JP6007768B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関及び第一回転電機に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、入力部材と出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられる変速機構と、変速機構を介して出力部材に駆動連結される第二回転電機と、入力部材と変速機構とを選択的に駆動連結するクラッチと、を備える車両用駆動装置に関する。

上記のような車両用駆動装置として、特開平６−３２８９５０号公報（特許文献１）に記載された装置が知られている。特許文献１の装置は、クラッチ〔クラッチ７〕を備えるとともに、変速機構〔シングルプラネタリギヤユニット２５からなる自動変速機９〕がダイレクトクラッチＣ及びブレーキＢを備えている。そして、これらの係合の状態を制御することで、減速段からなる１速段と直結段（同速段）からなる２速段とを有するシリーズモードと、パラレルモードとを切替可能に構成されている。

ところで、車両駆動用の回転電機〔電気モータ９〕を用いる場合、回転電機を小型化しつつ必要とされる駆動力を確保するためには、回転電機の回転を減速させて車輪〔４９ａ，４９ｂ〕に伝達させることが一般に行われる。特許文献１の装置でも、シリーズモードの１速段で、回転電機の回転が減速されるとともにそのトルクが増幅されて車輪に伝達される。これにより、小型の回転電機を用いつつ、シリーズモードでの発進時や加速時等に大きな負荷トルクが作用する場合にも、必要な駆動力を適切に満足させることができる。

しかし、特許文献１の装置では、クラッチの係合状態で実現されるパラレルモードの実行時には、内燃機関と駆動用回転電機〔電気モータ９〕とが直結状態となり、これらは同速で回転することになる。このため、パラレルモードの実現時に、内燃機関の回転を燃料消費効率の高い比較的低回転に維持させて車両を走行させる場合には、小型の駆動用回転電機では十分な駆動力を得にくいという課題があった。

特開平６−３２８９５０号公報

そこで、駆動用回転電機を小型化しつつ、低燃費化と十分な駆動力の確保とを共に図ることが可能な車両用駆動装置の実現が望まれる。

本発明に係る、内燃機関及び第一回転電機に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、前記入力部材と前記出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記変速機構を介して前記出力部材に駆動連結される第二回転電機と、前記入力部材と前記変速機構とを選択的に駆動連結するクラッチと、を備える車両用駆動装置の特徴構成は、前記第一回転電機は、前記入力部材と一体的に回転するように前記入力部材に駆動連結され、前記変速機構は、速度線図における配置順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有し、前記第一回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二回転要素が前記クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結されるとともに第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結される点にある。

本願において、「駆動連結」とは、２つ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意味する。この概念には、２つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、１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が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材（軸、歯車機構、ベルト等）が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置（摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等）が含まれても良い。
また、「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。
また、「速度線図における配置順」とは、速度線図（共線図とも言う）における各回転要素に対応する軸が、当該軸に直交する方向に沿って配置される順番のことである。速度線図における各回転要素に対応する軸の配置方向は、速度線図の描き方によって異なるが、その配置順は変速機構の構造によって定まるものであるため一定となる。「各回転要素の速度線図における配置順」は、各回転要素の回転状態における回転速度の順を表している。各回転要素の回転速度の順とは、各回転要素の回転状態における回転速度の順番のことである。各回転要素の回転速度は、変速機構の回転状態によって変化するが、各回転要素の回転速度の高低の並び順は、変速機構の構造によって定まるものであるため一定となる。

この特徴構成によれば、クラッチの係合の状態を制御することにより、内燃機関及び第一回転電機と車輪との間で駆動力が伝達されない状態と、両者間で駆動力が伝達される状態とを切り替えることができる。そして、クラッチの解放状態で、第二回転電機のトルクのみを利用して車両を走行させることができる。また、クラッチの係合状態で、内燃機関、第一回転電機、及び第二回転電機のトルクを利用して車両を走行させることができる。
ここで、後者の際には、さらに第一ブレーキを係合状態とすることで、内燃機関及び第一回転電機、並びに第二回転電機の回転を、それぞれ予め定められた変速比で変速して出力部材に伝達させることができる。このとき、本特徴構成では、第一ブレーキで固定される第一回転要素、入力部材に駆動連結される第二回転要素、出力部材に駆動連結される第三回転要素、及び第二回転電機に駆動連結される第四回転要素は、速度線図での配置順が記載の順である。このため、第一ブレーキによる第一回転要素の固定状態で、入力部材に駆動連結される内燃機関及び第一回転電機の回転を、増速して出力部材に伝達することができる。また、第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達することができる。すなわち、出力部材に対して、内燃機関及び第一回転電機の回転を増速させつつ第二回転電機の回転を減速させて伝達することができる。
よって、内燃機関の回転を比較的低回転に維持させて低燃費化を図りつつ、小型の第二回転電機を用いた場合でも十分な駆動力を確保することが可能な車両用駆動装置を実現することができる。

前記変速機構は、第三ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される第五回転要素をさらに有し、前記第五回転要素は、速度線図における配置順が前記第一回転要素と前記第二回転要素との間、又は前記第二回転要素と前記第三回転要素との間であると好適である。

この構成によれば、クラッチの解放状態で第二回転電機のトルクのみを利用して車両を走行させる場合において、３つのブレーキの係合の状態を制御することで、第二回転電機の回転速度を３段階に減速して出力部材に伝達させることができる。よって、そのような場合において、必要とされる駆動力に応じて、３つのモード（変速段）のうちの適切なモードを選択して車両を走行させることができる。

また、内燃機関及び第一回転電機に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、前記入力部材と前記出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記変速機構を介して前記出力部材に駆動連結される第二回転電機と、前記入力部材と前記変速機構とを選択的に駆動連結するクラッチと、を備える車両用駆動装置であって、前記変速機構は、速度線図における配置順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有し、前記第一回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二回転要素が前記クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結されるとともに第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記変速機構は、第三ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される第五回転要素をさらに有し、前記第五回転要素は、速度線図における配置順が前記第一回転要素と前記第二回転要素との間、又は前記第二回転要素と前記第三回転要素との間であると好適である。

この特徴構成によれば、クラッチの係合の状態を制御することにより、内燃機関及び第一回転電機と車輪との間で駆動力が伝達されない状態と、両者間で駆動力が伝達される状態とを切り替えることができる。そして、クラッチの解放状態で、第二回転電機のトルクのみを利用して車両を走行させることができる。また、クラッチの係合状態で、内燃機関、第一回転電機、及び第二回転電機のトルクを利用して車両を走行させることができる。
ここで、後者の際には、さらに第一ブレーキを係合状態とすることで、内燃機関及び第一回転電機、並びに第二回転電機の回転を、それぞれ予め定められた変速比で変速して出力部材に伝達させることができる。このとき、本特徴構成では、第一ブレーキで固定される第一回転要素、入力部材に駆動連結される第二回転要素、出力部材に駆動連結される第三回転要素、及び第二回転電機に駆動連結される第四回転要素は、速度線図での配置順が記載の順である。このため、第一ブレーキによる第一回転要素の固定状態で、入力部材に駆動連結される内燃機関及び第一回転電機の回転を、増速して出力部材に伝達することができる。また、第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達することができる。すなわち、出力部材に対して、内燃機関及び第一回転電機の回転を増速させつつ第二回転電機の回転を減速させて伝達することができる。
よって、内燃機関の回転を比較的低回転に維持させて低燃費化を図りつつ、小型の第二回転電機を用いた場合でも十分な駆動力を確保することが可能な車両用駆動装置を実現することができる。
更に、この構成によれば、クラッチの解放状態で第二回転電機のトルクのみを利用して車両を走行させる場合において、３つのブレーキの係合の状態を制御することで、第二回転電機の回転速度を３段階に減速して出力部材に伝達させることができる。よって、そのような場合において、必要とされる駆動力に応じて、３つのモード（変速段）のうちの適切なモードを選択して車両を走行させることができる。

また、前記クラッチ及び前記第一ブレーキの係合状態かつ前記第二ブレーキ及び前記第三ブレーキの解放状態で実現され、前記入力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達させるとともに前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達させるパラレル第一変速モードと、前記クラッチ及び前記第三ブレーキの係合状態かつ前記第一ブレーキ及び前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記入力部材の回転速度を前記パラレル第一変速モードの変速比よりも小さな変速比で増速して前記出力部材に伝達させるとともに前記第二回転電機の回転速度を前記パラレル第一変速モードの変速比よりも大きな変速比で減速して前記出力部材に伝達させるパラレル第二変速モードと、を切替可能に備えると好適である。

なお、「変速比」とは、出力部材の回転速度に対する、注目する駆動力源の回転速度の比（減速比）である。変速比が「１」よりも大きい状態では、注目する駆動力源の回転速度が減速されて出力部材に伝達される。この場合において、変速比が大きくなるに従って、注目する駆動力源の回転速度はより大きく減速されて出力部材に伝達される。また、変速比が「１」よりも小さい状態では、注目する駆動力源の回転速度が増速されて出力部材に伝達される。この場合において、変速比が小さくなるに従って、注目する駆動力源の回転速度はより大きく増速されて出力部材に伝達される。なお、変速比が「１」の状態では、注目する駆動力源の回転速度はそのままの回転速度で出力部材に伝達される。

この構成によれば、必要とされる駆動力に応じて、パラレル第一変速モード及びパラレル第二変速モードのうちの適切な方を選択して車両を走行させることができる。特に、パラレル第二変速モードでは、パラレル第一変速モードの変速比と比較して、入力部材の回転の増速に関しては小さく、かつ、第二回転電機の回転の減速に関しては大きな変速比が設定されている。よって、小型の第二回転電機を用いつつ、高速走行時にも、低燃費化と十分な駆動力の確保とを共に図ることができる。

また、前記クラッチの解放状態かつ第一ブレーキ及び第二ブレーキのいずれか一方の係合状態で実現され、前記入力部材及び前記第一回転電機が前記出力部材から切り離された状態で前記内燃機関のトルクにより前記第一回転電機が発電し、前記第二回転電機のトルクが前記出力部材に伝達されるシリーズモードを備えると好適である。

また、前記クラッチ及び前記第一ブレーキの係合状態かつ前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記入力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達させるとともに前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達させるパラレルモードを備えると好適である。

この構成によれば、パラレルモードを実現することで、小型の第二回転電機を用いつつ、低燃費化と十分な駆動力の確保とを共に図ることができる。

また、前記クラッチの係合状態かつ前記第一ブレーキ及び前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記内燃機関及び前記第一回転電機から前記入力部材に伝達されるトルクと前記第二回転電機のトルクとを合成して前記出力部材に伝達させるトルクコンバータモードを備えると好適である。

この構成によれば、トルクコンバータモードを実現することで、内燃機関及び第一回転電機から入力部材に伝達されるトルクと第二回転電機のトルクとの合成トルクを出力部材に伝達して車両を走行させることができる。よって、十分な駆動力を確保することができる。また、入力部材に伝達されるトルクと第二回転電機のトルクとのバランスを制御することで、入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達させつつ車両を走行させることができる。

また、前記第一ブレーキの係合状態かつ前記クラッチ及び前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記第二回転電機の回転速度を減速して当該第二回転電機のトルクを前記出力部材に伝達させるモータ第一減速モードと、前記第二ブレーキの係合状態かつ前記クラッチ及び前記第一ブレーキの解放状態で実現され、前記第二回転電機の回転速度を前記モータ第一減速モードの変速比よりも大きな変速比で減速して当該第二回転電機のトルクを前記出力部材に伝達させるモータ第二減速モードと、を切替可能に備えると好適である。

この構成によれば、必要とされる駆動力に応じて、モータ第一減速モード及びモータ第二減速モードのうちの適切な方を選択して車両を走行させることができる。特に、モータ第一減速モードの変速比よりも大きな変速比が設定されたモータ第二減速モードを備えるので、大きな負荷トルクが作用する場合にも必要な駆動力を適切に満足させることができる。
なお、クラッチの解放状態で内燃機関がトルクを出力しつつ第一回転電機が発電する場合には、当該発電した電力を第二回転電機に供給することができるので、蓄電装置の蓄電量によらずに継続的に車両を走行させることができる。その際、比較的低回転域で内燃機関を駆動させることで、燃料消費効率を高めて、低燃費化を図ることができる。

また、前記変速機構は、前記第一回転要素としての第一サンギヤ、前記第二回転要素としての共通キャリヤ、前記第三回転要素としての共通リングギヤ、及び前記第四回転要素としての第二サンギヤを有するラビニヨ型遊星歯車装置により構成され、前記入力部材の回転軸心に平行な方向である軸方向に沿って、前記第一回転電機、前記第二回転電機、及び前記変速機構の順に配置され、前記入力部材が、前記第一サンギヤ及び前記第二サンギヤの内径側を通って、これらに対して前記軸方向における前記第一回転電機側とは反対側まで延出するように形成されていると好適である。

この構成によれば、ラビニヨ型遊星歯車装置を用いることで、３要素の遊星歯車装置を２組組み合わせて用いる場合と比較して、変速機構を簡素化及び小型化することができる。また、軸方向に沿って第一回転電機、第二回転電機、及び変速機構の順に配置することで、内燃機関及び第一回転電機の双方が入力部材に駆動連結されるとともに、第二回転電機が変速機構の第四回転要素に駆動連結される構成をコンパクトに実現できる。さらに、第一サンギヤ及び第二サンギヤに対して軸方向における第一回転電機側とは反対側まで入力部材を延出させることで、当該位置において、入力部材と第二回転要素とを選択的に駆動連結するクラッチを、空間的な制約が少ない状態で配置できる。

第一の実施形態の車両用駆動装置のスケルトン図 車両用駆動装置のシステム構成を示す模式図 各走行モードでの係合装置の係合の状態を示す作動表 シリーズモードでの速度線図 パラレルモードでの速度線図 トルクコンバータモードでの速度線図 第二の実施形態の車両用駆動装置のスケルトン図 各走行モードでの係合装置の係合の状態を示す作動表 シリーズモードでの速度線図 パラレルモードでの速度線図 第三の実施形態の車両用駆動装置のスケルトン図 各走行モードでの係合装置の係合の状態を示す作動表 シリーズモードでの速度線図

１．第一の実施形態
本発明に係る車両用駆動装置の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。この車両用駆動装置１は、車輪Ｗの駆動力源として内燃機関ＥＧ及び回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の双方を備えた車両（ハイブリッド車両）を駆動するための駆動装置（ハイブリッド車両用駆動装置）である。具体的には、車両用駆動装置１は、シリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両用の駆動装置として構成されている。

１−１．車両用駆動装置の概略構成
本実施形態に係る車両用駆動装置１の概略構成について説明する。図１に示すように、車両用駆動装置１は、内燃機関ＥＧに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２を参照）に駆動連結される出力ギヤＯと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、変速機構ＴＭとを備えている。なお、図１では、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。第一回転電機ＭＧ１は、入力軸Ｉに駆動連結されている。変速機構ＴＭは、入力軸Ｉと出力ギヤＯとを結ぶ動力伝達経路に設けられている。第二回転電機ＭＧ２は、変速機構ＴＭを介して出力ギヤＯに駆動連結されている。これらは、ケース（駆動装置ケース）３内に収容されている。本実施形態では、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力ギヤＯが「出力部材」に相当する。

入力軸Ｉ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、変速機構ＴＭ、及び出力ギヤＯは、互いに同軸状に配置されている。本実施形態では、これらに共通の回転軸心に平行な方向を「軸方向Ｌ」と定義する。第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、出力ギヤＯ、及び変速機構ＴＭは、軸方向Ｌに沿って、内燃機関ＥＧの側から記載の順に配置されている。

入力軸Ｉは内燃機関ＥＧに駆動連結される。内燃機関ＥＧは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機（ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等）である。本例では、内燃機関ＥＧの出力軸（クランクシャフト等）と一体回転するように入力軸Ｉが駆動連結される。なお、入力軸Ｉと内燃機関の出力軸とは、ダンパ等の他の部材を介して駆動連結されても良い。

第一回転電機ＭＧ１は、ケース３に固定された第一ステータＳｔ１と、この第一ステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持された第一ロータＲｏ１とを有する。第一ロータＲｏ１は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。また、第二回転電機ＭＧ２は、ケース３に固定された第二ステータＳｔ２と、この第二ステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持された第二ロータＲｏ２とを有する。第二ロータＲｏ２は、円筒状の第一連結軸Ｍ１と一体回転するように駆動連結されている。第二ロータＲｏ２は、第一連結軸Ｍ１を介して、変速機構ＴＭ（遊星歯車装置Ｐ１）の第四回転要素Ｅ４（第二サンギヤＳ２）と一体回転するように駆動連結されている。

図２に示すように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ第一インバータ２２及び第二インバータ２３を介して蓄電装置２１（バッテリやキャパシタ等）に電気的に接続されている。回転電機ＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ、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）としての機能とを果たすことが可能である。回転電機ＭＧ１，ＭＧ２は、ジェネレータとして機能する場合には、内燃機関ＥＧのトルクや車両の慣性力により発電を行い、蓄電装置２１を充電し、或いはモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ２，ＭＧ１を駆動するための電力を供給する。一方、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２は、モータとして機能する場合には、蓄電装置２１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機ＭＧ２，ＭＧ１により発電された電力の供給を受けて力行する。

図１に示すように、変速機構ＴＭは、４つの回転要素を有する。本実施形態では、変速機構ＴＭは、ラビニヨ型の遊星歯車装置Ｐ１により構成されている。ラビニヨ型の遊星歯車装置Ｐ１とは、一組のシングルピニオン型の遊星歯車機構と一組のダブルピニオン型の遊星歯車機構とが、キャリヤとリングギヤとを共用して構成される装置である。具体的には、この遊星歯車装置Ｐ１は、第一サンギヤＳ１及び第二サンギヤＳ２の２つのサンギヤと、共通リングギヤＲと、共通キャリヤＣＡとの４つの回転要素を有する。共通キャリヤＣＡは、第一サンギヤＳ１及び共通リングギヤＲに噛み合う第一ピニオンギヤを支持するとともに、第一ピニオンギヤ及び第二サンギヤＳ２に噛み合う第二ピニオンギヤを支持している。本例では、第一サンギヤＳ１は第二サンギヤＳ２に対して軸方向Ｌにおける回転電機ＭＧ１，ＭＧ２側に配置されている。

遊星歯車装置Ｐ１のこれら４つの回転要素を、図４〜図６に示す速度線図（共線図とも言う）における配置順に第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３、及び第四回転要素Ｅ４と定義する。なお、速度線図における配置順は、各回転要素Ｅ１〜Ｅ４の回転速度の順に等しい。本実施形態では、第一サンギヤＳ１が「第一回転要素Ｅ１」に相当し、共通キャリヤＣＡが「第二回転要素Ｅ２」に相当し、共通リングギヤＲが「第三回転要素Ｅ３」に相当し、第二サンギヤＳ２が「第四回転要素Ｅ４」に相当する。

遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素Ｅ１である第一サンギヤＳ１は、円筒状の第二連結軸Ｍ２と一体回転するように駆動連結されている。第二連結軸Ｍ２と一体回転する第一サンギヤＳ１は、第一ブレーキＢ１により、非回転部材としてのケース３に選択的に固定される。第二回転要素Ｅ２である共通キャリヤＣＡは、クラッチＣを介して、内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１と一体回転する入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。また、共通キャリヤＣＡは、第二ブレーキＢ２により、ケース３に選択的に固定される。

第三回転要素Ｅ３である共通リングギヤＲは、ドラム状の動力伝達部材Ｔと一体回転するように駆動連結されている。共通リングギヤＲは、動力伝達部材Ｔを介して、当該動力伝達部材Ｔの外周部に形成された出力ギヤＯと一体回転するように構成されている。第四回転要素Ｅ４である第二サンギヤＳ２は、第一連結軸Ｍ１と一体回転するように駆動連結されている。第二サンギヤＳ２は、第一連結軸Ｍ１を介して、第二回転電機ＭＧ２（第二ロータＲｏ２）と一体回転するように駆動連結されている。

入力軸Ｉと共通キャリヤＣＡとを選択的に駆動連結するクラッチＣ、第一サンギヤＳ１をケース３に選択的に固定する第一ブレーキＢ１、及び共通キャリヤＣＡをケース３に選択的に固定する第二ブレーキＢ２は、油圧駆動式の摩擦係合装置として構成されている。これらは、供給される油圧に応じて係合の状態（係合状態／解放状態）が制御される。なお、これらは電磁駆動式又は機械駆動式等の摩擦係合装置であっても良い。第一ブレーキＢ１は、軸方向Ｌにおける第一回転電機ＭＧ１と変速機構ＴＭとの間（本例ではさらに第二回転電機ＭＧ２と変速機構ＴＭとの間）に配置されている。クラッチＣは、２つのサンギヤＳ１，Ｓ２に対して軸方向Ｌにおける第一回転電機ＭＧ１側とは反対側に配置されている。第二ブレーキＢ２も、クラッチＣと同様である。

本実施形態では、入力軸Ｉ、第一連結軸Ｍ１、第二連結軸Ｍ２、及び動力伝達部材Ｔは、互いに同軸状に、かつ軸方向Ｌの位置に関して（径方向に見て）オーバーラップする状態で配置されている。本例では、入力軸Ｉ、第一連結軸Ｍ１、及び第二連結軸Ｍ２は、これらが内径側から記載の順に配置された三重管構造となっている。この三重管構造を取り囲むように、その外径側に動力伝達部材Ｔが配置されている。

動力伝達部材Ｔ、第二連結軸Ｍ２、第一連結軸Ｍ１、及び入力軸Ｉは、軸方向Ｌの長さが記載の順に長くなるように形成されている。出力ギヤＯに対して軸方向Ｌの両側に分かれて、第二連結軸Ｍ２に駆動連結される第一サンギヤＳ１と、第二連結軸Ｍ２を選択的に固定する第一ブレーキＢ１とが配置されている。また、第二連結軸Ｍ２に対して軸方向Ｌの両側に分かれて、第一連結軸Ｍ１に駆動連結される第二サンギヤＳ２と、同じく第一連結軸Ｍ１に駆動連結される第二回転電機ＭＧ２とが配置されている。

入力軸Ｉは、第一サンギヤＳ１及び第二連結軸Ｍ２、並びに、第二サンギヤＳ２及び第一連結軸Ｍ１の内径側を通って、２つのサンギヤＳ１，Ｓ２に対して軸方向Ｌにおける第一回転電機ＭＧ１側とは反対側まで延出するように形成されている。そして、軸方向Ｌにおける入力軸Ｉの延出端部Ｉｅの近傍に、クラッチＣ及び第二ブレーキＢ２が配置されている。また、第一連結軸Ｍ１に対して軸方向Ｌの両側に分かれて、入力軸Ｉと共通キャリヤＣＡとを選択的に駆動連結するクラッチＣと、入力軸Ｉに駆動連結される第一回転電機ＭＧ１とが配置されている。

このように、出力ギヤＯを中心に、第二連結軸Ｍ２に係る第一サンギヤＳ１及び第一ブレーキＢ１の組、第一連結軸Ｍ１に係る第二サンギヤＳ２及び第二回転電機ＭＧ２の組、入力軸Ｉに係るクラッチＣ及び第一回転電機ＭＧ１の組が入れ子状に配置されている。また、第二連結軸Ｍ２、第一連結軸Ｍ１、及び入力軸Ｉは、軸方向Ｌの長さが記載の順に長くなる三重管構造を形成している。これにより、車両用駆動装置１を構成する各部品を、無駄なくコンパクトに配置することが可能となっている。また、ラビニヨ型の遊星歯車装置Ｐ１を用いることで、変速機構ＴＭ自体の簡素化及び小型化も図られている。これらが相俟って、車両用駆動装置１の全体が有効に小型化されている。

変速機構ＴＭは、車輪Ｗの駆動力源の回転及びトルクを、当該変速機構ＴＭの状態に応じて決まる変速比に基づいて変速するとともにトルク変換して、出力ギヤＯに伝達する。「変速比」は、変速機構ＴＭの出力回転要素（共通リングギヤＲ）と一体回転する出力ギヤＯの回転速度に対する、注目する入力回転要素（共通キャリヤＣＡ又は第二サンギヤＳ２）と一体回転する部材（入力軸Ｉ又は第二回転電機ＭＧ２）の回転速度の比である。出力ギヤＯは、任意のギヤ機構（図示せず）や、出力用差動歯車装置ＤＦ（図２を参照）を介して、左右２つの車輪Ｗに駆動連結されている。これにより、内燃機関ＥＧ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２のうちの少なくとも１つのトルクが車輪Ｗに伝達されて、車両を走行させることができる。

１−２．制御システムの構成
図２に示すように、車両用駆動装置１は、装置の各部を制御するための主制御ユニット３１を備えている。なお、図２では、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示し、破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は作動油の流れを示している。主制御ユニット３１は、内燃機関制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、第二回転電機制御ユニット３４、及び油圧制御装置３５と、情報伝達可能に接続されている。内燃機関制御ユニット３２は、内燃機関ＥＧが所望の回転速度やトルクを出力するように当該内燃機関ＥＧを制御する。第一回転電機制御ユニット３３は、第一インバータ２２を制御することにより、第一回転電機ＭＧ１が所望の回転速度やトルクを出力するように当該第一回転電機ＭＧ１制御する。第二回転電機制御ユニット３４は、第二インバータ２３を制御することにより、第二回転電機ＭＧ２が所望の回転速度やトルクを出力するように当該第二回転電機ＭＧ２を制御する。

また、主制御ユニット３１は、車両の各部に設けられた各種センサからの情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、主制御ユニット３１は、蓄電状態センサＳｅ１、車速センサＳｅ２、及びアクセル操作センサＳｅ３からの情報を取得可能に構成されている。蓄電状態センサＳｅ１は、蓄電装置２１の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。車速センサＳｅ２は、車速を検出するためのセンサである。図２には、車速センサＳｅ２が、車軸の回転速度を検出するように設けられる例を示している。しかし、このような構成に限られず、車速に比例する回転速度で回転する部材であれば、任意の部材を車速センサＳｅ２による検出対象として良い。アクセル操作センサＳｅ３は、アクセルペダル２６の操作量を検出するためのセンサである。

主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ３で取得される情報を用いて、後述する複数の走行モードの選択を行う。そして、主制御ユニット３１は、油圧制御装置３５によって各係合装置（クラッチＣ、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２）の状態を切り替えることにより、走行モードの切り替えを行う。また、主制御ユニット３１は、選択された走行モードに応じて適切に車両が走行されるように、内燃機関ＥＧ、第一回転電機ＭＧ１、及び第二回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御する。

本実施形態では、主制御ユニット３１は、蓄電状態推定部４１、モード選択部４２、切替制御部４３を備えている。これらの各機能部は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための処理部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により構成されている。また、主制御ユニット３１は記憶部４４を備えており、この記憶部４４には、走行モードを決定するための制御マップ４５が格納されている。

蓄電状態推定部４１は、蓄電状態センサＳｅ１によって取得される電圧値や電流値等の情報に基づいて、蓄電装置２１の蓄電状態（具体的には、蓄電量）を推定する。蓄電装置２１の蓄電量は、一般にＳＯＣ（state of charge）と呼ばれる指標であり、例えば蓄電
装置２１の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。

モード選択部４２は、制御マップ４５に従い、車両の各部の状態に応じた適切な走行モードの選択を行う。本実施形態では、モード選択部４２は、車速、要求駆動力、及び蓄電量に応じて、後述する複数の走行モードの中から適切な１つの走行モードを選択する。車速は、車速センサＳｅ２により検出される。要求駆動力は、ドライバの意思に応じて車両を適切に駆動するために要求される駆動力であり、アクセル操作センサＳｅ３で取得される情報に基づいて算出される。蓄電量は、蓄電状態推定部４１により推定される。なお、これら以外に、冷却水温度や油温等にも基づいて走行モードが選択されても良い。

切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された走行モードに応じて油圧制御装置３５の動作を制御することにより、各係合装置の係合の状態を切り替える。「係合の状態」とは、注目している係合装置により互いに係合される２つの係合部材間の係合に関する状態を表す概念である。本実施形態では、この概念には、係合状態（係合している状態）と解放状態（係合することなく解放されている状態）とが含まれる。切替制御部４３は、各係合装置をそれぞれ独立して係合状態又は解放状態とするように制御することにより、走行モードを切り替える。

１−３．各走行モードの詳細
次に、本実施形態に係る車両用駆動装置１により実現可能な走行モードについて説明する。図３に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置１は、シリーズモード、パラレルモード、及びトルクコンバータモードを切替可能に備えている。また、シリーズモードは、第１速段及び第２速段の２つの変速段（それぞれ走行モードの一種と考えることも可能；以下同様）を切替可能に備えている。従って、本実施形態では、車両用駆動装置１は、狭義には、シリーズモード、パラレルモード、及びトルクコンバータモードの３つの走行モードを切替可能に備えている。また、広義には、シリーズモードの第１速段、シリーズモードの第２速段、パラレルモード、及びトルクコンバータモードの４つの走行モードを切替可能に備えている。なお、図３の作動表では、各走行モードにおける各係合装置の係合の状態を記号で示している。「○」は係合状態とされることを表し、空欄は解放状態とされることを表している。

図４〜図６は、各走行モードにおける変速機構ＴＭ（遊星歯車装置Ｐ１）の速度線図を示している。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素Ｅ１〜Ｅ４の回転速度（上側が正）に対応している。並列配置された複数本の縦線のそれぞれは、各回転要素Ｅ１〜Ｅ４に対応している。各回転要素Ｅ１〜Ｅ４に対応する縦線間の間隔は、ラビニヨ型の遊星歯車装置Ｐ１を構成する２つの遊星歯車機構のそれぞれの歯数比に応じて定められる。なお、各遊星歯車機構の歯数比は、共通リングギヤＲの歯数に対する各サンギヤＳ１，Ｓ２の歯数の比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔共通リングギヤの歯数〕）である。太実線で示される直線は、遊星歯車装置Ｐ１の動作状態を示している。また、入力軸Ｉ、出力ギヤＯ、及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度を表す各記号に隣接して表示された矢印は、それぞれのトルクの向き（上向きが正）を示している。

シリーズモード（第１速段及び第２速段を含む）は、内燃機関ＥＧのトルクにより第一回転電機ＭＧ１が発電した電力により第二回転電機ＭＧ２がトルクを出力し、当該第二回転電機ＭＧ２のトルクを出力ギヤＯに伝達させて車両を走行させる走行モードである。図３に示すように、シリーズモードは、クラッチＣの解放状態かつ第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２のいずれか一方の係合状態で実現される。このシリーズモードでは、クラッチＣの解放状態で、入力軸Ｉと共通キャリヤＣＡとの駆動連結が解除され、内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１と出力ギヤＯとが切り離される。そして、内燃機関ＥＧは効率が高く排ガスの少ない状態（最適燃費特性に沿った状態）で駆動されてトルクを出力し、当該内燃機関ＥＧのトルクにより第一回転電機ＭＧ１が発電する。第一回転電機ＭＧ１が発電した電力を利用して、第二回転電機ＭＧ２は車両駆動用のトルクを出力する。

シリーズモードの第１速段は、第二ブレーキＢ２の係合状態で実現される。図４に示すように、第１速段では、変速機構ＴＭを構成する遊星歯車装置Ｐ１は、４つの回転要素のうちの３つのみが実質的に機能する三要素状態となる。ここでは、第二回転要素Ｅ２である共通キャリヤＣＡ、第三回転要素Ｅ３である共通リングギヤＲ、及び第四回転要素Ｅ４である第二サンギヤＳ２が実質的に機能する。第１速段では、回転速度の順で低速側となる共通キャリヤＣＡが第二ブレーキＢ２によりケース３に固定され、高速側となる第二サンギヤＳ２に第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが伝達される。これにより、回転速度の順で中間となる共通リングギヤＲを介して、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが、変速比λ１（＞１）に基づき、減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ１）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ１）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。

シリーズモードの第２速段は、第一ブレーキＢ１の係合状態で実現される。図４に示すように、第２速段でも、変速機構ＴＭを構成する遊星歯車装置Ｐ１は三要素状態となる。ここでは、第一回転要素Ｅ１である第一サンギヤＳ１、第三回転要素Ｅ３である共通リングギヤＲ、及び第四回転要素Ｅ４である第二サンギヤＳ２が実質的に機能する。第２速段では、回転速度の順で低速側となる第一サンギヤＳ１が第一ブレーキＢ１によりケース３に固定され、高速側となる第二サンギヤＳ２に第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが伝達される。これにより、回転速度の順で中間となる共通リングギヤＲを介して、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが、第１速段の変速比λ１とは異なる変速比λ２（＞１）に基づき、減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ２）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ２）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。

このように、シリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクは、変速比λ１，λ２に基づき、２段階に減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。本実施形態では、第１速段の変速比λ１は第２速段の変速比λ２よりも大きい値に設定されている（λ１＞λ２）。これにより、第１速段は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度を第２速段の変速比λ２よりも大きな変速比λ１で減速して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを出力ギヤＯに伝達させるモードとなる。この意味で、本実施形態では、シリーズモードの第２速段が本発明における「モータ第一減速モード」に相当し、第１速段が「モータ第二減速モード」に相当する。

シリーズモードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転が減速されるとともにトルクが増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の小型化を図りつつ、シリーズモードで十分な駆動力を確保することができる。このとき、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクは、２段階に減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、シリーズモードの実現時において、要求駆動力に応じて、第１速段及び第２速段のうちの適切な方を選択して車両を走行させることができる。また、内燃機関ＥＧのトルクにより常に第一回転電機ＭＧ１が発電するので、蓄電装置２１の蓄電量によらずに継続的に車両を走行させることができる。

パラレルモードは、入力軸Ｉに伝達されるトルク（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１のトルク）及び第二回転電機ＭＧ２のトルクを出力ギヤＯに伝達させて車両を走行させる走行モードである。図３に示すように、パラレルモードは、クラッチＣ及び第一ブレーキＢ１の係合状態かつ第二ブレーキＢ２の解放状態で実現される。このパラレルモードでは、クラッチＣの係合状態で、入力軸Ｉと共通キャリヤＣＡとが一体回転するように駆動連結され、内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１と出力ギヤＯとの間で駆動力が伝達される。本実施形態では、内燃機関ＥＧがトルクを出力し、第一回転電機ＭＧ１は内燃機関ＥＧのトルクを部分的に利用して発電を行う。そして、内燃機関ＥＧのトルクのうち、第一回転電機ＭＧ１による発電分を差し引いた余剰トルクだけでは要求駆動力に対して不足する分を、第二回転電機ＭＧ２のトルクによってアシストする。

図５に示すように、パラレルモードでは、変速機構ＴＭを構成する遊星歯車装置Ｐ１は、４つの回転要素の全てが実質的に機能する四要素状態となる。回転速度の順で最も低速側となる第一サンギヤＳ１が第一ブレーキＢ１によりケース３に固定され、第一サンギヤＳ１よりも高速側となる共通キャリヤＣＡに入力軸Ｉ（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１）の回転及びトルクが伝達される。また、共通キャリヤＣＡよりも高速側となる共通リングギヤＲと一体回転するように出力ギヤＯが駆動連結され、最も高速側となる第二サンギヤＳ２に第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが伝達される。

これにより、入力軸Ｉ（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１）と出力ギヤＯとの関係では、入力軸Ｉの回転及びトルクが、変速比λ３（＜１）に基づき、増速及びトルク減衰されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、入力軸Ｉの回転速度が（１／λ３）倍に増速されるとともに、そのトルクが（λ３）倍に減衰されて出力ギヤＯに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２と出力ギヤＯとの関係では、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが、上述した変速比λ２（＞１）に基づき、減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ２）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ２）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。

このように、パラレルモードでは、入力軸Ｉの回転は増速されて出力ギヤＯに伝達されるとともに、第二回転電機ＭＧ２の回転は減速されて出力ギヤＯに伝達される。このため、パラレルモードで、内燃機関ＥＧの回転を比較的低回転に維持させて低燃費化を図ることができる。また、第二回転電機ＭＧ２の小型化を図りつつ、パラレルモードでも十分な駆動力を確保することができる。従って、小型の第二回転電機ＭＧ２を用いつつ、低燃費化と十分な駆動力の確保とを共に図ることができる。

トルクコンバータモードは、入力軸Ｉに伝達されるトルク（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１のトルク）と第二回転電機ＭＧ２のトルクとの合成トルクを出力ギヤＯに伝達させて車両を走行させる走行モードである。図３に示すように、トルクコンバータモードは、クラッチＣの係合状態かつ第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の解放状態で実現される。図６に示すように、トルクコンバータモードでは、変速機構ＴＭを構成する遊星歯車装置Ｐ１は、４つの回転要素のうちの３つのみが実質的に機能する三要素状態となる。ここでは、第二回転要素Ｅ２である共通キャリヤＣＡ、第三回転要素Ｅ３である共通リングギヤＲ、及び第四回転要素Ｅ４である第二サンギヤＳ２が実質的に機能する。

トルクコンバータモードでは、クラッチＣの係合状態で共通キャリヤＣＡと入力軸Ｉとが一体回転するように駆動連結される。そして、回転速度の順で低速側となる共通キャリヤＣＡに入力軸Ｉの回転及びトルクが伝達され、高速側となる第二サンギヤＳ２に第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが伝達される。その際、第二回転電機ＭＧ２は正方向のトルクを出力して入力軸Ｉのトルクの反力を支持する。これにより、回転速度の順で中間となる共通リングギヤＲを介して、入力軸Ｉに伝達されるトルクと第二回転電機ＭＧ２のトルクとの合成トルクが、入力軸Ｉのトルクに対して増幅されたトルクとして出力ギヤＯに伝達される。このとき、両者のトルクバランスを制御することで、入力軸Ｉの回転を無段階に変速して出力ギヤＯに伝達させつつ車両を走行させることができる。この意味で、トルクコンバータモードは、“無段変速モード”と称することもできる。

本実施形態では、シリーズモードの第１速段と第２速段との間の切り替えは、クラッチツークラッチのつなぎ替え変速により行われる。シリーズモード（ここでは第２速段）とパラレルモードとの間の切り替えは、クラッチＣの係合の状態を制御することにより行われる。パラレルモードとトルクコンバータモードとの間の切り替えは、第一ブレーキＢ１の係合の状態を制御することにより行われる。パラレルモードとシリーズモード又はトルクコンバータモードとの間の切り替えは、対象となる係合装置（クラッチＣ又は第一ブレーキＢ１）において互いに係合される２つの係合部材の回転速度が略等しい状態で行われる同期切替とすることができる。

２．第二の実施形態
本発明の第二の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に係る車両用駆動装置１は、上記第一の実施形態の構成と比較して、変速機構ＴＭの構成が一部相違している。また、変速機構ＴＭの構成が異なることに伴い、車両用駆動装置１が切替可能に備える走行モードが増加している。以下では、本実施形態に係る車両用駆動装置１について、上記第一の実施形態との相違点を詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。

２−１．車両用駆動装置の概略構成
図７に示すように、本実施形態に係る変速機構ＴＭは、第五回転要素Ｅ５をさらに有しており、計５つの回転要素を備える遊星歯車装置Ｐ２により構成されている。この遊星歯車装置Ｐ２は、上記第一の実施形態におけるラビニヨ型の遊星歯車装置Ｐ１に対して、第二ピニオンギヤに噛み合うもう１つのリングギヤが追加された構成を有する。ここでは、上記第一の実施形態における共通リングギヤＲに対応する第１のリングギヤを“第一リングギヤＲ１”と称し、本実施形態において追加された第２のリングギヤを“第二リングギヤＲ２”と称する。本実施形態では、第一リングギヤＲ１が「第三回転要素Ｅ３」に相当し、第二リングギヤＲ２が「第五回転要素Ｅ５」に相当する。

図９及び図１０に示すように、第五回転要素Ｅ５である第二リングギヤＲ２は、速度線図における配置順が、第一回転要素Ｅ１である第一サンギヤＳ１と第二回転要素Ｅ２である共通キャリヤＣＡとの間とされている。これにより、本実施形態では、遊星歯車装置Ｐ２の５つの回転要素は、速度線図における配置順（回転速度の順）に第一回転要素Ｅ１、第五回転要素Ｅ５、第二回転要素Ｅ２、第三回転要素Ｅ３、及び第四回転要素Ｅ４となっている。

第二リングギヤＲ２は、第三ブレーキＢ３により、非回転部材としてのケース３に選択的に固定される。第二リングギヤＲ２をケース３に選択的に固定する第三ブレーキＢ３は、油圧駆動式の摩擦係合装置として構成されている。第三ブレーキＢ３も、供給される油圧に応じて係合の状態（係合状態／解放状態）が制御される。第三ブレーキＢ３は、第一サンギヤＳ１に対して軸方向Ｌにおける第一回転電機ＭＧ１側とは反対側に配置されている。また、第三ブレーキＢ３は、軸方向Ｌにおける第二ブレーキＢ２と第一リングギヤＲ１との間に配置されている。

２−２．各走行モードの詳細
図８に示すように、本実施形態でも、車両用駆動装置１は、シリーズモード、パラレルモード、及びトルクコンバータモードを切替可能に備えている。但し、本実施形態では、シリーズモードは、第１速段、第２速段、及び第３速段の３つの変速段を切替可能に備えている。また、パラレルモードは、第１速段及び第２速段の２つの変速段を切替可能に備えている。従って、本実施形態では、車両用駆動装置１は、広義には、シリーズモードの第１速段、シリーズモードの第２速段、シリーズモードの第３速段、パラレルモードの第１速段、パラレルモードの第２速段、及びトルクコンバータモードの６つの走行モードを切替可能に備えている。

本実施形態におけるシリーズモードの第３速段は、上記第一の実施形態におけるシリーズモードの第２速段に相当する。そして、本実施形態では、上記第一の実施形態におけるシリーズモードの第１速段と第２速段との間に、もう１つの変速段が追加された構成となっている。シリーズモードの各変速段の詳細については、上記第一の実施形態と同様に考えることができる。このため、図９にシリーズモードの速度線図を示して、その詳細な説明は一部省略する。

本実施形態では、シリーズモードの第１速段では、第二ブレーキＢ２の係合状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ４）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ４）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。第２速段では、第三ブレーキＢ３の係合状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ５）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ５）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。第３速段では、第一ブレーキＢ１の係合状態で、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ６）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ６）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。なお、第１速段の変速比λ４は第２速段の変速比λ５よりも大きい値に設定され、第２速段の変速比λ５は第３速段の変速比λ６よりも大きい値に設定されている（λ４＞λ５＞λ６）。

本実施形態では、シリーズモードの第３速段が本発明における「モータ第一減速モード」に相当し、第１速段が「モータ第二減速モード」に相当する。また、第２速段は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度を第３速段の変速比λ６よりも大きくかつ第１速段の変速比λ４よりも小さい変速比λ５で減速して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを出力ギヤＯに伝達させるモード（モータ第三減速モード）となる。本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクは、３段階に減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、シリーズモードの実現時において、要求駆動力に応じて、より適切な変速段を選択して車両を走行させることができる。

本実施形態におけるパラレルモードの第１速段は、上記第一の実施形態におけるパラレルモードに相当する。そして、本実施形態では、上記第一の実施形態における単一のパラレルモードに加えて、変速段が１つ追加された構成となっている。パラレルモードの各変速段の詳細については、上記第一の実施形態と同様に考えることができる。このため、図１０にパラレルモードの速度線図を示して、その詳細な説明は一部省略する。

本実施形態では、パラレルモードの第１速段は、クラッチＣ及び第一ブレーキＢ１の係合状態で実現される。第１速段では、入力軸Ｉ（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１）と出力ギヤＯとの関係では、入力軸Ｉの回転及びトルクが、変速比λ７（＜１）に基づき、増速及びトルク減衰されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、入力軸Ｉの回転速度が（１／λ７）倍に増速されるとともに、そのトルクが（λ７）倍に減衰されて出力ギヤＯに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２と出力ギヤＯとの関係では、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが、上述した変速比λ６（＞１）に基づき、減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ６）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ６）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。

パラレルモードの第２速段は、クラッチＣ及び第三ブレーキＢ３の係合状態で実現される。第２速段では、入力軸Ｉ（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１）と出力ギヤＯとの関係では、入力軸Ｉの回転及びトルクが、変速比λ７とは異なる変速比λ８（＜１）に基づき、増速及びトルク減衰されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、入力軸Ｉの回転速度が（１／λ８）倍に増速されるとともに、そのトルクが（λ８）倍に減衰されて出力ギヤＯに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２と出力ギヤＯとの関係では、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクが、上述した変速比λ５（＞１）に基づき、減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。具体的には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が（１／λ５）倍に減速されるとともに、そのトルクが（λ５）倍に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。

このように、本実施形態のパラレルモードでは、入力軸Ｉ（内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１）の回転及びトルクは、変速比λ７，λ８に基づき、２段階に増速及びトルク減衰されて出力ギヤＯに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクは、変速比λ５，λ６に基づき、２段階に減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。本実施形態では、入力軸Ｉの回転に関する第２速段の変速比λ８は、第１速段の変速比λ７よりも小さい値に設定されている（λ８＜λ７）。これにより、第２速段は、入力軸Ｉの回転速度を第１速段の変速比λ７よりも小さな変速比λ８で増速して出力ギヤＯに伝達させるとともに、第二回転電機ＭＧ２の回転速度を第１速段の変速比λ６よりも大きな変速比λ５で減速して出力ギヤＯに伝達させるモードとなる。この意味で、本実施形態では、パラレルモードの第１速段が本発明における「パラレル第一変速モード」に相当し、第２速段が「パラレル第二変速モード」に相当する。

本実施形態でも、パラレルモードでは、入力軸Ｉの回転は増速されて出力ギヤＯに伝達されるとともに、第二回転電機ＭＧ２の回転は減速されて出力ギヤＯに伝達される。このため、パラレルモードで、内燃機関ＥＧの回転を比較的低回転に維持させて低燃費化を図ることができる。また、第二回転電機ＭＧ２の小型化を図りつつ、パラレルモードでも十分な駆動力を確保することができる。このとき、入力軸Ｉの回転及びトルクは２段階に増速及びトルク減衰されて出力ギヤＯに伝達されるとともに、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクは２段階に減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、パラレルモードの実現時において、要求駆動力に応じて、第１速段及び第２速段のうちの適切な方を選択して車両を走行させることができる。これにより、小型の第二回転電機を用いつつ、高速走行時にも、低燃費化と十分な駆動力の確保とを共に図ることができる。

３．第三の実施形態
本発明の第三の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に係る車両用駆動装置１は、上記第二の実施形態の構成と比較して、変速機構ＴＭの構成が一部相違している。また、変速機構ＴＭの構成が異なることに伴い、車両用駆動装置１が切替可能に備える走行モードも異なっている。以下では、本実施形態に係る車両用駆動装置１について、上記第二の実施形態との相違点（適切な場合には上記第一の実施形態との相違点）を詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一又は第二の実施形態と同様とする。

３−１．車両用駆動装置の概略構成
図１１に示すように、本実施形態に係る変速機構ＴＭは、計５つの回転要素を備える遊星歯車装置Ｐ３により構成されている。この遊星歯車装置Ｐ３は、上記第二の実施形態における遊星歯車装置Ｐ２と同様に、第一リングギヤＲ１及び第二リングギヤＲ２の２つのリングギヤを有する。但し、本実施形態では、遊星歯車装置Ｐ３の各回転要素に対する各駆動力源及び各係合装置の連結関係は、上記第二の実施形態の構成とは異なっている。

具体的には、遊星歯車装置Ｐ３の第一サンギヤＳ１は、第一ブレーキＢ１により、非回転部材としてのケース３に選択的に固定される。第二リングギヤＲ２は、クラッチＣを介して、内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１と一体回転する入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。また、第二リングギヤＲ２は、第二ブレーキＢ２により、ケース３に選択的に固定される。第一リングギヤＲは、出力ギヤＯと一体回転するように駆動連結されている。第二サンギヤＳ２は、第二回転電機ＭＧ２と一体回転するように駆動連結されている。共通キャリヤＣＡは、第三ブレーキＢ３により、ケース３に選択的に固定される。本実施形態では、第一サンギヤＳ１が「第一回転要素Ｅ１」に相当し、第二リングギヤＲ２が「第二回転要素Ｅ２」に相当し、第一リングギヤＲ１が「第三回転要素Ｅ３」に相当し、第二サンギヤＳ２が「第四回転要素Ｅ４」に相当する。また、共通キャリヤＣＡが「第五回転要素Ｅ５」に相当する。

本実施形態では、遊星歯車装置Ｐ３の５つの回転要素は、速度線図における配置順（回転速度の順）が、第一サンギヤＳ１、第二リングギヤＲ２、共通キャリヤＣＡ、第一リングギヤＲ１、及び第二サンギヤＳ２となっている。これにより、第五回転要素Ｅ５である共通キャリヤＣＡは、速度線図における配置順が、第二回転要素Ｅ２である第二リングギヤＲ２と第三回転要素Ｅ３である第一リングギヤＲとの間とされている。すなわち、本実施形態では、遊星歯車装置Ｐ３の５つの回転要素は、速度線図における配置順（回転速度の順）に第一回転要素Ｅ１、第二回転要素Ｅ２、第五回転要素Ｅ５、第三回転要素Ｅ３、及び第四回転要素Ｅ４となっている。

なお、第三ブレーキＢ３は、第一サンギヤＳ１に対して軸方向Ｌにおける第一回転電機ＭＧ１側に配置されている。また、第三ブレーキＢ３は、軸方向Ｌにおける出力ギヤＯと第一ブレーキＢ１との間に配置されている。

３−２．各走行モードの詳細
図１２に示すように、本実施形態でも、車両用駆動装置１は、シリーズモード、パラレルモード、及びトルクコンバータモードを切替可能に備えている。また、シリーズモードは、第１速段、第２速段、及び第３速段の３つの変速段を切替可能に備えている。但し、本実施形態では、パラレルモードに関しては、上記第一の実施形態と同様に単一のパラレルモードのみを備えている。従って、本実施形態では、車両用駆動装置１は、広義には、シリーズモードの第１速段、シリーズモードの第２速段、シリーズモードの第３速段、パラレルモード、及びトルクコンバータモードの５つの走行モードを切替可能に備えている。

本実施形態におけるシリーズモードの第２速段は、上記第一の実施形態におけるシリーズモードの第１速段に相当し、第３速段は上記第一の実施形態におけるシリーズモードの第２速段に相当する。そして、本実施形態では、上記第一の実施形態におけるシリーズモードの第１速段よりもさらに低速段側に、もう１つの変速段が追加された構成となっている。シリーズモードの各変速段の詳細については、上記第一及び第二の実施形態と同様に考えることができる。このため、図１３にシリーズモードの速度線図を示して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、シリーズモードの第３速段が本発明における「モータ第一減速モード」に相当し、第２速段が「モータ第二減速モード」に相当する。また、第１速段は、第二回転電機ＭＧ２の回転速度を第２速段の変速比（図示省略）よりもさらに大きい変速比（図示省略）で減速して、第二回転電機ＭＧ２のトルクを出力ギヤＯに伝達させるモード（モータ第四減速モード）となる。本実施形態でも、第二回転電機ＭＧ２の回転及びトルクは、３段階に減速及びトルク増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、シリーズモードの実現時において、要求駆動力に応じて、より適切な変速段を選択して車両を走行させることができる。

４．その他の実施形態
最後に、本発明に係る車両用駆動装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の各実施形態では、シリーズモード、パラレルモード、及びトルクコンバータモードが切替可能に備えられる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。これらのうちの１つのみが備えられ、或いは２つのみが切替可能に備えられる構成であっても良い。この場合において、小型の第二回転電機ＭＧ２を用いつつ、低燃費化と十分な駆動力の確保とを共に図ることを可能とする観点からは、少なくともパラレルモードが備えられていることが好ましい。よって、上記の各走行モードのうち、パラレルモードを含む１つ以上が切替可能に備えられる構成が好ましい。また、停車状態で内燃機関ＥＧのトルクにより第一回転電機ＭＧ１に発電させるモード等のその他のモードがさらに切替可能に備えられても良い。

（２）上記の各実施形態では、切替可能に備えられる複数の走行モードのうちの１つが、第一回転電機ＭＧ１が発電した電力で駆動される第二回転電機ＭＧ２のトルクによって車両を走行させるシリーズモードである例について説明した。そして、このシリーズモードが複数の変速段を切替可能に備える構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、このシリーズモードに代えて、第一回転電機ＭＧ１が発電することなく、蓄電装置２１に蓄電された電力のみによって駆動される第二回転電機ＭＧ２のトルクによって車両を走行させる電動走行モードが切替可能に備えられても良い。このような電動走行モードは、クラッチＣの解放状態で、内燃機関ＥＧ及び第一回転電機ＭＧ１が停止した状態で実現可能である。電動走行モードの速度線図は、上記の各実施形態におけるシリーズモードの速度線図（図４，図９，図１３）と同一である。この場合、電動走行モードの各変速段のいずれかが、本発明における「モータ第一減速モード」及び「モータ第二減速モード」に相当することになる。なお、シリーズモードと電動走行モードとの両方が切替可能に備えられても良い。

（３）上記の各実施形態では、パラレルモードにおいて、第一回転電機ＭＧ１が発電を行う構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、パラレルモードにおいて、第一回転電機ＭＧ１が、車両駆動用のトルクを出力して内燃機関ＥＧのトルクをアシストし、或いは、発電もトルクアシストもすることなく空転する構成であっても良い。すなわち、本発明において入力軸Ｉに伝達される第一回転電機ＭＧ１のトルクには、発電のための負トルク、トルクアシストのための正トルク、及び空転時のゼロトルク、のいずれもが含まれる。この点に関しては、トルクコンバータモードに関しても同様である。

（４）上記の各実施形態では、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、及び変速機構ＴＭが、軸方向Ｌに沿って記載の順に配置された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。これらの軸方向Ｌの並び順は任意に設定することができる。例えば、第一回転電機ＭＧ１、変速機構ＴＭ、及び第二回転電機ＭＧ２が、軸方向Ｌに沿って記載の順に配置されても良い。このような並び順では、入力軸Ｉが、変速機構ＴＭに対して軸方向Ｌにおける第一回転電機ＭＧ１側で駆動連結されても良い。

（５）上記の各実施形態における第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２、第三ブレーキＢ３、及びクラッチＣの配置に関する説明は、あくまで概略的なものである（全体的な傾向について記述しているに過ぎない）ことに留意すべきである。各係合装置の軸方向Ｌの位置関係についての言及は、比較対象物に対して完全に異なる軸方向Ｌの位置に配置されていることを意図するわけではない。つまり、各係合装置と比較対象物とが、軸方向Ｌの位置に関して（径方向に見て）一部オーバーラップすることも許容される。

（６）上記の各実施形態では、変速機構ＴＭが、ラビニヨ型の遊星歯車装置Ｐ１、或いは、それに１つの回転要素を付加したラビニヨ型に類似する遊星歯車装置Ｐ２、Ｐ３によって構成された例について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。変速機構ＴＭの具体的構成は任意である。例えば、３要素の遊星歯車機構を２組組み合わせて変速機構ＴＭが構成されても良い。この場合において、上記第一の実施形態のように４つの回転要素のみを有する構成とする場合には、各遊星歯車機構の２つの回転要素どうしを、これらがそれぞれ一体回転するように駆動連結すれば良い。上記第二及び第三の実施形態のように５つの回転要素を有する構成とする場合には、各遊星歯車機構の１つの回転要素どうしを、これらが一体回転するように駆動連結すれば良い。

（７）上記の各実施形態で説明した各変速比λ１〜λ８は、車両用駆動装置１に対する要求仕様等に応じて適宜設定することが可能である。この場合において、各変速比λ１〜λ８は、変速機構ＴＭを構成する各遊星歯車機構のそれぞれの歯数比を調整することによって設定変更することが可能である。

（８）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載されていない構成に関しては、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、例えばシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両用の駆動装置に利用することができる。

１ ：車両用駆動装置
３ ：ケース（非回転部材）
Ｉ ：入力軸（入力部材）
Ｏ ：出力ギヤ（出力部材）
ＥＧ ：内燃機関
ＭＧ１ ：第一回転電機
ＭＧ２ ：第二回転電機
ＴＭ ：変速機構
Ｐ１ ：ラビニヨ型遊星歯車装置
Ｓ１ ：第一サンギヤ
Ｓ２ ：第二サンギヤ
ＣＡ ：共通キャリヤ
Ｒ ：共通リングギヤ
Ｒ１ ：第一リングギヤ
Ｒ２ ：第二リングギヤ
Ｅ１ ：第一回転要素
Ｅ２ ：第二回転要素
Ｅ３ ：第三回転要素
Ｅ４ ：第四回転要素
Ｅ５ ：第五回転要素
Ｗ ：車輪
Ｃ ：クラッチ
Ｂ１ ：第一ブレーキ
Ｂ２ ：第二ブレーキ
Ｂ３ ：第三ブレーキ
Ｌ ：軸方向

Claims (9)

1. 内燃機関及び第一回転電機に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、前記入力部材と前記出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記変速機構を介して前記出力部材に駆動連結される第二回転電機と、前記入力部材と前記変速機構とを選択的に駆動連結するクラッチと、を備える車両用駆動装置であって、
   前記第一回転電機は、前記入力部材と一体的に回転するように前記入力部材に駆動連結され、
   前記変速機構は、速度線図における配置順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有し、
   前記第一回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二回転要素が前記クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結されるとともに第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結されている車両用駆動装置。
2. 前記変速機構は、第三ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される第五回転要素をさらに有し、
   前記第五回転要素は、速度線図における配置順が前記第一回転要素と前記第二回転要素との間、又は前記第二回転要素と前記第三回転要素との間である請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 内燃機関及び第一回転電機に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、前記入力部材と前記出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記変速機構を介して前記出力部材に駆動連結される第二回転電機と、前記入力部材と前記変速機構とを選択的に駆動連結するクラッチと、を備える車両用駆動装置であって、
   前記変速機構は、速度線図における配置順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有し、
   前記第一回転要素が第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二回転要素が前記クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結されるとともに第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第四回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
   前記変速機構は、第三ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される第五回転要素をさらに有し、
   前記第五回転要素は、速度線図における配置順が前記第一回転要素と前記第二回転要素との間、又は前記第二回転要素と前記第三回転要素との間である車両用駆動装置。
4. 前記クラッチ及び前記第一ブレーキの係合状態かつ前記第二ブレーキ及び前記第三ブレーキの解放状態で実現され、前記入力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達させるとともに前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達させるパラレル第一変速モードと、
   前記クラッチ及び前記第三ブレーキの係合状態かつ前記第一ブレーキ及び前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記入力部材の回転速度を前記パラレル第一変速モードの変速比よりも小さな変速比で増速して前記出力部材に伝達させるとともに前記第二回転電機の回転速度を前記パラレル第一変速モードの変速比よりも大きな変速比で減速して前記出力部材に伝達させるパラレル第二変速モードと、
   を切替可能に備える請求項２又は３に記載の車両用駆動装置。
5. 前記クラッチの解放状態かつ第一ブレーキ及び第二ブレーキのいずれか一方の係合状態で実現され、前記入力部材及び前記第一回転電機が前記出力部材から切り離された状態で前記内燃機関のトルクにより前記第一回転電機が発電し、前記第二回転電機のトルクが前記出力部材に伝達されるシリーズモードを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
6. 前記クラッチ及び前記第一ブレーキの係合状態かつ前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記入力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達させるとともに前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達させるパラレルモードを備える請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
7. 前記クラッチの係合状態かつ前記第一ブレーキ及び前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記内燃機関及び前記第一回転電機から前記入力部材に伝達されるトルクと前記第二回転電機のトルクとを合成して前記出力部材に伝達させるトルクコンバータモードを備える請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
8. 前記第一ブレーキの係合状態かつ前記クラッチ及び前記第二ブレーキの解放状態で実現され、前記第二回転電機の回転速度を減速して当該第二回転電機のトルクを前記出力部材に伝達させるモータ第一減速モードと、
   前記第二ブレーキの係合状態かつ前記クラッチ及び前記第一ブレーキの解放状態で実現され、前記第二回転電機の回転速度を前記モータ第一減速モードの変速比よりも大きな変速比で減速して当該第二回転電機のトルクを前記出力部材に伝達させるモータ第二減速モードと、
   を切替可能に備える請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
9. 前記変速機構は、前記第一回転要素としての第一サンギヤ、前記第二回転要素としての共通キャリヤ、前記第三回転要素としての共通リングギヤ、及び前記第四回転要素としての第二サンギヤを有するラビニヨ型遊星歯車装置により構成され、
   前記入力部材の回転軸心に平行な方向である軸方向に沿って、前記第一回転電機、前記第二回転電機、及び前記変速機構の順に配置され、
   前記入力部材が、前記第一サンギヤ及び前記第二サンギヤの内径側を通って、これらに対して前記軸方向における前記第一回転電機側とは反対側まで延出するように形成されている請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。

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