(57)【要約】 【課題】  動力伝達効率を低下させないハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】  動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の反力要素に第１モータ・ジェネレータ２が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第２モータ・ジェネレータ３が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、出力部材を前記出力要素と前記反力要素とに選択的に切り換えるクラッチＣ１，Ｃ２を備えており、前記モータ・ジェネレータ２，３が負回転で力行状態となったか否かを判断する駆動力源状態判別手段（ステップＳ４ないしＳ６）と、前記モータ・ジェネレータ２，３が負回転で力行状態と判断された場合には前記切換機構を前記反力要素と出力要素が連結するように切り換える切換機構制御手段（ステップＳ７ないしＳ１２）を有していることを特徴としている。【選択図】  図１
2005125876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも三要素からなる差動作用を有する動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の反力要素に第１駆動力源が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第２駆動力源が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、
出力部材を前記出力要素と前記反力要素とに選択的に切り換えて連結する切換機構を備え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】
前記切換機構の動力伝達経路上で上流側に変速機構が設けら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】
少なくとも三要素からなる動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の反力要素に第１駆動力源が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第２駆動力源が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、
出力部材を前記出力要素と前記反力要素とに選択的に切り換えて連結する切換機構と、
前記駆動力源が負回転で力行状態となっているか否かを判断する駆動力源状態判別手段と、
前記駆動力源状態判別手段で前記駆動力源が負回転で力行状態と判断された場合には前記切換機構を前記反力要素と出力要素が連結するように切り換える切換機構制御手段とを有し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４】
前記駆動力源状態判別手段が前記動力分配機構の各要素の現在の回転状態と前記駆動力源の現在の運転状態から現在の動力損失を求める動力損失算出手段と、
前記動力分配機構の各要素の切換後の回転状態と前記駆動力源の切換後の運転状態とを予測し切換後の動力損失を求める動力損失予測手段と、
前記動力損失算出手段で求められた現在の動力損失と前記動力損失予測手段で求められた切換後の動力損失とを比較した結果に基づいて、前記切換機構の切り離しまたは連結を選択する切換選択手段とを有することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッ車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の駆動力源を有するハイブリッド車の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド車としては、例えば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が知られている。このハイブリッド車の例では、遊星歯車機構の差動作用を利用して、内燃機関を最適運転点で駆動させるように遊星歯車機構に接続された電動機もしくはモータ・ジェネレータで回転数制御をおこなう。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車両が知られている。
【０００３】
ハイブリッド車の一例として、特許文献１に記載されたハイブリッド車の駆動装置が知られている。この駆動装置は、二つのモータを有し、一方のモータの回転軸を固定するようにブレーキが備えられており、また、他方のモータの回転軸と駆動軸とを係合・解放するクラッチが設けられている。そして、高車速低負荷時には、ブレーキを係合し、クラッチを解放することで、二つのモータの回転を停止させ、エンジンのみで駆動が行われる。したがって、高車速低負荷時には二つのモータを停止させることができるので、動力循環などが防止され、駆動装置全体の伝達効率低下を防止することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、アシストモータと遊星歯車機構のリングギヤとがクラッチを介して連結されており、クラッチを解放することで、アシストモータとリングギヤとの連結を解放することができる駆動装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１０４０７２号公報
【特許文献２】特開平１１ー３３２０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発明では、モータの回転が停止しているので、モータによるエンジンの回転数制御はおこなうことができない。すなわち高車速低負荷時においては、エンジンのみで駆動が行われる。そのため、高車速低負荷時における走行状態の変動に従ってエンジンの運転点は変動し、エンジンの運転点を最適な運転点で維持することができない。また、モータによる発電は行われないので、補機やバッテリーに対する電力供給が行われなくなる。従って、バッテリーの負荷が増大するという問題点があった。
【０００６】
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、車速や負荷の状態にかかわらず効率の良い運転が可能なハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、モータなどの駆動力源を停止させずに動力伝達効率の低下を防止させる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、少なくとも三要素からなる差動作用を有する動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の反力要素に第１駆動力源が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第２駆動力源が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、出力部材を前記出力要素と前記反力要素とに選択的に切り換えて連結する切換機構を備えていることを特徴とする駆動装置である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記切換機構の動力伝達経路上で上流側に変速機構が設けられていることを特徴とする駆動装置である。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、少なくとも三要素からなる動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の反力要素に第１駆動力源が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第２駆動力源が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、出力部材を前記出力要素と前記反力要素とに選択的に切り換えて連結する切換機構と、前記駆動力源が負回転で力行状態となっているか否かを判断する駆動力源状態判別手段と、前記駆動力源状態判別手段で前記駆動力源が負回転で力行状態と判断された場合には前記切換機構を前記反力要素と出力要素が連結するように切り換える切換機構制御手段とを有していることを特徴とする駆動装置である。
【００１０】
そして、請求項４の発明は、請求項３において、前記駆動力源状態判別手段が前記動力分配機構の各要素の現在の回転状態と前記駆動力源の現在の運転状態から現在の動力損失を求める動力損失算出手段と、前記動力分配機構の各要素の切換後の回転状態と前記駆動力源の切換後の運転状態を予測し切換後の動力損失を求める動力損失予測手段と、前記動力損失算出手段で求められた現在の動力損失と前記動力損失予測手段で求められた切換後の動力損失とを比較した結果に基づいて、前記切換機構の切り離しまたは連結を選択する切換選択手段とを有することを特徴とする駆動装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、切換機構を設けることで、すなわち動力循環状態等の動力伝達損失の大きい状態の時には、第１駆動力源が出力軸と係合され、第２駆動力源が出力軸から切り離される。すなわち第２駆動力源の代わりに第１駆動力源が駆動軸に対してトルクを加減するようになる。言い換えれば、第１駆動力源と第２駆動力源との機能が入れ替わる。その結果、動力循環状態等の動力伝達損失の大きい状態が回避される。また、エンジンの運転点は変化しないので、エンジンの最適運転点を維持したまま運転を行うことができる。さらに、駆動力源はいずれも停止しない。したがって、発電が中止されないので、バッテリーの負荷を低減できる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、動力伝達経路で切換機構の上流側に変速機構が追加されている。このため駆動力源切換後の駆動装置全体のギヤ比は前記変速機構のギヤ比を含んだものとなる。すなわち、前記変速機構のギヤ比を変化させることで駆動装置全体のギヤ比を変化させることができる。つまり、駆動力源切換前の駆動装置全体のギヤ比と駆動力源切換後の駆動装置全体のギヤ比を保ちながら、遊星歯車機構のギヤ比を駆動力源切換前と駆動力源切換後とで異なる値とすることができる。そのため、駆動力源切換後の遊星歯車機構のギヤ比の設定の自由度を向上させることができる。
【００１３】
さらに、請求項３の発明によれば、動力循環等の動力伝達損失の大きい状態となった場合には、負回転・力行状態となった駆動力源が出力部材と接続され、負回転・力行状態となっていない駆動力源が動力分配機構の反力要素と接続される。その結果、切換前に負回転・力行状態であった駆動力源は切換後は正回転・回生状態となり、高車速・低負荷時の動力循環やそれに起因する動力伝達損失を低減することができる。
【００１４】
そして、請求項４の発明によれば、動力循環状態などの動力伝達損失の大きい状態か否かは、駆動力源切換前の現在の動力損失と駆動力源切換後の予測した動力損失とを比較することで判断される。そして、予測した動力損失が現在の動力損失よりも少ない場合には切換機構が切換えられる。したがって、駆動装置全体としての伝達効率は常に最良となるように制御されるので、燃費を向上させることができる。また、駆動力源切換前後における各駆動力源と出力軸との回転数が一致した時に切換が行われるので、運転者に違和感を与えることなく駆動力源切換動作をおこなうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図２はこの発明の対象とする車両のパワートレーンを概念的に示すスケルトン図である。本パワートレーンは、エンジン１と、第１モータ・ジェネレータ２と、このエンジン１の動力を第１モータ・ジェネレータ２および第１中間軸１９に分配する動力分配機構４と、第２モータ・ジェネレータ３と、その第２モータ・ジェネレータ３の動力を減速して第１中間軸１９に加減する減速機とを主体として構成されている。
【００１６】
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。そのエンジン１の制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＥＣＵ）１００によっておこなうように構成されている。
【００１７】
また、第１モータ・ジェネレータ２は、例えば同期電動機を用いることが可能であり、この第１モータ・ジェネレータ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。さらに第１モータ・ジェネレータ２にはインバータ（図示せず）を介してバッテリー（図示せず）が電気的に接続されている。そして、前記インバータを電子制御装置１００により制御することにより、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。なお、第１モータ・ジェネレータ２のステータ６はケーシング（図示せず）に固定されており、回転しないようになっている。
【００１８】
動力分配機構４は、遊星歯車機構により構成されている。この遊星歯車機構は外歯歯車であるサンギヤ１２と、そのサンギヤ１２に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１１と、これらサンギヤ１２とリングギヤ１１とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１０とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記エンジン１の出力軸が第１の回転要素であるキャリヤ１０に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１０が入力要素となっている。
【００１９】
これに対して第２の回転要素であるサンギヤ１２に、第１モータ・ジェネレータ２のロータ７が連結されているとともに第２中間軸２０が接続されている。したがってサンギヤ１２がエンジン１に対する反力要素となっており、また第３の回転要素であり、動力分配機構４の出力要素であるリングギヤ１１が第１中間軸１９に連結されている。
【００２０】
第１中間軸１９には第２モータ・ジェネレータ３のロータ９が減速機を介して接続され、第１中間軸１９で伝達される伝達トルクに第２モータ・ジェネレータ３の出力トルクを加減するようになっている。さらに前記第２モータ・ジェネレータ３は、インバータ（図示せず）を経由してバッテリー（図示せず）に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置１００によってインバータ（図示せず）を制御することにより、第２モータ・ジェネレータ３の力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクおよび回転数を制御するように構成されている。なお、第２モータ・ジェネレータ３のステータ８はケーシング（図示せず）に固定されている。
【００２１】
減速機５は動力分配機構４と同様、遊星歯車機構により構成されている。そして、この遊星星歯車機構におけるサンギヤ１５に第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３のロータ９が連結されている。また、キャリヤ１３は第２モータ・ジェネレータ３のケーシングに連結され、固定されている。そして、リングギヤ１４が第１中間軸１９と連結されている。
【００２２】
なお、第１中間軸１９とカウンタギヤ１６とはクラッチＣ２を介して接続されているとともに、第２中間軸２０とカウンタギヤ１６とはクラッチＣ１を介して接続されている。そして、カウンタギヤ１６はアクスル軸２１と連結されている。
【００２３】
エンジン１の最適燃費運転は、モータ・ジェネレータ２，３の回転数を高低に変化させることにより、エンジン１の回転数を連続的に（無段階に）変化させることでおこなわれる。すなわち、エンジン１の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する無段変速制御は、モータ・ジェネレータ２，３の回転数を制御することによっておこなうことができる。なお、このように遊星歯車機構により構成された動力分配機構を用いて動力を分配する方式のハイブリッド駆動装置は機械分配式ハイブリッド駆動装置と呼ばれる。
【００２４】
車両状態が高速・低負荷時の時のように第１モータ・ジェネレータ２が負回転・力行状態で、第２モータ・ジェネレータ２が正回転・発電状態の時には動力循環が発生する。これは、第１モータ・ジェネレータ２を駆動する動力を第２モータ・ジェネレータ３で発生させている状態であり、駆動装置全体の動力伝達効率が低下する。そこで、動力伝達効率の低下を回避するために以下のような制御がおこなわれる。
【００２５】
図１はモータ・ジェネレータ２，３を切り換える制御の一例を示すフローチャートである。まず、イグニッションスイッチがＯＮとなっているか否か、すなわち、走行可能状態か否かが判断される（ステップＳ１）。ステップＳ１で肯定的すなわち、走行可能状態と判断された場合は、クラッチＣ１，Ｃ２を通常状態すなわち、クラッチＣ１を解放し、クラッチＣ２を係合して、車両の走行を開始する（ステップＳ２）。したがって、第１モータ・ジェネレータ２が動力分配機構４に反力を与えてエンジン１の回転数を制御し、第２モータ・ジェネレータ３が出力トルクのトルクアシストを行う状態となる。なお、イグニッションスイッチがＯＦＦの場合には、このルーチンを抜ける。また、クラッチＣ１とクラッチＣ２とは、切換動作中を除いて一方が係合時には他方は必ず解放状態になる。
【００２６】
次に、走行状態が安定状態となったか否かが判断される（ステップＳ３）。具体的には、アクセル開度の変化量が一定の範囲に収まっているか否かが判断される。これにより、走行状態の変動に合わせてクラッチＣ１，Ｃ２が頻繁に切り換わる、いわゆる切換ビジー状態が回避される。したがって、走行状態が安定しない間は否定的に判断され、次のステップには制御が進行しない。
【００２７】
ステップＳ３で肯定的に判断されると、各部の伝達損失の計算が行われる（ステップＳ４）。ここで、Lmg1は第１モータ・ジェネレータ２の回転数とトルクより求められる損失を示す関数であり、Lmg2は第２モータ・ジェネレータ３の回転数とトルクより求められる損失を示す関数である。
【００２８】
したがって、第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ２係合時の動力損失loss_mg1は、関数Lmg1に第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ２係合時の回転数Nmg1と、第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ２係合時のトルクTmg1とを代入して求められる。また、第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ１係合時の動力損失loss_mg1' は、関数Lmg1に第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ１係合時の回転数Nmg1' と第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ１係合時のトルクTmg1' とを代入して求められる。
【００２９】
同様に、第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時の動力損失loss_mg2は、関数Lmg2に第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時の回転数Nmg2と第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時のトルクTmg2を代入して求められる。また、第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ１係合時の動力損失loss_mg2' は関数Lmg2に第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ１係合時の回転数Nmg2' と第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ１係合時のトルクTmg2' とを代入して求められる。
【００３０】
さらに、Lpg は動力分配機構の各回転要素の回転数より求められる損失を示す関数である。また、Lrg は第２モータ・ジェネレータ３に接続された減速機の各回転要素の回転数より求められる損失を示す関数である。
【００３１】
従って、クラッチＣ２係合時の動力分配機構の損失loss_pg は動力分配機構のサンギヤ１２のクラッチＣ２係合時の回転数Nsとサンギヤ１２のクラッチＣ２係合時のトルクTsと、キャリア１０のクラッチＣ２係合時の回転数Ncとキャリア１０のクラッチＣ２係合時のトルクTcと、リングギヤ１１のクラッチＣ２係合時の回転数Nrとリングギヤ１１のクラッチＣ２係合時のトルクTrとを関数Lpg に代入することで求められる。
【００３２】
また、クラッチＣ１係合時の動力分配機構の損失loss_pg'は動力分配機構のサンギヤ１２のクラッチＣ１係合時の回転数Ns' とサンギヤ１２のクラッチＣ１係合時のトルクTs' と、キャリア１０のクラッチＣ１係合時の回転数Nc' とキャリア１０のクラッチＣ１係合時のトルクTc' と、リングギヤ１１のクラッチＣ１係合時の回転数Nr' とリングギヤ１１のクラッチＣ１係合時のトルクTr' とを関数Lpg に代入することで求められる。
【００３３】
同様に、クラッチＣ２係合時の第２モータ・ジェネレータ３に接続された減速機の損失loss_rg は減速機のリングギヤ１４のクラッチＣ２係合時の回転数Nrとリングギヤ１４のクラッチＣ２係合時のトルクTrと、第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時の回転数Nmg2と第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時トルクTmg2とを関数Lrg に代入することで求められる。
【００３４】
また、クラッチＣ１係合時の第２モータ・ジェネレータ３に接続された減速機の損失loss_rg'は減速機のリングギヤ１４のクラッチＣ１係合時の回転数Nr' とリングギヤ１４のクラッチＣ１係合時のトルクTr' と、第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ１係合時の回転数Nmg2' と第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ１係合時トルクTmg2' とを関数Lrg に代入することで求められる。
【００３５】
次にクラッチＣ２係合時の総合損失loss_totalとクラッチＣ１係合時の総合損失loss_total' を求める（ステップＳ５）。これは以下のようにして求める。まずクラッチＣ２係合時の総合損失loss_totalは、ステップＳ４で求めた第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ２係合時の動力損失loss_mg1に、第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時の動力損失loss_mg2と、クラッチＣ２係合時の動力分配機構の損失loss_pg と、クラッチＣ２係合時の第２モータ・ジェネレータ３に接続された減速機の損失loss_rg とを加えた値となる。
【００３６】
同様に、クラッチＣ１係合時の総合損失loss_total' は、第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ１係合時の動力損失loss_mg1' に、第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ１係合時の動力損失loss_mg2' と、クラッチＣ１係合時の動力分配機構の損失loss_pg'と、クラッチＣ１係合時の第２モータ・ジェネレータ３に接続された減速機の損失loss_rg'とを加えた値となる。
【００３７】
そして、ステップＳ５で求めたクラッチＣ２係合時の総合損失loss_totalがクラッチＣ１係合時の総合損失loss_total' よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００３８】
ステップＳ６で肯定的、すなわちクラッチＣ２係合時の総合損失がクラッチＣ１係合時の総合損失よりも大きい場合、第２モータ・ジェネレータ３の目標回転数Nmg2_tagを第２モータ・ジェネレータ３のクラッチＣ２係合時の回転数Nmg2とする。したがって、エンジン１の目標回転数Ne_tagは第２モータ・ジェネレータ３の回転数Nmg2を減速機の減速比ρ２で割った値となる。そして、エンジン１の目標出力Pe_tagはエンジン１の目標回転数Ne_tagに現在のエンジントルクTeを乗じた値となる。すなわち、エンジン１の目標回転数Ne_tagは第２モータ・ジェネレータ３により制御されることになる。（以上ステップＳ１０）。これにより、次のステップにおけるモータジェネレータ２，３の切換制御時の回転数の落ち込みや、トルクの落ち込みを防止することができる。
【００３９】
ステップＳ１０でエンジン目標回転数Ne_tagと目標エンジン出力Pe_tagが設定されると、クラッチＣ１を解放しクラッチＣ２を係合する制御がおこなわれる（ステップＳ１１）。これによりアクスル軸と第２モータ・ジェネレータ３とが結合され、第２モータ・ジェネレータ３によりトルクのアシストが行われる。なお、ステップＳ２でクラッチＣ１、クラッチＣ２の状態が設定されているため、ルーチン初回時には特に切換は行われない。
【００４０】
ステップＳ１１でクラッチＣ１，Ｃ２の係合・解放状態の設定が行われると、クラッチＣ２係合時の第１モータ・ジェネレータ２を第１モータ・ジェネレータ２の目標回転数とする。したがって、第１モータ・ジェネレータ２の目標回転数Nmg1に動力分配機構のサンギヤ１２とキャリア１０との間のギヤ比を乗じた値に、動力分配機構のリングギヤ１１の回転数にそのリングギヤ１１とキャリア１０との間のギヤ比を乗じた値を加えた値が新たなエンジン１の目標回転数Ne_tagとなる。そして、エンジン１の目標出力Pe_tagはNe_tagに現在のエンジントルクTeを乗じた値となる。すなわち、エンジン１の回転数は第１モータ・ジェネレータ２により制御されることになる（以上ステップＳ１２）。
【００４１】
一方、ステップＳ６で否定的、すなわちクラッチＣ２係合時の総合損失がクラッチＣ１係合時の総合損失よりも小さい場合、第１モータ・ジェネレータ２目標回転数Nmg1_tagを第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ１係合時の回転数Nmg1' とする。したがって、エンジン目標回転数Ne_tagは第１モータ・ジェネレータ２のクラッチＣ１係合時の回転数Nmg1' となる。そして、エンジンの目標出力Pe_tagはエンジン１の目標回転数Ne_tagに現在のエンジントルクTeを乗じた値となる。すなわち、エンジン１の目標回転数Ne_tagは第１モータ・ジェネレータ２により制御されることになる。これにより、次のステップにおけるモータジェネレータ２，３の切換制御時の回転数の落ち込みや、トルクの落ち込みを防止することができる（以上ステップＳ７）。
【００４２】
ステップＳ７でエンジン１の目標回転数Ne_tagと目標エンジン出力Pe_tagが設定されると、クラッチＣ１を係合しクラッチＣ２を解放する制御がおこなわれる（ステップＳ８）。これによりアクスル軸と第１モータ・ジェネレータ２とが結合され、第１モータ・ジェネレータ２によりトルクのアシストが行われる。したがって、第２モータ・ジェネレータ３が動力分配機構４に反力を与えてエンジン１の回転数を制御し、第１モータ・ジェネレータ２が出力軸トルクのトルクアシストを行う状態になる。
【００４３】
ステップＳ８でモータ・ジェネレータ２，３の切換が行われると、クラッチＣ１係合時の第２モータ・ジェネレータ３の回転数を第２モータ・ジェネレータ３の目標回転数とする。したがって、第１モータ・ジェネレータ２の目標回転数Nmg1' に動力分配機構のサンギヤ１２とキャリア１０との間のギヤ比を乗じた値に、動力分配機構のリングギヤ１１の回転数にそのリングギヤ１１とキャリア１０との間のギヤ比を乗じた値を加えた値が新たなエンジン１の目標回転数Ne_tagとなる。そして、エンジン１の目標出力Pe_tagはNe_tagに現在のエンジントルクTeを乗じた値となる。すなわち、エンジン回転数は第１モータ・ジェネレータ２により制御されることになる（以上ステップＳ９）。
【００４４】
図３はこの装置に係わる共線図である。走行状態が高速で低負荷の場合、細実線（ａ）で示す状態となっている。すなわち、車速が高速な状態になっているので、第１中間軸１９の回転数は高回転数となり、第１モータ・ジェネレータ２は負回転となる。つまり、この状態では動力循環が発生し、駆動装置全体の動力伝達効率は低下する。
【００４５】
そこで、上記の制御をおこない、まず第１モータ・ジェネレータ２の回転数を第１中間軸１９の回転数まで持ち上げる（破線（ｃ））。これは上記ステップＳ７に相当する。そしてクラッチＣ１，Ｃ２を切換えたのち、エンジン１の回転数をクラッチＣ２係合時の回転数になるように第１モータ・ジェネレータ２を制御する（太実線（ｂ））。これはステップＳ９に相当する。
【００４６】
切換機構を設けることで、すなわち動力循環状態等の動力伝達損失の大きい状態の時には、第１モータ・ジェネレータ２がアクスル軸２１と連結され、第２モータ・ジェネレータ３がアクスル軸２１と切り離される。すなわち第２モータ・ジェネレータ３の代わりに第１モータ・ジェネレータ２が駆動軸に対してトルクを加減するようになる。また、遊星歯車機構のギヤ比は小さくなっているので、動力循環状態等の動力伝達損失の大きい状態が回避される。さらに、第２モータ・ジェネレータ３の回転数を下げることができるので、第２モータ・ジェネレータ３に接続された遊星歯車機構の伝達損失を低減することができる。また、エンジン１の運転点は特には変化しないので、エンジン１の最適運転点を維持したまま運転を行うことができる。さらに、モータ・ジェネレータ２，３はいずれも停止しない。すなわち、動力循環を生じることなく、一方のモータ・ジェネレータが発電を行いその電力を他方のモータ・ジェネレータに供給するので、バッテリーの負荷を低減できる。
【００４７】
また、動力循環等の動力伝達損失の大きい状態となった場合には、負回転・力行状態となった第１モータ・ジェネレータ２が出力部材と接続され、負回転・力行状態となっていない第２モータ・ジェネレータ３が動力分配機構の反力要素と接続される。その結果、クラッチＣ２係合時に負回転・力行状態であった第１モータ・ジェネレータ２はクラッチＣ１係合時は正回転・回生状態となり、動力循環を回避し、動力伝達損失を低減させることができる。
【００４８】
さらに、動力循環状態などの動力伝達損失の大きい状態か否かは、モータ・ジェネレータ２，３を切換える前の現在の動力損失とクラッチＣ１係合時の予測した動力損失とを比較することで判断される。そして、予測した動力損失が現在の動力損失よりも少ない場合には切換機構が切換えられる。したがって、駆動装置全体としての伝達効率は常に最良となるように制御されるので、燃費を向上させることができる。また、モータ・ジェネレータ２，３はクラッチＣ２係合時後における各駆動力源と出力軸との回転数が一致した時に切換が行われるので、運転者に違和感を与えることなく駆動力源切換動作をおこなうことができる。
【００４９】
つぎに、この発明の対象となるパワートレーンの他の実施例を以下に説明する。図４は、この発明の対象とする他の例の車両のパワートレーンを概念的に示すスケルトン図であり、二組のクラッチの動力伝達経路上で上流側にカウンタギヤ１７，１８をそれぞれ挿入した例である。なお、図４の実施例において図２の構成と同じ構成については図２と同じ符号を付してある。また、図４に示す実施例は、図２に示す実施例の変形例であり、図２の構成と同じ部分について得られる作用・効果は同一である。また、クラッチの制御も図２に示す実施例と同様におこなわれる。
【００５０】
第１中間軸１９とクラッチＣ２とがカウンタギヤ１７を介して連結されているとともに、第２中間軸２０とクラッチＣ１とがカウンタギヤ１８を介して連結されている。そして、クラッチＣ１とクラッチＣ２とが並列にアクスル軸２１と接続されている。
【００５１】
図５はこの実施例における共線図である。図３の共線図と同様、まず第１モータ・ジェネレータ２の回転数を第１中間軸１９の回転数まで持ち上げる（細破線（ｃ））。そして、第２モータ・ジェネレータ３の回転数を制御し、エンジン１の回転数をクラッチＣ２係合時の回転数にする（太破線（ｄ））。
【００５２】
一方、クラッチＣ１，Ｃ２とリングギヤ１１，１４との間、すなわち、動力伝達経路でクラッチＣ１，Ｃ２の上流側にカウンタギヤ１７，１８が追加されている。したがって、共線図上においては、ケーシングとアクスル軸２１との間の距離がカウンタギヤ１７，１８のギヤ比によって設定される。つまり、クラッチＣ１係合時の駆動装置全体のギヤ比は前記カウンタギヤ１７，１８のギヤ比を含むことになる。すなわち、前記カウンタギヤ１７，１８のギヤ比を変化させることで駆動装置全体のギヤ比を変化させることができる。つまり、モータ・ジェネレータ２，３のクラッチＣ２係合時の駆動装置全体のギヤ比とモータ・ジェネレータ２，３のクラッチＣ１係合時の駆動装置全体のギヤ比を保ちながら、遊星歯車機構のギヤ比をモータ・ジェネレータ２，３のクラッチＣ２係合時とモータ・ジェネレータ２，３のクラッチＣ１係合時とで異なる値とすることができる。そのため、モータ・ジェネレータ２，３のクラッチＣ１係合時の遊星歯車機構のギヤ比の設定の自由度を向上させることができる。
【００５３】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、動力分配機構４が「動力分配機構」に相当し、エンジン１が「内燃機関」に相当する。また、第１モータ・ジェネレータ２が「第１駆動力源」に相当し、第２モータ・ジェネレータ３が「第２駆動力源」に相当する。そして、クラッチＣ１、Ｃ２が「切換機構」に相当する。また、カウンタギヤ１７，１８が「変速機構」に相当する。
【００５４】
さらにステップＳ４ないしステップＳ６の機能的手段が「駆動力源状態判別手段」に相当し、ステップＳ７ないしステップＳ１２の機能的手段が「切換機構制御手段」に相当する。また、ステップＳ４とステップＳ５の機能的手段が「動力損失算出手段」に相当し、ステップＳ４とステップＳ５の機能的手段が「動力損失予測手段」に相当し、ステップＳ８およびステップＳ１１の機能的手段が「切換選択手段」に相当する。
【００５５】
また、クラッチＣ１，Ｃ２は油圧制御式、電磁制御式のいずれでもよい。また、この発明における「内燃機関」と「第１駆動力源」および「第２駆動力源」とは、駆動力の発生の原理が異なる。本実施例では「内燃機関」を使用して熱エネルギを運動エネルギに変換したが、内燃機関の他に外燃機関等を用いてもよい。要は、熱エネルギを運動エネルギに変換する装置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】モータ・ジェネレータを切り換える制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明の一例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【図３】図１に示す駆動装置についての共線図である。
【図４】この発明の他の例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【図５】図３に示す駆動装置についての共線図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…エンジン、  ２…第１モータ・ジェネレータ、  ３…第２モータ・ジェネレータ、  １９…第１中間軸、  ２０…第２中間軸、  ２１…アクスル軸、  ４…動力分配機構、  ５…減速機、  Ｃ１，Ｃ２…クラッチ、  １００…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【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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