JP4906665B2

JP4906665B2 - ハイブリッド駆動装置

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Publication number: JP4906665B2
Application number: JP2007263840A
Authority: JP
Inventors: 誠岩中; 重樹 ▲高▼見; 宣和池; 広明三治; 美嘉河口; 幸彦出塩; 茂奥脇
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2027-10-09
Also published as: JP2009090831A

Description

本発明は、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有する差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。

近年、省エネルギーや環境問題の観点から、エンジン及び回転電機（モータやジェネレータ）を駆動力源として備えたハイブリッド車両が注目されており、それに用いられるハイブリッド駆動装置に関しても様々な構成が提案されている。そのようなハイブリッド駆動装置の一つとして、例えば、下記の特許文献１に記載の装置が既に知られている。この装置は、エンジンと、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、３つ又は４つの回転要素を有する遊星歯車装置を有する動力分配統合機構と、を備えたハイブリッド車両用の駆動装置である。そして、この装置は、車両の走行状態に応じて、動力分配統合機構に設けられた複数のクラッチの係合又は解放を切り替えることにより、エンジンの回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を出力部材に伝達するトルクコンバータモードと、エンジンの回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を出力部材に伝達するトルクスプリットモードとを切り替え可能な構成となっている。

特開２００５−２９７５９０号公報

上記の装置では、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードの少なくともいずれかに、第一回転電機及び第二回転電機のいずれもが出力部材に連結されず、一方の回転電機がエンジンに連結された状態となるモードがある。そのため、上記の装置は、このようなモードで、回生制動時や回転電機の駆動力のみによる電動走行時等のようなエンジンの駆動力を必要としない走行を行う際に、以下のような課題を有している。

すなわち、このような走行の際には、装置は、エンジンの動作を停止させ、エンジンに連結されていない一方の回転電機に、回生制動時には発電、電動走行時には力行の動作を行わせる。しかし、そのような動作に際して、当該一方の回転電機のみを動作させると、回転駆動力がエンジンにも伝達されてエンジンが回転させられる状態となる。そのため、回生制動時に出力部材から伝達される回生エネルギーや、電動走行時に回転電機により発生される駆動エネルギーが、エンジン内部の摩擦抵抗によって損失され、装置のエネルギー効率を低下させる要因となっていた。

一方、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギーの損失を抑えるために、エンジンが回転しないようにエンジンに連結された他方の回転電機に駆動力を発生させるように動作させることもできる。しかし、このような動作を行った場合には、エンジンによるエネルギーの損失は抑制できる代わりに、エンジンに連結された他方の回転電機に駆動力を発生させるためにエネルギーが消費されることになり、やはり装置のエネルギー効率を低下させる要因となる。

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、複数のモードを切り替え可能に備えつつ、各モードにおいて、回生制動時や電動走行時等のようなエンジンの駆動力を必要としない走行を行う際のエンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑え、エネルギー効率を従来よりも高めることが可能なハイブリッド駆動装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、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有する差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、前記第二回転電機は、歯車機構を介して前記出力部材に接続され、前記出力部材は、前記差動歯車装置のいずれか１つの回転要素に接続され、前記入力部材及び前記第一回転電機のいずれか一方の駆動要素は、前記出力部材に接続されていない前記差動歯車装置のいずれか１つの回転要素に接続され、前記入力部材及び前記第一回転電機のいずれか他方の駆動要素でなる選択駆動要素は、前記一方の駆動要素及び前記出力部材のいずれにも接続されていない前記差動歯車装置の２つの回転要素に選択的に接続可能である点にある。

なお、本願では、「接続」とは、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間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）、ジェネレータ（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。また、本願では、「選択駆動要素」は、入力部材及び第一回転電機から選択された、いずれかの駆動要素である。よって、この選択駆動要素は、駆動力源及び被駆動部材の一方又は双方となり得る。

この特徴構成によれば、入力部材及び第一回転電機のいずれかの駆動要素でなる選択駆動要素を差動歯車装置の２つの回転要素のいずれかに選択的に接続することにより、少なくとも２つのモードを切り替え可能に備えることができる。また、これらの各モードのいずれにおいても、第二回転電機は、歯車機構を介して出力部材に接続されているので、出力部材との間に差動歯車装置を介することなく常に回転駆動力の伝達を行うことができる。そのため、例えば回生制動時には、出力部材の回転駆動力を歯車機構経由で第二回転電機に伝達して発電させることができ、電動走行時には、第二回転電機が発生させる回転駆動力を歯車機構経由で出力部材に伝達して車両を走行させることができる。したがって、エンジンの駆動力を必要としない走行を行う際に、第二回転電機と出力部材との間で伝達される回転駆動力によって入力部材を回転させないことが可能となり、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制できる。よって、装置のエネルギー効率を高めることができる。

ここで、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の一方に接続した状態で、前記入力部材の回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を前記出力部材に伝達するトルクコンバータモードとなり、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の他方に接続した状態で、前記入力部材の回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を前記出力部材に伝達するトルクスプリットモードとなる構成とすると好適である。

この構成によれば、選択駆動要素を差動歯車装置の２つの回転要素のいずれかに選択的に接続することにより、入力部材の回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を出力部材に伝達するトルクコンバータモードと、入力部材の回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を出力部材に伝達するトルクスプリットモードとを切り替えることができる。したがって、車両の走行状態に応じて適切なモードに切り替えて効率的に車両を走行させることが可能となる。

また、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の双方に接続可能に構成され、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の双方に接続した状態で、前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が同速で回転する直結モードとなる構成とすると好適である。

この構成によれば、新たな機械的構成を追加することなく、選択駆動要素を差動歯車装置の２つの回転要素のいずれかに選択的に接続することにより実現される２つのモードに加えて、更に、入力部材、出力部材、及び第一回転電機が同速で回転する直結モードを切り替え可能に備えることができる。したがって、車両の走行状態に応じて切り替え可能なモードを増やすことができ、更に効率的に車両を走行させることが可能となる。

また、前記直結モードは、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の一方に接続した状態と、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の他方に接続した状態との間の切り替えの際における、前記差動歯車装置の２つの回転要素の回転速度が同じ状態で前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の双方に接続することにより実現される構成とすると好適である。

この構成によれば、選択駆動要素を差動歯車装置の２つの回転要素の一方に接続した状態（例えばトルクコンバータモード）と、選択駆動要素を差動歯車装置の２つの回転要素の他方に接続した状態（例えばトルクスプリットモード）との間の切り替えに際して、選択駆動要素を差動歯車装置の回転要素に接続するための摩擦係合手段等の係合による衝撃がほとんどない同期切替とすることができる。

また、前記第一回転電機を非回転部材に選択的に固定可能に構成され、その固定状態で、前記入力部材の回転速度に比例して前記出力部材の回転速度が定まるパラレルモードとなる構成とすると好適である。

この構成によれば、定速巡航時などの車両の走行負荷が小さい走行状態では、パラレルモードに切り替えることにより、第一及び第二回転電機を動作させずにエンジンの回転駆動力を出力部材に伝達して走行することが可能となる。よって、車両の走行負荷が小さい走行状態における、第一及び第二回転電機の動作によるエネルギー損失を抑制することが可能となる。よって、装置のエネルギー効率を更に高めることができる。

本発明に係る、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は、前記第二回転電機は、歯車機構を介して前記出力部材に接続され、前記差動歯車装置は、少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、前記出力部材が前記第二回転要素に接続され、前記入力部材が前記第三回転要素に接続され、前記第一回転電機が前記第一回転要素及び前記第四回転要素のいずれかに選択的に接続可能である点にある。

この特徴構成によれば、第一回転電機を差動歯車装置の第一回転要素及び第四回転要素のいずれかに選択的に接続することにより、入力部材の回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を出力部材に伝達するモード（トルクコンバータモード）と、入力部材の回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を出力部材に伝達するモード（トルクスプリットモード）とを切り替え可能に備えることができる。したがって、車両の走行状態に応じて適切なモードに切り替えて効率的に車両を走行させることが可能となる。また、これらの各モードのいずれにおいても、第二回転電機は、歯車機構を介して出力部材に接続されているので、出力部材との間に差動歯車装置を介することなく常に回転駆動力の伝達を行うことができる。そのため、例えば回生制動時には、出力部材の回転駆動力を歯車機構経由で第二回転電機に伝達して発電させることができ、電動走行時には、第二回転電機が発生させる回転駆動力を歯車機構経由で出力部材に伝達して車両を走行させることができる。したがって、エンジンの駆動力を必要としない走行を行う際に、第二回転電機と出力部材との間で伝達される回転駆動力によって入力部材を回転させないことが可能となり、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制できる。よって、装置のエネルギー効率を高めることができる。

ここで、前記第一回転電機が前記第一回転要素及び前記第四回転要素の双方に同時に接続可能である構成とすると好適である。

この構成によれば、第一回転電機を第一回転要素及び第四回転要素の双方に同時に接続することにより、差動歯車装置の全ての回転要素を同速で回転させることができる。したがって、入力部材、出力部材、及び第一回転電機が同速で回転する直結モードを実現することができる。

具体的には、前記第一回転電機は、第一クラッチにより前記第一回転要素に選択的に接続され、第二クラッチにより前記第四回転要素に選択的に接続される構成とすると好適である。

また、具体的には、前記差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型の遊星歯車装置で構成され、前記第一回転要素は第一サンギヤで構成され、前記第二回転要素はキャリアで構成され、前記第三回転要素はリングギヤで構成され、前記第四回転要素は第二サンギヤで構成されていると好適である。

なお、本願では、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「遊星歯車機構」に関し、当該遊星歯車機構単独で、若しくは複数の遊星歯車機構を組み合わせて得られる装置を「遊星歯車装置」と呼ぶ。

本発明に係る、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更にもう一つの特徴構成は、前記第二回転電機は、歯車機構を介して前記出力部材に接続され、前記差動歯車装置は、少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、前記第一回転電機が前記第一回転要素に接続され、前記出力部材が前記第三回転要素に接続され、前記入力部材が前記第二回転要素及び前記第四回転要素のいずれかに選択的に接続可能である点にある。

この特徴構成によれば、入力部材を差動歯車装置の第二回転要素及び第四回転要素のいずれかに選択的に接続することにより、入力部材の回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を出力部材に伝達するモード（トルクコンバータモード）と、入力部材の回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を出力部材に伝達するモード（トルクスプリットモード）とを切り替え可能に備えることができる。したがって、車両の走行状態に応じて適切なモードに切り替えて効率的に車両を走行させることが可能となる。また、これらの各モードのいずれにおいても、第二回転電機は、歯車機構を介して出力部材に接続されているので、出力部材との間に差動歯車装置を介することなく常に回転駆動力の伝達を行うことができる。そのため、例えば回生制動時には、出力部材の回転駆動力を歯車機構経由で第二回転電機に伝達して発電させることができ、電動走行時には、第二回転電機が発生させる回転駆動力を歯車機構経由で出力部材に伝達して車両を走行させることができる。したがって、エンジンの駆動力を必要としない走行を行う際に、第二回転電機と出力部材との間で伝達される回転駆動力によって入力部材を回転させないことが可能となり、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制できる。よって、装置のエネルギー効率を高めることができる。

ここで、前記入力部材が前記第二回転要素及び前記第四回転要素の双方に同時に接続可能である構成とすると好適である。

この構成によれば、入力部材を第二回転要素及び第四回転要素の双方に同時に接続することにより、差動歯車装置の全ての回転要素を同速で回転させることができる。したがって、入力部材、出力部材、及び第一回転電機が同速で回転する直結モードを実現することができる。

具体的には、前記入力部材は、第一クラッチにより前記第四回転要素に選択的に接続され、第二クラッチにより前記第二回転要素に選択的に接続される構成とすると好適である。

また、具体的には、前記差動歯車装置は、サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの３つの回転要素をそれぞれ備えたシングルピニオン型の第一遊星歯車機構及びダブルピニオン型の第二遊星歯車機構で構成され、前記第一回転要素は互いに一体回転するように接続された前記第一遊星歯車機構のサンギヤ及び前記第二遊星歯車機構のサンギヤで構成され、前記第二回転要素は前記第二遊星歯車機構のリングギヤで構成され、前記第三回転要素は互いに一体回転するように接続された前記第一遊星歯車機構のキャリア及び前記第二遊星歯車機構のキャリアで構成され、前記第四回転要素は前記第一遊星歯車機構のリングギヤで構成されていると好適である。

また、前記第一回転電機は、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される構成とすると好適である。

この構成によれば、第一回転電機を非回転部材に固定することにより、入力部材の回転速度に比例して出力部材の回転速度が定まるパラレルモードを実現することができる。

また、前記第二回転電機は、前記出力部材から選択的に分離可能である構成とすると好適である。

この構成によれば、第二回転電機の回転駆動力が必要でない場合に、第二回転電機を出力部材から分離することができる。したがって、第二回転電機が出力部材の回転駆動力により回転されることにより発生するエネルギー損失を抑制することができる。よって、装置のエネルギー効率を更に高めることができる。

ここで、前記歯車機構は、減速機構又は複数の変速段を有する変速機構であると好適である。

この構成によれば、第二回転電機の回転駆動力を、所定の減速比で減速して出力部材に伝達し、或いは複数の変速比で変速して出力部材に伝達することができる。したがって、出力部材に伝達する回転駆動力の大きさについての車両側の要求を満たしつつ、第二回転電機の小型化を図ること等が可能となる。

また、前記変速機構は、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、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、前記変速機構の第一回転要素に前記第二回転電機が接続され、前記変速機構の第二回転要素に前記出力部材が接続され、前記変速機構の第三回転要素及び第四回転要素がそれぞれブレーキにより非回転部材に選択的に固定される構成とすると好適である。

なお本願では、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各回転要素の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。

この構成によれば、第二回転電機の回転駆動力を、少なくとも２つの異なる減速比により減速して出力部材に伝達することが可能となる。また、変速機構の第三回転要素及び第四回転要素の双方のブレーキを解放することにより、第二回転電機を出力部材から分離することが可能となる。

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面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の構成を示すスケルトン図である。なお、この図１は、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。また、図２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図である。なお、図２において、二重の実線は回転駆動力の伝達経路を示し、二重の破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は作動油の流れを示している。また、実線の矢印は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、このハイブリッド駆動装置Ｈは、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・ジェネレータＭＧ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と、少なくとも４つの回転要素を有する差動歯車装置としての遊星歯車装置ＰＧと、を備えている。本実施形態においては、遊星歯車装置ＰＧは、ラビニヨ型の遊星歯車装置で構成されている。そして、この遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、それぞれ異なる回転要素に接続されるとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏのいずれにも接続されていない２つの回転要素のいずれかに選択的に接続可能に構成されている。したがって、本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が本発明における「選択駆動要素」に相当する。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、変速機構ＴＭを介して出力軸Ｏに接続されている。そして、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としての駆動装置ケースＤｃ（以下、単に「ケースＤｃ」という。）内に収納されている。なお、本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が本発明における「第一回転電機」に相当し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が本発明における「第二回転電機」に相当する。また、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。

１−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１及び図２に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに接続されている。ここで、エンジンＥは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸ＩはエンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体的に接続されている。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、図２に示すように、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ている。本例では、入力軸Ｉと出力軸Ｏとは同一軸線上に配置されている。

図１に示すように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ケースＤｃに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１は、後述するように、第一クラッチＣ１を介して遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１に選択的に接続され、第二クラッチＣ２を介して遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２に選択的に接続され、これらの一方又は双方と一体的に回転するように構成されている。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、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。この第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２は、後述するように、変速機構ＴＭの第一サンギヤｓ３と一体回転するように接続されている。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に示すように、それぞれインバータ１２を介して蓄電装置としてのバッテリ１１に電気的に接続されている。なお、バッテリ１１は蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。そして、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、それぞれ電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電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能を果すことが可能とされている。

後述するように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、後述するようにトルクコンバータモード及びトルクスプリットモードの２つのモードで、入力軸Ｉ（すなわちエンジンＥ）の回転駆動力の反力受けとして機能する。そして、これら２つのモードを含む各モードにおいて、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、回転方向と回転駆動力の向きとの関係に応じてジェネレータ及びモータのいずれか一方として機能する。一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、主に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がジェネレータとして機能している状態ではモータとして機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータとして機能している状態ではジェネレータとして機能する。但し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の減速のための回生制動時にはジェネレータとして機能する。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は、ジェネレータとして機能する場合には、発電した電力をバッテリ１１に供給して充電し、或いは当該電力をモータとして機能する他方のモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給して力行させる。また、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は、モータとして機能する場合には、バッテリ１１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方のモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２により発電された電力の供給を受けて力行する。これら第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の動作は、制御装置ＥＣＵから制御指令に従ってインバータ１２を介して行われる。

図１に示すように、本実施形態においては、差動歯車装置は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏと同軸状に配置されたラビニヨ型の遊星歯車装置ＰＧにより構成されている。ここで、ラビニヨ型の遊星歯車装置ＰＧとは、１組のシングルピニオン型の遊星歯車機構と１組のダブルピニオン型の遊星歯車装置とが、キャリアとリングギヤとを共用して構成されるものである。すなわち、本実施形態に係る遊星歯車装置ＰＧは、第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２の２つのサンギヤと、リングギヤｒ１と、第一サンギヤｓ１及びリングギヤｒ１の双方に噛み合うロングピニオンギヤ並びにこのロングピニオンギヤ及び第二サンギヤｓ２に噛み合うショートピニオンギヤを支持する共通のキャリアｃａ１との４つの回転要素を備えている。そして、この遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、それぞれ異なる回転要素に接続されるとともに、選択駆動要素としての第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏのいずれにも接続されていない２つの回転要素のいずれかに選択的に接続可能に構成されている。

この遊星歯車装置ＰＧの具体的連結関係は、以下のようになっている。すなわち、第一サンギヤｓ１は、第一クラッチＣ１を介して第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１に選択的に接続される。キャリアｃａ１は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。リングギヤｒ１は、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。第二サンギヤｓ２は、第二クラッチＣ２を介して第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１に選択的に接続される。

この遊星歯車装置ＰＧの４つの回転要素を、回転速度の順に第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、第三回転要素ｅ３、及び第四回転要素ｅ４とすると、本実施形態においては、第一サンギヤｓ１が第一回転要素ｅ１に相当し、キャリアｃａ１が第二回転要素ｅ２に相当し、リングギヤｒ１が第三回転要素ｅ３に相当し、第二サンギヤｓ２が第四回転要素ｅ４に相当する。したがって、出力軸Ｏは遊星歯車装置ＰＧの第二回転要素ｅ２と一体回転するように接続され、入力軸Ｉは遊星歯車装置ＰＧの第三回転要素ｅ３と一体回転するように接続されていることになる。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、第一クラッチＣ１により遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１に選択的に接続され、第二クラッチＣ２により遊星歯車装置ＰＧの第四回転要素ｅ４に選択的に接続される構成であることにより、遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１及び第四回転要素ｅ４のいずれかに選択的に接続可能となっている。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を係合することにより、遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１及び第四回転要素ｅ４の双方に同時に接続することも可能となっている。更に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放することにより、遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１及び第四回転要素ｅ４の双方から同時に分離することも可能となっている。

また、変速機構ＴＭは、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏと同軸状に配置され、四つの回転要素を備えた四要素の遊星歯車装置により構成されている。すなわち、変速機構ＴＭは、第一サンギヤｓ３及び第二サンギヤｓ４の２つのサンギヤと、リングギヤｒ３と、キャリアｃａ３とを回転要素として有している。ここで、キャリアｃａ３は、第一サンギヤ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、第二サンギヤｓ４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。キャリアｃａ３は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。リングギヤｒ３は、第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定される。第二サンギヤｓ４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。これにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、変速機構ＴＭを介して出力軸Ｏに接続されていることになる。この変速機構ＴＭの４つの回転要素は、回転速度の順に第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、第三回転要素ｅ３、及び第四回転要素ｅ４とすると、第一サンギヤｓ３が第一回転要素ｅ１に相当し、キャリアｃａ３が第二回転要素ｅ２に相当し、リングギヤｒ３が第三回転要素ｅ３に相当し、第二サンギヤｓ４が第四回転要素ｅ４に相当する。本実施形態においては、この変速機構ＴＭが、本発明における歯車機構に相当する。

上記のとおり、このハイブリッド駆動装置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、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２を備えている。これらの摩擦係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキを用いることができる。図２では、各摩擦係合要素は遊星歯車装置ＰＧ又は変速機構ＴＭに含まれることとして図示を省略しているが、この図に示すように、これらの摩擦係合要素（すなわち遊星歯車装置ＰＧ又は変速機構ＴＭ）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により制御される。この油圧制御装置１３への作動油の供給は、エンジンＥの動作中は機械式オイルポンプ１４により行われ、エンジンＥの停止中は電動オイルポンプ１５により行われる。ここで、機械式オイルポンプ１４は、入力軸Ｉの回転駆動力により駆動される。また、電動オイルポンプ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（供給経路は図示省略）により駆動される。

１−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
図２に示すように、制御装置ＥＣＵは、車両の各部に設けられたセンサＳｅ１〜Ｓｅ７で取得される情報を用いて、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を介して遊星歯車装置ＰＧ及び変速機構ＴＭの各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２（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・ジェネレータ回転センサＳｅ１、第二モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ２、エンジン回転センサ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・ジェネレータ回転センサＳｅ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度を検出するためのセンサである。第二モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ２は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン回転センサＳｅ３は、エンジン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はエンジンＥの出力回転軸と一体回転するので、このエンジン回転センサＳｅ３により検出されるエンジンＥの回転速度は入力軸Ｉの回転速度と一致する。バッテリ状態検出センサＳｅ４は、バッテリ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めのセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ６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のセンサである。

また、制御装置ＥＣＵは、エンジン制御手段３１、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・ジェネレータ回転検出手段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、エンジン回転検出手段３８、モード選択手段３９、及び要求駆動力検出手段４０を備えている。制御装置ＥＣＵにおけるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）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の動作開始、停止、回転速度制御、出力トルク制御等の動作制御を行う。モータ・ジェネレータ制御手段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、出力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の出力に基づいて、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・ジェネレータ回転センサＳｅ１、及び第二モータ・ジェネレータ回転センサ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、車速センサＳｅ５からの出力に基づいて車速を検出する。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、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２（図１参照）のそれぞれの係合又は解放（係合解除）を行い、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モードを切り替える制御を行う。電動オイルポンプ制御手段３７は、電動オイルポンプ用インバータ１６を介して電動オイルポンプ１５の動作制御を行う。エンジン回転検出手段３８は、エンジン回転センサ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の回転速度を検出する。

モード選択手段３９は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、所定の制御マップに従い適切な動作モードの選択を行う。すなわち、モード選択手段３９は、車速の情報を車速検出手段３５から取得するとともに、要求駆動力の情報を要求駆動力検出手段４０から取得する。そして、モード選択手段３９は、所定の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動作モードを選択するとともに、変速機構ＴＭの変速段を選択する。ここで、選択される動作モードとしては、後述するように、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つのモードがある。また、選択される変速機構ＴＭの変速段としては、後述するように、低速段（Ｌｏ）及び高速段（Ｈｉ）の２つの変速段がある。なお、動作モード及び変速段の選択の際に参照される走行条件としては、車速及び要求駆動力の他にも、バッテリ充電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。要求駆動力検出手段４０は、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からの出力に基づいて、運転者による要求駆動力を演算して取得する。

１−３．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図３は、各動作モードでの第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の作動状態を示す作動表である。また、図４は、変速機構ＴＭの各変速段での第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の作動状態を示す作動表である。これらの図において、「○」は各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２が解放（係合解除）状態にあることを示している。図５〜図７は、遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図５はトルクコンバータモードでの速度線図、図６は直結モードでの速度線図、図７はトルクスプリットモードでの速度線図をそれぞれ示している。また、図８は、変速機構ＴＭの速度線図を示している。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。すなわち、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、遊星歯車装置ＰＧ及び変速機構ＴＭの各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」、「ｓ２」はそれぞれ遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１、第二サンギヤｓ２に対応し、「ｓ３」、「ｃａ３」、「ｒ３」、「ｓ４」はそれぞれ変速機構ＴＭの第一サンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３、第二サンギヤｓ４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、遊星歯車装置ＰＧ及び変速機構ＴＭのそれぞれを構成する遊星歯車機構（サンギヤ、キャリア、リングギヤの三つの回転要素でなる機構）のギヤ比（サンギヤとリングギヤとの歯数比＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）に対応している。なお、図５の下部には遊星歯車機構ＰＧを構成する第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比をλ１として明示し、図７の下部には遊星歯車機構ＰＧを構成する第二サンギヤｓ２、リングギヤｒ１、及びキャリアｃａ１でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比をλ２として明示している。また、これらの速度線図上において、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「○」は第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度、「□」は第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度、「×」は非回転部材としてのケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。

図３及び図５〜図７に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。これらの動作モードは、モード選択手段３９により選択され、選択された動作モードへの切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２が係合又は解放されることにより行われる。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、これら３つの動作モードのそれぞれにおいて、変速機構ＴＭの変速段を低速段（Ｌｏ）及び高速段（Ｈｉ）の２つに切り替え可能に構成されている。これらの変速段は、モード選択手段３９により選択され、選択された変速段への切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｂ１、Ｂ２が係合又は解放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による第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度及び出力トルクの制御、エンジン制御手段３１によるエンジンＥの回転速度及び出力トルクの制御等も行う。以下、各動作モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。なお、変速機構ＴＭの動作状態は、基本的に全てのモードについて共通であるため、まずは遊星歯車装置ＰＧの各モードでの動作状態について順に説明し、最後に変速機構ＴＭの動作状態について説明する。

１−４．トルクコンバータモード
まず、トルクコンバータモードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図５に基づいて説明する。トルクコンバータモードは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を遊星歯車装置ＰＧにおける入力軸Ｉ又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素の一方に接続した状態で、入力軸Ｉの回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、トルクコンバータモードでは、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２が解放状態とされる。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１に接続されることにより、トルクコンバータモードが実現される。

図５は、トルクコンバータモードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図において実線は出力軸Ｏの回転速度が低い（すなわち車速が低い）状態を示し、破線は実線の状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い（すなわち車速が高い）状態を示している。この図に示すように、トルクコンバータモードでは、遊星歯車装置ＰＧを構成する、第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構が機能する状態となる。すなわち、この遊星歯車機構は、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ１が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で一方側となるリングギヤｒ１が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体回転し、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１が第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する。この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向の回転駆動力ＴＥを出力し、この回転駆動力ＴＥが入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、トルクコンバータモードの全域で正方向の回転駆動力Ｔ１を発生させ、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥの反力受けとして機能する。

これにより、遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥと第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力Ｔ１とを合成し、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥに対して増幅した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達する。具体的には、図５の下部に示すように、第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比がλ１（λ１＜１）である場合、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）のトルク：キャリアｃａ１（出力軸Ｏ）のトルク：第一サンギヤｓ１（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）のトルク＝１：（１＋λ１）：λ１という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ１＝０．５の場合、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）のトルクの０．５倍のトルクを第一サンギヤｓ１（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）のトルクが分担することにより、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）の回転トルクの約１．５倍のトルクがキャリアｃａ１（出力軸Ｏ）に伝達される。なお、この遊星歯車機構のギヤ比λ１は、エンジンＥ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。

以上に説明したように、トルクコンバータモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力ＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとして適している。本実施形態では、トルクコンバータモードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、出力軸Ｏの回転速度が入力軸Ｉの回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、トルクコンバータモードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。この間、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は正方向の回転駆動力Ｔ１を発生させる。したがって、図５に実線で示すように出力軸Ｏの回転速度が低く、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は発電し、図５に破線で示すように、出力軸Ｏの回転速度が高くなり、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が正（回転方向が正）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行する。

そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇し、入力軸Ｉの回転速度と一致した際に、制御装置ＥＣＵは、第一クラッチＣ１を係合状態に維持したまま、第二クラッチＣ２を係合する。これにより、トルクコンバータモードから後述する直結モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。すなわち、このモード切替は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１の回転速度と、遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２の回転速度とが同じ状態で、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１に加えて、第二サンギヤｓ２にも接続することにより実現される。

１−５．直結モード
次に、直結モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図６に基づいて説明する。直結モードは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を遊星歯車装置ＰＧにおける入力軸Ｉ又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素の双方に接続した状態で、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が同速で回転するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、直結モードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２の双方に接続されることにより、直結モードが実現される。

図６は、直結モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図に示すように、直結モードでは、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１と第二サンギヤｓ２とが、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１並びに第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を介して一体回転するように接続される。これにより、遊星歯車装置ＰＧの全体、すなわち遊星歯車装置ＰＧを構成する全ての回転要素が一体回転する。したがって、入力軸Ｉ（エンジンＥ）、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が直結され、これらが同一速度で一体回転する状態となる。この際、エンジンＥは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力ＴＥを出力するように制御される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、基本的には、入力軸Ｉの回転速度に応じて定まる回転速度で回転しつつ、回転駆動力を出力しない状態に制御される。この場合、後述するように、第二モータ・ジェネレータＭＧ２も回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、この直結モードでは、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は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。なお、要求駆動力に対して、エンジンＥの回転駆動力が不足する場合などには、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の一方又は双方をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ１１の充電量が不足した場合などには、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の一方又は双方をジェネレータとして発電させることも可能である。或いは、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の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。

本実施形態においては、直結モードは、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの切り替えに際しての中間的なモードとして使用される。すなわち、この直結モードは、第一クラッチＣ１を係合するとともに第二クラッチＣ２を解放した状態で実現されるトルクコンバータモードと、第一クラッチＣ１を解放するとともに第二クラッチＣ２を係合した状態で実現されるトルクスプリットモードとの中間で、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を係合状態とすることにより実現される。また、この際に係合される第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態、すなわち、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１と第二サンギヤｓ２との回転速度が同じ状態で、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、当該クラッチＣ１、Ｃ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となる。そして、直結モードから第一クラッチＣ１を解放することにより、トルクスプリットモードに切り替えられる。また、直結モードから第二クラッチＣ２を解放することにより、トルクコンバータモードに切り替えられる。このように、直結モードを介することにより、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの間のモード切り替えを、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２の係合による衝撃がない同期切替とすることができる。

１−６．トルクスプリットモード
次に、トルクスプリットモードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図７に基づいて説明する。トルクスプリットモードは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を遊星歯車装置ＰＧにおける入力軸Ｉ又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素の他方に接続した状態で、入力軸Ｉの回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、トルクスプリットモードでは、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１が解放状態とされる。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２に接続されることにより、トルクスプリットモードが実現される。

図７は、トルクスプリットモードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図において実線は出力軸Ｏの回転速度が比較的低い（すなわち車速が比較的低い）状態を示し、破線は実線の状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い（すなわち車速が高い）状態を示している。この図に示すように、トルクスプリットモードでは、遊星歯車装置ＰＧを構成する、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１、及び第二サンギヤｓ２でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構が機能する状態となる。すなわち、この遊星歯車機構は、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ１が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体回転し、回転速度の順で一方側となるキャリアｃａ１が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で他方側となる第二サンギヤｓ２が第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する。この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向の回転駆動力ＴＥを出力し、この回転駆動力ＴＥが入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、トルクスプリットモードの全域で負方向の回転駆動力Ｔ１を発生させ、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥの反力受けとして機能する。

これにより、遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥを出力軸Ｏと第一モータ・ジェネレータＭＧ１とに分配し、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥに対して減衰した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達する。具体的には、図７の下部に示すように、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１、及び第二サンギヤｓ２でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比がλ２（λ２＜１）である場合、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）のトルク：キャリアｃａ１（出力軸Ｏ）のトルク：第二サンギヤｓ２（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）のトルク＝１：（１−λ２）：λ２という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ２＝０．４の場合、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）のトルクの０．４倍のトルクが第二サンギヤｓ２（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）に分配され、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）の回転トルクの０．６倍のトルクがキャリアｃａ１（出力軸Ｏ）に伝達される。なお、この遊星歯車機構のギヤ比λ２は、エンジンＥ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。

以上に説明したように、トルクスプリットモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力ＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとして適している。本実施形態では、トルクスプリットモードは、出力軸Ｏの回転速度が入力軸Ｉの回転速度に一致した状態よりも、出力軸Ｏの回転速度が高い領域で使用される。すなわち、トルクスプリットモードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度が入力軸Ｉの回転速度に一致した状態から、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を下降させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。この間、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は負方向の回転駆動力Ｔ１を発生させる。したがって、図７に実線で示すように出力軸Ｏの回転速度が比較的低く、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が正（回転方向が正）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は発電し、図７に破線で示すように、出力軸Ｏの回転速度が高くなり、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行する。

また、トルクスプリットモードで車両が減速した際には、出力軸Ｏの回転速度が次第に下降することにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が次第に上昇する。そして、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が一致した際に、制御装置ＥＣＵは、第二クラッチＣ２を係合状態に維持したまま、第一クラッチＣ１を係合する。これにより、トルクスプリットモードから直結モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第一クラッチＣ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。すなわち、このモード切替は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２の回転速度と、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１の回転速度とが同じ状態で、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を、遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２に加えて、第一サンギヤｓ１にも接続することにより実現される。

１−７．各モードでの変速機構の動作状態
次に、各モードにおける変速機構ＴＭの動作状態について、図８に示す変速機構ＴＭの速度線図に基づいて説明する。この図８では、直線Ｌｏが低速段（Ｌｏ）、直線Ｈｉが高速段（Ｈｉ）での変速機構ＴＭの動作状態をそれぞれ示している。変速機構ＴＭは、上記の各モードにおいて、低速段（Ｌｏ）及び高速段（Ｈｉ）の２つの変速段を切り替え可能に構成されている。これにより、ハイブリッド駆動装置Ｈは、２つの異なる変速比により変速した第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達することができる構成となっている。これらの変速段は、モード選択手段３９により選択され、選択された変速段への切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｂ１、Ｂ２が係合又は解放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による第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度及び出力トルクの制御等も行う。

図４に示すように、変速機構ＴＭは、低速段（Ｌｏ）では、第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。これにより、図８に直線Ｌｏとして示すように、変速機構ＴＭのリングギヤｒ３がケースＤｃに固定され、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。一方、図４に示すように、変速機構ＴＭは、高速段（Ｈｉ）では、第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。これにより、図８に直線Ｈｉとして示すように、第二サンギヤｓ４がケースＤｃに固定され、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。ここで、低速段（Ｌｏ）では変速機構ＴＭの第三回転要素ｅ３をケースＤｃに固定し、高速段（Ｈｉ）では変速機構ＴＭの第四回転要素ｅ４をケースＤｃに固定する構成としているので、低速段（Ｌｏ）の変速比（減速比）は高速段（Ｈｉ）の変速比よりも大きくなっている。これにより、変速機構ＴＭは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を、低速段（Ｌｏ）及び高速段（Ｈｉ）のそれぞれの変速比に応じて減速するとともに、各変速比に応じて回転駆動力を増幅して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、変速機構ＴＭは、出力軸Ｏの回転速度を、低速段（Ｌｏ）及び高速段（Ｈｉ）のそれぞれの変速比に応じて増速するとともに、各変速比に応じて回転駆動力を減衰して第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達する。このように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、変速機構ＴＭを備えることにより、複数の変速比で変速した第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達可能な構成となっている。したがって、幅広い車速（出力軸Ｏの回転速度）において、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を適切に出力軸Ｏに伝達しつつ、車両を走行させることが可能となっている。

また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、変速機構ＴＭの第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の双方を解放状態とすることにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を出力軸Ｏから選択的に分離することが可能となっている。すなわち、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の双方を解放した状態では、出力軸Ｏと第二モータ・ジェネレータＭＧ２との間で回転駆動力の伝達が行われない。したがって、例えば、直結モードにおいて、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に力行も発電も行わせない場合に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を出力軸Ｏから分離することができる。これにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が出力軸Ｏの回転駆動力により回転されることにより発生するエネルギー損失を抑制することができる。

第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、各動作モードにおいて、基本的には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がジェネレータとして機能している状態ではモータとして機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータとして機能している状態ではジェネレータとして機能する。すなわち、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がジェネレータとして機能している状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１により発電された電力の供給を受けて力行する。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータとして機能している状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を力行させるための電力を発電して第一モータ・ジェネレータＭＧ１に供給する。但し、いずれの動作モードにおいても、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の減速のための回生制動時にはジェネレータとして機能し、出力軸Ｏから伝達される回転駆動力による発電を行う。また、上記のとおり、直結モードにおいて、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータ及びジェネレータのいずれとしても機能しない場合には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２も同様に、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能しないようにすることができる。なお、この直結モードにおいて、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の一方又は双方をモータとして力行させ、或いはジェネレータとして発電させることも可能である。また、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の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。

このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の双方を解放状態としない限り、全ての動作モードにおいて第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、変速機構ＴＭを介して出力軸Ｏに常に接続された状態となっている。そのため、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、変速機構ＴＭのみを介して出力軸Ｏとの間で直接的に回転駆動力の伝達を行うことができる。したがって、例えば回生制動時には、出力軸Ｏの回転駆動力を直接的に第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達して発電させることができる。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力Ｔ２のみにより車両を走行させるＥＶ（電動走行）モード時には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が発生させる回転駆動力を直接的に出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。したがって、エンジンＥの回転駆動力ＴＥを必要としない走行を行う際に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と出力軸Ｏとの間で伝達される回転駆動力によって入力軸Ｉを回転させないことが可能となり、エンジンＥの内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制できる。よって、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。

ところで、前記ＥＶ（電動走行）モードは、エンジンＥを停止し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力Ｔ２のみにより車両を走行させるモードである。このモードは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放することにより実現される。すなわち、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放すれば、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２が自由に回転可能となるため、出力軸Ｏに接続されたキャリアｃａ１の回転が入力軸Ｉに接続されたリングギヤｒ１に伝達されない状態となる。この状態で、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を力行させることにより、変速機構ＴＭを介して第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力Ｔ２を出力軸Ｏに伝達し、車両を走行させることができる。バッテリ１１の充電量に余裕がある場合には、入力軸Ｉ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度をゼロにした状態で、バッテリ１１に蓄えられた電力を第二モータ・ジェネレータＭＧ２に供給することにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を力行させることができる。

また、車両の減速のための回生制動時には、エンジンＥの回転駆動力ＴＥは必要ないため、エンジンＥは停止される。そこで、エンジンＥが出力軸Ｏから伝達される回転駆動力により回転させられることで生じる、エンジンＥの内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制するためには、上記ＥＶ（電動走行）モード時と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放すると好適である。しかし、その場合には、エンジンＥの回転速度がゼロになるため、次の加速時におけるエンジンＥの始動に時間を要することになる。そこで、回生制動後に迅速にエンジンＥを始動させることを可能とするためには、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれか一方を係合状態としたまま、すなわちトルクコンバータモード又はトルクスプリットモードで回生制動を行うと好適である。

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明する。図９は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。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。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態における変速機構ＴＭに代えて、同軸減速機構ＲＧを備えている。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、同軸減速機構ＲＧを介して出力軸Ｏに接続されている。その他の構成は、上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。

２−１．同軸減速機構の構成
同軸減速機構ＲＧは、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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で構成されている。すなわち、同軸減速機構ＲＧは、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３とを回転要素として有している。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。キャリアｃａ３は、ケースＤｃに固定されている。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。この同軸減速機構ＲＧの３つの回転要素は、回転速度の順に第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、及び第三回転要素ｅ３とすると、サンギヤｓ３が第一回転要素ｅ１に相当し、キャリアｃａ３が第二回転要素ｅ２に相当し、リングギヤｒ３が第三回転要素ｅ３に相当する。ここで、同軸減速機構ＲＧは、キャリアｃａ３を回転しないように固定した状態で、サンギヤｓ３の回転速度を減速してリングギヤｒ３に伝達するように、ギヤ比（サンギヤｓ３とリングギヤｒ３との歯数比＝〔サンギヤｓ３の歯数〕／〔リングギｒ３の歯数〕）が設定されている。これにより、同軸減速機構ＲＧは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を一定の減速比で減速して出力軸Ｏに伝達する。本実施形態においては、この同軸減速機構ＲＧが、本発明における歯車機構に相当する。

２−２．各モードでの同軸減速機構の動作状態
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、第一クラッチＣ１、及び第二クラッチＣ２の係合または解放を切り替えることにより、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つのモードを切り替え可能に備えている。同軸減速機構ＲＧの動作状態は、基本的に全てのモードについて共通であり、いずれのモードにおいても、同軸減速機構ＲＧは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を一定の減速比で減速して出力軸Ｏに伝達する。

図１０は、同軸減速機構ＲＧの速度線図を示している。この速度線図における各縦線の上側に記載されている「ｓ３」、「ｃａ３」、「ｒ３」はそれぞれ同軸減速機構ＲＧを構成する遊星歯車機構のサンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３に対応している。また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、同軸減速機構ＲＧのギヤ比（サンギヤとリングギヤとの歯数比＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）に対応している。図１０の下部には同軸減速機構ＲＧのギヤ比をλ３として明示している。この速度線図上において、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「□」は第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度、「×」は非回転部材としてのケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。

図１０に示すように、シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される同軸減速機構ＲＧは、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ３がケースＤｃに固定され、回転速度の順で一方側となるリングギヤｒ３が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤｓ３が第二モータ・ジェネレータＭＧ２と一体回転する。したがって、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は同軸減速機構ＲＧを介して出力軸Ｏに常に接続された状態となる。また、出力軸Ｏと第二モータ・ジェネレータＭＧ２とは、回転方向が反対となる。同軸減速機構ＲＧのギヤ比λ３は、サンギヤｓ３（第二モータ・ジェネレータＭＧ２）の回転速度の絶対値を減速してリングギヤｒ３（出力軸Ｏ）に伝達するように設定されている。具体的には、図１０の下部に示すように、同軸減速機構ＲＧのギヤ比λ３は、１以下に設定されている。これにより、同軸減速機構ＲＧは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を減速するとともに、回転駆動力を増幅して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、同軸減速機構ＲＧは、出力軸Ｏの回転速度を増速するとともに、回転駆動力を減衰して第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達する。

本実施形態においても、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、上記第一の実施形態と同様に機能する。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、全ての動作モードにおいて第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、同軸減速機構ＲＧを介して出力軸Ｏに常に接続された状態となっている。そのため、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、同軸減速機構ＲＧのみを介して出力軸Ｏとの間で直接的に回転駆動力の伝達を行うことができる。したがって、上記第一の実施形態と同様に、例えば回生制動時やＥＶ（電動走行）モード時等のように、エンジンＥの回転駆動力ＴＥを必要としない走行を行う際に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と出力軸Ｏとの間で伝達される回転駆動力によって入力軸Ｉを回転させないことが可能となり、エンジンＥの内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制できる。また、この際、本実施形態の構成によれば、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と出力軸Ｏとの間の回転駆動力の伝達のために、クラッチやブレーキなどの摩擦係合要素を係合させる必要もないため、それらの摩擦係合要素を動作させるための油圧を発生させるためにポンプを動作させることも必要がない。よって、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。

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明する。図１１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１１は、入力軸Ｉに対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態における変速機構ＴＭに代えて、カウンタ減速機構ＳＧを備えている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、入力軸Ｉ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が配置された第一軸、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が配置された第二軸、カウンタ減速機構ＳＧが配置された第三軸、及びディファレンシャル装置１７が配置された第四軸が、互いに平行に配置された４軸構成の配置となっている。これは、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両やＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）方式の車両などに好適に用いられる配置である。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、カウンタ減速機構ＳＧを介して出力部材としてのデフリングギヤＯ´に接続されている。その他の構成は、上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。

本実施形態においては、差動歯車装置としての遊星歯車装置ＰＧからの出力回転は、入力軸Ｉと同軸状に設けられた差動出力ギヤｇ１に伝達される。この差動出力ギヤｇ１は、上記第一の実施形態における出力軸Ｏと同様に、遊星歯車装置ＰＧのキャリアｃａ１と一体回転するように接続されている。この差動出力ギヤｇ１の回転駆動力は、カウンタ減速機構ＳＧの第一カウンタギヤｇ３を介してディファレンシャル装置１７のデフリングギヤＯ´に伝達される。

カウンタ減速機構ＳＧは、軸により一体回転するように連結された第一カウンタギヤｇ３及び第二カウンタギヤｇ４を備えている。第一カウンタギヤｇ３は、上記のとおり、差動出力ギヤｇ１と噛み合うとともに、ディファレンシャル装置１７のデフリングギヤＯ´と噛み合うように設けられている。また、第二カウンタギヤｇ４は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転する第二モータ・ジェネレータ出力ギヤｇ２と噛み合うように設けられている。ここで、第一カウンタギヤｇ３は、第二カウンタギヤｇ４よりも小径となっている。これにより、カウンタ減速機構ＳＧは、第二モータ・ジェネレータ出力ギヤｇ２の回転速度を減速してデフリングギヤＯ´に伝達する。したがって、カウンタ減速機構ＳＧは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を減速するとともに、回転駆動力を増幅して出力部材としてのデフリングギヤＯ´に伝達する。すなわち、カウンタ減速機構ＳＧは、デフリングギヤＯ´の回転速度を増速するとともに、回転駆動力を減衰して第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達する。本実施形態においては、このカウンタ減速機構ＳＧが、本発明における歯車機構に相当する。なお、本実施形態における第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能及び動作は、上記第二の実施形態と同様である。

４．第四の実施形態
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。図１２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１２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。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態の構成に加えて、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１を非回転部材としてのケースＤｃに選択的に固定するための第三ブレーキＢ３を備えている。そして、この第三ブレーキＢ３を設けたことにより、上記第一の実施形態と同様の３つの動作モードに加えて、パラレル減速モード及びパラレル増速モードの２つのパラレルモードを切り替え可能に備えた構成となっている。その他の構成は、上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。

４−１．差動歯車装置等の構成
本実施形態における差動歯車装置は、上記第一の実施形態と同様の構成となっている。但し、本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１が、第三ブレーキＢ３によりケースＤｃに選択的に固定される。したがって、第一クラッチＣ１の係合状態では、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１が、第三ブレーキＢ３によりケースＤｃに選択的に固定される。また、第二クラッチＣ２の係合状態では、遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２が、第三ブレーキＢ３によりケースＤｃに選択的に固定される。換言すれば、この第三ブレーキＢ３により、第一クラッチＣ１の係合状態では、遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１がケースＤｃに選択的に固定され、第二クラッチＣ２の係合状態では、遊星歯車装置ＰＧ第四回転要素ｅ４がケースＤｃに選択的に固定される。

４−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
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、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の係合または解放を切り替えることにより、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つのモードを切り替え可能に備えている。更に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第三ブレーキＢ３の係合または解放を切り替えることにより、これらの３つの動作モードに加えて、パラレル減速モード及びパラレル増速モードの２つのパラレルモードを切り替え可能に備えている。これら２つのパラレルモードは、いずれも、第一モータ・ジェネレータＭＧ１をケースＤｃに固定することにより、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まるモードである。これらの動作モードは、モード選択手段３９により選択され、選択された動作モードへの切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ３が係合又は解放されることにより行われる。

図１３は、各動作モードでの第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三ブレーキ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おり、「無印」は、各摩擦係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。図１４は、パラレル減速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図１５は、パラレル増速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示している。なお、これらの速度線図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図５〜図７に示す遊星歯車装置ＰＧの速度線図と同様である。また、本実施形態においても、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードのそれぞれにおける遊星歯車装置ＰＧの速度線図は、上記第一の実施形態に係る図５〜図７と同様である。そこで、以下では、上記第一の実施形態とは異なるモードである、パラレル減速モード及びパラレル増速モードのそれぞれにおける遊星歯車装置ＰＧの動作状態について順に説明する。

４−３．パラレル減速モード
まず、パラレル減速モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図１４に基づいて説明する。パラレル減速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が減速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル減速モードは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を遊星歯車装置ＰＧにおける入力軸Ｉ又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素のいずれか一方に接続するとともに、当該一方の回転要素を第一モータ・ジェネレータＭＧ１と共にケースＤｃに固定した状態で実現される。本実施形態においては、図１３に示すように、パラレル減速モードでは、第一クラッチＣ１及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされ、第二クラッチＣ２は解放状態とされる。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１に接続された状態（すなわちトルクコンバータモード）で、当該第一サンギヤｓ１及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１がケースＤｃに固定されることにより、パラレル減速モードが実現される。

図１４は、パラレル減速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図に示すように、パラレル減速モードでは、遊星歯車装置ＰＧの第一サンギヤｓ１が第一クラッチＣ１及び第三ブレーキＢ３を介してケースＤｃに固定されることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態となる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素である第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）と入力軸Ｉに接続された回転要素であるリングギヤｒ１（第三回転要素ｅ３）との間に、出力軸Ｏに接続された回転要素であるキャリアｃａ１（第二回転要素ｅ２）が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が減速して出力軸Ｏに伝達される。すなわち、入力軸Ｉの回転駆動力が増幅されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図１４の下部に示すように、第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比がλ１（λ１＜１）である場合、入力軸Ｉの回転速度は１／（１＋λ１）倍に減速され、入力軸Ｉのトルクは（１＋λ１）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。

この際、エンジンＥは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力ＴＥを出力するように制御される。上記のとおり、パラレル減速モードでは、入力軸Ｉの回転速度を減速するとともに回転駆動力を増幅して出力軸Ｏに伝達するため、比較的大きい回転駆動力を出力軸Ｏに伝達することが可能となる。また、パラレル減速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１はケースＤｃに固定されている。この場合、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的には、回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、このパラレル減速モードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。なお、要求駆動力に対して、エンジンＥの回転駆動力が不足する場合などには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ１１の充電量が不足した場合などには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２をジェネレータとして発電させることも可能である。

以上に説明したように、パラレル減速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を減速するとともに回転駆動力を増幅して出力軸Ｏに伝達することができるとともに、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態になるモードである。したがって、このパラレル減速モードは、後述するパラレル増速モードに比べて車速が比較的低く要求駆動力が大きい状態で使用されるモードとして適している。すなわち、このパラレル減速モードでは、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を動作させずに入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して走行することができる。したがって、要求駆動力が大きい状況において、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の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。また、このとき、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を増幅して出力軸Ｏに伝達するため、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度は比較的高くなるが、比較的大きい回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。

本実施形態では、パラレル減速モードは、トルクコンバータモードで走行中に第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度がゼロになった際に、第三ブレーキＢ３を係合状態とすることにより実現される。一方、パラレル減速モードで走行中に、第一クラッチＣ１を係合状態に維持したまま、第三ブレーキＢ３を解放することにより、トルクコンバータモードに切り替えることができる。

４−４．パラレル増速モード
まず、パラレル増速モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図１５に基づいて説明する。パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル増速モードは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を遊星歯車装置ＰＧにおける入力軸Ｉ又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素のいずれか他方に接続するとともに、当該他方の回転要素を第一モータ・ジェネレータＭＧ１と共にケースＤｃに固定した状態で実現される。本実施形態においては、図１３に示すように、パラレル増速モードでは、第二クラッチＣ２及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされ、第一クラッチＣ１は解放状態とされる。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２に接続された状態（すなわちトルクスプリットモード）で、当該第二サンギヤｓ２及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１がケースＤｃに固定されることにより、パラレル増速モードが実現される。

図１５は、パラレル増速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図に示すように、パラレル増速モードでは、遊星歯車装置ＰＧの第二サンギヤｓ２が第二クラッチＣ２及び第三ブレーキＢ３を介してケースＤｃに固定されることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態となる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素である第二サンギヤｓ２（第四回転要素ｅ４）と出力軸Ｏに接続された回転要素であるキャリアｃａ１（第二回転要素ｅ２）との間に、入力軸Ｉに接続された回転要素であるリングギヤｒ１（第三回転要素ｅ３）が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達される。すなわち、入力軸Ｉの回転駆動力が減衰されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図１５の下部に示すように、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１、及び第二サンギヤｓ２でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比がλ２（λ２＜１）である場合、入力軸Ｉの回転速度は１／（１−λ２）倍に増速され、入力軸Ｉのトルクは（１−λ２）倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。

この際、エンジンＥは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力ＴＥを出力するように制御される。上記のとおり、パラレル増速モードでは、入力軸Ｉの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、エンジンＥの回転速度を低く抑えることが可能となる。また、パラレル増速モードでは、上述したパラレル減速モードと同様に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１はケースＤｃに固定されている。この場合、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的には、回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、このパラレル増速モードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。なお、要求駆動力に対して、エンジンＥの回転駆動力が不足する場合などには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ１１の充電量が不足した場合などには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２をジェネレータとして発電させることも可能である。

以上に説明したように、パラレル増速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達することができるとともに、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態になるモードである。したがって、このパラレル増速モードは、上述したパラレル減速モードに比べて車速が高く要求駆動力が小さい状態で使用される高速巡航用のモードとして適している。すなわち、このパラレル増速モードでは、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を動作させずに入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して走行することができる。したがって、要求駆動力が小さい状況において、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の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。また、このとき、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉの回転駆動力は小さくなるが、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を低く抑えることが可能となる。したがって、エンジンを高い効率で動作させることができる。

本実施形態では、パラレル増速モードは、トルクスプリットモードで走行中に第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度がゼロになった際に、第三ブレーキＢ３を係合状態とすることにより実現される。一方、パラレル増速モードで走行中に、第二クラッチＣ２を係合状態に維持したまま、第三ブレーキＢ３を解放することにより、トルクスプリットモードに切り替えることができる。

以上の第一から第四の実施形態では、いずれも第一モータ・ジェネレータＭＧ１を選択駆動要素とし、この第一モータ・ジェネレータＭＧ１が入力軸Ｉ及び出力軸Ｏのいずれにも接続されていない２つの回転要素のいずれかに選択的に接続可能に構成されているハイブリッド駆動装置Ｈについて説明した。そこで以下の第五から第八の実施形態では、入力軸Ｉを選択駆動要素とし、この入力軸Ｉが第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び出力軸Ｏのいずれにも接続されていない２つの回転要素のいずれかに選択的に接続可能に構成されているハイブリッド駆動装置Ｈについて説明する。

５．第五の実施形態
入力軸Ｉを選択駆動要素とする最初の実施形態として、まず、本発明の第五の実施形態について説明する。図１６は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１６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。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一から第四の実施形態とは異なり、入力軸Ｉを本発明における選択駆動要素とし、この入力軸Ｉが、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び出力軸Ｏのいずれにも接続されていない２つの回転要素のいずれかに選択的に接続可能に構成されている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、差動歯車装置としての遊星歯車装置ＰＧの具体的構成も、上記第一から第四の実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態においては、遊星歯車装置ＰＧは、シングルピニオン型の第一遊星歯車機構ＰＧ１とダブルピニオン型の第二遊星歯車機構ＰＧ２とを組み合わせて構成されている。その他の構成は、上記第一の実施形態の構成と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。

５−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１６に示すように、本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１は、遊星歯車装置ＰＧを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２と一体回転するように接続されている。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２は、変速機構ＴＭの第一サンギヤｓ３と一体回転するように接続されている。

また、本実施形態においては、差動歯車装置としての遊星歯車装置ＰＧは、第一遊星歯車機構ＰＧ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２とを組み合わせて構成されている。そして、この遊星歯車装置ＰＧは、４つの回転要素を備え、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が、それぞれ異なる回転要素に接続されるとともに、入力軸Ｉが、第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素のいずれかに選択的に接続可能に構成されている。以下、各遊星歯車機構ＰＧ１、ＰＧ２のそれぞれの構成について詳細に説明する。

図１６に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ１及びリングギヤｒ１とを回転要素として有している。サンギヤｓ１は、第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続されている。キャリアｃａ１は、第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２及び出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。リングギヤｒ１は、第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。

また、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏと同軸状に配置されたダブルピニオン型の遊星歯車機構である。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、複数のピニオンギヤ対を支持するキャリアｃａ２と、前記ピニオンギヤ対を構成するピニオンギヤの一方に噛み合うサンギヤｓ２と、他方に噛み合うリングギヤｒ２とを回転要素として有している。サンギヤｓ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続されている。キャリアｃａ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。リングギヤｒ２は、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。

遊星歯車装置ＰＧは、第一遊星歯車機構ＰＧ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２がそれぞれの有する３つの回転要素のうち、２つずつを互いに一体回転するように接続することにより、全体として４つの回転要素を備えて一体的に動作するように構成されている。これら４つの回転要素を、回転速度の順に第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、第三回転要素ｅ３、及び第四回転要素ｅ４とする。本実施形態においては、互いに一体回転する第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が、遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１に相当する。また、第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２が、遊星歯車装置ＰＧの第二回転要素ｅ２に相当する。また、互いに一体回転する第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２が、遊星歯車装置ＰＧの第三回転要素ｅ３に相当する。また、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１が、遊星歯車装置ＰＧの第四回転要素ｅ４に相当する。

したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１は遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１と一体回転するように接続され、出力軸Ｏは遊星歯車装置ＰＧの第三回転要素ｅ３と一体回転するように接続されていることになる。また、入力軸Ｉは、第一クラッチＣ１により遊星歯車装置ＰＧの第四回転要素ｅ４に選択的に接続され、第二クラッチＣ２により遊星歯車装置ＰＧの第二回転要素ｅ２に選択的に接続される構成であることにより、遊星歯車装置ＰＧの第二回転要素ｅ２及び第四回転要素ｅ４のいずれかに選択的に接続可能となっている。また、入力軸Ｉは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を係合することにより、遊星歯車装置ＰＧの第二回転要素ｅ２及び第四回転要素ｅ４の双方に同時に接続することも可能となっている。更に、入力軸Ｉは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放することにより、遊星歯車装置ＰＧの第二回転要素ｅ２及び第四回転要素ｅ４の双方から同時に分離することも可能となっている。

なお、変速機構ＴＭの構成は、上記第一の実施形態と同様（図１、図４、及び図８参照）である。そして、本実施形態においても、この変速機構ＴＭが、本発明における歯車機構に相当する。また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成は上記第一の実施形態と同様（図２参照）であるので、その点についての説明は省略する。

５−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図１７〜図１９は、本実施形態における遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図１７はトルクコンバータモードでの速度線図、図１８は直結モードでの速度線図、図１９はトルクスプリットモードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図５〜図７に示す遊星歯車装置ＰＧの速度線図と同様である。したがって、これらの速度線図において、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、遊星歯車装置ＰＧを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」はそれぞれ第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１に対応し、「ｓ２」、「ｒ２」、「ｃａ２」はそれぞれ第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２に対応している。また、図１７の下部には第一遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比をλ１として明示し、図１９の下部には第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比をλ２として明示している。なお、本実施形態における各動作モードでの第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の作動状態を示す作動表は、上記第一の実施形態に係る図３と同様であるため、以下の説明においては図３を参照する。

図３及び図１７〜図１９に示すように、この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、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、これら３つの動作モードのそれぞれにおいて、変速機構ＴＭの変速段を低速段（Ｌｏ）及び高速段（Ｈｉ）の２つに切り替え可能に構成されている。以下、各動作モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について順に説明する。なお、各動作モードでの変速機構ＴＭの動作状態は、上記第一の実施形態と同様（図４及び図８参照）であるため、ここでは説明を省略する。

５−３．トルクコンバータモード
まず、トルクコンバータモードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図１７に基づいて説明する。トルクコンバータモードは、入力軸Ｉを遊星歯車装置ＰＧにおける第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素の一方に接続した状態で、入力軸Ｉの回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、トルクコンバータモードでは、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２が解放状態とされる。したがって、入力軸Ｉが、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１に接続されることにより、トルクコンバータモードが実現される。

図１７は、トルクコンバータモードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図において実線は出力軸Ｏの回転速度が低い（すなわち車速が低い）状態を示し、破線は実線の状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い（すなわち車速が高い）状態を示している。この図に示すように、トルクコンバータモードでは、遊星歯車装置ＰＧを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１が機能する状態となる。すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ１が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で一方側となるリングギヤｒ１が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤｓ１が第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する。この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向の回転駆動力ＴＥを出力し、この回転駆動力ＴＥが入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、トルクコンバータモードの全域で正方向の回転駆動力Ｔ１を発生させ、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥの反力受けとして機能する。

これにより、遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥと第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力Ｔ１とを合成し、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥに対して増幅した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達する。具体的には、図１７の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比がλ１（λ１＜１）である場合、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）のトルク：キャリアｃａ１（出力軸Ｏ）のトルク：サンギヤｓ１（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）のトルク＝１：（１＋λ１）：λ１という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ１＝０．５の場合、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）のトルクの０．５倍のトルクをサンギヤｓ１（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）のトルクが分担することにより、リングギヤｒ１（入力軸Ｉ）の回転トルクの約１．５倍のトルクがキャリアｃａ１（出力軸Ｏ）に伝達される。なお、この第一遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比λ１は、エンジンＥ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。

以上に説明したように、トルクコンバータモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力ＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとして適している。本実施形態では、トルクコンバータモードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、出力軸Ｏの回転速度が入力軸Ｉの回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、トルクコンバータモードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。この間、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は正方向の回転駆動力Ｔ１を発生させる。したがって、図１７に実線で示すように出力軸Ｏの回転速度が低く、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は発電し、図１７に破線で示すように、出力軸Ｏの回転速度が高くなり、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が正（回転方向が正）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行する。

そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇し、入力軸Ｉの回転速度と一致した際に、制御装置ＥＣＵは、第一クラッチＣ１を係合状態に維持したまま、第二クラッチＣ２を係合する。これにより、トルクコンバータモードから後述する直結モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。すなわち、このモード切替は、入力軸Ｉ及び第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１の回転速度と、第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２の回転速度とが同じ状態で、入力軸Ｉを、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１に加えて、第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２にも接続することにより実現される。

５−４．直結モード
次に、直結モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図１８に基づいて説明する。直結モードは、入力軸Ｉを遊星歯車装置ＰＧにおける第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素の双方に接続した状態で、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が同速で回転するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、直結モードでは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。したがって、入力軸Ｉが、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２の双方に接続されることにより、直結モードが実現される。

図１８は、直結モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図に示すように、直結モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２とが、入力軸Ｉ並びに第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を介して一体回転するように接続される。これにより、遊星歯車装置ＰＧの全体、すなわち遊星歯車装置ＰＧを構成する全ての回転要素が一体回転する。したがって、入力軸Ｉ（エンジンＥ）、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が直結され、これらが同一速度で一体回転する状態となる。この際、エンジンＥは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力ＴＥを出力するように制御される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、基本的には、入力軸Ｉの回転速度に応じて定まる回転速度で回転しつつ、回転駆動力を出力しない状態に制御される。この場合、後述するように、第二モータ・ジェネレータＭＧ２も回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、この直結モードでは、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は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。なお、要求駆動力に対して、エンジンＥの回転駆動力が不足する場合などには、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の一方又は双方をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ１１の充電量が不足した場合などには、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の一方又は双方をジェネレータとして発電させることも可能である。或いは、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の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。

本実施形態においては、直結モードは、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの切り替えに際しての中間的なモードとして使用される。すなわち、この直結モードは、第一クラッチＣ１を係合するとともに第二クラッチＣ２を解放した状態で実現されるトルクコンバータモードと、第一クラッチＣ１を解放するとともに第二クラッチＣ２を係合した状態で実現されるトルクスプリットモードとの中間で、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を係合状態とすることにより実現される。また、この際に係合される第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態、すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２との回転速度が同じ状態で、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、当該クラッチＣ１、Ｃ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となる。そして、直結モードから第一クラッチＣ１を解放することにより、トルクスプリットモードに切り替えられる。また、直結モードから第二クラッチＣ２を解放することにより、トルクコンバータモードに切り替えられる。このように、直結モードを介することにより、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの間のモード切り替えを、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２の係合による衝撃がない同期切替とすることができる。

５−５．トルクスプリットモード
次に、トルクスプリットモードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図１９に基づいて説明する。トルクスプリットモードは、入力軸Ｉを遊星歯車装置ＰＧにおける第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素の他方に接続した状態で、入力軸Ｉの回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、トルクスプリットモードでは、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１が解放状態とされる。したがって、入力軸Ｉが、第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２に接続されることにより、トルクスプリットモードが実現される。

図１９は、トルクスプリットモードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図において実線は出力軸Ｏの回転速度が比較的低い（すなわち車速が比較的低い）状態を示し、破線は実線の状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い（すなわち車速が高い）状態を示している。この図に示すように、トルクスプリットモードでは、遊星歯車装置ＰＧを構成する第二遊星歯車機構ＰＧ２が機能する状態となる。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ２が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体回転し、回転速度の順で一方側となるキャリアｃａ２が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤｓ２が第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する。この際、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ要求駆動力に応じた正方向の回転駆動力ＴＥを出力し、この回転駆動力ＴＥが入力軸Ｉを介してリングギヤｒ２に伝達される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、トルクスプリットモードの全域で負方向の回転駆動力Ｔ１を発生させ、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥの反力受けとして機能する。

これにより、遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥを出力軸Ｏと第一モータ・ジェネレータＭＧ１とに分配し、入力軸Ｉの回転駆動力ＴＥに対して減衰した回転駆動力を出力軸Ｏに伝達する。具体的には、図１９の下部に示すように、第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比がλ２（λ２＜１）である場合、リングギヤｒ２（入力軸Ｉ）のトルク：キャリアｃａ２（出力軸Ｏ）のトルク：サンギヤｓ２（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）のトルク＝１：（１−λ２）：λ２という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ２＝０．４の場合、リングギヤｒ２（入力軸Ｉ）のトルクの０．４倍のトルクがサンギヤｓ２（第一モータ・ジェネレータＭＧ１）に分配され、リングギヤｒ２（入力軸Ｉ）の回転トルクの０．６倍のトルクがキャリアｃａ２（出力軸Ｏ）に伝達される。なお、この遊星歯車機構のギヤ比λ２は、エンジンＥ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。

以上に説明したように、トルクスプリットモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力ＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとして適している。本実施形態では、トルクスプリットモードは、出力軸Ｏの回転速度が入力軸Ｉの回転速度に一致した状態よりも、出力軸Ｏの回転速度が高い領域で使用される。すなわち、トルクスプリットモードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度が入力軸Ｉの回転速度に一致した状態から、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を下降させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させる。この間、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は負方向の回転駆動力Ｔ１を発生させる。したがって、図１９に実線で示すように出力軸Ｏの回転速度が比較的低く、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が正（回転方向が正）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は発電し、図１９に破線で示すように、出力軸Ｏの回転速度が高くなり、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行する。

また、トルクスプリットモードで車両が減速した際には、出力軸Ｏの回転速度が次第に下降することにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が次第に上昇する。そして、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が一致した際に、制御装置ＥＣＵは、第二クラッチＣ２を係合状態に維持したまま、第一クラッチＣ１を係合する。これにより、トルクスプリットモードから直結モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第一クラッチＣ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。すなわち、このモード切替は、入力軸Ｉ及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２の回転速度と、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１の回転速度とが同じ状態で、入力軸Ｉを、第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２に加えて、第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１にも接続することにより実現される。

５−６．第二モータ・ジェネレータの機能及び動作
第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、上記第一の実施形態と同様に、各動作モードにおいて、基本的には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がジェネレータとして機能している状態ではモータとして機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータとして機能している状態ではジェネレータとして機能する。すなわち、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がジェネレータとして機能している状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１により発電された電力の供給を受けて力行する。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータとして機能している状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を力行させるための電力を発電して第一モータ・ジェネレータＭＧ１に供給する。但し、いずれの動作モードにおいても、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の減速のための回生制動時にはジェネレータとして機能し、出力軸Ｏから伝達される回転駆動力による発電を行う。また、上記のとおり、直結モードにおいて、第一モータ・ジェネレータＭＧ１がモータ及びジェネレータのいずれとしても機能しない場合には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２も同様に、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能しないようにすることができる。なお、この直結モードにおいて、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の一方又は双方をモータとして力行させ、或いはジェネレータとして発電させることも可能である。また、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の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。

ところで、前記ＥＶ（電動走行）モードは、エンジンＥを停止し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力Ｔ２のみにより車両を走行させるモードである。このモードは、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放することにより実現される。すなわち、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の双方を解放すれば、入力軸Ｉが遊星歯車装置ＰＧから分離されるため、出力軸Ｏに接続された第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２の回転が入力軸Ｉに伝達されない状態となる。この状態で、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を力行させることにより、変速機構ＴＭを介して第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力Ｔ２を出力軸Ｏに伝達し、車両を走行させることができる。バッテリ１１の充電量に余裕がある場合には、入力軸Ｉ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度をゼロにした状態で、バッテリ１１に蓄えられた電力を第二モータ・ジェネレータＭＧ２に供給することにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を力行させることができる。

６．第六の実施形態
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。図２０は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図２０は、図１６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。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第五の実施形態における変速機構ＴＭに代えて、同軸減速機構ＲＧを備えている。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、同軸減速機構ＲＧを介して出力軸Ｏに接続されている。その他の構成は、上記第五の実施形態と同様である。なお、同軸減速機構ＲＧの構成及び各モードでの動作状態は、上記第二の実施形態と同様（図９及び図１０参照）である。そして、本実施形態においても、この同軸減速機構ＲＧが、本発明における歯車機構に相当する。また、本実施形態における第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能及び動作は、上記第二の実施形態と同様である。

７．第七の実施形態
次に、本発明の第七の実施形態について説明する。図２１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図２１は、入力軸Ｉに対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第五の実施形態における変速機構ＴＭに代えて、カウンタ減速機構ＳＧを備えている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、入力軸Ｉ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１が配置された第一軸、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が配置された第二軸、カウンタ減速機構ＳＧが配置された第三軸、及びディファレンシャル装置１７が配置された第四軸が、互いに平行に配置された４軸構成の配置となっている。これは、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両やＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）方式の車両などに好適に用いられる配置である。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、カウンタ減速機構ＳＧを介して出力部材としてのデフリングギヤＯ´に接続されている。その他の構成は、上記第五の実施形態と同様である。なお、カウンタ減速機構ＳＧの構成及び各モードでの動作状態は、上記第三の実施形態と同様（図１１参照）である。そして、本実施形態においても、このカウンタ減速機構ＳＧが、本発明における歯車機構に相当する。また、本実施形態における第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能及び動作は、上記第二の実施形態と同様である。

８．第八の実施形態
次に、本発明の第八の実施形態について説明する。図２２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図２２は、図１６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。このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第五の実施形態の構成に加えて、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１を非回転部材としてのケースＤｃに選択的に固定するための第三ブレーキＢ３を備えている。そして、この第三ブレーキＢ３を設けたことにより、上記第五の実施形態と同様の３つの動作モードに加えて、パラレル減速モード及びパラレル増速モードの２つのパラレルモードを切り替え可能に備えた構成となっている。その他の構成は、上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第五の実施形態との相違点を中心として説明する。

８−１．差動歯車装置等の構成
本実施形態における差動歯車装置は、上記第五の実施形態と同様の構成となっている。但し、本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１が、第三ブレーキＢ３によりケースＤｃに選択的に固定される。すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が、第三ブレーキＢ３によりケースＤｃに選択的に固定される。換言すれば、この第三ブレーキＢ３により、遊星歯車装置ＰＧの第一回転要素ｅ１がケースＤｃに選択的に固定される。

８−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第五の実施形態と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の係合または解放を切り替えることにより、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つのモードを切り替え可能に備えている。更に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第三ブレーキＢ３の係合または解放を切り替えることにより、これらの３つの動作モードに加えて、パラレル減速モード及びパラレル増速モードの２つのパラレルモードを切り替え可能に備えている。これら２つのパラレルモードは、いずれも、第一モータ・ジェネレータＭＧ１をケースＤｃに固定することにより、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まるモードである。これらの動作モードは、モード選択手段３９により選択され、選択された動作モードへの切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ３が係合又は解放されることにより行われる。

図２３は、パラレル減速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図２４は、パラレル増速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示している。なお、これらの速度線図の記述方法は、上記第五の実施形態に係る図１７〜図１９に示す遊星歯車装置ＰＧの速度線図と同様である。また、本実施形態においても、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードのそれぞれにおける遊星歯車装置ＰＧの速度線図は、上記第五の実施形態に係る図１７〜図１９と同様である。そこで、以下では、上記第一の実施形態とは異なるモードである、パラレル減速モード及びパラレル増速モードのそれぞれにおける遊星歯車装置ＰＧの動作状態について順に説明する。なお、本実施形態における各動作モードでの第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三ブレーキＢ３の作動状態を示す作動表は、上記第四の実施形態に係る図１３と同様であるため、以下の説明においては図１３を参照する。

８−３．パラレル減速モード
まず、パラレル減速モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図２３に基づいて説明する。パラレル減速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が減速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル減速モードは、入力軸Ｉを遊星歯車装置ＰＧにおける第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素のいずれか一方に接続するとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１をケースＤｃに固定した状態で実現される。本実施形態においては、図１３に示すように、パラレル減速モードでは、第一クラッチＣ１及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされ、第二クラッチＣ２は解放状態とされる。したがって、入力軸Ｉが第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１に接続された状態（すなわちトルクコンバータモード）で、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１並びに第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されることにより、パラレル減速モードが実現される。

図２３は、パラレル減速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図に示すように、パラレル減速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が第三ブレーキＢ３を介してケースＤｃに固定されることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態となる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素である第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２（第一回転要素ｅ１）と入力軸Ｉに接続された回転要素である第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１（第四回転要素ｅ４）との間に、出力軸Ｏに接続された回転要素である第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２（第三回転要素ｅ３）が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が減速して出力軸Ｏに伝達される。すなわち、入力軸Ｉの回転駆動力が増幅されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図２３の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比がλ１（λ１＜１）である場合、入力軸Ｉの回転速度は１／（１＋λ１）倍に減速され、入力軸Ｉのトルクは（１＋λ１）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。

８−４．パラレル増速モード
まず、パラレル増速モードでの遊星歯車装置ＰＧの動作状態について、図２４に基づいて説明する。パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル増速モードは、入力軸Ｉを遊星歯車装置ＰＧにおける第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は出力軸Ｏが接続されていない２つの回転要素のいずれか他方に接続するとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１をケースＤｃに固定した状態で実現される。本実施形態においては、図１３に示すように、パラレル増速モードでは、第二クラッチＣ２及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされ、第一クラッチＣ１は解放状態とされる。したがって、入力軸Ｉが第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２に接続された状態（すなわちトルクスプリットモード）で、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１並びに第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されることにより、パラレル増速モードが実現される。

図２４は、パラレル増速モードでの遊星歯車装置ＰＧの速度線図である。この図に示すように、パラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が第三ブレーキＢ３を介してケースＤｃに固定されることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に比例して出力軸Ｏの回転速度が定まる状態となる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素である第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２（第一回転要素ｅ１）と出力軸Ｏに接続された回転要素である第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２（第三回転要素ｅ３）との間に、入力軸Ｉに接続された回転要素である第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２（第二回転要素ｅ２）が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達される。すなわち、入力軸Ｉの回転駆動力が減衰されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図２４の下部に示すように、第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比がλ２（λ２＜１）である場合、入力軸Ｉの回転速度は１／（１−λ２）倍に増速され、入力軸Ｉのトルクは（１−λ２）倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。

９．その他の実施形態
（１）上記の各実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが、トルクコンバータモード、直結モード、及びトルクスプリットモードの３つのモード、或いはこれら３つのモードに加えてパラレル減速モード及びパラレル増速モードの２つのモードを切り替え可能に備えた構成について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、前記５つのモードに加えて、更に他のモードを切り替え可能に備えた構成としても好適である。また、ハイブリッド駆動装置Ｈが、前記５つのモードの中の一部のみを切り替え可能に備えた構成としても好適である。例えば、ハイブリッド駆動装置Ｈが、トルクコンバータモード及びトルクスプリットモードの２つモードを切り替え可能に備えた構成とし、或いは、トルクコンバータモード、トルクスプリットモード、パラレル減速モード、及びパラレル増速モードの４つモードを切り替え可能に備えた構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。

（２）上記の各実施形態では、いずれも差動歯車装置が遊星歯車装置ＰＧにより構成されている場合の例について説明した。しかし、本発明における差動歯車装置の構成は、遊星歯車装置ＰＧに限定されるものではない。したがって、例えば、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のように、他の形態の歯車機構を用いて差動歯車装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。

（３）上記の各実施形態において説明した差動歯車装置の具体的構成、並びに差動歯車装置の各回転要素に対する摩擦係合要素の配置構成は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の範囲に含まれる。

（４）上記の各実施形態において説明した、変速機構ＴＭや減速機構ＲＧ、ＳＧでなる歯車機構の具体的構成は単なる例示であり、上記以外の構成を有する歯車機構を介して、第二回転電機としての第二モータ・ジェネレータＭＧ２を出力部材に接続した構成も、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、エンジンと２つの回転電機とを駆動力源として備えたハイブリッド車両に好適に利用することができる。

本発明の第一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一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のシステム構成を示す模式図第一の実施形態に係る動作モードの切替のための作動表を示す図第一の実施形態に係る変速機構の作動表を示す図第一の実施形態に係るトルクコンバータモードでの速度線図第一の実施形態に係る直結モードでの速度線図第一の実施形態に係るトルクスプリットモードでの速度線図第一の実施形態に係る変速機構の速度線図本発明の第二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二の実施形態に係る同軸減速機構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本発明の第四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四の実施形態に係る動作モードの切替のための作動表を示す図第四の実施形態に係るパラレル減速モードでの速度線図第四の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図本発明の第五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五の実施形態に係るトルクコンバータモードでの速度線図第五の実施形態に係る直結モードでの速度線図第五の実施形態に係るトルクスプリットモードでの速度線図本発明の第六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本発明の第七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本発明の第八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八の実施形態に係るパラレル減速モードでの速度線図第八の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図

符号の説明

Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
Ｏ：出力軸（出力部材）
Ｄｃ：ケース（非回転部材）
Ｗ：車輪
ＭＧ１：第一モータ・ジェネレータ（第一回転電機）
ＭＧ２：第二モータ・ジェネレータ（第二回転電機）
ＰＧ：遊星歯車装置（差動歯車装置）
ＰＧ１：第一遊星歯車機構
ＰＧ２：第二遊星歯車機構
ｅ１：第一回転要素
ｅ２：第二回転要素
ｅ３：第三回転要素
ｅ４：第四回転要素
Ｃ１：第一クラッチ
Ｃ２：第二クラッチ
Ｂ１：第一ブレーキ
Ｂ２：第二ブレーキ
Ｂ３：第三ブレーキ
ＴＭ：変速機構（歯車機構）
ＲＧ：同軸減速機構（歯車機構）
ＳＧ：カウンタ減速機構（歯車機構）
Ｏ´：デフリングギヤ（出力部材）

Claims

エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有する差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第二回転電機は、歯車機構を介して前記出力部材に接続され、
前記出力部材は、前記差動歯車装置のいずれか１つの回転要素に接続され、
前記入力部材及び前記第一回転電機のいずれか一方の駆動要素は、前記出力部材に接続されていない前記差動歯車装置のいずれか１つの回転要素に接続され、
前記入力部材及び前記第一回転電機のいずれか他方の駆動要素でなる選択駆動要素は、前記一方の駆動要素及び前記出力部材のいずれにも接続されていない前記差動歯車装置の２つの回転要素に選択的に接続可能であるハイブリッド駆動装置。
前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の一方に接続した状態で、前記入力部材の回転駆動力に対して増幅した回転駆動力を前記出力部材に伝達するトルクコンバータモードとなり、
前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の他方に接続した状態で、前記入力部材の回転駆動力に対して減衰した回転駆動力を前記出力部材に伝達するトルクスプリットモードとなる請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の双方に接続可能に構成され、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の双方に接続した状態で、前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機が同速で回転する直結モードとなる請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
前記直結モードは、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の一方に接続した状態と、前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の他方に接続した状態との間の切り替えの際における、前記差動歯車装置の２つの回転要素の回転速度が同じ状態で前記選択駆動要素を前記差動歯車装置の２つの回転要素の双方に接続することにより実現される請求項３に記載のハイブリッド駆動装置。
前記第一回転電機を非回転部材に選択的に固定可能に構成され、その固定状態で、前記入力部材の回転速度に比例して前記出力部材の回転速度が定まるパラレルモードとなる請求項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部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第二回転電機は、歯車機構を介して前記出力部材に接続され、
前記差動歯車装置は、少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、
前記出力部材が前記第二回転要素に接続され、前記入力部材が前記第三回転要素に接続され、前記第一回転電機が前記第一回転要素及び前記第四回転要素のいずれかに選択的に接続可能であるハイブリッド駆動装置。
前記第一回転電機が前記第一回転要素及び前記第四回転要素の双方に同時に接続可能である請求項６に記載のハイブリッド駆動装置。
前記第一回転電機は、第一クラッチにより前記第一回転要素に選択的に接続され、第二クラッチにより前記第四回転要素に選択的に接続される請求項６又は７に記載のハイブリッド駆動装置。
前記差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型の遊星歯車装置で構成され、
前記第一回転要素は第一サンギヤで構成され、前記第二回転要素はキャリアで構成され、前記第三回転要素はリングギヤで構成され、前記第四回転要素は第二サンギヤで構成されている請求項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。
エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第二回転電機は、歯車機構を介して前記出力部材に接続され、
前記差動歯車装置は、少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、
前記第一回転電機が前記第一回転要素に接続され、前記出力部材が前記第三回転要素に接続され、前記入力部材が前記第二回転要素及び前記第四回転要素のいずれかに選択的に接続可能であるハイブリッド駆動装置。
前記入力部材が前記第二回転要素及び前記第四回転要素の双方に同時に接続可能である請求項１０に記載のハイブリッド駆動装置。
前記入力部材は、第一クラッチにより前記第四回転要素に選択的に接続され、第二クラッチにより前記第二回転要素に選択的に接続される請求項１０又は１１に記載のハイブリッド駆動装置。
前記差動歯車装置は、サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの３つの回転要素をそれぞれ備えたシングルピニオン型の第一遊星歯車機構及びダブルピニオン型の第二遊星歯車機構で構成され、
前記第一回転要素は互いに一体回転するように接続された前記第一遊星歯車機構のサンギヤ及び前記第二遊星歯車機構のサンギヤで構成され、前記第二回転要素は前記第二遊星歯車機構のリングギヤで構成され、前記第三回転要素は互いに一体回転するように接続された前記第一遊星歯車機構のキャリア及び前記第二遊星歯車機構のキャリアで構成され、前記第四回転要素は前記第一遊星歯車機構のリングギヤで構成されている請求項１０から１２のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
前記第一回転電機は、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される請求項１から１３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
前記第二回転電機は、前記出力部材から選択的に分離可能である請求項１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
前記歯車機構は、減速機構又は複数の変速段を有する変速機構である請求項１から１５のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
前記変速機構は、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、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、
前記変速機構の第一回転要素に前記第二回転電機が接続され、前記変速機構の第二回転要素に前記出力部材が接続され、前記変速機構の第三回転要素及び第四回転要素がそれぞれブレーキにより非回転部材に選択的に固定される請求項１６に記載のハイブリッド駆動装置。