(57)【要約】【課題】全体として大形化するのを抑制しつつ、有段変速させた場合に変速比の変化幅が大きく（ワイドレンジ）、且つ変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる車両の動力伝達装置を提供する。【解決手段】エンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８へ分配する動力分配機構１６が設けられるとともに、その伝達部材１８と駆動輪３８との間に第２電動機Ｍ２および自動変速機２０が設けられ、動力分配機構１６を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と２段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置１０を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、動力分配機構１６の定変速比を切り換えることにより中間変速段の数を多くすることができるので、変速比変化幅が広くて変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。【選択図】図１
2008174164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第２電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、
前記動力分配機構は、２以上の定変速比が機械的に定まる２以上の有段変速を実行可能であり、
前記有段式変速機構は少なくとも３つの遊星歯車装置から成り、
該少なくとも３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、該５つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上において該５つの回転要素を一端から他端に向かって順番に、第１、第２、第３、第４、第５回転要素としたとき、
前記第４回転要素は前記有段式変速機構の出力部材に連結され、前記第１、第３、第５回転要素はそれぞれ第２、第３、第１クラッチ要素を介して前記動力分配機構の伝達部材に選択的に連結され、前記第１、第２、第３回転要素はそれぞれ第１、第２、第３ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結されており、前記第１、第２、第３クラッチ要素および前記第１、第２、第３ブレーキ要素が選択的に係合されることにより５つの変速比を得ることが可能とされることを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項２】
前記動力分配機構は、有段変速させられることにより前記有段式変速機構で達成される変速段の中間変速段を１つ以上達成することを特徴とし、前記動力分配機構を少なくとも２段の変速機として作動させた場合において、前記中間変速段が得られるように前記定変速比を切り換えることにより、該中間変速段を含む複数の変速段を達成するようにしたことを特徴とする請求項１の車両の動力伝達装置。
【請求項３】
前記動力分配機構を前記有段変速状態と、前記第１電動機の運転状態が制御されることにより、前記動力分配機構の入力軸回転数と出力軸回転数の差動状態が電気的に制御される電気式差動状態とを切り換える切換装置を有し、該切換装置を用いて有段変速状態における有段変速を為すことを特徴とする請求項１または２の車両の動力伝達装置。
【請求項４】
前記動力分配機構は、電気式差動状態において前記第１電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動することを特徴とする請求項３の車両の動力伝達装置。
【請求項５】
前記動力分配機構は、前記車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて電気式差動状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることを特徴とする請求項３または４の車両の動力伝達装置。
【請求項６】
前記動力分配機構の定変速比を高速側に切り換えることにより変速比が最も小さな最高変速段を形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項７】
前記有段式変速機構は３つの遊星歯車装置から成り、該３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも６つの変速段を為すことが可能な請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項８】
前記有段式変速機構は３つの遊星歯車装置からなり、該３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記有段式変速機構において増速段を得ることで少なくとも６つの変速段を為すことが可能な請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項９】
前記有段式変速機構は３つの遊星歯車装置からなり、該３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構と有段変速機構のいずれか一方を増速段にすることで第１の増速段を得、両方を増速段にすることで第２の増速段を得ることで、少なくとも７つの変速段を為すことが可能な請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第１クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第１クラッチ要素、第２クラッチ要素、および第３クラッチ要素のうちのいずれか２係合要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第３クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより、中間変速段を形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４または請求項６乃至９のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項１１】
前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第３ブレーキ要素を係合することで第１変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第２ブレーキ要素を係合することにより前記第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第２変速段よりも変速比の小さな第３変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第３変速段よりも変速比の小さな第４変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素、第２クラッチ要素、第３クラッチ要素のうちのいずれか２要素を係合することで前記第４変速段よりも変速比の小さな第５変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第１クラッチ要素、第２クラッチ要素、第３クラッチ要素のうちのいずれか２要素を係合する、或いは前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第３クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第５変速段よりも変速比の小さな第６変速段を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項１２】
前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第３クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第６変速段よりも変速比の小さな第７変速段を形成することを特徴とする請求項１１の車両の動力伝達装置。
【請求項１３】
前記第２クラッチ要素と、第２ブレーキ要素および第３ブレーキ要素のうちのいずれかのブレーキ要素とを係合することにより後進変速段を形成することを特徴とする請求項１１または１２の車両の動力伝達装置。
【請求項１４】
前記動力分配機構は遊星歯車装置から成り、該遊星歯車装置において、キャリヤがエンジンの出力を入力する部材に連結され、サンギヤが第１電動機に連結され、リングギヤが前記動力分配機構の伝達部材に連結され、且つ、前記サンギヤはブレーキ要素を介して選択的に非回転部材に連結されるとともにクラッチ要素を介して前記キャリヤに選択的に連結されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項１５】
前記動力分配機構機構によって前記伝達部材を逆転させた状態で、前記第１クラッチ要素と、前記第１ブレーキ要素、第２ブレーキ要素、および第３ブレーキ要素のうちのいずれか１つのブレーキ要素とを選択的に係合することにより後進変速段を形成することを特徴とする請求項１４の車両の動力伝達装置。
【請求項１６】
前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置から成り、前記第１回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤ、前記第２遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第３遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第２回転要素は前記第１遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第３回転要素は互いに連結された前記第２遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第３遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第４回転要素は前記第３遊星歯車装置のリングギヤであり、前記第５回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの車両の動力伝達装置。
【請求項１７】
エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第２電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、
前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置から成り、
前記３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、
第１回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤ、前記第２遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第３遊星歯車装置のサンギヤであり、第２回転要素は前記第１遊星歯車装置のキャリヤであり、第３回転要素は互いに連結された前記第２遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第３遊星歯車装置のキャリヤであり、第４回転要素は前記第３遊星歯車装置のリングギヤであり、第５回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項１８】
前記エンジンの回転中心である第１軸心上に前記第１電動機、動力分配機構、および第２電動機が配置され、該第１軸心上に平行な第２軸心上に前記有段式変速機構が配置され、
前記伝達部材の出力は、歯車機構或いはベルト等を介して作動的に前記有段式変速機構に伝達されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかの車両の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力伝達装置に係り、特に全体として大型化するのを抑制しつつ、有段変速させた場合に変速比の変化幅が大きく（ワイドレンジ）、且つ変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られるようにする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構を電気的な無段変速機として作動可能な状態と２段の変速機として作動可能な状態とに選択的に切り換えられるようにした車両の動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両の動力伝達装置がそれである。このような車両の動力伝達装置では、伝達部材と出力部材との間に第２電動機に加えて有段式変速機構が設けられており、この有段式変速機構によって伝達部材の回転すなわちエンジンの出力を入力する入力部材の回転を多段に変速して出力するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０６１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の動力伝達装置を有段式の自動変速機として作動させた場合には、変速比変化幅が広く（ワイドレンジで）変速比が相互に接近しているクロスレシオであることが望まれる。この点に関し、上記特許文献１では、たとえばその図１７乃至図２０に示されるように、入力部材の回転を有段式変速機構へ直接伝達させる第２の伝達経路を設け、７つの変速段を達成するように動力伝達装置が構成されているが、動力伝達経路が増えることによって、動力伝達装置の全体寸法が大形化してしまうという不都合があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、全体として大形化するのを抑制しつつ、有段変速させた場合に変速比の変化幅が大きく（ワイドレンジ）、且つ変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる車両の動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第２電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、（ｂ）前記動力分配機構は、２以上の定変速比が機械的に定まる２以上の有段変速を実行可能であり、（ｃ）前記有段式変速機構は少なくとも３つの遊星歯車装置から成り、（ｄ）それら少なくとも３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、それら５つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら５つの回転要素を一端から他端に向かって順番に、第１、第２、第３、第４、第５回転要素としたとき、（ｅ）前記第４回転要素は前記有段式変速機構の出力部材に連結され、前記第１、第３、第５回転要素はそれぞれ第２、第３、第１クラッチ要素を介して前記動力分配機構の伝達部材に選択的に連結され、前記第１、第２、第３回転要素はそれぞれ第１、第２、第３ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結されており、前記第１、第２、第３クラッチ要素および前記第１、第２、第３ブレーキ要素が選択的に係合されることにより５つの変速比を得ることが可能とされることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は、有段変速させられることにより前記有段式変速機構で達成される変速段の中間変速段を１つ以上達成することを特徴とし、前記動力分配機構を少なくとも２段の変速機として作動させた場合において、前記中間変速段が得られるように前記定変速比を切り換えることにより、その中間変速段を含む複数の変速段を達成するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構を前記有段変速状態と、前記第１電動機の運転状態が制御されることにより、前記動力分配機構の入力軸回転数と出力軸回転数の差動状態が電気的に制御される電気式差動状態とを切り換える切換装置を有し、その切換装置を用いて有段変速状態における有段変速を為すことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項３の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は、電気式差動状態において前記第１電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項３または４の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は、前記車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて電気式差動状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を高速側に切り換えることにより変速比が最も小さな最高変速段を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は３つの遊星歯車装置から成り、それら３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも６つの変速段を為すことが可能なことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は３つの遊星歯車装置からなり、それら３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記有段式変速機構において増速段を得ることで少なくとも６つの変速段を為すことが可能なことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は３つの遊星歯車装置からなり、それら３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構と有段変速機構のいずれか一方を増速段にすることで第１の増速段を得、両方を増速段にすることで第２の増速段を得ることで、少なくとも７つの変速段を為すことが可能なことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４または請求項６乃至９のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第１クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第１クラッチ要素、第２クラッチ要素、および第３クラッチ要素のうちのいずれか２係合要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第３クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより、中間変速段を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１１にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第３ブレーキ要素を係合することで第１変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第２ブレーキ要素を係合することにより前記第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第２変速段よりも変速比の小さな第３変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第１クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第３変速段よりも変速比の小さな第４変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第１クラッチ要素、第２クラッチ要素、第３クラッチ要素のうちいずれか２要素を係合することで前記第４変速段よりも変速比の小さな第５変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第１クラッチ要素、第２クラッチ要素、第３クラッチ要素のうちいずれか２要素を係合する、或いは前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第３クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第５変速段よりも変速比の小さな第６変速段を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１１の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第３クラッチ要素および第１ブレーキ要素を係合することにより前記第６変速段よりも変速比の小さな第７変速段を形成することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１１または１２の車両の動力伝達装置において、前記第２クラッチ要素と、第２ブレーキ要素および第３ブレーキ要素のうちいずれかのブレーキ要素とを係合することにより後進段を形成することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至１３のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は遊星歯車装置から成り、その遊星歯車装置において、キャリヤがエンジンの出力を入力する部材に連結され、サンギヤが第１電動機に連結され、リングギヤが前記動力分配機構の伝達部材に連結され、且つ、前記サンギヤはブレーキ要素を介して選択的に非回転部材に連結されるとともにクラッチ要素を介して前記キャリヤに選択的に連結されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１４の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構機構によって前記伝達部材を逆転させた状態で、前記第１クラッチ要素と、前記第１ブレーキ要素、第２ブレーキ要素、および第３ブレーキ要素のうちのいずれか１つのブレーキ要素とを選択的に係合することにより後進変速段を形成することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至１５のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置から成り、前記第１回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤ、前記第２遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第３遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第２回転要素は前記第１遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第３回転要素は互いに連結された前記第２遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第３遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第４回転要素は前記第３遊星歯車装置のリングギヤであり、前記第５回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第２電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、（ｂ）前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置から成り、（ｃ）前記３つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより５つの回転要素が構成され、（ｄ）第１回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤ、前記第２遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第３遊星歯車装置のサンギヤであり、第２回転要素は前記第１遊星歯車装置のキャリヤであり、第３回転要素は互いに連結された前記第２遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第３遊星歯車装置のキャリヤであり、第４回転要素は前記第３遊星歯車装置のリングギヤであり、第５回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１８にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至１７のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記エンジンの回転中心である第１軸心上に前記第１電動機、動力分配機構、および第２電動機が配置され、該第１軸心上に平行な第２軸心上に前記有段式変速機構が配置され、前記伝達部材の出力は、歯車機構或いはベルト等を介して作動的に前記有段式変速機構に伝達されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１乃至１８にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を電気的な変速機として作動可能な差動状態と少なくとも高低２段の有段変速の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、中間変速段が得られるように動力分配機構の定変速比を切り換えることにより、中間変速段の数を多くすることができるので、変速比変化幅が広く（ワイドレンジで）変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。また、中間変速段を作る際に、有段および無段変速状態を切り換える動力分配機構を兼用して使用するため、部品点数を増加することなく小型化された多段変速機を構成することができる。
【００２５】
また、請求項４にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、電気式差動状態において前記第１電動機の運転状態が制御されることにより、動力分配機構を無段変速機構として作動させることで、変速比を連続的に変化させることが可能となり、好適な変速比で車両を走行させることができる。
【００２６】
また、請求項５にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構は、前記車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて作動形態が電気式差動状態状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることで、効率的な有段および電気式差動状態の切換えが可能となる。
【００２７】
請求項７にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも６つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。
【００２８】
請求項８にかかる発明の車両動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも６つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。
【００２９】
請求項９にかかる発明の車両動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構と有段変速機構のいずれか一方を増速段にすることで第１の増速段を得、両方を増速段にすることで第２の増速段を得ることで、少なくとも７つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。
【００３０】
請求項１１または１２に係る発明の車両の動力伝達装置によれば、エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第２電動機および有段式変速機構が設けられ、前記動力分配機構を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と２段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、６つの摩擦係合要素によって６速または７速の変速段が得られるので、比較的構成が簡単となる。
【００３１】
また、請求項１３にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構から前記有段式変速機構へ入力される伝達部材の回転を有段式変速機構によって逆転させることで、後進変速段が得られるので、比較的構成が容易となる。
【００３２】
また、請求項１４にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構が１つの遊星歯車装置によって構成されるので、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに簡単に構成される。また、好適には、その１つの遊星歯車装置は、シングルピニオン型の遊星歯車装置によって構成される。このようにすれば、一層小型化されるとともに簡単に構成される。
【００３３】
また、請求項１５にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構によって前記伝達部材を逆転させて後進変速段を成立させることが可能となり、前記有段式変速機構において後進回転を形成する必要がなくなるため、前記有段式変速機構をさらに簡略化することができる。
【００３４】
また、請求項１６および１７にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記有段式変速機構は、３つの遊星歯車装置によって有段変速機構が構成され、前記有段変速可能な動力分配機構と組み合わせることにより少数の遊星歯車装置によって複数の変速段が得られる。
【００３５】
また、請求項１８にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、動力分配機構と自動変速機とが同一の軸心上に配設される場合に比較して動力伝達装置の軸心方向の寸法が短縮される。これにより、一般的に動力伝達装置の軸心方向の寸法が車幅で制約されるＦＦ車両用やＲＲ車両用に横置き可能すなわち第１軸心および第２軸心が車幅方向と平行に搭載可能な動力伝達装置として好適に用いられ得る。また、前記第２電動機は、前記第１軸心上に配設されているものであるため、動力伝達装置における前記第２軸心の軸心方向の寸法が短縮される。
【００３６】
ここで、好適には、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第１要素と前記第１電動機に連結された第２要素と前記動力分配機構の伝達部材に連結された第３要素とを有するものであり、無段変速状態とするためにその第１要素、第２要素、および第３要素を相互に相対回転可能とするとともに、有段変速状態とするためにその第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するか或いはその第２要素を非回転状態とする差動状態切換装置を含むものである。このようにすれば、差動状態切換装置により差動状態とロック状態とに選択的に切換えられ得る動力分配機構が簡単に構成される。
【００３７】
また、好適には、前記自動変速機構は、第１ブレーキ要素の係合によって回転要素の回転数が零となる点を通る複数の直線と第４回転要素の回転数を示す直線との複数の交点と、第２ブレーキ要素の係合によって回転要素の回転数が零となる点を通る複数の直線と第４回転要素の回転数を示す直線との複数の交点と、第３ブレーキ要素の係合によって回転要素の回転数が零となる点を通る複数の直線と第４回転要素の回転数を示す直線との複数の交点とで、複数の変速比が決まるように構成されていることから、７速の変速段の各変速比として好適に等比的なものが容易に得られる。
【００３８】
また、好適には、車両の動力伝達装置は、車両状態に基づいて、動力分配機構を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、単段または複数段の定変速比を有する変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換える。このため、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた動力伝達装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域では、上記動力分配機構が差動状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、高速走行では動力分配機構が定変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的に変速比が変更させられる変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されるので、燃費が向上させられる。また、高出力走行では上記動力分配機構が定変速状態とされるので、電気的に変速比が変更させられる変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、電動機が発生すべき電気的エネルギ換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の動力伝達装置が一層小型化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００４０】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置１０を説明する骨子図である。図１において、動力伝達装置１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２（以下、ケース１２と表す）内において、エンジン８に対して直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接に連結されてそのエンジン８の出力を入力させる入力部材として機能する入力軸１４と、この入力軸１４に連結された差動機構としての動力分配機構１６と、その動力分配機構１６と出力軸２２との間で伝達部材１８を介して直列に連結されている有段式変速機構である自動変速機２０と、この自動変速機２０に連結されている出力部材としての出力軸２２とを共通の軸心上に直列に備えている。本実施例の動力伝達装置１０は、車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、走行用の駆動力源としてのエンジン８と一対の駆動輪３８との間に設けられて、図７に示すように動力を差動歯車装置（終減速機）３６および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３８へ伝達する。なお、動力伝達装置１０はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の動力伝達装置１０を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。また、本実施例の自動変速機２０が、本発明の有段式変速機構に対応しており、出力軸２２が本発明の有段式変速機構の出力部材に対応している。
【００４１】
動力分配機構１６は、入力軸１４に入力されたエンジン８の出力を機械的に合成し或いは分配する差動機構であって、エンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８に分配し、或いはエンジン８の出力とその第１電動機Ｍ１の出力とを合成して伝達部材１８へ出力させる。第２電動機Ｍ２は伝達部材１８と一体的に回転するように設けられている。本実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第１電動機Ｍ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機Ｍ２は駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備える。
【００４２】
動力分配機構１６は、例えば「０．３８０」の所定のギヤ比ρ０を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置２４と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを主体的に備えている。この遊星歯車装置２４は、サンギヤＳ０、遊星歯車Ｐ０、その遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持するキャリヤＣＡ０、遊星歯車Ｐ０を介してサンギヤＳ０と噛み合うリングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。サンギヤＳ０の歯数をＺＳ０、リングギヤＲ０の歯数をＺＲ０とすると、上記ギヤ比ρ０はＺＳ０／ＺＲ０である。
【００４３】
この動力分配機構１６においては、キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０はサンギヤＳ０とトランスミッションケース１２との間に設けられ、切換クラッチＣ０はサンギヤＳ０とキャリヤＣＡ０との間に設けられている。それら切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放されると、サンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０、リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能な差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、例えば無段変速状態とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構１６が電気的にその変速比γ０（入力軸１４の回転速度／伝達部材１８の回転速度）が最小値γ０min から最大値γ０max まで変化させられる差動状態例えば変速比γ０が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する差動状態例えば無段変速状態とされる。
【００４４】
この状態で、エンジン８の出力で車両走行中に上記切換クラッチＣ０が係合させられてサンギヤＳ０とキャリヤＣＡ０とが一体的に係合させられると、遊星歯車装置２４の３要素Ｓ０、ＣＡ０、Ｒ０が一体回転させられるロック状態である非差動状態とされることから、エンジン８の回転と伝達部材１８の回転速度とが一致する状態となるので、動力分配機構１６は変速比γ０が「１」に固定された変速機として機能する定変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられてサンギヤＳ０が非回転状態とされるロック状態である非差動状態とされると、リングギヤＲ０はキャリヤＣＡ０よりも増速回転されるので、動力分配機構１６は変速比γ０が「１」より小さい値例えば「０．７」程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態とされる。このように、本実施例では、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、動力分配機構１６を、差動状態例えば変速比が連続的変化可能な電気的な無段変速機として作動可能な差動状態（無段変速状態）と、非差動状態例えば電気的な無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化をロックするロック状態、すなわち少なくとも高低２段の有段変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。なお、本実施例の切換クラッチＣ０の係合が本発明の定変速比の低速側に対応しており、切換クラッチＢ０の係合が本発明の定変速比の高速側に対応している。
【００４５】
自動変速機２０は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０を備えている。第１遊星歯車装置２６は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、例えば「０．３８９」程度の所定のギヤ比ρ１を有している。第２遊星歯車装置２８は、第２サンギヤＳ２、互いに噛み合う複数対の第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、例えば「０．４０７」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置３０は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、例えば「０．３３１」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１、第２サンギヤＳ２の歯数をＺＳ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺＲ２、第３サンギヤＳ３の歯数をＺＳ３、第３リングギヤＲ３の歯数をＺＲ３とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３である。
【００４６】
自動変速機２０では、互いに連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２が第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結され、第１キャリヤＣＡ１が第２ブレーキＢ２を介して非回転部材であるケース１２に選択的に連結され、互いに連結された第１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、および第３サンギヤＳ３が第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、互いに連結された第２リングギヤＲ２および第３キャリヤＣＡ３が第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第３リングギヤＲ３が出力軸２２に連結されている。
【００４７】
前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型係合装置である。
【００４８】
以上のように構成された動力伝達装置１０では、例えば、図２の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２および第３ブレーキＢ３が選択的に係合作動させられることにより、第１速ギヤ段（第１変速段）乃至第７速ギヤ段（第７変速段）のいずれか、後進ギヤ段（後進変速段）、或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ（＝入力軸回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が各前進ギヤ段毎に得られるようになっている。本実施例では動力分配機構１６に切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が備えられており、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかが係合作動させられることによって、動力分配機構１６は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、１または２種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動可能な定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた動力分配機構１６と自動変速機２０とで有段変速機が構成されるとともに、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた動力分配機構１６と自動変速機２０とで無段変速機が構成される。
【００４９】
例えば、動力伝達装置１０が有段変速機として機能する場合には、図２に示すように、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３の係合により、変速比γ１が最大値例えば「４．３９６」である第１速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２の係合により、変速比γ２が第１速ギヤ段よりも小さい値例えば「２．７４８」である第２速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ３が第２速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．８４５」である第３速ギヤ段が成立させられ、切換ブレーキＢ０、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．３３７」である第４速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０と第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３のうちいずれか２係合要素との係合により、変速比γ５が第４速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．０００」である第５速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第３クラッチＣ３および第１ブレーキＢ１の係合、或いは切換ブレーキＢ０と第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３のうちいずれか２係合要素との係合により、変速比γ６が第５速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７５１（６ｔｈ−１）」或いは「０．７２５（６ｔｈ−２）」である第６速ギヤ段が成立させられ、切換ブレーキＢ０、第３クラッチＣ３および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ７が第６速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．５４４」である第７速ギヤ段が成立させられる。
【００５０】
また、エンジン８の駆動力によってエンジン走行用後進ギヤ段を成立させる場合には、第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２および第３ブレーキＢ３のうちいずれか一方のブレーキとの係合によりエンジン走行用後進ギヤ段が成立させられる。一方、第２電動機Ｍ２の駆動力によってモータ用後進ギヤ段を成立させる場合には、第２電動機Ｍ２によって伝達部材１８を逆転させるとともに、第１クラッチＣ１と第１、第２、第３ブレーキ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）のうちいずれか１つのブレーキとの係合によりモータ走行用後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「Ｎ」状態とする場合には、例えば第３ブレーキＢ３のみが係合される。
【００５１】
ここで、たとえば第３速ギヤ段と第５速ギヤ段との間に設定されている第４速ギヤ段は、動力分配機構１６の定変速比が高速側すなわち切換クラッチＣ０の係合から切換ブレーキＢ０の係合に切り換えられることで変速される。このような第４速ギヤ段が中間変速段（本実施例では、第６速ギヤ段（６ｔｈ−２）および第７速ギヤ段も該当）として機能しており、変速比が第３速ギヤ段および第５速ギヤ段の変速比の間に位置するように、動力分配機構１６の定変速比が予め設定されている。また、第１速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速では、自動変速機２０の高速側への変速のみによって増速段（第２速ギヤ段）が得られる。さらに、第５速ギヤ段から第６速ギヤ段（６ｔｈ−２）に着目すると、動力分配機構１６の定変速比が高速側に切り換えられることで第６速ギヤ段（６ｔｈ−２）が得られ、さらにこの状態で自動変速機２０の変速段を高速側に切り換えると変速比の最も小さな第７変速段が得られる。このように、動力分配機構１６と自動変速機２０のいずれか一方を増速段にすることで１つの増速段が得られ、さらにこれら両方を増速させることでその増速段よりも変速比の小さな増速段が得られ、変速機の多段化が可能となる。
【００５２】
上記において、互いに隣接する各ギヤ段の変速比は、有段変速に理想的とされている等比的に変化させられており、各ギヤ段の変速間の変化割合（変速比ステップ）が略一定とされている。すなわち、上記第１速ギヤ段と第２速ギヤ段との間の変速比の変化割合（γ１／γ２）は１．６００であり、第２速ギヤ段と第３速ギヤ段との間の変速比の変化割合（γ２／γ３）は１．４８９であり、第３速ギヤ段と第４速ギヤ段との間の変速比の変化割合（γ３／γ４）は１．３８０であり、第４速ギヤ段と第５速ギヤ段との間の変速比の変化割合（γ４／γ５）は１．３３７であり、第５速ギヤ段と第６速ギヤ段との間の変速比の変化割合（γ５／γ６）は１．３３１（６ｔｈ−１）或いは１．３８０（６ｔｈ−２）であり、第６速ギヤ段と第７速ギヤ段との間の変速比の変化割合（γ６／γ７）は１．３８０（６ｔｈ−１）或いは１．３３１（６ｔｈ−２）である。そして、全体のギヤ比幅（γ1／γ７）は８．０７６と大幅に大きな値に設定されている。
【００５３】
しかし、動力伝達装置１０が無段変速機として機能する場合には、図２に示される係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、動力分配機構１６が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速機２０が５速の有段変速機として機能することにより、図２の係合表では１ｓｔ 、２ｎｄ、３ｒｄ、５ｔｈ、６ｔｈに対応する自動変速機２０の第５速の各ギヤ段に対しその自動変速機２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【００５４】
図３は、無段変速部として機能する動力分配機構１６と有段変速部として機能する自動変速機２０とから構成される動力伝達装置１０において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図３の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、２本の横軸のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度零を示し、上側の横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１４に連結されたエンジン８の回転速度ＮＥを示している。また、動力分配機構１６の３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第１回転要素ＲＥ１に対応するサンギヤＳ０、第２回転要素ＲＥ２に対応するキャリヤＣＡ０、第３回転要素ＲＥ３に対応するリングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１に応じて定められている。すなわち、縦線Ｙ１とＹ２との間隔を１に対応するとすると、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ０に対応するものとされる。さらに、自動変速機２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４回転要素ＲＥ４（本発明の第１回転要素に対応）に対応する互いに連結された第１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、および第３サンギヤＳ３、第５回転要素ＲＥ５（本発明の第２回転要素に対応）に対応する第１キャリヤＣＡ１、第６回転要素ＲＥ６（本発明の第３回転要素に対応）に対応する相互に連結された第２リングギヤＲ２および第３キャリヤＣＡ３、第７回転要素ＲＥ７（本発明の第４回転要素に対応）に対応する第３リングギヤＲ３、第８回転要素ＲＥ８（本発明の第５回転要素に対応）に対応する互いに連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２の相対回転速度をそれぞれ示すものであり、それらの間隔は第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ１、ρ２、ρ３に応じてそれぞれ定められている。すなわち、図３に示すように、各第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が１に対応するものされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応するものとされる。
【００５５】
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置１０は、動力分配機構（無段変速部）１６において、遊星歯車装置２４の３回転要素（要素）の１つである第２回転要素ＲＥ２（キャリヤＣＡ０）が入力軸１４に連結されるとともに切換クラッチＣ０を介して他の回転要素の１つであるサンギヤＳ０と選択的に連結され、その他の回転要素の１つである第１回転要素ＲＥ１（サンギヤＳ０）が第１電動機Ｍ１に連結されるとともに切換ブレーキＢ０を介してケース１２に選択的に連結され、残りの回転要素である第３回転要素ＲＥ３（リングギヤＲ０）が伝達部材１８および第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１４の回転を前記伝達部材１８を介して自動変速機２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、Ｙ２とＸ２の交点を通る斜めの直線Ｌ０によりサンギヤＳ０の回転速度とリングギヤＲ０の回転速度との相対関係が示される。また、第２電動機Ｍ２による後進変速の際には、たとえばエンジン８を回転停止させるとともに第２電動機Ｍ２を逆転させることにより、直線ＬＲに示すような状態となり、リングギヤＲ０すなわち伝達部材１８を逆転させて自動変速機２０へ出力する。
【００５６】
上記図３の共線図のうち、左側に示される３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３で示される動力分配機構１６の共線図は、切換ブレーキＢ０の係合によって増速変速機として機能する定変速状態を示している。この場合、切換ブレーキＢ０の係合によって第１サンギヤＳ１の回転が停止させられると、直線Ｌ０は図３に示す状態となり、その直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示されるリングギヤＲ０すなわち伝達部材１８の回転速度は、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で自動変速機２０へ入力される。なお、この切換ブレーキＢ０が係合された状態が、本発明の動力分配機構１６の定変速比が高速側に切り換えられた状態に対応している。
【００５７】
図４は、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の解放により無段変速状態に切換えられたときの動力分配機構１６の状態を表している。例えば、第１電動機Ｍ１の発電による反力を制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示されるサンギヤＳ０の回転が連続的に上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示されるリングギヤＲ０の回転速度が連続的に下降或いは上昇させられ、このような無段階に変化させられる回転で自動変速機２０へ入力される。なお、このような切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放されて例えば第１電動機Ｍ１によって動力分配機構１６の各回転要素の回転速度が制御される無段変速状態が、本発明の差動状態が電気的に制御される電気式差動状態の一例に対応している。
【００５８】
図５は、上記動力分配機構１６部分に相当する共線図であって、切換クラッチＣ０の係合によって変速比が１の定変速状態に切換えられたとき状態を表している。切換クラッチＣ０の係合によってサンギヤＳ０とキャリヤＣＡ０とが連結されると、３つの回転要素が一体回転するので、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられて、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で伝達部材１８が回転させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で自動変速機２０へ入力される。なお、この切換クラッチＣ０が係合された状態が、本発明の動力分配機構１６の定変速比が低速側に切り換えられた状態に対応している。
【００５９】
上記自動変速機２０において、第４回転要素ＲＥ４（Ｒ１、ＣＡ２、Ｓ３）は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５（ＣＡ１）は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２、ＣＡ３）は第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７（Ｒ３）は出力軸２２に連結され、第８回転要素ＲＥ８（Ｓ１、Ｓ２）は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
【００６０】
自動変速機２０では、切換クラッチＣ０の係合状態において第１クラッチＣ１と第３ブレーキＢ３とが係合させられることにより、図３に示すように第８回転要素ＲＥ８の回転速度を示す縦線Ｙ８と横線Ｘ２との交点と第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６と横線Ｘ１との交点とを通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第１速（１ｓｔ）の出力軸２２の回転速度が示される。同様に、切換クラッチＣ０の係合状態で第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ２と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第２速（２ｎｄ）の出力軸２２の回転速度が示され、切換クラッチＣ０の係合状態で第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ３と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第３速（３ｒｄ）の出力軸２２の回転速度が示され、切換ブレーキＢ０の係合状態で第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ４と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第４速（４ｔｈ）の出力軸２２の回転速度が示され、切換クラッチＣ０の係合状態で第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３のうちいずれか２係合要素が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ５（＝Ｘ２）と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第５速（５ｔｈ）の出力軸２２の回転速度が示され、切換クラッチＣ０の係合状態で第１ブレーキＢ１と第３クラッチＣ３とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ６−１と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第６速（６ｔｈ−１）の出力軸２２の回転速度が示され、切換ブレーキＢ０の係合状態で第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３のうちいずれか２係合要素が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ６−２と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第６速（６ｔｈ−２）の出力軸２２の回転速度が示され、切換ブレーキＢ０の係合状態で第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ７と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第７速（７ｔｈ）の出力軸２２の回転速度が示される。なお、第６速（６ｔｈ−１）および第６速（６ｔｈ−２）は、いずれか一方、或いは車両の状態に応じて選択的に使用してもよい。
【００６１】
また、エンジン８の駆動力によって後進ギヤ段を成立させる場合には、第２クラッチＣ２と第３ブレーキＢ３とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌｅ１と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点でエンジン走行用第１後進ギヤ段（Ｒｅ１）の出力軸２２の回転速度が示され、第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌｅ２と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点でエンジン走行用第２後進ギヤ段（Ｒｅ２）の出力軸２２の回転速度が示される。一方、第２電動機Ｍ２の駆動力によって後進ギヤ段を成立させる場合には、伝達部材１８が第２電動機Ｍ２によって逆転された状態で第１クラッチＣ１と第３ブレーキＢ３とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌｍ１と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点でモータ走行用第１後進ギヤ段（Ｒｍ１）の出力軸２２の回転速度が示され、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌｍ２と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点でモータ走行用第２後進ギヤ段（Ｒｍ２）の出力軸２２の回転速度が示され、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌｍ３と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点でモータ走行用第３後進ギヤ段（Ｒｍ３）の出力軸２２の回転速度が示される。
【００６２】
図６は、本実施例の動力伝達装置１０を制御するための電子制御装置４０に入力される信号及びその電子制御装置４０から出力される信号を例示している。この電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８、電動機Ｍ１、Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、前記自動変速機２０の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
【００６３】
上記電子制御装置４０には、図６に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、Ｍ（モータ走行）モードを指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸２２の回転速度に対応する車速信号、自動変速機２０の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各駆動輪の車輪速を示す車輪速信号、動力伝達装置１０を有段変速機として機能させるために動力分配機構１６を定変速状態に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、動力伝達装置１０を無段変速機として機能させるために動力分配機構１６を無段変速状態に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２を表す信号、シフト操作装置４６からのシフト位置を表す信号などが、それぞれ供給される。また、上記電子制御装置４０からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、エンジン８の点火時期を指令する点火信号、電動機Ｍ１およびＭ２の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、動力分配機構１６や自動変速機２０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路４２に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路４２の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
【００６４】
図７は、動力伝達装置１０の制御方法すなわち電子制御装置４０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。切換制御手段５０は、例えば図８に示す予め変速線図記憶手段５６に記憶された関係（切換マップ）から実際の車速Ｖとハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えばアウトプットトルクＴＯＵＴとに基づいて、それらの車速ＶとアウトプットトルクＴＯＵＴとで表される車両状態が動力伝達装置１０を無段変速状態とする無段制御領域内であるか、動力伝達装置１０を有段変速状態とする有段制御領域内であるか、或いはモータ走行領域内であるかを判定する。そして、切換制御手段５０は、有段変速制御領域であると判定した場合は、無段変速制御手段として機能するハイブリッド制御手段５２に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可（禁止）とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段５４に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。このときの有段変速制御手段５４は、変速線図記憶手段５６に予め記憶された図示しない変速線図に従って自動変速制御を実行する。
【００６５】
上記駆動力関連値とは、車両の駆動力に１対１に対応するパラメータであって、駆動輪３８での駆動トルク或いは駆動力そのものだけでなく、それに対して１対１に関連する自動変速機２０の出力トルクＴＯＵＴ、エンジン出力トルクＴＥ、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル開度（或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量）とエンジン回転速度ＮＥとによって算出されるエンジン出力トルクＴＥなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度に基づいて算出されるエンジン出力トルクＴＥや要求駆動力等の推定値であってもよい。
【００６６】
しかし、上記切換制御手段５０において、車速ＶとアウトプットトルクＴＯＵＴとで表される車両状態が無段制御領域内であると判定した場合は、前記動力分配機構１６を電気的な無段変速可能とするように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路４２へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段５２に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段５４には、予め設定された図８の変速線図に従って自動変速することを許可する信号を出力する。後者の場合、有段変速制御手段５４により、図２の係合表内において切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、動力分配機構１６が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速機２０が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、前述のように、自動変速機２０の第１速乃至第５速の各ギヤ段に対しその自動変速機２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【００６７】
上記ハイブリッド制御手段５２は、通常発進時のような比較的低速且つ軽負荷走行では、第２電動機Ｍ２を駆動源として用いるモータ走行を実施させる。また、ハイブリッド制御手段５２は、通常車速且つ通常負荷走行では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第１電動機Ｍ１および／または第２電動機Ｍ２との駆動力の配分を最適になるように変化させる。例えば、そのときの走行車速において、アクセルペダル操作量や車速から運転者の要求出力を算出し、運転者の要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出し、エンジンの回転速度とトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。ハイブリッド制御手段５２は、その制御を自動変速機２０の変速段を考慮して実行したり、或いは燃費向上などのために自動変速機２０に変速指令を行う。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度ＮＥと車速および自動変速機２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、動力分配機構１６が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段５２は無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立した予め記憶された最適燃費率曲線に沿ってエンジン８が作動させられるように動力伝達装置１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように動力分配機構１６の変速比γ０を制御し、トータル変速比γＴをその変速可能な変化範囲内例えば１３〜０．５の範囲内で制御することになる。
【００６８】
このとき、ハイブリッド制御手段５２は、第１電動機Ｍ１により発電された電気エネルギをインバータ５８を通して蓄電装置６０や第２電動機Ｍ２へ供給するので、エンジン８の動力の主要部は機械的に伝達部材１８へ伝達されるが、エンジン８の動力の一部は第１電動機Ｍ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ５８を通して電気エネルギが第２電動機Ｍ２或いは第１電動機Ｍ１へ供給され、その第２電動機Ｍ２或いは第１電動機Ｍ１から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機Ｍ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン８の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、ハイブリッド制御手段５２は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、動力分配機構１６の電気的ＣＶＴ機能によってモータ走行させることができる。
【００６９】
前記図８は、自動変速機２０の変速判断の基となる変速線図記憶手段５６に予め記憶された変速線図（関係）であり、車速Ｖと駆動力関連値である出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図（変速マップ）の一例である。図８の低車速且つ低負荷を示す太い線はモータ走行領域を示している。図８の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。また、図８の破線は切換制御手段５０による有段制御領域（高負荷高車速領域）と無段制御領域（通常負荷通常車速領域）との判定のための所定条件を定める判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴＯＵＴ１を示しており、高車速判定値である判定車速Ｖ１の連なりと高出力走行判定値である判定出力トルクＴＯＵＴ１の連なりである高車速判定線と高出力走行判定線を示している。また、図８において、無段制御領域では、上記アップシフト線およびダウンシフト線が間引きされており、第１速ギヤ段、第２速ギヤ段、第３速ギヤ段、第５速ギヤ段、第６速ギヤ段の前進５速変速とされているのに対し、有段制御領域では、第１速ギヤ段乃至第７速ギヤ段の前進７速変速とされている。さらに、図８の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。すなわち、判定出力トルクＴＯＵＴ２は、アウトプットトルクＴＯＵＴがそれ以下となると通常トルク領域（通常出力走行領域）と判定するための値であり、判定のばたつきを防止するためのヒステリシスを形成するために判定出力トルクＴＯＵＴ１よりも所定値低く設定されている。また、判定車速Ｖ２は、車速Ｖがそれ以下となると通常回転領域（通常回転走行領域）と判定するための値であり、判定のばたつきを防止するためのヒステリシスを形成するために判定車速Ｖ１よりも所定値低く設定されている。
【００７０】
図８の関係に示されるように、アウトプットトルクＴＯＵＴが予め設定された判定出力トルクＴＯＵＴ１以上の高トルク領域（高出力走行領域）、車速Ｖが予め設定された判定車速Ｖ１以上の高回転領域すなわちエンジン回転速度ＮＥとトータル変速比γＴとで一意的に決められる車両状態の１つである車速が所定値以上の高車速領域、或いはそれらエンジン８の出力トルクＴＥおよびトータル変速比γＴから算出される出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、図８に示す変速線に従う前記有段変速制御がエンジン８の比較的高出力トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、前記無段変速制御がエンジン８の比較的低出力トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン８の常用出力域において実行されるようになっている。
【００７１】
図９は手動変速操作装置であるシフト操作装置４６の一例を示す図である。シフト操作装置４６は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー４８を備えている。そのシフトレバー４８は、例えば図２の係合作動表に示されるようにクラッチＣ１およびクラッチＣ２のいずれもが係合されないような動力伝達装置１０内つまり自動変速機２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速機２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、動力伝達装置１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。また、「Ｄ」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「Ｍ」ポジションにおける例えば「５」レンジ乃至「Ｌ」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。
【００７２】
上記「Ｍ」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「Ｄ」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー４８が「Ｍ」ポジションへ操作されることにより、「Ｄ」レンジ乃至「Ｌ」レンジの何れかがシフトレバー４８の操作に応じて変更される。具体的には、この「Ｍ」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「＋」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー４８がそれ等のアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「Ｄ」レンジ乃至「Ｌ」レンジの何れかへ切り換えられる。例えば、「Ｍ」ポジションにおける「Ｄ」レンジ乃至「Ｌ」レンジの５つの変速レンジは、動力伝達装置１０の自動変速制御が可能なトータル変速比γＴの変化範囲における高速側（変速比が最小側）のトータル変速比γＴが異なる複数種類の変速レンジであり、また自動変速機２０の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段（ギヤ段）の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー４８はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「＋」およびダウンシフト位置「−」から、「Ｍ」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置４６にはシフトレバー４８の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー４８のシフトポジションや「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置４０へ出力する。
【００７３】
例えば、「Ｄ」ポジションがシフトレバー４８の操作により選択された場合には、図８に示す予め記憶された切換マップに基づいて切換制御手段５０により動力伝達装置１０の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段５２により動力分配機構１６の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段５４により自動変速機２０の自動変速制御が実行される。例えば、動力伝達装置１０が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には動力伝達装置１０が例えば図２に示すような第１速ギヤ段乃至第７速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは動力伝達装置１０が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には動力伝達装置１０が動力分配機構１６の無段的な変速比幅と自動変速機２０の第１速ギヤ段乃至第５速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる動力伝達装置１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御される。この「Ｄ」ポジションは動力伝達装置１０の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード（自動モード）を選択するシフトポジションでもある。
【００７４】
「Ｍ」ポジションがシフトレバー４８の操作により選択された場合には、変速レンジの最高速側変速段或いは変速比を越えないように、切換制御手段５０、ハイブリッド制御手段５２、および有段変速制御手段５４により動力伝達装置１０の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γＴの範囲で自動変速制御される。例えば、動力伝達装置１０が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には各変速レンジで動力伝達装置１０が変速可能なトータル変速比γＴの範囲で自動変速制御され、或いは動力伝達装置１０が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には動力伝達装置１０が動力分配機構１６の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた自動変速機２０の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる動力伝達装置１０の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γＴの範囲で自動変速制御される。この「Ｍ」ポジションは動力伝達装置１０の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード（手動モード）を選択するシフトポジションでもある。
【００７５】
上述のように、本実施例の動力伝達装置１０によれば、エンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８へ分配する動力分配機構１６が設けられるとともに、その伝達部材１８と駆動輪３８との間に第２電動機Ｍ２および自動変速機（有段式変速機構）２０が設けられ、動力分配機構１６を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と少なくとも高低２段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置１０を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、中間変速段が得られるように動力分配機構１６の定変速比を切り換えることにより、中間変速段の数を多くすることができるので、変速比変化幅が広く（ワイドレンジで）変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。また、中間変速段を作る際に、有段および無段変速状態を切り換える動力分配機構１６を兼用して使用するため、部品点数を増加することなく小型化された多段変速機を構成することができる。
【００７６】
また、本実施例によれば、電気式差動状態において第１電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、動力分配機構１６を無段変速機構として作動させることで、変速比を連続的に変化させることが可能となり、好適な変速比で車両を走行させることができる。
【００７７】
また、本実施例によれば、動力分配機構１６は、車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて作動形態が無段変速状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることで、効率的な有段および無段変速状態の切換えが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００７８】
また、本実施例によれば、動力分配機構１６を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに動力分配機構１６の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、自動変速機２０の変速段と合わせて少なくとも６つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置１０の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。
【００７９】
また、本実施例によれば、動力分配機構１６を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに動力分配機構１６の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、自動変速機２０の変速段と合わせて少なくとも６つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置１０の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。
【００８０】
また、本実施例によれば、動力分配機構１６を定変速比で作動させた場合において、少なくとも１つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに動力分配機構１６と自動変速機２０のいずれか一方を増速段にすることで第１の増速段を得、両方を増速段にすることで第２の増速段を得ることで、自動変速機２０の変速段と合わせて少なくとも７つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置１０の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。
【００８１】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０によれば、動力分配機構１６を有段式の自動変速機として作動させた場合には、６つの摩擦係合要素によって６速或いは７速の変速段が得られるので、比較的構成が簡単となる。
【００８２】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０によれば、後進変速の際には、動力分配機構１６から入力される伝達部材１８の回転を自動変速機２０によって逆転させることで後進変速段が得られるので、比較的構成が容易となる。
【００８３】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０によれば、動力分配機構１６が１つの遊星歯車装置によって構成されるので、動力分配機構１６の軸方向寸法が小さくなるとともに簡単に構成される。遊星歯車装置は、シングルピニオン型の遊星歯車装置によって構成されるため、一層小型化されるとともに簡単に構成される。
【００８４】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０によれば、第２電動機Ｍ２によって動力分配機構１６の伝達部材１８を逆転させて後進ギヤ段を成立させることで、自動変速機２０において後進回転を形成するためのブレーキ要素等を省略することもでき、自動変速機２０をさらに簡略化することができる。
【００８５】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０によれば、自動変速機２０は、３つの遊星歯車装置によって有段変速機構が構成され、有段変速可能な動力分配機構１６と組み合わせることにより少数の遊星歯車装置によって複数の変速段が得られる。
【００８６】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０によれば、第１速ギヤ段と第２速ギヤ段との間のギヤ比ステップは、他のギヤ段間の変速比ステップに比べて大きくとることができ、発進加速時の伸び感と小刻みでリズミカルなアップシフトを両立させることができる。
【００８７】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００８８】
図１０は本発明の他の実施例における動力伝達装置８０の構成を説明する骨子図である。本実施例の動力伝達装置８０は、前記図１の動力伝達装置１０を軸心方向の寸法が短縮されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）駆動方式に適した配置となるように、前述の動力伝達装置１０を構成する動力分配機構１６、自動変速機２０、および差動歯車装置３６を、互いに平行な第１軸心ＲＣ１、第２軸心ＲＣ２、および第３軸心ＲＣ３上にそれぞれ配置替えしたものであり、図１の伝達部材１８がカウンタギヤ対ＣＧに替えられただけであるので、その動力伝達装置８０の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、およびその動力伝達装置８０の変速作動を説明する共線図は、図２および図３に示すものと同様である。また、遊星歯車装置２４、２６、２８および３０のギヤ比ρ０、ρ１、ρ２、ρ３の値、各ギヤ段の変速比の値も、図２および図３に示す動力伝達装置１０と同様である。
【００８９】
図１０においては、動力伝達装置８０の動力分配機構１６、自動変速機２０、差動歯車装置３６が互いに平行な第１軸心ＲＣ１、第２軸心ＲＣ２、第３軸心ＲＣ３上にそれぞれ配置され、カウンタギヤ対ＣＧも、第１軸心ＲＣ１上に動力分配機構１６と同心に回転可能に配設されてリングギヤＲ０に連結されるカウンタドライブギヤＣＧ１と、第２軸心ＲＣ２上に自動変速機２０と同心に回転可能に配設されて第１クラッチＣ１乃至第３クラッチＣ３を介して自動変速機２０に連結されるカウンタドリブンギヤＣＧ２とを備え、カウンタドライブギヤＣＧ１とカウンタドリブンギヤＣＧ２とが常時噛み合わされた一対の部材としてのギヤ対によって構成されている。
【００９０】
本実施例の動力伝達装置８０において、カウンタギヤ対ＣＧは、動力分配機構１６に対してエンジン８の反対側の位置に動力分配機構１６に隣接して配設されている。言い換えれば、動力分配機構１６は、エンジン８とカウンタギヤ対ＣＧとの間に位置するように配設されている。第２電動機Ｍ２は、動力分配装置１６とカウンタギヤ対ＣＧとの間に位置するようにカウンタギヤ対ＣＧに隣接して第１軸心ＲＣ１上に配設され、カウンタドライブギヤＣＧ１に連結されている。デフドライブギヤ３２は自動変速機２０に対してカウンタギヤ対ＣＧの反対側すなわちエンジン側の位置に配設されている。言い換えれば、自動変速機２０は、カウンタギヤ対ＣＧとデフドライブギヤ３２（エンジン８）との間に位置するようにカウンタギヤ対ＣＧに隣接して配設されている。カウンタギヤ対ＣＧからデフドライブギヤ３２に向かって順に、第１遊星歯車装置２６および第２遊星歯車装置２８が配置されている。第１クラッチＣ１は、カウンタギヤ対ＣＧと第１遊星歯車装置２６との間に位置するように配設され、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３は、第３遊星歯車装置３０とデフドライブギヤ３２との間に位置するように配設されている。
【００９１】
したがって、本実施例の動力伝達装置８０においても、図１乃至図９の実施例と同様に、エンジン８の出力を第１電動機Ｍ１およびカウンタギヤ対ＣＧへ分配する動力分配機構１６が設けられるとともに、その動力分配機構１６と駆動輪３８との間に第２電動機Ｍ２および自動変速機（有段式変速機構）２０が設けられ、動力分配機構１６を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と２段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置８０を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、６速の変速段が得られるので、前述の図１乃至図３の実施例と同様に、変速比変化幅が広く（ワイドレンジで）変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。また、中間変速段を成立させる際に、有段および無段変速状態を切り換える動力分配機構１６を兼用して使用するため、部品点数を増加することなく小型化された多段変速機を構成することができる。
【００９２】
また、本実施例によれば、図１の動力伝達装置１０と比較して同一の軸心上に動力分配機構１６と自動変速機２０とが配設されていないので、動力伝達装置８０の軸心方向の寸法がより短縮される。よって、一般的に動力伝達装置の軸心方向の寸法が車幅で制約されるＦＦ車両用やＲＲ車両用に横置き可能すなわち第１軸心ＲＣ１および第２軸心ＲＣ２が車幅方向と平行に搭載可能な動力伝達装置として好適に用いられ得る。また、動力分配機構１６および自動変速機２０がエンジン８（デフドライブギヤ３２）とカウンタギヤ対ＣＧとの間に配設されているので、動力伝達装置８０の軸心方向の寸法が一層短縮される。さらに、第２電動機Ｍ２が第１軸心ＲＣ１上に配設されているので、第２軸心ＲＣ２の軸心方向の寸法が短縮される。
【００９３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００９４】
例えば、前述の実施例の動力伝達装置１０、８０は、動力分配機構１６が差動状態と非差動状態とに切り換えられることで電気的な無段変速機としての機能する無段変速状態と有段変速機として機能する有段変速状態とに切り換え可能に構成されていたが、無段変速状態と有段変速状態との切換えは動力分配機構１６の差動状態と非差動状態との切換えにおける一態様であり、例えば動力分配機構１６が差動状態であっても動力分配機構１６の変速比を連続的ではなく変速範囲の一部或いは全領域において段階的に変化させて有段変速機として機能させてもよい。言い換えれば、動力伝達装置１０、８０（動力分配機構１６）の差動状態／非差動状態と、無段変速状態／有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、動力伝達装置１０、８０は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成される必要はなく、動力伝達装置１０、８０（動力分配機構１６）が差動状態と非差動状態とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。
【００９５】
また、前述の実施例の動力分配機構１６では、キャリヤＣＡ０がエンジン８に連結され、サンギヤＳ０が第１電動機Ｍ１に連結され、リングギヤＲ０が伝達部材１８に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン８、第１電動機Ｍ１、伝達部材１８は、第１遊星歯車装置２４の３要素ＣＡ０、Ｓ０、Ｒ０のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
【００９６】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０、８０では、エンジン８は入力軸１４と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
【００９７】
また、前述の動力分配機構１６には切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が備えられていたが、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は必ずしも両方備えられる必要はなく、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の一方のみが備えられていてもよい。また、上記切換クラッチＣ０は、サンギヤＳ０とキャリヤＣＡ０とを選択的に連結するものであったが、サンギヤＳ０とリングギヤＲ０との間や、キャリヤＣＡ０とリングギヤＲ０との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第１遊星歯車装置２４の３要素のうちのいずれか２つを相互に連結するものであればよい。
【００９８】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０、８０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁粉）クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
【００９９】
また、前述の実施例の動力分配機構１６は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
【０１００】
また、前述の実施例の動力分配機構１６は、１組のシングルピニオン式遊星歯車装置から構成されていたが、２以上の遊星歯車装置から構成されて、定変速状態では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。
【０１０１】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０、８０では、一貫して動力分配機構１６の定変速比がブレーキＢ０の係合によって高速側に切り換えられることにより２速或いは３速段の中間変速段が形成されて合計７速の変速段とされているが、たとえば第７速ギヤ段を採用せず合計６速段とするなど、自由に変速段を選択して実施することができる。
【０１０２】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を声明する骨子図である。
【図２】図１の実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。
【図３】図１の実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。
【図４】無段変速状態に切換えられたときの動力分配機構の状態の一例を表している図であって、図３の共線図の動力分配機構部分に相当する図である。
【図５】切換クラッチＣ０の係合により有段変速状態に切換えられたときの動力分配機構１６の状態を表している図であって、図３の共線図の動力分配機構部分に相当する図である。
【図６】図１の実施例の動力伝達装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図７】図６の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図８】図７の切換制御手段において、無段制御領域と有段制御領域との切換制御に用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図９】シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。
【図１０】本発明の他の実施例における動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、８０：動力伝達装置  １２：トランスミッションケース（非回転部材）  １６：動力分配機構  １８：伝達部材  ２０：自動変速機（有段式変速機構）  ２２：出力軸（有段式変速機構の出力部材）  ２４：遊星歯車装置  ２６：第１遊星歯車装置  ２８：第２遊星歯車装置  ３０：第３遊星歯車装置  ３８：駆動輪  Ｍ１：第１電動機  Ｍ２：第２電動機
【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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