(57)【要約】【課題】  ハイブリッド駆動装置での動力伝達効率の低下を防止する。【解決手段】  第１遊星歯車機構１４のキャリア１７に第２遊星歯車機構１５のリングギヤ２０が接続され、かつ第１遊星歯車機構１４のリングギヤ１９に第２遊星歯車機構１４のキャリア２１が接続されている２組４要素の遊星歯車機構１４，１５からなる動力分割機構１６を備え、動力分割機構１６のリングギヤ１９に接続されたエンジン１と、動力分割機構１６のサンギヤ１８に接続された第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２と、動力分割機構１６のリングギヤ２０に接続された第３モータ・ジェネレータ（ＭＧ３）４と、動力分割機構１６のサンギヤ２２に接続された出力部材２３と、出力部材２３に駆動力を加減する第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３と、ＭＧ１の動作状態に基づいて、ＭＧ１を停止させ、ＭＧ３を動作させる駆動力源切換手段とを有している。【選択図】  図１
2005138802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力トルクと複数の駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力する動力分割機構を有するハイブリッド車の駆動装置において、
前記動力分割機構の入力要素に接続された内燃機関と、
前記動力分割機構の第１反力要素に接続された第１の駆動力源と、
前記動力分割機構の第２反力要素に接続された第３の駆動力源と、
前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、
前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、
前記第１の駆動力源および第２の駆動力源の少なくともいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１の駆動力源を停止させ、前記第３の駆動力源を動作させる駆動力源切換手段とを有す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】
内燃機関の出力トルクと複数の駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力する動力分割機構を有するハイブリッド車の駆動装置において、
前記動力分割機構の入力要素に接続された内燃機関と、
前記動力分割機構の第１反力要素と第２反力要素に接続された第１の駆動力源と、
前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、
前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、
前記第１の駆動力源および第２の駆動力源のいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか回転数の高い方の反力要素を選択的に第１駆動力源に連結する第１選択連結機構とを有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項３】
第１の遊星歯車機構のキャリアに第２の遊星歯車機構のリングギヤが接続され、かつ第１の遊星歯車機構のリングギヤに第２の遊星歯車機構のキャリアが接続されている２組４要素の遊星歯車機構からなる動力分割機構を備えるハイブリッド車の駆動装置において、
前記動力分割機構の入力要素に接続された内燃機関と、
前記動力分割機構の第１反力要素と第２反力要素に接続された第１の駆動力源と、
前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、
前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、
前記第１の駆動力源および第２の駆動力源のいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか回転数の高い方の反力要素を選択的に第１駆動力源に連結する第１選択連結機構とを有す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】
前記第１選択連結機構が、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか回転数の高い方の反力要素と第１駆動力源とを接続するワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項５】
内燃機関の出力トルクと複数の駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力する動力分割機構を有するハイブリッド車の駆動装置において、
前記動力分割機構の第１入力要素または第２入力要素とに接続された内燃機関と、
前記動力分割機構の反力要素に接続された第１の駆動力源と、
前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、
前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、
前記第１の駆動力源および第２の駆動力源の少なくともいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１入力要素と第２入力要素とのいずれか回転数の低い方の入力要素を選択的に内燃機関に連結する第２選択連結機構とを有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項６】
第１の遊星歯車機構のキャリアに第２の遊星歯車機構のリングギヤが接続され、かつ第１の遊星歯車機構のリングギヤに第２の遊星歯車機構のキャリアが接続されている２組４要素の遊星歯車機構からなる動力分割機構を備えるハイブリッド車の駆動装置において、
前記動力分割機構の第１入力要素または第２入力要素とに接続された内燃機関と、
前記動力分割機構の反力要素に接続された第１の駆動力源と、
前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、
前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、
前記第１の駆動力源および第２の駆動力源の少なくともいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１入力要素と第２入力要素とのいずれか回転数の低い方の入力要素を選択的に内燃機関に連結する第２選択連結機構とを有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項７】
前記第２選択連結機構が前記出力要素の回転数と前記反力要素の回転数とが等しくなったときに、前記第１入力要素と前記第２入力要素とのいずれか回転数の低い方の入力要素と内燃機関とを接続するワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項５または６に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に加えて、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、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。これらハイブリッド車では、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。
【０００３】
また、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ている。
【０００４】
ハイブリッド車の一例が、特許文献１に記載されている。この駆動装置は、３要素による差動作用を有する遊星歯車機構に、エンジンと発電機と出力部材とが接続され、その出力部材に電気モータのトルクを加減するように構成されている。そして、車両の走行状態に合わせて発電機の回転数を連続的に変化させることで、エンジンの運転点を最適な運転点に保つことができるので、駆動装置全体としての燃費を向上させることができる。
【０００５】
また、特許文献２には、エンジンと４回転要素となる二つの遊星歯車と三つのモータ・ジェネレータからなるハイブリッド車の駆動装置が記載されている。
【特許文献１】特開平９−１１７０１０号公報
【特許文献２】特開平１１ー３２１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明では、駆動軸の回転数が大きくなったときは、発電機をモータとして力行運転して駆動軸の回転数を上昇させ、駆動軸の回転数より小さな回転数で原動機を運転可能とする。このとき発電機を力行するために必要な電力は電動機を発電機として機能させることにより賄われる。この場合、駆動軸に結合された電動機が回生発電した電力を用いて発電機が力行するため、発電機から駆動軸へ出力された動力の一部は再び電動機により電力として回生されることになる。つまり、一部の動力が発電機と電動機との間で循環することになる。一般に機械的な動力と電力との変換には装置の変換効率による損失が生じるため、上記のような動力循環が発生すると動力の一部が機械的動力・電力の損失によって失われる問題があった。
【０００７】
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する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、第１の駆動力源の動作状態に応じて内燃機関または第１の駆動力源の接続位置を変更するものである。より具体的には、請求項１の発明は、内燃機関の出力トルクと複数の駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力する動力分割機構を有するハイブリッド車の駆動装置において、前記動力分割機構の入力要素に接続された内燃機関と、前記動力分割機構の第１反力要素に接続された第１の駆動力源と、前記動力分割機構の第２反力要素に接続された第３の駆動力源と、前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、前記第１の駆動力源および第２の駆動力源の少なくともいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１の駆動力源を停止させ、前記第３の駆動力源を動作させる駆動力源切換手段とを有することを特徴とする駆動装置である。
【０００９】
また、請求項２の発明は、内燃機関の出力トルクと複数の駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力する動力分割機構を有するハイブリッド車の駆動装置において、前記動力分割機構の入力要素に接続された内燃機関と、前記動力分割機構の第１反力要素と第２反力要素に接続された第１の駆動力源と、前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、前記第１の駆動力源および第２の駆動力源のいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか回転数の高い方の反力要素を選択的に第１駆動力源に連結する第１選択連結機構とを有することを特徴とする駆動装置である。
【００１０】
さらに、請求項３の発明は、第１の遊星歯車機構のキャリアに第２の遊星歯車機構のリングギヤが接続され、かつ第１の遊星歯車機構のリングギヤに第２の遊星歯車機構のキャリアが接続されている２組４要素の遊星歯車機構からなる動力分割機構を備えるハイブリッド車の駆動装置において、前記動力分割機構の入力要素に接続された内燃機関と、前記動力分割機構の第１反力要素と第２反力要素に接続された第１の駆動力源と、前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、前記第１の駆動力源および第２の駆動力源のいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか回転数の高い方の反力要素を選択的に第１駆動力源に連結する第１選択連結機構とを有することを特徴とする駆動装置である。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項２または３において、前記第１選択連結機構が、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか回転数の高い方の反力要素と第１駆動力源とを接続するワンウェイクラッチであることを特徴とする駆動装置である。
【００１２】
さらに、請求項５の発明は、内燃機関の出力トルクと複数の駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力する動力分割機構を有するハイブリッド車の駆動装置において、前記動力分割機構の第１入力要素または第２入力要素とに接続された内燃機関と、前記動力分割機構の反力要素に接続された第１の駆動力源と、前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、前記第１の駆動力源および第２の駆動力源の少なくともいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１入力要素と第２入力要素とのいずれか回転数の低い方の入力要素を選択的に内燃機関に連結する第２選択連結機構とを有することを特徴とする駆動装置である。
【００１３】
また、請求項６の発明は、第１の遊星歯車機構のキャリアに第２の遊星歯車機構のリングギヤが接続され、かつ第１の遊星歯車機構のリングギヤに第２の遊星歯車機構のキャリアが接続されている２組４要素の遊星歯車機構からなる動力分割機構を備えるハイブリッド車の駆動装置において、前記動力分割機構の第１入力要素または第２入力要素とに接続された内燃機関と、前記動力分割機構の反力要素に接続された第１の駆動力源と、前記動力分割機構の出力要素に接続された出力部材と、前記出力部材に駆動力を加減する第２の駆動力源と、前記第１の駆動力源および第２の駆動力源の少なくともいずれか一方の動作状態に基づいて、前記第１入力要素と第２入力要素とのいずれか回転数の低い方の入力要素を選択的に内燃機関に連結する第２選択連結機構とを有することを特徴とする駆動装置である。
【００１４】
さらに、請求項７の発明は、請求項５または６において、前記第２選択連結機構が前記出力要素の回転数と前記反力要素の回転数とが等しくなったときに、前記第１入力要素と前記第２入力要素とのいずれか回転数の低い方の入力要素と内燃機関とを接続するワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項５または６に記載の駆動装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、第１の駆動力源が負回転になった場合、すなわち、動力循環状態などの伝達効率が低下する状態となった場合には、第１の駆動力源に換わって、第３の駆動力源が動作する。したがって、動力伝達効率の低下を回避することができる。
【００１６】
また、請求項２ないし４のいずれかの発明によれば、第１の駆動力源が負回転になった場合は、第１の駆動力源が現在の反力要素とは異なる反力要素に切り換えられる。切換前の反力要素と出力要素とのギヤ比は、切換後の反力要素と出力要素とのギヤ比に比べ大きいので、反力要素を切り換えることで、相対的にギヤ比は小さくなる。したがって、第１駆動力源の回転数が負回転となることを回避し、動力伝達効率の低下を抑制することができる。また、ワンウェイクラッチを使用することで、機構部品の追加のみで上記の制御をおこなうことができ、電子制御装置の負担を低減することができる。
【００１７】
さらに、請求項５ないし７のいずれかの発明によれば、第１の駆動力源が負回転になった場合は、内燃機関が現在の入力要素とは異なる入力要素に切り換えられる。切換前の入力要素と出力要素とのギヤ比は、切換後の入力要素と出力要素とのギヤ比に比べ大きいので、入力要素を切り換えることで、相対的にギヤ比は小さくなる。したがって、第１駆動力源の回転数が負回転となることを回避し、動力伝達効率の低下を抑制することができる。また、ワンウェイクラッチを使用することで、機構部品の追加のみで上記の制御をおこなうことができ、電子制御装置の負担を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明の対象とする車両の駆動装置を概念的に示すスケルトン図である。本駆動装置は、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および出力部材２３に分配する動力分割機構１６と、第２モータ・ジェネレータ３と、第３モータ・ジェネレータ４とを主体として構成されている。
【００１９】
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、着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。
【００２０】
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（図示せず）を電子制御装置（ＥＣＵ）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１１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。
【００２１】
図１に示す例においては、動力分割機構１６は第１遊星歯車機構１４と第２遊星歯車機構１５とから構成されている。すなわち、動力分割機構１６は２組４要素の遊星歯車機構から構成されている。
【００２２】
第１遊星歯車機構１４は、外歯歯車であるサンギヤ１８と、そのサンギヤ１８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１９と、これらサンギヤ１８とリングギヤ１９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ア１７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。
【００２３】
第２遊星歯車機構１５も同様に、外歯歯車であるサンギヤ２２と、そのサンギヤ２２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２０と、これらサンギヤ２２とリングギヤ２０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ア２１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。
【００２４】
そして、第１遊星歯車機構１４のキャリア１７と第２遊星歯車機構１５のリングギヤ２０とが連結され、さらに、第２遊星歯車機構１５のキャリア２１と第１遊星歯車機構１４のリングギヤ１９とが連結されている。
【００２５】
第１遊星歯車機構１４のサンギヤ１８には第１モータ・ジェネレータ２のロータ８が連結されている。すなわちこのサンギヤ１８が第１反力要素となっている。そして第１遊星歯車機構１４のキャリア１７および第２遊星歯車機構１５のリングギヤ２０が第２反力要素とされ、キャリア１７に第３モータ・ジェネレータ４が連結されている。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２の駆動状態に応じて、第１モータ・ジェネレータ２と第３モータ・ジェネレータ４とを切り換えて反力受けとすることができるようになっている。
【００２６】
出力要素である第２遊星歯車機構１５のサンギヤ２２には出力部材２３が連結されている。そして、出力部材２３はディファレンシャル６と連結され、ディファレンシャル６はドライブシャフト７を介して車輪５と連結されている。また、第２モータ・ジェネレータ３のロータ１０も出力部材２３に連結され、動力分割機構１６からの出力トルクに第２モータ・ジェネレータ３からの出力トルクを加減するようになっている。
【００２７】
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（ＥＣＵ）１００によりインバータ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１３はケーシング（図示せず）に固定されている。
【００２８】
エンジン１の最適燃費運転は、第１モータ・ジェネレータ２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、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１４により構成された動力分割機構１６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。
【００２９】
次に、モータ・ジェネレータ２，４の切換制御について図２と図３とを使用して説明する。図２は入力要素の切換制御を示すフローチャートである。また、図３はこの実施例における共線図である。なお、図２または図３において、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ２を表し、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ３を表す。また「ＭＧ３」は第３モータ・ジェネレータ４を表し、「ＥＮＧ」はエンジン１を表す。
【００３０】
まず、第１モータ・ジェネレータ２の回転数が負回転となったか否かを判断する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で肯定的に判断されると、第１モータ・ジェネレータ２は零トルク制御がおこなわれる（ステップＳ１２）。つまり、第１モータ・ジェネレータ２は実質的に動作が停止する。そして、第３モータ・ジェネレータ４が動作し、第１モータ・ジェネレータ２と第３モータ・ジェネレータ４との切換がおこなわれる（ステップＳ１３）。ここで、第３モータ・ジェネレータ４の回転数が負回転である場合には逆転力行状態であり、第３モータ・ジェネレータ４の回転数が正回転の場合は発電状態である。
【００３１】
一方、ステップＳ１１で否定的に判断されると、第３モータ・ジェネレータ４はエンジン１の反力を受け、電力を発生させる（ステップＳ１４）。そして、第３モータ・ジェネレータ４は零トルク制御がおこなわれ、実質的に動作が停止する（ステップＳ１５）。
【００３２】
次に、図３に示す共線図を使用して、入力要素の切換について説明する。車速、すなわち出力回転数が上昇すると、第１モータ・ジェネレータ２の回転数は低下し、ついには、直線（ａ）で示すように、負回転となる。この状態では、動力循環等が発生し、駆動装置の動力伝達効率が低下する。そこで、第１モータ・ジェネレータ２が負回転となった場合に、第１モータ・ジェネレータ２の回転を停止させ、エンジン１の反力を第３モータ・ジェネレータ４で受けることにより、直線（ｂ）に示す状態となり、第１モータ・ジェネレータ２の負回転状態を回避することができる。
【００３３】
すなわち、第１モータ・ジェネレータ２が負回転になった場合、すなわち、動力循環状態などの伝達効率が低下する状態となった場合には、第１モータ・ジェネレータ２に代わって、第３モータ・ジェネレータ４で、エンジン１の反力により発電がおこなわれる。したがって、動力伝達効率の低下を回避することができる。
【００３４】
つぎに、この発明の対象となる駆動装置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駆動装置を概念的に示すスケルトン図である。なお、図４の実施例において図１の構成と同じ構成については図１と同じ符号を付してある。また、図４に示す実施例は、図１に示す実施例の変形例であり、図１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。
【００３５】
図４に示す例においては、動力分割機構３２は第１遊星歯車機構２４と第２遊星歯車機構２５とから構成されている。また二つのモータ・ジェネレータ２，３から構成されている。すなわち、動力分割機構３２は２組４要素の遊星歯車機構から構成されている。
【００３６】
第１遊星歯車機構２４は、外歯歯車であるサンギヤ３１と、そのサンギヤ３１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２９と、これらサンギヤ３１とリングギヤ２９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ア３０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。
【００３７】
第２遊星歯車機構２５も同様に、外歯歯車であるサンギヤ２６と、そのサンギヤ２６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２８と、これらサンギヤ２６とリングギヤ２８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ア２７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。
【００３８】
そして、第１遊星歯車機構２４のキャリア３０と第２遊星歯車機構２５のリングギヤ２８とが連結され、さらに、第２遊星歯車機構２５のキャリア２７と第１遊星歯車機構２４のリングギヤ２９とが連結されている。
【００３９】
第１遊星歯車機構２４のリングギヤ２９にはエンジン１が連結されている。すなわちこのリングギヤ２９が入力要素となっている。そして第１遊星歯車機構２４のキャリア３０にはクラッチＣ２を介して第１モータ・ジェネレータ２のロータ８が連結され、第１遊星歯車機構２４のサンギヤ３１にもクラッチＣ１を介して第１モータ・ジェネレータ２のロータ８が連結されている。すなわち、第１の反力要素であるキャリア３０と第２の反力要素であるサンギヤ３１とを第１モータ・ジェネレータ２に選択的に切換えて連結できるようになっている。また、出力要素である第２遊星歯車機構のサンギヤ２６には出力部材２３が連結されている。
【００４０】
次に、反力要素の切換制御について図５と図６とを使用して説明する。図５は入力要素の切換制御を示すフローチャートである。また、図６はこの実施例における共線図である。なお、図５または図６において、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ２を表し、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ３を表す。また「ＥＮＧ」はエンジン１を表す。
【００４１】
まず、第１モータ・ジェネレータ２の回転数が負回転となったか否かを判断する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１で肯定的に判断されると、クラッチＣ１が解放されると同時にクラッチＣ２が係合される（ステップＳ２２）。これにより、第１モータ・ジェネレータ２の連結が、第１遊星歯車機構２４のサンギヤ３１から第１遊星歯車機構２４のキャリア３０に切り換えられる。そして切換が完了するとこのルーチンを抜ける。
【００４２】
一方、ステップＳ２１で否定的に判断されると、クラッチＣ１が係合され、同時にクラッチＣ２が解放される（ステップＳ２３）。これにより、第１モータ・ジェネレータ２の連結が、第１遊星歯車機構２４のキャリア３０から第１遊星歯車機構２４のサンギヤ３１に切り換えられる。そして切換が完了するとこのルーチンを抜ける。
【００４３】
次に、図６に示す共線図を使用して、入力要素の切換について説明する。車速、すなわち出力回転数が上昇すると、第１モータ・ジェネレータ２の回転数は低下し、ついには、直線（ａ）で示すように、負回転となる。この状態では、動力循環等が発生し、駆動装置の動力伝達効率が低下する。そこで、第１モータ・ジェネレータ２が負回転となった場合には、第１モータ・ジェネレータ２の動力分割機構３２への接続位置を第１遊星歯車機構２４のサンギヤ３１から第１遊星歯車機構２４のキャリア３０に切り換えることで、直線（ｂ）に示す状態となり、第１モータ・ジェネレータ２の負回転状態を回避することができる。
【００４４】
すなわち、第１モータ・ジェネレータ２が負回転になった場合は、第１モータ・ジェネレータ２の接続位置が第１遊星歯車機構２４のサンギヤ３１から第１遊星歯車機構２４のキャリア３０に切り換えられる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２の回転数が負回転となることを回避し、動力伝達効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
つぎに、この発明の対象となる駆動装置の第３の実施例を以下に説明する。図７は、この発明の対象とする他の例の車両の駆動装置を概念的に示すスケルトン図である。なお、図７の実施例において図４の構成と同じ構成については図４と同じ符号を付してある。また、図７に示す実施例は、図４に示す実施例の変形例であり、図４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。
【００４６】
第１遊星歯車機構２４のキャリア３０にはワンウェイクラッチＦ２を介して第１モータ・ジェネレータ２のロータ８が連結され、第１遊星歯車機構２４のサンギヤ３１にもワンウェイクラッチＦ１を介して第１モータ・ジェネレータ２のロータ８が連結されている。すなわち、第１の反力要素であるキャリア３０と第２の反力要素であるサンギヤ３１とを第１モータ・ジェネレータ２に選択的に切換えて連結できるようになっている。なお、これらワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２の切換は全ての回転する構成要素が同一の回転数となったときに自動的に行われる。
【００４７】
ワンウェイクラッチを使用することで、上記図５および図６に記載の制御を電子制御装置１００のプログラムによらずにおこなうことができる。すなわち、電子制御装置１００の負担を軽減することができる。
【００４８】
つぎに、この発明の対象となる駆動装置の第４の実施例を以下に説明する。図８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る。なお、図８の実施例において図１の構成と同じ構成については図１と同じ符号を付してある。また、図８に示す実施例は、図１に示す実施例の変形例であり、図１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。
【００４９】
図１に示す例においては、動力分割機構４１は第１遊星歯車機構３９と第２遊星歯車機構１２とから構成されている。また、二つのモータ・ジェネレータ２，３で構成されている。すなわち、動力分割機構４１は２組４要素の遊星歯車機構から構成されている。
【００５０】
第１遊星歯車機構３９は、外歯歯車であるサンギヤ３８と、そのサンギヤ３８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３６と、これらサンギヤ３８とリングギヤ３６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ア３７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。
【００５１】
第２遊星歯車機構４０も同様に、外歯歯車であるサンギヤ３３と、そのサンギヤ３３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３５と、これらサンギヤ３３とリングギヤ３５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ア３７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。
【００５２】
そして、第１遊星歯車機構３９のキャリア３７と第２遊星歯車機構４０のリングギヤ３５とが連結され、さらに、第２遊星歯車機構４０のキャリア３４と第１遊星歯車機構３９のリングギヤ３６が連結されている。
【００５３】
第１遊星歯車機構３９のサンギヤ３８は第１モータ・ジェネレータ２のロータ９が連結されている。すなわちこのサンギヤ３８が反力要素となっている。そして第１遊星歯車機構３９のキャリア３７にはクラッチＣ４を介してエンジン１が連結され、第１遊星歯車機構３９のリングギヤ３６にもクラッチＣ３を介してエンジン１が連結されている。すなわち、第１の入力要素であるキャリア３７と第２の入力要素であるリングギヤ３６とをエンジン１に選択的に切換えて連結できるようになっている。また、出力要素である第２遊星歯車機構４０のサンギヤ３３には出力部材２３が連結されている。
【００５４】
次に、入力要素の切換制御について図９と図１０とを使用して説明する。図９は入力要素の切換制御を示すフローチャートである。また、図１０はこの実施例における共線図である。なお、図９または図１０において、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ２を表し、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ３を表す。また「ＥＮＧ」はエンジン１を表す。
【００５５】
まず、第１モータ・ジェネレータ２の回転数が所定値αを下回ったか否かを判断する（ステップＳ３１）。すなわちステップＳ３１では第１モータ・ジェネレータ２が負回転状態あるいはそれに近い状態になったか否かが判断される。
【００５６】
ステップＳ３１で肯定的に判断されると、クラッチＣ３が解放されると同時にクラッチＣ４が係合される（ステップＳ３２）。これにより、エンジン１の連結が、第２遊星歯車機構４０のキャリア３４から第１遊星歯車機構３９のキャリア３７に切り換えられる。そして切換が完了するとこのルーチンを抜ける。
【００５７】
一方、ステップＳ３１で否定的に判断されると、第１モータ・ジェネレータ２の回転数が所定値βより大きいか否かが判断される（ステップＳ３３）。ステップＳ３３で肯定的に判断されると、クラッチＣ３が係合され、同時にクラッチＣ４が解放される（ステップＳ３４）。これにより、エンジン１の連結が、第１遊星歯車機構３９のキャリア３７から第２遊星歯車機構４０のキャリア３４に切り換えられる。そして切換が完了するとこのルーチンを抜ける。なお、ステップＳ３３で否定的に判断された場合には、なにも処理を行わずにこのルーチンを抜ける。
【００５８】
次に、図１０に示す共線図を使用して、入力要素の切換について説明する。車速、すなわち出力回転数が上昇すると、第１モータ・ジェネレータ２の回転数は低下し、ついには、直線（ａ）で示すように、負回転となる。この状態では、動力循環等が発生し、駆動装置の動力伝達効率が低下する。そこで、所定値αを下回った場合に、エンジン１の動力分割機構４１への接続位置を第２遊星歯車機構４０のキャリア３４から第１遊星歯車機構３９のキャリア３７に切り換えることで、直線（ｂ）に示す状態となり、第１モータ・ジェネレータ２の負回転状態を回避することができる。
【００５９】
すなわち、第１モータ・ジェネレータ２が負回転になった場合は、エンジン１の接続位置が第２遊星歯車機構４０のキャリア３４から第１遊星歯車機構３９のキャリア３７に切り換えられる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２の回転数が負回転となることを回避し、動力伝達効率の低下を抑制することができる。
【００６０】
つぎに、この発明の対象となる駆動装置の第５の実施例を以下に説明する。図１１は、この発明の対象とする他の例の車両の駆動装置を概念的に示すスケルトン図である。なお、図１１の実施例において図８の構成と同じ構成については図８と同じ符号を付してある。また、図１１に示す実施例は、図８に示す実施例の変形例であり、図８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。
【００６１】
第１遊星歯車機構３９のキャリア３７にはワンウェイクラッチＦ４を介してエンジン１が連結され、第１遊星歯車機構３９のリングギヤ３６にもワンウェイクラッチＦ３を介してエンジン１が連結されている。すなわち、第１の入力要素であるキャリア３７と第２の入力要素であるリングギヤ３６とをエンジン１に選択的に切換えて連結できるようになっている。なお、これらワンウェイクラッチＦ３，Ｆ４の切り換えは全ての回転する構成要素の回転数が同一になったときに自動的に行われる。
【００６２】
ワンウェイクラッチを使用することで、上記図２および図３に記載の制御を電子制御装置１００のプログラムによらずにおこなうことができる。すなわち、電子制御装置１００の負担を軽減することができる。
【００６３】
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、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、そして第３モータ・ジェネレータ４が「第３駆動力源」に相当する。そして、動力分割機構１６，３２，４１が「動力分割機構」に相当する。さらに、第１遊星歯車機構１４，２４，３９が「第１の遊星歯車機構」に相当し、第２遊星歯車機構１５，２５，４０が「第２の遊星歯車機構」に相当する。また、クラッチＣ１，Ｃ２が「第１選択連結機構」に相当し、クラッチＣ３，Ｃ４が「第２選択連結機構」に相当する。さらに、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２が請求項３における「ワンウェイクラッチ」に相当し、ワンウェイクラッチＦ３，Ｆ４が請求項５における「ワンウェイクラッチ」に相当する。また、出力部材２３が「出力部材」に相当する。
【００６４】
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、本発明における「内燃機関」と「第１駆動力源」および「第２駆動力源」、「第３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。また、第１遊星歯車機構１４、２４、３９や第２遊星歯車機構１５，２５，４０はダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。要は、２組４要素の遊星歯車機構を持ち、一方の遊星歯車機構のキャリアに他方のリングギヤが接続され、他方の遊星歯車機構のキャリアに一方の遊星歯車機構のリングギヤが接続されていればよい。さらに、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の切り換えは、全ての回転する構成要素の回転数が同一になったときに自動的に行われるが、電子制御装置１００による切り換えも全ての回転する構成要素の回転数が同一になった時に行われるように制御される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】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２】図１に示すモータ・ジェネレータを切り換える際の制御例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す駆動装置についての共線図である。
【図４】この発明の他の一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４に示すクラッチを切り換える際の制御例を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す駆動装置についての共線図である。
【図７】この発明の第３の例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【図８】この発明の第４の例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【図９】図８に示すクラッチを切り換える際の制御例を示すフローチャートである。
【図１０】図１に示す駆動装置についての共線図である。
【図１１】この発明の第５の例である車両を模式的に示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００６６】
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、  ４…第３モータ・ジェネレータ、  １６，３２，４１…動力分割機構、  １４，２４，３９…第１遊星歯車機構、  １５，２５，４０…第２遊星歯車機構、  Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…クラッチ、  Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４…ワンウェイクラッチ、  ２３…出力部材。
【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】
2005138802.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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