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Patent Searching and Data


Title:
HYBRID DRIVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/105194
Kind Code:
A1
Abstract:
A hybrid drive device in which, in a low load traveling condition, such as a high-speed cruising, where transmission of drive force of a second rotating electric machine to an output shaft is not required, drag loss and core loss of a rotor of a second rotating electric machine are suppressed. The hybrid drive device has an input shaft (I) connected to an engine (E), an output shaft (O) connected to wheels, a first rotating electric machine (MG1), a second rotating electric machine (MG2) connected to the output shaft (0), a power distribution device (P1) for distributing rotational drive force of the input shaft (I) to the output shaft (0) and the first rotating electric machine (MG1), a second rotating electric machine fixation means (2) for selectively fixing the rotor (Ro2) of the second rotating electric machine (MG2), and transmission interruption means (3) capable of interrupting transmission of rotation between the output shaft (0) and the second rotating electric machine (MG2) with at least the rotor (Ro2) of the second rotating electric machine (MG2) fixed.

Inventors:
IWANAKA MAKOTO (JP)
TAKAMI SHIGEKI (JP)
KAWAGUCHI MIYOSHI (JP)
IIJIMA YOSHIHIRO (JP)
KITAHATA TAKESHI (JP)
KOMADA HIDEAKI (JP)
IDESHIO YUKIHIKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/050710
Publication Date:
September 04, 2008
Filing Date:
January 21, 2008
Export Citation:
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Assignee:
AISIN AW CO (JP)
TOYOTA MOTOR CO LTD (JP)
IWANAKA MAKOTO (JP)
TAKAMI SHIGEKI (JP)
KAWAGUCHI MIYOSHI (JP)
IIJIMA YOSHIHIRO (JP)
KITAHATA TAKESHI (JP)
KOMADA HIDEAKI (JP)
IDESHIO YUKIHIKO (JP)
International Classes:
B60K6/365; B60K6/387; B60K6/445; B60K6/547; B60K17/04; B60W10/10; B60W20/00; F16H3/66; F16H3/72; F16H61/02; F16H61/68; F16H61/684; F16H61/686; F16H63/50; F16H59/14; F16H59/40
Foreign References:
JP2005291476A2005-10-20
JP2006283917A2006-10-19
JP2005199942A2005-07-28
JP2000142138A2000-05-23
JP2000016101A2000-01-18
JPH11227476A1999-08-24
Attorney, Agent or Firm:
KITAMURA, Shuichiro (Nakanoshima 2-chomeKita-ku, Osaka-sh, Osaka 05, JP)
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Claims:
 エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、第一回転電機と、前記出力軸に接続された第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
 前記第二回転電機のロータを選択的に固定する第二回転電機固定手段と、
 少なくとも前記第二回転電機のロータが固定された状態で、前記出力軸と前記第二回転電機との間の回転の伝達を遮断可能である伝達遮断手段と、
を備えるハイブリッド駆動装置。
 前記第二回転電機は変速装置を介して前記出力軸に接続され、
 前記動力分配装置の出力回転要素は前記変速装置の一つの回転要素に接続され、
 前記変速装置は、少なくとも前記第二回転電機のロータが固定された状態で、前記出力回転要素の回転速度を増速して前記出力軸に伝達可能である請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。
 前記出力軸は、前記変速装置における、前記動力分配装置の出力回転要素が接続された回転要素と異なる回転要素に接続され、
 前記伝達遮断手段は、前記変速装置、及び前記動力分配装置の出力回転要素と前記出力軸とを選択的に接続するクラッチを含んで構成される請求項2に記載のハイブリッド駆動装置。
 前記出力軸の回転速度及び要求駆動力が、予め規定された高回転低駆動力領域内である場合に、前記第二回転電機固定手段により前記第二回転電機のロータを固定する請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
 前記第一回転電機のロータを選択的に固定する第一回転電機固定手段を備える請求項1から4のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
 エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力軸との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
 前記変速装置は、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を備える遊星歯車装置であって、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、第二回転要素が前記出力軸に接続され、第三回転要素が前記動力分配装置の出力回転要素に接続され、第四回転要素が前記第二回転電機のロータに接続されるとともに、第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
 前記動力分配装置の出力回転要素と前記出力軸とを選択的に接続するクラッチを備えるハイブリッド駆動装置。
 エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力軸との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
 前記変速装置は、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ備える第一遊星歯車装置と第二遊星歯車装置とを有して構成され、
 前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が第二クラッチにより前記出力軸に選択的に接続され、第三回転要素が前記第二遊星歯車装置の第二回転要素及び前記動力分配装置の出力回転要素と一体回転するように接続され、
 前記第二遊星歯車装置は、第一回転要素が前記出力軸に接続され、第三回転要素が前記第二回転電機のロータに接続されるとともに、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
 前記動力分配装置の出力回転要素と前記出力軸とを選択的に接続する第一クラッチを備えるハイブリッド駆動装置。
 エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力軸との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
 前記変速装置は、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を備える第一遊星歯車装置と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備える第二遊星歯車装置とを有して構成され、
 前記第一遊星歯車装置は、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、第二回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、第三回転要素が前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と一体回転するように接続され、第四回転要素が前記第二回転電機のロータに接続され、
 前記第二遊星歯車装置は、第二回転要素が前記動力分配装置の出力回転要素に接続され、第三回転要素が前記出力軸に接続され、
 前記動力分配装置の出力回転要素と前記出力軸とを選択的に接続するクラッチを備えるハイブリッド駆動装置。
 前記動力分配装置は、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備える遊星歯車装置であって、第一回転要素が前記第一回転電機のロータに接続され、第二回転要素が前記入力軸に接続され、第三回転要素が前記出力回転要素である請求項6から8のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
 前記第一回転電機のロータを選択的に固定するブレーキを備える請求項6から9のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
 エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力軸との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
 前記第一回転電機のロータ及び前記第二回転電機のロータの双方が固定され、前記入力軸の回転速度が増速されて前記出力軸に伝達される固定増速モードと、
 前記入力軸の回転駆動力が前記動力分配装置を介して前記第一回転電機と前記出力軸とに分配されるとともに、前記第二回転電機の回転駆動力が前記変速装置を介して前記出力軸に伝達されるスプリット通常モードと、
を切替可能に構成されているハイブリッド駆動装置。
 前記入力軸の回転駆動力が前記動力分配装置を介して前記第一回転電機と前記出力軸とに分配されるとともに、前記第二回転電機のロータが固定され、前記入力軸の回転速度が増速されて前記出力軸に伝達されるスプリット増速モードに、更に切替可能に構成されている請求項11に記載のハイブリッド駆動装置。
Description:
ハイブリッド駆動装置

 本発明は、エンジンに接続された入力軸 、車輪に接続された出力軸と、第一回転電 と、前記出力軸に接続された第二回転電機 、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と 記第一回転電機とに分配する動力分配装置 、を備えるハイブリッド駆動装置に関する

 近年、エンジンと回転電機とを併用する とにより、エンジンの燃費向上及び排出ガ の低減を図ることのできるハイブリッド車 が実用化されている。このようなハイブリ ド車両に用いるハイブリッド駆動装置の一 として、エンジンに接続された入力軸と、 輪に接続された出力軸と、第一回転電機と 第二回転電機と、入力軸の回転駆動力を前 出力軸と第一回転電機とに分配する動力分 装置と、第二回転電機と出力軸との間に接 された変速装置と、を備えるハイブリッド 動装置の構成が知られている(例えば、特許 文献1参照)。このハイブリッド駆動装置では 変速装置は、複数の変速段を有し、第二回 電機の回転速度を、出力軸の回転速度に応 た変速比で変速して出力軸に伝達する構成 なっている。

 そして、このハイブリッド駆動装置では 車速が所定値を越え、かつ、要求トルクが 定値未満である場合に高速モードが選択さ る。また、この高速モードは、通常モード 巡航モードを備え、第二回転電機への要求 ルクがゼロ以下の低負荷の場合に、巡航モ ド(高速巡航モード)が選択される。この高 巡航モードでは、第一回転電機のロータが レーキにより固定されるとともに、変速装 のブレーキが開放されて出力軸と第二回転 機との間に存在する変速装置の回転部材が 転し、出力軸と第二回転電機との間の動力 達がほとんど行われない状態となる。

 更に、このハイブリッド駆動装置は、上記 ような高速巡航モードにおいて、エンジン 動力が、少量ではあるが第二回転電機や変 装置の回転部材に伝達されて動力損失(引き 摺り損失)が生じることを最小限に抑えるた の構成を備えている。すなわち、このハイ リッド駆動装置は、前記引き摺り損失のエ ルギを判断する判断手段と、この判断手段 よる判断結果に基づいて、第二回転電機の 転速度を制御する制御手段とを備えている そして、このハイブリッド駆動装置は、高 巡航モードにおいて、引き摺り損失エネル が最小になるように第二回転電機の回転速 を制御することにより、ハイブリッド駆動 置の動力損失を最小限に抑えることができ 構成となっている。

特許3807386号公報

 しかし、上記のようなハイブリッド駆動 置の構成によっても、高速巡航モードにお て、第二回転電機のロータが所定の回転速 で回転するため、その回転による動力損失( 引き摺り損失)を完全になくすことはできな 。また、そのようなロータの回転により、 二回転電機における鉄損も発生する。

 本発明は、上記の課題に鑑みてなされた のであり、その目的は、高速巡航時等のよ な、第二回転電機の駆動力を出力軸に伝達 ることが必要とされない低負荷走行状態で 第二回転電機のロータの引き摺り損失や鉄 を抑制することが可能なハイブリッド駆動 置を提供することにある。

 上記目的を達成するための本発明に係る イブリッド駆動装置の特徴構成は、エンジ に接続された入力軸と、車輪に接続された 力軸と、第一回転電機と、前記出力軸に接 された第二回転電機と、前記入力軸の回転 動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに 配する動力分配装置と、を備える構成であ て、前記第二回転電機のロータを選択的に 定する第二回転電機固定手段と、少なくと 前記第二回転電機のロータが固定された状 で、前記出力軸と前記第二回転電機との間 回転の伝達を遮断可能である伝達遮断手段 、を備える点にある。

 なお、本願では、「接続」は、2つの部材 間で回転の伝達を直接的に行う構造を含むほ か、1又は2以上の部材を介して回転の伝達を 接的に行う構造も含む。また、本願では、 回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレ 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。

 この特徴構成によれば、高速巡航時等の うな、第二回転電機の駆動力を出力軸に伝 することが必要とされない低負荷走行状態 、第二回転電機のロータを固定することが きるとともに、当該固定された第二回転電 のロータに対して出力軸を回転可能な状態 して、出力軸と第二回転電機との間の回転 伝達を遮断することができる。したがって 第二回転電機の駆動力を出力軸に伝達する とが必要とされない低負荷走行状態におい 、第二回転電機のロータの引き摺り損失や 損を抑制することができ、エンジンの燃費 向上させることが可能になる。

 ここで、前記第二回転電機は変速装置を して前記出力軸に接続され、前記動力分配 置の出力回転要素は前記変速装置の一つの 転要素に接続され、前記変速装置は、少な とも前記第二回転電機のロータが固定され 状態で、前記出力回転要素の回転速度を増 して前記出力軸に伝達可能であると好適で る。

 このように構成すれば、第二回転電機の ータが固定された状態で、入力軸の回転速 を増速して出力軸に伝達することができる したがって、第二回転電機の駆動力を出力 に伝達することが必要とされない低負荷走 状態であって、更に高速で走行する場合に 、エンジンの回転速度が高くなり過ぎるこ を防止できるので、エンジンの燃費を更に 上させることが可能となる。

 また、前記出力軸は、前記変速装置にお る、前記動力分配装置の出力回転要素が接 された回転要素と異なる回転要素に接続さ 、前記伝達遮断手段は、前記変速装置、及 前記動力分配装置の出力回転要素と前記出 軸とを選択的に接続するクラッチを含んで 成されると好適である。

 このように構成すれば、前記クラッチを 合した状態では、動力分配装置の出力回転 素の回転がそのまま出力軸に伝達されると もに、第二回転電機の回転が変速装置を介 て出力軸に伝達され、前記クラッチの係合 解除した状態では、出力軸と第二回転電機 の間の回転の伝達が遮断されるとともに、 力分配装置の出力回転要素の回転が変速装 を介して増速されて出力軸に伝達される構 を、比較的容易に実現することができる。

 また、前記出力軸の回転速度及び要求駆 力が、予め規定された高回転低駆動力領域 である場合に、前記第二回転電機固定手段 より前記第二回転電機のロータを固定する 成とすると好適である。

 このように構成すれば、第二回転電機の 動力を出力軸に伝達することが必要とされ い低負荷走行状態を、出力軸の回転速度及 要求駆動力により予め規定しておくことで 第二回転電機のロータの固定、及び出力軸 第二回転電機との間の回転伝達の遮断を適 に行うことが可能となる。したがって、第 回転電機のロータの引き摺り損失や鉄損を 切に抑制することができ、エンジンの燃費 向上させることが可能になる。

 また、前記第一回転電機のロータを選択 に固定する第一回転電機固定手段を備える 成とすると好適である。

 このように構成すれば、発電の必要がな 場合等のような、入力軸の回転駆動力の第 回転電機への分配が必要とされない状態で 動力分配装置により入力軸の回転駆動力を 力軸と第一回転電機とに分配する動作を停 し、入力軸の回転駆動力の全てを動力分配 置の出力回転要素に伝達する状態とするこ ができる。したがって、入力軸の回転駆動 の第一回転電機への分配が必要とされない 態において、第一回転電機のロータの引き り損失や鉄損を抑制することができ、エン ンの燃費を更に向上させることが可能にな 。

 本発明に係るハイブリッド駆動装置の更 る特徴構成は、エンジンに接続された入力 と、車輪に接続された出力軸と、第一回転 機と、第二回転電機と、前記入力軸の回転 動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに 配する動力分配装置と、前記第二回転電機 前記出力軸との間に接続された変速装置と を備える構成であって、前記変速装置は、 転速度の順に少なくとも第一回転要素、第 回転要素、第三回転要素、及び第四回転要 を備える遊星歯車装置であって、第一回転 素が第一ブレーキにより非回転部材に選択 に固定され、第二回転要素が前記出力軸に 続され、第三回転要素が前記動力分配装置 出力回転要素に接続され、第四回転要素が 記第二回転電機のロータに接続されるとと に、第二ブレーキにより非回転部材に選択 に固定され、前記動力分配装置の出力回転 素と前記出力軸とを選択的に接続するクラ チを備える点にある。

 なお、本願では、サンギヤ、キャリア、 ングギヤの三つの回転要素を備える遊星歯 機構に関し、当該遊星歯車機構単独で、若 くは複数の遊星歯車機構を組み合わせて得 れる装置を「遊星歯車装置」と呼ぶ。

 この特徴構成によれば、第二ブレーキに り第二回転電機のロータを非回転部材に選 的に固定することができる。また、この第 ブレーキによる第二回転電機のロータの固 状態であって前記クラッチ及び第一ブレー の係合解除状態では、変速装置は、出力軸 第二回転電機との間の回転の伝達を遮断す とともに、入力軸の回転速度を増速して出 軸に伝達する状態となる。したがって、高 巡航時等のような、第二回転電機の駆動力 出力軸に伝達することが必要とされない低 荷走行状態において、第二ブレーキを係合 、前記クラッチ及び第一ブレーキを係合解 することにより、第二回転電機のロータの き摺り損失や鉄損を抑制することができ、 ンジンの燃費を向上させることが可能にな 。

 本発明に係るハイブリッド駆動装置のも 一つの特徴構成は、エンジンに接続された 力軸と、車輪に接続された出力軸と、第一 転電機と、第二回転電機と、前記入力軸の 転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機 に分配する動力分配装置と、前記第二回転 機と前記出力軸との間に接続された変速装 と、を備える構成であって、前記変速装置 、回転速度の順に少なくとも第一回転要素 第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞ 備える第一遊星歯車装置と第二遊星歯車装 とを有して構成され、前記第一遊星歯車装 は、第一回転要素が非回転部材に固定され 第二回転要素が第二クラッチにより前記出 軸に選択的に接続され、第三回転要素が前 第二遊星歯車装置の第二回転要素及び前記 力分配装置の出力回転要素と一体回転する うに接続され、前記第二遊星歯車装置は、 一回転要素が前記出力軸に接続され、第三 転要素が前記第二回転電機のロータに接続 れるとともに、ブレーキにより非回転部材 選択的に固定され、前記動力分配装置の出 回転要素と前記出力軸とを選択的に接続す 第一クラッチを備える点にある。

 この特徴構成によれば、前記ブレーキに り第二回転電機のロータを非回転部材に選 的に固定することができる。また、このブ ーキによる第二回転電機のロータの固定状 であって第一クラッチ及び第二クラッチの 合解除状態では、変速装置は、出力軸と第 回転電機との間の回転の伝達を遮断すると もに、入力軸の回転速度を増速して出力軸 伝達する状態となる。したがって、高速巡 時等のような、第二回転電機の駆動力を出 軸に伝達することが必要とされない低負荷 行状態において、前記ブレーキを係合し、 一クラッチ及び第二クラッチを係合解除す ことにより、第二回転電機のロータの引き り損失や鉄損を抑制することができ、エン ンの燃費を向上させることが可能になる。

 本発明に係るハイブリッド駆動装置の更 もう一つの特徴構成は、エンジンに接続さ た入力軸と、車輪に接続された出力軸と、 一回転電機と、第二回転電機と、前記入力 の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転 機とに分配する動力分配装置と、前記第二 転電機と前記出力軸との間に接続された変 装置と、を備える構成であって、前記変速 置は、回転速度の順に少なくとも第一回転 素、第二回転要素、第三回転要素、及び第 回転要素を備える第一遊星歯車装置と、回 速度の順に少なくとも第一回転要素、第二 転要素、及び第三回転要素を備える第二遊 歯車装置とを有して構成され、前記第一遊 歯車装置は、第一回転要素が第一ブレーキ より非回転部材に選択的に固定され、第二 転要素が第二ブレーキにより非回転部材に 択的に固定され、第三回転要素が前記第二 星歯車装置の第一回転要素と一体回転する うに接続され、第四回転要素が前記第二回 電機のロータに接続され、前記第二遊星歯 装置は、第二回転要素が前記動力分配装置 出力回転要素に接続され、第三回転要素が 記出力軸に接続され、前記動力分配装置の 力回転要素と前記出力軸とを選択的に接続 るクラッチを備える点にある。

 この特徴構成によれば、第一ブレーキ及 第二ブレーキにより第二回転電機のロータ 非回転部材に選択的に固定することができ 。また、これらの第一ブレーキ及び第二ブ ーキによる第二回転電機のロータの固定状 であって前記クラッチの係合解除状態では 変速装置は、出力軸と第二回転電機との間 回転の伝達を遮断するとともに、入力軸の 転速度を増速して出力軸に伝達する状態と る。したがって、高速巡航時等のような、 二回転電機の駆動力を出力軸に伝達するこ が必要とされない低負荷走行状態において 第一ブレーキ及び第二ブレーキを係合し、 記クラッチを係合解除することにより、第 回転電機のロータの引き摺り損失や鉄損を 制することができ、エンジンの燃費を向上 せることが可能になる。

 ここで、前記動力分配装置は、回転速度 順に少なくとも第一回転要素、第二回転要 、及び第三回転要素を備える遊星歯車装置 あって、第一回転要素が前記第一回転電機 ロータに接続され、第二回転要素が前記入 軸に接続され、第三回転要素が前記出力回 要素である構成とすると好適である。

 このように構成すれば、動力分配装置に り、入力軸の回転駆動力を出力軸と第一回 電機とに分配する動作を適切に行わせるこ ができる。

 また、前記第一回転電機のロータを選択 に固定するブレーキを備える構成とすると 適である。

 このように構成すれば、発電の必要がな 場合等のような、入力軸の回転駆動力の第 回転電機への分配が必要とされない状態で 動力分配装置により入力軸の回転駆動力を 力軸と第一回転電機とに分配する動作を停 し、入力軸の回転駆動力の全てを動力分配 置の出力回転要素に伝達する状態とするこ ができる。したがって、入力軸の回転駆動 の第一回転電機への分配が必要とされない 態において、第一回転電機のロータの引き り損失や鉄損を抑制することができ、エン ンの燃費を更に向上させることが可能にな 。

 本発明に係るハイブリッド駆動装置の更 る特徴構成は、エンジンに接続された入力 と、車輪に接続された出力軸と、第一回転 機と、第二回転電機と、前記入力軸の回転 動力を前記出力軸と前記第一回転電機とに 配する動力分配装置と、前記第二回転電機 前記出力軸との間に接続された変速装置と を備える構成であって、前記第一回転電機 ロータ及び前記第二回転電機のロータの双 が固定され、前記入力軸の回転速度が増速 れて前記出力軸に伝達される固定増速モー と、前記入力軸の回転駆動力が前記動力分 装置を介して前記第一回転電機と前記出力 とに分配されるとともに、前記第二回転電 の回転駆動力が前記変速装置を介して前記 力軸に伝達されるスプリット通常モードと を切替可能に構成されている点にある。

 この特徴構成によれば、高速巡航時等の うな、第二回転電機の駆動力を出力軸に伝 することが必要とされない低負荷走行状態 は、固定増速モードとすることにより、第 回転電機及び前記第二回転電機の双方のロ タを固定して第一回転電機及び第二回転電 のロータの引き摺り損失や鉄損を抑制する ともに、入力軸の回転速度を増速して出力 に伝達して高速走行時にもエンジンの回転 度が高くなり過ぎることを防止することが きる。したがって、このような低負荷走行 態でのエンジンの燃費を向上させることが 能になる。一方、その他の走行状態では、 プリット通常モードとすることにより、入 軸の回転駆動力を出力軸と第一回転電機と 分配し、第一回転電機及び第二回転電機の 方に発電させ、他方に力行させることによ 、エンジンを効率的に動作させつつ走行す ことが可能となる。

 ここで、前記入力軸の回転駆動力が前記 力分配装置を介して前記第一回転電機と前 出力軸とに分配されるとともに、前記第二 転電機のロータが固定され、前記入力軸の 転速度が増速されて前記出力軸に伝達され スプリット増速モードに、更に切替可能に 成されていると好適である。

 このように構成すれば、固定増速モード 走行中にバッテリ等の蓄電装置の蓄電残量 少なくなった際に、スプリット増速モード することにより、入力軸の回転駆動力が動 分配装置を介して第一回転電機と出力軸と 分配されるので、第一回転電機に発電させ ことが可能となる。したがって、この構成 よれば、高速巡航時等のような、第二回転 機の駆動力を出力軸に伝達することが必要 されない低負荷走行状態で、第二回転電機 ロータの引き摺り損失や鉄損を抑制してエ ジンの燃費を向上させつつ、必要に応じて プリット増速モードに切り替えて発電を行 ことができる。

本発明の第一の実施形態に係るハイブ ッド駆動装置のスケルトン図 第一の実施形態に係るハイブリッド駆 装置のシステム構成図 第一の実施形態に係るハイブリッド駆 装置の制御マップの一例を示す図 第一の実施形態に係るハイブリッド駆 装置の作動表を示す図 第一の実施形態に係る動力分配装置の 度線図 第一の実施形態に係る変速装置の速度 図 第一の実施形態に係るハイブリッド駆 装置のモード切替の際の各部の動作を示す イミングチャート 第一の実施形態に係るハイブリッド駆 装置のモード切替の際の各部の動作を示す イミングチャート 本発明の第二の実施形態に係るハイブ ッド駆動装置のスケルトン図 第二の実施形態に係るハイブリッド駆 動装置の作動表を示す図 第二の実施形態に係る変速装置の速度 線図 本発明の第三の実施形態に係るハイブ リッド駆動装置のスケルトン図 第三の実施形態に係るハイブリッド駆 動装置の作動表を示す図 第三の実施形態に係る変速装置の速度 線図

1.第一の実施形態
 まず、本発明の第一の実施形態について図 に基づいて説明する。図1は、本実施形態に 係るハイブリッド駆動装置Hの機械的構成を すスケルトン図である。なお、この図1は、 心軸に対称な下半分の構成を省略して示し いる。また、図2は、本実施形態に係るハイ ブリッド車用駆動装置Hのシステム構成を示 模式図である。なお、図2において、二重の 線は駆動力の伝達経路を示し、二重の破線 電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は作 油の流れを示している。また、実線の矢印 各種情報の伝達経路を示している。

 これらの図に示すように、ハイブリッド 動装置Hは、エンジンEに接続された入力軸I 、車輪Wに接続された出力軸Oと、第一モー ・ジェネレータMG1と、第二モータ・ジェネ ータMG2と、入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oと 第一モータ・ジェネレータMG1とに分配する動 力分配装置P1と、第二モータ・ジェネレータM G2と出力軸Oとの間に配置された変速装置P2と を備えている。これらの構成は、車体に固 される非回転部材としての駆動装置ケースD c(以下、単に「ケースDc」という。)内に収納 れている。そして、このハイブリッド駆動 置Hは、第二モータ・ジェネレータMG2のロー タRo2を固定し、出力軸Oと第二モータ・ジェ レータMG2との間の回転の伝達を遮断すると もに、変速装置P2により入力軸Iの回転速度 増速して出力軸Oに伝達することができる構 となっている。なお、本実施形態において 、第一モータ・ジェネレータMG1が本発明に ける「第一回転電機」に相当し、第二モー ・ジェネレータMG2が本発明における「第二 転電機」に相当する。

1-1.ハイブリッド駆動装置Hの機械的構成
 まず、本実施形態に係るハイブリッド駆動 置Hの機械的な構成について説明する。図1 び図2に示すように、入力軸Iは、エンジンE 接続されている。ここで、エンジンEとして 、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン の公知の各種の内燃エンジンを用いること できる。本例では、入力軸IはエンジンEの ランクシャフト等の出力回転軸と一体的に 続されている。なお、入力軸IがエンジンEの 出力回転軸との間にダンパやクラッチ等を介 して接続された構成としても好適である。出 力軸Oは、ディファレンシャル装置17等を介し て車輪Wに回転駆動力を伝達可能に接続され いる。中間軸Mは、動力分配装置P1のリング ヤr1と変速装置P2のキャリアca2とを連結し、 れらと一体回転するように接続されている また、中間軸Mは、第一クラッチC1を介して 力軸Oに選択的に接続される。本実施形態に おいては、入力軸I、出力軸O、及び中間軸Mは 、同軸上に配置されている。

 第一モータ・ジェネレータMG1は、ケースD cに固定されたステータSt1と、このステータSt 1の径方向内側に回転自在に支持されたロー Ro1と、を有している。この第一モータ・ジ ネレータMG1のロータRo1は、動力分配装置P1の サンギヤs1と一体回転するように連結されて る。また、第二モータ・ジェネレータMG2は ケースDcに固定されたステータSt2と、この テータSt2の径方向内側に回転自在に支持さ たロータRo2と、を有している。この第二モ タ・ジェネレータMG2のロータRo2は、変速装 P2の第二サンギヤs3と一体回転するように連 されている。第1モータ・ジェネレータMG1及 び第2モータ・ジェネレータMG2は、図2に示す うに、それぞれインバータ12を介して蓄電 置としてのバッテリ11に電気的に接続されて いる。そして、第1モータ・ジェネレータMG1 び第2モータ・ジェネレータMG2は、それぞれ 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 力を発生するジェネレータ(発電機)としての 機能とを果すことが可能とされている。

 本例では、第一モータ・ジェネレータMG1 、主に動力分配装置P1のサンギヤs1を介して 入力された駆動力により発電を行うジェネレ ータとして機能し、バッテリ11を充電し、或 は第二モータ・ジェネレータMG2を駆動する めの電力を供給する。ただし、車両の高速 行時には第一モータ・ジェネレータMG1はモ タとして機能する場合もある。一方、第二 ータ・ジェネレータMG2は、主に車両の走行 の駆動力を補助するモータとして機能する ただし、車両の高速走行時であって第一モ タ・ジェネレータMG1がモータとして機能す 場合には、第二モータ・ジェネレータMG2は ェネレータとして機能する。また、車両の 速時等にも、第二モータ・ジェネレータMG2 、車両の慣性力を電気エネルギとして回生 るジェネレータとして機能する。このよう 第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モー ・ジェネレータMG2の動作は、制御装置ECUか 制御指令に従って行われる。

 図1に示すように、動力分配装置P1は、入 軸Iと同軸状に配置されたシングルピニオン 型の遊星歯車機構により構成されている。す なわち、動力分配装置P1は、複数のピニオン ヤを支持するキャリアca1と、前記ピニオン ヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs1及びリン ギヤr1とを回転要素として有している。サン ギヤs1は、第一モータ・ジェネレータMG1のロ タRo1と一体回転するように接続され、更に 三ブレーキB3によりケースDcに選択的に固定 される。キャリアca1は、入力軸Iと一体回転 るように接続されている。リングギヤr1は、 中間軸Mと一体回転するように接続されてい 。これにより、リングギヤr1は、中間軸M及 変速装置P2を介して、或いは第一クラッチC1 係合状態とした場合には第一クラッチC1を して、出力軸Oに接続されている。したがっ 、このリングギヤr1が動力分配装置P1の「出 力回転要素」となる。本実施形態においては 、これらのサンギヤs1、キャリアca1、及びリ グギヤr1が、それぞれ本発明における動力 配装置P1の「第一回転要素m1」、「第二回転 素m2」、及び「第三回転要素m3」に相当する 。また、本実施形態においては、第三ブレー キB3により第一モータ・ジェネレータMG1のロ タRo1を選択的に固定することができるので この第三ブレーキB3が、本発明における「 一回転電機固定手段1」を構成する。

 本実施形態に係る変速装置P2は、入力軸I 同軸状に配置された四つの回転要素を備え 四要素の遊星歯車装置により構成されてい 。すなわち、変速装置P2は、第一サンギヤs2 及び第二サンギヤs3の2つのサンギヤと、リン グギヤr3と、キャリアca2とを回転要素として している。ここで、キャリアca2は、第二サ ギヤs3及びリングギヤr3の双方に噛み合うシ ョートピニオンギヤと、第一サンギヤs2に大 部が噛み合うとともに前記ショートピニオ ギヤに小径部が噛み合う段付ロングピニオ ギヤとを、共に回転可能に支持する構成と っている。第一サンギヤs2は、第一ブレー B1によりケースDcに選択的に固定される。リ グギヤr3は、出力軸Oと一体回転するように 続されている。キャリアca2は、中間軸Mを介 して動力分配装置P1のリングギヤr1と一体回 するように接続されている。第二サンギヤs3 は、第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2 と一体回転するように接続されているととも に、第二ブレーキB2によりケースDcに選択的 固定される。本実施形態においては、第一 ンギヤs2、リングギヤr3、キャリアca2、及び 二サンギヤs3が、それぞれ本発明における 速装置P2の「第一回転要素m1」、「第二回転 素m2」、「第三回転要素m3」、及び「第四回 転要素m4」に相当する。また、本実施形態に いては、第二ブレーキB2により第二モータ ジェネレータMG2のロータRo2をケースDcに選択 的に固定することができるので、この第二ブ レーキB2が、本発明における「第二回転電機 定手段2」を構成する。

 また、この変速装置P2のキャリアca2とリ グギヤr3とは、第一クラッチC1により選択的 接続される。したがって、変速装置P2のキ リアca2に接続された中間軸M及び動力分配装 P1の出力回転要素であるリングギヤr1と、変 速装置P2のリングギヤr3に接続された出力軸O は、第一クラッチC1により選択的に接続さ る。すなわち、第一クラッチC1の係合状態で は、動力分配装置P1のリングギヤr1は、出力 Oと一体回転するように接続される。また、 のような第一クラッチC1の係合状態では、 速装置P2は全ての回転要素s2、s3、ca2、r3が一 体回転する直結状態となる。一方、第一クラ ッチC1の係合解除状態では、動力分配装置P1 リングギヤr1は、変速装置P2を介して出力軸O に接続される。

 上記のように、第二モータ・ジェネレー MG2は、変速装置P2の第二サンギヤs3と一体回 転するように接続されており、出力軸Oは変 装置P2のリングギヤr3と一体回転するように 続されている。したがって、第二モータ・ ェネレータMG2は、変速装置P2、具体的には 二サンギヤs3、キャリアca2及びリングギヤr3 介して出力軸Oに接続されている。そして、 この変速装置P2では、第一クラッチC1が係合 除され、第二ブレーキB2により第二モータ・ ジェネレータMG2のロータRo2及び第二サンギヤ s3がケースDcに固定された状態では、キャリ ca2及びリングギヤr3を介して、中間軸Mと出 軸Oとの間で回転の伝達は行われるが、その 転は第二サンギヤs3には伝達されない。し がって、この変速装置P2は、第二ブレーキB2 より第二モータ・ジェネレータMG2のロータR o2が固定された状態で、第一クラッチC1を係 解除することにより、出力軸Oと第二モータ ジェネレータMG2との間の回転の伝達を遮断 ることができる構成となっている。また、 のように、第一クラッチC1が係合解除され 第二ブレーキB2により第二モータ・ジェネレ ータMG2のロータRo2及び第二サンギヤs3がケー Dcに固定された状態では、この変速装置P2で は、キャリアca2(中間軸M)の回転速度が増速さ れて出力軸Oに伝達される構成となっている したがって、変速装置P2は、動力分配装置P1 出力回転要素であるリングギヤr1の回転速 を増速して出力軸Oに伝達する構成となって る。よって、本実施形態においては、第一 ラッチC1及び変速装置P2が、本発明における 「伝達遮断手段3」を構成する。

 上記のとおり、このハイブリッド駆動装 Hは、摩擦係合要素として、第一クラッチC1 第一ブレーキB1、第二ブレーキB2及び第三ブ レーキB3を備えている。これらの摩擦係合要 としては、いずれも油圧により動作する多 式クラッチや多板式ブレーキを用いること できる。図2に示すように、これらの摩擦係 合要素に供給される油圧は、制御装置ECUから の制御指令により動作する油圧制御装置13に り制御される。この油圧制御装置13への作 油の供給は、エンジンEの動作中は機械式オ ルポンプ14により行われ、エンジンEの停止 は電動オイルポンプ15により行われる。こ で、機械式オイルポンプ14は、入力軸Iの回 駆動力により駆動される。また、電動オイ ポンプ15は、電動オイルポンプ用インバータ 16を介して供給されるバッテリ11からの電力( 給経路は図示省略)により駆動される。なお 、図2では、第一クラッチC1、第一ブレーキB1 び第二ブレーキB2は変速装置P2に含まれ、第 三ブレーキB3は動力分配装置P1に含まれるこ として図示を省略している。

1-2.ハイブリッド駆動装置Hの制御システムの 成
 次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動 置Hの制御システムの構成について説明する 。図2に示すように、制御装置ECUは、車両の 部に設けられたセンサSe1~Se7で取得される情 を用いて、エンジンE、第一モータ・ジェネ レータMG1、第二モータ・ジェネレータMG2、油 圧制御装置13を介して各摩擦係合要素C1、B1、 B2、B3(図1参照)、並びに電動オイルポンプ15等 の動作制御を行う。これらのセンサとして、 本例では、第一モータ・ジェネレータ回転速 度センサSe1、第二モータ・ジェネレータ回転 速度センサSe2、エンジン回転速度センサSe3、 バッテリ状態検出センサSe4、車速センサSe5、 アクセル操作検出センサSe6、及びブレーキ操 作検出センサSe7が設けられている。

 ここで、第一モータ・ジェネレータ回転 度センサSe1は、第一モータ・ジェネレータM G1のロータRo1の回転速度を検出するためのセ サである。第二モータ・ジェネレータ回転 度センサSe2は、第二モータ・ジェネレータM G2のロータRo2の回転速度を検出するためのセ サである。エンジン回転速度センサSe3は、 ンジンEの出力回転軸の回転速度を検出する ためのセンサである。ここで、入力軸Iはエ ジンEの出力回転軸と一体回転するので、こ エンジン回転速度センサSe3により検出され エンジンEの回転速度は入力軸Iの回転速度 一致する。バッテリ状態検出センサSe4は、 ッテリ11の充電量等の状態を検出するための センサである。車速センサSe5は、車速を検出 するために出力軸Oの回転速度を検出するた のセンサである。アクセル操作検出センサSe 6は、アクセルペダル18の操作量を検出するた めのセンサである。ブレーキ操作検出センサ Se7は、図示しないホイールブレーキに連動す るブレーキペダル19の操作量を検出するため センサである。

 また、制御装置ECUは、エンジン制御手段3 1、モータ・ジェネレータ制御手段32、バッテ リ状態検出手段33、モータ・ジェネレータ回 検出手段34、車速検出手段35、切替制御手段 36、電動オイルポンプ制御手段37、エンジン 転検出手段38、モード・変速段選択手段39、 び要求駆動力検出手段40を備えている。制 装置ECUにおけるこれらの各手段は、CPU等の 算処理装置を中核部材として、入力された ータに対して種々の処理を行うための機能 がハードウエア又はソフトウエア(プログラ )或いはその両方により実装されて構成され ている。

 エンジン制御手段31は、エンジンEの動作 始、停止、回転速度制御、出力トルク制御 の動作制御を行う。モータ・ジェネレータ 御手段32は、インバータ12を介して、第一モ ータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェ ネレータMG2の回転速度制御、トルク制御等の 動作制御を行う。バッテリ状態検出手段33は バッテリ状態検出センサSe4の出力に基づい 、バッテリ11の充電量等の状態を検出する モータ・ジェネレータ回転検出手段34は、第 一モータ・ジェネレータ回転速度センサSe1、 及び第二モータ・ジェネレータ回転速度セン サSe2の出力に基づいて、第一モータ・ジェネ レータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の 回転速度を検出する。車速検出手段35は、車 センサSe5からの出力に基づいて車速を検出 る。

 切替制御手段36は、油圧制御装置13の動作 を制御することにより、ハイブリッド駆動装 置Hの各摩擦係合要素C1、B1、B2、B3(図1参照)の それぞれの係合又は係合解除を行い、ハイブ リッド駆動装置Hの動作モード及び変速段を り替える制御を行う。電動オイルポンプ制 手段37は、電動オイルポンプ用インバータ16 介して電動オイルポンプ15の動作制御を行 。エンジン回転検出手段38は、エンジン回転 速度センサSe3からの出力に基づいて、エンジ ンEの出力回転軸及び入力軸Iの回転速度を検 する。要求駆動力検出手段40は、アクセル 作検出センサSe6及びブレーキ操作検出セン Se7からの出力に基づいて、運転者による要 駆動力を演算して取得する。

 モード・変速段選択手段39は、図3に示す うな制御マップやバッテリ状態検出手段33 より検出されるバッテリ11の状態等に従って 、動作モード及び変速段の選択を行う。図3 、車速及び要求駆動力と各動作モードが備 る各変速段の受け持ち範囲との関係を予め 定したマップを示す図であり、このモード 変速段選択手段39において用いる制御マップ の一例である。この図において横軸は車速で あり、縦軸は運転者のアクセル操作量等に基 づいて要求駆動力検出手段40により取得され 要求駆動力である。モード・変速段選択手 39は、車速及び要求駆動力に応じて、この 御マップに従い適切な変速段の選択を行う 具体的には、モード・変速段選択手段39は、 車速の情報を車速検出手段35から取得する。 た、モード・変速段選択手段39は、要求駆 力の情報を要求駆動力検出手段40から取得す る。そして、モード・変速段選択手段39は、 3に示す制御マップに従って、取得された車 速及び要求駆動力に応じて規定された変速段 を選択する。

 本例では、スプリットモードの低速段(Lo) 、スプリットモードの高速段(Hi)、及びスプ ットモード又は固定モードの増速段(OD)の3つ の中から一つの変速段が選択される。すなわ ち、モード・変速段選択手段39は、図3に示す 制御マップ上における、車速検出手段35によ 検出される車速と要求駆動力検出手段40に り検出される要求駆動力とにより定まる点 、低速段領域(図3に「Lo」で示される領域)、 高速段領域(図3に「Hi」で示される領域)、及 増速段領域(図3に「OD」で示される領域)の ずれに位置するかに応じて、変速段を選択 る。ここで、車速と出力軸Oの回転速度は、 に一定の関係が成立するため同視できる。 たがって、本実施形態においては、図3に示 す制御マップ上における増速段領域が、本発 明における「高回転低駆動力領域」に相当す る。また、モード・変速段選択手段39は、増 段(OD)が選択される場合には、バッテリ状態 検出手段33により検出されるバッテリ11の状 等に基づいて、スプリットモードと固定モ ドのいずれかの動作モードを選択する。

1-3.ハイブリッド駆動装置Hの動作モード
 次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動 置Hにより実現可能な動作モードについて説 明する。図4は、複数の動作モード及び各動 モードが備える各変速段での摩擦係合要素C1 、B1、B2、B3の作動状態を示す作動表である。 この図において、「○」は各摩擦係合要素が 係合状態にあることを示している。一方、「 無印」は、各摩擦係合要素が係合解除状態に あること示している。この図に示すように、 このハイブリッド駆動装置Hは、「スプリッ モード」及び「固定モード」の2つの動作モ ドに切り替え可能に構成されている。ここ 、スプリットモードは、入力軸Iの回転駆動 力が動力分配装置P1を介して第一モータ・ジ ネレータMG1と出力軸O側の中間軸Mとに分配 れるモードである。また、固定モードは、 一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1及び 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の双 が固定され、入力軸Iの回転速度が出力軸Oに 伝達されるモードである。そして、このハイ ブリッド駆動装置Hは、スプリットモードで 速段(Lo)、高速段(Hi)、及び増速段(OD)の3つの 速段を有している。一方、このハイブリッ 駆動装置Hでは、固定モードの変速段は増速 段(OD)のみとなっている。なお、スプリット ードの低速段(Lo)及び高速段(Hi)では、第二モ ータ・ジェネレータMG2のロータRo2の回転駆動 力が変速装置P2を介して出力軸Oに伝達され、 スプリットモード及び固定モードの増速段(OD )では、第二モータ・ジェネレータMG2のロー Ro2は固定される。

 また、図5は、動力分配装置P1の速度線図 示し、図6は、変速装置P2の速度線図を示し いる。これらの速度線図において、縦軸は 各回転要素の回転速度に対応している。す わち、縦軸に対応して記載している「0」は 回転速度がゼロであることを示しており、上 側が正、下側が負である。そして、並列配置 された複数本の縦線のそれぞれが、動力分配 装置P1又は変速装置P2の各回転要素に対応し いる。すなわち、図5の各縦線の上側に記載 れている「s1」、「ca1」、「r1」はそれぞれ 動力分配装置P1のサンギヤs1、キャリアca1、 ングギヤr1に対応している。また、図6の各 線の上側に記載されている「s2」、「r3」、 ca2」、「s3」はそれぞれ変速装置P2の第一サ ンギヤs2、リングギヤr3、キャリアca2、第二 ンギヤs3に対応している。また、各回転要素 に対応する縦線の間隔は、動力分配装置P1及 変速装置P2のギヤ比に対応している。なお これらの速度線図の各縦線の下側に記載さ ている「E」、「MG1」、「MG2」、「M」、「O は、それぞれの縦線が表す回転要素と一体 転するように接続されている、エンジンE、 一モータ・ジェネレータMG1、第二モータ・ ェネレータMG2、中間軸M、出力軸Oを表して る。また、これらの速度線図中の「×」印は ブレーキB1、B2、B3が係合している状態を示し ている。

 そして、図5では、直線Spがスプリットモ ドでの動力分配装置P1の動作状態の一例を し、直線Fxが固定モードでの動力分配装置P1 動作状態を示している。また、図6では、直 線Loが低速段(Lo)、直線Hiが高速段(Hi)、直線OD 増速段(OD)での変速装置P2の動作状態をそれ れ示している。以下の説明において、単に 低速段(Lo)」、「高速段(Hi)」というときは スプリットモードの低速段、高速段を表し 単に「増速段(OD)」というときは、スプリッ モード又は固定モードの増速段を表す。ま 、以下の説明において、単に「変速段」と うときは、スプリットモード及び固定モー の複数の変速段の全部又はその中の一部を 括的に表すものとする。

 上記のとおり、これらの各動作モード及 変速段は、モード・変速段選択手段38によ 、図3に示す制御マップ及びバッテリ11の状 等に基づいて選択される。そして、選択さ た動作モード及び変速段への切り替えは、 御装置ECUからの制御指令により各摩擦係合 素C1、B1、B2、B3が係合又は係合解除されるこ とにより行われる。なお、この際、制御装置 ECUは、モータ・ジェネレータ制御手段32によ 第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モー ・ジェネレータMG2の回転速度及びトルクの 御、エンジン制御手段31によるエンジンEの 転速度及びトルクの制御等も行う。以下、 動作モード及び変速段でのハイブリッド駆 装置Hの動作状態について、動力分配装置P1 動作状態と変速装置P2の動作状態とに分け 詳細に説明する。

1-4.動力分配装置の動作状態
 図5に示すように、動力分配装置P1は、スプ ットモードと固定モードとで異なる動作状 となる。そして、動力分配装置P1は、スプ ットモードでは、図5に直線Spとして示すよ に、回転速度の順で中間となるキャリアca1 入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、その 転がサンギヤs1とリングギヤr1とに分配され る。そして、サンギヤs1に分配された回転は 一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1に伝 され、出力回転要素としてのリングギヤr1 分配された回転は中間軸Mに伝達される(図1 照)。この際、エンジンEは、要求駆動力検出 手段40により取得される要求駆動力に応じて 高い効率で排出ガスの少ない状態に維持さ るよう制御されつつ、入力軸Iを介して正方 向のトルクをキャリアca1に伝達する。なお、 高い効率で排出ガスの少ない状態は、一般に 最適燃費特性に沿う状態であり、エンジンE 、このような状態となるように回転速度及 トルクが制御される。また、第一モータ・ ェネレータMG1は、負方向のトルクを出力す ことにより、入力軸Iのトルクの反力をサン ヤs1に伝達する。そして、第一モータ・ジ ネレータMG1の回転速度によりリングギヤr1( 間軸M)の回転速度が決定される。通常の走行 状態では、第一モータ・ジェネレータMG1は、 正回転(回転速度が正)しつつ負方向のトルク 発生して発電を行う。一方、車速が高く(出 力軸Oの回転速度が高く)なり、エンジンEの回 転速度に対して中間軸Mの回転速度が高くな と第一モータ・ジェネレータMG1は、負回転( 転速度が負)しつつ負方向のトルクを発生し て力行を行う。なお、このように第一モータ ・ジェネレータMG1が力行する状態では、第二 モータ・ジェネレータMG2が、ロータRo2の回転 方向とは逆方向のトルクを発生して発電を行 う。

 また、動力分配装置P1は、固定モードで 、図5に直線Fxとして示すように、第三ブレ キB3が係合状態とされ、サンギヤs1がケースD cに固定される。これにより、第一モータ・ ェネレータMG1のロータRo1もケースDcに固定さ れ、回転速度がゼロとなる。この際、エンジ ンE及び入力軸Iの回転速度は、動力分配装置P 1のギヤ比に応じて増速されて中間軸Mに伝達 れる状態となる。なお、本実施形態におい は、図4に示すように、固定モードでは、必 ず増速段(OD)となり、第二ブレーキB2が係合状 態とされる。したがって、固定モードでは、 第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2もケ ースDcに固定され、回転速度がゼロとなる。

1-5.変速装置の動作状態
 図6に示すように、変速装置P2は、低速段(Lo) 、高速段(Hi)、及び増速段(OD)のいずれの変速 であるかにより異なる動作状態となる。一 、変速装置P2は、動力分配装置P1とは異なり 、スプリットモードと固定モード(いずれも 速段(OD))とで動作状態は同じとなる。そして 、変速装置P2は、低速段(Lo)では、第一ブレー キB1が係合状態とされ、第一サンギヤs2がケ スDcに固定される。これにより、図6に直線Lo として示すように、中間軸Mの回転速度が減 されて出力軸Oに伝達されるとともに、第二 ータ・ジェネレータMG2の回転速度も減速さ て出力軸Oに伝達される。また、変速装置P2 、高速段(Hi)では、第一クラッチC1が係合状 とされ、変速装置P2の全体が一体回転する 結状態となる。これにより、図6に直線Hiと て示すように、中間軸M及び第二モータ・ジ ネレータMG2の回転速度が同速のまま出力軸O に伝達される。

 したがって、低速段(Lo)及び高速段(Hi)で 、変速装置P2により所定の変速比で変速(減 又は同速)された第二モータ・ジェネレータM G2のトルクと、動力分配装置P1から中間軸Mに 配されたエンジンE(入力軸I)のトルクとが加 算されて出力軸Oから出力される。すなわち 共にスプリットモードである低速段(Lo)及び 速段(Hi)では、中間軸Mから変速装置P2を介し て出力軸Oに伝達される回転駆動力が要求駆 力に対して不足する場合には、第二モータ ジェネレータMG2を力行させる。これにより 第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力 よってエンジンEの回転駆動力をアシストし つ、車両を走行させることができる。

 また、変速装置P2は、増速段(OD)では、第 ブレーキB2が係合状態とされ、第二サンギ s3がケースDcに固定される。これにより、図6 に直線ODとして示すように、第二モータ・ジ ネレータMG2のロータRo2もケースDcに固定さ 、回転速度がゼロとなる。この際、中間軸M 回転速度は、変速装置P2のギヤ比に応じて 速されて出力軸Oに伝達される。このように 増速段(OD)では、第二モータ・ジェネレータ MG2のロータRo2がケースDcに固定されるので、 力軸Oには、動力分配装置P1から中間軸Mに分 配されたエンジンE(入力軸I)のトルクのみが 達されることになる。上記のとおり、モー ・変速段選択手段39は、図3に示す制御マッ に基づいて、車速及び要求駆動力により定 る点が、増速段領域(図3に「OD」で示される 域)に位置する場合に、増速段(OD)を選択す 。したがって、車速と同視できる出力軸Oの 転速度及び要求駆動力が、予め規定された 回転低駆動力領域に相当する増速段領域で る場合に、第二回転電機固定手段2としての 第二ブレーキB2により第二モータ・ジェネレ タMG2のロータRo2をケースDcに固定すること なる。なお、この変速装置P2の増速段(OD)で 動作状態は、スプリットモードと固定モー とで共通である。

 以上のとおり、スプリットモードの低速 (Lo)及び高速段(Hi)では、第三ブレーキB3が係 合解除状態とされ、入力軸Iの回転駆動力が 力分配装置P1を介して第一モータ・ジェネレ ータMG1と出力軸O側の中間軸Mとに分配される 更に、第二モータ・ジェネレータMG2の回転 変速装置P2を介して出力軸Oに伝達される。 たがって、これらスプリットモードの低速 (Lo)及び高速段(Hi)が、本発明における「ス リット通常モード」に相当する。

 また、スプリットモードの増速段(OD)では 、第三ブレーキB3が係合解除状態とされ、入 軸Iの回転駆動力が動力分配装置P1を介して 一モータ・ジェネレータMG1と出力軸O側の中 間軸Mとに分配される。更に、第二ブレーキB2 が係合状態とされて、第二モータ・ジェネレ ータMG2のロータRo2が固定されるとともに、変 速装置P2により入力軸Iの回転速度が増速され て出力軸Oに伝達される。したがって、この プリットモードの増速段(OD)が、本発明にお る「スプリット増速モード」に相当する。

 また、固定モードの増速段(OD)では、第三 ブレーキB3が係合状態とされ、第一モータ・ ェネレータMG1のロータRo1が固定されるとと に、第二ブレーキB2が係合状態とされ、第 モータ・ジェネレータMG2のロータRo2も固定 れる。そして、入力軸Iの回転速度が、動力 配装置P1により増速されて中間軸Mに伝達さ 、この中間軸Mの回転速度が、変速装置P2に り更に増速されて出力軸Oに伝達される。し たがって、この固定モードの増速段(OD)が、 発明における「固定増速モード」に相当す 。なお、この固定モードの増速段(OD)では、 一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ ジェネレータMG2のいずれでも発電は行われ い。したがって、車両が別に発電機を備え いない場合であって、固定モードの増速段( OD)で走行中にバッテリ11の充電量が少なくな た際には、第三ブレーキB3を係合解除状態 してスプリットモード(Sp)の増速段(OD)に切り 替える制御を行うと好適である。これにより 、第一モータ・ジェネレータMG1による発電を 行うことができる。

1-6.スプリットモードから固定モードへの切 動作
 次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動 置Hにおける、スプリットモードから固定モ ードへの切り替えの際の各部の動作について 、図7及び図8に示すタイミングチャートに基 いて説明する。これらの図7及び図8は、共 、スプリットモード(Sp)の高速段(Hi)からスプ リットモード(Sp)の増速段(OD)を経て固定モー (Fx)の増速段(OD)に切り替える際の各部の動 を示すタイミングチャートである。但し、 7に示す第一の動作例と図8に示す第二の動作 例とでは、第一モータ・ジェネレータMG1を停 止させるタイミングが異なり、そのためスプ リットモード(Sp)の増速段(OD)に保持される時 の長さが異なっている。

 なお、これらの図7及び図8に示すタイミ グチャートでは、「動作モード・変速段」 チャートにおける、「Sp・Hi」はスプリット ードの高速段を示し、「Sp・OD」はスプリッ トモードの増速段を示し、「Fx・OD」は固定 ードの増速段を示している。また、「回転 度」、「トルク」、及び「出力」の各チャ トにおいて、「E」はエンジン、「MG1」は第 モータ・ジェネレータ、「MG2」は第二モー ・ジェネレータのそれぞれについての回転 度、トルク、又は出力の値を示しており、 れらの値は、いずれも横軸より上側が正、 側が負として示している。また、「出力」 チャートにおいて、第一モータ・ジェネレ タMG1又は第二モータ・ジェネレータMG2の出 の値を示す線と横軸との間に斜線のハッチ グを施した領域は、第一モータ・ジェネレ タMG1又は第二モータ・ジェネレータMG2によ 発電が行われていることを示している。以 、図7及び図8に示すそれぞれの動作例につ て説明する。

 まず、図7に示す第一の動作例に係るタイ ミングチャートについて説明する。この動作 例では、まず、スプリットモード(Sp)の高速 (Hi)から第二モータ・ジェネレータMG2を停止 せてスプリットモード(Sp)の増速段(OD)とす 。その後、スプリットモード(Sp)の増速段(OD) で第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を ゼロに調節して第一モータ・ジェネレータMG1 のロータRo1を固定し、固定モード(Fx)の増速 (OD)に切り替える動作を行っている。図7に示 すように、本例では、スプリットモード(Sp) 高速段(Hi)で、第一モータ・ジェネレータMG1 負回転・負トルクで力行し、第二モータ・ ェネレータMG2が正回転・負トルクで発電す 状態となっている。この状態は、車速が高 (出力軸Oの回転速度が高い)ために、第一モ タ・ジェネレータMG1と第二モータ・ジェネ ータMG2との役割が入れ替わることにより、 わゆる動力循環が生じている状態に相当す 。

 その後、第一クラッチC1を係合解除状態 し、第二モータ・ジェネレータMG2の回転速 をゼロとする制御を実行し、ロータRo2を第 ブレーキB2によりケースDcに固定する。これ より、スプリットモード(Sp)の増速段(OD)に り替わる。この際、出力軸Oの回転速度を一 としたままで第二モータ・ジェネレータMG2 回転速度をゼロにすると、中間軸Mの回転速 度が低下する(図6参照)。更にこの際、エンジ ンE(入力軸I)の回転速度を一定とすると、第 モータ・ジェネレータMG1の回転速度が上昇 る。したがって、本例では、第一モータ・ ェネレータMG1の回転速度が負から正に上昇 ている。一方、第一モータ・ジェネレータMG 1のトルクは負トルクで一定に保たれている で、第一モータ・ジェネレータMG1は、スプ ットモード(Sp)の増速段(OD)で、回転速度に応 じた量の発電を行う。

 また、このスプリットモード(Sp)の増速段 (OD)では、中間軸Mの回転速度を一定に保持し まま、第一モータ・ジェネレータMG1の回転 度がゼロになるまで、エンジンE及び第一モ ータ・ジェネレータMG1の回転速度を低下させ ている。そして、第一モータ・ジェネレータ MG1の回転速度をゼロとしてから、ロータRo1を 第三ブレーキB3によりケースDcに固定する。 れにより、固定モード(Fx)の増速段(OD)に切り 替わる。固定モード(Fx)の増速段(OD)では、第 モータ・ジェネレータMG1のロータRo1及び第 モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の双方 固定された状態のまま、エンジンE(入力軸I) の回転速度が、動力分配装置P1、中間軸M、及 び変速装置P2を介して増速されて出力軸Oに伝 達される。

 次に、図8に示す第二の動作例に係るタイ ミングチャートについて説明する。この動作 例では、第二モータ・ジェネレータMG2のロー タRo2の回転速度をゼロにした際に、第一モー タ・ジェネレータMG1のロータRo1の回転速度も ゼロになる特定点で、第二モータ・ジェネレ ータMG2のロータRo2の固定を行う。これにより 、第一モータ・ジェネレータMG1と第二モータ ・ジェネレータMG2とをほぼ同時に停止させる ことができ、スプリットモード(Sp)の高速段(H i)から非常に短時間のスプリットモード(Sp)の 増速段(OD)を経て、固定モード(Fx)の増速段(OD) に切り替える動作を行っている。ここで、特 定点は、スプリットモード(Sp)の高速段(Hi)か 第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の 転速度をゼロとしてスプリットモード(Sp)の 増速段(OD)に切り替えた際に、第一モータ・ ェネレータMG1のロータRo1の回転速度がゼロ なる点であり、入力軸I(エンジンE)の回転速 と出力軸Oの回転速度との関係により定まる 。すなわち、このような特定点でスプリット モード(Sp)の高速段(Hi)から増速段(OD)への切り 替えを行うためには、出力軸Oの回転速度(車 )を一定に保つ場合には、エンジンE(入力軸I )の回転速度を特定点に合わせて調節してか 切り替えを行うことが必要となる。一方、 ンジンE(入力軸I)の回転速度を一定に保つ場 には、出力軸Oの回転速度(車速)が特定の値 なったときに切り替えを行うことが必要と る。

 本例では、図7に示す第一の動作例と同様 に、スプリットモード(Sp)の高速段(Hi)で、第 モータ・ジェネレータMG1が負回転・負トル で力行し、第二モータ・ジェネレータMG2が 回転・負トルクで発電する状態となってい 。この状態は、上記のとおり、いわゆる動 循環が生じている状態に相当する。そして 第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の 転速度をゼロにした際に、第一モータ・ジ ネレータMG1のロータRo1の回転速度もゼロに る特定点で、第一クラッチC1を係合解除状 とする。次に、図8に示すように、第二モー ・ジェネレータMG2の回転速度をゼロとする 御を実行し、ロータRo2を第二ブレーキB2に りケースDcに固定する。これにより、スプリ ットモード(Sp)の増速段(OD)に切り替わる。

 この際、特定点でこの切り替えを行って るため、第一モータ・ジェネレータMG1のロ タRo1の回転速度はゼロになる。そこで、非 に短時間のスプリットモード(Sp)の増速段(OD )を経て、ロータRo1を第三ブレーキB3によりケ ースDcに固定する。これにより、固定モード( Fx)の増速段(OD)に切り替わる。第一モータ・ ェネレータMG1は、ロータRo1が第三ブレーキB3 によりケースDcに固定されるまでのスプリッ モード(Sp)の増速段(OD)では、負トルクを発 している。そして、固定モード(Fx)の増速段( OD)では、図7に示す第一の動作例と同様に、 一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1及び 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の双 が固定された状態のまま、エンジンE(入力軸 I)の回転速度が、動力分配装置P1、中間軸M、 び変速装置P2を介して増速されて出力軸Oに 達される。

2.第二の実施形態
 次に、本発明の第二の実施形態について説 する。図9は、本実施形態に係るハイブリッ ド駆動装置Hの機械的構成を示すスケルトン である。なお、この図9は、図1と同様に、中 心軸に対称な下半分の構成を省略して示して いる。本実施形態に係るハイブリッド駆動装 置Hは、上記第一の実施形態に係るハイブリ ド駆動装置Hに対して、主に変速装置P2の構 が異なっている。その他の構成は、上記第 の実施形態と同様である。以下では、本実 形態に係るハイブリッド駆動装置Hの上記第 の実施形態との相違点について説明する。 お、特に説明しない点については、上記第 の実施形態と同様とする。

2-1.ハイブリッド駆動装置Hの機械的構成
 図9に示すように、本実施形態に係るハイブ リッド駆動装置Hも、上記第一の実施形態と 様に、エンジンEに接続された入力軸Iと、車 輪Wに接続された出力軸Oと、第一モータ・ジ ネレータMG1と、第二モータ・ジェネレータM G2と、入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oと第一 ータ・ジェネレータMG1とに分配する動力分 装置P1と、第二モータ・ジェネレータMG2と出 力軸Oとの間に配置された変速装置P2と、を備 えている。また、これらの構成は、車体に固 定される非回転部材としてのケースDc内に収 されている。但し、本実施形態に係るハイ リッド駆動装置Hでは、変速装置P2及びこの 速装置P2に係る摩擦係合要素の構成点が、 記第一の実施形態とは異なる。

 本実施形態に係る変速装置P2は、入力軸I 同軸状に配置されたシングルピニオン型の 星歯車機構により構成された第一遊星歯車 置P21と、同じく入力軸Iと同軸状に配置され たシングルピニオン型の遊星歯車機構により 構成された第二遊星歯車装置P22とを有して構 成されている。

 第一遊星歯車装置P21は、複数のピニオン ヤを支持するキャリアca2と、前記ピニオン ヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs2及びリン ギヤr2とを回転要素として有している。サン ギヤs2は、非回転部材としてのケースDcに固 されている。キャリアca2は、第二クラッチC2 により出力軸O及び第二遊星歯車装置P22のリ グギヤr3に選択的に接続される。リングギヤ r2は、第二遊星歯車装置P22のキャリアca3と一 回転するように接続されているとともに、 のキャリアca3及び中間軸Mを介して、動力分 配装置P1の出力回転要素であるリングギヤr1 一体回転するように接続されている。本実 形態においては、サンギヤs2、キャリアca2、 及びリングギヤr2が、それぞれ本発明におけ 変速装置P2を構成する第一遊星歯車装置P21 「第一回転要素m1」、「第二回転要素m2」、 び「第三回転要素m3」に相当する。

 第二遊星歯車装置P22は、複数のピニオン ヤを支持するキャリアca3と、前記ピニオン ヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs3及びリン ギヤr3とを回転要素として有している。リン グギヤr3は、出力軸Oと一体回転するように接 続されているとともに、第二クラッチC2によ 第一遊星歯車装置P21のキャリアca2に選択的 接続される。キャリアca3は、第一遊星歯車 置P21のリングギヤr2と一体回転するように 続されているとともに、中間軸Mを介して動 分配装置P1の出力回転要素であるリングギ r1と一体回転するように接続されている。サ ンギヤs3は、第二モータ・ジェネレータMG2の ータRo2と一体回転するように接続されてい とともに、第二ブレーキB2によりケースDcに 選択的に固定される。本実施形態においては 、リングギヤr3、キャリアca3、及びサンギヤs 3が、それぞれ本発明における変速装置P2を構 成する第二遊星歯車装置P22の「第一回転要素 m1」、「第二回転要素m2」、及び「第三回転 素m3」に相当する。また、本実施形態におい ても、上記第一の実施形態と同様に、第二ブ レーキB2により第二モータ・ジェネレータMG2 ロータRo2をケースDcに選択的に固定するこ ができるので、この第二ブレーキB2が、本発 明における「第二回転電機固定手段2」を構 する。

 また、この変速装置P2における、一体回 するように接続された第一遊星歯車装置P21 リングギヤr2及び第二遊星歯車装置P22のキャ リアca3は、第一クラッチC1により第二遊星歯 装置P22のリングギヤr3と選択的に接続され 。したがって、第二遊星歯車装置P22のキャ アca3に接続された中間軸M及び動力分配装置P 1の出力回転要素であるリングギヤr1と、変速 装置P2のリングギヤr3に接続された出力軸Oと 、第一クラッチC1により選択的に接続され 。すなわち、第一クラッチC1の係合状態では 、動力分配装置P1のリングギヤr1は、出力軸O 一体回転するように接続される。また、こ ような第一クラッチC1の係合状態では、第 遊星歯車装置P22は全ての回転要素s3、ca3、r3 一体回転する直結状態となる。一方、第一 ラッチC1の係合解除状態では、動力分配装 P1のリングギヤr1は、変速装置P2を介して出 軸Oに接続される。

 上記のように、第二モータ・ジェネレー MG2は、第二遊星歯車装置P22のサンギヤs3と 体回転するように接続されており、出力軸O 第二遊星歯車装置P22のリングギヤr3と一体 転するように接続されている。したがって 第二モータ・ジェネレータMG2は、変速装置P2 、具体的には第二遊星歯車装置P22のサンギヤ s3、キャリアca3及びリングギヤr3を介して出 軸Oに接続されている。そして、この変速装 P2では、第一クラッチC1及び第二クラッチC2 共に係合解除され、第二ブレーキB2により 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2がケ スDcに固定された状態では、第二遊星歯車装 置P22のキャリアca2及びリングギヤr3を介して 中間軸Mと出力軸Oとの間で回転の伝達は行 れるが、その回転は第二遊星歯車装置P22の ンギヤs3には伝達されない。したがって、こ の変速装置P2は、第二ブレーキB2により第二 ータ・ジェネレータMG2のロータRo2が固定さ た状態で、第一クラッチC1及び第二クラッチ C2を係合解除することにより、出力軸Oと第二 モータ・ジェネレータMG2との間の回転の伝達 を遮断することができる構成となっている。 また、このように、第一クラッチC1及び第二 ラッチC2が係合解除され、第二ブレーキB2に より第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2 及び第二サンギヤs3がケースDcに固定された 態では、この変速装置P2では、キャリアca3( 間軸M)の回転速度が増速されて出力軸Oに伝 される構成となっている。したがって、変 装置P2は、動力分配装置P1の出力回転要素で るリングギヤr1の回転速度を増速して出力 Oに伝達する構成となっている。よって、本 施形態においては、第一クラッチC1、第二 ラッチC2及び変速装置P2が、本発明における 伝達遮断手段3」を構成する。

 上記のとおり、このハイブリッド駆動装 Hは、摩擦係合要素として、第一クラッチC1 第二クラッチC2、第二ブレーキB2及び第三ブ レーキB3を備えている。これらの摩擦係合要 としては、いずれも油圧により動作する多 式クラッチや多板式ブレーキを用いること できる。なお、本実施形態に係るハイブリ ド駆動装置Hのシステム構成は図2と同様で る。よって、これらの各摩擦係合要素C1、C2 B2、B3は、上記第一の実施形態と同様に、制 御装置ECUからの制御指令により動作する油圧 制御装置13により制御される。

2-2.ハイブリッド駆動装置Hの動作モード
 次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動 置Hにより実現可能な動作モードについて説 明する。図10は、複数の動作モード及び各動 モードが備える各変速段での摩擦係合要素C 1、C2、B2、B3の作動状態を示す作動表である この図において、「○」は各摩擦係合要素 係合状態にあることを示している。一方、 無印」は、各摩擦係合要素が係合解除状態 あること示している。この図に示すように 本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Hは 上記第一の実施形態と同様に、「スプリッ モード」及び「固定モード」の2つの動作モ ードを切替可能に構成されている。そして、 このハイブリッド駆動装置Hは、スプリット ードで低速段(Lo)、高速段(Hi)、及び増速段(OD )の3つの変速段を有し、固定モードの変速段 増速段(OD)のみとなっている。また、スプリ ットモードの低速段(Lo)及び高速段(Hi)では、 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の回 が変速装置P2を介して出力軸Oに伝達され、 プリットモード及び固定モードの増速段(OD) では、第二モータ・ジェネレータMG2のロータ Ro2が固定される点も、上記第一の実施形態と 同様である。

 また、図11は、変速装置P2の速度線図を示 しており、図11(a)はスプリットモードの低速 (Lo)での速度線図、図11(b)はスプリットモー の高速段(Hi)並びにスプリットモード及び固 定モードの増速段(OD)での速度線図を示して る。図11の各縦線の上側に記載されている「 s2」、「ca2」、「r2」はそれぞれ変速装置P2を 構成する第一遊星歯車装置P21のサンギヤs2、 ャリアca2、リングギヤr2に対応し、「s3」、 「ca3」、「r3」はそれぞれ変速装置P2を構成 る第二遊星歯車装置P22のサンギヤs3、キャリ アca3、リングギヤr3に対応している。また、 回転要素に対応する縦線の間隔は、変速装 P2のギヤ比に対応している。なお、これら 速度線図の各縦線の下側に記載されている MG2」、「M」、「O」は、それぞれの縦線が表 す回転要素と一体回転するように接続されて いる、第二モータ・ジェネレータMG2、中間軸 M、出力軸Oを表している。また、これらの速 線図中の「×」印はブレーキB2が係合してい る状態を示している。

 そして、図11(a)では、直線Loが低速段(Lo) の変速装置P2の動作状態を示している。また 、図11(b)では、直線P21が高速段(Hi)及び増速段 (OD)での第一遊星歯車装置P21の動作状態を示 、直線P22Hiが高速段(Hi)での第二遊星歯車装 P22の動作状態を示し、直線P22ODが増速段(OD) の第二遊星歯車装置P22の動作状態を示して る。なお、本実施形態に係るハイブリッド 動装置Hにおいても、「スプリットモード」 び「固定モード」のそれぞれの動作モード の動力分配装置P1の動作状態は、上記第一 実施形態と同様である。したがって、以下 は、変速装置P2の動作状態について詳細に説 明する。

2-3.変速装置の動作状態
 図11に示すように、変速装置P2は、低速段(Lo )、高速段(Hi)、及び増速段(OD)のいずれの変速 段であるかにより異なる動作状態となる。一 方、変速装置P2は、動力分配装置P1とは異な 、スプリットモードと固定モード(いずれも 速段(OD))とで動作状態は同じとなる。そし 、変速装置P2は、低速段(Lo)では、第二クラ チC2が係合状態とされ、第一遊星歯車装置P21 のキャリアca2と第二遊星歯車装置P22のリング ギヤr3及び出力軸Oとが一体回転するように接 続される。これにより、変速装置P2を構成す 第一遊星歯車装置P21と第二遊星歯車装置P22 が4つの回転要素を有する4要素の遊星歯車 置として一体的に動作する状態となり、第 遊星歯車装置P21を表す直線(図11(b)の直線P21 対応)と第二遊星歯車装置P22を表す直線(図11( b)の直線P22Hi及びP22ODに対応)とが、図11(a)に直 線Loとして示すように、速度線図上で同一直 状となる。更に、第一遊星歯車装置P21のサ ギヤs2はケースDcに固定されているので、中 間軸Mの回転速度が減速されて出力軸Oに伝達 れるとともに、第二モータ・ジェネレータM G2の回転速度も減速されて出力軸Oに伝達され る。なお、この低速段(Lo)での変速装置P2の動 作状態は、上記第一の実施形態と同様である 。

 また、変速装置P2は、高速段(Hi)では、第 クラッチC1が係合状態とされ、第二遊星歯 装置P22の全体が一体回転する直結状態とな 。これにより、図11(b)に直線P22Hiとして示す うに、中間軸M及び第二モータ・ジェネレー タMG2の回転速度が同速のまま出力軸Oに伝達 れる。この際、第二クラッチC2は係合解除状 態とされているので、図11(b)に直線P21として すように、第一遊星歯車装置P21は、キャリ ca3と一体回転するように接続されているリ グギヤr2を除いて、第二遊星歯車装置P22と 独立に動作する状態となる。

 したがって、上記第一の実施形態と同様 、低速段(Lo)及び高速段(Hi)では、変速装置P2 により所定の変速比で変速(減速又は同速)さ た第二モータ・ジェネレータMG2のトルクと 動力分配装置P1から中間軸Mに分配されたエ ジンE(入力軸I)のトルクとが加算されて出力 軸Oから出力される。すなわち、共にスプリ トモードである低速段(Lo)及び高速段(Hi)では 、中間軸Mから変速装置P2を介して出力軸Oに 達される回転駆動力が要求駆動力に対して 足する場合には、第二モータ・ジェネレー MG2を力行させる。これにより、第二モータ ジェネレータMG2の回転駆動力によってエン ンEの回転駆動力をアシストしつつ、車両を 行させることができる。

 また、変速装置P2は、増速段(OD)では、第 ブレーキB2が係合状態とされ、第二遊星歯 装置P22のサンギヤs3がケースDcに固定される これにより、図11(b)に直線P22ODとして示すよ うに、第二モータ・ジェネレータMG2のロータ Ro2もケースDcに固定され、回転速度がゼロと る。この際、中間軸Mの回転速度は、変速装 置P2のギヤ比に応じて増速されて出力軸Oに伝 達される。このように、増速段(OD)では、第 モータ・ジェネレータMG2のロータRo2がケー Dcに固定されるので、出力軸Oには、動力分 装置P1から中間軸Mに分配されたエンジンE(入 力軸I)のトルクのみが伝達されることになる この際、第二クラッチC2は係合解除状態と れているので、高速段(Hi)の場合と同様に、 11(b)に直線P21として示すように、第一遊星 車装置P21は、キャリアca3と一体回転するよ に接続されているリングギヤr2を除いて、第 二遊星歯車装置P22とは独立に動作する状態と なる。なお、この変速装置P2の増速段(OD)での 動作状態は、スプリットモードと固定モード とで共通である。

 以上のとおり、本実施形態においても、 記第一の実施形態と同様に、スプリットモ ドの低速段(Lo)及び高速段(Hi)が、本発明に ける「スプリット通常モード」に相当し、 プリットモードの増速段(OD)が、本発明にお る「スプリット増速モード」に相当し、固 モードの増速段(OD)が、本発明における「固 定増速モード」に相当する。なお、本実施形 態に係るハイブリッド駆動装置Hにおける、 プリットモードから固定モードへの切り替 の際の各部の動作は、上記第一の実施形態 おいて、図7及び図8に示すタイミングチャー トに基づいて説明したのと同様にすることが できる。

3.第三の実施形態
 次に、本発明の第三の実施形態について説 する。図12は、本実施形態に係るハイブリ ド駆動装置Hの機械的構成を示すスケルトン である。なお、この図12は、図1及び図9と同 様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略し て示している。本実施形態に係るハイブリッ ド駆動装置Hは、上記第一の実施形態に係る イブリッド駆動装置Hに対して、主に変速装 P2の構成が異なっている。その他の構成は 上記第一の実施形態と同様である。以下で 、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置H 上記第一の実施形態との相違点について説 する。なお、特に説明しない点については 上記第一の実施形態と同様とする。

3-1.ハイブリッド駆動装置Hの機械的構成
 図12に示すように、本実施形態に係るハイ リッド駆動装置Hも、上記第一の実施形態と 様に、エンジンEに接続された入力軸Iと、 輪Wに接続された出力軸Oと、第一モータ・ジ ェネレータMG1と、第二モータ・ジェネレータ MG2と、入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oと第一 ータ・ジェネレータMG1とに分配する動力分 装置P1と、第二モータ・ジェネレータMG2と 力軸Oとの間に配置された変速装置P2と、を えている。また、これらの構成は、車体に 定される非回転部材としてのケースDc内に収 納されている。但し、本実施形態に係るハイ ブリッド駆動装置Hでは、変速装置P2及びこの 変速装置P2に係る摩擦係合要素の構成点が、 記第一の実施形態とは異なる。

 本実施形態に係る変速装置P2は、入力軸I 同軸状に配置された四つの回転要素を備え 四要素の遊星歯車装置により構成された第 遊星歯車装置P21と、同じく入力軸Iと同軸状 に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車 機構により構成された第二遊星歯車装置P22と を有して構成されている。

 第一遊星歯車装置P21は、第一サンギヤs2 び第二サンギヤs3の2つのサンギヤと、リン ギヤr3と、キャリアca2とを回転要素として有 している。ここで、キャリアca2は、第二サン ギヤs3及びリングギヤr3の双方に噛み合うシ ートピニオンギヤと、第一サンギヤs2に大径 部が噛み合うとともに前記ショートピニオン ギヤに小径部が噛み合う段付ロングピニオン ギヤとを、共に回転可能に支持する構成とな っている。第一サンギヤs2は、第一ブレーキB 1によりケースDcに選択的に固定される。リン グギヤr3は、第二ブレーキB2によりケースDcに 選択的に固定される。キャリアca2は、第二遊 星歯車装置P22のサンギヤs4と一体回転するよ に接続されている。第二サンギヤs3は、第 モータ・ジェネレータMG2のロータRo2と一体 転するように接続されている。本実施形態 おいては、第一サンギヤs2、リングギヤr3、 ャリアca2、及び第二サンギヤs3が、それぞ 本発明における変速装置P2の「第一回転要素 m1」、「第二回転要素m2」、「第三回転要素m3 」、及び「第四回転要素m4」に相当する。ま 、本実施形態においては、第一ブレーキB1 び第二ブレーキB2を共に係合状態とすること により、第二モータ・ジェネレータMG2のロー タRo2が接続された第二サンギヤs3を含む第一 星歯車装置P21の全体をケースDcに固定する とができる。したがって、これら第一ブレ キB1及び第二ブレーキB2が、本発明における 第二回転電機固定手段2」を構成する。

 第二遊星歯車装置P22は、複数のピニオン ヤを支持するキャリアca4と、前記ピニオン ヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs4及びリン ギヤr4とを回転要素として有している。リン グギヤr4は、出力軸Oと一体回転するように接 続されている。キャリアca4は、中間軸Mを介 て動力分配装置P1の出力回転要素であるリン グギヤr1と一体回転するように接続されてい 。サンギヤs4は、第一遊星歯車装置P21のキ リアca2と一体回転するように接続されてい 。本実施形態においては、サンギヤs4、キャ リアca4、及びリングギヤr4が、それぞれ本発 における変速装置P2を構成する第二遊星歯 装置P22の「第一回転要素m1」、「第二回転要 素m2」、及び「第三回転要素m3」に相当する

 また、この変速装置P2を構成する第二遊 歯車装置P22のキャリアca4とリングギヤr4とは 、第一クラッチC1により選択的に接続される したがって、第二遊星歯車装置P22のキャリ ca4に接続された中間軸M及び動力分配装置P1 出力回転要素であるリングギヤr1と、第二 星歯車装置P22のリングギヤr4に接続された出 力軸Oとは、第一クラッチC1により選択的に接 続される。すなわち、第一クラッチC1の係合 態では、動力分配装置P1のリングギヤr1は、 出力軸Oと一体回転するように接続される。 た、このような第一クラッチC1の係合状態で は、第二遊星歯車装置P22は全ての回転要素s4 ca4、r4が一体回転する直結状態となる。一 、第一クラッチC1の係合解除状態では、動力 分配装置P1のリングギヤr1は、変速装置P2を介 して出力軸Oに接続される。

 上記のように、第二モータ・ジェネレー MG2は、第一遊星歯車装置P21の第二サンギヤs 3と一体回転するように接続されており、出 軸Oは第二遊星歯車装置P22のリングギヤr4と 体回転するように接続されている。したが て、第二モータ・ジェネレータMG2は、変速 置P2、具体的には第一遊星歯車装置P21の第二 サンギヤs3及びキャリアca2並びに第二遊星歯 装置P22を介して出力軸Oに接続されている。 そして、この変速装置P2では、第一クラッチC 1が係合解除され、第一ブレーキB1及び第二ブ レーキB2が共に係合状態とされることにより 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2がケ スDcに固定された状態では、第二遊星歯車 置P22のキャリアca4及びリングギヤr4を介して 、中間軸Mと出力軸Oとの間で回転の伝達は行 れるが、その回転は第一遊星歯車装置P21に 伝達されない。したがって、この変速装置P 2は、第一ブレーキB1及び第二ブレーキB2によ 第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2が 定された状態で、第一クラッチC1を係合解 することにより、出力軸Oと第二モータ・ジ ネレータMG2との間の回転の伝達を遮断する とができる構成となっている。また、この うに、第一クラッチが係合解除され、第一 レーキB1及び第二ブレーキB2により第一遊星 歯車装置P21及び第二モータ・ジェネレータMG2 のロータRo2がケースDcに固定された状態では この変速装置P2の第二遊星歯車装置P22では キャリアca4(中間軸M)の回転速度が増速され 出力軸Oに伝達される構成となっている。し がって、変速装置P2は、動力分配装置P1の出 力回転要素であるリングギヤr1の回転速度を 速して出力軸Oに伝達する構成となっている 。よって、本実施形態においては、第一クラ ッチC1及び変速装置P2が、本発明における「 達遮断手段3」を構成する。

 上記のとおり、このハイブリッド駆動装 Hは、摩擦係合要素として、第一クラッチC1 第一ブレーキB1、第二ブレーキB2及び第三ブ レーキB3を備えている。これらの摩擦係合要 としては、いずれも油圧により動作する多 式クラッチや多板式ブレーキを用いること できる。なお、本実施形態に係るハイブリ ド駆動装置Hのシステム構成は図2と同様で る。よって、これらの各摩擦係合要素C1、B1 B2、B3は、上記第一の実施形態と同様に、制 御装置ECUからの制御指令により動作する油圧 制御装置13により制御される。

3-2.ハイブリッド駆動装置Hの動作モード
 次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動 置Hにより実現可能な動作モードについて説 明する。図13は、複数の動作モード及び各動 モードが備える各変速段での摩擦係合要素C 1、B1、B2、B3の作動状態を示す作動表である この図において、「○」は各摩擦係合要素 係合状態にあることを示している。一方、 無印」は、各摩擦係合要素が係合解除状態 あること示している。この図に示すように 本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Hは 上記第一の実施形態と同様に、「スプリッ モード」及び「固定モード」の2つの動作モ ードを切替可能に構成されている。そして、 このハイブリッド駆動装置Hは、スプリット ードで低速段(Lo)、高速段(Hi)、及び増速段(OD )の3つの変速段を有し、固定モードの変速段 増速段(OD)のみとなっている。また、スプリ ットモードの低速段(Lo)及び高速段(Hi)では、 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2の回 が変速装置P2を介して出力軸Oに伝達され、 プリットモード及び固定モードの増速段(OD) では、第二モータ・ジェネレータMG2のロータ Ro2が固定される点も、上記第一の実施形態と 同様である。

 また、図14は、変速装置P2の速度線図を示 しており、図14(a)は第一遊星歯車装置P21の速 線図、図14(b)は第二遊星歯車装置P22の速度 図を示している。図14(a)の各縦線の上側に記 載されている「s2」、「r3」、「ca2」、「s3」 はそれぞれ変速装置P2を構成する第一遊星歯 装置P21の第一サンギヤs2、リングギヤr3、キ ャリアca2、第二サンギヤs3に対応している。 た、図14(b)の各縦線の上側に記載されてい 「s4」、「ca4」、「r4」はそれぞれ変速装置P 2を構成する第二遊星歯車装置P22のサンギヤs4 、キャリアca4、リングギヤr4に対応している また、各回転要素に対応する縦線の間隔は 第一遊星歯車装置P21及び第二遊星歯車装置P 22のギヤ比に対応している。なお、これらの 度線図の各縦線の下側に記載されている「M G2」、「M」、「O」は、それぞれの縦線が表 回転要素と一体回転するように接続されて る、第二モータ・ジェネレータMG2、中間軸M 出力軸Oを表している。また、これらの速度 線図中の「×」印はブレーキB1、B2が係合して いる状態を示している。

 そして、図14では、直線Loが低速段(Lo)、 線Hiが高速段(Hi)、直線ODが増速段(OD)での第 遊星歯車装置P21及び第二遊星歯車装置P22の 作状態をそれぞれ示している。なお、本実 形態に係るハイブリッド駆動装置Hにおいて 、「スプリットモード」及び「固定モード のそれぞれの動作モードでの動力分配装置P 1の動作状態は、上記第一の実施形態と同様 ある。したがって、以下では、変速装置P2の 動作状態について詳細に説明する。

3-3.変速装置の動作状態
 図14に示すように、変速装置P2は、低速段(Lo )、高速段(Hi)、及び増速段(OD)のいずれの変速 段であるかにより異なる動作状態となる。一 方、変速装置P2は、動力分配装置P1とは異な 、スプリットモードと固定モード(いずれも 速段(OD))とで動作状態は同じとなる。そし 、低速段(Lo)では、第二ブレーキB2が係合状 とされ、第一遊星歯車装置P21のリングギヤr3 がケースDcに固定される。これにより、図14(a )に直線Loとして示すように、第二モータ・ジ ェネレータMG2のロータRo2の回転速度が減速さ れて第一遊星歯車装置P21のキャリアca2に伝達 される。この際、第一クラッチC1が係合状態 されているので、図14(b)に直線Lo、Hiとして すように、第二遊星歯車装置P22は全ての回 要素s4、ca4、r4が一体回転する直結状態とな っている。ここで、第一遊星歯車装置P21のキ ャリアca2は第二遊星歯車装置P22のサンギヤs4 一体回転するように接続されているため、 速された第二モータ・ジェネレータMG2のロ タRo2の回転は、第二遊星歯車装置P22のサン ヤs4にも伝達されることになる。したがっ 、この低速段(Lo)では、中間軸Mの回転速度が 同速で出力軸Oに伝達されるとともに、第二 ータ・ジェネレータMG2の回転速度が減速さ て出力軸Oに伝達される。

 また、高速段(Hi)では、第一ブレーキB1が 合状態とされ、第一遊星歯車装置P21の第一 ンギヤs2がケースDcに固定される。これによ り、図14(a)に直線Hiとして示すように、第二 ータ・ジェネレータMG2のロータRo2の回転速 が減速されて第一遊星歯車装置P21のキャリ ca2に伝達される。なお、この高速段(Hi)での 二モータ・ジェネレータMG2の回転速度の減 比は、低速段(Lo)の減速比よりも小さい。ま たこの際、第一クラッチC1が係合状態とされ いるので、図14(b)に直線Lo、Hiとして示すよ に、第二遊星歯車装置P22は全ての回転要素s 4、ca4、r4が一体回転する直結状態となってい る。ここで、第一遊星歯車装置P21のキャリア ca2は第二遊星歯車装置P22のサンギヤs4と一体 転するように接続されているため、減速さ た第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2 回転は、第二遊星歯車装置P22のサンギヤs4 も伝達されることになる。したがって、こ 高速段(Hi)では、中間軸Mの回転速度が同速で 出力軸Oに伝達されるとともに、第二モータ ジェネレータMG2の回転速度が、低速段(Lo)よ も小さい減速比で減速されて出力軸Oに伝達 される。

 したがって、上記第一の実施形態と同様 、低速段(Lo)及び高速段(Hi)では、変速装置P2 により所定の変速比で変速(減速)された第二 ータ・ジェネレータMG2のトルクと、動力分 装置P1から中間軸Mに分配されたエンジンE( 力軸I)のトルクとが加算されて出力軸Oから 力される。すなわち、共にスプリットモー である低速段(Lo)及び高速段(Hi)では、中間軸 Mから変速装置P2を介して出力軸Oに伝達され 回転駆動力が要求駆動力に対して不足する 合には、第二モータ・ジェネレータMG2を力 させる。これにより、第二モータ・ジェネ ータMG2の回転駆動力によってエンジンEの回 駆動力をアシストしつつ、車両を走行させ ことができる。

 また、増速段(OD)では、第一ブレーキB1及 第二ブレーキB2が共に係合状態とされ、第 遊星歯車装置P21の全体がケースDcに固定され る。すなわち、増速段(OD)では、図14(a)に直線 ODとして示すように、第一遊星歯車装置P21の ての回転要素s2、r3、ca2、s3の回転速度がゼ となる。これにより、第二モータ・ジェネ ータMG2のロータRo2もケースDcに固定され、 転速度がゼロとなる。また、第一遊星歯車 置P21のキャリアca2と一体回転するように接 された第二遊星歯車装置P22のサンギヤs4の回 転速度もゼロとなる。またこの際、第一クラ ッチC1は係合解除状態とされていることから 図14(b)に直線ODとして示すように、中間軸M 回転速度は、第二遊星歯車装置P22のギヤ比 応じて増速されて出力軸Oに伝達される。こ ように、増速段(OD)では、第二モータ・ジェ ネレータMG2のロータRo2がケースDcに固定され ので、出力軸Oには、動力分配装置P1から中 軸Mに分配されたエンジンE(入力軸I)のトル のみが伝達されることになる。なお、この 速装置P2の増速段(OD)での動作状態は、スプ ットモードと固定モードとで共通である。

 以上のとおり、本実施形態においても、 記第一の実施形態と同様に、スプリットモ ドの低速段(Lo)及び高速段(Hi)が、本発明に ける「スプリット通常モード」に相当し、 プリットモードの増速段(OD)が、本発明にお る「スプリット増速モード」に相当し、固 モードの増速段(OD)が、本発明における「固 定増速モード」に相当する。なお、本実施形 態に係るハイブリッド駆動装置Hにおける、 プリットモードから固定モードへの切り替 の際の各部の動作は、上記第一の実施形態 おいて、図7及び図8に示すタイミングチャー トに基づいて説明したのと同様にすることが できる。

4.その他の実施形態
(1)上記の各実施形態では、第二モータ・ジェ ネレータMG2が変速装置P2を介して出力軸Oに接 続された構成となっている場合の例について 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。すなわち、ハイブリッド駆 動装置Hが変速装置P2を備えず、第二モータ・ ジェネレータMG2が出力軸Oに直接接続された 成とすることも可能である。この場合、少 くとも第二モータ・ジェネレータMG2のロー Ro2が固定された状態で、出力軸Oと第二モー ・ジェネレータMG2との間の回転の伝達を遮 可能とするための伝達遮断手段3として、第 二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2と出力 軸Oとを選択的に接続するクラッチを備える 成とすることも、本発明の好適な実施形態 一つである。なお、この場合でも、第二モ タ・ジェネレータMG2のロータRo2を選択的に 定する第二回転電機固定手段2としては、上 の第一及び第二の実施形態における第二ブ ーキB2と同様のブレーキを備える構成とす ことができる。

(2)上記の各実施形態では、第二モータ・ジ ェネレータMG2のロータRo2が固定された状態で 、動力分配装置P1の出力回転要素の回転速度 、変速装置P2により増速して出力軸Oに伝達 る構成の例について説明した。しかし、本 明の実施形態はこれに限定されない。すな ち、第二モータ・ジェネレータMG2のロータR o2が固定された状態で、動力分配装置P1の出 回転要素の回転速度を、同速で出力軸Oに伝 し、或いは変速装置P2により減速して出力 Oに伝達する構成とすることも、本発明の好 な実施形態の一つである。

(3)上記の各実施形態では、ハイブリッド駆 動装置Hが、第一モータ・ジェネレータMG1の ータRo1をケースDcに固定する第三ブレーキB3 備える場合の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るもの はなく、第一モータ・ジェネレータMG1を固 するための第一回転電機固定手段1を備えな い構成とすることも、本発明の好適な実施形 態の一つである。

(4)上記の各実施形態では、ハイブリッド駆 動装置Hが、スプリットモードで3つの変速段 有し、固定モードで1つの変速段を有する場 合の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。すなわち、 スプリットモードで1つ又は2つの変速段を有 、或いは4つ以上の変速段を有する構成とす ることも、本発明の好適な実施形態の一つで ある。また、固定モードで2つ以上の変速段 有する構成とすることも、本発明の好適な 施形態の一つである。

(5)また、上記の各実施形態において説明し た動力分配装置P1及び変速装置P2の構成、並 にこれらの各回転要素に対する摩擦係合要 の配置構成は単なる例示である。したがっ 、上記以外の構成によっても本発明の構成 実現することが可能な全ての構成が、本発 の範囲に含まれる。

 本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置 して利用することができる。