JP2022156873A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の駆動力源となる２つの回転電機を備えた車両用駆動装置において、回転電機をより高い効率で駆動させる。
【解決手段】車両用駆動装置の制御装置は、第１ＥＶモードと、第２ＥＶモードと、パラレルモードとを実行可能である。車両の動作領域における低車速領域Ｓ１では、駆動力が低い第１領域Ｆ１において第１ＥＶモード、駆動力が高い第２領域Ｆ２において第２ＥＶモードが実行され、中車速領域Ｓ２では、第１領域Ｆ１において第１ＥＶモード、第２領域Ｆ２において第２ＥＶモード、第２領域Ｆ２よりも駆動力が高い第３領域Ｆ３においてパラレルモードが実行され、高車速領域Ｓ３では、第１領域Ｆ１において第１ＥＶモード、第２領域Ｆ２において第２ＥＶモードが実行されると共に、第３領域Ｆ３を含む全領域において駆動力に拘わらずパラレルモードが実行可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、第１回転電機と第２回転電機とを備えた車両用駆動装置に関する。

例えば、２つの回転電機を備えた、シリーズ・パラレルハイブリッド車両用の車両用駆動装置では、一方の回転電機を発電機として使用し、他方の回転電機と内燃機関とで車輪の駆動に必要な駆動力を得るものがある。特開２０１７－１７７９７５公報には、２つの回転電機をともに発電機としても電動機としても使用するハイブリッド車両用の車両用駆動装置が開示されている。この車両用駆動装置は、２つの回転電機を共に車輪の駆動力源とする２モータＥＶ（電気自動車）モード、一方の回転電機のみを車輪の駆動力源とする１モータＥＶモード、回転電機と内燃機関とで車輪を駆動するパラレルハイブリッドモード、内燃機関の動力で一方の回転電機に発電させた電力で他方の回転電機を駆動するシリーズハイブリッドモードが可能である。

特開２０１７－１７７９７５号公報

また、上記公報の車両用駆動装置では、２モータＥＶの走行領域の内側に１モータＥＶの走行領域の全てが含まれている。例えば、１モータＥＶの走行領域の範囲に設定されている車速を越えた場合には、比較的低い駆動力しか要求されない場合であっても、２モータＥＶモードへと移行する。しかし、同じ駆動力を出力する場合、１つの回転電機に比べて２つの回転電機を駆動すると、合計の損失も増加することが多い。

上記背景に鑑みて、車輪の駆動力源となる２つの回転電機を備えた車両用駆動装置において、回転電機をより高い効率で駆動させる技術の提供が望まれる。

上記課題に鑑みた車両用駆動装置は、１つの態様として、車輪に駆動連結される出力部材と、第１ロータを備えた第１回転電機と、第２ロータを備えた第２回転電機と、内燃機関に駆動連結される入力部材と、前記第１ロータと前記出力部材とを駆動連結する第１伝達系と、前記第２ロータと前記出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、前記入力部材と前記第１ロータとを駆動連結する第３伝達系と、前記第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、前記第３伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、前記第１回転電機、前記第２回転電機、前記第１係合装置及び前記第２係合装置を制御する制御装置と、を備え、前記第１係合装置及び前記第２係合装置が解放状態とされ、前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードを第１ＥＶモードとし、前記第１係合装置が係合状態とされると共に前記第２係合装置が解放状態とされ、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードを第２ＥＶモードとし、前記第１係合装置及び前記第２係合装置が係合状態とされ、前記内燃機関、前記第１回転電機、及び前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードをパラレルモードとして、前記制御装置は、前記第１ＥＶモードと前記第２ＥＶモードと前記パラレルモードとを実行可能であり、車速と駆動力とによって規定された車両の動作領域において最も低車速側に低車速領域、最も高車速側に高車速領域、これらの間に中車速領域が設定され、前記低車速領域では、相対的に駆動力が低い第１領域において前記第１ＥＶモード、駆動力が高い第２領域において前記第２ＥＶモードが実行され、前記中車速領域では、前記第１領域において前記第１ＥＶモード、前記第２領域において前記第２ＥＶモード、前記第２領域よりも駆動力が高い第３領域において前記パラレルモードが実行され、前記高車速領域では、前記第１領域において前記第１ＥＶモード、前記第２領域において前記第２ＥＶモードが実行されると共に、前記第３領域を含む全領域において駆動力に拘わらず前記パラレルモードが実行可能である。

同じ駆動力を出力する場合において、２つの回転電機を駆動する場合には、それぞれの回転電機において損失が生じるため、１つの回転電機のみを駆動するのに比べて、車両用駆動装置の全体としてエネルギー効率が低下し易い。しかし、本構成によれば、車速ごとに相対的に駆動力が低い第１領域では第１ＥＶモードが実行され、相対的に駆動力が高い第２領域では第２ＥＶモードが実行される。即ち、同じ車速において駆動力が低い領域では、高車速域であっても第１回転電機を用いず、第２回転電機のみを用いる第１ＥＶモードが実行されるため、車両用駆動装置の全体としてエネルギー効率を高め易い。また、第１ＥＶモードの最大トルクが第２ＥＶモードの最大トルクより小さくなるように、第２回転電機の最大トルクが設定されている。そのため、第２回転電機は、比較的低いトルク域に適した特性の回転電機とすることができる。この場合、高いトルクを必要としない常用トルク域における広い車速域で第２回転電機を効率的に駆動することができる。この点でも、車両用駆動装置のエネルギー効率を高め易い。尚、駆動力が高い領域については、第１回転電機と第２回転電機との双方を用いる第２ＥＶモードやパラレルモードを実行することで対応可能である。このような駆動力が高い状況は発生する頻度が低いため、第２ＥＶモードやパラレルモードにおいてエネルギー効率が低下したとしても、実際の使用状況におけるエネルギー効率の低下は限定的である。このように、本構成によれば、車輪の駆動力源となる２つの回転電機を備えた車両用駆動装置において、回転電機をより高い効率で駆動させることができる。

また、上記に鑑みた車両用駆動装置は、１つの態様として、第１軸上に配置された第１ロータを備えた第１回転電機と、前記第１軸と平行な別軸である第２軸上に配置された第２ロータを備えた第２回転電機と、車輪に駆動連結されると共に、前記第１軸及び前記第２軸と平行な別軸である第３軸上に配置された出力部材と、内燃機関に駆動連結されると共に前記第１軸、前記第２軸及び第３軸と平行な別軸である第４軸上に配置された入力部材と、前記第１軸、前記第２軸、前記第３軸、前記第４軸と平行な別軸である第５軸上に配置され、第１カウンタギヤと第２カウンタギヤとを備えたカウンタギヤ機構と、前記カウンタギヤ機構を含む複数のギヤを含むと共に前記第１ロータと前記出力部材とを駆動連結する第１伝達系と、前記カウンタギヤ機構を含む複数のギヤを含むと共に前記第２ロータと前記出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、複数のギヤを含むと共に前記入力部材と前記第１ロータとを駆動連結する第３伝達系と、前記第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、前記第３伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、を備え、前記第１伝達系におけるギヤ比は、前記第１回転電機の最高回転速度により、前記出力部材の最高速度が出力可能なギヤ比に設定され、前記第２伝達系におけるギヤ比は、前記第２回転電機の最高回転速度により、前記出力部材の最高速度が出力可能なギヤ比に設定され、前記第３伝達系及び前記第１伝達系を合わせたギヤ比は、前記内燃機関の最高回転速度により、前記出力部材の最高速度が出力可能なギヤ比に設定されている。

この構成によれば、第２伝達系による動力伝達によって、第２回転電機を駆動力源とするＥＶ走行（いわゆる１モータＥＶ走行）が可能な車両用駆動装置を実現することができる。また、第１伝達系及び第２伝達系による動力伝達によって、第１回転電機及び第２回転電機を駆動力源するＥＶ走行（いわゆる２モータＥＶ走行）が可能な車両用駆動装置を実現することができる。また、第１伝達系、第２伝達系及び第３伝達系による動力伝達によって、第１回転電機、第２回転電機及び内燃機関を駆動力源とするハイブリッド走行（いわゆるパラレル走行）が可能な車両用駆動装置を実現することができる。そして、第１伝達系におけるギヤ比、第２伝達系におけるギヤ比、第３伝達系及び第１伝達系を合わせたギヤ比が、上記のように設定されていることにより、車両の全車速域において、１モータＥＶ走行、２モータＥＶ走行、パラレル走行の全てが可能である。即ち、本構成の車両用駆動装置は、同じ車速において駆動力が低い領域では、高車速域であっても第１回転電機や内燃機関を用いず、第２回転電機のみを用いる１モータＥＶ走行が可能であるため、車両用駆動装置の全体としてエネルギー効率を高め易い。

車両用駆動装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する例示的且つ非限定的な実施形態についての以下の記載から明確となる。

車両用駆動装置の他の例を模式的に示すブロック図 車両用駆動装置の動作領域マップの一例を示す図 比較例の車両用駆動装置の回転電機の動作領域と効率との関係を示す図 車両駆動装置の回転電機の動作領域と効率との関係を示す図 車両用駆動装置の具体的な構成例を示すスケルトン図 第１係合装置及び第２係合装置の係合状態と車両用駆動装置の動作モードとの関係を示す状態遷移図

以下、車両用駆動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１のブロック図は、いわゆるハイブリッド自動車の車両用駆動装置１００を模式的に示している。車両用駆動装置１００には、出力部材ＯＵＴの駆動力源として、２つの回転電機（第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２）と内燃機関ＥＧとが備えられている。

本明細書では、「駆動連結」とは、２つ以上の回転要素が駆動力（トルクと同義）を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が１つ又は２つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材（例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等）が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置（例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等）が含まれていてもよい。

また、本明細書では、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。従って、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能とを有している。そのため、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は、それぞれ直流電源ＢＡＴと電気的に接続されている。この直流電源ＢＡＴとしては、バッテリやキャパシタ等の公知の各種の蓄電装置を用いることができる。

車両用駆動装置１００は、共に、車輪Ｗに駆動連結される出力部材ＯＵＴと、第１ロータ１０を備えた第１回転電機ＭＧ１と、第２ロータ２０を備えた第２回転電機ＭＧ２と、第１ロータと出力部材とを駆動連結する第１伝達系１と、第２ロータ２０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する第２伝達系２と、第１伝達系１における動力伝達を断接する第１係合装置ＣＬ１と、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び係合装置（第１係合装置ＣＬ１）を制御する制御装置ＣＴＬとを備えている。また、車両用駆動装置１００は、内燃機関ＥＧに駆動連結される入力部材ＩＮと、入力部材ＩＮと第１ロータ１０とを駆動連結する第３伝達系３と、第３伝達系３における動力伝達を断接する第２係合装置ＣＬ２とを備えている。制御装置ＣＴＬは、さらに、第２係合装置ＣＬ２を制御する。図１には示していないが、制御装置ＣＴＬが内燃機関ＥＧも制御することを妨げるものではない。

車両用駆動装置１００において、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２が解放状態とされ、第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達されるモードを第１ＥＶモードとする。また、第１係合装置ＣＬ１が係合状態とされると共に第２係合装置ＣＬ２が解放状態とされて、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達されるモードを第２ＥＶモードとする。即ち、第２係合装置ＣＬ２が解放状態であれば、入力部材ＩＮは第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の双方に駆動連結されず、第１係合装置ＣＬ１の状態に応じて第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとが実現可能である。制御装置ＣＴＬは、第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとを実行可能である。

また、車両用駆動装置１００は、第１ＥＶモード及び第２ＥＶモードに加えて、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２が係合状態とされ、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、及び第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達されるパラレルモード（パラレルハイブリッドモード）が実現できる。また、車両用駆動装置１００は、第１係合装置ＣＬ１が解放状態とされると共に第２係合装置ＣＬ２が係合状態とされ、内燃機関ＥＧの駆動力により第１回転電機ＭＧ１が発電を行い、第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達されるシリーズモード（シリーズハイブリッドモード）も実現できる。即ち、制御装置ＣＴＬは、さらにパラレルモード及びシリーズモードを実行可能である。

車両用駆動装置１００において、第１回転電機ＭＧ１は、内燃機関ＥＧのトルクにより発電を行い、直流電源ＢＡＴを充電し、或いは第２回転電機ＭＧ２を駆動するための電力を供給するジェネレータとして機能する。ただし、第１回転電機ＭＧ１は、車両の高速走行時や内燃機関ＥＧの始動時等には、力行して駆動力（「トルク」と同義）を発生するモータとして機能する場合もある。内燃機関ＥＧは、燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等）である。第２回転電機ＭＧ２は、主に車両を走行させるための駆動力を発生するモータとして機能する。ただし、車両の減速時等には、第２回転電機ＭＧ２は、車両の慣性力を電気エネルギーとして回生するジェネレータとして機能する場合もある。

図２は、車両用駆動装置１００の動作領域マップの一例を示している。図中の右上から左下への斜線によるハッチングが付された領域は、１つの回転電機による動作領域（１モータＥＶ動作領域、第１動作領域Ｍ１）を示している。本実施形態では、第２回転電機ＭＧ２による動作領域に相当する。上述したように、第１ＥＶモードでは、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２が解放状態とされて、第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達される。従って、第１動作領域Ｍ１は、第１ＥＶモードが実行される動作領域である。

図中の横線によるハッチングが付された領域は、２つの回転電機による動作領域（２モータＥＶ動作領域、第２動作領域Ｍ２）を示している。本実施形態では、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の双方による動作領域に相当する。上述したように、第２ＥＶモードでは、第１係合装置ＣＬ１が係合状態とされると共に第２係合装置ＣＬ２が解放状態とされて、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達される。従って、第２動作領域Ｍ２は、第２ＥＶモードが実行される動作領域である。

図中の左上から右下への斜線によるハッチングが付された領域は、内燃機関ＥＧによる駆動力が用いられる動作領域（パラレルハイブリッド動作領域、パラレル動作領域、第３動作領域Ｈ）を示している。本実施形態では、パレレルモードで、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２が係合状態とされ、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、及び第２回転電機ＭＧ２の駆動力が出力部材ＯＵＴに伝達される。従って、第３動作領域Ｈは、パラレルモードが実行される動作領域である。図２に示すように、第３動作領域Ｈは、車速が第１速度Ｖ１以上において、第１動作領域Ｍ１及び第２動作領域Ｍ２と重複している。

尚、シリーズモードでは、第１回転電機ＭＧ１が発電機として機能し、第２回転電機ＭＧ２が電動機として機能するので、車輪Ｗ（出力部材ＯＵＴ）の駆動力源は第２回転電機ＭＧ２となる。従って、第１動作領域Ｍ１は、シリーズモードも実行される動作領域ということができる。

換言すれば、車速と駆動力とによって規定された車両の動作領域において最も低車速側に低車速領域Ｓ１、最も高車速側に高車速領域Ｓ３、これらの間に中車速領域Ｓ２が設定される。低車速領域Ｓ１では、相対的に駆動力が低い第１領域Ｆ１において第１ＥＶモード、駆動力が高い第２領域Ｆ２において第２ＥＶモードが実行される。中車速領域Ｓ２では、第１領域Ｆ１において第１ＥＶモード、第２領域Ｆ２において第２ＥＶモード、第２領域Ｆ２よりも駆動力が高い第３領域Ｆ３においてパラレルモードが実行される。高車速領域Ｓ３では、第１領域Ｆ１において第１ＥＶモード、第２領域Ｆ２において第２ＥＶモードが実行されると共に、第３領域Ｆ３を含む全領域において駆動力に拘わらずパラレルモードが実行可能である。

図２に示すように、第１ＥＶモードが実行される最高車速と第２ＥＶモードが実行される最高車速とは同じ第２速度Ｖ２である。車速がゼロの場合から当該最高車速（第２速度Ｖ２）までの全てにおいて、つまり、第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとの双方が実行される車速域に含まれるそれぞれの車速において、第１ＥＶモードの最大トルクは、第２ＥＶモードの最大トルクより小さい。図２では、駆動力［Ｎ］で示しているが、トルク［Ｎｍ］も同義である。出力部材ＯＵＴに伝達することが要求される駆動力を要求駆動力として、制御装置ＣＴＬは、要求駆動力がそれぞれの車速において第１ＥＶモードの最大トルク（最大駆動力）より高くなった場合に、第２ＥＶモードを実行する。

同じ駆動力を出力する場合において、２つの回転電機を駆動する場合には、それぞれの回転電機において損失が生じるため、１つの回転電機のみを駆動するのに比べて、車両用駆動装置１００の全体としてエネルギー効率が低下し易い。しかし、図２に示すように、本実施形態では、車速ごとに相対的に要求駆動力が低い第１領域Ｆ１では第１ＥＶモードが実行され、相対的に要求駆動力が高い第２領域Ｆ２では第２ＥＶモードが実行される。即ち、同じ車速において要求駆動力が低い領域では、高車速域であっても第１回転電機ＭＧ１を用いず、第２回転電機ＭＧ２のみを用いる第１ＥＶモードが実行される。つまり、車速と駆動力とによって規定された車両の動作領域における全車速域において、相対的に要求駆動力が低い領域（第１領域Ｆ１）では、第１ＥＶモードが実される。このため、車両用駆動装置１００の全体としてエネルギー効率を高め易い。また、第１ＥＶモードの最大トルクが第２ＥＶモードの最大トルクより小さくなるように、第２回転電機ＭＧ２の最大トルクが設定されている。そのため、第２回転電機ＭＧ２は、比較的低いトルク域に適した特性の回転電機とすることができる。この場合、高いトルクを必要としない常用トルク域における広い車速域で第２回転電機ＭＧ２を効率的に駆動することができる。この点でも、車両用駆動装置１００のエネルギー効率を高め易い。

図３は、比較例の車両用駆動装置の回転電機の動作領域と効率との関係を示しており、ここでは、第１動作領域Ｍ１と第２動作領域Ｍ２とを合わせた動作領域（モータ動作領域Ｅ）の全域において、１つの回転電機で駆動力を出力する形態を例示している。これに対して、本実実施形態の車両用駆動装置１００は、図２を参照して上述したように、第２回転電機ＭＧ２は、第１動作領域Ｍ１において駆動力を出力し、モータ動作領域Ｅの全域に対応する駆動力は、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の双方によって出力する（図４参照）。図３及び図４の双方において、回転電機の効率の良い動作領域を高効率領域Ａとして示すと共に、高効率領域Ａよりも効率の低い動作領域を効率低下領域Ｂとして示している。

図３に示すように、モータ動作領域Ｅの全域において駆動力を出力する１つの回転電機は、当然ながら高い駆動力にまで対応可能なように構成されている。このため、最も効率のよい動作領域である高効率領域Ａは、比較的高い駆動力の側に位置することになる。図３及び図４において斜線のハッチングで示す領域は、いわゆる常用トルク域Ｇである。図３に示すように、モータ動作領域Ｅの全域を１つの回転電機で対応すると、高効率領域Ａが常用トルク域Ｇから外れ易い。従って、高性能な回転電機を搭載していても車両用駆動装置の全体の効率が低下し易い。

一方、図４に示すように、第２回転電機ＭＧ２のみの動作領域である第１動作領域Ｍ１のほとんどの領域は常用トルク域である。そして、第２回転電機ＭＧ２の高効率領域Ａのほとんどの領域は、常用トルク域Ｇに含まれる。従って、第２回転電機ＭＧ２を高い効率で使用でき、車両用駆動装置１００の全体の効率を高め易い。

尚、要求駆動力が高い領域については、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２との双方を用いる第２ＥＶモードを実行することで対応可能である。このような要求駆動力が高い状況は発生する頻度が低いため、第２ＥＶモードにおいてエネルギー効率が低下したとしても、実際の使用状況におけるエネルギー効率の低下は限定的と考えられる。

また、車両用駆動装置１００は、内燃機関ＥＧに駆動連結されている。このため、回転電機のエネルギー効率が低下する動作領域において内燃機関ＥＧの駆動力を利用して、車両用駆動装置１００の全体の効率を高め易い。一般的に内燃機関ＥＧは、高回転において効率が良く、車速が高い場合にエネルギー効率を高め易い。図３及び図４に示すように、車速が高い領域では回転電機のエネルギー効率は低くなっていくが、当該領域において、内燃機関ＥＧの駆動力を利用することによって、車両用駆動装置１００の全体のエネルギー効率を高め易い。

図２を参照して上述したように、第２車両用駆動装置１００Ｂでは、第１ＥＶモード、第２ＥＶモードに加えて、さらにパレレルモードが実行可能である。そして、パラレルモードが実行される最高車速は、第１ＥＶモード及び第２ＥＶモードが実行される最高車速と同じ第２速度Ｖ２である。一方、第２速度Ｖ２よりも低い第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２までの領域（高車速領域Ｓ３）では、第１ＥＶモードの動作領域である第１動作領域Ｍ１とパラレルモードの動作領域である第３動作領域Ｈとが重複していると共に、第２ＥＶモードの動作領域である第２動作領域Ｍ２と第３動作領域Ｈとが重複している。つまり、第１速度Ｖ１以上の動作領域では、パラレルモードが実行可能であるに留まらず、第１ＥＶモードとパラレルモードとが選択的に実行可能であると共に、第２ＥＶモードとパラレルモードとが選択的に実行可能である。

即ち、パラレルモードが実行される最高車速が、第１ＥＶモード及び第２ＥＶモードが実行される最高車速と同じであるから、パラレルモードが実行される動作領域と第１ＥＶモード及び第２ＥＶモードが実行される動作領域とが重複する。従って、回転電機に電力を供給する直流電源の蓄電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）等に応じて、第１ＥＶモードとパレレルモード、或いは第２ＥＶモードとパレレルモードとを適切に選択することができる。尚、パラレルモードが実行される最高車速が、第１ＥＶモード及び第２ＥＶモードが実行される最高車速よりも高い形態を妨げるものではない。

また、図２に示すように、車速が変わらずに、車両の要求駆動力が高くなり、第１動作領域Ｍ１内の第１動作点Ｑ１から、第２動作領域Ｍ２内の第２動作点Ｑ２へと車両用駆動装置１００の動作点が移るときには、第１ＥＶモードから第２ＥＶモードへと動作モードが移行する。さらに、要求駆動力が高くなり、第２動作点Ｑ２よりも高い動作点へと移行すると、動作モードは第２ＥＶモードからパラレルモードへと移行することになる。上述したように、本実施形態の車両用駆動装置１００では、第１ＥＶモードが実行される最高車速と第２ＥＶモードが実行される最高車速とパラレルモードが実行される最高車速とが同じ第２速度Ｖ２である。そして、第１ＥＶモードと第２ＥＶモードとの双方が実行される車速域に含まれるそれぞれの車速において、第１ＥＶモードの最大トルクは、第２ＥＶモードの最大トルクより小さい。制御装置ＣＴＬは、出力部材ＯＵＴに伝達することが要求される駆動力である要求駆動力が、それぞれの車速において第１ＥＶモードの最大トルクより高くなった場合に、第２ＥＶモードを実行し、要求駆動力が、それぞれの車速において第２ＥＶモードの最大トルクより高くなった場合に、パラレルモードを実行する。

一方、第１ＥＶモードを実行している状態から、車両の要求駆動力が変わらずに車速が高くなる場合には、第１ＥＶモードから第２ＥＶモードを経ることなく、車速が第１速度Ｖ１以上となると、パレレルモードに移行可能である。尚、第１ＥＶモードを実行している状態から、車両の要求駆動力が高くなると共に車速が高くなる場合等には、第１ＥＶモードから第２ＥＶモードを経て、パレレルモードに移行しても良い。本実施形態では、パラレルモードに移行する直前まで第１回転電機ＭＧ１の駆動力を用いず、第２回転電機ＭＧ２のみの駆動力を用いる第１ＥＶモードを実行することができるため、車両用駆動装置１００の全体としてエネルギー効率を高め易い。

尚、上述したように、車両用駆動装置１００は、さらにシリーズモードを実行可能である。従って、回転電機に電力を供給する直流電源の蓄電状態（ＳＯＣ）が低下した場合であっても、第１ＥＶモードと同等の駆動力を確保しつつ、適切に車両を走行させることができる。

上述したように、２つの回転電機を車輪Ｗの駆動力源と用いる場合には、２つの回転電機の駆動力のバランスがよいと制御装置ＣＴＬによる制御負荷が軽減される。また、シリーズモードが実行される際に、第１回転電機ＭＧ１により生成されたエネルギーによって第２回転電機ＭＧ２を十分に駆動することができる。従って、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２とは、電気的な仕様が同等であると好適である。換言すれば、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２とは、最大トルクと最高回転速度とが同じ回転電機であると好適である。当然ながら、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２とは、最大トルクと最高回転速度とが異なる回転電機であっても良い。

以上、車輪Ｗの駆動力源となる２つの回転電機を備えた車両用駆動装置１００において、回転電機をより高い効率で駆動させる技術について説明した。以下、車両用駆動装置１００のより具体的な構成を例示して説明する。図５は、図１に例示した車両用駆動装置１００の構成例を示すスケルトンである。尚、以下の説明における各部材についての方向は、それらが車両用駆動装置１００に組み付けられた状態での方向を表す。また、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差（製造上許容され得る程度の誤差）による差異を有する状態を含む概念である。

図５に示すように、車両用駆動装置１００は、内燃機関ＥＧに駆動連結される入力部材ＩＮと、車輪Ｗに駆動連結される出力部材ＯＵＴと、第１ロータ１０を備えた第１回転電機ＭＧ１と、第２ロータ２０を備えた第２回転電機ＭＧ２と、複数のギヤ機構とを備えている。図５に示すように、一対の車輪Ｗに対応して、一対の出力部材ＯＵＴが備えられている。これらはケース（不図示）に収容されている。尚、入力部材ＩＮの一部、及び一対の出力部材ＯＵＴに連結される出力軸ＯＸの一部は、ケースの外部に露出している。

車両用駆動装置１００は、入力部材ＩＮと出力部材ＯＵＴとの間に３つの駆動力の伝達系を備えている。第１伝達系１は、第１ロータ１０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する伝達系である。第２伝達系２は、第２ロータ２０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する伝達系である。第３伝達系３は、入力部材ＩＮと第１ロータ１０とを駆動連結する伝達系である。第１伝達系１、第２伝達系２、第３伝達系３は、それぞれの動力伝達経路の一部又は全部が、他の伝達系の動力伝達経路と重複していてもよい。尚、第１伝達系１には、第１伝達系１における動力伝達を断接する第１係合装置ＣＬ１が備えられており、第３伝達系３には、第３伝達系３における動力伝達を断接する第２係合装置ＣＬ２が備えられている。

また、車両用駆動装置１００は、第１係合装置ＣＬ１を駆動する第１駆動装置４Ａと、第２係合装置ＣＬ２を駆動する第２駆動装置４Ｂとを備えている。そして、第１駆動装置４Ａは、回転自在に支持された第１シフトドラム４１と、第１シフトドラム４１の回転運動を直線運動に変換して第１係合装置ＣＬ１に伝達する第１カム機構４７とを備えている。同様に、第２駆動装置４Ｂは、回転自在に支持された第２シフトドラム４２と、第２シフトドラム４２の回転運動を直線運動に変換して第２係合装置ＣＬ２に伝達する第２カム機構４８とを備えている。尚、第１シフトドラム４１と第２シフトドラム４２とは、同軸に配置されていると共に、ドラム駆動軸４９を介して一体的に回転するように連結されている。また、車両用駆動装置１００は、ドラム駆動軸４９を駆動するドラム駆動源６を備えている。

本実施形態では、第１駆動装置４Ａと第２駆動装置４Ｂとが共通の１つのクラッチ駆動装置４として構成されている形態を例示している。また、本実施形態では、第１シフトドラム４１と第２シフトドラム４２とは、それぞれを構成する部材を一部共用するように構成されている。そして、第１シフトドラム４１と第２シフトドラム４２とは、共通する１本のドラム駆動軸４９を介して一体的に回転する。第１シフトドラム４１と第２シフトドラム４２とを総称する場合、単にシフトドラム４０と称する。

図５に示すように、第１回転電機ＭＧ１と第１係合装置ＣＬ１とは、第１軸Ａ１上に配置されている。第２回転電機ＭＧ２は、第１軸Ａ１と平行な別軸である第２軸Ａ２上に配置されている。出力部材ＯＵＴは後述する出力用差動歯車機構ＤＦと共に、第１軸Ａ１及び第２軸Ａ２と平行な別軸である第３軸Ａ３上に配置されている。入力部材ＩＮと第２係合装置ＣＬ２とは第１軸Ａ１、第２軸Ａ２及び第３軸Ａ３と平行な別軸である第４軸Ａ４上に配置されている。ここで、本明細書では、第１軸Ａ１（第２軸Ａ２、第３軸Ａ３、第４軸Ａ４、及び後述する第５軸Ａ５）に沿う方向（平行な方向）を、車両用駆動装置１００の「軸方向Ｌ」とし、その一方側を「軸方向第１側Ｌ１」、他方側を「軸方向第２側Ｌ２」とする。ここでは、入力部材ＩＮが内燃機関ＥＧに接続される側を「軸方向第２側Ｌ２」とする。また、第１軸Ａ１～第５軸Ａ５のそれぞれに直交する方向を、各軸を基準とした「径方向」と称する。尚、どの軸を基準とするかを区別する必要がない場合やどの軸を基準とするかが明らかである場合には、単に「径方向」と称する場合がある。上記の「軸方向Ｌ」及び「径方向」の定義は、第１軸Ａ１～第５軸Ａ５に平行な別軸がさらに存在する場合も同様である。

詳細は後述するが、車両用駆動装置１００は、複数のギヤ機構（複数のギヤ）として、少なくともカウンタギヤ機構ＣＧと、出力用差動歯車機構ＤＦとを備えている。図５に示す車両用駆動装置１００では、カウンタギヤ機構ＣＧは、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸Ａ３、第４軸Ａ４に平行な別軸である第５軸Ａ５に配置され、出力用差動歯車機構ＤＦは第３軸Ａ３に配置されている。車両用駆動装置１００は、これらの他に、入力ギヤ３１、第１ロータギヤ１５、第２ロータギヤ２５、第１回転電機出力ギヤ１９、第２回転電機出力ギヤ２９、カウンタ駆動ギヤ３５を備えている。各機構、ギヤの詳細については後述する。尚、車両用駆動装置１００は、カウンタギヤ機構ＣＧ及び出力用差動歯車機構ＤＦを備えることなく、複数のギヤ等の組み合わせによって、入力部材ＩＮと第１ロータ１０とが駆動連結され、第１ロータ１０と出力部材ＯＵＴとが起動連結され、第２ロータ２０と出力部材ＯＵＴとが駆動連結される構成であってもよい。

第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は、インナーロータ型の回転電機である。第１回転電機ＭＧ１は、第１ステータ１２と、第１ロータ１０とを備えている。第１ステータ１２は、非回転部材（ここではケース）に固定され、第１ロータ１０は、第１ステータ１２の径方向内側に回転可能に配置されている。第１ロータ１０の径方向内側には第１ロータ１０と一体的に回転する第１ロータ軸１１が配置されている。同様に、第２回転電機ＭＧ２は、第２ステータ２２と、第２ロータ２０とを備えている。第２ステータ２２は、非回転部材（ここではケース）に固定され、第２ロータ２０は、第２ステータ２２の径方向内側に回転可能に配置されている。第２ロータ２０の径方向内側には第２ロータ２０と一体的に回転する第２ロータ軸２１が配置されている。

上述したように、第３伝達系では、入力部材ＩＮと第１ロータ１０とが駆動連結される。換言すれば、第１ロータ１０と一体的に回転する第１ロータ軸１１が入力部材ＩＮと駆動連結される。入力部材ＩＮは、第４軸Ａ４上において軸方向Ｌに沿って延在するように形成されている。入力部材ＩＮは、伝達されるトルクの変動を減衰するダンパ装置ＤＰを介して内燃機関ＥＧの出力軸ＥＯＵＴ（クランクシャフト等）に駆動連結されている。

第４軸Ａ４に配置された入力部材ＩＮと、第１軸Ａ１に配置された第１ロータ１０とを駆動連結するため、第４軸Ａ４には、入力ギヤ３１が配置されている。また、第１軸Ａ１には、第１ロータ１０と一体的に回転する第１ロータギヤ１５が連結されている。第４軸Ａ４に配置される入力ギヤ３１は、第２係合装置ＣＬ２を介して入力部材ＩＮと選択的に連結される。入力ギヤ３１と第１ロータギヤ１５とは噛み合っており、入力部材ＩＮと入力ギヤ３１とが第２係合装置ＣＬ２を介して連結されると、入力部材ＩＮからの動力が第１ロータ１０に伝達される。従って、入力ギヤ３１、第２係合装置ＣＬ２、第１ロータギヤ１５、及び第１ロータ軸１１は、入力部材ＩＮと第１ロータ１０とを駆動連結する第３伝達系３に含まれる。

尚、第２係合装置ＣＬ２が解放状態の場合には、入力ギヤ３１が入力部材ＩＮに連結されず、入力ギヤ３１には内燃機関ＥＧからの動力が伝達されない。このため、内燃機関ＥＧと第１ロータ１０との間の駆動力の伝達は行われない。

出力部材ＯＵＴには、出力用差動歯車機構ＤＦを介して動力が伝達される。出力用差動歯車機構ＤＦは、差動入力ギヤ７１の回転を一対の出力部材ＯＵＴに分配する。出力用差動歯車機構ＤＦは、差動入力ギヤ７１に加えて、差動ケースに支持された一対の差動ピニオンギヤと、一対のサイドギヤ７３とを備えている。ここでは、一対の差動ピニオンギヤ、及び一対のサイドギヤ７３は、いずれも傘歯車である。差動ケースは、差動入力ギヤ７１と一体的に回転する中空の部材であり、その内部に、一対の差動ピニオンギヤと、一対のサイドギヤ７３とが収容されている。本実施形態では、一対のサイドギヤ７３のそれぞれが、出力用差動歯車機構ＤＦの一部であると共に、出力部材ＯＵＴにも相当する。

一対の差動ピニオンギヤ７２は、第３軸Ａ３を基準とした径方向に沿って互いに間隔を空けて対向するように配置されている。一対の差動ピニオンギヤのそれぞれは、差動ケースと一体的に回転するように支持されたピニオンシャフトに取り付けられ、ピニオンシャフトを中心として回転（自転）可能、かつ、第３軸Ａ３を中心として回転（公転）可能である。一対のサイドギヤ７３は、出力用差動歯車機構ＤＦにおける駆動力の分配後の回転要素である。一対のサイドギヤ７３は、互いに軸方向Ｌに間隔を空けて、一対のピニオンシャフトを挟んで対向するように配置されている。それぞれのサイドギヤ７３は、双方の差動ピニオンギヤと噛み合っている。そして、一対のサイドギヤ７３のそれぞれは、一対の出力軸ＯＸと一体的に回転するように連結されている。そして、一対の出力軸ＯＸのそれぞれは、車輪Ｗに駆動連結されている。尚、一対の出力軸ＯＸのそれぞれを出力部材ＯＵＴと考えても良い。

上述したように、第２回転電機ＭＧ２は、第２軸Ａ２に配置されている。第３軸Ａ３に配置された出力部材ＯＵＴと、第２軸Ａ２に配置された第２ロータ２０とを駆動連結するため、第２軸Ａ２には、第２回転電機出力ギヤ２９が配置されている。第２回転電機出力ギヤ２９は、第２ロータ２０と一体的に回転する第２ロータ軸２１に連結されている。第２回転電機出力ギヤ２９は、第５軸Ａ５に配置されたカウンタギヤ機構ＣＧを介して、出力用差動歯車機構ＤＦと駆動連結されている。従って、第２ロータ軸２１、第２回転電機出力ギヤ２９、カウンタギヤ機構ＣＧ、出力用差動歯車機構ＤＦは、第２ロータ２０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する第２伝達系２に含まれる。

カウンタギヤ機構ＣＧは、第１カウンタギヤ６１及び第１カウンタギヤ６１と一体的に回転する第２カウンタギヤ６２を備えて構成されている。第２カウンタギヤ６２は第１カウンタギヤ６１よりも小径のギヤである。カウンタギヤ機構ＣＧにおいて第２回転電機ＭＧ２の側から伝達された回転が減速されて出力用差動歯車機構ＤＦへ伝達される。第１カウンタギヤ６１は、第４軸Ａ４に配置されたカウンタ駆動ギヤ３５を介して、第１軸Ａ１に配置された第１回転電機出力ギヤ１９に駆動連結されている。また、第１回転電機出力ギヤ１９は、第１係合装置ＣＬ１を介して第１ロータ軸１１に駆動連結されている。詳細は後述するが、カウンタギヤ機構ＣＧは、出力部材ＯＵＴと第２ロータ２０とを駆動連結している。従って、第１ロータ軸１１が連結された第１ロータ１０と、出力部材ＯＵＴとは、第１係合装置ＣＬ１を介して駆動連結されている。

第１係合装置ＣＬ１は、係合状態において、第１ロータ軸１１とカウンタギヤ機構ＣＧとを連結する。第１ロータ軸１１とカウンタギヤ機構ＣＧとが連結されることにより、内燃機関ＥＧ及び第１回転電機ＭＧ１の側からの動力と、第２回転電機ＭＧ２の側からの動力とを合わせて出力用差動歯車機構ＤＦに伝達することができる。第１ロータ１０からの動力は、第１回転電機出力ギヤ１９、カウンタ駆動ギヤ３５、カウンタギヤ機構ＣＧ、出力用差動歯車機構ＤＦを介して出力部材ＯＵＴに伝達される。従って、第１ロータ１０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する第１伝達系１には、第１ロータ軸１１、第１係合装置ＣＬ１、第１回転電機出力ギヤ１９、カウンタ駆動ギヤ３５、カウンタギヤ機構ＣＧ、出力用差動歯車機構ＤＦが含まれる。

車両用駆動装置１００は、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、第２係合装置ＣＬ２、第１係合装置ＣＬ１の作動状態によって、例えば、下記の表１に例示するような複数の動作モードにより駆動されることができる。尚、表１の第２係合装置ＣＬ２及び第１係合装置ＣＬ１の欄における「〇」は対象の係合装置が係合状態であることを示し、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２の欄における「○」は対象の動力源が動力を出力している状態であることを示す。また、第１回転電機ＭＧ１の欄における「●」は伝達される動力によって発電している状態であることを示す。第２係合装置ＣＬ２及び第１係合装置ＣＬ１の欄における「×」は対象の係合装置が解放状態であることを示す。そして、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２の欄における「×」は対象の動力源が動力を出力しておらず、回転電機が発電もしていない状態を示す。

例えば、直流電源ＢＡＴに十分な電力が蓄えられており、高い駆動力が要求されない場合、上述した常用トルク域Ｇのような場合には、第２回転電機ＭＧ２のみが動力源として駆動される第１ＥＶモードが選択される。この時、内燃機関ＥＧ及び第１回転電機ＭＧ１は停止状態であり、第２係合装置ＣＬ２及び第１係合装置ＣＬ１は解放状態に制御される。第２回転電機ＭＧ２の動力が第２伝達系２を介して出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されて車輪Ｗが駆動される。尚、第２係合装置ＣＬ２は、係合状態であってもよい。

直流電源ＢＡＴに十分な電力が蓄えられており、第１ＥＶモードよりも高いトルクが要求される場合には、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２が動力源として駆動される第２ＥＶモードを選択することができる。この時、内燃機関ＥＧは停止状態であり、第１回転電機ＭＧ１は第２回転電機ＭＧ２と共に駆動される。第２係合装置ＣＬ２は解放状態に制御され、第１係合装置ＣＬ１が係合されることで第１回転電機ＭＧ１の動力が第１伝達系１を介して出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されると共に、第２回転電機ＭＧ２の動力が第２伝達系２を介して出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されて車輪Ｗが駆動される。

直流電源ＢＡＴに蓄えられた電力量が十分でない場合等には、内燃機関ＥＧの動力によって第１回転電機ＭＧ１に発電させると共に、発電された電力を用いて第２回転電機ＭＧ２を駆動するシリーズモードが選択される。内燃機関ＥＧは駆動され、第２係合装置ＣＬ２が係合されることで、第３伝達系３を介して内燃機関ＥＧの動力が第１回転電機ＭＧ１に伝達され、第１回転電機ＭＧ１に発電させる。第１係合装置ＣＬ１は解放状態に制御され、第１伝達系１が遮断されることで、内燃機関ＥＧ及び第１回転電機ＭＧ１の動力は出力用差動歯車機構ＤＦには伝達されない。一方、第２回転電機ＭＧ２の動力は、第２伝達系２を介して出力用差動歯車機構ＤＦ及び車輪Ｗに伝達される。

シリーズモード（又は第１ＥＶモード）よりも高いトルクが要求される場合、第２回転電機ＭＧ２の動力に加えて内燃機関ＥＧの動力も出力用差動歯車機構ＤＦに伝達して車輪Ｗを駆動するいわゆるパラレルモードが選択可能である。内燃機関ＥＧは駆動され、第２係合装置ＣＬ２が係合されることで、第３伝達系３を介して内燃機関ＥＧの動力が第１回転電機ＭＧ１に伝達され、第１回転電機ＭＧ１に発電させる。さらに、第１係合装置ＣＬ１が係合されることで、第１伝達系１を介して内燃機関ＥＧからの動力を出力用差動歯車機構ＤＦに伝達することができる。内燃機関ＥＧからの動力が第１伝達系１を介して出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されると共に、第２回転電機ＭＧ２の動力が第２伝達系２を介して出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されて車輪Ｗが駆動される。

パラレルモードにおける上記の状態では、第２回転電機ＭＧ２が力行し（表中の「○」）、第１回転電機ＭＧ１が発電している（表中の「●」）。しかし、第１回転電機ＭＧ１は、力行も発電（回生）もしていなくてもよい（表中の「×」）。また、このモードでは、直流電源ＢＡＴに蓄えられた電力量及び必要駆動力に応じて、第１回転電機ＭＧ１が駆動力を出力（力行）するように制御されても良い（表中の「○」）。この時、第２回転電機ＭＧ２は力行していても良いし（表中の「○」）、停止していても良い（表中の「×」）。第２回転電機ＭＧ２が力行している場合、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２の動力が、出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されて車輪Ｗが駆動される。第２回転電機ＭＧ２が停止している場合、内燃機関ＥＧ、第１回転電機ＭＧ１の動力が、出力用差動歯車機構ＤＦに伝達されて車輪Ｗが駆動される。

また、第２回転電機ＭＧ２を停止させ、第１係合装置ＣＬ１を解放状態として、出力用差動歯車機構ＤＦへ動力を伝達させない状態で、第２係合装置ＣＬ２を係合し、内燃機関ＥＧを駆動してその動力により第１回転電機ＭＧ１に発電させることで、車両を停止させた状態で直流電源ＢＡＴを充電する充電モードが実現できる。

本実施形態では、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２は、噛み合い式係合装置（ドグクラッチ）である。第１係合装置ＣＬ１は、第１駆動装置４Ａによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成され、第２係合装置ＣＬ２は、第２駆動装置４Ｂによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成されている。具体的には、第１係合装置ＣＬ１は、第１駆動装置４Ａによって軸方向Ｌに沿って移動するように構成された第１噛合い部材ＤＳ１（ドグスリーブ）と、第１噛合い部材ＤＳ１が係合される一対の第１被噛合い部材ＤＴ１とを有している。また、第２係合装置ＣＬ２は、第２駆動装置４Ｂによって軸方向Ｌに沿って移動するように構成された第２噛合い部材ＤＳ２（ドグスリーブ）と、第２噛合い部材ＤＳ２が係合される一対の第２被噛合い部材ＤＴ２とを有している。

第１係合装置ＣＬ１は、第１噛合い部材ＤＳ１の軸方向Ｌの位置に応じて係合状態と解放状態とが切り替わり、第２係合装置ＣＬ２は、第２噛合い部材ＤＳ２の軸方向Ｌの位置に応じて係合状態と解放状態とが切り替わる。ここでは、一対の第１被噛合い部材ＤＴ１のうち、一方は第１ロータ軸１１と一体的に回転するように連結され、他方は第１回転電機出力ギヤ１９と一体的に回転するように連結されている。また、一対の第２被噛合い部材ＤＴ２のうち、一方は入力部材ＩＮと一体的に回転するように連結され、他方は入力ギヤ３１と一体的に回転するように連結されている。

第１係合装置ＣＬ１は、第１噛合い部材ＤＳ１が一対の第１被噛合い部材ＤＴ１の双方に係合することで係合状態となり、第１噛合い部材ＤＳ１が一対の第１被噛合い部材ＤＴ１の少なくとも一方から離間することで解放状態となる。第２係合装置ＣＬ２は、第２噛合い部材ＤＳ２が一対の第２被噛合い部材ＤＴ２の双方に係合することで係合状態となり、第２噛合い部材ＤＳ２が一対の第２噛合い部材ＤＳ２の少なくとも一方から離間することで解放状態となる。

第１シフトドラム４１、第２シフトドラム４２、ドラム駆動軸４９は、第４軸Ａ４～第５軸Ａ５と平行な別軸であるドラム回転軸Ａ０に配置され、このドラム回転軸Ａ０を回転軸心として回転する。第２シフトドラム４２及び第１シフトドラム４１は、ドラム回転軸Ａ０を中心とする円筒状に形成されている。ドラム駆動軸４９は、第２シフトドラム４２及び第１シフトドラム４１を一体的に回転するように連結する軸部材であり、ドラム回転軸Ａ０に沿って延在するように形成されている。ドラム駆動源６としては、種々のモータを採用可能であり、例えば、複数相の交流電力で駆動される交流回転電機を採用することができる。より具体的には、ドラム駆動源６としては、サーボモータやステッピングモータが好適に用いられる。

図５に示すように、ドラム駆動軸４９とドラム駆動源６とは、減速機５を介して連結されている。減速機５は、第１減速ギヤ５１と第１減速ギヤ５１よりも大径の第２減速ギヤ５２とを備えている。第１減速ギヤ５１は、ドラム回転軸Ａ０と平行し別軸に配置されると共に、ドラム駆動源６の回転軸に連結されている。第２減速ギヤ５２は、第１減速ギヤ５１と噛み合うと共にドラム回転軸Ａ０に配置され、ドラム駆動軸４９に連結されている。ドラム駆動源６は、２つのドラムを駆動するために、大きい駆動力が必要であるが、このような減速機５を備えることにより、ドラム駆動源６の小型化を図り易い。

図５に示すように第１カム機構４７は、第１カム案内路４３と、第１カムフォロア４５とを備えており、第２カム機構４８は、第２カム案内路４４と、第２カムフォロア４６とを備えている。第１カム案内路４３は、第１シフトドラム４１の回転方向に沿って設けられており、第２カム案内路４４は、第２シフトドラム４２の回転方向に沿って設けられている。本実施形態では、第１カム案内路４３は、第１シフトドラム４１の外周面において周方向に沿って連続的に形成された溝部により構成されており、第２カム案内路４４は、第２シフトドラム４２の外周面において周方向に沿って連続的に形成された溝状に構成されている。第１カム案内路４３は、第１シフトドラム４１の回転に応じて位相が変化するように形成されており、第２カム案内路４４は、第２シフトドラム４２の回転に応じて位相が変化するように形成されている。

ここで、第１カム案内路４３及び第２カム案内路４４の「位相」とは、シフトドラム４０の回転軸心に沿う方向（ここでは、軸方向Ｌ）における第１カム案内路４３及び第２カム案内路４４のそれぞれの位置である。第１カムフォロア４５は、第１カム案内路４３の位相の変化に応じて直線運動を行い、第２カムフォロア４６は、第２カム案内路４４の位相の変化に応じて直線運動を行う。第１カムフォロア４５及び第２カムフォロア４６は、特定の径方向に沿って延在するように形成されており、その一部がそれぞれ第１カム案内路４３及び第２カム案内路４４における溝部内に位置するように配置されている。尚、これらのカム案内路の形状は溝状には限定されず、例えば、シフトドラム４０の外周面において周方向に沿って連続的に形成された凸状に形成されていてもよいし、案内路がシフトドラム４０の軸方向Ｌの端面あるいは内周面に形成されていても良い。

第１カムフォロア４５及び第２カムフォロア４６が、それぞれのカム案内路の位相に応じて軸方向Ｌに沿って直線運動を行うことで、それぞれ第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２を駆動することができる。第１カムフォロア４５及び第２カムフォロア４６は、不図示のシフトフォークに連結され、シフトフォークを介してそれぞれ第１噛合い部材ＤＳ１及び第２噛合い部材ＤＳ２（ドグスリーブ）に連結されている。第１カムフォロア４５及び第２カムフォロア４６が軸方向Ｌに沿って直線運動することによって、それぞれ第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２の係合状態が切り替えられる。

上述したように、第１カム機構４７と第２カム機構４８とは、ドラム駆動軸４９の回転に応じて第２係合装置ＣＬ２及び第１係合装置ＣＬ１の係合状態を切り替える。具体的には、図６に示すように、第１カム機構４７と第２カム機構４８とは、ドラム駆動軸４９回りの回転方向Ｄの一方側である回転方向第１側Ｄ１に向けて回転することに応じて、第１モード（ＭＯＤＥ１）、第２モード（ＭＯＤＥ２）、第３モード（ＭＯＤＥ３）、第４モード（ＭＯＤＥ４）の４つの動作モードに状態遷移する。図６の状態遷移図は、円筒状に形成された第１シフトドラム４１及び第２シフトドラム４２の周方向（回転方向）に沿って形成された第１カム案内路４３及び第２カム案内路４４の展開図を用いて、第１係合装置ＣＬ１及び第２係合装置ＣＬ２の係合状態と車両用駆動装置１００の動作モードとの関係を示している。

第１モードは、第２係合装置ＣＬ２を解放状態とし、且つ、第１係合装置ＣＬ１を係合状態とする動作モードである。この動作モードでは、表１を参照して上述したように、内燃機関ＥＧと出力部材ＯＵＴとの間の駆動力の伝達を遮断し、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の双方の駆動力を出力部材に伝達する、いわゆる２モータＥＶモード（第２ＥＶモード）が実現可能である。

第２モードは、第２係合装置ＣＬ２を解放状態とし、且つ、第１係合装置ＣＬ１を解放状態とする動作モードである。この動作モードでは、表１を参照して上述したように、内燃機関ＥＧ及び第１回転電機ＭＧ１と、出力部材ＯＵＴとの間の駆動力の伝達を遮断し、第２回転電機ＭＧ２の駆動力を出力部材ＯＵＴに伝達する、いわゆる１モータＥＶモード（第１ＥＶモード）が実現可能である。

第３モードは、第２係合装置ＣＬ２を係合状態とし、且つ、第１係合装置ＣＬ１を解放状態とする動作モードである。この動作モードでは、表１を参照して上述したように、内燃機関ＥＧ及び第１回転電機ＭＧ１と出力部材ＯＵＴとの間の駆動力の伝達を遮断した状態で内燃機関ＥＧの駆動力を第１回転電機ＭＧ１に伝達して第１回転電機ＭＧ１に発電を行わせると共に、第２回転電機ＭＧ２の駆動力を出力部材ＯＵＴに伝達する、いわゆるシリーズモードが実現可能である。

第４モードは、第２係合装置ＣＬ２を係合状態とし、且つ、第１係合装置ＣＬ１を係合状態とする動作モードである。この動作モードでは、表１を参照して上述したように、内燃機関、第１回転電機、及び第２回転電機の駆動力を出力部材に伝達する、いわゆるパラレルモードが実現可能である。

第１カム機構４７と第２カム機構４８とは、回転方向第１側Ｄ１に向けて回転することに応じて、第１モード、第２モード、第３モード、第４モードの順に状態遷移する。また、第１カム機構４７と第２カム機構４８とは、回転方向第２側Ｄ２に向けて回転することに応じて、第４モード、第３モード、第２モード、第１モードの順に状態遷移する。

例えば、車両の発進時に第２モードが選択され、１モータＥＶモード（第１ＥＶモード）によって車両が走行する場合、図４を参照して上述したような常用トルク域Ｇでは、モードを遷移することなく、第１ＥＶモードによる走行を継続することができる。

ここで、ＳＯＣが低下した場合には、第３モードに状態遷移することによって、第１回転電機ＭＧ１及び内燃機関ＥＧ（入力部材ＩＮ）と、出力部材ＯＵＴとの間の動力伝達を遮断した状態で、第１回転電機ＭＧ１の駆動力によって内燃機関ＥＧを始動させることができる。つまり、セルモータ等、内燃機関ＥＧの始動用アクチュエータを備えることなく内燃機関ＥＧを始動させることができる。そして、内燃機関ＥＧが始動した後は、内燃機関ＥＧの駆動力によって第１回転電機ＭＧ１に発電させ、その電力で第２回転電機ＭＧ２を駆動するシリーズモードを実現することができる。

第１ＥＶモードによる走行から、パラレルモードに状態遷移する場合（図２における第３動作点Ｑ３から第４動作点Ｑ４への遷移）には、第２モードから第３モードに移行することによって上述したように内燃機関ＥＧが始動され、シリーズモードが実現される。そして、さらに第３モードから第４モードに移行することによって、パラレルモードが実現可能である。この時、第３モードでは内燃機関ＥＧの始動のみが行われ、実質的にシリーズモードが実行されることなく、第４モードに移行してパラレルモードが実現されてもよい。

また、第１ＥＶモードによる走行から、第２ＥＶモードによる走行に状態遷移する場合（図２における第１動作点Ｑ１から第２動作点Ｑ２への遷移）には、第２モードから第１モードに移行する。第１モードでは、表１を参照して上述したように、内燃機関ＥＧと出力部材ＯＵＴとの間の駆動力の伝達を遮断し、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の双方の駆動力を出力部材に伝達する、いわゆる２モータＥＶモード（第２ＥＶモード）が実現される。

第２ＥＶモードによる走行から何れかのハイブリッドモードに状態遷移する場合には、ず第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２との間の駆動力の伝達を遮断し、内燃機関ＥＧと第１回転電機ＭＧ１間で駆動力を伝達する状態として、内燃機関ＥＧを始動させる。つまり、第１モードから第２モードを経て、第３モードに遷移する。そして、内燃機関ＥＧの始動後、第３モードを維持するとシリーズモードが実現でき、第４モードに遷移するとパラレルモードが実現できる。

上述したように、本実施形態の車両用駆動装置１００では、車両に要求される全速度域において、第１ＥＶモードによる走行が可能である。従って、車両用駆動装置１００の全体としてエネルギー効率を高め易い。さらに、共通のシフトドラム４０を介して２つの係合装置を連携させて状態遷移させる第２車両用駆動装置１００Ｂのようなハイブリッド駆動装置においては、全速度域で実行される第１ＥＶモードから、その他の動作モード（第２ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード）へ円滑に状態遷移することができる。

このように、車両用駆動装置１００は、車輪Ｗの駆動方式として、１モータＥＶモード（第１ＥＶモード）、２モータＥＶモード（第２ＥＶモード）、パラレルモードを実行可能である。１モータＥＶモードは、車両の燃費測定等にも利用される走行モードであり「モード走行モード」と称される場合がある。また、２モータＥＶモードは「一般走行モード」と称される場合がある。そして、パラレルモードは「最高出力モード」と称される場合がある。上述したように、１モータＥＶモード、２モータＥＶモード、パラレルモードにおける最高車速は第２速度Ｖ２で同じである。つまり、車両用駆動装置１００は、第２回転電機ＭＧ２のみを駆動力源とする場合も、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２とを駆動力源とする場合も、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２と内燃機関ＥＧとを駆動力源とする場合も、最高車速に対応できるように構成されている。

モード走行モードとしての１モータＥＶモード（第１ＥＶモード）において最高車速に対応するためには、第２回転電機ＭＧ２の最高回転速度が、車輪Ｗの回転速度（＝出力部材ＯＵＴの回転速度）以上となるように、第２ロータ軸２１から出力部材ＯＵＴまでのギヤ比が設定されている必要がある。本実施形態では、第２ロータ軸２１に一体的に連結された第２回転電機出力ギヤ２９からカウンタギヤ機構ＣＧを介して差動入力ギヤ７１に入力されるまでのギヤ比（第２伝達系２の複数のギヤによるギヤ比）がそのように設定される。例えば、車輪Ｗの最高回転速度が１００００［ｒｐｍ］であり、第２回転電機ＭＧ２の最高回転速度が５０００［ｒｐｍ］の場合には、当該ギヤ比は「２」に設定される。

一般走行モードとしての２モータＥＶモード（第２ＥＶモード）では、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２とが共に車輪Ｗの最高回転速度に対応している必要がある。即ち、第２ロータ軸２１に一体的に連結された第２回転電機出力ギヤ２９からカウンタギヤ機構ＣＧを介して差動入力ギヤ７１に入力されるまでのギヤ比（第２伝達系２の複数のギヤのギヤ比）、及び、第１ロータ軸１１に第１係合装置ＣＬ１を介して駆動連結された第１回転電機出力ギヤ１９からカウンタ駆動ギヤ３５、カウンタギヤ機構ＣＧを介して差動入力ギヤ７１に入力されるまでのギヤ比（第１伝達系１の複数のギヤのギヤ比）は、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２の最高回転速度が共に車輪Ｗの最高回転速度以上となるように設定される。第１伝達系１における一部のギヤ機構は、第２伝達系２と共用であるから、第２伝達系２のギヤ比を設定することによって、第１伝達系１のギヤ比も設定することができる。

最大出力モードとしてのパラレルモードでは、第１回転電機ＭＧ１と第２回転電機ＭＧ２と入力部材ＩＮ（内燃機関ＥＧ）とが共に車輪Ｗの最高回転速度に対応している必要がある。即ち、第２伝達系２のギヤ比、第１伝達系１のギヤ比、及び、入力部材ＩＮから第２係合装置ＣＬ２、入力ギヤ３１、第１ロータギヤ１５、第１係合装置ＣＬ１、第１回転電機出力ギヤ１９、カウンタ駆動ギヤ３５、カウンタギヤ機構ＣＧを介して差動入力ギヤ７１に入力されるまでのギヤ比（第３伝達系３及び第１伝達系１のギヤ比）は、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２及び入力部材ＩＮ（内燃機関ＥＧ）の最高回転速度が共に車輪Ｗの最高回転速度以上となるように設定される。入力部材ＩＮから差動入力ギヤ７１までの伝達系におけるギヤ機構の一部は、第１伝達系１及び第２伝達系２と共用であるから、第１伝達系１及び第２伝達系２のギヤ比を設定することによって、第３伝達系３の複数のギヤのギヤ比を設定することができる。そして、第１伝達系１，第２伝達系２、及び第３伝達系３のトータルのギヤ比を設定することができる。

即ち、車両用駆動装置１００は、カウンタギヤ機構ＣＧを含む複数のギヤを含むと共に第１ロータ１０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する第１伝達系１と、カウンタギヤ機構ＣＧを含む複数のギヤを含むと共に第２ロータ２０と出力部材ＯＵＴとを駆動連結する第２伝達系２と、複数のギヤを含むと共に入力部材ＩＮと第１ロータ１０とを駆動連結する第３伝達系３とを備えている。そして、第１伝達系１におけるギヤ比は、第１回転電機ＭＧ１の最高回転速度により、出力部材ＯＵＴの最高速度が出力可能なギヤ比に設定されている。また、第２伝達系２におけるギヤ比は、第２回転電機ＭＧ２の最高回転速度により、出力部材ＯＵＴの最高速度が出力可能なギヤ比に設定されている。そして、第３伝達系３及び第１伝達系１を合わせたギヤ比は、内燃機関ＥＧの最高回転速度により、出力部材ＯＵＴの最高速度が出力可能なギヤ比に設定されている。

尚、本明細書では、図５及び図６を参照して、車両用駆動装置１００の具体的な構造を例示して説明したが、当然ながら車両用駆動装置１００の構成はこの例に限定されるものではない。図１を参照して上述したような伝達系を備えていれば車両用駆動装置１００の構成は他の形態であってもよい。

１：第１伝達系、２：第２伝達系、３：第３伝達系、１０：第１ロータ、２０：第２ロータ、１００：車両用駆動装置、Ａ１：第１軸、Ａ２：第２軸、Ａ３：第３軸、Ａ４：第４軸、Ａ５：第５軸、ＣＧ：カウンタギヤ機構、ＣＬ１：第１係合装置、ＣＬ２：第２係合装置、ＣＴＬ：制御装置、ＥＧ：内燃機関、Ｆ１：第１領域、Ｆ２：第２領域、Ｆ３：第３領域、ＩＮ：入力部材、ＭＧ１：第１回転電機、ＭＧ２：第２回転電機、ＯＵＴ：出力部材、Ｓ１：低車速域、Ｓ２：中車速域、Ｓ３：高車速域、Ｗ：車輪

Claims (5)

1. 車輪に駆動連結される出力部材と、
   第１ロータを備えた第１回転電機と、
   第２ロータを備えた第２回転電機と、
   内燃機関に駆動連結される入力部材と、
   前記第１ロータと前記出力部材とを駆動連結する第１伝達系と、
   前記第２ロータと前記出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、
   前記入力部材と前記第１ロータとを駆動連結する第３伝達系と、
   前記第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、
   前記第３伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、
   前記第１回転電機、前記第２回転電機、前記第１係合装置及び前記第２係合装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記第１係合装置及び前記第２係合装置が解放状態とされ、前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードを第１ＥＶモードとし、
   前記第１係合装置が係合状態とされると共に前記第２係合装置が解放状態とされ、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードを第２ＥＶモードとし、
   前記第１係合装置及び前記第２係合装置が係合状態とされ、前記内燃機関、前記第１回転電機、及び前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードをパラレルモードとして、
   前記制御装置は、前記第１ＥＶモードと前記第２ＥＶモードと前記パラレルモードとを実行可能であり、
   車速と駆動力とによって規定された車両の動作領域において最も低車速側に低車速領域、最も高車速側に高車速領域、これらの間に中車速領域が設定され、
   前記低車速領域では、相対的に駆動力が低い第１領域において前記第１ＥＶモード、駆動力が高い第２領域において前記第２ＥＶモードが実行され、
   前記中車速領域では、前記第１領域において前記第１ＥＶモード、前記第２領域において前記第２ＥＶモード、前記第２領域よりも駆動力が高い第３領域において前記パラレルモードが実行され、
   前記高車速領域では、前記第１領域において前記第１ＥＶモード、前記第２領域において前記第２ＥＶモードが実行されると共に、前記第３領域を含む全領域において駆動力に拘わらず前記パラレルモードが実行可能である、車両用駆動装置。
2. 前記第１ＥＶモードが実行される最高車速と前記第２ＥＶモードが実行される最高車速と前記パラレルモードが実行される最高車速とが同じであり、
   前記第１ＥＶモードと前記第２ＥＶモードとの双方が実行される車速域に含まれるそれぞれの車速において、前記第１ＥＶモードの最大トルクは、前記第２ＥＶモードの最大トルクより小さく、
   前記出力部材に伝達することが要求される駆動力を要求駆動力として、
   前記制御装置は、前記要求駆動力がそれぞれの車速において前記第１ＥＶモードの最大トルクより高くなった場合に、前記第２ＥＶモードを実行し、前記要求駆動力が、それぞれの車速において前記第２ＥＶモードの最大トルクより高くなった場合に、前記パラレルモードを実行する、請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記第１係合装置が解放状態とされると共に前記第２係合装置が係合状態とされ、前記内燃機関の駆動力により前記第１回転電機が発電を行い、前記第２回転電機の駆動力が前記出力部材に伝達されるモードをシリーズモードとして、
   前記制御装置は、さらに前記シリーズモードを実行可能である、請求項１又は２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記第１回転電機と前記第２回転電機とは、最大トルクと最高回転速度とが同じ回転電機である、請求項１から３の何れか一項に記載の車両用駆動装置。
5. 第１軸上に配置された第１ロータを備えた第１回転電機と、
   前記第１軸と平行な別軸である第２軸上に配置された第２ロータを備えた第２回転電機と、
   車輪に駆動連結されると共に、前記第１軸及び前記第２軸と平行な別軸である第３軸上に配置された出力部材と、
   内燃機関に駆動連結されると共に前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸と平行な別軸である第４軸上に配置された入力部材と、
   前記第１軸、前記第２軸、前記第３軸、前記第４軸と平行な別軸である第５軸上に配置され、第１カウンタギヤと第２カウンタギヤとを備えたカウンタギヤ機構と、
   前記カウンタギヤ機構を含む複数のギヤを含むと共に前記第１ロータと前記出力部材とを駆動連結する第１伝達系と、
   前記カウンタギヤ機構を含む複数のギヤを含むと共に前記第２ロータと前記出力部材とを駆動連結する第２伝達系と、
   複数のギヤを含むと共に前記入力部材と前記第１ロータとを駆動連結する第３伝達系と、
   前記第１伝達系における動力伝達を断接する第１係合装置と、
   前記第３伝達系における動力伝達を断接する第２係合装置と、を備え、
   前記第１伝達系におけるギヤ比は、前記第１回転電機の最高回転速度により、前記出力部材の最高速度が出力可能なギヤ比に設定され、
   前記第２伝達系におけるギヤ比は、前記第２回転電機の最高回転速度により、前記出力部材の最高速度が出力可能なギヤ比に設定され、
   前記第３伝達系及び前記第１伝達系を合わせたギヤ比は、前記内燃機関の最高回転速度により、前記出力部材の最高速度が出力可能なギヤ比に設定されている、車両用駆動装置。

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