JPWO2019159604A1 - ハイブリッド車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

ハイブリッド車両の駆動装置（１００）は、内燃機関（１）と、第１遊星歯車機構（１０）と、第１モータジェネレータ（２）と、第２遊星歯車機構（２０）と、第２遊星歯車機構（２０）のサンギヤ（２１）から出力された動力を車軸（５７）に伝達するための動力伝達経路を形成する経路形成部と、経路形成部に接続され、経路形成部を介して車軸（５７）に動力を伝達する第２モータジェネレータ（３）と、サンギヤ（２１）と第２モータジェネレータ（３）との間に介装されたワンウェイクラッチ（５０）と、第２遊星歯車機構（２０）のリングギヤ（２２）の回転を制動または非制動するブレーキ機構（３０）と、第２遊星歯車機構（２０）のサンギヤ（２１）とリングギヤ（２２）とを一体に結合または分離するクラッチ機構（４０）と、ブレーキ機構（３０）およびクラッチ機構（４０）の動作を制御する制御部（４）とを備える。

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関する。

この種の装置として、従来、車両走行の動力源としてエンジンと電動機とを備えるとともに、エンジンで発生した動力を出力側と発電機側とに分割可能な動力分割用遊星歯車機構と、エンジンで発生した動力を２つの経路で出力側に伝達可能な変速用遊星歯車機構とを備える装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、１つのブレーキと２つのクラッチの係合動作を制御することにより、ＥＶモード、シリーズモード、ＨＶモードの３つの走行モードに切換可能であり、さらにＨＶモードで低速段または高速段への変速が可能である。

特許第５３９１９５９号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、１つのブレーキと２つのクラッチの係合動作を制御することによりＨＶモードの変速などを実現するため、構成が複雑であり、変速動作などの応答性を高めることが困難である。

本発明の一態様であるハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関と、内燃機関で発生した動力が入力される第１遊星歯車機構と、第１遊星歯車機構に接続された第１モータジェネレータと、サンギヤとキャリアとリングギヤとを有し、第１遊星歯車機構から出力された動力が前記キャリアを介して入力される第２遊星歯車機構と、第２遊星歯車機構の前記サンギヤから出力された動力を車軸に伝達するための動力伝達経路を形成する経路形成部と、動力伝達経路に接続され、動力伝達経路を介して車軸に動力を伝達する第２モータジェネレータと、第２遊星歯車機構のサンギヤと第２モータジェネレータの出力軸との間の動力伝達経路に介装され、サンギヤに対する出力軸の一方向の相対回転を許容する一方、反対方向の相対回転を禁止するワンウェイクラッチと、係合動作または解放動作により、第２遊星歯車機構のリングギヤの回転を制動または非制動するブレーキ機構と、係合動作または解放動作により、第２遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとを一体に結合または分離するクラッチ機構と、ブレーキ機構およびクラッチ機構の動作を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、簡易な構成により、クラッチ機構とブレーキ機構による変速動作などの応答性を容易に高めることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の全体構成を概略的に示すスケルトン図。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置を構成する要部の接続状態をまとめて示す図。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置により実現可能な走行モードの例を示す図。 図１の駆動装置のＥＶモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。 図１の駆動装置のＷモータモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。 図１の駆動装置のシリーズモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。 図１の駆動装置のＨＶローモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。 図１の駆動装置のＨＶハイモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。 ＨＶローモードとＨＶハイモードとにおける車速と駆動力および出力との関係を示す図。 ＥＶモードにおける動作を示す共線図。 Ｗモータモードにおける動作を示す共線図。 ＥＶモードからエンジンを始動する際の動作を示す共線図。 ＨＶハイモードにおける動作を示す共線図。 ＨＶローモードにおける動作を示す共線図。 図１の駆動装置の制御構成の変形例を示すブロック図。 図１の変形例を示すスケルトン図。 図１の他の変形例を示すスケルトン図。

以下、図１〜図１３を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る駆動装置は、走行駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に適用される。図１は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００の全体構成を概略的に示すスケルトン図である。

図１に示すように、駆動装置１００は、エンジン（ＥＮＧ）１と、第１および第２モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）２、３と、動力分割用の第１遊星歯車機構１０と、変速用の第２遊星歯車機構２０とを備える。駆動装置１００は車両の前部に搭載され、駆動装置１００の動力は前輪１０１に伝達される。したがって、車両は前輪駆動式車両（いわゆるＦＦ車両）として構成される。

エンジン１は、スロットルバルブを介して供給される吸入空気とインジェクタから噴射される燃料とを適宜な割合で混合し、点火プラグ等により点火して燃焼させ、これにより回転動力を発生する内燃機関（例えばガソリンエンジン）である。なお、ガソリンエンジンに代えてディーゼルエンジン等、各種エンジンを用いることもできる。スロットルバルブの開度およびインジェクタからの燃料の噴射量（噴射時期、噴射時間）はコントローラ（ＥＣＵ）４により制御される。エンジン１の出力軸１ａは、軸線ＣＬ１を中心に延在する。

第１および第２モータジェネレータ２，３は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のロータと、ロータの周囲に配置された略円筒形状のスタータとを有し、モータおよび発電機として機能することができる。すなわち、第１および第２モータジェネレータ２，３のロータは、電力制御ユニット（ＰＣＵ）５を介してバッテリ６からステータのコイルに供給される電力により駆動する。このとき第１および第２モータジェネレータ２，３は、モータとして機能する。

一方、第１および第２モータジェネレータ２，３のロータの回転軸２ａ，３ａが外力により駆動されると、第１および第２モータジェネレータ２，３は発電し、電力制御ユニット５を介して電力がバッテリ６に蓄電される。このとき第１および第２モータジェネレータ２，３は、発電機として機能する。なお、通常走行時、例えば定速走行時や加速走行時等には、第１モータジェネレータ２は主に発電機として機能し、第２モータジェネレータ３は主にモータとして機能する。

第１モータジェネレータ２の外径は第２モータジェネレータ３の外径とほぼ等しい。これに対し、第１モータジェネレータ２（ロータ）の内径は第２モータジェネレータ３（ロータ）の内径よりも大きい。第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とは、同軸上に軸方向に互いに離間して配置される。これにより、一対のモータジェネレータが同軸上に配置されていないものに比べ、駆動装置１００全体を小型化して構成することができる。

第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とは、例えば同一のケース７内に収容され、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３との間の空間ＳＰは、ケース７によって包囲される。なお、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とが互いに別々のケースに収容されてもよい。

第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３との間の空間ＳＰには、第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構２０とが配置される。より詳しくは、第１モータジェネレータ２側に第１遊星歯車機構１０が、第２モータジェネレータ３側に第２遊星歯車機構２０がそれぞれ配置される。特に、第１遊星歯車機構１０は、第１モータジェネレータ２の径方向内側に配置される。これにより駆動装置１００を、軸方向にコンパクトに構成することができる。

第１遊星歯車機構１０は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心として回転する第１サンギヤ１１および第１サンギヤ１１の周囲に配置された第１リングギヤ１２と、第１サンギヤ１１と第１リングギヤ１２との間にこれらギヤ１１，１２に噛合して配置された周方向複数の第１ピニオン（プラネタリギヤ）１３と、第１ピニオン１３を自転可能に、かつ、軸線ＣＬ１を中心として公転可能に支持する第１キャリア１４とを有する。

第２遊星歯車機構２０も第１遊星歯車機構１０と同様に、それぞれ軸線ＣＬ１を中心として回転する第２サンギヤ２１および第２サンギヤ２１の周囲に配置された第２リングギヤ２２と、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２との間にこれらギヤ２１，２２に噛合して配置された周方向複数の第２ピニオン（プラネタリギヤ）２３と、第２ピニオン２３を自転可能に、かつ、軸線ＣＬ１を中心として公転可能に支持する第２キャリア２４とを有する。

エンジン１の出力軸１ａは第１キャリア１４に連結され、エンジン１の動力が第１キャリア１４を介して第１遊星歯車機構１０に入力される。なお、エンジン１を始動させる場合には、第１遊星歯車機構１０を介してエンジン１に第１モータジェネレータ２からの動力が入力される。第１キャリア１４は、ケース７の周壁の内周面に設けられたワンウェイクラッチ１５に連結される。ワンウェイクラッチ１５は、第１キャリア１４の正方向の回転、すなわちエンジン１と同一方向の回転を許可し、逆方向の回転を禁止する。ワンウェイクラッチ１５を設けたことにより、第１キャリア１４を介してエンジン１に逆方向のトルクが作用すること、つまりエンジン１の逆転を防止できる。

第１サンギヤ１１は、第１モータジェネレータ２のロータの回転軸２ａに連結され、第１サンギヤ１１と第１モータジェネレータ２（ロータ）とは一体に回転する。第１リングギヤ１２は第２キャリア２４に連結され、第１リングギヤ１２と第２キャリア２４とは一体に回転する。このような構成により、第１遊星歯車機構１０は、キャリア１４を介して入力された動力を、第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に出力するとともに、第１リングギヤ１２を介して車軸５７側の第２キャリア２４に出力することができる。すなわち、エンジン１からの動力を第１モータジェネレータ２と第２遊星歯車機構２０とに分割して出力することができる。

第２リングギヤ２２の径方向外側には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の外側ドラム２５が設けられる。第２リングギヤ２２は外側ドラム２５に連結され、両者は一体に回転する。外側ドラム２５の周囲には、ブレーキ機構３０が設けられる。ブレーキ機構３０は、例えば湿式多板式ブレーキとして構成され、径方向に延在する軸方向複数のプレート（摩擦材）３１と、プレート３１に対し軸方向交互に配置されるとともに、径方向に延在する軸方向複数（複数の図示は省略）のディスク（摩擦材）３２とを有する。複数のプレート３１は、その外径側端部がケース７の周壁の内周面に、周方向に回転不能にかつ軸方向に移動可能に係合される。複数のディスク３２は、その内径側端部が外側ドラム２５の外周面に、外側ドラム２５に対し周方向に相対回転不能にかつ軸方向に移動可能に係合される。

ブレーキ機構３０は、プレート３１とディスク３２とを互いに離間させ、ディスク３２をプレート３１から解放させるような付勢力を付与するばね（不図示）と、ばねの付勢力に抗してプレート３１とディスク３２とを互いに係合させるような押圧力を付与するピストン（不図示）とを有する。ピストンは、油圧制御装置８を介して供給される油の圧力により駆動される。ピストンに油圧力が作用しない状態では、プレート３１とディスク３２とが互いに離間してブレーキ機構３０が解除（オフ）され、第２リングギヤ２２の回転が許可される。一方、ピストンに油圧力が作用すると、プレート３１とディスク３２とが係合され、ブレーキ機構３０が作動（オン）する。この状態では、第２リングギヤ２２の回転が阻止される。

外側ドラム２５の径方向内側には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の内側ドラム２６が外側ドラム２５に対向して設けられる。第２サンギヤ２１は、軸線ＣＬ１に沿って延在する第２遊星歯車機構２０の出力軸２７に連結されるとともに、内側ドラム２６に連結され、第２サンギヤ２１と出力軸２７と内側ドラム２６とは一体に回転する。外側ドラム２５と内側ドラム２６との間には、クラッチ機構４０が設けられる。

クラッチ機構４０は、例えば湿式多板式クラッチとして構成され、径方向に延在する軸方向複数のプレート（摩擦材）４１と、プレート３１に対し軸方向交互に配置されるとともに、径方向に延在する軸方向複数（複数の図示は省略）のディスク（摩擦材）４２とを有する。複数のプレート４１は、その外径側端部が外側ドラム２５の内周面に、外側ドラム２５に対し周方向に相対回転不能にかつ軸方向に移動可能に係合される。複数のディスク４２は、その内径側端部が内側ドラム２６の外周面に、内側ドラム２６に対し周方向に相対回転不能にかつ軸方向に移動可能に係合される。

クラッチ機構４０は、プレート４１とディスク４２とを互いに離間させ、ディスク４２をプレート４１から解放させるような付勢力を付与するばね（不図示）と、ばねの付勢力に抗してプレート４１とディスク４２とを互いに係合させるような押圧力を付与するピストン（不図示）とを有する。ピストンは、油圧制御装置８を介して供給される油の圧力により駆動される。

ピストンに油圧力が作用しない状態では、プレート４１とディスク４２とが互いに離間してクラッチ機構４０が解除（オフ）され、第２リングギヤ２２に対する第２サンギヤ２１の相対回転が可能となる。このとき、ブレーキ機構３０のオンにより第２リングギヤ２２の回転が阻止されると、第２キャリア２４に対する出力軸２７の回転が増速される。この状態は、変速段が高速段（ハイ）に切り換わった状態に相当する。

一方、ピストンに油圧力が作用すると、プレート４１とディスク４２とが係合してクラッチ機構４０が作動（オン）し、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とが一体に結合される。このとき、ブレーキ機構３０のオフにより第２リングギヤ２２の回転が許容されると、出力軸２７は第２キャリア２４と一体となって第２キャリア２４と同一速度で回転する。この状態は、変速段が低速段（ロー）に切り換わった状態に相当する。

本実施形態では、変速段がハイに切り換わったときの変速比α１に対する変速段がローに切り換わったときの変速比α２の割合（α２／α１）、すなわち段間比が、比較的大きな値（例えば１．８以上）となるように第２遊星歯車機構２０の各要素が構成される。これにより低速高トルクから高速低トルクまでの走行を容易に実現することができ、走行性能が向上する。

ブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とは、いずれも湿式多板式として構成されるため、これらには冷却油が供給される。この点に関し、一般に低速段を実現するための摩擦要素（クラッチ機構４０）の発熱は、高速段を実現するための摩擦要素（ブレーキ機構３０）の発熱よりも小さい。そして、本実施形態では、クラッチ機構４０のオン時に第２サンギヤ２１に接続された内側ドラム２６のディスク４２と第２リングギヤ２２に接続された外側ドラム２５のプレート４１とを係合するので、クラッチ機構４０は、第２キャリア２４を介した入力トルクよりも伝達トルク容量の小さい構成となる。これにより、摩擦材の枚数を低減することができ、クラッチ機構４０を小型化することができる。

さらに、ブレーキ機構３０はケース７の周壁の内周面に設けられるので、ブレーキ機構３０に冷却油を供給するための油路を、ケース７を貫通して設けることができる。これにより、ブレーキ機構３０に対する回転軸（出力軸２７など）側からの冷却油の供給量を低減することができるとともに、ブレーキ機構３０に対し回転軸側からブレーキ作動油等の高圧油を供給する必要がなくなる。このため、簡易な構成によりブレーキ機構３０に必要十分な冷却油と高圧油（ブレーキ作動油）とを供給することができ、駆動装置１００の小型化が可能になるとともに、油圧応答性を向上させることができる。

出力軸２７は、ワンウェイクラッチ５０を介して、軸線ＣＬ１を中心とした出力ギヤ５１に連結される。ワンウェイクラッチ５０は、出力軸２７に対する出力ギヤ５１の正方向の回転、すなわち車両の前進方向に対応する相対回転を許容し、後進方向に対応する相対回転を禁止する。換言すると、車両前進方向に対応する出力軸２７の回転速度が出力ギヤ５１の回転速度よりも速いときは、ワンウェイクラッチ５０はロックし、出力軸２７と出力ギヤ５１とが一体に回転する。一方、車両前進方向に対応する出力ギヤ５１の回転速度が出力軸２７の回転速度よりも速いときは、ワンウェイクラッチ５０は解放し、出力ギヤ５１は、トルクの引き込みを生じることなく出力軸２７に対しフリーに回転する。

出力ギヤ５１には、第２モータジェネレータ３のロータの回転軸３ａが連結され、出力ギヤ５１と第２モータジェネレータ３（回転軸３ａ）とは一体に回転する。この場合、出力軸２７と回転軸３ａとの間にはワンウェイクラッチ５０が介装されるため、出力軸２７に対する回転軸３ａの正方向の相対回転が許容される。すなわち、第２モータジェネレータ３の回転速度が出力軸２７の回転速度よりも速いときは、第２モータジェネレータ３は、出力軸２７（第２遊星歯車機構２０）のトルクの引き込みなく効率よく回転できる。ワンウェイクラッチ５０は、回転軸３ａの径方向内側に配置される。このため、駆動装置１００の軸方向長さを抑えることができ、駆動装置１００の小型化も実現できる。

第２モータジェネレータ３のロータの径方向内側には、オイルポンプ（ＭＯＰ）６０が配置される。オイルポンプ６０は、エンジン１の出力軸１ａに連結され、エンジン１により駆動される。このようなオイルポンプ６０の配置により、駆動装置１００全体を小型化できる。エンジン１の停止時にオイルの供給が必要なときは、バッテリ６からの電力により電動ポンプ（ＥＯＰ）６１を駆動することで、必要なオイルが賄われる。

出力ギヤ５１には、軸線ＣＬ１に対し平行に延在するカウンタ軸５２を中心に回転可能な大径ギヤ５３が噛合され、大径ギヤ５３を介してカウンタ軸５２にトルクが伝達される。カウンタ軸５２に伝達されたトルクは、小径ギヤ５４を介して差動装置５５のリングギヤ５６に伝達され、さらに差動装置５５を介して左右の車軸５７に伝達される。これにより前輪１０１が駆動され、車両が走行する。

ケース７の周壁の内周面には、ブレーキ機構３０の軸方向側方に、外側ドラム２５の外周面に面して、外側ドラム２５の回転数を検出する非接触式の回転数センサ３５が設けられる。これにより、駆動装置１００を軸方向に長尺化することなく、ケース７と外側ドラム２５との間の径方向隙間に回転数センサ３５を効率よく配置することができる。

油圧制御装置８は、電気信号により作動する電磁弁や電磁比例弁などの制御弁を含む。これら制御弁はコントローラ４からの指令に応じて作動し、ブレーキ機構３０やクラッチ機構４０などへの圧油の流れを制御する。これによりブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０のオンオフを切り換えることができる。

コントローラ４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ４には、回転数センサ３５、車速を検出する車速センサ３６、およびアクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ３７などからの信号が入力される。コントローラ４は、これらの入力信号に基づいて、予め定められた車速とアクセル開度などから規定される車両の駆動力特性を示す駆動力マップに従い、走行モードを決定する。さらに走行モードに応じて車両が走行するように、電力制御ユニット５や油圧制御装置８などに制御信号を出力し、第１および第２モータジェネレータ２，３の作動を制御するとともに、ブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の作動を制御する。

図２は、駆動装置１００を構成する要部の接続状態をまとめて示す図である。図２に示すように、エンジン１には動力分割用の第１遊星歯車機構１０が接続される。第１遊星歯車機構１０には第１モータジェネレータ２と変速用の第２遊星歯車機構２０とが接続される。第２遊星歯車機構２０にはワンウェイクラッチ５０を介して第２モータジェネレータ３が接続され、第２モータジェネレータ３に駆動輪として前輪１０１が接続される。

図３は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００により実現可能ないくつかの走行モードの例と、各走行モードに対応するブレーキ機構（ＢＲ）３０、クラッチ機構（ＣＬ）４０、ワンウェイクラッチ（ＯＷＹ）５０およびエンジン（ＥＮＧ）１の作動状態とを表形式で示す図である。

図３には、代表的な走行モードとして、ＥＶモード、Ｗモータモード、シリーズモード、およびＨＶモードが示される。ＨＶモードはローモード（ＨＶローモード）とハイモード（ＨＶハイモード）とに分類される。図中、ブレーキ機構３０のオン（係合）、クラッチ機構４０のオン（係合）、ワンウェイクラッチ５０のロック、およびエンジン１の作動をそれぞれ○印で示し、ブレーキ機構３０のオフ（解放）、クラッチ機構４０のオフ（解放）、ワンウェイクラッチ５０のアンロック（解放）およびエンジン１の停止をそれぞれ×印で示す。

ＥＶモードは、第２モータジェネレータ３の動力のみによって走行するモードである。図３に示すように、ＥＶモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とがともにオフされ、エンジン１が停止される。図４は、ＥＶモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。

図４に示すように、ＥＶモードでは、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクが、出力ギヤ５１、大径ギヤ５３、小径ギヤ５４、および差動装置５５を介して車軸５７に伝達される。このとき、ワンウェイクラッチ５０の作用により出力軸２７は停止したままであり、第２モータジェネレータ３の上流側（第２遊星歯車機構側）の回転要素によるトルクの引き込み（回転抵抗）を生じさせることなく、効率よく車両を走行させることができる。

Ｗモータモードは、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ３の動力によって走行するモードである。図３に示すように、Ｗモータモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオフされ、クラッチ機構４０がオンされ、エンジン１が停止される。図５は、Ｗモータモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。

図５に示すように、Ｗモータモードでは、ワンウェイクラッチ１５の作用により第１キャリア１４の回転が阻止されており、第１モータジェネレータ２から出力されたトルクが、第１サンギヤ１１、第１ピニオン１３、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４（第２サンギヤ２１および第２リングギヤ２２と一体に回転する第２キャリア２４）を介して出力軸２７に伝達される。出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに車軸５７に伝達される。このようにＷモータモードでは、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とからのトルクが車軸５７に作用するため、ＥＶモードよりも走行駆動力を大きくすることができる。

シリーズモードは、エンジン１で発生した動力で第１モータジェネレータ２を駆動して発電させながら、第２モータジェネレータ３の動力によって走行するモードである。図３に示すように、シリーズモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０がともにオンされ、エンジン１が作動される。図６は、シリーズモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。

図６に示すように、シリーズモードでは、第１リングギヤ１２から出力軸２７までの回転が阻止されるため、エンジン１から出力された動力は全て、第１ピニオン１３、第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２の回転軸２ａに入力される。これにより第１モータジェネレータ２が駆動されて発電し、この発電された電力を用いて第２モータジェネレータ３を駆動し、車両を走行させることができる。シリーズモードでは、ＥＶモードと同様、ワンウェイクラッチ５０の作用によりトルクの引き込みを防止できる。

ＨＶモードは、エンジン１で発生した動力と第２モータジェネレータ３の動力とによって走行するモードである。このうち、ＨＶローモードは、低速からの全開加速走行に対応するモードであり、ＨＶハイモードは、ＥＶ走行後の常用運転に対応するモードである。図３に示すように、ＨＶローモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオフかつクラッチ機構４０がオンされ、エンジン１が作動される。ＨＶハイモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオンかつクラッチ機構４０がオフされ、エンジン１が作動される。

図７は、ＨＶローモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。図７に示すように、ＨＶローモードでは、エンジン１から出力されたトルクの一部が第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に伝達される。これにより第１モータジェネレータ２で発電されてバッテリ６に蓄電され、さらにバッテリ６から第２モータジェネレータ３に駆動電力が供給される。

ＨＶローモードにおいて、エンジン１から出力されたトルクの残りは、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４（第２サンギヤ２１および第２リングギヤ２２と一体に回転する第２キャリア２４）を介して出力軸２７に伝達される。このときの出力軸２７の回転数は第２キャリア２４の回転数と等しい。出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに、車軸５７に伝達される。これにより第１モータジェネレータ２での発電によって十分なバッテリ残容量を保ちつつ、エンジン１と第２モータジェネレータ３からのトルクにより、高トルクで車両を走行させることができる。

図８は、ＨＶハイモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。図８に示すように、ＨＶハイモードでは、ＨＶローモードと同様、例えばエンジン１から出力されたトルクの一部が第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に伝達される。エンジン１から出力されたトルクの残りは、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４、第２サンギヤ２１を介して出力軸２７に伝達される。このときの出力軸２７の回転数は第２キャリア２４の回転数よりも大きい。

出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに、車軸５７に伝達される。これにより十分なバッテリ残容量を保ちつつ、エンジン１と第２モータジェネレータ３からのトルクにより、ＨＶローモードよりは低いもののＥＶモードよりは高いトルクで車両を走行させることができる。ＨＶハイモードでは、出力軸２７の回転が第２遊星歯車機構２０で増速されるため、ＨＶローモードよりもエンジン回転数を抑えて走行することができる。

図９は、本実施形態に係る駆動装置１００によるＨＶローモードおよびＨＶハイモードにおける車速Ｖとアクセルペダル全開時の駆動力Ｇおよび出力Ｐとの関係を示す図である。なお、図中の特性ｆ１，ｆ３はそれぞれＨＶローモードにおける特性であり、特性ｆ２，ｆ４はそれぞれＨＶハイモードにおける特性である。図９示すように、本実施形態に係る駆動装置１００によれば、ＨＶローモードおよびＨＶハイモードのいずれにおいても、低速（例えば車速０）から最高車速Ｖｍａｘに至るまで駆動力Ｇと出力Ｐの特性ｆ１〜ｆ４が得られ、これにより車速Ｖの全域においてＨＶローモードおよびＨＶハイモードでの走行が可能である。

また、駆動力Ｇおよび出力Ｐのいずれも、車速Ｖの全域にわたりＨＶローモードの特性ｆ１，ｆ３がＨＶハイモードの特性ｆ２，ｆ４を上回っているが、低速時のＨＶハイモードの駆動力Ｇは十分に大きく（特性ｆ２）、最高車速ＶｍａｘでのＨＶハイモードの出力Ｐも十分に大きい（特性ｆ４）。したがって、ＨＶローモードおよびＨＶハイモードのいずれにおいても、車速Ｖの全域にわたり十分な走行性能を得ることができる。

なお、図示は省略するが、駆動装置１００は、回生モードやエンジンブレーキモード等、上述した以外の走行モードも実現可能である。例えば回生モードでは、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０がともにオフされる。これにより、車軸５７からのトルクが第２モータジェネレータ３に入力され、第２モータジェネレータ３により回生電力が得られる。エンジンブレーキモードでは、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０がともにオンされる。これにより、車軸５７からのトルクが第２モータジェネレータ３に入力され、第２モータジェネレータ３により回生電力が得られるとともに、回生電力に応じて第１モータジェネレータ２が駆動される。その結果、エンジン１に動力が負荷されてエンジンブレーキのようなポンピングロスが発生する。

本発明の実施形態に係る駆動装置１００の動作をより具体的に説明する。図１０Ａ〜図１０Ｅは、それぞれ所定の走行モードにおける共線図の例を示す図である。図中、第１サンギヤ１１、第１キャリア１４、第１リングギヤ１２をそれぞれＳ１，Ｃ１，Ｒ１で示し、第２サンギヤ２１、第２キャリア２４、第２リングギヤ２２をそれぞれＳ２，Ｃ２，Ｒ２で示す。車両が前進するときの第１リングギヤ１２および第２キャリア２４の回転方向を正方向と定義し、正方向を＋で示すとともに、正方向に作用するトルクを上向きの矢印で示す。

車両は、例えばＥＶモードで、ドライバのアクセルペダルの操作に応じて走行を開始する。図１０ＡはＥＶモードにおける共線図である。図１０Ａに示すように、ＥＶモードでは、ワンウェイクラッチ５０の作用により第２遊星歯車機構２０のサンギヤ２１（Ｓ２）が回転を停止したまま、第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のみが正方向に回転駆動され、第２モータジェネレータ３による駆動トルクで車両が発進する。

車両発進時の要求駆動力が高いとき、コントローラ４は、車速とアクセル開度とに応じた駆動力マップに従い走行モードをＥＶモードから例えばＷモータモードに切り換える。図１０ＢはＷモータモードにおける共線図である。図１０Ｂに示すように、Ｗモータモードでは、クラッチ機構４０（ＣＬ）がオンされ、かつ、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が逆方向に回転駆動される。このとき、ワンウェイクラッチ１５により第１キャリア１４（Ｃ１）の回転が阻止され、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）のトルクは、ワンウェイクラッチ１５による支持トルクの反力として第１リングギヤ１２（Ｒ１）から第２キャリア２４（Ｃ２）に伝達される。これにより第２サンギヤ２１（Ｓ２）と第２リングギヤ２２（Ｒ２）とが第２キャリア２４（Ｃ２）と一体に回転し、この回転トルクに第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のトルクが加算されて、Ｗモータモードで車両が走行する。Ｗモータモードは、低車速において実現可能である。

車両発進後の車速の増加に伴い、コントローラ４は走行モードをＥＶモードまたはＷモータモードから、例えばＨＶローモードまたはＨＶハイモードに切り換える。この場合には、まずエンジン１が始動される。図１０Ｃは、ＥＶモードからエンジン１を始動するときの共線図である。図１０Ｃに示すように、エンジン始動時には、第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）が正方向に回転駆動されたまま、ブレーキ機構３０（ＢＲ）とクラッチ機構４０（ＣＬ）とがともにオンされ、第２キャリア２４（Ｃ２）および第１リングギヤ１２（Ｒ１）の回転が阻止される。この状態で、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が正方向に回転駆動され、第１キャリア１４（Ｃ１）を介してエンジン１の出力軸１ａが回転させられ、これによりエンジン１が始動される。

車速増加時の要求駆動力が比較的小さいとき、コントローラ４は走行モードを例えばＨＶハイモードに切り換える。図１０Ｄは、ＨＶハイモードにおける共線図である。走行モードをＨＶハイモードに切り換えるときは、エンジン始動後に、図１０Ｄに示すように、ブレーキ機構３０（ＢＲ）がオンかつクラッチ機構４０（ＣＬ）がオフされる。この状態で、エンジン１により第１キャリア１４（Ｃ１）が正方向に回転させられ、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が回転駆動されて発電するとともに、第１リングギヤ１２（Ｒ１）が正方向に回転する。このとき、第２リングギヤ２２（Ｒ２）の回転は阻止されるため、第２サンギヤ２１（Ｓ２）は、第２キャリア２４（Ｃ２）よりも高速で回転し、この回転トルクと第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のトルクとにより車両が走行する。

車速増加時の要求駆動力が比較的大きいとき、コントローラ４は走行モードを例えばＨＶローモードに切り換える。図１０Ｅは、ＨＶローモードにおける共線図である。走行モードをＨＶローモードに切り換えるときは、エンジン始動後に、図１０Ｅに示すように、ブレーキ機構３０（ＢＲ）がオフかつクラッチ機構４０（ＣＬ）がオンされる。この状態で、エンジン１により第１キャリア１４（Ｃ１）が正方向に回転させられ、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が回転駆動されて発電するとともに、第１リングギヤ１２（Ｒ１）が正方向に回転する。このとき、第２キャリア２４（Ｃ２）と第２サンギヤ２１（Ｓ２）と第２リングギヤ２２（Ｒ２）とは一体化しているため、第２キャリア２４（Ｃ２）と等速で第２サンギヤ２１（Ｓ２）が回転し、この回転トルクと第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のトルクとにより車両が走行する。

ＨＶハイモードからＨＶローモードへの切り換えは、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０をオンした後、ブレーキ機構３０をオフすることで実現できる。すなわち、クラッチ機構４０をオンしてＨＶハイモードからシリーズモードに一旦切り換えた後、ブレーキ機構３０をオフすることでＨＶローモードへ切り換えることができる。同様に、ＨＶローモードからＨＶハイモードへの切り換えは、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０をオンした後、クラッチ機構４０をオフすることで実現できる。すなわち、ブレーキ機構３０をオンしてＨＶローモードからシリーズモードに一旦切り換えた後、クラッチ機構４０をオフすることでＨＶハイモードへ切り換えることができる。

このように本実施形態では、ＨＶローモードとＨＶハイモードとの間でモードを切り換えるときに一対の係合要素（ブレーキ機構３０，クラッチ機構４０）が同時係合されたとしても、走行モードが一旦シリーズモードに切り換わるだけで、いわゆるクラッチツウクラッチ制御におけるようなトルク相やイナーシャ相でのトルクの引き込みによるマイナス加速度の発生を抑えることができる。このため、広い段間比を有しながら、応答性よくスムーズな変速段の切り換えが可能である。これに対し、例えば一対の係合要素の同時解放によりシリーズモードに切り換わるものにあっては、ＨＶローモードとＨＶハイモードとの間でモードを切り換えるときに一対の係合要素が同時係合されると、クラッチツウクラッチ制御におけるようなトルク相やイナーシャ相でのトルクの引き込みによるマイナス加速度が生じ、スムーズな変速が困難である。

クラッチ機構４０のオンオフの切り換え（ロー、ハイ切換）は、回転数センサ３５からの信号に基づいて行われる。すなわち、回転数センサ３５により、変速過渡状態（ロー、ハイ切換中）でのクラッチ機構４０の外側ドラム２５の回転数の変化を検出し、その検出値に基づいて、エンジン１、第１モータジェネレータ２、第２モータジェネレータ３、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０を協調制御する。これによりロー、ハイ切換の制御性が向上する。

また、本実施形態では、ＨＶモードを段間比の広いＨＶローモードとＨＶハイモードとに切り換え可能であることから、第１モータジェネレータ２の出力が小さい動作点を各モードから選択して各モードでの走行が可能である。これにより第１モータジェネレータ２の最大回転数を低減することができるため、第１モータジェネレータ２に発生する応力の増大が抑えられ、第１モータジェネレータ２の内径を容易に拡大して構成することができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００は、エンジン１と、エンジン１で発生した動力が入力される第１遊星歯車機構１０と、第１遊星歯車機構１０に接続された第１モータジェネレータ２と、第２サンギヤ２１と第２キャリア２４と第２リングギヤ２２とを有し、第１遊星歯車機構１０から出力された動力が第２キャリア２４を介して入力される第２遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構２０の第２サンギヤ２１から出力された動力を車軸５７に伝達するための出力軸２７、出力ギヤ５１などの回転要素と、出力ギヤ５１に接続され、出力ギヤ５１を介して車軸５７に動力を伝達する第２モータジェネレータ３と、出力軸２７と第２モータジェネレータ３の回転軸３ａとの間に介装され、出力軸２７に対する回転軸３ａの前進側の相対回転を許容する一方、後進側の相対回転を禁止するワンウェイクラッチ５０と、係合動作または解放動作により、第２遊星歯車機構２０の第２リングギヤ２２の回転を制動または非制動するブレーキ機構３０と、係合動作または解放動作により、第２遊星歯車機構２０の第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とを一体に結合または分離するクラッチ機構４０と、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０の動作を制御するコントローラ４とを備える（図１，２）。

これにより、エンジン１の動力を第１モータジェネレータ２と第２遊星歯車機構２０とに分割して出力する２モータ式のハイブリッド車両の駆動装置１００において、単一のブレーキ機構３０と単一のクラッチ機構４０のそれぞれの係合動作を制御するだけで、いわゆるクラッチツウクラッチによらずに、変速比の小さいＨＶローモードと変速比の大きいＨＶハイモードとの間で変速モードを切り換えることが可能となる。このため、簡易な構成により変速動作の応答性を高めることができるとともに、ロー、ハイ切り換え時のトルクの引き込みを抑えることができる。すなわち、ブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の切換による変速動作時の動力低下を低減することができ、効率よくスムーズな変速動作を実現できる。

（２）コントローラ４は、エンジン１の駆動を停止して第２モータジェネレータ３の動力で走行するＥＶモードを実現するとき、ブレーキ機構３０を解放かつクラッチ機構４０を解放し、エンジン１で発生した動力で第１モータジェネレータ２を駆動して発電させながら、第２モータジェネレータ３の動力で走行するシリーズモードを実現するとき、ブレーキ機構３０を係合かつクラッチ機構４０を係合し、エンジン１の動力と第２モータジェネレータ３の動力とで走行するＨＶモードを実現するとき、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０の一方を係合かつ他方を解放する（図３）。このようにブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の係合動作を制御するだけの簡易な構成で、ハイブリッド車両の代表的な走行モードであるＥＶモードと、シリーズモードと、ＨＶモードとを容易に実現することができる。

（３）ＨＶモードは、力強い加速に対応したＨＶローモードと、常用運転に対応したＨＶハイモードとを含み、その変速過程においてワンウェイクラッチ５０の作用を用いたシリーズモードが実現される。コントローラ４は、ＨＶローモードを実現するとき、ブレーキ機構３０を解放かつクラッチ機構４０を係合し、ＨＶハイモードを実現するとき、ブレーキ機構３０を係合かつクラッチ機構４０を解放する（図３）。これにより、ブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とをともに係合したシリーズモードの状態から、ブレーキ機構３０またはクラッチ機構４０を解放することにより、ＨＶローモードまたはＨＶハイモードを実現することが可能となる。このため、２つの係合要素の共掴みや第１モータジェネレータ２の制御反力によるトルクの引き込みを抑えながら応答性よくロー、ハイの切り換えを行うことができる。

（４）エンジン１の出力軸１ａの中心と、第１モータジェネレータ２の中心と、第２モータジェネレータ３の中心と、第１遊星歯車機構１０の中心と、第２遊星歯車機構２０の中心とが、それぞれ同一の軸線ＣＬ１上に位置するように、エンジン１と第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３と第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構２０とが配置される（図１）。これにより駆動装置１００全体を径方向にコンパクトに構成することができ、駆動装置１００の小型化が可能である。また、駆動装置１００の高さの増大を抑えることができるため、ＰＣＵ５を容易に搭載することができる。

（５）第１モータジェネレータ２は、略円筒形状を呈し、第１遊星歯車機構１０は、第１モータジェネレータ２の径方向内側に配置される（図１）。これにより駆動装置１００の軸方向長さを短くすることができ、駆動装置１００を小型化できる。また、本実施形態では、ＨＶローモードとＨＶハイモードとで第１モータジェネレータ２の出力が小さい動作点をそれぞれ選択することで、第１モータジェネレータ２の最高回転数を抑えるように構成され、これにより第１モータジェネレータ２の内径を拡大しても強度的に問題はない。

（６）第２モータジェネレータ３は、略円筒形状を呈し、ワンウェイクラッチ５０は、第２モータジェネレータ３の径方向内側に配置される（図１）。これにより駆動装置１００の軸方向長さを短くすることができ、駆動装置１００を小型化できる。

（７）第２遊星歯車機構２０を包囲するケース７をさらに備え、ブレーキ機構３０は、第２遊星歯車機構２０の第２リングギヤ２２の外周面から径方向に延在するディスク３２とケース７の内周壁から径方向に延在するプレート３１とを係合可能に設けて構成される。これにより回転軸（出力軸２７など）およびケース７の外側の双方からブレーキ機構３０に必要十分な量の冷却油を容易に供給することができるため、摩擦材の枚数を減らす等によりブレーキ機構３０を小型化できる。

（８）クラッチ機構４０は、軸線ＣＬ１を中心として第２遊星歯車機構２０の第２リングギヤ２２と一体に回転する外側ドラム２５と、軸線ＣＬ１を中心として第２遊星歯車機構２０の第２サンギヤ２１と一体に回転する内側ドラム２６とを有し、外側ドラム２５から径方向に延在するプレート４１と内側ドラム２６から径方向に延在するディスク４２とを係合可能に設けて構成される（図１）。これにより、クラッチ機構４０に至る油路の構成を簡素化できるとともに、ブレーキ機構３０の発熱量よりもクラッチ機構４０の発熱量が小さいため、摩擦材の枚数を減らす等によりクラッチ機構４０を小型化できる。また、出力ギヤ５１等を支持するベアリングを容易に配置できる。

（９）外側ドラム２５の径方向外側に配置され、外側ドラム２５の回転数を検出する回転数センサ３５さらに備える（図１）。これにより駆動装置１００を軸方向に長尺化することなく、ケース７と外側ドラム２５との間の径方向隙間に回転数センサ３５を効率よく配置することができる。回転数センサ３５からの信号に基づくロー、ハイ切り換え等の制御性が向上する。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。図１１は、駆動装置１００の制御構成の変形例を示すブロック図である。図１１では、図１の構成に追加してコントローラ４に選択スイッチ３８が接続される。選択スイッチ（選択部）３８は、例えば燃費性能を重視したエコモード（第１モード）と燃費性能よりも動力性能を重視したスポーツモード（第２モード）とを手動選択するためのスイッチである。なお、選択部の構成、および第１モードと第２モードの内容はこれに限らない。

コントローラ４は、車速センサ３６により検出された車速とアクセル開度センサ３７により検出されたアクセル開度とに応じてＥＶモード、シリーズモード、ＨＶローモードおよびＨＶハイモードのいずれかを選択する。この場合、選択スイッチ３８によりエコモードが選択されると、コントローラ４はＥＶモード、シリーズモードよびＨＶハイモードの中から車速と要求駆動力とに応じたモードを選択する。換言すると、ＨＶローモードを選択対象から除外する。これによりエンジン回転数の増加や騒音が抑えられ、燃費性能を重視した走行が可能である。一方、選択スイッチ３８によりスポーツモードが選択されると、コントローラ４はＥＶモード、シリーズモードよびＨＶローモードの中から車速と要求駆動力とに応じたモードを選択する。換言すると、ＨＶハイモードを選択対象から除外する。これにより加速性能が向上し、動力性能を重視した走行が可能である。

図１２は、図１の変形例を示すスケルトン図である。なお、図１２において、図１と同一の機能を有する箇所には、図１と同一の符号を付す。図１２では、図１と異なり、エンジン１の出力軸１ａに対し、第１モータジェネレータ２の回転軸２ａと第２モータジェネレータ３の回転軸３ａとが互いに異なる軸線上に配置される。第１モータジェネレータ２の回転軸２ａは、回転軸２ａと一体に回転するギヤ２ｂ、およびギヤ２ｃを介して第１サンギヤ１１に連結される。第２モータジェネレータ３の回転軸３ａは、回転軸３ａと一体に回転するギヤ３ｂ、および大径ギヤ５３を介してカウンタ軸５２に連結される。

図１３は、図１の他の変形例を示すスケルトン図である。図１３では、一対のクラッチ機構（ＣＬ１，ＣＬ２）４０Ａ，４０Ｂが設けられるとともに、遊星歯車機構と第２モータジェネレータ３との間に一対のワンウェイクラッチ５０Ａ，５０Ｂが設けられ、ＨＶモードにおいて３段階（ロー，セカンド，サード）に変速可能である。ＨＶローモードでは、クラッチ機構４０Ａ，４０Ｂがともにオフされる。このとき、ワンウェイクラッチ５０Ａがロックされる。ＨＶセカンドモードでは、クラッチ機構４０Ａがオンかつクラッチ機構４０Ｂがオフされる。ＨＶサードモードでは、クラッチ機構４０Ａがオフかつクラッチ機構４０Ｂがオンされる。なお、シリーズモードでは、クラッチ機構４０Ａ，４０Ｂがともにオンされる。

上記実施形態（図１）では、油圧の押圧力によりプレート３１とディスク３２とが係合するようにブレーキ機構３０を構成したが、プレート３１とディスク３２とをばねの付勢力により係合するとともに、油圧力により係合を解除するようにしてもよい。クラッチ機構４０も同様に、プレート４１とディスク４２とをばねの付勢力により係合するとともに、油圧力により係合を解除するように構成することができる。ブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とに湿式多板式の係合要素を用いたが、バンドブレーキ、ドグ等、他の形式の係合要素を用いることもでき、ブレーキ機構とクラッチ機構の構成は上述したものに限らない。

上記実施形態（図１）では、出力軸２７、出力ギヤ５１等により、第２サンギヤ２１から出力された動力を車軸５７に伝達するための動力伝達経路を形成するとともに、第２モータジェネレータ３を動力伝達径路に接続して、第２モータジェネレータ３の動力を車軸５７に伝達するようにしたが、経路形成部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態（図１）では、第２サンギヤ２１に連結された出力軸２７と第２モータジェネレータ３の回転軸３ａとの間にワンウェイクラッチ５０を介装したが、第２遊星歯車機構のサンギヤと第２モータジェネレータの出力軸との間の動力伝達経路に介装されるのであれば、ワンウェイクラッチの配置は上述したものに限らない。

上記実施形態では、コントローラ４がブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の動作を制御することで、ＥＶモード、Ｗモータモード、シリーズモード、ＨＶローモード（第１ＨＶモード）、ＨＶハイモード（第２ＨＶモード）などを実現するようにしたが、他の走行モードを実現するようにしてもよい。上記実施形態では、回転数センサ３５で外側ドラム（第１回転体）２５の回転数を検出し、車速センサ３６で車速を検出し、アクセル開度センサ３７で要求駆動力を検出するようにしたが、回転数検出器と車速検出器と要求駆動力検出器の構成はこれに限らない。クラッチ機構を構成する第１回転体および第２回転体は、それぞれ外側ドラム２５および内側ドラム２６以外であってもよい。

上記実施形態では、車速とアクセル開度とに応じた駆動力マップに従い種々の走行モードへの切り換えを行うようにしたが、クラッチ機構４０の係合時の発熱よりもブレーキ機構３０の係合時の発熱の方が大きいため、プレート３１とディスク３２との差回転数が大きく、発熱量が大きくなりやすい高車速領域において、ＨＶハイモードへの切り換えを禁止するようにしてもよい。すなわち、車速が所定値以上のときは、ＨＶローモードからＨＶハイモードへの切り換えを禁止するようにしてもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ エンジン、２ 第１モータジェネレータ、３ 第２モータジェネレータ、４ コントローラ、７ ケース、１０ 第１遊星歯車機構、２０ 第２遊星歯車機構、２１ 第２サンギヤ、２２ 第２リングギヤ、２５ 外側ドラム、２６ 内側ドラム、２７ 出力軸、３０ ブレーキ機構、３５ 回転数センサ、３６ 車速センサ、３７ アクセル開度センサ、３８ 選択スイッチ、４０ クラッチ機構、５０ ワンウェイクラッチ、５１ 出力ギヤ、１００ 駆動装置

Claims (10)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関で発生した動力が入力される第１遊星歯車機構と、
   前記第１遊星歯車機構に接続された第１モータジェネレータと、
   サンギヤとキャリアとリングギヤとを有し、前記第１遊星歯車機構から出力された動力が前記キャリアを介して入力される第２遊星歯車機構と、
   前記第２遊星歯車機構の前記サンギヤから出力された動力を車軸に伝達するための動力伝達経路を形成する経路形成部と、
   前記動力伝達経路に接続され、前記動力伝達経路を介して前記車軸に動力を伝達する第２モータジェネレータと、
   前記第２遊星歯車機構の前記サンギヤと前記第２モータジェネレータの出力軸との間の前記動力伝達経路に介装され、前記サンギヤに対する前記出力軸の一方向の相対回転を許容する一方、反対方向の相対回転を禁止するワンウェイクラッチと、
   係合動作または解放動作により、前記第２遊星歯車機構の前記リングギヤの回転を制動または非制動するブレーキ機構と、
   係合動作または解放動作により、前記第２遊星歯車機構の前記サンギヤと前記リングギヤとを一体に結合または分離するクラッチ機構と、
   前記ブレーキ機構および前記クラッチ機構の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   前記制御部は、
   前記内燃機関の駆動を停止して前記第２モータジェネレータの動力で走行するＥＶモードを実現するとき、前記ブレーキ機構を解放かつ前記クラッチ機構を解放し、
   前記内燃機関で発生した動力で前記第１モータジェネレータを駆動して発電させながら、前記第２モータジェネレータの動力で走行するシリーズモードを実現するとき、前記ブレーキ機構を係合かつ前記クラッチ機構を係合し、
   前記内燃機関の動力と前記第２モータジェネレータの動力とで走行するＨＶモードを実現するとき、前記ブレーキ機構および前記クラッチ機構の一方を係合かつ他方を解放することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   前記ＨＶモードは、第１変速段に対応した第１ＨＶモードと、前記第１変速段よりも高速段側の第２変速段に対応した第２ＨＶモードと、を含み、
   前記制御部は、前記第１ＨＶモードを実現するとき、前記ブレーキ機構を解放かつ前記クラッチ機構を係合し、前記第２ＨＶモードを実現するとき、前記ブレーキ機構を係合かつ前記クラッチ機構を解放することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   車速を検出する車速検出器と、
   要求駆動力を検出する要求駆動力検出器と、
   燃費性能を重視した第１モードと、燃費性能よりも動力性能を重視した第２モードとを選択可能な選択部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記選択部により前記第１モードが選択されると、前記車速検出器により検出された車速と前記要求駆動力検出器により検出された要求駆動力とに応じて、前記ＥＶモード、前記シリーズモードおよび前記第１ＨＶモードのいずれかを選択し、前記選択部により前記第２モードが選択されると、前記車速検出器により検出された車速と前記要求駆動力検出器により検出された要求駆動力とに応じて、前記ＥＶモード、前記シリーズモードおよび前記第２ＨＶモードのいずれかを選択することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
5. 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駆動装置において、
   前記内燃機関の出力軸の中心と、前記第１モータジェネレータの中心と、前記第２モータジェネレータの中心と、前記第１遊星歯車機構の中心と、前記第２遊星歯車機構の中心とが、それぞれ同一の軸線上に位置するように、前記内燃機関と前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータと前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とが配置されることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   前記第１モータジェネレータは、略円筒形状を呈し、
   前記第１遊星歯車機構は、前記第１モータジェネレータの径方向内側に配置されることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
7. 請求項５または６に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   前記第２モータジェネレータは、略円筒形状を呈し、
   前記ワンウェイクラッチは、前記第２モータジェネレータの径方向内側に配置されることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   前記第２遊星歯車機構を包囲するケースをさらに備え、
   前記ブレーキ機構は、前記第２遊星歯車機構の前記リングギヤの外周部と前記ケースの内周壁とを係合可能に設けて構成されることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
   前記クラッチ機構は、前記第２遊星歯車機構の前記リングギヤと一体に回転する第１回転体と、前記第２遊星歯車機構の前記サンギヤと一体に回転する第２回転体とを有し、前記第１回転体と前記第２回転体とを係合可能に設けて構成されることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
10. 請求項９に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
    前記第１回転体は、前記軸線を中心とした略円筒形状を呈し、
    前記第１回転体の径方向外側に配置され、前記第１回転体の回転数を検出する回転数検出器をさらに備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。

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