JP5212756B2 - 車両の動力出力装置及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、動力を出力する動力源と少なくとも２つのモータジェネレータとを備えた車両の動力出力装置及びその動力出力装置を搭載した車両に関する発明である。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請からハイブリッド車の需要が増大している。このハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特開平７−１３５７０１号公報）に記載されているように、内燃機関と２つのＭＧ（モータジェネレータ）とを搭載し、内燃機関の動力を１つの遊星歯車機構によって二系統に分割し、その一方の系統の出力で駆動軸を駆動して車輪を駆動し、他方の系統の出力で第１のＭＧを駆動して発電し、その発電電力やバッテリ電力で第２のＭＧを駆動して第２のＭＧの動力でも車輪を駆動できるようにすることで、内燃機関を効率の良いトルク域で運転しながら変速を実現できるようにしたものがある。

特開平７−１３５７０１号公報

しかし、上記特許文献１のシステム（１つの遊星歯車機構で動力を分割するシステム）は、特に大排気量の内燃機関を搭載した車両に適用する場合に、２つのＭＧの扱う動力が大きくなるため、ＭＧやインバータ等の電気系部品が大型化して車両への搭載が困難になると共に、電気損失が増加して、その分、燃費が悪化するという欠点がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ＭＧの扱う動力を低減することができて、電気系部品を小型化することができると共に、燃費を向上させることができる車両の動力出力装置及び車両を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、動力を出力する動力源と、少なくとも第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）及び第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）と、少なくとも第１の遊星歯車機構及び第２の遊星歯車機構を有する動力伝達装置と、第１のＭＧ及び第２のＭＧと電力を授受する電力源と、動力源と第１のＭＧ及び第２のＭＧを制御する制御手段とを備え、動力源の出力軸に動力伝達可能に連結された動力入力軸と、第１のＭＧの回転軸と、第２のＭＧの回転軸と、車輪側に動力伝達可能に連結された動力出力軸とが動力伝達装置を介して動力伝達可能に連結され、動力伝達装置は、動力入力軸に第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤのうちの一方が第１のＭＧの回転軸に動力伝達可能に連結されて他方が動力出力軸に動力伝達可能に連結され、第２の遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤのうちの一方が動力入力軸又は第１のＭＧの回転軸に動力伝達可能に連結されて他方が第２のＭＧの回転軸に動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが動力出力軸に動力伝達可能に連結され、動力入力軸の回転速度と動力出力軸の回転速度との比である全体変速比が第１の所定値のときに第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第１の所定値よりも大きい第２の所定値のときに第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で第１のＭＧが発電機として動作する動力の最大値とが等しくなるように、第１の遊星歯車機構のプラネタリ比と第２の遊星歯車機構のプラネタリ比が設定され、制御手段は、動力出力軸の要求出力に応じて第１のＭＧと第２のＭＧを制御するようにしたものである。

この構成では、２つの遊星歯車機構を用いることで動力源の動力を２段階で分割することができるため、従来の１つの遊星歯車機構で動力源の動力を分割するシステムに比べて、ＭＧの扱う動力を低減することが可能となる。しかし、車両の運転条件によっては動力源側から動力出力軸側へ出力される動力の一部がＭＧ側に循環する動力循環が発生することがあり、２つの遊星歯車機構のプラネタリ比が適正に設定されていないと、動力循環が発生したときにＭＧの扱う動力を十分に低減できない可能性がある。

上記構成の動力伝達装置では、第１の遊星歯車機構のプラネタリ比と第２の遊星歯車機構のプラネタリ比によって、各部（動力入力軸、動力出力軸、第１のＭＧ、第２のＭＧ）の回転速度の関係やトルクの関係が決まり（図２参照）、この各部のトルクと回転速度の関係により、第１のＭＧの動力量（モータとして動作する場合を正の値とする）は、全体変速比の関数として表すことができる（図５参照）。
本発明者らの研究によると、全体変速比が第１の所定値のときに第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第２の所定値のときに第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で第１のＭＧが発電機として動作する動力の最大値とが等しくなる場合に、全体変速比の第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値が最小になることが判明した。

そこで、本発明は、全体変速比が第１の所定値のときに第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第２の所定値のときに第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で第１のＭＧが発電機として動作する動力の最大値とが等しくなるように、第１の遊星歯車機構のプラネタリ比と第２の遊星歯車機構のプラネタリ比を設定するようにしたので、第１の遊星歯車機構のプラネタリ比と第２の遊星歯車機構のプラネタリ比を、それぞれ最適プラネタリ比（２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値が最小になるプラネタリ比）に設定することができ、全体変速比の第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。これにより、２つの遊星歯車機構を備えたシステムおいてＭＧの扱う動力を効果的に低減することができ、ＭＧやインバータ等の電気系部品を小型化して車両への搭載を容易にすることができると共に、電気損失が減少して、その分、燃費を向上させることができる。

また、請求項２のように、第１の所定値を全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値を全体変速比の最大値に設定するようにしても良い。このようにすれば、全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

一般的な車両では、全体変速比の最小値が０．３〜０．５の辺りに設定され、全体変速比の最大値が１．８〜３．０の辺りに設定されることが多いため、請求項３のように、第１の所定値を０．３以上０．５以下の値に設定し、第２の所定値を１．８以上３．０以下の値に設定するようにしても良い。このようにすれば、全体変速比の最小値（又はその付近）から最大値（又はその付近）までの範囲内で２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値を最小にすることが可能となる。

また、請求項４のように、第１の所定値を所定走行モードで使用される全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値を所定走行モードで使用される全体変速比の最大値に設定するようにしても良い。このようにすれば、所定走行モードで使用される全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

この場合、所定走行モードは、ＪＣ０８モード、１０・１５モード、ＥＵモード、ＬＡ＃４モード、ＵＳ０６モードのうちのいずれか１つの走行モードとすれば良い。このようにすれば、日本のＪＣ０８モードや１０・１５モード、欧州のＥＵモード、米国のＬＡ＃４モードやＵＳ０６モードのうちのいずれか１つの走行モードで使用される全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

ところで、第２の遊星歯車機構の最適プラネタリ比（２つのＭＧの扱う動力の総和の最大値が最小になるプラネタリ比）は比較的小さい値（例えば０．１以下）になる。プラネタリ比は、サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比であるため、第２の遊星歯車機構のプラネタリ比を小さくして最適プラネタリ比を実現する方法としては、サンギヤの半径を小さくしてサンギヤの歯数を少なくする方法や、リングギヤの半径を大きくしてリングギヤの歯数を多くする方法があるが、サンギヤの半径を小さくすると、第２の遊星歯車機構の強度が不足する可能性があり、リングギヤの半径を大きくすると、第２の遊星歯車機構の外径が大きくなって大型化するという問題がある。

そこで、請求項５のように、第２の遊星歯車機構は、遊星歯車機構Ａと遊星歯車機構Ｂとからなる複合遊星歯車機構で構成し、遊星歯車機構Ａのプラネタリキャリアと遊星歯車機構Ｂのサンギヤとを動力伝達可能に連結すると共に、遊星歯車機構Ａのリングギヤと遊星歯車機構Ｂのプラネタリキャリアとを動力伝達可能に連結し、遊星歯車機構Ａのサンギヤを第２の遊星歯車機構のサンギヤとし、遊星歯車機構Ａのリングギヤを第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアとし、遊星歯車機構Ｂのリングギヤを第２の遊星歯車機構のリングギヤとするようにしても良い。このようにすれば、第２の遊星歯車機構の強度を確保しながら外径を大きくせずに第２の遊星歯車機構の最適プラネタリ比を実現することができる。

更に、請求項６のように、第２の遊星歯車機構と第２のＭＧの回転軸との間に減速機構を配置するようにしても良い。このようにすれば、第２のＭＧに対する要求トルクを低トルク化することができて、第２のＭＧを小型化及び低コスト化することができる。

また、請求項７のように、動力源の動力を動力伝達装置で変速して動力出力軸に要求出力を出力する場合には、第１のＭＧと第２のＭＧのうちの一方のＭＧで動力源の回転速度を制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸のトルクを制御し、第１のＭＧと第２のＭＧとの間で動力源の回転速度制御の役割と動力出力軸のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換えるようにしても良い。このようにすれば、動力源の動力で車両を駆動する場合に、動力源を効率良く運転しながら要求出力を出力することができる。

更に、請求項８のように、電力源の電力を動力伝達装置で動力に変換して動力出力軸に要求出力を出力する場合又は動力出力軸の動力を動力伝達装置で電力に変換して電力源に充電する場合には、第１のＭＧ及び第２のＭＧのトルクを第２の遊星歯車機構のプラネタリ比に基づく比率で発生させて動力出力軸のトルクを制御するか又は第１のＭＧと第２のＭＧのうちの一方のＭＧで動力源にトルクが加わらないように制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸のトルクを制御するようにしても良い。このようにすれば、動力源の停止時にＭＧ（第１のＭＧ又は第２のＭＧ）の動力で車両を駆動する場合や車輪の動力でＭＧ（第１のＭＧ又は第２のＭＧ）を駆動して発電する場合に、ＭＧ（第１のＭＧ又は第２のＭＧ）により動力出力軸のトルクを制御しながら動力源が回転しないようにできる。

また、請求項９のように、動力源の動力を動力伝達装置で変速すると共に電力源の電力を動力伝達装置で動力に変換して動力出力軸に要求出力を出力する場合には、第１のＭＧと第２のＭＧのうちの一方のＭＧで動力源の回転速度を制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸のトルクを制御し、第１のＭＧと第２のＭＧとの間で動力源の回転速度制御の役割と動力出力軸のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換えるようにしても良い。このようにすれば、動力源の動力とＭＧ（第１のＭＧ又は第２のＭＧ）の動力の両方で車両を駆動する場合に、動力源を効率良く運転しながら要求出力を出力することができる。

更に、請求項１０のように、動力源を始動又は停止する場合には、第１のＭＧと第２のＭＧのうちの一方のＭＧで動力出力軸のトルクを制御すると共に他方のＭＧで動力源に加わるトルクを制御するようにしても良い。このようにすれば、ＭＧ（第１のＭＧ又は第２のＭＧ）の動力で動力出力軸のトルクを制御しながら動力源を始動又は停止することができる。

尚、請求項１１は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の動力出力装置が搭載された車両である。このようにすれば、上述した請求項１乃至１０の効果を有する車両を実現することができる。

図１は本発明の実施例１における車両の駆動システムの概略構成を示す図である。 図２は各部の回転速度の関係を示す共線図である。 図３は動力を２段階で分割した状態を説明する図である。 図４は動力循環が発生した状態を説明する図である。 図５はプラネタリ比ρ1 ，ρ2 の設定方法を説明する図である。 図６はプラネタリ比ρ1 ，ρ2 の影響を説明する図である。 図７はエンジン走行制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図８はモータ走行制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図９はエンジン始動時制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は実施例１の変形例における車両の駆動システムの概略構成を示す図である。 図１１は実施例２の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。 図１２は実施例３の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。 図１３は実施例４の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。 図１４は実施例５の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。 図１５は実施例６の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。 図１６は実施例７の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。 図１７は実施例８の動力伝達装置及びその周辺部の概略構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて車両の駆動システム全体の概略構成を説明する。
車両には、内燃機関であるエンジン１０（動力源）と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）１１と第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）１２が搭載され、更に、第１の遊星ギヤユニット１３（第１の遊星歯車機構）及び第２の遊星ギヤユニット１４（第２の遊星歯車機構）を有する動力伝達装置１５が搭載されている。第１のＭＧ１１は、主に発電機として使用されるが、モータとしても使用される。また、第２のＭＧ１２は、主にモータとして使用されるが、発電機としても使用される。

第１の遊星ギヤユニット１３は、中心で回転するサンギヤ１６と、このサンギヤ１６の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ１７と、このプラネタリギヤ１７と一体的に回転するプラネタリキャリア１８と、プラネタリギヤ１７の外周を回転するリングギヤ１９とから構成されている。

第２の遊星ギヤユニット１４は、遊星歯車機構２０Ａ（遊星歯車機構Ａ）と遊星歯車機構２０Ｂ（遊星歯車機構Ｂ）とからなる複合遊星歯車機構で構成され、各遊星歯車機構２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ中心で回転するサンギヤ２１Ａ，２１Ｂと、このサンギヤ２１Ａ，２１Ｂの外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ２２Ａ，２２Ｂと、このプラネタリギヤ２２Ａ，２２Ｂと一体的に回転するプラネタリキャリア２３Ａ，２３Ｂと、プラネタリギヤ２２Ａ，２２Ｂの外周を回転するリングギヤ２４Ａ，２４Ｂとから構成されている。

この第２の遊星ギヤユニット１４は、遊星歯車機構２０Ａのプラネタリキャリア２３Ａと遊星歯車機構２０Ｂのサンギヤ２１Ｂとが動力伝達可能に連結されると共に、遊星歯車機構２０Ａのリングギヤ２４Ａと遊星歯車機構２０Ｂのプラネタリキャリア２３Ｂとが動力伝達可能に連結されている。遊星歯車機構２０Ａのサンギヤ２１Ａを第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤとし、遊星歯車機構２０Ａのリングギヤ２４Ａを第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアとし、遊星歯車機構２０Ｂのリングギヤ２４Ｂを第２の遊星ギヤユニットのリングギヤとする。

動力伝達装置１５は、エンジン１０の出力軸（クランク軸）に動力伝達装置１５の動力入力軸２５が動力伝達可能に連結され、この動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリア１８とが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤ１６と第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤ（遊星歯車機構２０Ａのサンギヤ２１Ａ）と第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤ１９と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリア（遊星歯車機構２０Ａのリングギヤ２４Ａ）と動力伝達装置１５の動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤ（遊星歯車機構２０Ｂのリングギヤ２４Ｂ）と第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。動力出力軸２６の動力がデファレンシャルギヤ機構２７や車軸２８等を介して車輪２９に伝達される。

尚、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤ（遊星歯車機構２０Ｂのリングギヤ２４Ｂ）と第２のＭＧ１２の回転軸との間に減速機構を配置するようにしても良い。このようにすれば、第２のＭＧ１２に対する要求トルクを低トルク化することができて、第２のＭＧ１２を小型化及び低コスト化することができる。

また、第１のＭＧ１１を駆動する第１のインバータ３１と、第２のＭＧ１２を駆動する第２のインバータ３２とが設けられ、各ＭＧ１１，１２は、それぞれインバータ３１，３２を介して主電池３３（電力源）と電力を授受するようになっている。更に、各ＭＧ１１，１２は、インバータ３１，３２を介して互いに電力を授受することもできる。

ハイブリッドＥＣＵ３４（制御手段）は、車両全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ３５、シフトレバーの操作位置を検出するシフトスイッチ３６、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ３７等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出する。このハイブリッドＥＣＵ３４は、エンジン１０の運転を制御するエンジンＥＣＵ３８と、第１のインバータ３１を制御して第１のＭＧ１１を制御する第１のＭＧ−ＥＣＵ３９と、第２のインバータ３２を制御して第２のＭＧ１２を制御する第２のＭＧ−ＥＣＵ４０との間で制御信号やデータ信号を送受信し、各ＥＣＵ３８〜４０によって車両の運転状態に応じてエンジン１０と第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２を制御する。

例えば、図３に示すように、通常走行時には、エンジン１０の動力を第１の遊星ギヤユニット１３によってリングギヤ１９の回転軸とサンギヤ１６の回転軸の二系統に分割し、更に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤ１６の回転軸の動力を第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤ（遊星歯車機構２０Ａのサンギヤ２１Ａ）の回転軸と第１のＭＧ１１に分割して伝達する。これにより、第１のＭＧ１１を駆動して第１のＭＧ１１で発電し、その発電電力で第２のＭＧ１２を駆動して第２のＭＧ１２の動力を第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤ（遊星歯車機構２０Ｂのリングギヤ２４Ｂ）の回転軸に伝達する。そして、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤ１９の回転軸の動力と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリア（遊星歯車機構２０Ａのリングギヤ２４Ａ）の回転軸の動力の両方を動力出力軸２６に伝達することで動力出力軸２６を駆動して車輪２９を駆動する。更に、急加速時等には、第１のＭＧ１１の発電電力の他に主電池３３の電力も第２のＭＧ１２に供給して、第２のＭＧ１２の駆動分を増加させる。

発進時や低負荷時（エンジン１０の燃費効率が悪い領域）は、エンジン１０を停止状態に維持して、主電池３３の電力で第１のＭＧ１１や第２のＭＧ１２を駆動し、第１のＭＧ１１や第２のＭＧ１２の動力で車輪２９を駆動して走行するモータ走行を行う。減速時には、車輪２９の動力で第２のＭＧ１２を駆動して第２のＭＧ１２を発電機として作動させることで、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１２で電力に変換して主電池３３に充電して回収する。

ここで、図２は、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリア１８に連結されたエンジン１０の回転速度Ｎe と、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤ１６及び第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤに連結された第１のＭＧ１１の回転速度Ｎg と、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤ１９及び第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアに連結された動力出力軸２６の回転速度Ｎp と、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤに連結された第２のＭＧ１２の回転速度Ｎm との関係を示す共線図であり、各回転速度が一直線で結ばれる関係となる。

エンジン１０のトルクＴe は、第１の遊星ギヤユニット１３によってサンギヤ１６の回転軸とリングギヤ１９の回転軸に分割されて伝達されるため、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤ１６の回転軸のトルクＴs1と、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤ１９の回転軸のトルクＴr1は、それぞれエンジン１０のトルクＴe と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 （＝サンギヤ１６の歯数とリングギヤ１９の歯数との比）とを用いて下記（１），（２）式により表すことができる。
Ｔs1＝Ｔe ×ρ1 ／（１＋ρ1 ） ……（１）
Ｔr1＝Ｔe ／（１＋ρ1 ） ……（２）

また、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤ（遊星歯車機構２０Ａのサンギヤ２１Ａ）の回転軸のトルクＴs2と、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤ（遊星歯車機構２０Ｂのリングギヤ２４Ｂ）の回転軸のトルクＴr2は、それぞれ第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリア（遊星歯車機構２０Ａのリングギヤ２４Ａ）の回転軸のトルクＴC2と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 とを用いて下記（３），（４）式により表すことができる。
Ｔs2＝−ＴC2×ρ2 ／（１＋ρ2 ） ……（３）
Ｔr2＝−ＴC2／（１＋ρ2 ） ……（４）

ここで、第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 は、遊星歯車機構２０Ａのプラネタリ比ρA （＝サンギヤ２１Ａの歯数とリングギヤ２４Ａの歯数との比）と、遊星歯車機構２０Ｂのプラネタリ比ρB （＝サンギヤ２１Ｂの歯数とリングギヤ２４Ｂの歯数との比）とを用いて次式により求めることができる。
ρ2 ＝ρA ×ρB ／（ρA ＋１）

一方、第２のＭＧ１２のトルクＴm は、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤの回転軸に伝達されるため、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤの回転軸のトルクＴr2を用いて下記（５）式により表すことができる。
Ｔm ＝−Ｔr2 ……（５）

また、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤ１６の回転軸のトルクＴs1は、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤの回転軸と第１のＭＧ１１に分割されて伝達されるため、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤの回転軸のトルクＴs2と、第１のＭＧ１１のトルクＴg とを用いて下記（６）式により表すことができる。
Ｔs1＝−Ｔs2−Ｔg ……（６）

そして、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤ１９の回転軸のトルクＴr1と、第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアの回転軸のトルクＴC2の両方が動力出力軸２６に伝達されるため、動力出力軸２６のトルクＴp は、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤ１９の回転軸のトルクＴr1と、第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアの回転軸のトルクＴC2とを用いて下記（７）式により表すことができる。
Ｔp ＝−Ｔr1−ＴC2 ……（７）

上記（１）〜（７）式から動力出力軸２６に伝達されるトルクＴp とエンジン１０のトルクＴe は、それぞれ第１のＭＧ１１のトルクＴg と第２のＭＧ１２のトルクＴm とを用いて下記（８），（９）式により表すことができる。
Ｔp ＝−（ρ1 ＋ρ1 ×ρ2 ＋ρ2 ）×Ｔm ／ρ1 ＋Ｔg ／ρ1 ……（８）
Ｔe ＝ρ2 ×（ρ1 ＋１）×Ｔm ／ρ1 −（ρ1 ＋１）×Ｔg ／ρ1 ……（９）

本実施例１のシステムは、図３に示すように、２つの遊星ギヤユニット１３，１４を用いることでエンジン１０の動力を２段階で分割することができるため、従来の１つの遊星歯車機構でエンジンの動力を分割するシステムに比べて、ＭＧ１１，１２の扱う動力を低減することが可能となる。しかし、車両の運転条件によってはエンジン１０側から動力出力軸２６側へ出力される動力の一部がＭＧ１１，１２側に循環する動力循環が発生することがあり、２つの遊星ギヤユニット１３，１４のプラネタリ比ρ1 ，ρ2 が適正に設定されていないと、動力循環が発生したときにＭＧの扱う動力を十分に低減できない可能性がある。具体的には、図４（ａ）に示すように、全体変速比（＝動力入力軸２５の回転速度と動力出力軸２６の回転速度との比）が低い運転領域では、第１の遊星ギヤユニット１３による動力循環によってＭＧ１１，１２に伝達される動力を十分に低減できない可能性があり、図４（ｂ）に示すように、全体変速比が高い運転領域では、第２の遊星ギヤユニット１４による動力循環によってＭＧ１１，１２に伝達される動力を十分に低減できない可能性がある。

この対策として、本実施例１では、第１及び第２の遊星ギヤユニット１３，１４のプラネタリ比ρ1 ，ρ2 を次のようにして設定する。
図２の共線図に示す各部のトルクと回転速度との関係により、図５に示すように、第１のＭＧ１１の動力量（モータとして動作する場合を正の値とする）は、エンジン１０の回転速度Ｎe （＝動力入力軸２５の回転速度）と動力出力軸２６の回転速度Ｎp との比である全体変速比Ｒall ＝Ｎe ／Ｎp の関数として表すことができる。図５の実線はエンジン１０の動力が最大で主電池３３の出力が０の場合の第１のＭＧ１１の動力量を示し、図５の破線はエンジン１０の動力が最大で主電池３３の出力が最大の場合の第１のＭＧ１１の動力量を示している。

第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 は、それぞれ第１の遊星ギヤユニット１３の動力の分割比率と第２の遊星ギヤユニット１４の動力の分割比率を決定するため、第１のＭＧ１１の動力量と全体変速比との関係は、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 に応じて変化する。具体的には、図６に示すように、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 が増加すると、全体変速比が低い運転領域での第１のＭＧ１１の動力量が減少し、第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 が減少すると、全体変速比が高い運転領域での第１のＭＧ１１の動力量が減少する。従って、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 を増加させることで、全体変速比が低い運転領域での第１の遊星ギヤユニット１３による動力循環を低減することができ、第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 を減少させることで、全体変速比が高い運転領域での第２の遊星ギヤユニット１４による動力循環を低減することができる。

このような特性を考慮して、本発明者らの研究によると、全体変速比が第１の所定値のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値（図５のＡ参照）と、全体変速比が第２の所定値のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値（図５のＢ参照）と、全体変速比が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で第１のＭＧ１１が発電機として動作する動力の最大値（図５のＣ参照）とが等しくなる場合に、全体変速比の第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値が最小になることが判明した。

そこで、本実施例１では、第１の所定値を全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値を全体変速比の最大値に設定して、全体変速比が第１の所定値（最小値）のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値（例えば、図５のＡに示すように、エンジン１０の動力が最大で主電池３３の出力が０の場合において全体変速比が最小値のときの第１のＭＧ１１の動力の絶対値）と、全体変速比が第２の所定値（最大値）のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値（例えば、図５のＢに示すように、エンジン１０の動力が最大で主電池３３の出力が０の場合において全体変速比が最大値のときの第１のＭＧ１１の動力の絶対値）と、全体変速比が第１の所定値（最小値）から第２の所定値（最大値）までの範囲内で第１のＭＧ１１が発電機として動作する動力の最大値（例えば、図５のＣに示すように、エンジン１０の動力が最大で主電池３３の出力が最大の場合において全体変速比が最小値から最大値までの範囲内での第１のＭＧ１１の動力の最小値の絶対値）とが等しくなるように、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 を設定する。これにより、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 を、それぞれ最適プラネタリ比（２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値が最小になるプラネタリ比）に設定することができ、全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

また、ハイブリッドＥＣＵ３４は、後述する図７のエンジン走行制御ルーチンを実行することで、エンジン１０の動力を動力伝達装置１５で変速して動力出力軸２６に要求出力を出力する場合には、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２のうちの一方のＭＧでエンジン１０の回転速度を制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸２６のトルクを制御し、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２との間でエンジン１０の回転速度制御の役割と動力出力軸２６のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換える。これにより、エンジン１０の動力で車両を駆動する場合に、エンジン１０を効率良く運転しながら要求出力を出力することができる。

更に、ハイブリッドＥＣＵ３４は、後述する図８のモータ走行制御ルーチンを実行することで、主電池３３の電力を動力伝達装置１５で動力に変換して動力出力軸２６に要求出力を出力する場合には、第１のＭＧ１１及び第２のＭＧ１２のトルクを第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 に基づく比率で発生させて動力出力軸２６のトルクを制御するか又は第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２のうちの一方のＭＧでエンジン１０にトルクが加わらないように制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸２６のトルクを制御する。これにより、エンジン１０の停止時にＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）の動力で車両を駆動する場合に、ＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）により動力出力軸２６のトルクを制御しながらエンジン１０が回転しないようにできる。

尚、図示しない回生制御ルーチンを実行することで、動力出力軸２６の動力を動力伝達装置１５で電力に変換して主電池３３に充電する場合に、第１のＭＧ１１及び第２のＭＧ１２のトルクを第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 に基づく比率で発生させて動力出力軸２６のトルクを制御するか又は第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２のうちの一方のＭＧでエンジン１０にトルクが加わらないように制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸２６のトルクを制御するようにしても良い。これにより、エンジン１０の停止時に車輪２９の動力でＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）を駆動して発電する場合に、ＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）により動力出力軸２６のトルクを制御しながらエンジン１０が回転しないようにできる。

また、ハイブリッドＥＣＵ３４は、後述する図９のエンジン始動時制御ルーチンを実行することで、エンジン１０を始動する場合には、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２のうちの一方のＭＧで動力出力軸２６のトルクを制御すると共に他方のＭＧでエンジン１０に加わるトルクを制御する。これにより、ＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）の動力で動力出力軸２６のトルクを制御しながらエンジン１０を始動することができる。

尚、図示しないエンジン停止制御ルーチンを実行することで、エンジン１０を停止する場合に、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２のうちの一方のＭＧで動力出力軸２６のトルクを制御すると共に他方のＭＧでエンジン１０に加わるトルクを制御するようにしても良い。これにより、ＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）の動力で動力出力軸２６のトルクを制御しながらエンジン１０を停止することができる。

また、ハイブリッドＥＣＵ３４は、図示しない走行制御ルーチンを実行することで、エンジン１０の動力を動力伝達装置１５で変速すると共に主電池３３の電力を動力伝達装置１５で動力に変換して動力出力軸２６に要求出力を出力する場合には、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２のうちの一方のＭＧでエンジン１０の回転速度を制御すると共に他方のＭＧで動力出力軸２６のトルクを制御し、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２との間でエンジン１０の回転速度制御の役割と動力出力軸２６のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換えるようにしても良い。これにより、エンジン１０の動力とＭＧ（第１のＭＧ１１又は第２のＭＧ１２）の動力の両方で車両を駆動する場合に、エンジン１０を効率良く運転しながら要求出力を出力することができる。
以下、ハイブリッドＥＣＵ３４が実行する図７乃至図９の各ルーチンの処理内容を説明する。

［エンジン走行制御ルーチン］
図７に示すエンジン走行制御ルーチンは、エンジン１０の動力を動力伝達装置１５で変速して動力出力軸２６に要求出力を出力する場合に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、車速を検出した後、ステップ１０２に進み、アクセル開度を検出する。

この後、ステップ１０３に進み、車速とアクセル開度とに応じた車両要求出力（動力出力軸２６の要求出力）をマップ又は数式等により算出した後、ステップ１０４に進み、車両要求出力に基づいてエンジン要求出力を算出する。

この後、ステップ１０５に進み、エンジン要求出力に基づいて目標エンジン回転速度を算出した後、ステップ１０６に進み、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に一致するように第１のＭＧ１１（又は第２のＭＧ１２）の回転速度を制御することで、エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に制御する。

この後、ステップ１０７に進み、エンジン運転状態（例えば吸入空気量や燃料噴射量や点火時期）等に基づいてエンジントルクを算出した後、ステップ１０８に進み、車両要求トルクと車速とに応じた車両要求トルクをマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ１０９に進み、車両要求トルクに対するエンジントルクの不足分のトルク（車両要求トルクとエンジントルクとの差の分のトルク）を第２のＭＧ１２（又は第１のＭＧ１１）で出力するように第２のＭＧ１２（又は第１のＭＧ１１）のトルクを制御することで、動力出力軸２６のトルクを車両要求トルクに制御する。
この際、第１のＭＧ１１と第２のＭＧ１２との間でエンジン１０の回転速度制御の役割と動力出力軸２６のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換える。

［モータ走行制御ルーチン］
図８に示すモータ走行制御ルーチンは、主電池３３の電力を動力伝達装置１５で動力に変換して動力出力軸２６に要求出力を出力する場合に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、車速を検出した後、ステップ２０２に進み、アクセル開度を検出する。

この後、ステップ２０３に進み、車速とアクセル開度とに応じた車両要求出力（動力出力軸２６の要求出力）をマップ又は数式等により算出した後、ステップ２０４に進み、車両要求出力に基づいて車両要求トルクを算出する。

この後、ステップ２０５に進み、車両要求トルクと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 とに基づいて第１のＭＧ１１の目標トルクと第２のＭＧ１２の目標トルクを算出した後、ステップ２０６に進み、第１のＭＧ１１の目標トルクを出力するように第１のＭＧ１１のトルクを制御すると共に、第２のＭＧ１２の目標トルクを出力するように第２のＭＧ１２のトルクを制御することで、第１のＭＧ１１及び第２のＭＧ１２のトルクを第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 に基づく比率で発生させて動力出力軸２６のトルクを制御する。

尚、第１のＭＧ１１（又は第２のＭＧ１２）でエンジン１０にトルクが加わらないように制御すると共に第２のＭＧ１２（又は第１のＭＧ１１）で動力出力軸２６のトルクを制御するようにしても良い。

［エンジン始動時制御ルーチン］
図９に示すエンジン始動時制御ルーチンは、エンジン１０を始動する場合に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、車速を検出した後、ステップ３０２に進み、アクセル開度を検出する。

この後、ステップ３０３に進み、車速とアクセル開度とに応じた車両要求出力（動力出力軸２６の要求出力）をマップ又は数式等により算出した後、ステップ３０４に進み、車両要求出力に基づいて車両要求トルクを算出する。

この後、ステップ３０５に進み、エンジン始動トルク（エンジン１０をクランキングするのに必要なトルク）を算出した後、ステップ３０６に進み、車両要求トルクとエンジン始動トルクと第１及び第２の遊星ギヤユニット１３，１４のプラネタリ比ρ1 ，ρ2 とに基づいて第１のＭＧ１１の目標トルクと第２のＭＧ１２の目標トルクを算出する。

この後、ステップ３０７に進み、第１のＭＧ１１の目標トルクを出力するように第１のＭＧ１１のトルクを制御すると共に、第２のＭＧ１２の目標トルクを出力するように第２のＭＧ１２のトルクを制御することで、第１のＭＧ１１（又は第２のＭＧ１２）で動力出力軸２６のトルクを制御すると共に第２のＭＧ１２（又は第１のＭＧ１１）でエンジン１０に加わるトルクを制御する。

尚、図７乃至図９の各ルーチンの処理内容は、適宜変更しても良い。また、エンジンＥＣＵ３８やＭＧ−ＥＣＵ３９，４０で図７乃至図９の各ルーチンを実行するようにしても良い。

以上説明した本実施例１では、全体変速比が第１の所定値（最小値）のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第２の所定値（最大値）のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第１の所定値（最小値）から第２の所定値（最大値）までの範囲内で第１のＭＧ１１が発電機として動作する動力の最大値とが等しくなるように、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 を設定するようにしたので、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 を、それぞれ最適プラネタリ比（２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値が最小になるプラネタリ比）に設定することができ、全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。これにより、２つの遊星遊星ギヤユニット１３，１４を備えたシステムおいてＭＧ１１，１２の扱う動力を効果的に低減することができ、ＭＧ１１，１２やインバータ３１，３２等の電気系部品を小型化して車両への搭載を容易にすることができると共に、電気損失が減少して、その分、燃費を向上させることができる。

ところで、第２の遊星ギヤユニット１４の最適プラネタリ比（２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値が最小になるプラネタリ比）は比較的小さい値（例えば０．１以下）になる。プラネタリ比は、サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比であるため、第２の遊星ギヤユニット１４を１つの遊星歯車機構で構成した場合、第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比を小さくして最適プラネタリ比を実現する方法としては、サンギヤの半径を小さくしてサンギヤの歯数を少なくする方法や、リングギヤの半径を大きくしてリングギヤの歯数を多くする方法があるが、サンギヤの半径を小さくすると、第２の遊星ギヤユニット１４の強度が不足する可能性があり、リングギヤの半径を大きくすると、第２の遊星ギヤユニット１４の外径が大きくなって大型化するという問題がある。

そこで、本実施例１では、第２の遊星ギヤユニット１４を、遊星歯車機構２０Ａと遊星歯車機構２０Ｂとからなる複合遊星歯車機構で構成するようにしたので、第２の遊星ギヤユニット１４の強度を確保しながら外径を大きくせずに第２の遊星ギヤユニット１４の最適プラネタリ比を実現することができる。

また、本実施例１では、図１に示すように、エンジン１０と第１及び第２のＭＧ１１，１２と第１及び第２の遊星ギヤユニット１３，１４を車両の横方向（車軸２８と平行方向）に並べて配置することでＦＦ車（車両の前部にエンジンを配置して前輪を駆動する車両）に適した構成としたが、エンジン１０と第１及び第２のＭＧ１１，１２と第１及び第２の遊星ギヤユニット１３，１４の配置方法は、これに限定されず、適宜変更しても良く、例えば、図１０に示すように、エンジン１０と第１及び第２のＭＧ１１，１２と第１及び第２の遊星ギヤユニット１３，１４を車両の縦方向（車軸２８と直交方向）に並べて配置することでＦＲ車（車両の前部にエンジンを配置して後輪を駆動する車両）に適した構成としても良い。

尚、上記実施例１では、第１の所定値を全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値を全体変速比の最大値に設定するようにしたが、第１の所定値と第２の所定値は、これに限定されず、適宜変更しても良い。

一般的な車両では、全体変速比の最小値が０．３〜０．５の辺りに設定され、全体変速比の最大値が１．８〜３．０の辺りに設定されることが多いため、第１の所定値を０．３以上０．５以下の値（例えば０．４）に設定し、第２の所定値を１．８以上３．０以下の値（例えば２．５）に設定するようにしても良い。このようにすれば、全体変速比の最小値（又はその付近）から最大値（又はその付近）までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることが可能となる。

或は、第１の所定値を市街地走行で使用される全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値を市街地走行で使用される全体変速比の最大値に設定するようにしても良い。このようにすれば、市街地走行で使用される全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

また、第１の所定値をＪＣ０８モード又は１０・１５モードで使用される全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値をＪＣ０８モード又は１０・１５モードで使用される全体変速比の最大値に設定するようにしても良い。このようにすれば、日本で規定されたＪＣ０８モード又は１０・１５モードで使用される全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

また、第１の所定値をＥＵモードで使用される全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値をＥＵモードで使用される全体変速比の最大値に設定するようにしても良い。このようにすれば、欧州で規定されたＥＵモードで使用される全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

また、第１の所定値をＬＡ＃４モード又はＵＳ０６モードで使用される全体変速比の最小値に設定し、第２の所定値をＬＡ＃４モード又はＵＳ０６モードで使用される全体変速比の最大値に設定するようにしても良い。このようにすれば、米国で規定されたＬＡ＃４モード又はＵＳ０６モードで使用される全体変速比の最小値から最大値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

更に、日本、欧州、米国以外の国で規定された走行モードで使用される全体変速比の最小値と最大値をそれぞれ第１の所定値と第２の所定値に設定するようにしても良い。
次に、図１１乃至図１７を用いて本発明の実施例２〜８を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本発明の実施例２では、図１１に示すように、動力伝達装置４１は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

本発明の実施例３では、図１２に示すように、動力伝達装置４２は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

本発明の実施例４では、図１３に示すように、動力伝達装置４３は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

本発明の実施例５では、図１４に示すように、動力伝達装置４４は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアと第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

本発明の実施例６では、図１５に示すように、動力伝達装置４５は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアと第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

本発明の実施例７では、図１６に示すように、動力伝達装置４６は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアと第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

本発明の実施例８では、図１７に示すように、動力伝達装置４７は、動力入力軸２５と第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリキャリアと第２の遊星ギヤユニット１４のリングギヤとが動力伝達可能に連結されると共に、第１の遊星ギヤユニット１３のサンギヤと第１のＭＧ１１の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。更に、第１の遊星ギヤユニット１３のリングギヤと第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリキャリアと動力出力軸２６とが動力伝達可能に連結される共に、第２の遊星ギヤユニット１４のサンギヤと第２のＭＧ１２の回転軸とが動力伝達可能に連結されている。

以上説明した本実施例２〜８においても、全体変速比が第１の所定値のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第２の所定値のときに第１のＭＧ１１がモータとして動作する動力の最大値と、全体変速比が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で第１のＭＧ１１が発電機として動作する動力の最大値とが等しくなるように、第１の遊星ギヤユニット１３のプラネタリ比ρ1 と第２の遊星ギヤユニット１４のプラネタリ比ρ2 を設定することで、全体変速比の第１の所定値から第２の所定値までの範囲内で２つのＭＧ１１，１２の扱う動力の総和の最大値を最小にすることができる。

尚、動力伝達装置の構成は、上記各実施例１〜８で説明した構成に限定されず、適宜変更しても良い。

１０…エンジン（動力源）、１１…第１のＭＧ、１２…第２のＭＧ、１３…第１の遊星ギヤユニット（第１の遊星歯車機構）、１４…第２の遊星ギヤユニット（第２の遊星歯車機構）、１５…動力伝達装置、２０Ａ…遊星歯車機構（遊星歯車機構Ａ）、２０Ｂ…遊星歯車機構（遊星歯車機構Ｂ）、２５…動力入力軸、２６…動力出力軸、３１，３２…インバータ、３３…主電池（電力源）、３４…ハイブリッドＥＣＵ（制御手段）、３８…エンジンＥＣＵ、３９，４０…ＭＧ−ＥＣＵ、４１〜４７…動力伝達装置

Claims (11)

1. 動力を出力する動力源と、少なくとも第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）及び第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）と、少なくとも第１の遊星歯車機構及び第２の遊星歯車機構を有する動力伝達装置と、前記第１のＭＧ及び前記第２のＭＧと電力を授受する電力源と、前記動力源と前記第１のＭＧ及び前記第２のＭＧを制御する制御手段とを備え、
   前記動力源の出力軸に動力伝達可能に連結された動力入力軸と、前記第１のＭＧの回転軸と、前記第２のＭＧの回転軸と、車輪側に動力伝達可能に連結された動力出力軸とが前記動力伝達装置を介して動力伝達可能に連結され、
   前記動力伝達装置は、前記動力入力軸に前記第１の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが動力伝達可能に連結されると共に、前記第１の遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤのうちの一方が前記第１のＭＧの回転軸に動力伝達可能に連結されて他方が前記動力出力軸に動力伝達可能に連結され、前記第２の遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤのうちの一方が前記動力入力軸又は前記第１のＭＧの回転軸に動力伝達可能に連結されて他方が前記第２のＭＧの回転軸に動力伝達可能に連結される共に、前記第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアが前記動力出力軸に動力伝達可能に連結され、
   前記動力入力軸の回転速度と前記動力出力軸の回転速度との比である全体変速比が第１の所定値のときに前記第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、前記全体変速比が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値のときに前記第１のＭＧがモータとして動作する動力の最大値と、前記全体変速比が前記第１の所定値から前記第２の所定値までの範囲内で前記第１のＭＧが発電機として動作する動力の最大値とが等しくなるように、前記第１の遊星歯車機構のプラネタリ比と前記第２の遊星歯車機構のプラネタリ比が設定され、
   前記制御手段は、前記動力出力軸の要求出力に応じて前記第１のＭＧと前記第２のＭＧを制御することを特徴とする車両の動力出力装置。
2. 前記第１の所定値が前記全体変速比の最小値に設定され、前記第２の所定値が前記全体変速比の最大値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の動力出力装置。
3. 前記第１の所定値が０．３以上０．５以下の値に設定され、前記第２の所定値が１．８以上３．０以下の値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の動力出力装置。
4. 前記第１の所定値が、ＪＣ０８モード、１０・１５モード、ＥＵモード、ＬＡ＃４モード、ＵＳ０６モードのうちのいずれか１つの所定走行モードで使用される全体変速比の最小値に設定され、前記第２の所定値が前記所定走行モードで使用される全体変速比の最大値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の動力出力装置。
5. 前記第２の遊星歯車機構は、遊星歯車機構Ａと遊星歯車機構Ｂとからなる複合遊星歯車機構で構成され、前記遊星歯車機構Ａのプラネタリキャリアと前記遊星歯車機構Ｂのサンギヤとが動力伝達可能に連結されると共に、前記遊星歯車機構Ａのリングギヤと前記遊星歯車機構Ｂのプラネタリキャリアとが動力伝達可能に連結され、
   前記遊星歯車機構Ａのサンギヤを前記第２の遊星歯車機構のサンギヤとし、前記遊星歯車機構Ａのリングギヤを前記第２の遊星歯車機構のプラネタリキャリアとし、前記遊星歯車機構Ｂのリングギヤを前記第２の遊星歯車機構のリングギヤとすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両の動力出力装置。
6. 前記第２の遊星歯車機構と前記第２のＭＧの回転軸との間に減速機構が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両の動力出力装置。
7. 前記制御手段は、前記動力源の動力を前記動力伝達装置で変速して前記動力出力軸に要求出力を出力する場合には、前記第１のＭＧと前記第２のＭＧのうちの一方のＭＧで前記動力源の回転速度を制御すると共に他方のＭＧで前記動力出力軸のトルクを制御し、前記第１のＭＧと前記第２のＭＧとの間で前記動力源の回転速度制御の役割と前記動力出力軸のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両の動力出力装置。
8. 前記制御手段は、前記電力源の電力を前記動力伝達装置で動力に変換して前記動力出力軸に要求出力を出力する場合又は前記動力出力軸の動力を前記動力伝達装置で電力に変換して前記電力源に充電する場合には、前記第１のＭＧ及び前記第２のＭＧのトルクを前記第２の遊星歯車機構のプラネタリ比に基づく比率で発生させて前記動力出力軸のトルクを制御するか又は前記第１のＭＧと前記第２のＭＧのうちの一方のＭＧで前記動力源にトルクが加わらないように制御すると共に他方のＭＧで前記動力出力軸のトルクを制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両の動力出力装置。
9. 前記制御手段は、前記動力源の動力を前記動力伝達装置で変速すると共に前記電力源の電力を前記動力伝達装置で動力に変換して前記動力出力軸に要求出力を出力する場合には、前記第１のＭＧと前記第２のＭＧのうちの一方のＭＧで前記動力源の回転速度を制御すると共に他方のＭＧで前記動力出力軸のトルクを制御し、前記第１のＭＧと前記第２のＭＧとの間で前記動力源の回転速度制御の役割と前記動力出力軸のトルク制御の役割を運転条件に応じて切り換えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の車両の動力出力装置。
10. 前記制御手段は、前記動力源を始動又は停止する場合には、前記第１のＭＧと前記第２のＭＧのうちの一方のＭＧで前記動力出力軸のトルクを制御すると共に他方のＭＧで前記動力源に加わるトルクを制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車両の動力出力装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の動力出力装置が搭載されていることを特徴とする車両。

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