混合动力车辆的驱动装置.pdf

本发明的驱动装置(10A)具备：动力分配机构(20)，其包括齿圈(R)与内燃机(11)连接、太阳轮(S)与第1MG(12)连接、齿轮架(C)以能够传递动力的方式与中间轴(17)连接的行星齿轮机构(21)；锁止机构(24)，其能够对太阳轮(S)进行锁止；和离合器机构(25)，其能够使太阳轮(S)和齿圈(R)接合。内燃机(11)、动力分配机构(20)、第1MG(12)、锁止机构(24)以及离合器机构(25)配置在同一轴线上。锁止机构(24)以及离合器机构(25)隔着动力分配机构(20)以及第1MG(12)配置在与内燃机(11)相反一侧。

1.  一种混合动力车辆的驱动装置，具备：
内燃机；
第1电动发电机；
动力分配机构，其包括具有能够相互差动旋转的多个旋转要素的差动机构，与所述内燃机以及所述第1电动发电机连结；
输出部件，从所述动力分配机构输出的动力被传递到该输出部件；以及
第2电动发电机，其能够向所述输出部件输出动力，
所述驱动装置还具备：
锁止机构，其能够切换为将所述多个旋转要素中的与所述第1电动发电机连结的旋转要素锁止成不能旋转的锁止状态和允许该旋转要素的旋转的释放状态；和
旋转限制单元，其能够切换为限制所述多个旋转要素中的另外于与所述第1电动发电机连结的旋转要素的旋转要素的旋转的限制状态和解除该旋转要素的旋转的限制的释放状态，
所述内燃机、所述第1电动发电机、所述动力分配机构、所述锁止机构以及所述旋转限制单元配置在同一轴线上，
在所述内燃机与所述第1电动发电机之间配置所述动力分配机构，
所述锁止机构以及所述旋转限制单元隔着所述第1电动发电机配置在与所述内燃机以及所述动力分配机构相反一侧。

2.  根据权利要求1所述的驱动装置，
所述动力分配机构包括单小齿轮型的行星齿轮机构作为所述差动机构，
所述多个旋转要素是所述行星齿轮机构的太阳轮、齿圈以及齿轮架，
所述内燃机与所述齿圈连结，
所述第1电动发电机与所述太阳轮连结，
所述输出部件以能够传递动力的方式与所述齿轮架连接，
所述旋转限制单元，在所述限制状态下将所述太阳轮与所述齿圈连结成一体旋转，在所述释放状态下解除所述太阳轮与所述齿圈的连结。

3.  根据权利要求1所述的驱动装置，
所述动力分配机构包括单小齿轮型的第1行星齿轮机构和第2行星齿轮机构作为所述差动机构，
所述多个旋转要素是所述第1行星齿轮机构的太阳轮、齿圈以及齿轮架和所述第2行星齿轮机构的太阳轮、齿圈以及齿轮架，
所述内燃机与所述第1行星齿轮机构的齿轮架以及所述第2行星齿轮机构的齿轮架连结，
所述第1电动发电机与所述第1行星齿轮机构的太阳轮连结，
所述第1行星齿轮机构的齿圈经由第1传动比的齿轮组以能够传递动力的方式与所述输出部件连接，
所述第2行星齿轮机构的齿圈经由比所述第1传动比小的第2传动比的齿轮组以能够传递动力的方式与所述输出部件连接，
所述旋转限制单元，在所述限制状态下将所述第2行星齿轮机构的太阳轮锁止成不能旋转，在所述释放状态下允许所述第2行星齿轮机构的太阳轮的旋转。

4.  根据权利要求1～3中任一项所述的驱动装置，
所述第2电动发电机配置在与配置有所述锁止机构以及所述旋转限制单元的轴线不同的轴线上。

5.  根据权利要求1～4中任一项所述的驱动装置，还具备：
电池，其与所述第1电动发电机以及所述第2电动发电机电连接；和
控制单元，其在预定的模式切换条件成立且所述电池的充电状态为预定的判定值以下的情况下，将所述锁止机构切换为所述锁止状态并且将所述旋转限制单元切换为所述释放状态，并且由所述第2电动发电机进行发电以使所述内燃机的工作点移动到以使所述内燃机的热效率成为最高的方式确定的预定的工作线上，在所述模式切换条件成立且所述电池的充电状 态比所述判定值大的情况下，将所述锁止机构切换为所述释放状态并且将所述旋转限制单元切换为所述限制单元，并且使所述第2电动发电机输出转矩以使所述内燃机的工作点移动到以使所述内燃机的热效率成为最高的方式确定的预定的工作线上。

混合动力车辆的驱动装置
技术领域
本发明涉及具备包含差动机构并且与内燃机以及电动发电机连结的动力分配机构、和能够将差动机构的旋转要素锁止成不能旋转的锁止机构的混合动力车辆的驱动装置。
背景技术
已知如下的混合动力车辆：将内燃机、电动发电机以及输出轴与行星齿轮机构的互不相同的旋转要素连接，通过行星齿轮机构以及电动发电机使内燃机的转速与输出轴的转速之比即变速比连续变化。作为这样的混合动力车辆的驱动装置，已知如下的装置：具备2个行星齿轮机构和制动器，通过它们来实现使变速比连续变化的无级变速状态和内燃机的转速比输出轴的转速小的超速(overdrive)状态(参照专利文献1)。另外，作为与本发明关联的现有技术文献，存在专利文献2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-345527号公报
专利文献2：国际公开2012/131218号
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的装置中，在已有的制动器之外设置制动器或离合器，由该制动器或离合器限制行星齿轮机构具有的旋转要素的旋转，由此能够将驱动装置的变速比固定为与超速状态时不同的变速比。因此，能够实现 3种驱动模式。然而，在专利文献1的装置中，需要将制动器或离合器配置在2个电动发电机之间。因此，制动器或离合器的外径变大，有可能会导致装置大型化。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够实现3种驱动模式、并且有利于小型化的混合动力车辆的驱动装置。
用于解决问题的手段
本发明的驱动装置具备：内燃机；第1电动发电机；动力分配机构，其包括具有能够相互差动旋转的多个旋转要素的差动机构，与所述内燃机以及所述第1电动发电机连结；输出部件，从所述动力分配机构输出的动力被传递到该输出部件；以及第2电动发电机，其能够向所述输出部件输出动力，在所述驱动装置中，还具备：锁止机构，其能够切换为将所述多个旋转要素中的与所述第1电动发电机连结的旋转要素锁止成不能旋转的锁止状态和允许该旋转要素的旋转的释放状态；和旋转限制单元，其能够切换为限制所述多个旋转要素中的另外于与所述第1电动发电机连结的旋转要素的旋转要素的旋转的限制状态和解除该旋转要素的旋转的限制的释放状态，所述内燃机、所述第1电动发电机、所述动力分配机构、所述锁止机构以及所述旋转限制单元配置在同一轴线上，在所述内燃机与所述第1电动发电机之间配置所述动力分配机构，所述锁止机构以及所述旋转限制单元隔着所述第1电动发电机配置在与所述内燃机以及所述动力分配机构相反一侧。
对于本发明的驱动装置，能够实现使锁止机构为锁止状态并且使旋转限制单元为释放状态的驱动模式、使锁止机构为释放状态并且使旋转限制单元为限制状态的驱动模式、以及使锁止机构以及旋转限制单元都为释放状态的驱动模式这3种驱动模式。并且，因为锁止机构以及旋转限制单元隔着第1电动发电机配置在与内燃机以及动力分配机构相反一侧，所以能够抑制该锁止机构以及旋转限制单元的大型化。因此，能够使驱动装置小型化。另外，由此能够提高向车辆的搭载性。
在本发明的驱动装置的一个实施方式中，可以为：所述动力分配机构 包括单小齿轮型的行星齿轮机构作为所述差动机构，所述多个旋转要素是所述行星齿轮机构的太阳轮、齿圈以及齿轮架，所述内燃机与所述齿圈连结，所述第1电动发电机与所述太阳轮连结，所述输出部件以能够传递动力的方式与所述齿轮架连接，所述旋转限制单元，在所述限制状态下将所述太阳轮与所述齿圈连结成一体旋转，在所述释放状态下解除所述太阳轮与所述齿圈的连结。在该实施方式中，在使锁止机构为释放状态并且使旋转限制单元为限制状态的情况下，太阳轮、齿圈以及齿轮架一体旋转。因此，能够实现使动力分配机构的变速比为1的驱动模式。另一方面，在使锁止机构为锁止状态并且使旋转限制单元为释放状态的情况下，能够实现将内燃机的旋转由动力分配机构进行减速而输出到输出部件的驱动模式。并且，在使锁止机构以及旋转限制单元都为释放状态的情况下，能够实现通过使第1电动发电机的转速变化来使驱动装置的变速比连续变化的驱动模式。
在本发明的驱动装置的一个实施方式中，可以为：所述动力分配机构包括单小齿轮型的第1行星齿轮机构和第2行星齿轮机构作为所述差动机构，所述多个旋转要素是所述第1行星齿轮机构的太阳轮、齿圈以及齿轮架和所述第2行星齿轮机构的太阳轮、齿圈以及齿轮架，所述内燃机与所述第1行星齿轮机构的齿轮架以及所述第2行星齿轮机构的齿轮架连结，所述第1电动发电机与所述第1行星齿轮机构的太阳轮连结，所述第1行星齿轮机构的齿圈经由第1传动比的齿轮组以能够传递动力的方式与所述输出部件连接，所述第2行星齿轮机构的齿圈经由比所述第1传动比小的第2传动比的齿轮组以能够传递动力的方式与所述输出部件连接，所述旋转限制单元，在所述限制状态下将所述第2行星齿轮机构的太阳轮锁止成不能旋转，在所述释放状态下允许所述第2行星齿轮机构的太阳轮的旋转。在该实施方式中，在使锁止机构为锁止状态并且使旋转限制单元为释放状态的情况下，第2行星齿轮机构的太阳轮空转，因此能够实现将内燃机的旋转经由第1行星齿轮机构传递到输出部件的驱动模式。另一方面，在使锁止机构为释放状态、使旋转限制单元为限制状态、并且使第1电动发电 机的转矩为零的情况下，第1行星齿轮机构的太阳轮空转，因此能够实现将内燃机的旋转经由第2行星齿轮机构传递到输出部件的驱动模式。因为第2传动比比第1传动比小，所以能够实现内燃机的转速与输出部件的转速之比不同的2种驱动模式。并且，在使锁止机构以及旋转限制单元都为释放状态的情况下，能够实现通过使第1电动发电机的转速变化来使驱动装置的变速比连续变化的驱动模式。
在本发明的驱动装置的一个实施方式中，所述第2电动发电机可以配置在与配置有所述锁止机构以及所述旋转限制单元的轴线不同的轴线上。通过如此将第2电动发电机配置在另外的轴线上，能够缩短驱动装置的轴线方向的长度。因此，能够使装置进一步小型化。
在本发明的驱动装置的一个实施方式中，还可以具备：电池，其与所述第1电动发电机以及所述第2电动发电机电连接；和控制单元，其在预定的模式切换条件成立且所述电池的充电状态为预定的判定值以下的情况下，将所述锁止机构切换为所述锁止状态并且将所述旋转限制单元切换为所述释放状态，并且由所述第2电动发电机进行发电以使所述内燃机的工作点移动到以使所述内燃机的热效率成为最高的方式确定的预定的工作线上，在所述模式切换条件成立且所述电池的充电状态比所述判定值大的情况下，将所述锁止机构切换为所述释放状态并且将所述旋转限制单元切换为所述限制单元，并且使所述第2电动发电机输出转矩以使所述内燃机的工作点移动到以使所述内燃机的热效率成为最高的方式确定的预定的工作线上。根据该实施方式，能够在使锁止机构为锁止状态的驱动模式以及使旋转限制单元为限制状态的驱动模式这两方的驱动模式下使内燃机以热效率高的状态运转。因此，能够提高燃料经济性。另外，在这些驱动模式下，不需要从第1电动发电机输出用于将内燃机的旋转传递到输出部件的反作用力。因此，能够降低由第1电动发电机消耗的能量。因此，能够改善驱动装置的能量效率。
附图说明
图1是概略性表示本发明的第1实施方式的驱动装置的图。
图2是表示低速档模式时的驱动装置的列线图的一例的图。
图3是表示高速档模式时的驱动装置的列线图的一例的图。
图4是表示车辆控制装置执行的驱动模式切换控制程序的流程图。
图5是用于说明充电控制以及辅助控制的概略的图。
图6是概略性表示本发明的第2实施方式的驱动装置的图。
图7是表示低速档模式时的驱动装置的列线图的一例的图。
图8是表示高速档模式时的驱动装置的列线图的一例的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1示出了本发明的第1实施方式的驱动装置的概略图。该驱动装置10A是搭载于混合动力车辆1的装置，具备内燃机(以下，有时称为发动机。)11、第1电动发电机(以下，有时简称为第1MG。)12和第2电动发电机(以下，有时简称为第2MG。)13。发动机11是搭载于混合动力车辆的周知的火花点火式内燃机。因此，省略详细的说明。
第1MG12以及第2MG13是作为电动机以及发电机发挥功能的周知的电动发电机。第1MG12具备与转子轴12a一体旋转的转子12b、和同轴地配置于转子12b的外周并固定于壳体(未图示)的定子12c。第2MG13也同样具备与转子轴13a一体旋转的转子13b、和同轴地配置于转子13b的外周并固定于壳体的定子13c。各MG12、13经由马达控制装置14与电池15连接。马达控制装置14将各MG12、13发电产生的电力转换成直流电力而蓄积于电池15并且将电池15的电力转换成交流电力而供给到各MG11、12。
发动机11的输出轴11a以及第1MG12的转子轴12a与动力分配机构20连接。在动力分配机构20上也连接有用于向车辆1的驱动轮2输出动力的输出部16。输出部16具备作为输出部件的中间轴(countershaft)17、和与中间轴17一体旋转的输出齿轮18。输出齿轮18与设置于差动机构19 的壳体的齿圈19a啮合。差动机构19是将传递到齿圈19a的动力分配给左右的驱动轮2的周知的机构。
动力分配机构20具备单小齿轮型的行星齿轮机构21。行星齿轮机构21具备：作为外齿齿轮的太阳轮S；与太阳轮S同轴配置的作为内齿齿轮的齿圈R；以及将与该齿轮S、R啮合的小齿轮P保持为能够自转并且能够在太阳轮S的周围公转的齿轮架C。如该图所示，太阳轮S与第1MG12的转子轴12a连结成一体旋转。齿圈R与发动机11的输出轴11a连结成一体旋转。齿轮架C与第1主动齿轮22连结成一体旋转。该第1主动齿轮22与设置于中间轴17的第1被动齿轮23啮合。
如该图所示，在太阳轮S设置锁止机构24。锁止机构24能够切换成将太阳轮S以及转子轴12a锁止成不能旋转的锁止状态和允许太阳轮S以及转子轴12a的旋转的释放状态。另外，太阳轮S经由离合器机构25与齿圈R连接。离合器机构25能够切换成将太阳轮S与齿圈R连结的接合状态和解除太阳轮S与齿圈R的连结的释放状态。
如该图所示，发动机11、动力分配机构20、第1MG12、锁止机构24以及离合器机构25配置在同一轴线上。并且，动力分配机构20配置在发动机11与第1MG12之间。锁止机构24以及离合器机构25隔着动力分配机构20以及第1MG12配置在与发动机11相反一侧。如此锁止机构24以及离合器机构25集中配置在一端。
在第2MG13的转子轴13a设有第2主动齿轮26。该第2主动齿轮26与设置于中间轴17的第2被动齿轮27啮合。如该图所示，第2MG13配置在与配置有锁止机构24以及离合器机构25的轴线不同的轴线上。
在该驱动装置10A中，通过切换锁止机构24和离合器机构25各自的状态，能够将驱动模式切换到低速档模式、高速档模式以及无级变速模式。在低速档模式下，将锁止机构24切换到锁止状态并且将离合器机构25切换到释放状态。在高速档模式下，将锁止机构24切换到释放状态并且将离合器机构25切换到接合状态。在无级变速模式下，将锁止机构24以及离合器机构25都切换到释放状态。
图2示出了低速档模式时的驱动装置10A的列线图的一例。图3示出了高速档模式时的驱动装置10A的列线图的一例。此外，图中的“ENG”表示发动机11，“OUT”表示第1主动齿轮22。另外，“MG1”表示第1MG12。“S”表示太阳轮S，“R”表示齿圈R，“C”表示齿轮架C。
在低速档模式下锁止机构24被切换到锁止状态。因此，太阳轮S被锁止成不能旋转。另一方面，因为离合器机构25被切换到释放状态，所以允许齿圈R的旋转。因此，如图2中以实线L1所示，第1MG12的转速固定为零，第1主动齿轮22的转速比发动机11的转速低。
另一方面，在高速档模式下离合器机构25被切换到接合状态。因此，太阳轮S与齿圈R连结。并且，因为锁止机构24被切换到解放状态，所以允许太阳轮S以及齿圈R的旋转。该情况下，如图3中以实线L2所示，太阳轮S、齿圈R以及齿轮架C一体旋转。因此，第1主动齿轮22的转速与发动机11的转速相同。因此，在高速档模式下，与低速档模式相比，驱动装置10A的变速比减小。即，成为高速档。
在无级变速模式下，锁止机构24以及离合器机构25都被切换到释放状态。因此，允许太阳轮S、齿圈R以及齿轮架C的旋转。该情况下，通过使第1MG12的转速变化，能够使发动机11的转速与第1主动齿轮22的转速之比连续变化。
锁止机构24以及离合器机构25通过车辆控制装置30来控制。车辆控制装置30作为包括微处理器及其动作所需要的RAM、ROM等周边设备的计算机单元而构成。车辆控制装置30保持有用于使车辆1适当行驶的各种控制程序。车辆控制装置30通过执行这些程序来对发动机11以及各MG12、13等控制对象进行控制。在车辆控制装置30上连接有用于取得车辆1的信息的各种传感器。在车辆控制装置30上例如连接有曲轴角传感器31、加速器开度传感器32以及SOC传感器33。曲轴角传感器31输出与发动机11的输出轴11a的转速对应的信号。加速器开度传感器32输出加速踏板的踏下量、即与加速器开度对应的信号。SOC传感器33输出与电池15的充电状态(SOC)对应的信号。另外在车辆控制装置30上还连接 有其他的各种传感器和/或开关等，省略了它们的图示。
图4示出了车辆控制装置30为了控制锁止机构24、离合器机构25以及第2MG13而执行的驱动模式切换控制程序。在该控制程序中，控制锁止机构24、离合器机构25以及第2MG13，以使驱动装置10A输出驾驶员要求的功率、并且能够使发动机11以热效率高的状态运转。
在说明图4的控制程序之前，参照图5对该控制方法的概要进行说明。图5的虚线L11示出了在驱动模式为高速档模式且仅通过发动机11使车辆1行驶的情况下对发动机11要求的驱动力。虚线L12示出了在驱动模式为低速档模式且仅通过发动机11使车辆1行驶的情况下对发动机11要求的驱动力。点划线L13示出了为了使发动机11的热效率成为最高而确定的发动机11的工作线。以下，有时将该工作线称为最佳效率线。实线L14～L16示出了连接发动机11的输出功率相同的工作点而得到的功率线。
在该控制中，在仅通过发动机11使车辆1行驶、驱动模式为无级变速模式、且发动机11的工作点处于最佳效率线L13中的虚线L11与虚线L12之间的区间L13’上的情况下，将驱动模式切换到高速档模式或低速档模式。例如，在发动机11的工作点为图中的点P1的情况下切换驱动模式。此时在电池15的SOC为预先设定的预定的第1判定值α1以下的情况下，将驱动模式切换到低速档模式。由此发动机11的运转点变化到点P2，因此发动机11的热效率降低。因此，在该情况下由第2MG13进行发电以维持车辆1的速度同时提高发动机11的热效率。具体而言，由第2MG13进行发电以使发动机11的工作点从点P2变化到点P2’。以下，有时将该控制称为充电控制。
另一方面，在电池15的SOC比第1判定值α1大的情况下，将驱动模式切换到高速档模式。该情况下，因为发动机11的运转点变化到点P3，所以发动机11的热效率降低。因此，在该情况下从第2MG13输出转矩以维持车辆1的速度同时提高发动机11的热效率。具体而言，从第2MG13输出转矩来辅助车辆1的驱动以使发动机11的工作点从点P3变化到点 P3’。以下，有时将该控制称为辅助控制。
说明图4的控制程序。该控制程序在车辆1的行驶中按预定的周期反复执行。另外，该控制程序与车辆控制装置30执行的其他程序并行地执行。
在该控制程序中车辆控制装置30首先通过步骤S11取得车辆1的状态。作为车辆1的状态，例如取得发动机11的转速、对车辆1要求的转矩、以及电池15的充电状态。此外，对车辆1的要求转矩根据加速器开度通过周知的方法来算出即可。在接着的步骤S12中，车辆控制装置30判定驱动模式切换条件是否成立。在车辆1仅通过发动机11进行行驶中、驱动模式为无级变速模式、并且发动机11的工作点处于最佳效率线L13中的区间L13’上的情况下，驱动模式切换条件被判定为成立。此外，该判定基于图5所示的关系来进行即可。图5的关系预先通过实验或数值计算等来求出而作为映射(map)存储于车辆控制装置30的ROM即可。在判定为驱动模式切换条件不成立的情况下，结束本次的控制程序。
另一方面，在判定为驱动模式切换条件成立的情况下进入步骤S13，判定电池15的SOC是否为第1判定值α1以下。在判定为电池15的充电状态为第1判定值α1以下的情况下进入步骤S14，车辆控制装置30执行上述的充电控制。在接着的步骤S15中，车辆控制装置30判定驱动模式切换条件是否成立。在判定为驱动模式切换条件不成立的情况下结束本次的控制程序。
另一方面，在判定为驱动模式切换条件成立的情况下进入步骤S16，车辆控制装置30判定电池15的SOC是否为预先设定的预定的第2判定值α2以上。此外，对第2判定值α2设定比第1判定值α1大的值。在判定为电池15的SOC小于第2判定值α2的情况下返回到步骤S14。然后，反复执行步骤S14～S16的处理，直到电池15的SOC成为第2判定值α2以上或判定为驱动模式切换条件不成立为止。
另一方面，在判定为电池15的SOC为第2判定值α2以上的情况下、或在步骤S13中判定为电池15的SOC比第1判定值α1大的情况下进入步骤S17，车辆控制装置30执行上述的辅助控制。在接着的步骤S18中， 车辆控制装置30判定驱动模式切换条件是否成立。在判定为驱动模式切换条件不成立的情况下结束本次的控制程序。
另一方面，在判定为驱动模式切换条件成立的情况下进入步骤S19，车辆控制装置30判定电池15的SOC是否为预先设定的预定的第3判定值α3以下。此外，对第3判定值α3设定比第1判定值α1小的值。在判定为电池15的SOC为第3判定值α3以下的情况下进入步骤S14。另一方面，在判定为电池15的SOC比第3判定值α3大的情况下返回到步骤S17。然后，反复执行步骤S17～S19的处理，直到电池15的SOC成为第3判定值α3以下或判定为驱动模式切换条件不成立为止。
如以上进行的说明，在第1实施方式的驱动装置10A中，因为具备锁止机构24以及离合器机构25，所以能够实现低速档模式、高速档模式以及无级变速模式这3种驱动模式。另外，锁止机构24以及离合器机构25隔着动力分配机构20以及第1MG12配置在与发动机11相反一侧。因此，能够抑制锁止机构24以及离合器机构25的大型化。因此，能够使驱动装置10A小型化。另外，由此能够提高向车辆1的搭载性。
另外，因为在与配置有锁止机构24以及离合器机构25的轴线不同的轴线上配置了第2MG13，所以能够缩短驱动装置10A的旋转轴线方向的长度。因此，能够使驱动装置10A进一步小型化。
在该驱动装置10A中，在驱动模式切换条件成立的情况下执行充电控制或辅助控制。在低速档模式以及高速档模式下，不需要从第1MG12输出用于将发动机11的动力传递到中间轴17的反作用力。因此，通过如此执行充电控制或辅助控制，能够降低由第1MG12消耗的能量。另外，因为控制第2MG13以使发动机11的工作点位于最佳效率线L13上，所以能够提高燃料经济性。因此，能够改善驱动装置10A的能量效率。
此外，在本实施方式中，行星齿轮机构21与本发明的差动机构对应。车辆控制装置30与本发明的控制单元对应。离合器机构25与本发明的旋转限制单元对应。离合器机构25的接合状态与本发明的旋转限制单元的限制状态对应。
(第2实施方式)
接着参照图6～图8对本发明的第2实施方式的驱动装置进行说明。图6示出了本实施方式的驱动装置10B的概略图。此外，在该图中对与图1相同的部分标注相同的符号而省略说明。
在本实施方式中，在动力分配机构20设置有第1行星齿轮机构41和第2行星齿轮机构42。这些行星齿轮机构41、42是单小齿轮型的行星齿轮机构。第1行星齿轮机构41具备：作为外齿齿轮的太阳轮S1、与太阳轮S1同轴配置的作为内齿齿轮的齿圈R1、和将与这些齿轮S1、R1啮合的小齿轮P1保持为能够自转并且能够在太阳轮S1的周围公转的齿轮架C1。以下，有时将该第1行星齿轮机构41的太阳轮S1称为第1太阳轮S1，将齿圈R1称为第1齿圈R1，将齿轮架C1称为第1齿轮架C1。第2行星齿轮机构42也同样具备：作为外齿齿轮的太阳轮S2、与太阳轮S2同轴配置的作为内齿齿轮的齿圈R2、和将与这些齿轮S2、R2啮合的小齿轮P2保持为能够自转并且能够在太阳轮S2的周围公转的齿轮架C2。以下，有时将该第2行星齿轮机构42的太阳轮S2称为第2太阳轮S2，将齿圈R2称为第2齿圈R2，将齿轮架C2称为第2齿轮架C2。第1行星齿轮机构41以及第2行星齿轮机构42构成为使太阳轮、齿轮架和齿圈之间的变速比彼此相同。
如该图所示，第1齿轮架C1以及第2齿轮架C2以与发动机11的输出轴11a一体旋转的方式连结。第1太阳轮S1与第1MG12的转子轴12a连结。另外，第1太阳轮S1与第1锁止机构43连结。第1锁止机构43能够切换到将第1太阳轮S1锁止成不能旋转的锁止状态和允许第1太阳轮S1的旋转的释放状态。第2太阳轮S2与第2锁止机构44连结。第2锁止机构44能够切换到将第2太阳轮S2锁止成不能旋转的锁止状态和允许第2太阳轮S2的旋转的释放状态。
如该图所示，发动机11、第1MG12、动力分配机构20、第1锁止机构43以及第2锁止机构44配置在同一轴线上。并且，在本实施方式中，也是动力分配机构20配置在发动机11与第1MG12之间。第1锁止机构 43以及第2锁止机构44隔着动力分配机构20以及第1MG12配置在与发动机11相反一侧。如此第1锁止机构43以及第2锁止机构44集中配置在一端。
第1齿圈R1与第1主动齿轮22连结成一体旋转。第2齿圈R2与第3主动齿轮45连结成一体旋转。第3主动齿轮45与设置于中间轴17的第3被动齿轮46啮合。对第1主动齿轮22与第1被动齿轮23的传动比(以下，有时称为第1传动比。)γ1设定比第3主动齿轮45与第3被动齿轮46的传动比(以下，有时称为第2传动比。)γ2大的值。即，该传动比具有γ1>γ2的关系。
在该驱动装置10B中，通过切换第1锁止机构43和第2锁止机构44各自的状态，能够将驱动模式切换到低速档模式、高速档模式以及无级变速模式。在低速档模式下，将第1锁止机构43切换到锁止状态，并且将第2锁止机构44切换到释放状态。在高速档模式下，将第2锁止机构44切换到锁止状态，并且将第1锁止机构43切换到释放状态。另外，使第1MG12的转矩为零。在无级变速模式下，将第1锁止机构43以及第2锁止机构44都切换到释放状态。
图7示出了低速档模式时的驱动装置10B的列线图的一例。图8示出了高速档模式时的驱动装置10B的列线图的一例。此外，图中的“ENG”表示发动机11，“MG1”表示第1MG12。另外，“S1”表示第1太阳轮S1，“R1”表示第1齿圈R1，“C1”表示第1齿轮架C1。“S2”表示第2太阳轮S2，“R2”表示第2齿圈R2，“C2”表示第2齿轮架C2。“D1”表示第1主动齿轮22，“D3”表示第3主动齿轮45。图中的实线L21示出了第1行星齿轮机构41的各旋转要素的关系。虚线L22示出了第2行星齿轮机构42的各旋转要素的关系。
在低速档模式下第1锁止机构43被切换到锁止状态。因此，第1太阳轮S1被锁止成不能旋转。另一方面，因为第2锁止机构44被切换到释放状态，所以第2太阳轮S2空转。该情况下，发动机11的旋转经由第1行星齿轮机构41、第1主动齿轮22以及第1被动齿轮23传递到中间轴17。
在高速档模式下，第2锁止机构44被切换到锁止状态。因此，第2太阳轮S2被锁止成不能旋转。另一方面，第1锁止机构43被切换到释放状态。另外，使第1MG12的转矩为零。因此，第1太阳轮S1以及转子轴12a空转。因此，该情况下，发动机11的旋转经由第2行星齿轮机构42、第3主动齿轮45以及第3被动齿轮46传递到中间轴17。如上所述第2传动比γ2比第1传动比γ1小。因此，如果发动机11的转速相同，则与低速档模式相比在高速档模式下中间轴17的转速高。
在无级变速模式下，第1锁止机构43以及第2锁止机构44都被切换到释放状态。因此，在该情况下，通过使第1MG12的转速变化，能够使发动机11的转速与第1主动齿轮22的转速之比连续变化。
第1锁止机构43以及第2锁止机构44通过车辆控制装置30来控制。在本实施方式中，也是车辆控制装置30执行图4的驱动模式切换控制程序。并且，通过执行该控制程序来控制第1锁止机构43以及第2锁止机构44。即，在充电控制中，控制第1锁止机构43以及第2锁止机构44以使驱动装置10B的驱动模式成为低速档模式。另一方面，在辅助控制中，控制第1锁止机构43以及第2锁止机构44以使驱动装置10B的驱动模式成为高速档模式。
如以上进行的说明，因为该驱动装置10B具备第1锁止机构43以及第2锁止机构44，所以能够实现低速档模式、高速档模式以及无级变速模式这3种驱动模式。并且，这2个锁止机构43、44隔着动力分配机构20以及第1MG12配置在与发动机11相反一侧。因此，能够抑制锁止机构43、44的大型化。因此，能够使驱动装置10B小型化，能够提高向车辆1的搭载性。
另外，在本实施方式中也是在与配置有2个锁止机构43、44的轴线不同的轴线上配置了第2MG13，因此能够缩短驱动装置10B的旋转轴线方向的长度。
并且，在驱动装置10B中，也是在驱动模式切换条件成立的情况下执行充电控制或辅助控制。在本实施方式的低速档模式以及高速档模式下， 也是不需要从第1MG12输出用于将发动机12的动力传递到中间轴17的反作用力。因此，能够降低由第1MG12消耗的能量。并且，因为控制第2MG13以使发动机11的工作点位于最佳效率线L13上，所以能够提高燃料经济性。因此，能够改善驱动装置10B的能量效率。
此外，在本实施方式中，第1行星齿轮机构41以及第2行星齿轮机构42与本发明的差动机构对应。第1锁止机构43与本发明的锁止机构对应。第2锁止机构44与本发明的旋转限制单元对应。第2锁止机构44的锁止状态与本发明的旋转限制单元的限制状态对应。第1主动齿轮22以及第1被动齿轮23与本发明的第1传动比的齿轮组对应。第3主动齿轮45以及第3被动齿轮46与本发明的第2传动比的齿轮组对应。
本发明并不限定于上述的实施方式，能够通过各种实施方式来实施。例如，设置于本发明的驱动装置的行星齿轮机构并不限定于单小齿轮型的行星齿轮机构。在本发明的驱动装置中，也可以使用双小齿轮型的行星齿轮机构。但是，在该情况下，各实施方式中的齿圈与齿轮架的连接目标被适当变更。