(57)【要約】【課題】無段変速状態とオーバードライブ状態に固定した状態とを設定可能なハイブリッド駆動装置の動力伝達効率を向上させ、また小型化を図る。【解決手段】複数組の差動機構からなる動力分配機構３に、動力源１と、出力部材４と、第１モータ・ジェネレータ２とが連結され、さらに前記動力分配機構３におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記動力源１と出力部材４との間の回転数比を前記動力源１が前記出力部材４より低速で回転するオーバードライブ状態に固定するブレーキ１９が設けられたハイブリッド車の駆動装置において、第１モータ・ジェネレータ２がトルクを入出力することにより前記回転数比を連続的に変化させる状態では、前記動力源１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力部材４の間でのトルクの伝達に複数の差動機構が寄与しないように構成されている。【選択図】  図１
2004345527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数組の差動機構からなる動力分配機構に、動力源と、出力部材と、回転速度を連続的に変化させることにより前記動力源と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させる回転数制御機構とが連結され、さらに前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記動力源と出力部材との間の回転数比を前記動力源が前記出力部材より低速で回転するオーバードライブ状態に固定するオーバードライブ機構が設けられたハイブリッド車の駆動装置において、
前記回転数制御機構がトルクを入出力することにより前記回転数比を連続的に変化させる状態では、前記動力源および回転数制御機構ならびに出力部材の間でのトルクの伝達に複数の差動機構が寄与しないように構成されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項２】
前記複数組の差動機構が複数組の遊星歯車機構によって構成されるとともに、それらの遊星歯車機構が、大ピニオンギヤとその大ピニオンギヤより歯数の少ない小ピニオンギヤとを同軸上に一体に連結したステップドピニオンを有し、前記オーバードライブ機構が前記小ピニオンギヤと共に遊星歯車機構を構成している他の歯車の回転を選択的に阻止するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項３】
前記複数組の差動機構が、それぞれシングルピニオン型の第１および第２の遊星歯車機構を含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記出力部材が連結され、かつキャリヤに前記動力源が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにリングギヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつキャリヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項４】
前記複数組の差動機構が、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構とダブルピニオン型の第２の遊星歯車機構とを含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記出力部材が連結され、かつキャリヤに前記動力源が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにキャリヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつリングギヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項５】
前記複数組の差動機構が、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構とダブルピニオン型の第２の遊星歯車機構とを含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記出力部材が連結され、かつキャリヤに前記動力源が連結され、また第２遊星歯車機構におけるキャリヤが前記出力部材に連結されるとともにリングギヤが前記第１遊星歯車機構のキャリヤに連結され、かつサンギヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項６】
前記複数組の差動機構が、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構とシングルピニオン型の第２の遊星歯車機構とを含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記動力源が連結され、かつキャリヤに前記出力部材が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにリングギヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつキャリヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項７】
前記複数組の差動機構が、それぞれダブルピニオン型の第１および第２の遊星歯車機構を含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記動力源が連結され、かつキャリヤに前記出力部材が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにキャリヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつリングギヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動力を発生するエネルギの形態を複数種類備えたハイブリッド車の駆動装置に関するものであり、特に動力源の回転数を連続的に変化させることのできる動力分配機構とその動力分配機構をいわゆるオーバードライブ状態に固定できる機構とを備えた装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ハイブリッド車は内燃機関に加えて電動機やモータ・ジェネレータを動力源として備えた車両であって、内燃機関を可及的に効率の良い状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機もしくはモータ・ジェネレータで補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、内燃機関による排ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成された駆動装置を搭載した車両である。従来、この種の駆動装置における発電機を内燃機関の回転数制御に利用し、内燃機関を燃費の良好な運転点で運転するように構成された装置が知られている。その一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された装置では、複数組の遊星歯車機構を組み合わせて動力分配機構が構成され、例えば第１遊星歯車機構のリングギヤにエンジンが連結される一方、そのサンギヤが出力軸に連結され、さらに各遊星歯車機構におけるキャリヤ同士が互いに連結されるとともに、第２遊星歯車機構のサンギヤに発電機が連結されている。そして、互いに連結されたキャリヤの回転を選択的に阻止するブレーキが設けられ、また前後いずれかの駆動輪のそれぞれに電動機が連結されている。
【０００４】
前記ブレーキを解放した状態でエンジンの出力トルクを第１の遊星歯車機構におけるリングギヤに伝達すると、そのトルクの一部がサンギヤを介して出力軸に伝達され、また他の一部が第２の遊星歯車機構におけるサンギヤを介して発電機に伝達される。その発電機で得られた電力によって電動機が駆動される。したがってエンジンの出力トルクの一部が駆動輪に伝達される一方、電力に変換されたエネルギによって電動機が駆動され、そのトルクが駆動輪に伝達される。その場合、発電機による反力トルクを発電量を制御するなどのことにより制御すれば、エンジンの回転数を連続的に変化させることができる。したがっていわゆる無段変速状態となり、エンジンの回転数を最適燃費での運転状態となるように制御できる。
【０００５】
また、要求駆動力に対してエンジンの出力トルクが相対的に過剰になる場合には、前記ブレーキが係合させられてキャリヤの回転が阻止される。その状態で第１の遊星歯車機構におけるリングギヤにエンジンの出力トルクが伝達されると、キャリヤが固定されていることにより、第１の遊星歯車機構のサンギヤおよびこれに連結されている出力軸が、第１の遊星歯車機構におけるリングギヤあるいはこれに連結されているエンジンの回転数より速い回転数で回転する。すなわち、オーバードライブ状態となる。その場合、第２の遊星歯車機構におけるサンギヤおよびこれに連結されている発電機は、発電機として機能している場合とは反対方向に回転するが、動力分配機構に対する反力トルクは、ブレーキによって作用させているので、発電機を電動機として機能させたり、駆動輪に連結されている電動機を発電機として機能させる必要はない。すなわち、いわゆる動力の循環が生じることはない。
【０００６】
また従来、特許文献２には、エンジンの出力したトルクを出力軸と発電機とに分配するとともに、その発電機で得られた電力によってモータを駆動し、そのモータの出力トルクを出力軸に伝達するように構成したハイブリッド車両であって、アクセル開度が所定値以下の低負荷状態では、発電機の回転を止めておくことにより、動力損失を抑制するように構成した装置が記載されている。
【０００７】
さらに従来、エンジンの出力トルクを出力軸側と発電機側とに分配する動力分配機構とエンジンとの間に、高低二段に切り換えることのできる変速機を設け、車両の走行状態に応じてその変速機での変速比を切り換えて動力の損失を低減するように構成したハイブリッド車両が、特許文献３に記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１６１０１号公報（請求項１、段落００２２〜００２３、図２、図３）
【特許文献２】
特開平８−３２２１０８号公報（要約）
【特許文献３】
特開２０００−３４６１８７号公報（図１、図９）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、内燃機関の出力したトルクを、遊星歯車機構などの差動作用のある機構によって発電機側と出力側とに分配する構成のハイブリッド車両あるいはハイブリッド駆動装置では、要求駆動力あるいはエンジン負荷が小さい場合、発電機によって反力トルクを生じさせる必要がなく、むしろ本来トルクアシストをおこなうモータを発電機として機能させて、出力軸側のトルクを低下させる場合がある。その場合、トルクアシストを本来の機能とするモータによって回生したエネルギを、発電を本来の機能とする発電機に供給してこれを電動機として機能させることによる。このようないわゆる動力循環の状態では、機械的エネルギを電力に変化してモータと発電機との間でその電気的エネルギを授受し、さらにその電気的にエネルギを機械的エネルギに変化させることを繰り返すことになり、動力損失やそれに起因する燃費の悪化などが生じる可能性がある。
【００１０】
これに対して、上述した特許文献１に開示されているハイブリッド車両では、第２の遊星歯車機構におけるサンギヤをブレーキによって固定することにより、反力トルクをブレーキによって生じさせるとともに、動力分配機構の全体をいわゆるオーバードライブ状態に設定するので、低負荷状態での動力循環を回避することができる。しかしながら、そのブレーキを解放した状態、すなわち発電機によってエンジン回転数を制御するいわゆる無段変速状態では、第１の遊星歯車機構におけるリングギヤにエンジントルクを入力する一方、第２の遊星歯車機構におけるサンギヤに発電機による反力トルクを与えるように構成されている。すなわち、エンジンの出力トルクをキャリヤから第１の遊星歯車機構のリングギヤを介して出力軸に伝達する一方、第２の遊星歯車機構におけるサンギヤを介して発電機に伝達するように構成されている。そのため、いわゆる無段変速状態では、動力分配機構を構成している複数の遊星歯車機構がトルクの伝達に関与もしくは寄与することになる。その結果、互いにトルクを伝達して相対回転する部材やトルクの伝達部位が多くなるので、摩擦などが要因となって全体としての動力損失が大きくなり、ひいては燃費が悪化する可能性がある。
【００１１】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動力分配機構が複数組の差動機構によって構成され、かついわゆる無段変速状態とオーバードライブ状態とが可能なハイブリッド駆動装置における無段変速状態での動力損失を低減することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、無段変速状態では、動力分配機構を構成しているいずれか一つの差動機構を介して動力の分配をおこなうように構成したことを特徴とするものである。すなわち請求項１の発明は、複数組の差動機構からなる動力分配機構に、動力源と、出力部材と、回転速度を連続的に変化させることにより前記動力源と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させる回転数制御機構とが連結され、さらに前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより前記動力源と出力部材との間の回転数比を前記動力源が前記出力部材より低速で回転するオーバードライブ状態に固定するオーバードライブ機構が設けられたハイブリッド車の駆動装置において、前記回転数制御機構がトルクを入出力することにより前記回転数比を連続的に変化させる状態では、前記動力源および回転数制御機構ならびに出力部材の間でのトルクの伝達に複数の差動機構が寄与しないように構成されていることを特徴とする駆動装置である。
【００１３】
したがって、請求項１の発明では、複数組の差動機構によって動力分配機構が構成され、オーバードライブ機構によっていずれかの回転要素が固定されていないいわゆる無段変速状態では、動力源から入力されたトルクが回転数制御機構と出力部材とに分配されて伝達される。その場合にトルクの伝達に寄与する差動機構はいずれか一組であり、その結果、動力損失が抑制される。これに対してオーバードライブ機構によっていずれかの回転要素を固定すると、動力分配機構は、出力部材が動力源より高速で回転するオーバードライブ状態に設定される。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記複数組の差動機構が複数組の遊星歯車機構によって構成されるとともに、それらの遊星歯車機構が、大ピニオンギヤとその大ピニオンギヤより歯数の少ない小ピニオンギヤとを同軸上に一体に連結したステップドピニオンを有し、前記オーバードライブ機構が前記小ピニオンギヤと共に遊星歯車機構を構成している他の歯車の回転を選択的に阻止するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
【００１５】
したがって請求項２の発明では、歯数の少ない小ピニオンギヤが噛合している歯車の回転を止めることにより、小ピニオンギヤがその歯車に沿って自転しつつ公転し、その結果、ステップドピニオンの回転数が相対的に増大してオーバードライブ状態が設定される。すなわち、複数組の遊星歯車機構がピニオンギヤを共有した構成となるので、装置の全体としての構成が簡素化される。
【００１６】
さらに、請求項３の発明は、請求項１の発明における前記複数組の差動機構が、それぞれシングルピニオン型の第１および第２の遊星歯車機構を含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記出力部材が連結され、かつキャリヤに前記動力源が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにリングギヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつキャリヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
【００１７】
したがって請求項３の発明では、第２遊星歯車機構のキャリヤの回転をオーバードライブ機構によって阻止していない状態では回転数制御機構によって動力源の回転数が制御され、いわゆる無段変速状態となる。すなわち、第１遊星歯車機構のキャリヤが入力要素、サンギヤが反力要素、リングギヤが出力要素となるので、サンギヤの回転数を回転数制御機構によって変化させれば、それに応じて動力源の回転数が変化し、かつリングギヤからトルクが出力される。そのため、この無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力損失が抑制もしくは防止される。そして、オーバードライブ機構によって第２遊星歯車機構のキャリヤの回転を阻止することにより、動力源もしくはこれに連結されている第１遊星歯車機構のキャリヤの回転数に対して出力部材もしくはこれが連結されているリングギヤの回転数が大きくなり、オーバードライブ状態となる。この場合、回転数制御機構に対してトルクを入出力させる必要がないので、動力循環が回避される。
【００１８】
またさらに、請求項４の発明は、請求項１の発明における前記複数組の差動機構が、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構とダブルピニオン型の第２の遊星歯車機構とを含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記出力部材が連結され、かつキャリヤに前記動力源が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにキャリヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつリングギヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
【００１９】
したがって請求項４の発明では、第２遊星歯車機構のリングギヤの回転をオーバードライブ機構によって阻止していない状態では回転数制御機構によって動力源の回転数が制御され、いわゆる無段変速状態となる。すなわち、第１遊星歯車機構のキャリヤが入力要素、サンギヤが反力要素、リングギヤが出力要素となるので、サンギヤの回転数を回転数制御機構によって変化させれば、それに応じて動力源の回転数が変化し、かつリングギヤからトルクが出力される。そのため、この無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力損失が抑制もしくは防止される。そして、オーバードライブ機構によって第２遊星歯車機構のリングギヤの回転を阻止することにより、動力源もしくはこれに連結されているキャリヤの回転数に対して出力部材もしくはこれが連結されているリングギヤの回転数が大きくなり、オーバードライブ状態となる。この場合、回転数制御機構に対してトルクを入出力させる必要がないので、動力循環が回避される。
【００２０】
そして、請求項５の発明は、前記請求項１の発明における前記複数組の差動機構が、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構とダブルピニオン型の第２の遊星歯車機構とを含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記出力部材が連結され、かつキャリヤに前記動力源が連結され、また第２遊星歯車機構におけるキャリヤが前記出力部材に連結されるとともにリングギヤが前記第１遊星歯車機構のキャリヤに連結され、かつサンギヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
【００２１】
したがって請求項５の発明では、第２遊星歯車機構のサンギヤの回転をオーバードライブ機構によって阻止していない状態では回転数制御機構によって動力源の回転数が制御され、いわゆる無段変速状態となる。すなわち、第１遊星歯車機構のキャリヤが入力要素、サンギヤが反力要素、リングギヤが出力要素となるので、サンギヤの回転数を回転数制御機構によって変化させれば、それに応じて動力源の回転数が変化し、かつリングギヤからトルクが出力される。そのため、この無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力損失が抑制もしくは防止される。そして、オーバードライブ機構によって第２遊星歯車機構のサンギヤの回転を阻止することにより、動力源もしくはこれに連結されているキャリヤの回転数に対して出力部材もしくはこれが連結されているリングギヤの回転数が大きくなり、オーバードライブ状態となる。この場合、回転数制御機構に対してトルクを入出力させる必要がないので、動力循環が回避される。
【００２２】
さらに、請求項６の発明は、請求項１の発明における前記複数組の差動機構が、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構とシングルピニオン型の第２の遊星歯車機構とを含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記動力源が連結され、かつキャリヤに前記出力部材が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにリングギヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつキャリヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
【００２３】
したがって請求項６の発明では、第２遊星歯車機構のキャリヤの回転をオーバードライブ機構によって阻止していない状態では回転数制御機構によって動力源の回転数が制御され、いわゆる無段変速状態となる。すなわち、第１遊星歯車機構のリングギヤが入力要素、サンギヤが反力要素、キャリヤが出力要素となるので、サンギヤの回転数を回転数制御機構によって変化させれば、それに応じて動力源の回転数が変化し、かつキャリヤからトルクが出力される。そのため、この無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力損失が抑制もしくは防止される。そして、オーバードライブ機構によって第２遊星歯車機構のキャリヤの回転を阻止することにより、動力源もしくはこれに連結されているリングギヤの回転数に対して出力部材もしくはこれが連結されているキャリヤの回転数が大きくなり、オーバードライブ状態となる。この場合、回転数制御機構に対してトルクを入出力させる必要がないので、動力循環が回避される。
【００２４】
そしてまた、請求項７の発明は、請求項１の発明における前記複数組の差動機構が、それぞれダブルピニオン型の第１および第２の遊星歯車機構を含み、第１遊星歯車機構におけるサンギヤに前記回転数制御機構が連結されるとともにリングギヤに前記動力源が連結され、かつキャリヤに前記出力部材が連結され、また第２遊星歯車機構におけるサンギヤが前記出力部材に連結されるとともにキャリヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつリングギヤが前記オーバードライブ機構に連結されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
【００２５】
したがって請求項７の発明では、第２遊星歯車機構のリングギヤの回転をオーバードライブ機構によって阻止していない状態では回転数制御機構によって動力源の回転数が制御され、いわゆる無段変速状態となる。すなわち、第１遊星歯車機構のリングギヤが入力要素、サンギヤが反力要素、キャリヤが出力要素となるので、サンギヤの回転数を回転数制御機構によって変化させれば、それに応じて動力源の回転数が変化し、かつキャリヤからトルクが出力される。そのため、この無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力損失が抑制もしくは防止される。そして、オーバードライブ機構によって第２遊星歯車機構のリングギヤの回転を阻止することにより、動力源もしくはこれに連結されている第１遊星歯車機構のリングギヤの回転数に対して出力部材もしくはこれが連結されているキャリヤの回転数が大きくなり、オーバードライブ状態となる。この場合、回転数制御機構に対してトルクを入出力させる必要がないので、動力循環が回避される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。この発明は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド装置に適用することができ、その一例を図１３にブロック図で示してある。この発明における動力源に相当する内燃機関１と、この発明の回転数制御機構に相当する第１モータ・ジェネレータ２とが、動力分配機構３に連結され、その動力分配機構３の出力軸４に、駆動トルクあるいはブレーキ力のアシストをおこなうための副動力源である第２モータ・ジェネレータ５が連結されている。なお、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸４とは、直接連結されていてもよいが、両者の間に変速機（図示せず）が設けられていてもよい。さらに出力軸４が最終減速機６を介して左右の駆動輪７に連結されている。そして、第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ５とが、バッテリーやインバータあるいは適宜のコントローラ（それぞれ図示せず）を介して、もしくは直接、電気的に連結され、第１モータ・ジェネレータ２で生じた電力で第２モータ・ジェネレータ５を駆動するように構成されている。
【００２７】
前記内燃機関１は、要は、燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、天然ガスエンジンなどがその例である。なお、以下の説明では、内燃機関１をエンジン１と記す。また、第１モータ・ジェネレータ２は、エンジン１からトルクを受けて回転することにより発電を主としておこなうものであり、発電に伴う反力トルクが作用することにより、その回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化するようになっている。このようないわゆる無段変速機能は、後述する動力分配機構３の差動作用に伴って生じる。なお、第１モータ・ジェネレータ２は、車両の走行状態によっては、電動機として機能することもある。発電機能のみを生じさせる場合には、モータ・ジェネレータに替えて電動機を回転数制御機構に採用することができる。
【００２８】
第２モータ・ジェネレータ５は、駆動トルクあるいはブレーキ力を補助（アシスト）する装置であり、駆動トルクをアシストする場合には、電力が供給されて電動機として機能し、ブレーキ力をアシストする場合には、駆動輪７側から伝達されるトルクによって回転させられて電力を発生する発電機として機能するようになっている。
【００２９】
動力分配機構３は、エンジン１の出力トルクを第１モータ・ジェネレータ２と出力軸４とに分配するための機構であり、したがって差動作用を生じるように構成されている。より具体的には、複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる三つの回転要素のいずれかに前記エンジン１が連結され、かつ他の回転要素に前記第１モータ・ジェネレータ２が連結され、さらに第３の回転要素に出力軸４が連結されている。したがってその状態では、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を連続的に変化させることにより、エンジン１の回転数が連続的に変化し、その結果、動力分配機構３がいわゆる無段変速機能を生じる。言い換えれば、エンジン回転数（もしくはエンジン１が連結されている入力部材）と出力軸４（もしくは出力軸４が連結されている出力部材）との回転数の比（すなわち変速比）が連続的に変化する。
【００３０】
また、動力分配機構３には、第１モータ・ジェネレータ２に替わって反力トルクを作用させる手段が設けられている。この手段は、この発明のオーバードライブ機構に相当するものであって、複数組の差動機構によるいずれかの回転要素の回転を阻止することにより、動力分配機構３によって設定される変速比が、オーバードライブ状態（エンジン回転数が出力軸回転数より小さくなる状態）となるように構成されている。
【００３１】
上記の動力分配機構３を構成する差動機構は、要は、相互に関連して回転する三つ以上の回転要素を備え、それらの回転要素を、入力・出力・反力の各要素として機能するように制御することにより、増速・減速・反転・直結などの作用をおこなう機構であり、その一例はシングルピニオン型あるいはダブルピニオン型の遊星歯車機構である。複数組の遊星歯車機構を組み合わせて動力分配機構３を構成する場合、全く独立している遊星歯車機構の回転要素を適宜に連結して動力分配機構３を構成してもよいが、いずれかの回転要素を各遊星歯車機構で共有もしくは共用する構成としてもよい。その一例が、シングルピニオン型遊星歯車機構とダブルピニオン型遊星歯車機構とを組み合わせたラビニヨ型遊星歯車機構である。あるいは歯数の異なるピニオンギヤを一体に連結することによりキャリヤおよびリングギヤを共用した二組の遊星歯車機構を組み合わせた構成がその例である。
【００３２】
上述した図１３に示すハイブリッド駆動装置において、動力分配機構３におけるオーバードライブ機構による回転要素の固定をおこなっていない状態でエンジン１を駆動すると、その出力トルクが動力分配機構３によって第１モータ・ジェネレータ２と出力軸４とに分配されて伝達される。これは、動力分配機構３の差動作用によるものであり、したがって第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が無段階（連続的）に制御される。これが無段変速状態である。そのエンジン１の回転数は、基本的には、最適燃費となる回転数を目標として制御される。
【００３３】
これに対して要求駆動力あるいはエンジン負荷が小さい場合には、前記オーバードライブ機構によって所定の回転要素の回転が阻止されて、動力分配機構３の実質的な変速比がオーバードライブ状態に設定される。すなわちエンジン１の回転数が可及的に低回転数に抑制される。その場合、動力分配機構３では、第１モータ・ジェネレータ２に替わってオーバードライブ機構が反力トルクを受け持つので、第１モータ・ジェネレータ２による発電はおこなわれず、また第１モータ・ジェネレータ２が電動機として機能することもない。したがって第２モータ・ジェネレータ５で発電して第１モータ・ジェネレータ２に給電したり、あるいはバッテリーから第１モータ・ジェネレータ２に給電する必要がないので、電力の消費が生じない。すなわち、このようにして設定されるオーバードライブ状態では動力の循環が生じず、動力損失やそれに伴う燃費の悪化を防止もしくは抑制することができる。
【００３４】
これに加えてこの発明の駆動装置では、小型軽量化や動力伝達効率の向上などの点で有利になるように構成されている。そのための具体例を以下に説明する。図１は、上述した動力分配機構３の具体例を模式的に示しており、ここに示す例は、二組の遊星歯車機構を組み合わせて構成した例である。
【００３５】
すなわち、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１０におけるキャリヤ１１に、エンジン１のトルクを伝達する入力軸１２が連結されている。その第１遊星歯車機構１０におけるサンギヤ１３に前述した第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２が連結され、そのサンギヤ１３と同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギヤ１４が出力軸４に連結されている。そして、これらサンギヤ１３とリングギヤ１４とに噛み合っている大ピニオンギヤ１５が、その中心軸線を中心に自転し、キャリヤ１１の自転によって公転するようにキャリヤ１１によって保持されている。
【００３６】
その大ピニオンギヤ１５は、いわゆるステップドピニオンギヤとして構成されている。すなわち、大ピニオンギヤ１５より小径の小ピニオンギヤ１６が、同一軸線上に並べて一体化されている。その小ピニオンギヤ１６が、前記第１遊星歯車機構１０におけるサンギヤ１３より大径の第２のサンギヤ１７に噛み合っている。すなわち第２のサンギヤ１７と、大小のピニオンギヤ１５，１６（すなわちステップドピニオンギヤ）と、これを保持しているキャリヤ１１と、前記リングギヤ１４とによって第２の遊星歯車機構１８が構成されている。したがって第１の遊星歯車機構１０におけるサンギヤ１３が第２の遊星歯車機構１８におけるサンギヤ１７より小径であり、かつリングギヤ１４を共用しているので、第１の遊星歯車機構１０におけるギヤ比（サンギヤとリングギヤとの歯数の比）ρ１  が、第２の遊星歯車機構１８のギヤ比ρ２  より小さくなっている。
【００３７】
そして、上記の第２のサンギヤ１７の回転を選択的に阻止するブレーキ（ＢＫ）１９が設けられている。このブレーキ１９がこの発明のオーバードライブ機構に相当しており、湿式の多板ブレーキやバンドブレーキなどによって構成されている。したがって各サンギヤ１２，１３、キャリヤ１１、リングギヤ１４の合計四つの独立した回転要素を備えており、これらの回転要素が上述したように、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力軸４、ブレーキ１９にそれぞれ連結されている。
【００３８】
図１に示す動力分配機構３によれば、無段変速状態とオーバードライブ状態とを設定することができる。図２は、動力分配機構３についての共線図であって、縦軸に付してある参照数字は、図１に記載してある部材に付してある符号であり、また「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ２、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ５、「Ｅ／Ｇ」はエンジン１、「ＢＫ」はブレーキ、「出力」は出力軸４をそれぞれ示す。
【００３９】
無段変速状態は上記のブレーキ１９を解放した状態で、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を図２に矢印で示すように大小に変化させる状態である。したがってエンジン１およびこれが連結されているキャリヤ１１の回転数は、出力軸４およびこれが連結されているリングギヤ１４の回転数より速い状態と遅い状態との範囲で連続的に変化する。これを図２に直線Ａで示してある。
【００４０】
すなわち、無段変速状態では、キャリヤ１１にエンジン１の出力トルクが作用し、サンギヤ１３に第１モータ・ジェネレータ２による反力トルクが作用するので、リングギヤ１４および出力軸４には、エンジン１と同方向に回転させるトルクが作用する。その場合、第１モータ・ジェネレータ２の回転数の変化に応じてエンジン１の回転数が増減するので、第１モータ・ジェネレータ２の回転数に応じてエンジン１の回転数が適宜に制御される。したがってこの無段変速状態では、第１遊星歯車機構１０のみがトルクの分配もしくは伝達に寄与あるいは関与することになる。そのため、無段変速状態では回転してトルクを伝達する部材の数およびトルクの伝達部位の数が少ないので、摩擦などによる動力損失が抑制され、ひいては燃費が向上し、また排ガスを削減することができる。
【００４１】
一方、前記ブレーキ１９を係合させて第２のサンギヤ１７の回転を止めると、動力分配機構３の動作状態は図２に直線Ｂで示す状態となる。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２の回転を止めて第１のサンギヤ１３を固定した場合よりもエンジン１の回転数が更に低下した状態に変速比が固定される。換言すれば、オーバードライブ状態に固定される。この状態では、第２のサンギヤ１３に対してブレーキ１９から反力トルクを与えることになるので、第１モータ・ジェネレータ２はいわゆる空転状態となり、発電機および電動機のいずれとしても機能しない。そのため、第２モータ・ジェネレータ５から第１モータ・ジェネレータ２に電力を供給するなどの必要がないので、動力循環を回避することができる。また、エンジン１を低回転数かつ高負荷側で運転することが可能になり、エンジン１を効率の良い状態で運転することができる。
【００４２】
このような動力循環を回避するオーバードライブ状態に固定する制御を、上記の大ピニオンギヤ１５と小ピニオンギヤ１６とを一体化したステップドピニオンギヤを使用した二組の遊星歯車機構１０，１８によっておこなうので、それらの遊星歯車機構１０，１８で共用できる部品数が多くなることと相まって、動力分配機構３の構成を簡素化かつ小型化することができる。また特に、図１に示す構成では、本来の動力の分配の機能を第１遊星歯車機構１０が果たし、これに、オーバードライブ状態に固定するための第２の遊星歯車機構１８を追加した構成となっているが、上記のように各ピニオンギヤ１５，１６を同軸上に一体に連結し、また動力の分配のために備えているリングギヤ１４をオーバードライブ状態を設定するためにも使用し、これより大径の回転部材を追加することがない。したがって図１に示す構成では、軸長および外径の増大要因が少ない。言い換えれば、オーバードライブ状態を設定するための機構を追加するとしても、装置全体の全長を短くでき、また外径を小さくすることができ、この点でも小型化でき、ひいては低コストの装置とすることができる。
【００４３】
つぎに他の例を図３および図４を参照して説明する。図３に示す例は、動力分配機構３を二組のシングルピニオン型遊星歯車機構２０，２１を主体にして構成した例である。すなわち本来の動力分配をおこなう第１遊星歯車機構２０のキャリヤ２２にエンジン１のトルクを伝達する入力軸１２が連結されている。その第１遊星歯車機構２０におけるサンギヤ２３に前述した第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２が連結され、そのサンギヤ２３と同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギヤ２４が出力軸４に連結されている。そして、これらサンギヤ２３とリングギヤ２４とに噛み合っているピニオンギヤ２５が、その中心軸線を中心に自転し、キャリヤ２２の自転によって公転するようにキャリヤ２２によって保持されている。
【００４４】
第２遊星歯車機構２１は第１遊星歯車機構２０と同一軸線上に配置されており、そのサンギヤ２６の中心部を出力軸４が貫通するとともに、そのサンギヤ２６と出力軸４とが連結されている。言い換えれば、そのサンギヤ２６が第１遊星歯車機構２０におけるリングギヤ２４に一体的に回転するように連結されている。そのサンギヤ２６と同心円上に配置されたリングギヤ２７が、第１遊星歯車機構２０におけるサンギヤ２６に連結されている。言い換えれば、第２遊星歯車機構２１のリングギヤ２７が第１モータ・ジェネレータ２に連結されている。
【００４５】
これらのサンギヤ２６とリングギヤ２７との間に配置されてサンギヤ２６およびリングギヤ２７に噛み合っているピニオンギヤ２８が、キャリヤ２９によって自転かつ公転するように保持されている。そして、そのキャリヤ２９を選択的に固定するブレーキ１９が設けられている。したがって図３に示す動力分配機構３は、各キャリヤ２２，２９、および互いに連結されたサンギヤ２３とリングギヤ２７、リングギヤ２４とサンギヤ２６との合計四つの独立した回転要素を備え、これらが上述したように、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力軸４、ブレーキ１９にそれぞれ連結されている。
【００４６】
上記の第１および第２の遊星歯車機構２０，２１を主体として構成される動力分配機構３においても、前述した図１に示す例と同様に、無段変速状態とオーバードライブ状態に固定した状態との二つの動作状態を設定することができる。その共線図を、第１遊星歯車機構２０のギヤ比をρ１  、第２遊星歯車機構２１のギヤ比をρ２  として図４に示してある。なお、図４における各参照数字および符号の意味するところは、前述した図２と同様である。
【００４７】
無段変速状態は上記のブレーキ１９を解放した状態で、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を図４に矢印で示すように大小に変化させる状態である。したがってエンジン１およびこれが連結されているキャリヤ２２の回転数は、出力軸４およびこれが連結されているリングギヤ２４の回転数より速い状態と遅い状態との範囲で連続的に変化する。すなわち、無段変速状態では、キャリヤ２２にエンジン１の出力トルクが作用し、サンギヤ２３に第１モータ・ジェネレータ２による反力トルクが作用するので、リングギヤ２４および出力軸４には、エンジン１と同方向に回転させるトルクが作用する。その場合、第１モータ・ジェネレータ２の回転数の変化に応じてエンジン１の回転数が増減するので、第１モータ・ジェネレータ２の回転数に応じてエンジン１の回転数が適宜に制御される。したがってこの無段変速状態では、第１遊星歯車機構２０のみがトルクの分配もしくは伝達に寄与あるいは関与することになる。そのため、無段変速状態では回転してトルクを伝達する部材の数およびトルクの伝達部位の数が少ないので、摩擦などによる動力損失が抑制され、ひいては燃費が向上し、また排ガスを削減することができる。
【００４８】
一方、前記ブレーキ１９を係合させて第２遊星歯車機構２１のキャリヤ２９の回転を止めると、動力分配機構３の動作状態は図４に直線Ｂで示す状態となる。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２の回転を止めて第１のサンギヤ２３を固定した場合（図４に直線Ａで示す）よりもエンジン１の回転数が更に低下した状態に変速比が固定される。換言すれば、オーバードライブ状態に固定される。この状態では、第２遊星歯車機構２１のキャリヤ２９に対してブレーキ１９から反力トルクを与えることになるので、第１モータ・ジェネレータ２はいわゆる空転状態となり、発電機および電動機のいずれとしても機能しない。そのため、第２モータ・ジェネレータ５から第１モータ・ジェネレータ２に電力を供給するなどの必要がないので、動力循環を回避することができる。また、エンジン１を低回転数かつ高負荷側で運転することが可能になり、エンジン１を効率の良い状態で運転することができる。
【００４９】
そして、上記の図３に示す構成では、サンギヤとリングギヤ同士を互いに連結した二組の遊星歯車機構２０，２１によって動力分配機構３が構成されているので、動力分配をおこなう第１遊星歯車機構２０に対して、オーバードライブ状態に変速比を固定するための第２遊星歯車機構２１を追加して設けるとしても、必要とする部品点数が少なく、しかも全長および外径を小さくして全体としてコンパクトな構成で低コストな装置とすることができる。
【００５０】
前述したようにこの発明による動力分配機構３は、複数組の差動機構を主体として構成されていればよいのであり、したがって上述したシングルピニオン型遊星歯車機構に替えてダブルピニオン型遊星歯車機構を使用することもできる。その例を図５および図６に示してある。
【００５１】
図５に示す例は、上述した図３に示す例における第２遊星歯車機構をダブルピニオン型遊星歯車機構３０によって構成した例である。すなわちサンギヤ３１とリングギヤ３２とが同心円上に配置され、そのサンギヤ３１が出力軸４に連結されている。また、リングギヤ３２がブレーキ１９に連結され、そのブレーキ１９によってリングギヤ３２の回転を選択的に阻止するように、すなわち固定するように構成されている。
【００５２】
サンギヤ３１とリングギヤ３２との間には、互い噛み合った状態でキャリヤ３３によって保持されたピニオンギヤ３４，３５が配置されている。その一方のピニオンギヤ３４がサンギヤ３１に噛み合い、かつ他方のピニオンギヤ３５がリングギヤ３２に噛み合っている。そして、そのキャリヤ３３が第１遊星歯車機構２０のサンギヤ２３もしくは第１モータ・ジェネレータ２に連結されている。他の構成は、図３を参照して説明した構成と同様である。したがって図５に示す構成の動力分配機構３は、互いに連結されたサンギヤ２３およびキャリヤ３３、互いに連結されたリングギヤ２４およびサンギヤ３１、キャリヤ２２、リングギヤ３２の合計四つの独立した回転要素を備え、これらの回転要素が上述したように、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力軸４、ブレーキ１９にそれぞれ連結されている。
【００５３】
したがって図５に示す構成の動力分配機構３は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を第２遊星歯車機構３０として用いたことにより、共線図としては、図４に示す構成における第２遊星歯車機構２０のキャリヤとリングギヤとを入れ替えたものとなり、これを図に示せば図６のとおりである。この図６から明らかなように、図５に示す例においても、ブレーキ１９を解放した状態で第１モータ・ジェネレータ２によってサンギヤ２３の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数を連続的に変化させることができる。すなわち、無段変速状態となる。その場合、トルクの伝達に関与もしくは寄与するのは第１遊星歯車機構２０のみとなる。また、ブレーキ１９を係合させて第２遊星歯車機構３０のリングギヤ３２を固定すれば、動力分配機構３の全体がオーバードライブ状態に固定される。
【００５４】
このように図５に示す構成であっても、図３に示す例と同様に、動力損失が少なく、また小型化あるいは低コスト化を図ることのできる装置とすることができる。さらに、図５に示すように構成した場合には、第２遊星歯車機構３０がダブルピニオン型であるために、そのピニオンギヤ３４，３５の回転数が図３に示す構成と比較して低く、その結果、高回転時の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
さらに、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構２０とダブルピニオン型の第２遊星歯車機構３０との連結関係を図５に示す連結関係とは異ならせても、図５に示す例と同様に、無段変速状態とオーバードライブ状態に固定した状態とを設定することができる。その例の構成を図７に示し、その共線図を図８に示してある。
【００５６】
図８において、第２遊星歯車機構３０のリングギヤ３２が第１遊星歯車機構２０のキャリヤ２２に連結され、第２遊星歯車機構３０のキャリヤ３３が第１遊星歯車機構２０のリングギヤ２４すなわち出力軸４に連結されている。そして、第２遊星歯車機構３０のサンギヤ３１がブレーキ１９に連結され、そのブレーキ１９によってそのサンギヤ３１を選択的に固定するようになっている。他の構成は、図５に示す例と同様である。したがって図７に示す構成であっても、第１遊星歯車機構２０のサンギヤ２３、互いに連結されたキャリヤ２２およびリングギヤ３２、互いに連結されたリングギヤ２４およびキャリヤ３３、第２遊星歯車機構３０のサンギヤ３１の合計四つの独立した回転要素を備え、これらの回転要素が上述したように、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力軸４、ブレーキ１９にそれぞれ連結されている。
【００５７】
この図７に示す動力分配機構３についての図８の共線図から明らかなように、図７に示す例においても、ブレーキ１９を解放した状態で第１モータ・ジェネレータ２によってサンギヤ２３の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数を連続的に変化させることができる。すなわち、無段変速状態となる。その場合、トルクの伝達に関与もしくは寄与するのは第１遊星歯車機構２０のみとなる。
【００５８】
また、ブレーキ１９を係合させて第２遊星歯車機構３０のサンギヤ３１を固定すれば、動力分配機構３の全体がオーバードライブ状態に固定される。その場合、入力軸１２から第２遊星歯車機構３０のリングギヤ３２がトルクが伝達される一方、サンギヤ３１がブレーキ１９によって固定されて反力トルクを受けているので、キャリヤ３３がリングギヤ３２より高速でリングギヤ３２と同方向に回転する。したがってオーバードライブ状態に固定されていれば、入力軸１２と出力軸４との間のトルク伝達には第２遊星歯車機構３０のみが寄与し、その結果、トルク伝達に関与する回転部材およびトルクの伝達部位の数が少なくなって動力の伝達効率が向上する。
【００５９】
このように図７に示す構成であっても、図５に示す例と同様に、動力損失が少なく、また小型化あるいは低コスト化を図ることのできる装置とすることができ、さらには高回転時における第２遊星歯車機構３０のピニオンギヤ３４，３５の回転数を比較的低回転数としてその信頼性を向上させることができる。
【００６０】
上述した各例とは異なり、本来の動力の分配に寄与する第１の遊星歯車機構をシングルピニオン型に替えてダブルピニオン型のもので構成することもできる。その例を以下に示す。図９に示す例は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構４０とシングルピニオン型の第２遊星歯車機構５０とを組み合わせて動力分配機構３を構成した例であり、その共線図を図１０に示してある。
【００６１】
すなわち、第１遊星歯車機構４０においては、サンギヤ４１とリングギヤ４２とが同心円上に配置され、そのサンギヤ４１とリングギヤ４２との間に、互い噛み合った状態でキャリヤ４３によって保持されたピニオンギヤ４４，４５が配置されている。その一方のピニオンギヤ４４がサンギヤ４１に噛み合い、かつ他方のピニオンギヤ４５がリングギヤ４２に噛み合っている。そして、そのリングギヤ４２が入力軸１２に連結されるとともに、サンギヤ４１に第１モータ・ジェネレータ２が連結され、さらにキャリヤ４３に出力軸４が連結されている。
【００６２】
シングルピニオン型の第２遊星歯車機構５０は、同心円上に配置されたサンギヤ５１とリングギヤ５２との間に、これらサンギヤ５１とリングギヤ５２とに噛み合ったピニオンギヤ５３を配置し、そのピニオンギヤ５３をキャリヤ５４によって自転かつ公転自在に保持した公知の構成である。そのサンギヤ５１が第１遊星歯車機構４０のキャリヤ４３と共に出力軸４に連結され、またリングギヤ５２が第１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１と共に第１モータ・ジェネレータ２に連結されている。そして、キャリヤ５４がブレーキ１９に連結され、このブレーキ１９によってキャリヤ５４を選択的に固定するようになっている。したがって図９に示す動力分配機構３では、第１遊星歯車機構４０のリングギヤ４２、互いに連結された前記キャリヤ４３とサンギヤ５１、互いに連結された前記サンギヤ４１とリングギヤ５２、第２遊星歯車機構５０のキャリヤ５４の合計四つの独立した回転要素を備え、これらの回転要素が上述したように、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力軸４、ブレーキ１９にそれぞれ連結されている。
【００６３】
上記の図９に示す構成の動力分配機構３であっても、上述した各例と同様に、無段変速状態とオーバードライブ状態に固定した状態との二つの動作状態を設定することができる。その共線図を、第１遊星歯車機構４０のギヤ比をρ１  、第２遊星歯車機構５０のギヤ比をρ２  として図１０に示してある。
【００６４】
無段変速状態は上記のブレーキ１９を解放した状態で、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を図１０に矢印で示すように大小に変化させる状態である。したがってエンジン１およびこれが連結されているリングギヤ４２の回転数は、出力軸４およびこれが連結されているキャリヤ４３の回転数より速い状態と遅い状態との範囲で連続的に変化する。すなわち、無段変速状態では、リングギヤ４２にエンジン１の出力トルクが作用し、サンギヤ４１に第１モータ・ジェネレータ２による反力トルクが作用するので、キャリヤ４３および出力軸４には、エンジン１と同方向に回転させるトルクが作用する。その場合、第１モータ・ジェネレータ２の回転数の変化に応じてエンジン１の回転数が増減するので、第１モータ・ジェネレータ２の回転数に応じてエンジン１の回転数が適宜に制御される。したがってこの無段変速状態では、第１遊星歯車機構４０のみがトルクの分配もしくは伝達に寄与あるいは関与することになる。そのため、無段変速状態では、回転してトルクを伝達する部材の数およびトルクの伝達部位の数が少ないので、摩擦などによる動力損失が抑制され、ひいては燃費が向上し、また排ガスを削減することができる。
【００６５】
一方、前記ブレーキ１９を係合させて第２遊星歯車機構５０のキャリヤ５４の回転を止めると、動力分配機構３の動作状態は図１０に直線Ｂで示す状態となる。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２の回転を止めて第１のサンギヤ４１を固定した場合（図１０に直線Ａで示す）よりもエンジン１の回転数が更に低下した状態に変速比が固定される。換言すれば、オーバードライブ状態に固定される。この状態では、第２遊星歯車機構５０のキャリヤ５４に対してブレーキ１９から反力トルクを与えることになるので、第１モータ・ジェネレータ２はいわゆる空転状態となり、発電機および電動機のいずれとしても機能しない。そのため、第２モータ・ジェネレータ５から第１モータ・ジェネレータ２に電力を供給するなどの必要がないので、動力循環を回避することができる。また、エンジン１を低回転数かつ高負荷側で運転することが可能になり、エンジン１を効率の良い状態で運転することができる。
【００６６】
そして、上記の図９に示す構成では、サンギヤとリングギヤ同士を互いに連結した二組の遊星歯車機構４０，５０によって動力分配機構３が構成されているので、動力分配をおこなう第１遊星歯車機構４０に対して、オーバードライブ状態に変速比を固定するための第２遊星歯車機構５０を追加して設けるとしても、必要とする部品点数が少なく、しかも全長および外径を小さくして全体としてコンパクトな構成で低コストな装置とすることができる。また、図９に示す構成では、無段変速状態でトルクの伝達に寄与する第１遊星歯車機構４０がダブルピニオン型のものであるから、高回転時における第１遊星歯車機構４０のピニオンギヤ４４，４５の回転数が比較的低く、その結果、無段変速状態での高回転時の信頼性あるいは耐久性を向上させることができる。
【００６７】
図１１に示す例は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構４０と第２遊星歯車機構６０とを組み合わせて動力分配機構３を構成した例である。すなわち前述した図９に示すシングルピニオン型の第２遊星歯車機構５０をダブルピニオン型の第２遊星歯車機構６０に変更し、それに伴う連結関係の変更を施したものである。より具体的には、第２遊星歯車機構６０のリングギヤ６２がブレーキ１９に連結される一方、サンギヤ６１が第１遊星歯車機構４０のキャリヤ４３と共に出力軸４に連結され、これらサンギヤ６１とリングギヤ６２との間に配置されかつ互いに噛み合っているピニオンギヤ６３，６４を自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ６５が第１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１と共に第１モータ・ジェネレータ２に連結されている。他の構成は、図９に示す構成と同様である。したがって図１１に示す動力分配機構３は、第１遊星歯車機構４０のリングギヤ４２、互いに連結されているキャリヤ４３およびサンギヤ６１、互いに連結されているサンギヤ４１およびキャリヤ６５、第２遊星歯車機構６０のリングギヤ６２の合計四つの回転要素を備え、これらの回転要素が上述したように、エンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに出力軸４、ブレーキ１９にそれぞれ連結されている。
【００６８】
前述した図３に示す例と図５に示す例とを比較して説明したように、シングルピニオン型の遊星歯車機構をダブルピニオン型の遊星歯車機構に置き換えた場合、キャリヤとリングギヤとの連結関係を入れ替えることにより、同じ機能を得ることができる。したがって上記の図１１に示す動力分配機構３についての共線図は、図１２に示すように、前述した図１０のキャリヤとリングギヤとを入れ替えたものと同様となる。すなわち、ブレーキ１９を解放した状態で第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数を連続的に変化させることができ、その結果、無段変速状態とすることができる。また、ブレーキ１９を係合させて第２遊星歯車機構６０のリングギヤ６２を固定すれば、第１モータ・ジェネレータ２の回転を止めて第１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１および第２遊星歯車機構６０のキャリヤ６５を固定した場合よりもエンジン１の回転数を低下させたオーバードライブ状態に固定することができる。この場合、前述した例と同様に、第１モータ・ジェネレータ２に替わってブレーキ１９が反力トルクを受け持つので、第１モータ・ジェネレータ２を発電機および電動機のいずれとしても機能させる必要がなく、その結果、いわゆる動力循環を回避することができる。
【００６９】
そして、上記の図１１に示す構成では、図９に示す第２遊星歯車機構５０をシングルピニオン型ものからダブルピニオン型のものに変更し、その他に特に新たな部品を追加していないので、図９に示す構成と同様に、必要とする部品点数が少なく、しかも全長および外径を小さくして全体としてコンパクトな構成で低コストな装置とすることができる。また、図１１に示す構成では、動力分配機構３を構成している遊星歯車機構が共にダブルピニオン型であるから、高回転時における各ピニオンギヤの回転数を比較的低くすることができ、その結果、高回転時の信頼性あるいは耐久性を向上させることができる。
【００７０】
ところで、ハイブリッド車両の駆動装置は、走行のための駆動力を複数種類の動力装置によって選択的に発生させることができることに加え、減速時のエネルギの回生をおこなうことができる点にも特徴がある。上述した各具体例の装置であっても減速時のエネルギ回生をおこなうことができるのであり、例えば減速時に駆動輪側から入力されるトルクによって各モータ・ジェネレータ２，５を回転させることにより、これらのモータ・ジェネレータ２，５が発電機として機能し、電力を得ることができる。
【００７１】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、この発明の回転数制御機構は回転数を連続的に変化させることのできる機構であればよく、モータ・ジェネレータ以外に発電機であってもよい。また、この発明の差動機構は、要は、少なくとも三つの回転要素によって差動作用をなすものであればよく、上述した遊星歯車機構に限定されない。さらにこの発明におけるオーバードライブ状態で固定される変速比（回転数比）は、低負荷時のエンジン回転数を燃費が可及的に良好になる回転数に設定する値もしくはそれに近い値とすることができる。
【００７２】
そして、この発明におけるオーバードライブ機構は、要は、回転数制御機構に替わって適宜の回転要素の回転を阻止することにより、動力分配機構の実質的な変速比を適宜のオーバードライブ状態の変速比に固定できる機構であればよく、上述した単一のブレーキによって構成する替わりに、一方向クラッチとブレーキとを併用した構成やあるいはそれ以外の機構であってもよい。また、この発明の出力部材は、上述した出力軸以外に、出力歯車などの他の部材であってもよく、したがってトルクアシストをおこなう第２のモータ・ジェネレータあるいはこれに替わる電動機や発電機は、ギヤユニットなどの伝動機構を介して出力部材に連結されていてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、複数組の差動機構によって構成された動力分配機構のいずれかの回転要素がオーバードライブ機構によって固定されていないいわゆる無段変速状態では、動力源から入力されたトルクが回転数制御機構と出力部材とに分配されて伝達され、その場合にトルクの伝達に寄与する差動機構はいずれか一組であり、またオーバードライブ機構によっていずれかの回転要素の回転を阻止してオーバードライブ状態に固定すれば、いわゆる動力循環を回避できるとともに、回転数制御機構に替わってオーバードライブ機構が反力トルクを受け持つことができ、その結果、装置全体として動力の伝達効率を向上させるとともに動力損失を抑制することができる。
【００７４】
また、請求項２の発明によれば、上記の請求項１の発明と同様の効果を得ることができ、これに加え、複数組の遊星歯車機構がピニオンギヤを共有した構成となるので、装置の全体としての構成を簡素化し、小型化を図ることができる。
【００７５】
さらに、請求項３の発明によれば、上記の請求項１の発明と同様の効果を得ることができ、これに加え、無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力の伝達効率を向上させて動力損失を抑制もしくは防止することができる。
【００７６】
またさらに、請求項４の発明によれば、上記の請求項１の発明と同様の効果を得ることができ、これに加え、無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力の伝達効率を向上させて動力損失を抑制もしくは防止することができ、さらにピニオンギヤの回転数を抑制して高回転時の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００７７】
そして、請求項５の各発明によれば、それぞれ上記の請求項１の発明および請求項４の発明と同様の効果を得ることができ、これに加え、オーバードライブ状態に固定されている際にトルクの伝達に寄与する遊星歯車機構がいずれか一つになるので、この点でも動力の伝達効率を向上させることができる。
【００７８】
さらに、請求項６あるいは７の発明によれば、上記の請求項１の発明と同様の効果を得ることができ、これに加え、無段変速状態では、動力源と回転数制御機構と出力部材との三者の間でのトルクの伝達に、第１遊星歯車機構が関与もしくは寄与するのみであるから、動力の伝達効率を向上させて動力損失を抑制もしくは防止することができ、さらにピニオンギヤの回転数を抑制して高回転時の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す動力伝達機構についての共線図である。
【図３】この発明の他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図４】図３に示す動力伝達機構についての共線図である。
【図５】この発明の更に他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図６】図５に示す動力伝達機構についての共線図である。
【図７】この発明のまた他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図８】図７に示す動力伝達機構についての共線図である。
【図９】この発明の更にまた他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図１０】図９に示す動力伝達機構についての共線図である。
【図１１】この発明の更に他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図１２】図１１に示す動力伝達機構についての共線図である。
【図１３】この発明で対象とするハイブリッド車の駆動装置の基本的な構成を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１…エンジン、  ２…第１モータ・ジェネレータ（回転数制御機構）、  ３…動力分配機構、  ４…出力軸、  ５…第２モータ・ジェネレータ（副動力源）、７…駆動輪、  １０，２０，４０…第１遊星歯車機構、  １１，２２，２９，３３，４３，５４，６５…キャリヤ、  １２…入力軸、  １３，２３，２６，３１，４１，５１，６１…サンギヤ、  １４，２４，２７，３２，４２，５２，６２…リングギヤ、  １５…大ピニオンギヤ、  １６…小ピニオンギヤ、  １７…第２のサンギヤ、  １８，２１，３０，５０，６０…第２遊星歯車機構、  １９…ブレーキ（オーバードライブ機構）、  ２５，２８，３４，３５，４４，４５，５３，６３，６４…ピニオンギヤ。
【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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