JP2006341647A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】二つの電動機を備え、その走行状態として、高速側に４要素構造のスプリット式の駆動モードで備えたハイブリッド駆動装置において、エネルギ回収効率の低下を防止するとともに、高車速・低駆動力領域において、伝達効率の低下を招くことがないハイブリッド駆動装置を得る。
【解決手段】 少なくとも３つの摩擦係合要素と遊星歯車装置とを備え、前記３つの摩擦係合要素の係合・係合解除により、伝動状態として、低速側から、３要素の伝動状態を取る第一モード、４要素の伝動状態を取る第二モード、及び３要素の伝動状態を取る第三モードを実現する。
【選択図】 図１
【解決手段】 少なくとも３つの摩擦係合要素と遊星歯車装置とを備え、前記３つの摩擦係合要素の係合・係合解除により、伝動状態として、低速側から、３要素の伝動状態を取る第一モード、４要素の伝動状態を取る第二モード、及び３要素の伝動状態を取る第三モードを実現する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、ハイブリッド駆動装置に関し、さらに詳細には、エンジンからの駆動力を受け入れる入力軸、第一及び第二の電動機及び複数の回転要素を備えた遊星歯車装置と、車輪への駆動出力を出力する出力軸を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
エンジンに接続される入力軸と、第一及び第二の電動機（本明細書においては、「電動機」は、『モータ』、『モータ・ジェネレータ』または『ジェネレータ』を総称するものとし、特に断らない限り符合「ＭＧ」で示す。）と、遊星歯車装置（本明細書においては、サンギヤ、キャリア、リングギヤの三つの回転要素を備えた遊星歯車に関し、それ単独で、若しくはそれらを組み合わせて得られ、入力に係る回転要素、出力に係る回転要素及び変速に係る回転要素を備えた機構を遊星歯車装置と呼ぶ）を備えたハイブリッド駆動装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。
この装置は、当該明細書図１（本明細書図８は、この図をそのまま転記したものである）に示す駆動伝動機構を備えて構成されており、その動作モードとして、低速側の第一モードと高速側の第二モードとを有している。この装置は、エンジン１４から駆動を受け入れる入力軸１２と、駆動出力を出力する出力軸６４とを備え、第一及び第二の電動機５６、７２がエネルギ貯蔵手段７６に作動的に連結されており、エネルギ貯蔵手段７６との間で電力を相互交換する。エネルギ貯蔵手段７６と第一及び第二の電動機５６，７２との間での電力相互交換を調節するため、制御手段７４が設けられ、この制御手段７４は、更に、第一及び第二の電動機５６，７２との間で電力相互交換を調節する。
この制御手段７４における第一及び第二の電動機５６，７２に対する電力相互交換は、主には、第一の電動機５６においてエンジン１４の回転数を所定の回転数に保持し、第二の電動機７２においてエンジン１４のみでは不足する駆動力をアシストするように働く。
同明細書図１にも示されるように、ハイブリッド駆動装置には、３つの遊星歯車２４，２６、２８と、２つの摩擦係合要素６２、７０とが備えられる。
本明細書図９に、当該明細書図５に示す、車両速度とエンジン及び各電動機の速度とを示した。さらに、同図下側に、第一モード、第二モードの切り換え状態を示すとともに、各電動機の作動状態（ジェネレータ（図上「発電」と記載）として働いているか、モータとして働いているかの別）を示した。
本明細書の図１０に、このハイブリッド駆動装置の速度（入力スピードと記載）、電動機トルク及び電動機出力を示した。
図９と図１０との対応関係は、図１０において上段に示す速度が図９に対応するものとなっており、図１０に示す車速範囲が広いものとなっている。
図９と図１０との対応関係は、図１０において上段に示す速度が図９に対応するものとなっており、図１０に示す車速範囲が広いものとなっている。
図９に戻って、このハイブリッド駆動装置は、摩擦係合要素の切り換えにより、低速側で採用される第一モードと高速側で採用される第二モードとの間で、モード切り換えが行われる。この第二モードにおける駆動伝動状態は、図９に示す車速範囲をさらに越えて、さらに高速側に車速が上昇してもそのまま維持される。
前記第一モードにおける駆動伝動状態は、「３要素構造」と呼ぶ駆動伝動状態となっており、前記第二モードにおける駆動伝動状態は「４要素構造」と呼ぶ構造となっている。
図１１を使用して、この「３要素構造」及び「４要素構造」に関して説明する。
図は、遊星歯車装置を構成する各回転要素を○で、各回転要素の接続状態を腕（横棒及び縦棒）で表したものであり、エンジンに接続される回転要素を（Ｅ）で、出力に接続される回転要素を（ＯＵＴ）で、さらに、第一の電動機ＭＧ１に接続される回転要素を（ＭＧ１）で、第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素を（ＭＧ２）で示している。本願において接続とは、回転要素と当該回転要素に連結されるものが同一回転速度となる直結型の接続形態及び、回転要素と当該回転要素に連結されるものの回転速度が一定の比となる接続形態の両方を含むものとする。
図は、遊星歯車装置を構成する各回転要素を○で、各回転要素の接続状態を腕（横棒及び縦棒）で表したものであり、エンジンに接続される回転要素を（Ｅ）で、出力に接続される回転要素を（ＯＵＴ）で、さらに、第一の電動機ＭＧ１に接続される回転要素を（ＭＧ１）で、第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素を（ＭＧ２）で示している。本願において接続とは、回転要素と当該回転要素に連結されるものが同一回転速度となる直結型の接続形態及び、回転要素と当該回転要素に連結されるものの回転速度が一定の比となる接続形態の両方を含むものとする。
３要素構造
図１１（ａ）に示すように、この構造にあっては、遊星歯車装置Ｐａの特定の回転要素（第１の回転要素）に、エンジンＥからの駆動が入力され、その入力に対して、第一の電動機ＭＧ１に接続される回転要素（第２の回転要素）が主に反力受けとして働き、残りの回転要素（第３の回転要素）が出力ＯＵＴ側に接続されるとともに、第二の電動機ＭＧ２が、この残りの回転要素に接続されている。
即ち、遊星歯車装置においては、速度線図で、エンジン駆動を受け入れる回転要素を挟んで、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素が設けられ、この第二の電動機ＭＧ２が接続された回転要素の駆動回転が出力ＯＵＴとされる。
図１１（ａ）に示すように、この構造にあっては、遊星歯車装置Ｐａの特定の回転要素（第１の回転要素）に、エンジンＥからの駆動が入力され、その入力に対して、第一の電動機ＭＧ１に接続される回転要素（第２の回転要素）が主に反力受けとして働き、残りの回転要素（第３の回転要素）が出力ＯＵＴ側に接続されるとともに、第二の電動機ＭＧ２が、この残りの回転要素に接続されている。
即ち、遊星歯車装置においては、速度線図で、エンジン駆動を受け入れる回転要素を挟んで、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素が設けられ、この第二の電動機ＭＧ２が接続された回転要素の駆動回転が出力ＯＵＴとされる。
先に示した、図８に示す場合、第一モードでは、キャリアはアイドラーとして働き、遊星歯車２４、２６が一体として、この３要素構造を画定する遊星歯車装置として働く。さらに、電動機５６が第一の電動機ＭＧ１として、電動機７２が第二の電動機ＭＧ２として働いている。遊星歯車２８は、減速の用に供されているのみである。
４要素構造
図１１（ｂ）に示すように、この構造にあっては、２の遊星歯車装置Ｐａ，Ｐｂからなる機構において、一の遊星歯車装置Ｐａの特定の回転要素（入力回転要素）に、エンジンＥからの駆動が入力され、この遊星歯車装置Ｐａの他の二つの回転要素が、出力ＯＵＴ及び第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素となる。出力ＯＵＴに接続される回転要素が出力回転要素である。
一方、他の遊星歯車装置Ｐｂに関して、それぞれ異なった回転要素が、先の一の遊星歯車装置ＰａのエンジンＥ及び出力ＯＵＴに接続されている回転要素に連結される。そして、残りの回転要素に、第一の電動機ＭＧ１が接続される。
即ち、この４要素構造の駆動伝動状態は、入力軸に接続された入力回転要素、出力軸に接続された出力回転要素及び第二の電動機に接続された回転要素からなる一つの遊星歯車装置Ｐａに対して、前記一つの遊星歯車装置Ｐａの入力回転要素と接続された回転要素、前記一つの遊星歯車装置Ｐａの出力回転要素に接続された回転要素及び前記第一の電動機に接続された回転要素からなる他の遊星歯車装置Ｐｂを設けても実現される。
図１１（ｂ）に示すように、この構造にあっては、２の遊星歯車装置Ｐａ，Ｐｂからなる機構において、一の遊星歯車装置Ｐａの特定の回転要素（入力回転要素）に、エンジンＥからの駆動が入力され、この遊星歯車装置Ｐａの他の二つの回転要素が、出力ＯＵＴ及び第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素となる。出力ＯＵＴに接続される回転要素が出力回転要素である。
一方、他の遊星歯車装置Ｐｂに関して、それぞれ異なった回転要素が、先の一の遊星歯車装置ＰａのエンジンＥ及び出力ＯＵＴに接続されている回転要素に連結される。そして、残りの回転要素に、第一の電動機ＭＧ１が接続される。
即ち、この４要素構造の駆動伝動状態は、入力軸に接続された入力回転要素、出力軸に接続された出力回転要素及び第二の電動機に接続された回転要素からなる一つの遊星歯車装置Ｐａに対して、前記一つの遊星歯車装置Ｐａの入力回転要素と接続された回転要素、前記一つの遊星歯車装置Ｐａの出力回転要素に接続された回転要素及び前記第一の電動機に接続された回転要素からなる他の遊星歯車装置Ｐｂを設けても実現される。
従って、一対の遊星歯車装置Ｐａ，Ｐｂからなる遊星歯車構造を新たな遊星歯車装置と見ると、この遊星歯車装置は、速度線図上に配置される回転要素として４個の回転要素を有し、これら回転要素のうち２個の回転要素の回転状態を決定すると他の回転要素の回転状態が決まる２自由度の遊星歯車装置となっており、各回転要素のそれぞれにエンジンＥからの入力軸、車輪への出力軸、及び２個の電動機ＭＧ１，ＭＧ２が別個に接続される構成となっている。
先に示した、図８に示す場合、第二モードでは、遊星歯車２４、２６及び２８が一体として、この４要素構造を構成して働くこととなっており、電動機５６が第一の電動機ＭＧ１として、電動機７２が第二の電動機ＭＧ２として働いている。
以上の説明により、特許文献１に記載の発明は、低速側の第一モードにおいては３要素構造での駆動伝動を実現しており、それより高速側の第二モードでは、４要素構造の駆動伝動を行っているといえる。
図１０に戻って、この図は、先にも説明したように、特許文献１に記載の発明における、ハイブリッド駆動装置の速度（上段）、電動機トルク（中段）及び電動機出力（下段）を示したものである。
各図に箱書きで示しているのは、それぞれの図における線の区分けを示しており、これらの図において「３Ｌｏ」は、先に説明した「低速側の３要素構造での駆動伝動」を、「４Ｈｉ」は、先に説明した「高速側の４要素構造での駆動伝動」を示している。従って、「３Ｌｏ」が、これまで説明してきた第一モードに、「４Ｈｉ」が第二モードに対応する。
一方、その右側に記載の、上段の図における、Ｎｅ，Ｎｍｇ１，Ｎｍｇ２，Ｎｏｕｔは、記載順に、入力軸Ｉ、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２、出力軸Ｏの速度（回転数）を示している。中段の図における、Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２は、記載順に、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２のトルクを示している。下段の図における、Ｐｍｇ１，Ｐｍｇ２は、記載順に、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２の出力を示している。この出力は、これが正の状態で、電動機がモータとして働いており、負の状態でジェネレータとして働いていることに対応する。
各図に箱書きで示しているのは、それぞれの図における線の区分けを示しており、これらの図において「３Ｌｏ」は、先に説明した「低速側の３要素構造での駆動伝動」を、「４Ｈｉ」は、先に説明した「高速側の４要素構造での駆動伝動」を示している。従って、「３Ｌｏ」が、これまで説明してきた第一モードに、「４Ｈｉ」が第二モードに対応する。
一方、その右側に記載の、上段の図における、Ｎｅ，Ｎｍｇ１，Ｎｍｇ２，Ｎｏｕｔは、記載順に、入力軸Ｉ、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２、出力軸Ｏの速度（回転数）を示している。中段の図における、Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２は、記載順に、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２のトルクを示している。下段の図における、Ｐｍｇ１，Ｐｍｇ２は、記載順に、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２の出力を示している。この出力は、これが正の状態で、電動機がモータとして働いており、負の状態でジェネレータとして働いていることに対応する。
さて、特許文献１の図５に対応する図９に示すように、上記第一モードから第二モードへの切り換えは、摩擦係合要素の切り換えに伴って、図９の符号９４に示す縦線位置の車両速度で行われる。本明細書の図１０では、同じく縦線でこの第一モードから第二モードへの切り換えが、行われていることを示す。
従来技術においては、モードとして、低速側の第一モードと、高速側の第二モードとが設けられ、第二モードにあっては、４要素構造の駆動伝動が維持される。この駆動伝動状態は、さらに高速の領域にあっても維持されるため、より高速側の車速域（図９において図右端に近い領域）では、第二の電動機がモータとして働きながら、第一の電動機はジェネレータとして働き、その出力が比較的大きな値を取っていることがわかる。
さて、上述の４要素構造のハイブリッド駆動装置は、回生時には、一つの電動機が回生（ジェネレータとして働く）、もう一つの電動機が力行（モータとして働く）をする。
しかしながら、この４要素構造の場合は、回生時には、減速エネルギ以上の電力を電気変換することになり、エネルギ回収効率が悪化する。
この問題を、上述の駆動伝動状態との関係で説明すると、以下のように説明することができる。
図１１（ａ）に示すように、３要素構造の場合は、速度線図において、エンジンに接続される回転要素を挿んでその両側に第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素が位置される。
さて、回生ブレーキがかけられた状態では、エンジン回転は停止に向かうここととなり、第一の電動機ＭＧ１速度も低下する。３要素構造の場合は、出力を担う回転要素ＯＵＴと第二の電動機ＭＧ２が接続される回転要素は同じ回転要素であることから、回生ブレーキがかけられた状態でなお残存している慣性力は出力ＯＵＴ側に働くが、これを第二の電動機ＭＧ２で直接受けることが可能である。
しかしながら、この４要素構造の場合は、回生時には、減速エネルギ以上の電力を電気変換することになり、エネルギ回収効率が悪化する。
この問題を、上述の駆動伝動状態との関係で説明すると、以下のように説明することができる。
図１１（ａ）に示すように、３要素構造の場合は、速度線図において、エンジンに接続される回転要素を挿んでその両側に第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素が位置される。
さて、回生ブレーキがかけられた状態では、エンジン回転は停止に向かうここととなり、第一の電動機ＭＧ１速度も低下する。３要素構造の場合は、出力を担う回転要素ＯＵＴと第二の電動機ＭＧ２が接続される回転要素は同じ回転要素であることから、回生ブレーキがかけられた状態でなお残存している慣性力は出力ＯＵＴ側に働くが、これを第二の電動機ＭＧ２で直接受けることが可能である。
一方、４要素構造の場合は、図１１（ｂ）に示すように、４要素全体として、速度線図において、その両端に第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２が位置する。そして、その内側に、エンジンの出力を受ける回転要素及び出力側に接続される回転要素が配設される。
さて、回生ブレーキがかけられた状態では、エンジン回転は停止に向かうここととなり、第一の電動機ＭＧ１の速度も低下する。４要素構造の場合は、出力を担う回転要素ＯＵＴと第二の電動機ＭＧ２が接続される回転要素は異なった回転要素であり、車両走行に伴って残存している慣性力により出力ＯＵＴに接続されている回転要素は、現状の回転を維持しようと働く。そして、この状態にあっては、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両方が、エンジンの回転を低下させるべく働く必要が生じる。
結果、回生ブレーキ時の挙動においては、３要素構造が４要素構造に勝ることとなる。
さて、回生ブレーキがかけられた状態では、エンジン回転は停止に向かうここととなり、第一の電動機ＭＧ１の速度も低下する。４要素構造の場合は、出力を担う回転要素ＯＵＴと第二の電動機ＭＧ２が接続される回転要素は異なった回転要素であり、車両走行に伴って残存している慣性力により出力ＯＵＴに接続されている回転要素は、現状の回転を維持しようと働く。そして、この状態にあっては、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両方が、エンジンの回転を低下させるべく働く必要が生じる。
結果、回生ブレーキ時の挙動においては、３要素構造が４要素構造に勝ることとなる。
さらに、高車速・低駆動力領域（ネガティブハイブリッド領域）において、電気変換率が増大し、伝達効率が悪化する。
この状態に関しても、３要素構造と４要素構造を比較して説明する。
図１１（ａ）に示すように、３要素構造の場合は、速度線図においてエンジンを挿む形でその両側に第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２が位置する。
一方、４要素構造の場合は、図１１（ｂ）に示すように、４要素全体として、速度線図においてその両端に第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２が位置し、その内側に、エンジンＥの出力を受ける回転要素及び出力ＯＵＴ側に接続される回転要素が位置する。
これら構造において伝達効率を考える場合、エンジン駆動の入力位置を支点とするレバーを想定すればよい。高車速時には、第二の電動機ＭＧ２及び出力ＯＵＴは高速とされるが、支点からこれらの作用位置は、３要素構造の場合同一である。従って、第一の電動機ＭＧ１は、エンジン駆動の入力位置を支点とするモーメントに見合うだけのトルクを発生すればよい。一方、４要素構造の場合は、エンジン駆動が入力される位置である支点からみて、出力ＯＵＴ及び第二の電動機ＭＧ２の位置は異なるとともに、第二の電動機ＭＧ２の位置は離れている。従って、第一の電動機ＭＧ１は３要素構造の場合より大きな逆方向のトルクを発生する必要が生じる。
この状態に関しても、３要素構造と４要素構造を比較して説明する。
図１１（ａ）に示すように、３要素構造の場合は、速度線図においてエンジンを挿む形でその両側に第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２が位置する。
一方、４要素構造の場合は、図１１（ｂ）に示すように、４要素全体として、速度線図においてその両端に第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２が位置し、その内側に、エンジンＥの出力を受ける回転要素及び出力ＯＵＴ側に接続される回転要素が位置する。
これら構造において伝達効率を考える場合、エンジン駆動の入力位置を支点とするレバーを想定すればよい。高車速時には、第二の電動機ＭＧ２及び出力ＯＵＴは高速とされるが、支点からこれらの作用位置は、３要素構造の場合同一である。従って、第一の電動機ＭＧ１は、エンジン駆動の入力位置を支点とするモーメントに見合うだけのトルクを発生すればよい。一方、４要素構造の場合は、エンジン駆動が入力される位置である支点からみて、出力ＯＵＴ及び第二の電動機ＭＧ２の位置は異なるとともに、第二の電動機ＭＧ２の位置は離れている。従って、第一の電動機ＭＧ１は３要素構造の場合より大きな逆方向のトルクを発生する必要が生じる。
この状態を後に詳細に示す図３と図１０とを使用して簡単に説明すると、図３、１０において、下段の図は、電動機出力を示す図である。これら図において、横軸は車速を縦軸は電動機出力を示している。従って、高速域とは、図上右端に近い領域である。
さて、図３は本願に係る３要素構造の駆動伝動状態をこの領域で採用した場合の出力を示し、図１０は４要素構造の駆動伝動状態をこの領域で採用した場合の出力を示している。
図３及び図１０の結果を比較すると、第一及び第二の電動機出力の走行速度の上昇に伴う変化割合（両電動機の出力差の増加割合）は、図１０の方が大きく、４要素構造のほうが不利であることが判る。
さて、図３は本願に係る３要素構造の駆動伝動状態をこの領域で採用した場合の出力を示し、図１０は４要素構造の駆動伝動状態をこの領域で採用した場合の出力を示している。
図３及び図１０の結果を比較すると、第一及び第二の電動機出力の走行速度の上昇に伴う変化割合（両電動機の出力差の増加割合）は、図１０の方が大きく、４要素構造のほうが不利であることが判る。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二つの電動機を備え、その走行状態として、高速側に４要素構造のスプリット式のモードを備えたハイブリッド駆動装置において、エネルギ回収効率の低下を防止するとともに、高車速・低駆動力領域において、伝達効率の低下を招くことがないハイブリッド駆動装置を得ることにある。
上記の目的を達成するための、エンジンからの駆動力を受け入れる入力軸と、車輪へ駆動出力を出力する出力軸と、第一及び第二の電動機と、遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、
前記遊星歯車装置の第１の回転要素に前記入力軸が接続され、前記遊星歯車装置の第２の回転要素に前記第一の電動機が接続され、前記遊星歯車装置の第３の回転要素に前記出力軸及び前記第二の電動機が接続される３要素構造で駆動される第一モードと、
前記遊星歯車装置の４つの回転要素に、夫々独立に、前記入力軸、前記出力軸、前記第一及び第二の電動機が接続される４要素構造で駆動される第二モードと、
前記第一モードの減速比とは異なる減速比であって前記３要素構造で駆動される第三モードの３つの走行モードを有し、
減速比が小さくなるにつれて第一モード、第二モード、第三モードの順に切り換えることことにある。
ここで、減速比とは、ハイブリッド駆動装置における、〔インプット回転数／アウトプット回転数〕を意味し、具体的には、後述する実施形態における〔入力軸Ｉの回転数／出力軸Ｏの回転数〕を意味する。
この構成のハイブリッド駆動装置は、従来のハイブリッド駆動装置の第一モード及び第二モードよりさらに高速側（減速比の低い側）に第三モードを備える。そして、この第三モードにおいて、３要素構造の駆動伝動状態を採用する。
従って、従来のように、４要素構造のまま駆動伝動を行うハイブリッド駆動装置に対して、回生時にエネルギ回収効率の低下を防止することが可能となり、また、高車速・低駆動力領域（ネガティブハイブリッド領域）において、伝達効率の低下を招くことがないハイブリッド駆動装置を得ることができた。
前記遊星歯車装置の第１の回転要素に前記入力軸が接続され、前記遊星歯車装置の第２の回転要素に前記第一の電動機が接続され、前記遊星歯車装置の第３の回転要素に前記出力軸及び前記第二の電動機が接続される３要素構造で駆動される第一モードと、
前記遊星歯車装置の４つの回転要素に、夫々独立に、前記入力軸、前記出力軸、前記第一及び第二の電動機が接続される４要素構造で駆動される第二モードと、
前記第一モードの減速比とは異なる減速比であって前記３要素構造で駆動される第三モードの３つの走行モードを有し、
減速比が小さくなるにつれて第一モード、第二モード、第三モードの順に切り換えることことにある。
ここで、減速比とは、ハイブリッド駆動装置における、〔インプット回転数／アウトプット回転数〕を意味し、具体的には、後述する実施形態における〔入力軸Ｉの回転数／出力軸Ｏの回転数〕を意味する。
この構成のハイブリッド駆動装置は、従来のハイブリッド駆動装置の第一モード及び第二モードよりさらに高速側（減速比の低い側）に第三モードを備える。そして、この第三モードにおいて、３要素構造の駆動伝動状態を採用する。
従って、従来のように、４要素構造のまま駆動伝動を行うハイブリッド駆動装置に対して、回生時にエネルギ回収効率の低下を防止することが可能となり、また、高車速・低駆動力領域（ネガティブハイブリッド領域）において、伝達効率の低下を招くことがないハイブリッド駆動装置を得ることができた。
さらにこの第一モードにおいて、前記３要素構造で得られる第３の回転要素の回転数を減速して出力軸に伝動することが好ましい。
このように構成することにより、電動機を小型化できるともに、高い駆動力領域を得ることができる。
このように構成することにより、電動機を小型化できるともに、高い駆動力領域を得ることができる。
さらに、３要素構造で得られる第３の回転要素の回転数を減速して前記出力軸に伝動する前記第一モードと、前記出力軸に接続される回転要素の回転数であって、４要素構造で得られる回転数の回転を、直接出力軸に伝動する前記第二モードを備えることが好ましい。
このように構成することにより、電動機を小型化できるともに、高い駆動力領域を得ることができるとともに、直結状態を備えることで、４要素構造を最も単純な伝動構成とできる。
このように構成することにより、電動機を小型化できるともに、高い駆動力領域を得ることができるとともに、直結状態を備えることで、４要素構造を最も単純な伝動構成とできる。
また、前記第三モードにおいて、前記３要素構造で得られる前記第３の回転要素の回転数の回転を、直接出力軸に伝動して得られる構成を採用することが好ましい。
このようにすることで、第一モードを減速３要素構造で駆動出力を得、第二モードを４要素構造で駆動出力を得るものとし、さらに、その高速側に３要素構造の直結構造で駆動出力を得るものとすることができる。
このようにすることで、第一モードを減速３要素構造で駆動出力を得、第二モードを４要素構造で駆動出力を得るものとし、さらに、その高速側に３要素構造の直結構造で駆動出力を得るものとすることができる。
さらに、複数の摩擦係合要素を備え、前記摩擦係合要素により係合される２つの部材の回転が同速であることを条件に、前記複数の摩擦係合要素の係合・係合解除状態を切り換えて、走行モードを切り換えることが好ましい。
このように構成することにより、モード切替え時にショックを発生することはない。
このように構成することにより、モード切替え時にショックを発生することはない。
さらに具体的な構成としては、第一の電動機、エンジンからの駆動力を前記第一及び第二の電動機の間で分配するスプリット装置として働く遊星歯車装置、第二の電動機及び前記３要素構造の駆動伝動状態で前記第３の回転要素の駆動出力に対して減速装置として働く前記遊星歯車装置を、同軸上に配設し、
前記エンジン側から前記出力軸側に向けて、前記第一の電動機、前記スプリット装置として働く前記遊星歯車装置、前記第二の電動機、前記減速装置の順に配置する構成を採用すると、エンジン側から順に大型の機器を装備することとなり、全体としてハイブリッド駆動装置を車輪に連結される出力軸側が小型のものとでき、従来構成の車に採用しやすくなる。
前記エンジン側から前記出力軸側に向けて、前記第一の電動機、前記スプリット装置として働く前記遊星歯車装置、前記第二の電動機、前記減速装置の順に配置する構成を採用すると、エンジン側から順に大型の機器を装備することとなり、全体としてハイブリッド駆動装置を車輪に連結される出力軸側が小型のものとでき、従来構成の車に採用しやすくなる。
また、三つの摩擦係合要素と二つの遊星歯車装置を備え、エンジンからの駆動力を前記第一及び第二の電動機の間で分配し、分配後の出力を出力軸に選択出力するための出力機構を、駆動装置本体内の前記エンジンから最も離間した位置に備えることが好ましい。
このように構成することにより、全体としてハイブリッド駆動装置を出力軸側が小型のものとでき、従来構成の車に採用しやすくなる。
このように構成することにより、全体としてハイブリッド駆動装置を出力軸側が小型のものとでき、従来構成の車に採用しやすくなる。
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍの駆動伝動系統を示すスケルトン図である。ハイブリッド駆動装置Ｍは、図上、左側に備えられるエンジンＥからの入力を入力軸Ｉで受け取り、変速の後、右側の出力軸Ｏより出力する。
同図に示されるように、このハイブリッド駆動装置Ｍは、二つの電動機（第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２）を備えるとともに、エンジンの駆動出力を分配する遊星歯車装置、三つの摩擦係合要素（第一及び第二のクラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１）を含む減速装置を備え、これらを同軸に配置して構成されている。
図１は、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍの駆動伝動系統を示すスケルトン図である。ハイブリッド駆動装置Ｍは、図上、左側に備えられるエンジンＥからの入力を入力軸Ｉで受け取り、変速の後、右側の出力軸Ｏより出力する。
同図に示されるように、このハイブリッド駆動装置Ｍは、二つの電動機（第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２）を備えるとともに、エンジンの駆動出力を分配する遊星歯車装置、三つの摩擦係合要素（第一及び第二のクラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１）を含む減速装置を備え、これらを同軸に配置して構成されている。
第一、第二の電動機
第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２は、ケーシングＣに備えられるステータｓｔと、これに対して回転自在なロータｒｔとを備えて構成されており、それぞれ、蓄電装置Ｂに電気的に接続されており、電動機ＭＧがモータとして働く状態では、この蓄電装置Ｂ、もしくは、ジェネレータとして働く他方の電動機ＭＧから電力の供給を受けて働き、ジェネレータとして働く状態では、この蓄電装置Ｂに蓄電でき、もしくはモータとして働く他方の電動機ＭＧに電力を供給できるように構成されている。
第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２は、ケーシングＣに備えられるステータｓｔと、これに対して回転自在なロータｒｔとを備えて構成されており、それぞれ、蓄電装置Ｂに電気的に接続されており、電動機ＭＧがモータとして働く状態では、この蓄電装置Ｂ、もしくは、ジェネレータとして働く他方の電動機ＭＧから電力の供給を受けて働き、ジェネレータとして働く状態では、この蓄電装置Ｂに蓄電でき、もしくはモータとして働く他方の電動機ＭＧに電力を供給できるように構成されている。
制御装置
ハイブリッド駆動装置Ｍに対しては、駆動装置Ｍの動作を制御する制御装置ＣＰＵが備えられており、制御装置ＣＰＵは、前記第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２に対して、その速度制御を行う。この制御装置ＣＰＵには、アクセルペダル、ブレーキペダルの操作情報、エンジンの回転数情報、さらには、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏの回転数情報等が入るように構成されており、これら入力してくる情報から、運転者の操作から所定のシーケンスに従って、加速すべきか減速すべきかの判断を行うとともに、この判断に伴って、エンジンＥの状態を監視、所望の加速度又は減速度を与えるのに必要なハイブリッド駆動装置Ｍの出力回転数を決定する。
実際上は、目標となる走行速度に対して、入力軸回転数と出力軸回転数との関係を参照し、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２の回転数を適切なものとすべく制御指令を発するとともに、摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１の係合・係合解除が必要な場合、これら摩擦係合要素に対する制御指令を出力する。
ハイブリッド駆動装置Ｍに対しては、駆動装置Ｍの動作を制御する制御装置ＣＰＵが備えられており、制御装置ＣＰＵは、前記第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２に対して、その速度制御を行う。この制御装置ＣＰＵには、アクセルペダル、ブレーキペダルの操作情報、エンジンの回転数情報、さらには、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏの回転数情報等が入るように構成されており、これら入力してくる情報から、運転者の操作から所定のシーケンスに従って、加速すべきか減速すべきかの判断を行うとともに、この判断に伴って、エンジンＥの状態を監視、所望の加速度又は減速度を与えるのに必要なハイブリッド駆動装置Ｍの出力回転数を決定する。
実際上は、目標となる走行速度に対して、入力軸回転数と出力軸回転数との関係を参照し、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２の回転数を適切なものとすべく制御指令を発するとともに、摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１の係合・係合解除が必要な場合、これら摩擦係合要素に対する制御指令を出力する。
駆動装置本体
図１に示すように、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、中間軸Ｍ１と、この中間軸Ｍ１に対して回転可能に支持された接続軸Ｓ１とを備えて構成されている。前記入力軸Ｉと中間軸Ｍ１との間には、ダンパーＤが介挿されている。
駆動装置Ｍには、３つの遊星歯車が設けられているが、これら遊星歯車を、入力軸Ｉ側から順に、第一、第二及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と呼ぶ。図示するように、第一及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ３は、シングルピニオンタイプのものであり、第二の遊星歯車Ｐ２は、ダブルピニオンタイプのものである。
図１に示すように、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、中間軸Ｍ１と、この中間軸Ｍ１に対して回転可能に支持された接続軸Ｓ１とを備えて構成されている。前記入力軸Ｉと中間軸Ｍ１との間には、ダンパーＤが介挿されている。
駆動装置Ｍには、３つの遊星歯車が設けられているが、これら遊星歯車を、入力軸Ｉ側から順に、第一、第二及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と呼ぶ。図示するように、第一及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ３は、シングルピニオンタイプのものであり、第二の遊星歯車Ｐ２は、ダブルピニオンタイプのものである。
前記中間軸Ｍ１に関して説明すると、この中間軸Ｍ１は、第一及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ３のキャリア軸ｃａと一体に回転するように構成されている。よって、入力軸Ｉが第一及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ３のキャリア軸ｃａに接続されている。
一方、接続軸Ｓ１に関しては、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒ、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔ、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓ、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓと一体回転するように構成されている。
さらに、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔは、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓと一体回転する構造が採用されている。
一方、接続軸Ｓ１に関しては、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒ、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔ、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓ、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓと一体回転するように構成されている。
さらに、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔは、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓと一体回転する構造が採用されている。
駆動装置Ｍには、三つの摩擦係合要素（第一及び第二のクラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１）が備えられている。
これら三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１は、制御装置ＣＰＵからの動作指令に従って、係合・係合解除状態が決まる。
第一のクラッチＣ１は、第三の遊星歯車Ｐ３を構成するリングギヤｒと出力軸Ｏとの間の係合・係合解除を決定する。その係合状態にあっては、第三の遊星歯車Ｐ３を構成するリングギヤｒと出力軸Ｏとが一体に回転するが、係合状態において、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３が４要素構造を構成し、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒの回転を出力軸Ｏに伝動する。係合解除状態にあっては、第三の遊星歯車Ｐ３が出力軸Ｏの回転に影響を与えることはない。
これら三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１は、制御装置ＣＰＵからの動作指令に従って、係合・係合解除状態が決まる。
第一のクラッチＣ１は、第三の遊星歯車Ｐ３を構成するリングギヤｒと出力軸Ｏとの間の係合・係合解除を決定する。その係合状態にあっては、第三の遊星歯車Ｐ３を構成するリングギヤｒと出力軸Ｏとが一体に回転するが、係合状態において、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３が４要素構造を構成し、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒの回転を出力軸Ｏに伝動する。係合解除状態にあっては、第三の遊星歯車Ｐ３が出力軸Ｏの回転に影響を与えることはない。
ブレーキＢ１及び第二クラッチＣ２は、グランドであるケーシングＣ若しくは接続軸Ｓ１と第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａとの係合・係合解除を決定する。
ブレーキＢ１が係合されて第二クラッチＣ２が係合解除されている状態においては、第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａが固定され、第二の遊星歯車Ｐ２により減速された接続軸Ｓ１の回転が出力軸Ｏに伝動される。
一方、ブレーキＢ１が係合解除されて第二クラッチＣ２が係合されている状態においては、第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａが同遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓ、リングギヤｒの回転および接続軸Ｓ１の回転と一体となる。即ち、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒの回転が、接続軸Ｓ１を介して、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
ブレーキＢ１が係合されて第二クラッチＣ２が係合解除されている状態においては、第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａが固定され、第二の遊星歯車Ｐ２により減速された接続軸Ｓ１の回転が出力軸Ｏに伝動される。
一方、ブレーキＢ１が係合解除されて第二クラッチＣ２が係合されている状態においては、第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａが同遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓ、リングギヤｒの回転および接続軸Ｓ１の回転と一体となる。即ち、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒの回転が、接続軸Ｓ１を介して、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
以上が、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍの構成であるが、以下、その動作を動作モードとともに、図２に示す速度線図、図３に示す入力速度、電動機トルク、電動機出力に従って説明する。
本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍには、第一モード、第二モード、第三モードの３つのモードが設定される。
ここで、第一モードは低速域に対応するものであり、図２、図１０に対応する図３において「Ｌｏ」として示している。第二モードは、中速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｍｉｄ」として示している。第三モードは、高速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｈｉ」として示している。先に説明した特許文献１に示す発明の対比にあっては、本願構造における中速域が、特許文献１の高速域に対応する。従って、本願は、従来構造に対して、更なる高速域を新たに設けた構成といえる。
本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍには、第一モード、第二モード、第三モードの３つのモードが設定される。
ここで、第一モードは低速域に対応するものであり、図２、図１０に対応する図３において「Ｌｏ」として示している。第二モードは、中速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｍｉｄ」として示している。第三モードは、高速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｈｉ」として示している。先に説明した特許文献１に示す発明の対比にあっては、本願構造における中速域が、特許文献１の高速域に対応する。従って、本願は、従来構造に対して、更なる高速域を新たに設けた構成といえる。
各モードにおける摩擦係合要素の係合・係合解除
各モードにおける各摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１の係合（ＯＮ）・係合解除（ＯＦＦ）は、以下に示す表１の状態で行う。
各モードにおける各摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１の係合（ＯＮ）・係合解除（ＯＦＦ）は、以下に示す表１の状態で行う。
各モードに於ける伝動状態は以下のようになる。
第一モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合解除、ブレーキＢ１が係合、第二クラッチＣ２が係合解除の状態に維持される。
このモードでは、第一クラッチＣ１が係合解除状態に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２によって決まる。即ち、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン回転は、第一の遊星歯車Ｐ１において、そのリングギヤｒの回転として取り出され、接続軸Ｓ１を介して第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓに伝動され、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて出力軸Ｏから取り出されることとなる。この時、第一の遊星歯車Ｐ１において、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔが、そのサンギヤｓと一体回転されることより、この第一の電動機ＭＧ１がエンジン駆動力の
反力受けとして働く。一方、第二の電動機ＭＧ２は、出力のアシスト用に働く。
従って、この伝動状態は、先に説明した３要素構造の駆動伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１から取り出せる回転数をさらに、減速して出力軸Ｏに伝えていることとなる。そこで、図２には第一モード（Ｌｏ）と記載している。
第一モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合解除、ブレーキＢ１が係合、第二クラッチＣ２が係合解除の状態に維持される。
このモードでは、第一クラッチＣ１が係合解除状態に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２によって決まる。即ち、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン回転は、第一の遊星歯車Ｐ１において、そのリングギヤｒの回転として取り出され、接続軸Ｓ１を介して第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓに伝動され、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて出力軸Ｏから取り出されることとなる。この時、第一の遊星歯車Ｐ１において、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔが、そのサンギヤｓと一体回転されることより、この第一の電動機ＭＧ１がエンジン駆動力の
反力受けとして働く。一方、第二の電動機ＭＧ２は、出力のアシスト用に働く。
従って、この伝動状態は、先に説明した３要素構造の駆動伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１から取り出せる回転数をさらに、減速して出力軸Ｏに伝えていることとなる。そこで、図２には第一モード（Ｌｏ）と記載している。
さて、図２に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。この速度線図の縦線は、図上左側からそれぞれ、第一の電動機ＭＧ１（図上ＭＧ１と記載）、ブレーキＢ１を介してグランドに固定されることがある回転要素（図上ｇと記載）、出力軸Ｏ（図上ＯＵＴと記載）、中間軸Ｍ１（図上ＥＮＧと記載）、接続軸Ｓ１（図上ＭＧ２と記載）を示すものであり、その高さ位置で回転数を示している。図上、上側が高く、横軸以下の域で負の値を取ることとなる。
第一モードにあっては、上段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、（ＭＧ１，ＥＮＧ，ＭＧ２）を繋ぐ速度線によってＭＧ２で得られる速度として、接続軸Ｓ１の速度が決まる。さらに、第二の遊星歯車Ｐ２に関して（ＭＧ２，ＯＵＴ，ｇ）を繋ぐ速度線によってＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。従って、車速ｖ１におけるＭＧ１、ＥＮＧ、ＭＧ２は図の通りである。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＭＧ１側が低下し、ＭＧ２側が上昇する運転状態を行う。この状態を図上ｖ２として示している。ＯＵＴで得られる速度ｖ２がｖ１に対して上昇していることが判る。
図３は、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍにおける、入力速度、電動機トルク及び電動機出力の関係を示す図である。
図上、左端に示す縦軸に対して、右側に２本の細い縦線を示しているが、ここれが、本願における第一モードと第二モードとの切り換え速度、さらに第二モードと第三モードとの切り換え速度に対応している。
また、同３図に示す符号の記載は、第一モードに関する記載を「３Ｌｏ」と、第二モードに関する記載を「４Ｍｉｄ」と、第三モードに関する記載を「３Ｈｉ」としている。中間軸Ｍ１、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２及び出力軸Ｏの記載は、図１０に示すものと同様としている。
図上、左端に示す縦軸に対して、右側に２本の細い縦線を示しているが、ここれが、本願における第一モードと第二モードとの切り換え速度、さらに第二モードと第三モードとの切り換え速度に対応している。
また、同３図に示す符号の記載は、第一モードに関する記載を「３Ｌｏ」と、第二モードに関する記載を「４Ｍｉｄ」と、第三モードに関する記載を「３Ｈｉ」としている。中間軸Ｍ１、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２及び出力軸Ｏの記載は、図１０に示すものと同様としている。
さて、低速域をカバーする第一モードにあっては、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って上昇され、第一の電動機ＭＧ１の回転が低下する。ここで、図３の下段に示されるように、第二の電動機ＭＧ２は主にはモータとしての働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、主にジェネレータとして働くことが判る。それぞれの電動機における出力は、この第一モードにおいては、その絶対値において制限された範囲内に収まっていることが判る。
第二モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合、ブレーキＢ１が係合解除、第二クラッチＣ２が係合解除に維持される。
この第一クラッチＣ１が係合時、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと出力軸Ｏは同速となっている。このように摩擦係合要素における係合要素の同速を条件として係合を行うことで、ショック無く変速を行える。
このモードでは、第一クラッチＣ１が係合状態に、さらにブレーキＢ１が係合解除に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３によって決まる。即ち、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン回転は、４要素構造を成す、第一の遊星歯車Ｐ１、第三の遊星歯車Ｐ３、の４つの回転要素のギヤ比で決まる駆動分配を受け、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒに伝動され、出力軸Ｏに伝動される。
この時、第一の遊星歯車Ｐ１において、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔが、そのリングギヤｒと一体回転されることより、この第二の電動機ＭＧ２が主に反力受けとして働く。
従って、この伝動状態は、先に説明した４要素構造の駆動伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３を介して取り出せる出力を、そのまま出力軸Ｏに伝えていることとなる。そこで、図２には第二モード（Ｍｉｄ）と記載している。
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合、ブレーキＢ１が係合解除、第二クラッチＣ２が係合解除に維持される。
この第一クラッチＣ１が係合時、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと出力軸Ｏは同速となっている。このように摩擦係合要素における係合要素の同速を条件として係合を行うことで、ショック無く変速を行える。
このモードでは、第一クラッチＣ１が係合状態に、さらにブレーキＢ１が係合解除に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３によって決まる。即ち、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン回転は、４要素構造を成す、第一の遊星歯車Ｐ１、第三の遊星歯車Ｐ３、の４つの回転要素のギヤ比で決まる駆動分配を受け、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒに伝動され、出力軸Ｏに伝動される。
この時、第一の遊星歯車Ｐ１において、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔが、そのリングギヤｒと一体回転されることより、この第二の電動機ＭＧ２が主に反力受けとして働く。
従って、この伝動状態は、先に説明した４要素構造の駆動伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３を介して取り出せる出力を、そのまま出力軸Ｏに伝えていることとなる。そこで、図２には第二モード（Ｍｉｄ）と記載している。
さて、図２に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。このモードにおける動作は、同図中段に示されており、同図上、ｖ２からｖ４で示す速度を繋ぐ速度線で説明される。
第二モードにあっては、中段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３に関して、ｖ２で示す（ＭＧ１，ＯＵＴ，ＥＮＧ，ＭＧ２）を繋ぐ速度線によって、ＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ１側が上昇し、ＭＧ２側が下降する運転状態を行う（ｖ２、ｖ３、ｖ４への移行）。結果、最終的に、全てが同速となる運転状態（ｖ４で示す）が実現する。
第二モードにあっては、中段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１及び第三の遊星歯車Ｐ３に関して、ｖ２で示す（ＭＧ１，ＯＵＴ，ＥＮＧ，ＭＧ２）を繋ぐ速度線によって、ＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ１側が上昇し、ＭＧ２側が下降する運転状態を行う（ｖ２、ｖ３、ｖ４への移行）。結果、最終的に、全てが同速となる運転状態（ｖ４で示す）が実現する。
一方、図３に示すように入力速度、電動機トルク及び電動機出力は変化する。
この中速域をカバーする第二モードにあっても、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って下降され、第一の電動機ＭＧ１の回転が増加する。ここで、図３の下段に示されるように、第二の電動機ＭＧ２はモータとしての働きからジェネレータとしての働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、ジェネレータとしての働きからモータとしての働きに移行していることが判る。
それぞれの電動機における出力は、この第二モードにおいても、その絶対値において制限された範囲内に収まっている。
この中速域をカバーする第二モードにあっても、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って下降され、第一の電動機ＭＧ１の回転が増加する。ここで、図３の下段に示されるように、第二の電動機ＭＧ２はモータとしての働きからジェネレータとしての働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、ジェネレータとしての働きからモータとしての働きに移行していることが判る。
それぞれの電動機における出力は、この第二モードにおいても、その絶対値において制限された範囲内に収まっている。
第三モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１、ブレーキＢ１が係合解除、第二クラッチＣ２が係合状態に維持される。この第二クラッチＣ２が係合時、接続軸Ｓ１と出力軸Ｏは同速となっている。このように摩擦係合要素における係合要素の同速を条件として係合を行うことで、ショック無く変速を行える。
このモードでは、第二クラッチＣ２が係合状態に、他の摩擦係合要素Ｃ１，Ｂ１が係合解除に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１、第二の遊星歯車Ｐ２によって決まる。ここで、第二クラッチＣ２が係合されることから、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓとキャリア軸ｃａとは同一回転することとなり、接続軸Ｓ１と出力軸Ｏとは直結状態となる。結果、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン駆動力は、第一の遊星歯車Ｐ１で決まる変速を受け、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒに伝動され、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
この時も、第一の遊星歯車Ｐ１において、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔが、そのサンギヤｓと一体回転されることより、この第一の電動機ＭＧ１がエンジン駆動力の反力受けとして働く。
このモードにおいては、第一クラッチＣ１、ブレーキＢ１が係合解除、第二クラッチＣ２が係合状態に維持される。この第二クラッチＣ２が係合時、接続軸Ｓ１と出力軸Ｏは同速となっている。このように摩擦係合要素における係合要素の同速を条件として係合を行うことで、ショック無く変速を行える。
このモードでは、第二クラッチＣ２が係合状態に、他の摩擦係合要素Ｃ１，Ｂ１が係合解除に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１、第二の遊星歯車Ｐ２によって決まる。ここで、第二クラッチＣ２が係合されることから、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓとキャリア軸ｃａとは同一回転することとなり、接続軸Ｓ１と出力軸Ｏとは直結状態となる。結果、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン駆動力は、第一の遊星歯車Ｐ１で決まる変速を受け、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒに伝動され、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
この時も、第一の遊星歯車Ｐ１において、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔが、そのサンギヤｓと一体回転されることより、この第一の電動機ＭＧ１がエンジン駆動力の反力受けとして働く。
従って、この伝動状態は、先に説明した３要素構造の駆動伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１を介して取り出せる出力を、そのまま出力軸Ｏに伝えていることとなる。そこで、図２には第三モード（Ｈｉ）と記載している。
さて、図２に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。このモードにおける動作は、同図下段に示されており、同図上、ｖ４からｖ６でそれぞれ別個に示す各回転要素の速度を繋ぐ速度線で説明される。
第三モードにあっては、下段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ４、ｖ５、ｖ６で示す（ＭＧ１，ＥＮＧ，ＭＧ２）を繋ぐ速度線によって、接続軸Ｓ１で得られる速度が得られるとともに、同じく、ｖ４、ｖ５、ｖ６で示す（ＭＧ２，ＥＮＧ，ＯＵＴ）を繋ぐ速度線によって出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ１側が下降し、ＭＧ２側が上昇する運転状態を行う（ｖ４、ｖ５、ｖ６への移行）。そして、このようにして得られた接続軸Ｓ１の回転をそのまま出力する運転状態が実現する。
第三モードにあっては、下段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ４、ｖ５、ｖ６で示す（ＭＧ１，ＥＮＧ，ＭＧ２）を繋ぐ速度線によって、接続軸Ｓ１で得られる速度が得られるとともに、同じく、ｖ４、ｖ５、ｖ６で示す（ＭＧ２，ＥＮＧ，ＯＵＴ）を繋ぐ速度線によって出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ１側が下降し、ＭＧ２側が上昇する運転状態を行う（ｖ４、ｖ５、ｖ６への移行）。そして、このようにして得られた接続軸Ｓ１の回転をそのまま出力する運転状態が実現する。
一方、図３に示すように、入力速度、電動機トルク及び電動機出力は変化する。
この高速域をカバーする第三モードにあっても、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って上昇され、第一の電動機ＭＧ１の回転が下降する。ここで、第二の電動機ＭＧ２は主にはモータからジェネレータとしの働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、ジェネレータからモータとしての働きに移行していることが判る。
図３の下段に示されるように、それぞれの電動機におけるモータ出力は、この第三モードにおいても、その絶対値において制限された範囲内に収まっている。
この高速域をカバーする第三モードにあっても、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って上昇され、第一の電動機ＭＧ１の回転が下降する。ここで、第二の電動機ＭＧ２は主にはモータからジェネレータとしの働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、ジェネレータからモータとしての働きに移行していることが判る。
図３の下段に示されるように、それぞれの電動機におけるモータ出力は、この第三モードにおいても、その絶対値において制限された範囲内に収まっている。
以上説明から判明するように、この例にあっては、第一の遊星歯車Ｐ１がスプリット装置として働き、ブレーキＢ１が係合された状態で第二の遊星歯車Ｐ２が減速装置として働く。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａと同サンギヤｓとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第二及び第三の遊星歯車Ｐ２、Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａと同サンギヤｓとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第二及び第三の遊星歯車Ｐ２、Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
推進力
上述の本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍを使用した場合の、各モードにおいて得られる推進力を図４に示した。同図は、横軸に車両速度を、縦軸に推進力を示したものである。
同図において、速度の上昇に伴って単調減少しているのが走行に必要な推進力である。また、この線上に、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ３、ｖ５、ｖ６として、図２で、その速度線図において特定した速度を示した。
同図に、第一モード、第二モード、第三モードでそれぞれカバーされる領域を示した。
本願に示すハイブリッド駆動装置Ｍを使用することにより、エンジンをその最も効率のよい回転数で働かせながら、充分な余裕を持って、良好な変速走行を行えることが判る。
上述の本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍを使用した場合の、各モードにおいて得られる推進力を図４に示した。同図は、横軸に車両速度を、縦軸に推進力を示したものである。
同図において、速度の上昇に伴って単調減少しているのが走行に必要な推進力である。また、この線上に、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ３、ｖ５、ｖ６として、図２で、その速度線図において特定した速度を示した。
同図に、第一モード、第二モード、第三モードでそれぞれカバーされる領域を示した。
本願に示すハイブリッド駆動装置Ｍを使用することにより、エンジンをその最も効率のよい回転数で働かせながら、充分な余裕を持って、良好な変速走行を行えることが判る。
別実施の形態例
本願の別実施の形態に関して以下に説明する。
本願に係るハイブリッド駆動装置は、以上説明してきたように、二つの電動機ＭＧを備える。そして、駆動伝動系統からみて、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、三つの遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１を備えて構成される。
その動作モードとして、低速域に対する３要素構造の回転をさらに減速して出力する第一モードと、中速域に対する４要素構造で得られる回転をそのまま出力する第二モードと、高速域に対する３要素構造で得られる回転をそのまま出力する第三モードとを実現可能にしている。
本願の別実施の形態に関して以下に説明する。
本願に係るハイブリッド駆動装置は、以上説明してきたように、二つの電動機ＭＧを備える。そして、駆動伝動系統からみて、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、三つの遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１を備えて構成される。
その動作モードとして、低速域に対する３要素構造の回転をさらに減速して出力する第一モードと、中速域に対する４要素構造で得られる回転をそのまま出力する第二モードと、高速域に対する３要素構造で得られる回転をそのまま出力する第三モードとを実現可能にしている。
以下に示す３の別形態例は、それぞれ、上記の技術構造を維持するものであり、摩擦係合要素として、上記したと同様に、二つのクラッチ（第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２）と一のブレーキＢ１を備える。そして、これらの係合・係合解除の切り換えは、表１で説明したと同様な切り換え形態で、第一から第三モードを実現できる。また、対応する速度線図も同様となる。遊星歯車の呼びは、入力軸Ｉ側から出力軸Ｏ側に向かって配設される順に従って、第一、第二及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３と呼ぶ。
以下に説明する、図５、６、７において、図１に示すハイブリッド駆動装置に対応する機器に関して同様の符号を付した。
以下、それぞれの別実施の形態における配置構成に関して説明する。
以下、それぞれの別実施の形態における配置構成に関して説明する。
別実施の形態 １
図５に示す例は、図１に示したのと同様に、図上、左側に入力軸Ｉを左側に出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒと一体回転するように構成されるとともに、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔに直結されている。
図５に示す例は、図１に示したのと同様に、図上、左側に入力軸Ｉを左側に出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒと一体回転するように構成されるとともに、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔに直結されている。
第一及び第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａは第二の中間軸Ｍ２と一体に回転される構成が採用されており、この軸Ｍ２が、下手側に導かれて、第一クラッチＣ１を介して出力軸Ｏと係合・係合解除自在に構成されている。
一方、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓは接続軸Ｓ１と一体に回転する構成が採用されており、この軸は、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転する構成とされている。さらに、この接続軸Ｓ１に対して、第二クラッチＣ２が設けられ、この接続軸Ｓ１を第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと一体に回転可能に構成されている。
第三の遊星歯車Ｐ３は、そのリングギヤｒがブレーキＢ１を介して、グランドと係合・係合解除可能に構成され、キャリア軸ｃａは出力軸Ｏと一体化され、そのサンギヤｓが接続軸Ｓ１と一体回転する構成が採用されている。
一方、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓは接続軸Ｓ１と一体に回転する構成が採用されており、この軸は、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転する構成とされている。さらに、この接続軸Ｓ１に対して、第二クラッチＣ２が設けられ、この接続軸Ｓ１を第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと一体に回転可能に構成されている。
第三の遊星歯車Ｐ３は、そのリングギヤｒがブレーキＢ１を介して、グランドと係合・係合解除可能に構成され、キャリア軸ｃａは出力軸Ｏと一体化され、そのサンギヤｓが接続軸Ｓ１と一体回転する構成が採用されている。
この例の構成は、先に従来技術で説明した構成に対して、第二クラッチＣ２を接続軸Ｓ１と第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒとの間に設けたものとなっている。
従って、第二クラッチＣ２の解除状態で、先に従来技術に関して説明した第一モード、第二モードが実現できる。さらに、第三モードにあっては、第一クラッチ及びブレーキＣ１，Ｂ１を解除状態として、第二クラッチＣ２を係合することで、接続軸Ｓ１と出力軸Ｏとを、第三の遊星歯車Ｐ３を介して直結状態とすることで、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２を一体とする直結状態の３要素構造の伝動を実現できる。
従って、第二クラッチＣ２の解除状態で、先に従来技術に関して説明した第一モード、第二モードが実現できる。さらに、第三モードにあっては、第一クラッチ及びブレーキＣ１，Ｂ１を解除状態として、第二クラッチＣ２を係合することで、接続軸Ｓ１と出力軸Ｏとを、第三の遊星歯車Ｐ３を介して直結状態とすることで、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２を一体とする直結状態の３要素構造の伝動を実現できる。
この例にあっては、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２がスプリット装置として働き、ブレーキＢ１が係合された状態で第三の遊星歯車Ｐ３が減速装置として働く。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと同サンギヤｓとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第三の遊星歯車Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと同サンギヤｓとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第三の遊星歯車Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
別実施の形態 ２
図６に示す例は、図１に示したのと同様に、図上、左側に入力軸Ｉを右側に出力軸Ｏを備えた例である。この例では、第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とが、所謂、ラビニョタイプの遊星歯車装置Ｐｒとなる構成が採用されている。即ち、第二の遊星歯車Ｐ２は、ダブルピニオンタイプにものであり、その内径側に位置するピニオンのキャリア軸が、第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とで、共通のキャリア軸（以下の説明において、このキャリア軸を共通キャリア軸ｃａｃと呼ぶ）とされている。同図に示すように、第二の遊星歯車Ｐ２は、ダブルピニオンタイプにものであるが、この遊星歯車Ｐ２の両ピニオンのキャリア軸ｃａは同速で回転する。
図６に示す例は、図１に示したのと同様に、図上、左側に入力軸Ｉを右側に出力軸Ｏを備えた例である。この例では、第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とが、所謂、ラビニョタイプの遊星歯車装置Ｐｒとなる構成が採用されている。即ち、第二の遊星歯車Ｐ２は、ダブルピニオンタイプにものであり、その内径側に位置するピニオンのキャリア軸が、第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とで、共通のキャリア軸（以下の説明において、このキャリア軸を共通キャリア軸ｃａｃと呼ぶ）とされている。同図に示すように、第二の遊星歯車Ｐ２は、ダブルピニオンタイプにものであるが、この遊星歯車Ｐ２の両ピニオンのキャリア軸ｃａは同速で回転する。
図示するように、この例にあっては、入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２に渡って配設されている共通キャリア軸ｃａｃと一体に回転する構成が採用されている。この回転は、第二の遊星歯車Ｐ２においては、ダブルピニオンの外径側に位置するキャリア軸ｃａｉにも伝動される。
第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔは、第一の接続軸Ｓ１を介して第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓと、一体に回転可能に構成されている。一方、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔは、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓと一体に回転可能に構成され、この回転は接続軸Ｓ２を介して、伝動下手側で、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓの回転とされるとともに、第二クラッチＣ２の係合により、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒの回転とされる構成が採用されている。このように、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓには、第二の接続軸Ｓ２の回転が伝動され、そのキャリア軸ｃａが、出力軸Ｏと一体回転する構成が採用されている。
一方、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒは、ブレーキＢ１及び第二クラッチＣ２の係合・係合解除状態に従って、サンギヤｓに伝動される駆動が、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａを介して、出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。
即ち、ブレーキＢ１が係合し、両クラッチＣ１，Ｃ２が係合解除された状態では、リングギヤｒが固定され、第二の接続軸Ｓ２の回転が減速して、出力軸Ｏに伝動される。この時、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓ、共通キャリア軸ｃａｃに備えられるピニオン及び第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓにより遊星歯車伝動状態が実現する。
一方、第二クラッチＣ２が係合し、ブレーキＢ１及び第一クラッチＣ１が係合解除された状態にあっては、第三の遊星歯車Ｐ３が固定されることとなるため、第二の接続軸Ｓ２の回転が、そのまま、出力軸Ｏに伝動される。
一方、第二クラッチＣ２が係合し、ブレーキＢ１及び第一クラッチＣ１が係合解除された状態にあっては、第三の遊星歯車Ｐ３が固定されることとなるため、第二の接続軸Ｓ２の回転が、そのまま、出力軸Ｏに伝動される。
さて、第一クラッチＣ１が係合し、ブレーキＢ１及び第二クラッチＣ１が係合解除された状態にあっては、第一〜第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が、先に説明した４要素構造の伝動構造を取ることとなり、第一の中間軸Ｍ１の入力が、４要素構造の伝動構造で出力軸Ｏに伝動されることとなる。
第一モードにあっては、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２により構成される３要素減速構造で得られる出力（第二の接続軸Ｓ２の回転）を第三の遊星歯車Ｐ３により減速し、その遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａの回転として、出力軸Ｏに伝動することができる。
第二モードにあっては、第１クラッチＣ１のみが係合されるため、第一〜第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３により、出力軸Ｏへの伝動は４要素構造の駆動伝動状態となる。
また、第三モードにあっては、第二クラッチＣ２のみが係合されるため、第三の遊星歯車Ｐ３が固定される。従って、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２により決まる３要素構造で、出力側直結状態の伝動を実現できる。
第二モードにあっては、第１クラッチＣ１のみが係合されるため、第一〜第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３により、出力軸Ｏへの伝動は４要素構造の駆動伝動状態となる。
また、第三モードにあっては、第二クラッチＣ２のみが係合されるため、第三の遊星歯車Ｐ３が固定される。従って、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２により決まる３要素構造で、出力側直結状態の伝動を実現できる。
以上説明から判明するように、この例にあっては、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１、Ｐ２がスプリット装置として働き、ブレーキＢ１が係合された状態で、第三の遊星歯車Ｐ２が減速装置として働く。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと同サンギヤｓとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第三の遊星歯車Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと同サンギヤｓとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第三の遊星歯車Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
別実施の形態 ３
図７に示す例は、図１に示したのとは逆に、図上、右側に入力軸Ｉを中央左側に出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒと及び第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔに接続されている。第二の遊星歯車Ｐ２に関しては、そのリングギヤｒが、第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａと一体回転する接続軸Ｓ１に設けられており、キャリア軸ｃａは第一の中間軸Ｍ１と一体回転する。一方、そのサンギヤｓは、伝動下手側に第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転する第二の中間軸Ｍ２に設けられている。この第二の中間軸Ｍ２には、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓが設けられるとともに、第二クラッチＣ２により、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａと一体回転可能に構成されている。
図７に示す例は、図１に示したのとは逆に、図上、右側に入力軸Ｉを中央左側に出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒと及び第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔに接続されている。第二の遊星歯車Ｐ２に関しては、そのリングギヤｒが、第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａと一体回転する接続軸Ｓ１に設けられており、キャリア軸ｃａは第一の中間軸Ｍ１と一体回転する。一方、そのサンギヤｓは、伝動下手側に第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転する第二の中間軸Ｍ２に設けられている。この第二の中間軸Ｍ２には、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓが設けられるとともに、第二クラッチＣ２により、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａと一体回転可能に構成されている。
第三の遊星歯車Ｐ３は、リングギヤｒが出力軸Ｏと一体回転するように構成されるとともに、そのキャリア軸ｃａは第二クラッチＣ２を介して第二の中間軸Ｍ２と一体回転可能に、一方、ブレーキＢ１を介してグランド固定可能とされている。
第一モードにあっては、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２を介して、第二の中間軸Ｍ２に３要素構造で出力され、この出力が第三の遊星歯車Ｐ３において減速されて出力軸Ｏに出力される。
第二モードにあっては、第１クラッチＣ１のみが係合されるため、出力軸Ｏは接続軸Ｓ１と一体回転する。この状態で、出力軸Ｏの出力は、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２による４要素構造の出力状態となる。
第三モードにあっては、第二クラッチＣ２のみが係合されるため、第三の遊星歯車Ｐ３が固定され、第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとが同速となる。従って、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２を一体とした３要素構造で、出力側直結状態の伝動を得ることができる。
第一モードにあっては、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２を介して、第二の中間軸Ｍ２に３要素構造で出力され、この出力が第三の遊星歯車Ｐ３において減速されて出力軸Ｏに出力される。
第二モードにあっては、第１クラッチＣ１のみが係合されるため、出力軸Ｏは接続軸Ｓ１と一体回転する。この状態で、出力軸Ｏの出力は、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２による４要素構造の出力状態となる。
第三モードにあっては、第二クラッチＣ２のみが係合されるため、第三の遊星歯車Ｐ３が固定され、第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとが同速となる。従って、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２を一体とした３要素構造で、出力側直結状態の伝動を得ることができる。
以上説明から判明するように、この例にあっては、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１、Ｐ２がスプリット装置として働き、ブレーキＢ１が係合された状態で、第三の遊星歯車Ｐ２が減速装置として働く。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が接続軸Ｓ１と出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第二の中間軸Ｍ２と第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第三の遊星歯車Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
さらに、この構成においては、出力軸Ｏに対して、第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒが、一体回転可能に備えられるとともに、第１クラッチＣ１が接続軸Ｓ１と出力軸Ｏとの間で、第２クラッチＣ２が第二の中間軸Ｍ２と第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａとの間で、係合、係合解除自在に構成されている。結果、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の間における係合選択により、出力軸Ｏへの出力が選択される。従って、第三の遊星歯車Ｐ３及び第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が、選択出力のための出力機構となる。
二つの電動機を備え、その走行状態として、高速側に４要素構造のスプリット式の駆動モードで備えたハイブリッド駆動装置において、エネルギ回収効率の低下を防止するとともに、高車速・低駆動力領域において、伝達効率の低下を招くことがないハイブリッド駆動装置を得ることができた。
Ｂ１ ブレーキ
Ｃ１ 第一クラッチ
Ｃ２ 第二クラッチ
ＣＰＵ 制御装置
Ｄ ダンパー
Ｅ エンジン
Ｉ 入力軸
Ｍ１ 中間軸（第一の中間軸）
Ｍ２ 第二の中間軸
ＭＧ１ 第一の電動機
ＭＧ２ 第二の電動機
Ｏ 出力軸
Ｐ１ 第一の遊星歯車
Ｐ２ 第二の遊星歯車
Ｐ３ 第三の遊星歯車
Ｓ１ 接続軸
Ｃ１ 第一クラッチ
Ｃ２ 第二クラッチ
ＣＰＵ 制御装置
Ｄ ダンパー
Ｅ エンジン
Ｉ 入力軸
Ｍ１ 中間軸（第一の中間軸）
Ｍ２ 第二の中間軸
ＭＧ１ 第一の電動機
ＭＧ２ 第二の電動機
Ｏ 出力軸
Ｐ１ 第一の遊星歯車
Ｐ２ 第二の遊星歯車
Ｐ３ 第三の遊星歯車
Ｓ１ 接続軸
Claims (8)
- エンジンからの駆動力を受け入れる入力軸と、車輪へ駆動出力を出力する出力軸と、第一及び第二の電動機と、遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記遊星歯車装置の第１の回転要素に前記入力軸が接続され、前記遊星歯車装置の第２の回転要素に前記第一の電動機が接続され、前記遊星歯車装置の第３の回転要素に前記出力軸及び前記第二の電動機が接続される３要素構造で駆動される第一モードと、
前記遊星歯車装置の４つの回転要素に、夫々独立に、前記入力軸、前記出力軸、前記第一及び第二の電動機が接続される４要素構造で駆動される第二モードと、
前記第一モードの減速比とは異なる減速比であって前記３要素構造で駆動される第三モードの３つの走行モードを有し、
減速比が小さくなるにつれて第一モード、第二モード、第三モードの順に切り換えることを特徴とするハイブリッド駆動装置。 - 前記第一モードにおいて、前記３要素構造で得られる前記第３の回転要素の回転数を減速して前記出力軸に伝動することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記３要素構造で得られる前記第３の回転要素の回転数を減速して前記出力軸に伝動する前記第一モードと、
前記出力軸に接続される回転要素の回転数であって、前記４要素構造で得られる回転数の回転を、直接前記出力軸に伝動する前記第二モードを備えたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。 - 前記第三モードにおいて、前記３要素構造で得られる前記第３の回転要素の回転数の回転を直接前記出力軸に伝動することを特徴とする請求項３記載のハイブリッド駆動装置。
- 複数の摩擦係合要素を備え、前記摩擦係合要素により係合される２つの部材の回転が同速であることを条件に、前記複数の摩擦係合要素の係合・係合解除状態を切り換えて、走行モードを切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記第一の電動機、前記エンジンからの駆動力を前記第一及び第二の電動機との間で分配するスプリット装置として働く前記遊星歯車装置、第二の電動機及び、前記３要素構造の駆動伝動状態で前記第３の回転要素の駆動出力に対して減速装置として働く前記遊星歯車装置を、同軸上に配置し、
前記エンジン側から前記出力軸側に向けて、前記第一の電動機、前記スプリット装置として働く前記遊星歯車装置、前記第二の電動機、前記減速装置の順に配置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のハイブリッド駆動装置。 - 三つの摩擦係合要素と二つの前記遊星歯車装置を備え、
前記エンジンからの駆動力を前記第一及び第二の電動機との間で分配し、分配後の出力を前記出力軸に選択出力するための出力機構を、駆動装置本体内におけるエンジンから最も離れた位置に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のハイブリッド駆動装置。 - 前記４要素構造の駆動伝動状態が、
前記入力軸に接続された入力回転要素、前記出力軸に接続された出力回転要素及び前記第二の電動機に接続された回転要素からなる一つの遊星歯車装置に対して、前記一つの遊星歯車装置の入力回転要素と接続された回転要素、前記一つの遊星歯車装置の出力回転要素に接続された回転要素及び前記第一の電動機に接続された回転要素からなる他の遊星歯車装置を設けて実現されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のハイブリッド駆動装置。
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