によって構成される４つの回転要素の回転数の関係の一例を表す共線図である。
【図４】（ａ）図１の第１および第２の遊星歯車装置によって構成される４つの回転要素の回転数の関係の一例を表す共線図を、図１の第３サンギヤ、第３キャリア、および第３リングギヤの回転数の関係の一例を表す共線図とともに示す図であり、（ｂ）図１の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数の関係の一例を表す共線図である。
【図５】図１の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数、エンジン回転数、車速、第１および第２のロータ回転数の関係の一例を、第１変速モード中において示す共線図である。
【図６】図１の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数、エンジン回転数、車速、第１および第２のロータ回転数の関係の一例を、第２変速モード中において示す共線図である。
【図７】図１の動力装置の第１および第２の回転機による変速動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態による動力装置を概略的に示す図である。
【図９】図８の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数、エンジン回転数、車速、第１および第２のロータ回転数の関係の一例を、第１変速モード中において示す共線図である。
【図１０】図８の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数、エンジン回転数、車速、第１および第２のロータ回転数の関係の一例を、第２変速モード中において示す共線図である。
【図１１】変速装置を第１要素と第１回転機の間に設けた場合の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数、エンジン回転数、車速、第１および第２のロータ回転数の関係の一例を、停車中エンジン始動時で、かつ第４変速モード中において示す共線図である。
【図１２】本発明の動力装置における第１および第２の回転機による変速動作を説明するための図である。
【図１３】原動機、被駆動部、第１および第２の回転機、一方のギヤ、キャリア、および他方のギヤの回転数の関係の一例を、（ａ）第１変速モード中において、（ｂ）第２変速モード中において、それぞれ示す共線図である。
【図１４】本発明の動力装置における第１および第２の変速モードの切換を説明するための図である。
【図１５】原動機、被駆動部、第１および第２の回転機、第１ギヤ、キャリア、および第２ギヤの回転数の関係の一例を、（ａ）第３変速モード中において、（ｂ）第４変速モード中において、それぞれ示す共線図である。
【図１６】変速装置を第１要素と第１回転機の間に設けた場合の第１〜第３の遊星歯車装置によって構成される５つの回転要素の回転数、エンジン回転数、車速、第１および第２のロータ回転数の関係の一例を、車両の低速クルーズ走行からの急加速時で、かつ第３変速モード中において示す共線図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  動力装置
１Ａ  動力装置
３  エンジン（原動機）
ＤＷ  駆動輪（被駆動部）
ＰＳ１  第１遊星歯車装置（動力伝達機構、複数の遊星歯車装置）
Ｓ１  第１サンギヤ（第３要素、第１要素）
Ｃ１  第１キャリア（第２要素）
Ｒ１  第１リングギヤ（第１要素、第３要素）
ＰＳ２  第２遊星歯車装置（動力伝達機構、複数の遊星歯車装置）
Ｓ２  第２サンギヤ（第２要素、第４要素）
Ｃ２  第２キャリア（第３要素）
Ｒ２  第２リングギヤ（第４要素、第２要素）
２０  第１回転機
３０  第２回転機
４０  変速装置
ＰＳ３  第３遊星歯車装置（遊星歯車装置）
Ｓ３  第３サンギヤ（サンギヤ）
Ｒ３  第３リングギヤ（リングギヤ）
Ｐ３  第３プラネタリギヤ（プラネタリギヤ）
Ｃ３  第３キャリア（キャリア）
ＣＬ１  第１クラッチ
ＣＬ２  第２クラッチ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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