JP6969952B2 - ハイブリッド車両のパワーユニット - Google Patents

Description

本発明は、駆動力源としてエンジンとモータ・ジェネレータ（電動モータ）とを備えるハイブリッド車両のパワーユニットに関する。

近年、エンジンとモータ・ジェネレータ（電動モータ）とを併用することで車両の燃料消費率（燃費）を効果的に向上させることができるハイブリッド自動車（ＨＥＶ）が広く実用化されている。ところで、このようなハイブリッド自動車としては、従来から、例えば、モータ・ジェネレータの数、エンジンとモータ・ジェネレータとの組合せ方や切替え方などにより、シリーズＨＥＶやパラレルＨＥＶ、ストロングＨＥＶやマイルドＨＥＶなど様々な形式のものが提案・開発されている。

ここで、特許文献１には、エンジンとモータ及びジェネレータとを備え、エンジン（ジェネレータ）で発電した電力でモータを駆動して走行するシリーズＨＥＶ走行機能、エンジンとモータと双方を用いて車両を駆動するパラレルＨＥＶ走行機能、エンジンを停止してモータのみで走行するＥＶ走行機能を有するハイブリッド車両が開示されている。

より詳細には、特許文献１に記載のハイブリッド車両は、エンジン及びモータ（電動機）の動力を個別に駆動輪側の出力軸に伝達するとともに、エンジンの動力をジェネレータ（発電機）にも伝達するトランスアクスルを備えている。このトランスアクスルには、エンジンから駆動輪への動力伝達に係る第一経路と、モータから駆動輪への動力伝達に係る第二経路と、エンジンからジェネレータへの動力伝達に係る第三経路とが設けられている。駆動輪には、トランスアクスルを介してエンジン及びモータが並列に接続される。また、エンジンには、トランスアクスルを介してジェネレータ及び駆動輪が並列に接続される。

上述した第一経路の中途には、その動力伝達を断接する油圧クラッチが介装されている。油圧クラッチは、車両の走行速度が所定車速以上であるとき（高速走行時）に接続される。なお、エンジンはクラッチの係合時に駆動され、その駆動力が第一経路を介して駆動輪に伝達される（パラレルＨＥＶ走行）。一方、車両の走行速度が所定車速未満のとき（中・低速走行時）にはクラッチが切断され、エンジンが切り離される。

モータは、エンジンの駆動力をアシストする機能（パラレルＨＥＶ走行機能）と電力走行機能（ＥＶ走行機能）とを兼ね備えている。車両の発進時やクラッチが切断されている低速走行時には、モータの駆動力のみで車両が走行する（ＥＶ走行機能）。また、車両の走行速度が所定車速以上（高速走行時）になると、走行状態に応じてモータの駆動力がエンジンの駆動力に加算される（パラレルＨＥＶ走行）。なお、上述したように、第三経路は、エンジンのクランクシャフトとジェネレータの回転軸との間を繋ぐ動力伝達経路であり、エンジン始動時の動力及びエンジンによる発電時（シリーズＨＥＶ走行時）の動力伝達を担う。

このように、特許文献１に記載のハイブリッド車両は、エンジンの機関出力を利用してジェネレータに発電させつつモータを駆動力源として走行するシリーズＨＥＶ走行機能、エンジンおよびモータの両者を駆動力源として走行するパラレルＨＥＶ走行機能、及び、エンジンを停止させた状態でモータを駆動力源として走行するＥＶ走行機能を有している。

特開２０１３−１８０６８０号公報

上述したように、特許文献１に記載のハイブリッド車両では、高速走行時にクラッチが係合されるとともにエンジンが稼働され、エンジンの駆動力とモータの駆動力とによってパラレルＨＥＶ走行を行う。しかしながら、このハイブリッド車両では、パラレルＨＥＶ走行時には、クラッチを介してエンジンと車軸とが直結されるため、所定速度以上の高速走行時にしかパラレルＨＥＶ走行を行うことができない（すなわち、エンジン回転を保つことができる高速領域でしかエンジンを使うことができない）。これに対して、パラレルＨＥＶ走行モード領域（すなわちエンジン稼働領域）を広げるために、変速機を別途設けるとすると、システムが複雑になって重量が増大し、コストも増大する。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、エンジンと２個のモータ・ジェネレータとを備え、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、及びＥＶ走行モードを有するハイブリッド車両のパワーユニットにおいて、よりシンプルかつ低コストに、パラレルＨＥＶ走行モードで走行できる範囲（エンジンを利用できる速度領域）を広げることが可能なハイブリッド車両のパワーユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットは、エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、第２モータ・ジェネレータとを備えるハイブリッド車両のパワーユニットにおいて、エンジンの出力軸とトルク伝達可能に接続された第１スプラインと、第１モータ・ジェネレータの回転軸とトルク伝達可能に接続された第２スプラインと、第１スプライン、及び第２スプラインと同軸上に並べて配設された第３スプラインと、駆動輪との間でトルクを伝達する車軸とトルク伝達可能に接続された第１ギヤ対に設けられた第４スプラインと、第３スプラインと接続された第５スプラインと、第１ギヤ対と異なるギヤ比に設定され、車軸とトルク伝達可能に接続された第２ギヤ対に設けられた第６スプラインと、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインと嵌合可能に形成されたスプラインを有し、位置に応じて、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインの接続状態を切替える第１スリーブと、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインと嵌合可能に形成されたスプラインを有し、位置に応じて、第５スプラインの接続先を、第４スプラインと、第６スプラインとの間で切替える第２スリーブと、第１スリーブ及び第２スリーブを摺動させるアクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、シリーズＨＥＶ走行モード時に第１スプラインと第２スプラインとを接続し、パラレルＨＥＶ走行モード時に第１スプライン、第２スプライン、及び第３スプラインを接続し、ＥＶ走行モード時に第２スプラインと第３スプラインとを接続するようにアクチュエータを制御するとともに、第１スプライン、第２スプライン、及び第３スプラインが接続されたパラレルＨＥＶ走行モード時に、車両の速度に応じて、第５スプラインの接続先を、第４スプラインと第６スプラインとの間で切替えるようにアクチュエータを制御することを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットによれば、シリーズＨＥＶ走行モード時に第１スプラインと第２スプラインとが接続され、パラレルＨＥＶ走行モード時に第１スプライン、第２スプライン、及び第３スプラインが接続され、ＥＶ走行モード時に第２スプラインと第３スプラインとが接続されるように、アクチュエータが制御されるとともに、第１スプライン、第２スプライン、及び第３スプラインが接続されたパラレルＨＥＶ走行モード時に、車両の速度（車速）に応じて、第５スプラインの接続先が、第４スプライン（第１ギヤ対）と、第６スプライン（第２ギヤ対）との間で切替えられるように、アクチュエータが制御される。すなわち、パラレルＨＥＶ走行モード状態において、第３スプライン（第５スプライン）と車軸との間のトルク伝達経路を、第４スプライン（第１ギヤ対）と第６スプライン（第２ギヤ対）との間で切替えることができる。ここで、第１ギヤ対（歯車列）と第２ギヤ対（歯車列）とは異なるギヤ比に設定されている。そのため、例えば、高速走行時と中・低速走行時とで用いるギヤ対を切替えることにより、パラレルＨＥＶ走行領域を拡大することができる。また、この場合、２つのギヤ対、すなわち比較的シンプルかつ低コストな構成でパラレルＨＥＶ走行領域を拡大することができる。その結果、よりシンプルかつ低コストに（またフリクションも増大させることなく）、パラレルＨＥＶ走行モードで走行できる範囲（エンジンを利用できる速度領域）を広げることが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットでは、第１ギヤ対における第４スプラインから車軸へのギヤ比が、第２ギヤ対における第６スプラインから車軸へのギヤ比と比較してハイギヤに設定されており、制御装置が、ＥＶ走行モード時に、第５スプラインと第６スプラインとを接続するようにアクチュエータを制御することが好ましい。

この場合、第１ギヤ対（歯車列）の第４スプラインから車軸へのギヤ比が、第２ギヤ対（歯車列）の第６スプラインから車軸へのギヤ比よりもハイギヤに設定されているため、例えば、高速走行時にハイギヤ側の第１ギヤ対を用い、中・低速走行時にローギヤ側の第２ギヤ対を用いることにより、パラレルＨＥＶ走行領域を拡大することが可能となる。また、ＥＶ走行モード時に、ローギヤ側の第２ギヤ対を用いることができる。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットでは、第１スリーブ及び第２スリーブが、単一のシフトフォークで把持されており、アクチュエータが、シフトフォークを駆動することにより、第１スリーブ及び第２スリーブを一体的に摺動させることが好ましい。

この場合、第１スリーブ及び第２スリーブが、単一のシフトフォークで把持されており、アクチュエータによってシフトフォークが駆動されることにより、第１スリーブ及び第２スリーブが一体的に（同時に）摺動される。そのため、第１スリーブ及び第２スリーブの駆動機構をよりシンプルな構成にすることができる。よって、システムの軽量化、低コスト化を図ることが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットでは、制御手段が、第５スプラインの接続先を、第４スプラインと、第６スプラインとの間で切替える際に、第５スプラインを中立状態とし、第５スプラインが中立状態となっている間に、エンジンの回転数を、第２スリーブと、第４スプライン又は第６スプラインとを嵌合可能な回転数に調節し、その後、アクチュエータを駆動して、第５スプラインの接続先を、第４スプラインと、第６スプラインとの間で切替えることが好ましい。

この場合、第５スプラインの接続先が、第４スプラインと、第６スプラインとの間で切替えられる際に、第５スプラインが一時的に中立状態（ニュートラル状態）とされ、第５スプラインが中立状態（ニュートラル状態）とされている間に、エンジン（又は第１モータ・ジェネレータ）の回転数が、第２スリーブと、第４スプライン又は第６スプラインと嵌合可能な回転数に調節される（回転数が合わせられる）。そして、その後、アクチュエータが駆動されて、第５スプラインの接続先が、第４スプラインと、第６スプラインとの間で切替えられる。そのため、切替ショックを低減しつつ、第５スプラインの接続先（ハイギヤとローギヤと）を切替えることが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットでは、第１スプライン乃至第６スプライン、及び、第１スリーブ、第２スリーブが、同軸上に配設されており、第１スリーブが、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインの外周上を、軸方向に摺動自在に構成されており、第２スリーブが、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインの外周上を、軸方向に摺動自在に構成されていることが好ましい。

この場合、第１スプライン、第２スプライン、第３スプライン、及び第１スリーブが同軸上に配設されており、第１スリーブが、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインの外周上を、軸方向に摺動自在に構成されている。すなわち、第１スリーブに形成されたスプラインと、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインとにより第１のドグクラッチが構成され、第１スリーブを軸方向に動かすことにより、第１のドグクラッチの締結・解放状態（すなわち、第１スリーブに形成されたスプラインと、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインとの嵌合状態）を切替えることにより、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、ＥＶ走行モードを切替えることができる。同様に、第４スプライン、第５スプライン、第６スプライン、及び第２スリーブが同軸上に配設されており、第２スリーブが、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインの外周上を、軸方向に摺動自在に構成されている。すなわち、第２スリーブに形成されたスプラインと、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインとにより第２のドグクラッチが構成され、第２スリーブを軸方向に動かすことにより、第２のドグクラッチの締結・解放状態（すなわち、第２スリーブに形成されたスプラインと、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインとの嵌合状態）を切替えることにより、パラレルＨＥＶ走行モード時に、第５スプラインの接続先を第４スプライン（第１ギヤ対）と第６スプライン（第２ギヤ対）との間で切替えることができる（すなわち、ギヤ比を切替えることができる）。

本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットでは、第１スプライン乃至第３スプライン、及び、第４スプライン乃至第６スプラインが、互いに相対回転可能な外スプラインであり、第１スリーブが、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインに外嵌可能な円筒状に形成され、内周面に沿って軸方向に延びる内スプラインが形成されており、第２スリーブが、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインに外嵌可能な円筒状に形成され、内周面に沿って軸方向に延びる内スプラインが形成されていることが好ましい。

この場合、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインそれぞれが、互いに相対回転可能な外スプラインであり、第１スリーブが、第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインに外嵌可能な円筒状に形成され、その内周面に軸方向に延びる内スプラインが形成されている。そのため、円筒状の第１スリーブに形成された内スプラインと、外スプラインからなる第１スプライン、第２スプライン、第３スプラインとによって（すなわち比較的シンプル構成によって）３要素を断続可能なドグクラッチを構成することができる。同様に、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインそれぞれが、互いに相対回転可能な外スプラインであり、第２スリーブが、第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインに外嵌可能な円筒状に形成され、その内周面に軸方向に延びる内スプラインが形成されている。そのため、円筒状の第２スリーブに形成された内スプラインと、外スプラインからなる第４スプライン、第５スプライン、第６スプラインとによって（すなわち比較的シンプル構成によって）第１ギヤ対と第２ギヤ対とを切替え可能（選択可能）なドグクラッチを構成することができる。

また、本発明に係るハイブリッド車両のパワーユニットでは、第２モータ・ジェネレータから車軸へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比が、エンジンから車軸へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比よりもローギヤに設定されていることが好ましい。

一般的に、電動モータはエンジンよりも高回転で使用できる。この場合、第２モータ・ジェネレータから車軸（駆動輪）へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比が、エンジンから車軸（駆動輪）へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比よりもローギヤに設定されている。そのため、エンジン及び第２モータ・ジェネレータそれぞれを効率よく運転することができる。

本発明によれば、エンジンと２個のモータ・ジェネレータとを備え、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、及びＥＶ走行モードを有するハイブリッド車両のパワーユニットにおいて、よりシンプルかつ低コストに、パラレルＨＥＶ走行モードで走行できる範囲（エンジンを利用できる速度領域）を広げることが可能となる。

実施形態に係るハイブリッド車両のパワーユニットの構成を示すスケルトン図、及び、その制御システムの構成を示すブロック図である。 シリーズＨＥＶ走行モードにおけるドグクラッチを介したトルク伝達経路（太線）を示す図である。 パラレルＨＥＶ走行モード（ハイギヤ時）におけるドグクラッチを介したトルク伝達経路（太線）を示す図である。 パラレルＨＥＶ走行モード（ローギヤ時）におけるドグクラッチを介したトルク伝達経路（太線）を示す図である。 ＥＶ走行モードにおけるドグクラッチを介したトルク伝達経路（太線）を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を用いて、実施形態に係るハイブリッド車両のパワーユニット１の構成について説明する。図１は、ハイブリッド車両のパワーユニット１の構成を示すスケルトン図、及び、その制御システムの構成を示すブロック図である。

ハイブリッド車両は、車両の駆動力源として、エンジン１０と、第１モータ・ジェネレータ２１と、第２モータ・ジェネレータ２２とを備えている。エンジン１０は、どのような形式のものでもよいが、例えば、高膨張比サイクルによって圧縮比を高めることにより、熱効率の向上を図ったエンジンなどが好適に用いられる。エンジン１０は、エンジン・コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）８１によって制御される。

ＥＣＵ８１には、クランクシャフトの回転位置（エンジン回転数）を検出するクランク角センサ９６等の各種センサが接続されている。ＥＣＵ８１は、取得したこれらの各種情報、及び後述するハイブリッド車・コントロールユニット（以下「ＨＥＶ−ＣＵ」という）８０からの制御情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、並びに電子制御式スロットルバルブ等の各種デバイスを制御することによりエンジン１０を制御する。また、ＥＣＵ８１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１００を介して、エンジン回転数などの各種情報をＨＥＶ−ＣＵ８０に送信する。

エンジン１０のクランクシャフト１０ａ（特許請求の範囲に記載の出力軸に相当）には、エンジン１０の回転変動を吸収するフライホイールダンパ１１を介して、出力軸１２が接続されている。出力軸１２には、その端部の外周面に第１スプライン３１が形成されている。すなわち、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、フライホイールダンパ１１及び出力軸１２を介して第１スプライン３１とトルク伝達可能に接続されている。

第１モータ・ジェネレータ２１及び第２モータ・ジェネレータ２２は、供給された電力を機械的動力に変換するモータとしての機能と、入力された機械的動力を電力に変換するジェネレータとしての機能とを兼ね備えた同期発電電動機として構成されている。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２１及び第２モータ・ジェネレータ２２それぞれは、車両駆動時には駆動トルクを発生するモータとして動作し、回生時にはジェネレータとして動作する。なお、第１モータ・ジェネレータ２１は、主にジェネレータとして動作し、第２モータ・ジェネレータ２２は、主にモータとして動作する。

第１モータ・ジェネレータ２１の回転軸（入出力軸）２１ａは、一対のギヤ２３（ドライブギヤ２３ａ及びドリブンギヤ２３ｂ）を介して、出力軸２４に接続されている。出力軸２４には、その端部の外周面に第２スプライン３２が形成されている。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２１の回転軸２１ａは、ギヤ２３及び出力軸２４を介して第２スプライン３２とトルク伝達可能に接続されている。

第１スプライン３１、第２スプライン３２と同軸上に並べて、第３スプライン３３が配設されている。第３スプライン３３は、回転自在に支持された出力軸２７の一方の端部の外周面に形成されている。出力軸２７は、中空に形成され、他方の端部の外周部には第５スプライン３５が形成されている。すなわち、第３スプライン３３と第５スプライン３５とは出力軸２７を介して接続されている。なお、出力軸２７の中空部（内部空間）には、上述した出力軸２４が回転可能に配設されている。

第２モータ・ジェネレータ２２の回転軸（入出力軸）２２ａは、一対のギヤ２５（ドライブギヤ２５ａ及びドリブンギヤ２５ｂ）を介して、フロントドライブシャフト（前輪出力軸）４０に接続されている。フロントドライブシャフト４０には、一対のギヤからなる第１ギヤ対２６、及び第２ギヤ対２９が並列に接続されている。

より具体的には、第１ギヤ対２６（歯車列）を構成するドリブンギヤ２６ｂが、フロントドライブシャフト４０に取り付けられており、該ドリブンギヤ２６ｂと歯合するドライブギヤ２６ａ（ギヤコーン）に第４スプライン３４が設けられている。同様に、第２ギヤ対２９（歯車列）を構成するドリブンギヤ２９ｂが、フロントドライブシャフト４０に取り付けられており、該ドリブンギヤ２９ｂと歯合するドライブギヤ２９ａ（ギヤコーン）に第６スプライン３６が設けられている。第１ギヤ対２６のギヤ比と、第２ギヤ対２９のギヤ比とは互いに異なるように設定されている。本実施形態では、エンジン１０側（第１モータ・ジェネレータ２１側）から見て、第１ギヤ対２６のギヤ比（第４スプライン３４からフロントドライブシャフト４０へのギヤ比）を、第２ギヤ対２９のギヤ比（第６スプライン３６からフロントドライブシャフト４０へのギヤ比）よりもハイギヤ（小さいギヤ比）に設定した。

第４スプライン３４と第６スプライン３６との間には、上述した第５スプライン３５が同軸上に設けられている。

フロントドライブシャフト４０（車軸に相当）は、前輪（駆動輪に相当）と接続されるフロントデファレンシャル（フロントデフ）４２との間でトルクを伝達する。すなわち、前輪は、フロントドライブシャフト４０、及びギヤ２５を介して第２モータ・ジェネレータ２２とトルク伝達可能に接続されるとともに、フロントドライブシャフト４０、第１ギヤ対２６／第２ギヤ対２９、及び出力軸２７を介して第３スプライン３３とトルク伝達可能に接続されている。

よって、フロントドライブシャフト４０に伝達された第２モータ・ジェネレータ２２などのトルクは、フロントデファレンシャル（フロントデフ）４２に伝達される。フロントデフ４２は、例えば、ベベルギヤ式の差動装置である。フロントデフ４２からのトルクは、左前輪ドライブシャフトを介して左前輪（図示省略）に伝達されるとともに、右前輪ドライブシャフトを介して右前輪（図示省略）に伝達される。

また、フロントドライブシャフト４０には、一対のギヤ２８（ドライブギヤ２８ａ及びドリブンギヤ２８ｂ）を介して、プロペラシャフト（後輪出力軸）６０が接続されている。プロペラシャフト６０は、後輪（駆動輪に相当）と接続されるリヤデファレンシャル（リヤデフ）６２との間でトルクを伝達する。

プロペラシャフト６０には、後輪側に伝達されるトルクを調節するトランスファクラッチ６１が介装されている。トランスファクラッチ６１は、４輪の駆動状態（例えば前輪のスリップ状態等）や駆動トルクなどに応じて締結力（すなわち後輪へのトルク分配率）を制御する。よって、プロペラシャフト６０に伝達された第２モータ・ジェネレータ２２などのトルクは、トランスファクラッチ６１の締結力に応じて分配され、後輪側にも伝達される。

プロペラシャフト６０に伝達され、トランスファクラッチ６１によって調節（分配）されたトルクは、リヤデファレンシャル（リヤデフ）６２に伝達される。リヤデフ６２には左後輪ドライブシャフト及び右後輪ドライブシャフト（図示省略）が接続されている。リヤデフ６２からの駆動力は、左後輪ドライブシャフトを介して左後輪（図示省略）に伝達されるとともに、右後輪ドライブシャフトを介して右後輪（図示省略）に伝達される。

上述したように、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３それぞれは、互いに相対回転可能な軸（出力軸１２、出力軸２４、出力軸２７）（又は、軸に取り付けられたハブ）の外周に形成された外スプラインである。第１スプライン３１（出力軸１２）、第２スプライン３２（出力軸２４）、第３スプライン３３（出力軸２７）は、同軸上に並べて配設されている。

同様に、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６それぞれは、互いに相対回転可能なギヤ２６ａ，２９ａ（ギヤコーン）や出力軸２７（ハブ）の外周に形成された外スプラインである。第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６は、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３と同軸上に並べて配設されている。

そして、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３の外周上（外側）には、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３と嵌合可能に形成されたスプライン３７１ａを有し、当該スプライン３７１ａの位置に応じて、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３の接続状態を切替える第１スリーブ３７１が設けられている。すなわち、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３、及び第１スリーブ３７１により第１ドグクラッチ３０１が構成される。

ここで、第１スリーブ３７１は、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３に外嵌可能な円筒状に形成され、内周面に沿って軸方向に延びる内スプライン３７１ａが形成されている。すなわち、第１スリーブ３７１は、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３の外周上を、軸方向に摺動自在（移動可能）に設けられている。

同様に、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６の外周上（外側）には、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６と嵌合可能に形成されたスプライン３７２ａを有し、当該スプライン３７２ａの位置に応じて、第５スプライン３５の接続先を、第４スプライン３４と、第６スプライン３６との間で切替える第２スリーブ３７２が設けられている。すなわち、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６、及び第２スリーブ３７２により第２ドグクラッチ３０２が構成される。なお、第１ドグクラッチ３０１と第２ドグクラッチ３０２とでドグクラッチ３０が構成される。

ここで、第２スリーブ３７２は、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６に外嵌可能な円筒状に形成され、内周面に沿って軸方向に延びる内スプライン３７２ａが形成されている。第２スリーブ３７２は、第５スプライン３５と常に嵌合しつつ、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６の外周上を、軸方向に摺動自在（移動可能）に設けられている。

第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２は、アクチュエータ７５によって摺動される。アクチュエータ７５は、第１スリーブ３７１を動かして、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３の接続状態を切替えることにより、シリーズＨＥＶ走行モードと、パラレルＨＥＶ走行モードと、ＥＶ走行モードとを切替える。アクチュエータ７５は、第１スリーブ３７１を動かして、シリーズＨＥＶ走行モードのときには第１スプライン３１と第２スプライン３２とを接続し、パラレルＨＥＶ走行モードのときには第１スプライン３１と第２スプライン３２と第３スプライン３３とを接続し、ＥＶ走行モードのときには第２スプライン３２と第３スプライン３３とを接続する。

同時に、アクチュエータ７５は、第１スプライン３１と第２スプライン３２と第３スプライン３３とが接続されている状態（パラレルＨＥＶ走行モード）において、第２スリーブ３７２を動かして、第５スプライン３５の接続先を、第４スプライン３４と第６スプライン３６との間で切替える。すなわち、第３スプライン３３（第５スプライン３５）と車軸（フロントドライブシャフト４０）との間のトルク伝達経路を、第１ギヤ対２６（ハイギヤ）と第２ギヤ対２９（ローギヤ）との間で択一的に切替える。

より詳細には、第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２は、それぞれの外周に形成された環状溝に、軸方向の断面がコの字状に形成された単一のシフトフォーク３９が係合されており（把持されており）、シフトフォーク３９の移動に伴って一体的に（連動して）軸方向に移動する。このシフトフォーク３９に上記アクチュエータ７５が連結されており、アクチュエータ７５によってシフトフォーク３９（すなわち第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２）が軸方向に動かされ、上述したように走行モード及びパラレルＨＥＶ走行モード時のギヤ比が切替えられる。なお、アクチュエータ７５としては、例えば電動モータなどが好適に用いられる。アクチュエータ７５は、後述するＨＥＶ−ＣＵ８０によって駆動制御される。

ここで、第２モータ・ジェネレータ２２から車軸（フロントドライブシャフト４０）へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比は、第１スプライン３１、第１スリーブ３７１、第３スプライン３３、第５スプライン３５、第２スリーブ３７２、及び、第４スプライン３４／第６スプライン３６を介して、エンジン１０から車軸（フロントドライブシャフト４０）へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比よりもローギヤに設定されている。

また、アクチュエータ７５に電力を供給する電源系は、２重系とされている。より具体的には、上記電源系は、第１モータ・ジェネレータ２１及び第２モータ・ジェネレータ２２に電力を供給する数百Ｖ程度の高電圧バッテリ７０からＤＣ／ＤＣコンバータ７１を介して１２Ｖに降圧された電力を供給する第１電力供給経路７３と、高電圧バッテリ７０よりも出力端子電圧が低い（例えば１２Ｖ）低電圧バッテリ７２から電力を供給する第２電力供給経路７４とを有する２重系とされている。そして、第１電力供給経路７３及び第２電力供給経路７４のうちいずれか一方の電力供給経路（例えば第２電力供給経路７４）に異常（フェイル）が発生した場合（例えば断線などが生じた場合）に、他方の電力供給経路（例えば第１電力供給経路７３）から電力が供給されるように（すなわち、電力供給経路が切替えられるように）構成されている。

車両の駆動力源であるエンジン１０、第２モータ・ジェネレータ２２、及び第１モータ・ジェネレータ２１は、ＨＥＶ−ＣＵ８０によって総合的に制御される。また、ＨＥＶ−ＣＵ８０は、アクチュエータ７５（第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２）の駆動も制御する。

ＨＥＶ−ＣＵ８０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、その記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。

ＨＥＶ−ＣＵ８０には、例えば、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ９１、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ９２、車両の前後・左右の加速度を検出するＧセンサ（加速度センサ）９３、車輪の速度を検出する車速センサ９４、及び、フロントドライブシャフト４０の回転数を検出する回転数センサ９５、第１モータ・ジェネレータ２１の回転位置（回転数）を検出するレゾルバ９７、第２モータ・ジェネレータ２２の回転位置（回転数）を検出するレゾルバ９８などを含む各種センサが接続されている。また、ＨＥＶ−ＣＵ８０は、ＣＡＮ１００を介して、エンジン１０を制御するＥＣＵ８１や、車両の横滑りなどを抑制して走行安定性を向上させるビークルダイナミック・コントロールユニット（以下「ＶＤＣＵ」という）８５等と相互に通信可能に接続されている。ＨＥＶ−ＣＵ８０は、ＣＡＮ１００を介して、ＥＣＵ８１やＶＤＣＵ８５から、例えば、エンジン回転数やブレーキ操作量等の各種情報を受信する。

ＨＥＶ−ＣＵ８０は、取得したこれらの各種情報に基づいて、エンジン１０、第２モータ・ジェネレータ２２、及び第１モータ・ジェネレータ２１の駆動を総合的に制御するとともに、アクチュエータ７５（第１スリーブ３７１）を駆動して、走行モードを、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード（ローギヤ又はハイギヤ）、ＥＶ走行モードの間で切替える。ＨＥＶ−ＣＵ８０は、例えば、アクセルペダル開度（運転者の要求駆動力）、車両の運転状態、高電圧バッテリ７０の充電状態（ＳＯＣ）、及びエンジン１０のＢＳＦＣなどに基づいて、エンジン１０の要求出力、及び第２モータ・ジェネレータ２２、第１モータ・ジェネレータ２１のトルク指令値を求めて出力するとともに、アクチュエータ７５の駆動指令値（制御目標値）を出力する。

ＥＣＵ８１は、上記要求出力に基づいて、例えば、電子制御式スロットルバルブの開度を調節する。また、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ」という）８２は、上記トルク指令値に基づいて、インバータ８２ａを介して、第２モータ・ジェネレータ２２、第１モータ・ジェネレータ２１を駆動する。ここで、インバータ８２ａは、高電圧バッテリ７０の直流電力を三相交流の電力に変換して第２モータ・ジェネレータ２２、第１モータ・ジェネレータ２１に供給する。一方、インバータ８２ａは、回生時などに、第２モータ・ジェネレータ２２（及び／又は第１モータ・ジェネレータ２１）で発電した交流電圧を直流電圧に変換して高電圧バッテリ７０を充電する。

ＨＥＶ−ＣＵ８０は、アクチュエータ７５（第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２）を駆動して、走行モードを、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、ＥＶ走行モードの間で切替えるとともに、シリーズＨＥＶ走行モード時の変速段（ローギヤ／ハイギヤ）を切替えるために、切替制御部８０ａを機能的に有している。ＨＥＶ−ＣＵ８０では、ＲＯＭなどに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、切替制御部８０ａの機能が実現される。切替制御部８０ａは、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。

切替制御部８０ａは、主として要求駆動力及び車速に基づいて、走行モードの切替え制御を行う。より具体的には、切替制御部８０ａは、例えば、発進時などでは、エンジンを停止して第１モータ・ジェネレータ２１及び／又は第２モータ・ジェネレータ２２の駆動力で走行するＥＶ走行モードを選択する。また、切替制御部８０ａは、低速走行時（低負荷走行時）や高電圧バッテリ７０のＳＯＣが低下している場合などでは、第１モータ・ジェネレータ２１で発電した電力を用いて第２モータ・ジェネレータ２２を駆動して走行するシリーズＨＥＶ走行モードを選択する。さらに、切替制御部８０ａは、要求駆動力や車速などに応じて、第１モータ・ジェネレータ２１及び／又は第２モータ・ジェネレータ２２の駆動力とエンジン１０の駆動力とにより走行するパラレルＨＥＶ走行モードを選択する。

切替制御部８０ａは、シリーズＨＥＶ走行モードを選択するときには、第１スプライン３１と第２スプライン３２とを接続するようにアクチュエータ７５（第１スリーブ３７１）を制御（駆動）する。また、切替制御部８０ａは、パラレルＨＥＶ走行モードを選択するときには、第１スプライン３１、第２スプライン３２、及び第３スプライン３３を接続するようにアクチュエータ７５（第１スリーブ３７１）を制御（駆動）する。さらに、切替制御部８０ａは、ＥＶ走行モードを選択するときには、第２スプライン３２と第３スプライン３３とを接続するようにアクチュエータ７５（第１スリーブ３７１）を制御（駆動）する。

上述したように構成されることにより、本実施形態に係るハイブリッド車両のパワーユニット１は、エンジンを停止して第１モータ・ジェネレータ２１及び／又は第２モータ・ジェネレータ２２の駆動力で走行するＥＶ走行機能、第１モータ・ジェネレータ２１で発電した電力を用いて第２モータ・ジェネレータ２２を駆動して走行するシリーズＨＥＶ走行機能、第１モータ・ジェネレータ２１及び／又は第２モータ・ジェネレータ２２の駆動力とエンジン１０の駆動力とにより走行するパラレルＨＥＶ走行機能を発揮する。

また、切替制御部８０ａは、パラレルＨＥＶ走行モードで走行できる範囲（エンジンを利用できる速度領域）を広げるため、第１スプライン３１、第２スプライン３２、及び第３スプライン３３を第１スリーブ３７１によって接続した状態において（すなわちパラレルＨＥＶ走行モード時に）、例えば要求駆動力及び車両の速度（車速）に応じて、第５スプライン３５の接続先を、第４スプライン３４と、第６スプライン３６との間で切替えるように、アクチュエータ７５（第２スリーブ３７２）を制御する。より具体的には、切替制御部８０ａは、例えば、比較的車速が高く（高速走行領域）要求駆動力が低い場合には、第５スプライン３５の接続先を第４スプライン３４（ハイギヤ）に切替え、比較的車速が低く（低速走行領域）要求駆動力が高い場合には、第５スプライン３５の接続先を第６スプライン３６（ローギヤ）に切替える。

また、切替制御部８０ａは、第５スプライン３５の接続先を、第４スプライン３４と、第６スプライン３６との間で切替える際に（すなわち、第５スプライン３５と第４スプライン３４とが接続された状態と、第５スプライン３５と第６スプライン３６とが接続された状態とを切替える際に）、第５スプライン３５を一時的に中立状態（ニュートラル状態）とし、第５スプライン３５が中立状態（ニュートラル状態）となっている間に、エンジン１０（又は第１モータ・ジェネレータ２１）の回転数を、第２スリーブ３７２と、第４スプライン３４又は第６スプライン３６とを嵌合可能な回転数に調節する（回転数を合わせる）。そして、その後（回転数を調節した後）、アクチュエータ７５を駆動して、第５スプライン３５の接続先を、第４スプライン３４（第１ギヤ対２６：ハイギヤ）又は第６スプライン３６（第２ギヤ対２９：ローギヤ）に切替える。

ここで、シリーズＨＥＶ走行モードにおけるドグクラッチ３０を介したトルク伝達経路（太線で表示）を図２に示す。同様に、パラレルＨＥＶ走行モード（ハイギヤ時）におけるドグクラッチ３０を介したトルク伝達経路（太線で表示）を図３に示す。また、パラレルＨＥＶ走行モード（ローギヤ時）におけるドグクラッチ３０を介したトルク伝達経路（太線で表示）を図４に示す。さらに、ＥＶ走行モードにおけるドグクラッチ３０を介したトルク伝達経路（太線で表示）を図５に示す。

図２に太線で示されるように、シリーズＨＥＶ走行モードでは、第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２が（中央の位置から）図面左側方向に摺動される。そして、第１スプライン３１と第２スプライン３２とが第１スリーブ３７１によって接続される。すなわち、第１スプライン３１、第１スリーブ３７１、第２スプライン３２を介して、エンジン１０と第１モータ・ジェネレータ２１が接続される。一方、第２モータ・ジェネレータ２２は、車軸（フロントドライブシャフト４０及びプロペラシャフト６０）に接続されている。よって、エンジン１０によって第１モータ・ジェネレータ２１が駆動されて発電機として稼働し、その第１モータ・ジェネレータ２１によって発電された電力によって第２モータ・ジェネレータ２２が駆動されて、駆動輪（車両）が駆動される。なお、この場合、油圧クラッチを用いることなくエンジン１０及び第１モータ・ジェネレータ２１を切離しているため、クラッチの引きずりロスが発生しない。同時に、第４スプライン３４と第５スプライン３５とが第２スリーブ３７２によって接続され、第１ギヤ対２６（ハイギヤ）が選択される。ただし、シリーズＨＥＶ走行モードでは、第１ギヤ対２６はトルク伝達に関与しない。

パラレルＨＥＶ走行モード（ハイギヤ時）では、図３に太線で示されるように、第１スリーブ３７１が中央左側の位置に、第２スリーブ３７２が左側の位置に摺動されて、第１スプライン３１と第２スプライン３２と第３スプライン３３とが第１スリーブ３７１によって接続される。すなわち、エンジン１０、第１モータ・ジェネレータ２１、及び第２モータ・ジェネレータ２２と車軸（フロントドライブシャフト４０及びプロペラシャフト６０）とが接続される。よって、エンジン１０と第２モータ・ジェネレータ２２及び／又は第１モータ・ジェネレータ２１によって駆動輪（車両）が駆動される。なお、この場合、油圧クラッチを用いることなく３要素（第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３）を締結しているため、油圧によるロス（オイルポンプ・ロスやシーリング・フリクションなど）が発生しない。また、同時に、第４スプライン３４と第５スプライン３５とが第２スリーブ３７２によって接続され、第１ギヤ対２６（ハイギヤ）が選択される。よって、エンジン１０、第１モータ・ジェネレータ２１の駆動トルクは第１ギヤ対２６（ハイギヤ）を介してフロントドライブシャフト４０に伝達される。

一方、パラレルＨＥＶ走行モード（ローギヤ時）では、図４に太線で示されるように、第１スリーブ３７１が中央右側の位置に、第２スリーブ３７２が右側の位置に摺動される。そして、第１スプライン３１と第２スプライン３２と第３スプライン３３とが第１スリーブ３７１によって接続される。すなわち、エンジン１０、第１モータ・ジェネレータ２１、及び第２モータ・ジェネレータ２２と車軸（フロントドライブシャフト４０及びプロペラシャフト６０）とが接続される。よって、エンジン１０と第２モータ・ジェネレータ２２及び／又は第１モータ・ジェネレータ２１によって駆動輪（車両）が駆動される。また、同時に、第５スプライン３５と第６スプライン３６とが第２スリーブ３７２によって接続され、第２ギヤ対２９（ローギヤ）が選択される。よって、エンジン１０、第１モータ・ジェネレータ２１の駆動トルクは第２ギヤ対２９（ローギヤ）を介してフロントドライブシャフト４０に伝達される。

ＥＶ走行モードでは、図４に太線で示されるように、第１スリーブ３７１が（中央の位置から）図面右側方向に、第２スリーブ３７２が右側の位置に摺動される。そして、第２スプライン３２と第３スプライン３３とが第１スリーブ３７１によって接続される。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２１と第２モータ・ジェネレータ２２と車軸（フロントドライブシャフト４０及びプロペラシャフト６０）が接続される。よって、第２モータ・ジェネレータ２２及び／又は第１モータ・ジェネレータ２１によって駆動輪（車両）が駆動される。なお、この場合、油圧クラッチを用いることなくエンジン１０を遮断しているため、クラッチの引きずりロスが発生しない。また、第２モータ・ジェネレータ２２に加えて、第１モータ・ジェネレータ２１もＥＶ駆動に使用することができるため、力強いＥＶ走行が可能となる。同時に、第５スプライン３５と第６スプライン３６とが第２スリーブ３７２によって接続され、第２ギヤ対２９（ローギヤ）が選択される。よって、第１モータ・ジェネレータ２１の駆動トルクは第２ギヤ対２９（ローギヤ）を介してフロントドライブシャフト４０に伝達される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、第１スリーブ３７１に形成されたスプライン３７１ａと、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３とにより第１ドグクラッチ３０１が構成され、当該第１ドグクラッチ３０１の締結・解放状態（すなわち、第１スリーブ３７１に形成されたスプライン３７１ａと、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３との嵌合状態）を切替えることにより、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、ＥＶ走行モードが切替えられる。そのため、エンジン１０を切離して（第１スプライン３１を切離して）走行するＥＶ走行時に、例えば油圧クラッチのような引きずり損失が生じない。また、ＥＶ走行時に、第２スプライン３２と第３スプライン３３とが接続されるとともに、第５スプライン３５と第６スプライン３６とが接続されるため、第１モータ・ジェネレータ２１と第２モータ・ジェネレータ２２との双方を用いて車両を駆動することができる。その結果、エンジン１０切離し時（クラッチ解放時）の引きずり損失を解消（すなわち燃費を向上）でき、かつ、２個（全て）のモータ・ジェネレータ２１，２２を駆動力源として用いてＥＶ走行を行うこと（すなわち、第２モータ・ジェネレータ２２を大型化することなく、ＥＶ走行時の駆動力増大、ＥＶ走行領域拡大、ドライバビリティ向上など）が可能となる。

また、本実施形態によれば、第１スプライン３１、第２スプライン３２、及び第３スプライン３３が接続されたパラレルＨＥＶ走行モード時に、要求駆動力及び車速に応じて、第５スプライン３５の接続先が、第４スプライン３４（第１ギヤ対２６）と第６スプライン３６（第２ギヤ対２９）との間で切替えられる。すなわち、パラレルＨＥＶ走行モード状態において、第３スプライン３３（第５スプライン３５）と車軸（フロントドライブシャフト４０）との間のトルク伝達経路を、第４スプライン３４（第１ギヤ対２６）と第６スプライン３６（第２ギヤ対２９）との間で切替えることができる。ここで、第１ギヤ対２６と第２ギヤ対２９とは異なるギヤ比に設定されている。そのため、例えば、高速走行時と中・低速走行時とで用いるギヤ対を切替えることにより、パラレルＨＥＶ走行領域を拡大することができる。また、この場合、２つのギヤ対、すなわち比較的シンプルかつ低コストな構成でパラレルＨＥＶ走行領域を拡大することができる。その結果、よりシンプルかつ低コストに（またフリクションも増大させることなく）、パラレルＨＥＶ走行モードで走行できる範囲（エンジンを利用できる速度領域）を広げることが可能となる。

本実施形態によれば、第１ギヤ対２６（歯車列）の第４スプライン３４からフロントドライブシャフト４０へのギヤ比が、第２ギヤ対２９（歯車列）の第６スプライン３６からフロントドライブシャフト４０へのギヤ比ギヤ比よりもハイギヤに設定されているため、例えば、高速走行時にハイギヤ側の第１ギヤ対２６を用い、中・低速走行時にローギヤ側の第２ギヤ対２９を用いることにより、パラレルＨＥＶ走行領域を拡大することが可能となる。

本実施形態によれば、第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２が、単一のシフトフォーク３９で把持されており、アクチュエータ７５（切替制御部８０ａ）によって、シフトフォーク３９が駆動されることにより、第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２が一体的に摺動される。そのため、第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２の駆動機構をよりシンプルな構成にすることができる。よって、システムの更なる軽量化、低コスト化を図ることが可能となる。

本実施形態によれば、第５スプライン３５の接続先が、第４スプライン３４と、第６スプライン３６との間で切替えられる際に、第５スプライン３５が一時的に中立状態（ニュートラル状態）とされ、第５スプライン３５が中立状態（ニュートラル状態）とされている間に、エンジン１０（又は第１モータ・ジェネレータ２１）の回転数が、第２スリーブ３７２と、第４スプライン３４又は第６スプライン３６と嵌合可能な回転数に調節される（回転数が合わせられる）。そして、その後、アクチュエータ７５が駆動されて、第５スプライン３５の接続先が、第４スプライン３４と第６スプライン３６との間で切替えられる。そのため、切替ショックを低減しつつ、第５スプライン３５の接続先（ハイギヤとローギヤと）を切替えることが可能となる。

本実施形態によれば、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３、及び第１スリーブ３７１が同軸上に配設されており、第１スリーブ３７１が、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３の外周上を、軸方向に摺動自在に構成されている。すなわち、第１スリーブ３７１に形成されたスプライン３７１ａと、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３とにより第１のドグクラッチ３０１が構成され、第１スリーブ３７１を軸方向に動かすことにより、第１のドグクラッチ３０１の締結・解放状態（すなわち、第１スリーブ３７１に形成されたスプライン３７１ａと、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３との嵌合状態）を切替えることにより、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、ＥＶ走行モードを切替えることができる。同様に、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６、及び第２スリーブ３７２が同軸上に配設されており、第２スリーブ３７２が、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６の外周上を、軸方向に摺動自在に構成されている。すなわち、第２スリーブ３７２に形成されたスプライン３７２ａと、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６とにより第２のドグクラッチ３０２が構成され、第２スリーブ３７２を軸方向に動かすことにより、第２のドグクラッチ３０２の締結・解放状態（すなわち、第２スリーブ３７２に形成されたスプライン３７２ａと、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６との嵌合状態）を切替えることにより、パラレルＨＥＶ走行モード時に、第５スプライン３５の接続先を、第１ギヤ対２６（第４スプライン３４）と第２ギヤ対２９（第６スプライン３６）との間で切替えることができる（すなわち、ギヤ比を切替えることができる）。

また、本実施形態によれば、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３それぞれが、互いに相対回転可能な外スプラインであり、第１スリーブ３７１が、第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３に外嵌可能な円筒状に形成され、その内周面に軸方向に延びる内スプラインが形成されている。そのため、円筒状の第１スリーブ３７１に形成された内スプライン３７１ａと、外スプラインからなる第１スプライン３１、第２スプライン３２、第３スプライン３３とによって（すなわち比較的シンプル構成によって）３要素を断続可能な第１ドグクラッチ３０１を構成することができる。同様に、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６それぞれが、互いに相対回転可能な外スプラインであり、第２スリーブ３７２が、第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６に外嵌可能な円筒状に形成され、その内周面に軸方向に延びる内スプライン３７２ａが形成されている。そのため、円筒状の第２スリーブ３７２に形成された内スプライン３７２ａと、外スプラインからなる第４スプライン３４、第５スプライン３５、第６スプライン３６とによって（すなわち比較的シンプル構成によって）第１ギヤ対２６と第２ギヤ対２９とを切替え可能（選択可能）な第２ドグクラッチ３０２を構成することができる。

本実施形態によれば、第２モータ・ジェネレータ２２から車軸（フロントドライブシャフト４０）へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比が、エンジン１０から車軸（フロントドライブシャフト４０）へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比よりもローギヤに設定されている。そのため、エンジン１０及び第２モータ・ジェネレータ２２それぞれを効率よく運転することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、第１モータ・ジェネレータ２１でエンジン１０を始動する構成としたが、エンジン１０を始動するためのスタータ（又はスタータ・ジェネレータ）を別に備える構成としてもよい。また、複数のギヤやシャフトから構成される駆動系の構成は、上記実施形態には限られない。例えば、第１ギヤ対２６（ハイギヤ）と第２ギヤ対２９（ローギヤ）の配置は上記実施形態に限られることなく、双方を互いに入れ替えてもよい（逆にしてもよい）。

上記実施形態では、第１スリーブ３７１及び第２スリーブ３７２を動かすアクチュエータ７５として電動式のアクチュエータを用いたが、電動式のものに代えて、例えば油圧式のアクチュエータを用いてもよい。また、アクチュエータ７５（第１スリーブ３７１、第２スリーブ３７２）の駆動制御を、ＨＥＶ−ＣＵ８０（８０Ｂ）ではなく、他のＥＣＵで行う構成としてもよい。

上記実施形態では、本発明をＡＷＤ車（全輪駆動車）に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、例えば２ＷＤ車（ＦＦ車やＦＲ車）にも適用することもできる。

上記実施形態では、第１スプライン３７１と第２スプライン３７２とが単一のシフトフォーク３９によって把持され、第１スプライン３７１と第２スプライン３７２とが連動して（一体的に）摺動する構成としたが、第１スプライン３７１と第２スプライン３７２とを別々に（独立して）駆動する構成としてもよい。なお、このような構成にすれば、ＥＶ走行モードにおいても、ハイギヤとローギヤとを切替えることが可能となる。

また、第１スプライン３１と第２スプライン３２との間、及び／又は、第２スプライン３２と第３スプライン３３との間に、第１スプライン３１、及び／又は、第３スプライン３３と第１スリーブ３７１との回転を同期させるシンクロ機構を設けてもよい。同様に、第４スプライン３４と第５スプライン３５との間、及び／又は、第５スプライン３５と第６スプライン３６との間に、第４スプライン３４、及び／又は、第６スプライン３６と第２スリーブ３７２との回転を同期させるシンクロ機構を設けてもよい。

なお、上述した構成に加えて、第１ギヤ対２６を構成するドリブンギヤ２６ｂ、及び第２ギヤ対２９を構成するドリブンギヤ２９ｂに、第５スプライン３５からのトルクを車軸（フロントドライブシャフト４０）に伝達する一方、車軸（フロントドライブシャフト４０）からのトルクを第５スプライン３５（すなわちエンジン１０、第１モータ・ジェネレータ２１側）には伝達することなく遮断するワンウェイ・クラッチをさらに備える構成としてもよい。このようにすれば、第１モータ・ジェネレータ２１の回転数を車軸の回転数よりも低い任意の回転数に調節（制御）することができる。すなわち、第１スプライン３１（エンジン１０）の回転数と第２スプライン３２（第１モータ・ジェネレータ２１）の回転数とを合わせることができる。その結果、スリーブ３４を動かして第１スプライン３１と第２スプライン３２とを接続することにより、ＥＶ走行モード中であってもエンジン１０の再始動をスムーズに行うことが可能となる。なお、第２モータ・ジェネレータ２２には車軸（フロントドライブシャフト４０）からのトルクが伝達されるため、回生動作は第２モータ・ジェネレータ２２によって行うことができる。

１ ハイブリッド車両のパワーユニット
１０ エンジン
２１ 第１モータ・ジェネレータ
２２ 第２モータ・ジェネレータ
２６ 第１ギヤ対（ハイギヤ）
２９ 第２ギヤ対（ローギヤ）
３０ ドグクラッチ
３０１ 第１ドグクラッチ
３０２ 第２ドグクラッチ
３１ 第１スプライン
３２ 第２スプライン
３３ 第３スプライン
３４ 第４スプライン
３５ 第５スプライン
３６ 第６スプライン
３７１ 第１スリーブ
３７１ａ スプライン
３７２ 第２スリーブ
３７２ａ スプライン
３９ シフトフォーク
４０ フロントドライブシャフト（前輪出力軸）
４２ フロントデファレンシャル
６０ プロペラシャフト（後輪出力軸）
６１ トランスファクラッチ
７０ 高電圧バッテリ
７１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
７２ 低電圧バッテリ
７５ アクチュエータ
８０ ＨＥＶ−ＣＵ
８０ａ 切替制御部
８１ ＥＣＵ
８２ ＰＣＵ
８５ ＶＤＣＵ
９１ アクセルペダルセンサ
９２ スロットル開度センサ
９３ Ｇセンサ（加速度センサ）
９４ 車速センサ（車輪速センサ）
９５ 回転数センサ
１００ ＣＡＮ

Claims (7)

1. エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、第２モータ・ジェネレータとを備えるハイブリッド車両のパワーユニットにおいて、
   前記エンジンの出力軸とトルク伝達可能に接続された第１スプラインと、
   前記第１モータ・ジェネレータの回転軸とトルク伝達可能に接続された第２スプラインと、
   前記第１スプライン、及び前記第２スプラインと同軸上に並べて配設された第３スプラインと、
   駆動輪との間でトルクを伝達する車軸とトルク伝達可能に接続された第１ギヤ対に設けられた第４スプラインと、
   前記第３スプラインと接続された第５スプラインと、
   前記第１ギヤ対と異なるギヤ比に設定され、前記車軸とトルク伝達可能に接続された第２ギヤ対に設けられた第６スプラインと、
   前記第１スプライン、前記第２スプライン、前記第３スプラインと嵌合可能に形成されたスプラインを有し、位置に応じて、前記第１スプライン、前記第２スプライン、前記第３スプラインの接続状態を切替える第１スリーブと、
   前記第４スプライン、前記第５スプライン、前記第６スプラインと嵌合可能に形成されたスプラインを有し、位置に応じて、前記第５スプラインの接続先を、前記第４スプラインと、前記第６スプラインとの間で切替える第２スリーブと、
   前記第１スリーブ及び前記第２スリーブを摺動させるアクチュエータと、
   前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、シリーズＨＥＶ走行モード時に前記第１スプラインと前記第２スプラインとを接続し、パラレルＨＥＶ走行モード時に前記第１スプライン、前記第２スプライン、及び前記第３スプラインを接続し、ＥＶ走行モード時に前記第２スプラインと前記第３スプラインとを接続するように前記アクチュエータを制御するとともに、前記第１スプライン、前記第２スプライン、及び前記第３スプラインが接続されたパラレルＨＥＶ走行モード時に、車両の速度に応じて、前記第５スプラインの接続先を、前記第４スプラインと前記第６スプラインとの間で切替えるように前記アクチュエータを制御することを特徴とするハイブリッド車両のパワーユニット。
2. 前記第１ギヤ対における前記第４スプラインから前記車軸へのギヤ比は、前記第２ギヤ対における前記第６スプラインから前記車軸へのギヤ比と比較してハイギヤに設定されており、
   前記制御手段は、ＥＶ走行モード時に、前記第５スプラインと前記第６スプラインとを接続するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のパワーユニット。
3. 前記第１スリーブ及び前記第２スリーブは、単一のシフトフォークで把持されており、
   前記アクチュエータは、前記シフトフォークを駆動することにより、前記第１スリーブ及び前記第２スリーブを一体的に摺動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両のパワーユニット。
4. 前記制御手段は、前記第５スプラインの接続先を、前記第４スプラインと、前記第６スプラインとの間で切替える際に、前記第５スプラインを中立状態とし、前記第５スプラインが中立状態となっている間に、前記エンジンの回転数を、前記第２スリーブと、前記第４スプライン又は前記第６スプラインとを嵌合可能な回転数に調節し、その後、前記アクチュエータを駆動して、前記第５スプラインの接続先を、前記第４スプラインと、前記第６スプラインとの間で切替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のパワーユニット。
5. 前記第１スプライン乃至前記第６スプライン、及び、第１スリーブ、第２スリーブは、同軸上に配設されており、
   前記第１スリーブは、前記第１スプライン、前記第２スプライン、前記第３スプラインの外周上を、軸方向に摺動自在に構成されており、
   前記第２スリーブは、前記第４スプライン、前記第５スプライン、前記第６スプラインの外周上を、軸方向に摺動自在に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のパワーユニット。
6. 前記第１スプライン乃至前記第３スプライン、及び、前記第４スプライン乃至前記第６スプラインは、互いに相対回転可能な外スプラインであり、
   前記第１スリーブは、前記第１スプライン、前記第２スプライン、前記第３スプラインに外嵌可能な円筒状に形成され、内周面に沿って軸方向に延びる内スプラインが形成されており、
   前記第２スリーブは、前記第４スプライン、前記第５スプライン、前記第６スプラインに外嵌可能な円筒状に形成され、内周面に沿って軸方向に延びる内スプラインが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のパワーユニット。
7. 前記第２モータ・ジェネレータから前記車軸へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比は、前記エンジンから前記車軸へ伝達されるトルクの伝達経路の総ギヤ比よりもローギヤに設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のパワーユニット。

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