(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両であって、
内燃機関と、
前記内燃機関のクランク軸と同軸の第１軸上に設けられる第１回転電機と、
前記第１軸とは異なる第２軸上に設けられ、駆動輪に動力を出力可能に設けられる第２回転電機と、
前記内燃機関からの動力が入力される入力要素と、前記入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有し、前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される動力伝達部と、
前記第１回転電機に接続される第１回転要素と、前記第２回転電機および駆動輪に接続される第２回転要素と、前記出力要素に接続される第３回転要素とを有し、前記第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される差動部とを備え、
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関から前記動力伝達部および前記差動部を経由して前記第１回転電機に動力を伝達する第１の経路と、前記第１の経路とは別の経路で前記内燃機関から前記差動部を経由しないで前記第１回転電機に動力を伝達する第２の経路との少なくともいずれかの経路によって前記内燃機関の動力伝達が可能に構成され、
前記ハイブリッド車両は、前記第２の経路に設けられ、前記内燃機関から前記第１回転電機への動力を伝達する係合状態と、内燃機関から前記第１回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能なクラッチをさらに備え、
前記クラッチは、前記第１軸上に設けられ、前記第１回転電機に対して内燃機関の反対側に配置され、
前記第１軸の軸線方向から見た場合に、前記クラッチは、前記第１回転電機よりも最外径が小径である、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記差動部は、前記第１軸上に設けられ、
内燃機関に近い順に、前記差動部、前記第１回転電機および前記クラッチが並んで配置される、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記動力伝達部と前記クラッチとを制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、複数の動作モードのうちいずれかを選択して車両を走行させ、
前記複数の動作モードは、
前記動力伝達部を前記非ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを解放状態に設定するシリーズパラレルモードと、
前記動力伝達部を前記ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを係合状態に設定するシリーズモードとを含む、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記複数の動作モードは、前記動力伝達部を前記非ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを係合状態に設定するパラレルモードをさらに含む、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記動力伝達部は、前記入力要素の回転速度と前記出力要素の回転速度との比を変更可能に構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記動力伝達部は、前記出力要素の回転を規制可能に構成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、第１および第２回転電機と変速部とを含むハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両には、エンジンと２つの回転電機と動力分割機構に加えて、エンジンと動力分割機構との間に変速機構をさらに備える構成を有するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１４５９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記文献に開示された車両は、シリーズパラレルハイブリッド方式を採用している。シリーズパラレルハイブリッド方式の車両では、エンジンの動力が第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）へ伝達され発電に用いられる一方、エンジンの動力の一部は動力分割機構を通じて駆動輪へも伝達される。
【０００５】
ハイブリッド車両には、エンジンの動力で発電を行ない、発電した電力でモータを駆動させるシリーズ走行を行なう構成（シリーズハイブリッド方式）も知られている。このシリーズハイブリッド方式では、エンジンの動力は、駆動輪には伝達されない。
【０００６】
上記文献に開示された車両は、エンジンの動力が第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）へ伝達される際に動力分割機構を通じて駆動輪へも伝達されてしまうので、シリーズ走行を行なうことができない構成となっている。
【０００７】
シリーズパラレルハイブリッド方式では、低車速時などにおいては、エンジンのトルク変動によって、エンジンと駆動輪との間の駆動装置に設けられたギヤ機構において歯打ち音が発生する虞があり、この歯打ち音を発生させないようにエンジンの動作点を選ぶ必要があって、燃費上は最適でない動作点で動作させる場合もあり、燃費を向上させる余地が残っていた。
【０００８】
一方、シリーズ方式では、エンジンと駆動装置に設けられたギヤ機構とは完全に切り離されているのでこのような歯打ち音をあまり考慮しなくても良い。しかし、エンジンのトルクを一旦すべて電力に変換した後にモータで再び駆動輪のトルクに戻すので、エンジンの運転効率が良い速度域ではシリーズパラレルハイブリッド方式よりも燃費が劣る。
【０００９】
このように、シリーズハイブリッド方式よりもシリーズパラレルハイブリッド方式のほうが優れる点もあるので、車両の状況に応じてシリーズ走行とシリーズパラレル走行とを選択できるように構成できれば望ましい。
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シリーズ走行とシリーズパラレル走行とのいずれもが実行可能であるハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、内燃機関と、第１回転電機と、第２回転電機と、動力伝達部と、差動部と、クラッチとを備える。第２回転電機は、駆動輪に動力を出力可能に設けられる。動力伝達部は、内燃機関からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有し、入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される。差動部は、第１回転電機に接続される第１回転要素と、第２回転電機および駆動輪に接続される第２回転要素と、出力要素に接続される第３回転要素とを有し、第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される。ハイブリッド車両は、第１の経路と第２の経路との少なくともいずれかの経路によって前記内燃機関の動力伝達が可能に構成される。第１の経路は、内燃機関から動力伝達部および差動部を経由して第１回転電機に動力を伝達する経路である。第２の経路は、第１の経路とは別の経路で内燃機関から第１回転電機に動力を伝達する経路である。クラッチは、第２の経路に設けられ、内燃機関から第１回転電機への動力を伝達する係合状態と、内燃機関から第１回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能である。
【００１２】
上記の構成とすれば、内燃機関の動力が第１回転電機へ伝達され発電に用いられる一方、内燃機関の動力の一部は差動部を通じて駆動輪へも伝達される従来のシリーズパラレルハイブリッド方式の車両が、動力伝達部をニュートラル状態とし、内燃機関と第１回転電機とをクラッチによって接続することによって、シリーズ走行でも走行可能となる。
【００１３】
好ましくは、第１回転電機は、内燃機関のクランク軸と同軸の第１軸上に設けられる。第２回転電機は、第１軸とは異なる第２軸上に設けられる。クラッチは、第１軸上に設けられ、第１回転電機に対して内燃機関の反対側に配置される。第１軸の軸線方向から見た場合に、クラッチは、第１回転電機よりも最外径が小径である。
【００１４】
上記の構成とすれば、小径のクラッチを大径の第１回転電機よりも外側に配置することにより、駆動装置の周りでスペースを有効利用できる。
【００１５】
より好ましくは、差動部は、第１軸上に設けられる。内燃機関に近い順に、差動部、第１回転電機およびクラッチが並んで配置される。
【００１６】
上記の構成とすれば、クラッチを追加するに当たり、内燃機関に近い順に、差動部および第１回転電機が並んで配置される従前の駆動装置に対して、拡張性がよい。
【００１７】
好ましくは、ハイブリッド車両は、動力伝達部とクラッチとを制御する制御装置をさらに備える。制御装置は、複数の動作モードのうちいずれかを選択して車両を走行させる。複数の動作モードは、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを解放状態に設定するシリーズパラレルモードと、動力伝達部をニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定するシリーズモードとを含む。
【００１８】
より好ましくは、複数の動作モードは、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定するパラレルモード（固定段モード）をさらに含む。
【００１９】
好ましくは、動力伝達部は、入力要素の回転速度と出力要素の回転速度との比を変更可能に構成される。
【００２０】
好ましくは、動力伝達部は、出力要素の回転を規制可能に構成される。
上記に示したように、車両の状況に応じて、シリーズパラレルモード、シリーズモード、パラレルモードのうちその状況に適したモードを選択しながら車両を走行させることによって、燃費の改善を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シリーズパラレルハイブリッド方式の車両が、シリーズ方式でも走行可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態における駆動装置を備えるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。
【図２】図１における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。
【図３】図１における車両の制御装置１００の構成を示したブロック図である。
【図４】ハイブリッド車両１に搭載される油圧回路５００の構成を模式的に示す図である。
【図５】各走行モードと、各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態とを示す図である。
【図６】ＥＶ単モータ走行モード中の共線図である。
【図７】ＥＶ両モータ走行モード中の共線図である。
【図８】ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード中の共線図である。
【図９】ＨＶ走行（シリーズ）モード中の共線図である。
【図１０】図１中の駆動装置のケース構造を示す図である。
【図１１】変形例の各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態を示す図である。
【図１２】図１１のＥ４，Ｅ５欄の動作を説明するための共線図である。
【図１３】図１１のＨ６〜Ｈ８欄の動作を説明するための共線図である。
【図１４】図１中のハイブリッド車両のギヤ機構の第１変形例を示す図である。
【図１５】図１中のハイブリッド車両のギヤ機構の第２変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００２４】
［ハイブリッド車両の全体構成］
図１は、この発明の実施の形態における駆動装置を備えるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。
【００２５】
図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、駆動装置２と、駆動輪９０と、制御装置１００とを含む。駆動装置２は、第１モータジェネレータ（以下、「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下、「第２ＭＧ」という）３０と、変速部４０と、差動部５０と、クラッチＣＳと、入力軸２１と、出力軸（カウンタ軸）７０と、デファレンシャルギヤ８０と、油圧回路５００とを含む。
【００２６】
ハイブリッド車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。ハイブリッド車両１は、図示しない車載バッテリを外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。
【００２７】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。
【００２８】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを有する永久磁石型同期電動機である。駆動装置２は、第１ＭＧ２０が、エンジン１０のクランク軸（出力軸）と同軸の第１軸１２上に設けられ、第２ＭＧ３０が、第１軸１２とは異なる第２軸１４上に設けられる、複軸式の駆動装置である。第１軸１２および第２軸１４は、互いに平行である。
【００２９】
第１軸１２上には、変速部４０、差動部５０およびクラッチＣＳがさらに設けられている。変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳは、挙げた順にエンジン１０に近い側から並んでいる。
【００３０】
第１ＭＧ２０は、エンジン１０からの動力が入力可能に設けられている。より具体的には、エンジン１０のクランク軸には、駆動装置２の入力軸２１が接続されている。入力軸２１は、第１軸１２に沿って、エンジン１０から遠ざかる方向に延びている。入力軸２１は、エンジン１０から延びた先端でクラッチＣＳに接続されている。第１ＭＧ２０の回転軸２２は、第１軸１２に沿って筒状に延びる。入力軸２１は、クラッチＣＳに接続される手前で回転軸２２の内部を通過している。入力軸２１は、クラッチＣＳを介して、第１ＭＧ２０の回転軸２２に接続されている。
【００３１】
クラッチＣＳは、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力伝達経路上に設けられている。クラッチＣＳは、入力軸２１と第１ＭＧ２０の回転軸２２とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣＳが係合状態とされると、入力軸２１および回転軸２２が連結され、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達が許容される。クラッチＣＳが解放状態とされると、入力軸２１および回転軸２２の連結が解除され、エンジン１０からクラッチＣＳを介して伝達される第１ＭＧ２０への動力の伝達が遮断される。
【００３２】
変速部４０は、エンジン１０からの動力を変速して差動部５０に出力する。変速部４０は、サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを有する。
【００３３】
サンギヤＳ１は、その回転中心が第１軸１２となるように設けられている。リングギヤＲ１は、サンギヤＳ１と同軸上であって、かつ、サンギヤＳ１の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１の間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合っている。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって回転可能に支持されている。キャリアＣＡ１は、入力軸２１に接続され、入力軸２１と一体に回転する。ピニオンギヤＰ１は、第１軸１２を中心に回転（公転）可能で、かつ、ピニオンギヤＰ１の中心軸周りに回転（自転）可能に設けられている。
【００３４】
サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわち、エンジン１０の回転速度）およびリングギヤＲ１の回転速度は、後述の図６〜図９、図１２、図１３に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）となる。
【００３５】
本実施の形態においては、キャリアＣＡ１が、エンジン１０からの動力が入力される入力要素として設けられ、リングギヤＲ１が、キャリアＣＡ１に入力された動力を出力する出力要素として設けられている。サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含む遊星歯車機構により、キャリアＣＡ１に入力された動力は変速されてリングギヤＲ１から出力される。
【００３６】
クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合状態とされると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１が連結され一体回転する。クラッチＣ１が解放状態とされると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の一体回転が解除される。
【００３７】
ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合状態とされると、サンギヤＳ１が駆動装置のケース体に固定されて、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放（非係合）状態とされると、サンギヤＳ１が駆動装置のケース体から切り離され、サンギヤＳ１の回転が許容される。
【００３８】
変速部４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と、出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的には、キャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組み合わせに応じて切り替えられる。クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が解放されると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１が解放され、かつブレーキＢ１が係合されると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。
【００３９】
変速部４０は、動力を伝達する非ニュートラル状態と、動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成されている。本実施の形態では、上記の直結状態およびオーバードライブ状態が、非ニュートラル状態に対応する。一方、クラッチＣ１およびブレーキＢ１がともに解放されると、キャリアＣＡ１が第１軸１２を中心に空転することが可能な状態となる。これにより、エンジン１０からキャリアＣＡ１に伝達された動力が、キャリアＣＡ１からリングギヤＲ１に伝達されないニュートラル状態が得られる。
【００４０】
差動部５０は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、リングギヤＲ２およびキャリアＣＡ２を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、カウンタドライブギヤ５１とを有する。
【００４１】
サンギヤＳ２は、その回転中心が第１軸１２となるように設けられている。リングギヤＲ２は、サンギヤＳ２と同軸上であって、かつ、サンギヤＳ２の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２の間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合っている。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって回転可能に支持されている。キャリアＣＡ２は、変速部４０のリングギヤＲ１に接続され、リングギヤＲ１と一体に回転する。ピニオンギヤＰ２は、第１軸１２を中心に回転（公転）可能で、かつ、ピニオンギヤＰ２の中心軸周りに回転（自転）可能に設けられている。
【００４２】
サンギヤＳ２には、第１ＭＧ２０の回転軸２２が接続されている。第１ＭＧ２０の回転軸２２は、サンギヤＳ２と一体に回転する。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体に回転する、差動部５０の出力ギヤである。
【００４３】
サンギヤＳ２の回転速度（すなわち、第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度およびリングギヤＲ２の回転速度は、後述の図６〜図９、図１２、図１３に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）となる。したがって、キャリアＣＡ２の回転速度が所定値である場合に、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、リングギヤＲ２の回転速度を無段階に切り替えることができる。
【００４４】
出力軸（カウンタ軸）７０は、第１軸１２および第２軸１４に平行に延びている。出力軸（カウンタ軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２２および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置されている。出力軸（カウンタ軸）７０には、ドリブンギヤ７１およびドライブギヤ７２が設けられている。ドリブンギヤ７１は、差動部５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合っている。すなわち、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、差動部５０のカウンタドライブギヤ５１を介して出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。
【００４５】
なお、変速部４０および差動部５０は、エンジン１０から出力軸（カウンタ軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。このため、エンジン１０からの動力は、変速部４０および差動部５０において変速された後に、出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。
【００４６】
ドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２と噛み合っている。すなわち、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介して出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。
【００４７】
ドライブギヤ７２は、デファレンシャルギヤ８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。デファレンシャルギヤ８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。すなわち、出力軸（カウンタ軸）７０の回転は、デファレンシャルギヤ８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。
【００４８】
クラッチＣＳを設けた上記のような構成とすることによって、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレルモードで動作させることができ、かつシリーズモードで動作させることもできる。この点について、各々のモードでエンジンからの動力がどのように行なわれるかについて、図２の模式図を用いて説明する。
【００４９】
図２は、図１における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。図２を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ２０と、第２ＭＧ３０と、変速部４０と、差動部５０と、バッテリ６０と、クラッチＣＳとを備える。
【００５０】
第２ＭＧ３０は、駆動輪９０に動力を出力可能に設けられる。変速部４０は、エンジン１０からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有する。変速部４０は、その入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される。
【００５１】
バッテリ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に力行時に電力を供給するとともに、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０で回生時に発電された電力を蓄える。
【００５２】
差動部５０は、第１ＭＧ２０に接続される第１回転要素と、第２ＭＧ３０および駆動輪９０に接続される第２回転要素と、変速部４０の出力要素に接続される第３回転要素とを有する。差動部５０は、たとえば遊星歯車機構などのように、第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される。
【００５３】
ハイブリッド車両１は、動力を伝達する２つの経路Ｋ１，Ｋ２の少なくともいずれかによってエンジン１０から第１ＭＧ２０に動力を伝達可能に構成される。経路Ｋ１は、エンジン１０から変速部４０および差動部５０を経由して第１ＭＧ２０に動力を伝達する経路である。経路Ｋ２は、経路Ｋ１とは別の経路でエンジン１０から第１ＭＧ２０に動力を伝達する経路である。クラッチＣＳは、経路Ｋ２に設けられ、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力を伝達する係合状態と、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能である。
【００５４】
エンジンを運転させたＨＶ走行モードにおいて、クラッチＣ１またはブレーキＢ１のいずれか一方を係合状態とし、他方を解放状態として、変速部４０を非ニュートラル状態に制御すると、経路Ｋ１によって動力がエンジン１０から第１ＭＧ２０に伝達される。このとき同時に、ＣＳクラッチを解放状態として、経路Ｋ２を遮断すると、車両がシリーズパラレルモードで動作可能となる。
【００５５】
一方、エンジンを運転させたＨＶ走行モードにおいて、ＣＳクラッチによってエンジン１０と第１ＭＧ２０を直結して経路Ｋ２によって動力伝達を行ない、クラッチＣ１とブレーキＢ１を共に解放状態として変速部４０をニュートラル状態に制御して経路Ｋ１を遮断すると、車両がシリーズモードで動作可能となる。このとき、差動部５０は、変速部４０に接続された回転要素が自由に回転可能（フリー）となるので、他の２つの回転要素も互いに影響を及ぼさずに回転可能となる。したがって、エンジン１０の回転で第１ＭＧ２０を回転させて発電を行なう動作と、発電した電力またはバッテリ６０に充電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させて駆動輪を回転させる動作を独立して行なうことができる。
【００５６】
なお、変速部４０は、必ずしも変速比を変更可能なものでなくても良く、経路Ｋ１のエンジン１０と差動部５０の動力伝達を遮断可能な構成であれば、単なるクラッチのようなものでもよい。
【００５７】
図３は、図１における車両の制御装置１００の構成を示したブロック図である。図３を参照して、制御装置１００は、ＨＶＥＣＵ（Electric Control Unit）１５０と、ＭＧＥＣＵ１６０と、エンジンＥＣＵ１７０とを含む。ＨＶＥＣＵ１５０、ＭＧＥＣＵ１６０、エンジンＥＣＵ１７０の各々は、コンピュータを含んで構成される電子制御ユニットである。なお、ＥＣＵの数は、３つに限定されるものではなく、全体として１つのＥＣＵに統合しても良いし、２つ、または４つ以上の数に分割されていても良い。
【００５８】
ＭＧＥＣＵ１６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。ＭＧＥＣＵ１６０は、例えば、第１ＭＧ２０に対して供給する電流値を調節し、第１ＭＧ２０の出力トルクを制御すること、および第２ＭＧ３０に対して供給する電流値を調節し、第２ＭＧ３０の出力トルクを制御する。
【００５９】
エンジンＥＣＵ１７０は、エンジン１０を制御する。エンジンＥＣＵ１７０は、例えば、エンジン１０の電子スロットル弁の開度の制御、点火信号を出力することによるエンジンの点火制御、エンジン１０に対する燃料の噴射制御、等を行なう。エンジンＥＣＵ１７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１０の出力トルクを制御する。
【００６０】
ＨＶＥＣＵ１５０は、車両全体を統合制御する。ＨＶＥＣＵ１５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶＥＣＵ１５０は、車速、アクセル開度、第１ＭＧ２０の回転数、第２ＭＧ３０の回転数、動力伝達装置の出力軸の回転数、バッテリ状態ＳＯＣ等を取得する。
【００６１】
ＨＶＥＣＵ１５０は、取得した情報に基づいて、車両に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出する。ＨＶＥＣＵ１５０は、算出した要求値に基づいて、第１ＭＧ２０の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第２ＭＧ３０の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１０の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶＥＣＵ１５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧＥＣＵ１６０に対して出力する。また、ＨＶＥＣＵ１５０は、エンジントルクの指令値をエンジンＥＣＵ１７０に対して出力する。
【００６２】
ＨＶＥＣＵ１５０は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチＣ１，ＣＳおよびブレーキＢ１を制御する。ＨＶＥＣＵ１５０は、クラッチＣ１，ＣＳに対する供給油圧の指令値（ＰｂＣ１、ＰｂＣＳ）およびブレーキＢ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＢ１）をそれぞれ図１の油圧回路５００に出力する。また、ＨＶＥＣＵ１５０は、制御信号ＮＭおよび制御信号Ｓ／Ｃを図１の油圧回路５００に出力する。
【００６３】
図１の油圧回路５００は、各指令値ＰｂＣ１，ＰｂＢ１に応じてクラッチＣ１およびブレーキＢ１に対する供給油圧を制御するとともに、制御信号ＮＭによって電動オイルポンプを制御し、制御信号Ｓ／Ｃによって、クラッチＣ１、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳの同時係合の許可／禁止を制御する。
【００６４】
［油圧制御回路の構成］
図４は、ハイブリッド車両１に搭載される油圧回路５００の構成を模式的に示す図である。油圧回路５００は、機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」ともいう）５０１と、電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」ともいう）５０２と、調圧弁５１０，５２０と、リニアソレノイド弁ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３と、同時供給防止弁５３０，５４０，５５０と、電磁切替弁５６０と、逆止弁５７０と、油路ＬＭ，ＬＥ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とを含む。
【００６５】
ＭＯＰ５０１は、差動部５０のキャリアＣＡ２が回転することによって駆動されて油圧を発生する。したがって、エンジン１０の駆動などによってキャリアＣＡ２が回転されるとＭＯＰ５０１も駆動され、キャリアＣＡ２が停止されるとＭＯＰ５０１も停止される。ＭＯＰ５０１は、発生した油圧を油路ＬＭに出力する。
【００６６】
油路ＬＭ内の油圧は、調圧弁５１０によって所定圧に調圧（減圧）される。以下、調圧弁５１０によって調圧された油路ＬＭ内の油圧を「ライン圧ＰＬ」ともいう。ライン圧ＰＬは、各リニアソレノイド弁ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３に供給される。
【００６７】
リニアソレノイド弁ＳＬ１は、ライン圧ＰＬを制御装置１００からの油圧指令値ＰｂＣ１に応じて調圧することによって、クラッチＣ１を係合するための油圧（以下「Ｃ１圧」という）を生成する。Ｃ１圧は、油路Ｌ１を介してクラッチＣ１に供給される。
【００６８】
リニアソレノイド弁ＳＬ２は、ライン圧ＰＬを制御装置１００からの油圧指令値ＰｂＢ１に応じて調圧することによって、ブレーキＢ１を係合するための油圧（以下「Ｂ１圧」という）を生成する。Ｂ１圧は、油路Ｌ２を介してブレーキＢ１に供給される。
【００６９】
リニアソレノイド弁ＳＬ３は、ライン圧ＰＬを制御装置１００からの油圧指令値ＰｂＣＳに応じて調圧することによって、クラッチＣＳを係合するための油圧（以下「ＣＳ圧」という）を生成する。ＣＳ圧は、油路Ｌ３を介してクラッチＣＳに供給される。
【００７０】
同時供給防止弁５３０は、油路Ｌ１上に設けられ、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方と、クラッチＣ１とが同時に係合されることを防止するように構成される。具体的には、同時供給防止弁５３０には油路Ｌ２，Ｌ３が接続される。同時供給防止弁５３０は、油路Ｌ２，Ｌ３からのＢ１圧、ＣＳ圧を信号圧として作動する。
【００７１】
同時供給防止弁５３０は、Ｂ１圧およびＣＳ圧の双方の信号圧が入力されていない場合（すなわちブレーキＢ１およびクラッチＣＳの双方ともが解放されている場合）には、Ｃ１圧をクラッチＣ１に供給するノーマル状態となる。なお、図４には、同時供給防止弁５３０がノーマル状態である場合が例示されている。
【００７２】
一方、同時供給防止弁５３０は、Ｂ１圧およびＣＳ圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合（すなわちブレーキＢ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方が係合されている場合）には、たとえクラッチＣ１が係合している場合であっても、Ｃ１圧のクラッチＣ１への供給をカットするとともにクラッチＣ１内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。これによりクラッチＣ１が解放されるため、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方と、クラッチＣ１とが同時に係合されることが防止される。
【００７３】
同様に、同時供給防止弁５４０は、Ｃ１圧およびＣＳ圧を信号圧として作動することによって、クラッチＣ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方と、ブレーキＢ１とが同時に係合されることを防止する。具体的には、同時供給防止弁５３０は、Ｃ１圧およびＣＳ圧の双方の信号圧が入力されていない場合には、Ｂ１圧をブレーキＢ１に供給するノーマル状態となる。一方、同時供給防止弁５４０は、Ｃ１圧およびＣＳ圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合には、Ｂ１圧のブレーキＢ１への供給をカットするとともにブレーキＢ１内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。なお、図４には、同時供給防止弁５４０にＣ１圧が信号圧として入力されて同時供給防止弁５４０がドレン状態になっている場合が例示されている。
【００７４】
同様に、同時供給防止弁５５０は、Ｃ１圧およびＢ１圧を信号圧として作動することによって、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の少なくとも一方と、クラッチＣＳとが同時に係合されることを防止する。具体的には、同時供給防止弁５５０は、Ｃ１圧およびＢ１圧の双方の信号圧が入力されていない場合には、ＣＳ圧をクラッチＣＳに供給するノーマル状態となる。一方、同時供給防止弁５５０は、Ｃ１圧およびＢ１圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合には、ＣＳ圧のクラッチＣＳへの供給をカットするとともにクラッチＣＳ内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。なお、図４には、同時供給防止弁５５０にＣ１圧が入力されて同時供給防止弁５５０がドレン状態になっている場合が例示されている。
【００７５】
ＥＯＰ５０２は、内部に設けられるモータ（以下「内部モータ」ともいう）５０２Ａによって駆動されて油圧を発生する。内部モータ５０２Ａは、制御装置１００からの制御信号ＮＭによって制御される。したがって、ＥＯＰ５０２は、キャリアＣＡ２が回転しているか否かに関わらず作動可能である。ＥＯＰ５０２は、発生した油圧を油路ＬＥに出力する。
【００７６】
油路ＬＥ内の油圧は、調圧弁５２０によって所定圧に調圧（減圧）される。油路ＬＥは、逆止弁５７０を介して油路ＬＭに接続される。油路ＬＥ内の油圧が油路ＬＭ内の油圧よりも所定圧以上高い場合、逆止弁５７０が開き、逆止弁５７０を介して油路ＬＥ内の油圧が油路ＬＭに供給される。これにより、ＭＯＰ５０１の停止中においてもＥＯＰ５０２を駆動させることによって油路ＬＭに油圧を供給することができる。
【００７７】
電磁切替弁５６０は、制御装置１００からの制御信号Ｓ／Ｃに応じて、油路ＬＥと油路Ｌ４とを連通するオン状態と、油路ＬＥと油路Ｌ４とを遮断するとともに油路Ｌ４内の油圧を外部へ排出するオフ状態とのいずれかに切り替えられる。なお、図４には、電磁切替弁５６０がオフ状態である場合が例示されている。
【００７８】
油路Ｌ４は、同時供給防止弁５３０，５４０に接続されている。電磁切替弁５６０がオン状態である場合、油路ＬＥ内の油圧が油路Ｌ４を介して同時供給防止弁５３０，５４０に信号圧としてそれぞれ入力される。同時供給防止弁５３０は、油路Ｌ４からの信号圧が入力された場合、油路Ｌ２からの信号圧（Ｂ１圧）が入力されているか否かに関わらず、強制的にノーマル状態に固定される。同様に、同時供給防止弁５４０は、油路Ｌ４からの信号圧が入力された場合、油路Ｌ１からの信号圧（Ｃ１圧）が入力されているか否かに関わらず、強制的にノーマル状態に固定される。したがって、ＥＯＰ５０２を駆動しかつ電磁切替弁５６０をオン状態に切り替えることによって、同時供給防止弁５３０，５４０は同時にノーマル状態に固定される。これにより、クラッチＣ１とブレーキＢ１とを同時に係合することが許容され、両モータ走行モード（後述）が可能となる。
【００７９】
以下に、ハイブリッド車両１の制御モードの詳細について、作動係合表と共線図とを用いて説明する。
【００８０】
図５は、各走行モードと、各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態とを示す図である。
【００８１】
制御装置１００は、「モータ走行モード（以下「ＥＶ走行モード」という）」あるいは「ハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」という）」でハイブリッド車両１を走行させる。ＥＶ走行モードとは、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力でハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力でハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モードおよびＨＶ走行モードのそれぞれにおいて、制御モードはさらに細分化されている。
【００８２】
図５において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＣＳ」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳ、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１、Ｂ１、ＣＳの各欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」は主にジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」は主にモータとして動作させることを示す。
【００８３】
ＥＶ走行モード中においては、制御装置１００は、第２ＭＧ３０単独の動力でハイブリッド車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力でハイブリッド車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。
【００８４】
駆動装置２の負荷が低負荷の場合には単モータ走行モードが使用され、負荷が高負荷になると両モータ走行モードに移行される。
【００８５】
図５のＥ１欄に示すように、ＥＶ単モータ走行モードでハイブリッド車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、制御装置１００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速部４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。このとき、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にサンギヤＳ２をゼロに固定させる固定手段として動作させ、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる（後述の図６参照）。第１ＭＧ２０を固定手段として動作させるために、第１ＭＧ２０の回転速度がゼロになるように回転速度をフィードバックして第１ＭＧ２０の電流を制御しても良く、トルクがゼロでも回転速度をゼロに維持できる場合には、電流を加えずコギングトルクを利用しても良い。なお、変速部４０をニュートラル状態とすると制動時にエンジン１０が連れ回されないのでその分のロスが少なく、大きな回生電力を回収することができる。
【００８６】
図５のＥ２欄に示すように、ＥＶ単モータ走行モードでハイブリッド車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。たとえば、回生ブレーキのみでは制動力が不足する場合にエンジンブレーキが回生ブレーキに併用される。また、たとえば、バッテリのＳＯＣが満充電状態に近い場合には、回生電力を充電できないので、エンジンブレーキ状態とすることが考えられる。
【００８７】
クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されエンジン１０が回転される、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。このとき、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にモータとして動作させ、第２ＭＧ３０を主にジェネレータとして動作させる。
【００８８】
一方、図５のＥ３欄に示すように、ＥＶ両モータ走行モードでハイブリッド車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、制御装置１００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速部４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速部４０のリングギヤＲ１に連結された差動部５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、差動部５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される（エンジン回転速度Ｎｅ＝０となる）。そして、制御装置１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる（後述の図７参照）。
【００８９】
なお、ＥＶ走行モード（単モータ走行モードおよび両モータ走行モード）では、エンジン１０が停止しているため、ＭＯＰ５０１も停止している。したがって、ＥＶ走行モードでは、ＥＯＰ５０２の油圧を用いてクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１が係合される。
【００９０】
ＨＶ走行モードにおいては、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。
【００９１】
ＨＶ走行モード中において、制御装置１００は、シリーズパラレルモード、シリーズモードのいずれかに制御モードを設定する。
【００９２】
シリーズパラレルモードでは、エンジン１０の動力は、一部は駆動輪９０を駆動するために使用され、残りは、第１ＭＧ２０で発電を行なう動力として使用される。第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０で発電された電力を用いて駆動輪９０を駆動する。シリーズパラレルモードにおいては、制御装置１００は、車速に応じて変速部４０の変速比を切り替える。
【００９３】
中低速域でハイブリッド車両１を前進させる場合には、制御装置１００は、図５のＨ２欄に示すように、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図８の実線参照）。一方、高速域でハイブリッド車両１を前進させる場合、制御装置１００は、図５のＨ１欄に示すように、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図８の破線参照）。ハイギヤ段形成時、ローギヤ段形成時とも、変速部４０と差動部５０とは全体として無段変速機として動作する。
【００９４】
ハイブリッド車両１を後進させる場合には、制御装置１００は、図５のＨ３欄に示すように、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放する。そして、制御装置１００は、バッテリのＳＯＣに余裕がある場合には、第２ＭＧ３０を単独で逆回転させる一方、バッテリのＳＯＣに余裕がない場合にはエンジン１０を運転させて第１ＭＧ２０で発電を行なうとともに第２ＭＧ３０を逆回転させる。
【００９５】
シリーズモードでは、エンジン１０の動力は、すべて第１ＭＧ２０で発電を行なう動力として使用される。第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０で発電された電力を用いて駆動輪９０を駆動する。シリーズモードにおいては、ハイブリッド車両１を前進させる場合あるいはハイブリッド車両１を後進させる場合には、制御装置１００は、図５のＨ４欄およびＨ５欄に示すように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１をともに解放し、かつクラッチＣＳを係合させる（後述の図９参照）。
【００９６】
ＨＶ走行モードでは、エンジン１０が作動しているため、ＭＯＰ５０１も作動している。したがって、ＨＶ走行モードでは、主にＭＯＰ５０１の油圧を用いてクラッチＣ１，ＣＳあるいはブレーキＢ１が係合される。
【００９７】
以下に、共線図を用いて、図５に示した各動作モードについて、各回転要素の状態を説明する。
【００９８】
図６は、ＥＶ単モータ走行モード中の共線図である。図７は、ＥＶ両モータ走行モード中の共線図である。図８は、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード中の共線図である。図９は、ＨＶ走行（シリーズ）モード中の共線図である。
【００９９】
図６〜図９に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速部４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ差動部５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。
【０１００】
図６を用いて、ＥＶ単モータ走行モード（図５：Ｅ１）中の制御状態について説明する。ＥＶ単モータ走行モードでは、制御装置１００は、変速部４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを解放するとともに、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。そのため、ＥＶ単モータ走行モードでは、第２ＭＧ３０のトルク（以下「第２ＭＧトルクＴｍ２」という）を用いてハイブリッド車両１は走行する。
【０１０１】
この際、制御装置１００は、サンギヤＳ２の回転速度が０となるように第１ＭＧ２０のトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」という）をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ２は回転しない。しかしながら、変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、差動部５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速部４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。
【０１０２】
一方、変速部４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速部４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。
【０１０３】
なお、ＥＶ単モータ走行モード中に減速を行なうために、第２ＭＧ３０を用いた回生制動に加えてエンジンブレーキを作動させることも可能である。この場合（図５：Ｅ２）には、クラッチＣ１またはブレーキＢ１のいずれか一方を係合させることにより、キャリアＣＡ２が駆動輪９０側から駆動されたときにエンジン１０も回転させられるので、エンジンブレーキが作動する。
【０１０４】
次に、図７を参照して、ＥＶ両モータ走行モード（図５：Ｅ３）中における制御状態について説明する。ＥＶ両モータ走行モードでは、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を係合し、かつクラッチＣＳを解放するとともに、エンジン１０を停止する。したがって、変速部４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が回転速度がゼロになるように規制される。
【０１０５】
変速部４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、制御装置１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。具体的には、第２ＭＧトルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、第１ＭＧトルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。
【０１０６】
クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達される第１ＭＧトルクＴｍ１（以下「第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸７０に伝達される。そのため、ＥＶ両モータ走行モードでは、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。制御装置１００は、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第１ＭＧトルクＴｍ１と第２ＭＧトルクＴｍ２との分担比率を調整する。
【０１０７】
図８を参照して、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード（図５：Ｈ１〜Ｈ３）中の制御状態について説明する。なお、図８には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図５のＨ２：図８のＳ１、ＣＡ１およびＲ１の共線図に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合（図５のＨ１：図８のＳ１、ＣＡ１およびＲ１の共線図に示される破線の共線参照）とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合もハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合もリングギヤＲ１の回転速度は同一である場合を想定する。
【０１０８】
ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードであって、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時には、制御装置１００は、クラッチＣ１を係合するとともに、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを解放する。そのため、回転要素（サンギヤＳ１，キャリアＣＡ１，リングギヤＲ１）は一体となって回転する。これにより、変速部４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速部４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速部４０のリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、ローギヤ段Ｌｏ形成時リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。
【０１０９】
差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて差動部５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、制御装置１００は、基本的には、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、第１ＭＧトルクＴｍ１を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力を第１ＭＧトルクＴｍ１が受け持つことになる。
【０１１０】
リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。
【０１１１】
また、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードでは、制御装置１００は、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。第２ＭＧトルクＴｍ２は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。
【０１１２】
一方、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードであって、かつ、ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、制御装置１００は、ブレーキＢ１を係合するとともに、クラッチＣ１およびクラッチＣＳを解放する。ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速部４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速部４０のリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。
【０１１３】
図９を参照してＨＶ走行（シリーズ）モード（図５：Ｈ４）中における制御状態について説明する。ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放するとともに、クラッチＣＳを係合する。したがって、クラッチＣＳが係合されることによって、差動部５０のサンギヤＳ２が、変速部４０のキャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でクラッチＣＳから第１ＭＧ２０に伝達される。これにより、エンジン１０を動力源とする第１ＭＧ２０による発電が実施可能となる。
【０１１４】
一方、クラッチＣ１およびブレーキＢ１がいずれも解放されるため、変速部４０のサンギヤＳ１とリングギヤＲ１と、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。すなわち、変速部４０は、ニュートラル状態となり、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転が規制されないため、第１ＭＧ２０の動力およびエンジン１０の動力は、カウンタ軸７０に伝達されない状態となる。そのため、カウンタ軸７０には、第２ＭＧ３０の第２ＭＧトルクＴｍ２が伝達される。したがって、ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、エンジン１０を動力源として第１ＭＧ２０による発電を実施しつつ、その発電した電力の一部または全部を用いて第２ＭＧトルクＴｍ２でハイブリッド車両１は走行することとなる。
【０１１５】
シリーズモードが実現可能となったことにより、低車速時やバックグラウンドノイズが低い車両状態において、シリーズパラレルモードでは注意が必要であったエンジントルク変動に起因するギヤ機構の歯打ち音の発生を気にせずに、エンジンの動作点を選択できる。これによって、車両の静粛性および燃費の向上の両立を図ることが可能な車両状態が増加する。
【０１１６】
［変速部、差動部、第１ＭＧおよびクラッチの配列］
図１０は、図１中の駆動装置のケース構造を示す図である。図１０を参照して、第１軸１２上には、変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳが設けられている。
【０１１７】
第１軸１２上において、クラッチＣＳは、第１ＭＧ２０に対してエンジン１０の反対側に設けられている。クラッチＣＳは、変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳのうちで、エンジン１０から最も遠い位置に設けられている。第１軸１２の軸線上において、エンジン１０およびクラッチＣＳの間に、変速部４０、差動部５０および第１ＭＧ２０が設けられている。第１軸１２の軸線上において、クラッチＣＳおよび第１ＭＧ２０は、隣り合って設けられている。
【０１１８】
第１軸１２の軸線方向から見た場合に、クラッチＣＳの直径Ｄ１は、第１ＭＧ２０の直径Ｄ２よりも小さい（Ｄ１＜Ｄ２）。すなわち、クラッチＣＳの最外径（直径Ｄ１）は、第１ＭＧ２０の最外径（直径Ｄ２）よりも小さい。
【０１１９】
駆動装置２は、ケース体１５を有する。ケース体１５は、ケース形状を有し、変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳ等の駆動装置２の構成部品を収容する。
【０１２０】
ケース体１５は、Ｔ／Ａ（トランスアクスル）ケース１６およびリヤカバー１７を有する。Ｔ／Ａケース１６は、変速部４０、差動部５０および第１ＭＧ２０を取り囲みながら、エンジン１０から遠ざかる方向に筒状に延びる形状を有する。Ｔ／Ａケース１６は、第１軸１２の延長上に開口部を有する。リヤカバー１７は、そのＴ／Ａケース１６の開口部を閉塞するように設けられている。リヤカバー１７は、Ｔ／Ａケース１６の開口部から突出するクラッチＣＳを覆うように設けられている。
【０１２１】
リヤカバー１７は、その構成部位として、頂部１７ｐおよび段差部１７ｑを有する。頂部１７ｐは、第１軸１２の軸線方向においてクラッチＣＳと対面するように設けられている。段差部１７ｑは、頂部１７ｐに対して第１軸１２の軸線方向における段差を有して設けられている。段差部１７ｑは、頂部１７ｐの周縁からエンジン１０に近づく方向に凹む凹形状を有する。
【０１２２】
第１ＭＧ２０よりも小径のクラッチＣＳをエンジン１０から遠い側に配置する構成により、ケース体１５をコンパクト化することができる。より具体的には、第１軸１２の軸線方向における端部に、第１ＭＧ２０の端面とクラッチＣＳの外周面とによる凹部が生じるため、リヤカバー１７に段差部１７ｑを設けることが可能となる。これにより、空間１８を生じさせ、駆動装置２の周辺においてスペースの有効利用を図ることができる。
【０１２３】
さらに本実施の形態では、ケース体１５（リヤカバー１７）に、クラッチＣＳに作動油を供給するための油路が設けられている。クラッチＣＳを第１軸１２の軸線方向においてケース体１５（リヤカバー１７）と対面する位置に設けることによって、ケース体１５（リヤカバー１７）を通じてクラッチＣＳに作動油を供給する機構を容易に実現することができる。これにより、クラッチＣＳに対する作動油の油路構造の簡素化を図ることができる。
【０１２４】
さらに本実施の形態では、第１軸１２上において、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳが、挙げた順にエンジン１０に近い側から並んでいる。このような構成によれば、差動部５０および第１ＭＧ２０が挙げた順にエンジン１０に近い側から並ぶ複軸式の駆動装置に対して、クラッチＣＳを設けるために差動部５０および第１ＭＧ２０間のピッチを広げるなどの大きな設計変更を要することなく、クラッチＣＳを追加することができる。
【０１２５】
なお、第１軸１２上における、変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳの配列は、図１０中に示す形態に限定されない。たとえば、クラッチＣＳは、差動部５０および第１ＭＧ２０の間に配置されてもよいし、変速部４０および差動部５０の間に配置されてもよい。
【０１２６】
クラッチＣＳを設ける位置を端部としたことによって、クラッチＣＳを設けたシリーズモードが可能な構成の車両の駆動装置と、クラッチＣＳを設けないで入力軸２１と回転軸２２とが接続されない構成の車両の駆動装置とでＴ／Ａケース１６を共用できる。したがって、複数車種を製造する際の製造コストを低減させることができる。
【０１２７】
［ＥＶ走行およびＨＶ走行の制御の変形例］
図５に示した制御モードでは、ＨＶ走行モードにおいてＣＳクラッチによってエンジン１０と第１ＭＧ２０を直結し、クラッチＣ１とブレーキＢ１を共に解放状態として変速部４０をニュートラル状態に制御することによって、車両がシリーズモードで動作可能となることを説明した。
【０１２８】
以下では、ＣＳクラッチを設けることによってさらに異なる他の動作モードでも車両を動作させることができることについて説明する。
【０１２９】
図１１は、変形例の各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態を示す図である。
【０１３０】
図１１では、図５に対してＥＶ走行モードにＥ４，Ｅ５欄が追加され、ＨＶ走行モードにＨ６〜Ｈ９欄が追加されている。なお、図１１中の記号は図５の記号と同様な意味を示す。
【０１３１】
まず、ＥＶ走行モードに追加されたＥ４，Ｅ５欄について説明する。これらの追加モードもＥ３欄と同じく両モータ走行モードであるが、エンジン回転速度Ｎｅがゼロでない点でも動作させることができる点が異なる（図１１中で「Ｎｅフリー」と記載）。
【０１３２】
図１２は、図１１のＥ４，Ｅ５欄の動作を説明するための共線図である。図１２を参照して、ＥＶ走行かつ両モータ走行モード中における制御状態について説明する。なお、図１２には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図１２に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合（図１２に示される破線の共線参照）とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合もハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合もリングギヤＲ１の回転速度は同一である場合を想定する。
【０１３３】
ＥＶ走行（両モータ）モードであって、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時（図１１のＥ５欄）には、制御装置１００は、クラッチＣ１およびクラッチＣＳを係合するとともに、ブレーキＢ１を解放する。そのため、変速部４０の回転要素（サンギヤＳ１，キャリアＣＡ１，リングギヤＲ１）は一体となって回転する。さらに、クラッチＣＳが係合することによって、変速部４０のキャリアＣＡ１と差動部５０のサンギヤＳ２とは一体となって回転する。これにより、変速部４０および差動部５０のすべての回転要素が同じ回転速度で一体となって回転する。そのため、第２ＭＧ３０とともに、第１ＭＧ２０において第１ＭＧトルクＴｍ１を正回転方向に発生させることによって、両モータを用いたハイブリッド車両１の走行が可能となる。ここで、エンジン１０は、ＥＶ走行時には自立駆動していないので、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクによって回転される被駆動状態である。したがって、エンジンの回転時の抵抗が少なくなるように、バルブの開閉タイミングを操作することが好ましい。
【０１３４】
リングギヤＲ２に伝達された第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃは、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。同時に、第２ＭＧトルクＴｍ２は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。つまり、ＥＶ走行かつ両モータ走行モードで、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時は、リングギヤＲ２に伝達された第１ＭＧトルクＴｍ１と第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。
【０１３５】
一方、ＥＶ走行かつ両モータ走行モードであって、かつ、ハイギヤ段Ｈｉ形成時（図１１：Ｅ４欄）には、制御装置１００は、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを係合するとともに、クラッチＣ１を解放する。ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。
【０１３６】
また、クラッチＣＳが係合されるため、変速部４０のキャリアＣＡ１と差動部５０のサンギヤＳ２とは一体となって回転する。そのため、サンギヤＳ２の回転速度は、エンジン１０と同じ回転速度になる。
【０１３７】
図１３は、図１１のＨ６〜Ｈ９欄の動作を説明するための共線図である。図１３を参照して、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モード中における制御状態について説明する。なお、図１３には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図１３に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合（図１３に示される破線の共線参照）とが例示されている。
【０１３８】
図１２と図１３を比較するとわかるように、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モードでは、エンジン１０が自立駆動するので、図１３のキャリアＣＡ１にエンジントルクＴｅが与えられる。このため、リングギヤＲ２にもエンジントルクＴｅｃが加算される。他の点については、図１３に示した共線図は、図１２と同じであるので、説明は繰返さない。
【０１３９】
ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モードは、エンジントルクＴｅ、第１ＭＧトルクＴｍ１、第２ＭＧトルクＴｍ２をすべて、駆動輪の前進方向の回転トルクに使用することができるので、駆動輪に大きなトルクが要求される場合に特に有効である。
【０１４０】
なお、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ単モータ走行モードの制御状態は、図１３においてＴｍ１＝０とした場合に相当する。
【０１４１】
［ギヤ機構の変形例］
図１４は、図１中のハイブリッド車両のギヤ機構の第１変形例を示す図である。図１４を参照して、本変形例に示すハイブリッド車両１Ａでは、変速部４０Ａが、サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１Ａ，Ｐ１Ｂ、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含むダブルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを有する。
【０１４２】
このような構成によれば、シングルピニオン式の遊星歯車機構を備えた変速部４０と同等の搭載性にて、ギヤ比幅をより大きく設定することができる。
【０１４３】
図１５は、図１中のハイブリッド車両のギヤ機構の第２変形例を示す図である。図１５を参照して、本変形例に示すハイブリッド車両１Ｂでは、ハイブリッド車両が、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式のハイブリッド車両である。
【０１４４】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、エンジン１０のクランク軸（出力軸）と同軸の第１軸１２上に設けられている。第１軸１２上には、変速部４０Ｂ、差動部５０Ｂ、クラッチＣＳ、減速部５５がさらに設けられている。変速部４０Ｂ、クラッチＣＳ、第１ＭＧ２０、差動部５０Ｂ、第２ＭＧ３０および減速部５５は、挙げた順にエンジン１０に近い側から並んでいる。
【０１４５】
第１ＭＧ２０は、エンジン１０からの動力が入力可能に設けられている。より具体的には、エンジン１０のクランク軸には、入力軸２１が接続されている。変速部４０ＢのキャリアＣＡ１は、入力軸２１に接続され、入力軸２１と一体に回転する。変速部４０ＢのキャリアＣＡ１は、クラッチＣＳを介して第１ＭＧ２０の回転軸２２に接続されている。
【０１４６】
クラッチＣＳは、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力伝達経路上に設けられている。クラッチＣＳは、入力軸２１と一体に回転する変速部４０ＢのキャリアＣＡ１と、第１ＭＧ２０の回転軸２２とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣＳが係合状態とされると、キャリアＣＡ１および回転軸２２が連結され、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達が許容される。クラッチＣＳが解放状態とされると、キャリアＣＡ１および回転軸２２の連結が解除され、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達が遮断される。
【０１４７】
出力軸７０Ａは、第１軸１２に沿って延びている。出力軸７０Ａは、差動部５０ＢのリングギヤＲ２に接続され、リングギヤＲ２と一体に回転する。
【０１４８】
減速部５５は、サンギヤＳ３、ピニオンギヤＰ３、リングギヤＲ３およびキャリアＣＡ３を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構を有する。サンギヤＳ３には、第２ＭＧ３０の回転軸３１が接続されている。第２ＭＧ３０の回転軸３１は、サンギヤＳ３と一体に回転する。リングギヤＲ３は、駆動装置のケース体に固定されている。キャリアＣＡ３には、出力軸７０Ａが接続されている。出力軸７０Ａは、キャリアＣＡ３と一体に回転する。出力軸７０Ａの回転は、差動装置（不図示）を介して左右の駆動軸（不図示）に伝達される。
【０１４９】
本変形例では、エンジン１０のクランク軸（出力軸）と同軸上に出力軸７０Ａを配置することによって、ＦＲ方式のハイブリッド車両への駆動装置の搭載を可能としている。
【０１５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５１】
１，１Ａ，１Ｂ  ハイブリッド車両、２  駆動装置、１０  エンジン、１５  ケース体、１６  ケース、１７  リヤカバー、１７ｐ  頂部、１７ｑ  段差部、２１  入力軸、２２，３１  回転軸、３２  リダクションギヤ、４０，４０Ａ，４０Ｂ  変速部、５０，５０Ｂ  差動部、５１  カウンタドライブギヤ、５５  減速部、６０  バッテリ、７０  カウンタ軸、７０Ａ  出力軸、７１  ドリブンギヤ、７２  ドライブギヤ、８０  デファレンシャルギヤ、８１  デフリングギヤ、８２  駆動軸、９０  駆動輪、１００  制御装置、１５０  ＨＶＥＣＵ、１６０  ＭＧＥＣＵ、１７０  エンジンＥＣＵ、５００  油圧回路、５０２Ａ  内部モータ、５１０，５２０  調圧弁、５３０，５４０，５５０  同時供給防止弁、５６０  電磁切替弁、５７０  逆止弁、Ｂ１  ブレーキ、Ｃ１，ＣＳ  クラッチ、ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３  キャリア、Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ  ピニオンギヤ、Ｒ１〜Ｒ３  リングギヤ、Ｓ１〜Ｓ３  サンギヤ、ＳＬ１〜ＳＬ３  リニアソレノイド弁。
【図１】
0006287885.tif 000002
【図２】
0006287885.tif 000003
【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】
0006287885.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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