WO2007138777A1 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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WO2007138777A1
WO2007138777A1 PCT/JP2007/055344 JP2007055344W WO2007138777A1 WO 2007138777 A1 WO2007138777 A1 WO 2007138777A1 JP 2007055344 W JP2007055344 W JP 2007055344W WO 2007138777 A1 WO2007138777 A1 WO 2007138777A1
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planetary gear
gear
rotating element
clutch
mode
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PCT/JP2007/055344
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French (fr)
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Makoto Iwanaka
Shigeki Takami
Original Assignee
Aisin Aw Co., Ltd.
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    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B60W10/115—Stepped gearings with planetary gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/14—Acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
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    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
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Definitions

  • the present invention includes an input shaft connected to an engine, an output shaft connected to wheels, a rotating electrical machine, a first planetary gear device, and a second planetary gear device, and is an electric torque converter.
  • the present invention relates to a hybrid drive device having a functioning state.
  • Patent Document 1 describes a configuration as shown in FIG.
  • This hybrid drive device includes an input shaft I connected to the engine, an output shaft O connected to the wheels, a first rotating electric machine Ml, a second rotating electric machine M2, and a double pinion type planetary gear unit PG.
  • a power distribution mechanism SP is provided, and an automatic transmission AT is connected in series via the transmission member T between the power distribution mechanism SP and the output shaft O.
  • the planetary gear device PG has a sun gear ss, a carrier cas supporting a plurality of pairs of pin-on gears which are in mesh with each other, and a ring gear rs which is in mesh with the sun gear ss through the pin-on gears as a rotating element.
  • the carrier cas is connected to the input shaft I and an engine (not shown), the sun gear ss is connected to the first rotating electric machine Ml, and the ring gear rs is connected to the transmission member T and the second rotating electric machine M2.
  • a switching brake BO is provided between the sun gear ss and the case Ds
  • a switching clutch CO is provided between the sun gear ss and the carrier cas.
  • the rotational speed is in the order of the carrier cas, the ring gear rs, and the sun gear ss. Therefore, when the first rotary electric machine Ml connected to the sun gear ss functions as a reaction force receiver for rotational torque of the input shaft 1 (engine), the rotation of the input shaft I (engine) connected to the carrier cas is decelerated. Is transmitted to the ring gear. Then, the rotation of the ring gear rs is transmitted to the automatic transmission AT via the transmission member T, and is output from the output shaft O.
  • the relationship of ⁇ is established. Therefore, for example, when the gear ratio ⁇ is about 0.5, the torque equivalent to the engine torque is shared by the first rotating electric machine Ml, and a torque of about twice the engine torque is output from the carrier cas.
  • the planetary gear device PG functions as an electric torque converter that starts the vehicle while amplifying and outputting the rotational torque of the engine by the torque of the first rotating electrical machine Ml.
  • Patent Document 1 JP-A-2005-206136 (FIGS. 37-38, FIG. 17) Disclosure of the Invention
  • the rotational torque force generated by the first rotating electric machine Ml is a reaction force with respect to the rotational torque of the input shaft I (engine) on the gear PG. Therefore, according to the upper limit of the rotational torque generated by the first rotary electric machine Ml and the gear ratio ⁇ of the planetary gear device PG, the rotational torque that can be transmitted from the planetary gear device PG to the transmission member ⁇ side, ie, the output shaft ⁇ side
  • the upper limit is fixed.
  • the upper limit of the rotational torque transmittable to the output shaft side is increased by reducing the gear ratio of the planetary gear device PG, the amplification factor of the engine torque as an electric torque converter is reduced.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a hybrid drive device having a state of functioning as an electric torque converter, which has a relatively small output torque force S. It is an object of the present invention to provide a passive drive device capable of transmitting large rotational torque to the output shaft side even when used.
  • a characteristic configuration of a hybrid drive device including an output shaft connected to the rotary electric machine, a first planetary gear device, and a second planetary gear device is the first planetary gear device. Transmits the second planetary gear set to the second planetary gear set by decelerating the absolute value of the rotational speed of the rotary electric machine, and the second planetary gear set transmits the rotation transmitted from the first planetary gear set and the input shaft. The point is that the rotation is synthesized and the absolute value of the rotational speed of the input shaft is decelerated and transmitted to the output shaft.
  • connection includes a structure that directly transmits rotation, and also includes a structure that indirectly transmits rotation via one or more members.
  • order of rotation speed is either “high-speed side facing low-speed side” or “low-speed side facing“ high-speed side ”. Depending on the state of rotation, it can be either, but in any case the order of rotation elements does not change.
  • planet gear device a device obtained by the planetary gear mechanism alone or by combining a plurality of planetary gear mechanisms.
  • rotary electric machine is used as a concept including the!, Deviation of an electric motor, a generator (generator), and a motor generator that functions as both a motor and a generator as required.
  • the absolute value of the rotational speed of the rotating electrical machine is reduced by the first planetary gear device, It is transmitted to the two planetary gear system.
  • the rotational torque of the input shaft (engine) is amplified using the rotational torque transmitted from the first planetary gear device as a reaction force, and is transmitted to the output shaft. Therefore, even when a rotating electrical machine having a relatively small output torque is used, a torque obtained by amplifying the rotating torque of the rotating electricity can be used as a reaction force by the first idle gear device. Therefore, it becomes possible to transmit a large rotational torque to the output shaft side, which can not reduce the amplification factor of the engine torque as the electric torque converter.
  • the rotating element to which the rotation of the input shaft in the second planetary gear device is transmitted is provided with a first clutch that selectively transmits the rotation of the rotating electric machine, and the engagement of the first clutch In parallel mode in which the input shaft and the rotating electrical machine are It is preferable to
  • the input shaft and the rotary electric machine are directly connected by engaging the first clutch, and the input shaft is manufactured using the same rotary electric machine that operates in the electric torque converter mode. It is possible to realize a parallel mode in which traveling is performed while the rotational torque of the (engine) is assisted by the rotational torque of the rotary electric machine.
  • the rotational speed of the input side rotational member of the first clutch and the rotational speed of the output side rotational member of the first clutch are the same. It is preferable that the synchronous switching which performs engagement of 2 is comprised possible. By virtue of such construction, it is possible to greatly reduce the impact due to the engagement of the first clutch at the time of mode switching from the electric torque converter mode to the parallel mode.
  • the parallel mode is configured to have a plurality of shift speeds.
  • the absolute value of the rotational speed of the input shaft is accelerated and transmitted to the output shaft, and the absolute value of the rotational speed of the rotating electrical machine is decelerated to the output shaft. It is preferable to further include a transmission for increasing speed.
  • a first clutch for selectively transmitting the rotation of the rotating electrical machine to the rotating element to which the rotation of the input shaft in the second planetary gear device is transmitted, and the rotation of the input shaft
  • a second clutch selectively transmitting the rotation element of the planetary gear unit, wherein the input shaft is engaged with the first clutch engaged and the second clutch disengaged.
  • the electric traveling mode is configured to be separated from the output shaft and to transmit the rotation of the rotating electrical machine to the output shaft.
  • the first planetary gear set and the second planetary gear set have a plurality of shift speeds in the electric travel mode.
  • the vehicle can travel in the electric travel mode over a wide speed range.
  • the present invention includes an input shaft connected to an engine, an output shaft connected to wheels, a rotating electric machine, a first planetary gear device, and a second planetary gear device.
  • Another characteristic configuration of the drive device is that the first planetary gear device and the second planetary gear device respectively have three rotations of at least a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element in order of rotational speed.
  • the rotating electric machine is connected to the first rotating element, the second rotating element is fixed to the non-rotating member, and in that state, the absolute value of the rotating speed of the third rotating element
  • the gear ratio is set such that the speed of the second planetary gear unit is reduced with respect to the absolute value of the rotational speed of the first rotating element, and the second planetary gear device has the input shaft connected to the first
  • the output shaft is connected to the element, and the third rotating element is In that the third rotating element of the planetary gear device is connected.
  • the hybrid drive device functions as an electric torque converter for amplifying the rotational torque of the engine and outputting the rotational torque of the engine while gradually increasing the reaction torque by gradually increasing the rotational torque of the rotating electrical machine.
  • the rotational torque of the input shaft (engine) is amplified by using the rotational torque amplified by reducing the absolute value of the rotational speed of the rotary electric machine by the first planetary gear device as a reaction force. Can be transmitted to Therefore, the output torque is relatively small Even when a rotary electric machine is used, it is possible to transmit a large rotational torque to the output shaft without reducing the amplification factor of the engine torque as an electric torque converter.
  • a first clutch for selectively connecting the first rotating element of the first planetary gear set and the first rotating element of the second planetary gear set.
  • the hybrid drive system uses the same rotating electrical machine that works as the electric torque converter to assist the rotational torque of the input shaft (engine) with the rotational torque of the rotating electrical machine. It can be made to function as a parallel type hybrid drive device which runs while traveling.
  • the input of the first clutch is selected. Synchronous switching is possible in which the first clutch is engaged with the rotational speeds of the side rotation member and the output side rotation member being the same. Therefore, at the time of the state switching, the impact due to the engagement of the first clutch can be extremely reduced.
  • a second clutch be provided to selectively connect the first rotating element of the second planetary gear set and the input shaft.
  • this hybrid drive device uses the same rotary electric machine that functions as the electric torque converter, and travels by using only the rotational torque of the rotary electric machine while the engine is stopped. Can function as a driving device for the
  • a third clutch selectively connecting the second rotation element of the first planetary gear set to the input shaft, and the non-rotation member of the second rotation element of the first planetary gear set
  • the first brake selectively performing fixation, and the third rotating element of the first planetary gear set and the third rotating element of the second planetary gear set connected to each other are selectively selected as non-rotating members. It is preferable to include one or more of the second brakes to be fixed. According to this structure, when this hybrid drive system is made to function as a parallel type hybrid drive system or a drive system for electric travel, it can be configured to have a plurality of shift speeds.
  • the second planetary gear set includes an intermediate rotary element between the second rotary element and the third rotary element in order of rotational speed, and the intermediate rotary element of the second planetary gear set It is preferable to provide a third brake for selectively fixing the wheel to the non-rotational member.
  • this hybrid drive system when this hybrid drive system is made to function as a parallel type hybrid drive system or a drive system for electric travel, it can be configured to have more gear stages.
  • the second planetary gear set includes an intermediate rotating element between the second rotating element and the third rotating element in the order of rotational speed, and the intermediate rotating element of the second planetary gear set It is preferable to have a fourth clutch that selectively connects the two and the input shaft.
  • the hybrid drive system when the hybrid drive system functions as a parallel type hybrid drive system, it can be configured to have a reverse gear.
  • the present invention includes an input shaft connected to an engine, an output shaft connected to a wheel, a rotating electrical machine, a first planetary gear device, and a second planetary gear device.
  • the first planetary gear set and the second planetary gear set each have at least a first rotational element, a second rotational element, and a third rotational element in order of rotational speed.
  • the first planetary gear device has the first rotating element connected to the rotating electrical machine, the third rotating element is fixed to the non-rotating member, and the second planetary gear device comprises the first rotating element
  • the input shaft is connected to the second rotation element
  • the output shaft is connected to the second rotation element
  • the second rotation element of the first planetary gear set is connected to the third rotation element.
  • the rotational torque of the rotating electrical machine transmitted to the second planetary gear device via the first planetary gear device is used as a reaction force
  • the second planetary gear device is used.
  • the reaction force and the rotation of the input shaft can be synthesized, and the absolute value of the rotational speed of the input shaft can be decelerated and transmitted to the output shaft. Therefore, the hybrid drive device functions as an electric torque converter for amplifying the rotational torque of the engine and outputting the rotational torque of the engine while gradually increasing the reaction torque by gradually increasing the rotational torque of the rotating electrical machine.
  • the rotational torque of the input shaft (engine) is amplified by using the rotational torque amplified by reducing the absolute value of the rotational speed of the rotary electric machine by the first planetary gear device as a reaction force. Can be transmitted to Therefore, even when using a rotating electrical machine having a relatively small output torque, it is possible to transmit a large rotational torque to the output shaft without reducing the amplification factor of the engine torque as an electric torque converter. It becomes.
  • a first clutch for selectively connecting the first rotating element of the first planetary gear set and the first rotating element of the second planetary gear set.
  • the input shaft and the rotary electric machine can be directly coupled by engaging the first clutch. Therefore, the hybrid drive system uses the same rotating electrical machine that works as the electric torque converter to assist the rotational torque of the input shaft (engine) with the rotational torque of the rotating electrical machine. It can be made to function as a parallel type hybrid drive device which runs while traveling.
  • the input of the first clutch is selected. Synchronous switching is possible in which the first clutch is engaged with the rotational speeds of the side rotation member and the output side rotation member being the same. Therefore, at the time of the state switching, the impact due to the engagement of the first clutch can be extremely reduced.
  • a second clutch be provided to selectively connect the first rotating element of the second planetary gear device and the input shaft.
  • this hybrid drive Functions as a drive device for electric travel, which travels only by the rotational torque of the rotating electric machine while the engine is stopped using the same rotary electric machine that works as the electric torque converter functions. It can be done.
  • a first brake that selectively fixes the third rotating element of the first planetary gear set to the non-rotating member, a second rotating element of the first planetary gear set connected to each other, and It is preferable to include at least one second brake for selectively fixing the third rotating element of the second planetary gear set to the non-rotating member.
  • the hybrid drive device when the hybrid drive device is made to function as a parallel type hybrid drive device or a drive device for electric travel, it can be configured to have a plurality of shift speeds.
  • this hybrid drive device can also function as a drive device for engine travel that travels only by the rotational torque of the input shaft (engine) without using the rotational torque of the rotating electrical machine.
  • the hybrid drive device when the hybrid drive device is engaged with the second brake to switch to a state where it functions as a drive device for engine travel by acting as an electric torque converter, the input side rotation of the second brake is performed. It is configured to be able to perform synchronous switching in which the second brake is engaged while the rotational speeds of the member and the output side rotation member are the same. Therefore, at the time of the said state change, the impact by engagement of said 2nd brake can be made very small.
  • a third clutch selectively connecting the second rotary element of the first planetary gear set and the third rotary element of the second planetary gear set connected to each other and the input shaft.
  • the second planetary gear set includes an intermediate rotary element between the second rotary element and the third rotary element in the order of rotational speed, and the intermediate rotary element and the input of the second planetary gear set It is preferable to be configured to include a third clutch that selectively connects with the shaft.
  • the hybrid drive system when the hybrid drive system functions as a parallel type hybrid drive system, it can be configured to have more gear stages.
  • the second planetary gear set includes an intermediate rotating element between the second rotating element and the third rotating element in the order of rotational speed, and the intermediate rotating of the second planetary gear set
  • a third brake is provided to selectively secure the element to the non-rotating member.
  • the hybrid drive device when the hybrid drive device is made to function as a parallel type hybrid drive device or a drive device for electric travel, it can be configured to have more gear stages.
  • this hybrid drive device can also function as a drive device for engine travel that travels only by the rotational torque of the input shaft (engine) without using the rotational torque of the rotating electrical machine.
  • the hybrid drive device is switched to a state in which the third brake is engaged to function as a driving force for engine travel by engaging the third brake, the input side rotation of the third brake is performed. It is configured to be able to perform synchronous switching in which the third brake is engaged while the rotational speeds of the member and the output side rotation member are the same. Therefore, at the time of the state switching, the impact due to the engagement of the third brake can be made extremely small.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a hybrid drive device H according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a system configuration of the hybrid vehicle drive device H according to the present embodiment.
  • the double solid line shows the transmission path of the driving force
  • the double broken line shows the transmission path of the electric power
  • the hollow arrows show the flow of the hydraulic fluid.
  • solid arrows indicate transmission paths of various information.
  • the drive unit H has an input shaft I connected to the engine E, an output shaft O connected to the wheels W, a motor 'generator MG, and a first planetary gear.
  • a device P1 and a second planetary gear device P2 are provided. These components are accommodated in a drive case Ds (hereinafter simply referred to as "case Ds") as a non-rotational member fixed to the vehicle body.
  • the motor generator MG corresponds to the “rotating electric machine” in the present invention.
  • the input shaft I is connected to the engine E.
  • engine E Various known engines such as gasoline engines and diesel engines can be used.
  • the input shaft I is integrally connected to an output rotation shaft such as a crankshaft of the engine E. It is also preferable that the input shaft I be connected to the output rotation shaft of the engine E via a damper or a clutch.
  • the output shaft O is integrally configured with the external gear Og in the present embodiment.
  • the output shaft O is connected so as to be able to transmit the rotational driving force to the wheel W via a gear train (not shown) engaged with the external gear Og, the differential device 17 shown in FIG.
  • the motor 'generator MG has a stator St fixed to the case Ds, and a rotor Ro rotatably supported radially inward of the stator St.
  • the rotor Ro of the motor generator MG is connected to rotate integrally with the carrier cal of the first planetary gear set P1.
  • the motor 'generator MG is electrically connected to a battery 11 as a storage device via an inverter 12.
  • the motor's generator MG is capable of performing both the function as a motor generating power by receiving supply of electric power and the function as a generator generating power by receiving supply of power. There is.
  • motor 'generator MG performs power generation by the rotation of output shaft O by the rotation of input shaft I by engine E and the inertia force during deceleration of the vehicle being transmitted to carrier cal and driven to rotate. , Charge the battery.
  • the motor 'generator MG functions as a drive motor that supplements the drive force for traveling the vehicle.
  • the first planetary gear unit P1 is configured of a double gear-on type planetary gear mechanism coaxially arranged with the input shaft I. That is, the first planetary gear unit P1 has, as rotating elements, a carrier cal for supporting a plurality of gear sets, and a sun gear s1 and a ring gear rl, which are engaged with the gear sets.
  • the carrier cal is connected to rotate integrally with the motor generator MG.
  • the ring gear rl is selectively fixed to the case Ds via the first brake B1, and selectively connected to the input shaft I via the third clutch C3.
  • the sun gear si is connected to rotate integrally with the sun gear s2 of the second planetary gear device P2.
  • the gear ratio of the first planetary gear unit P1 is determined as follows: With the ring gear r1 fixed to the case Ds by the first brake B1, the sun gear s 1 turns The absolute value of the rotational speed is set to be reduced relative to the absolute value of the rotational speed of the carrier cal.
  • the carrier cal, the ring gear rl, and the sun gear si are respectively the “first rotating element (1)” and the “second rotating element (2)” of the first planetary gear device P1 in the present invention. , And "the third rotation element (3)".
  • the second planetary gear device P2 is configured by a single gear type planetary gear mechanism coaxially arranged with the input shaft I. That is, the second planetary gear device P2 has, as rotating elements, a carrier ca2 for supporting a plurality of pinion gears, and a sun gear s2 and a ring gear r2 which respectively mesh with the pinion gears.
  • the ring gear r2 is selectively connected to the carrier cal of the first planetary gear unit P1 via the first clutch C1, and selectively connected to the input shaft I via the second clutch C2. That is, in the ring gear r2, the rotation of the input shaft I is selectively transmitted by the second clutch C2, and the rotation of the motor generator MG is selectively transmitted by the first clutch C1.
  • the carrier ca2 is connected to rotate integrally with the output shaft O.
  • the sun gear s2 is connected to rotate integrally with the sun gear si of the first planetary gear device P1.
  • the sun gears si and s2 are selectively fixed to the case Ds via the second brake B2.
  • the ring gear r2, the carrier ca2, and the sun gear s2 force are respectively the "first rotating element (1)”, the “second rotating element (2)", and the second planetary gear device P2 in the present invention. It corresponds to the "third rotation element (3)".
  • the driven drive device H includes, as friction engagement elements, the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3, and the first brake B1 and the second brake B2.
  • these friction engagement elements it is possible to use a multiple disc clutch or multiple disc brake operated by hydraulic pressure.
  • the hydraulic pressure supplied to these friction engagement elements is controlled by the hydraulic control device 13 operated by the control command of the control device ECU force.
  • the supply of hydraulic fluid to the hydraulic control device 13 is performed by the mechanical oil pump 14 while the engine E is in operation, and is supplied by the electric oil pump 15 while the engine E is stopped.
  • the mechanical oil pump 14 is driven by the rotational driving force of the input shaft I.
  • the electric oil pump 15 is driven by the electric power (supply path is not shown) from the battery 11 supplied via the electric oil pump inverter 16.
  • the frictional engagement elements Cl, C2, C3, Bl and B2 are not shown as being included in the first planetary gear unit PI and the second planetary gear unit P2.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the connection state of each component of the hybrid drive device H in a more simplified manner.
  • the respective rotating elements of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 are arranged laterally in the order of rotational speed and connected by broken lines, and are connected to these respective rotating elements. Components are connected by solid lines.
  • the first planetary gear unit P1 has a carrier cal, a ring gear rl, and a sun gear si in the order of rotational speed.
  • the second planetary gear device P2 has a ring gear r2, a carrier ca2 and a sun gear s2 in the order of rotational speed.
  • the sun gear s 1 of the first planetary gear unit P1 and the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 are connected so as to rotate integrally.
  • the carrier cal of the first planetary gear device P1 is connected to rotate integrally with the motor 'generator MG, and is connected to the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 via the first clutch C1. It is possible to connect selectively.
  • the ring gear rl of the first planetary gear unit P1 can be selectively fixed to the case Ds via the first brake B1, and selectively connected to the input shaft I via the third clutch C3. It is made possible.
  • the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 is selectively connectable to the carrier of the first planetary gear device P1 via the first clutch C1, and the input shaft via the second clutch C2 It is possible to selectively connect to I.
  • the carrier ca2 of the second planetary gear set is connected to rotate integrally with the output shaft O.
  • the sun gear si of the first planetary gear unit P1 and the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 connected to each other can be selectively fixed to the case Ds via the second brake B2.
  • the control unit ECU uses the information acquired by the sensors Sel to Se6 provided in each part of the vehicle, and via the engine E, motor 'generator MG and hydraulic control unit 13 It controls the operation of the friction engagement elements of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2, the electric oil pump 15, and the like.
  • these sensors in this example, an engine rotational speed sensor Sel, a motor 'generator' rotational speed sensor Se2, a battery state detection sensor Se3, a vehicle speed sensor Se4, an accelerator operation detection sensor Se5, and a brake Operation detection sensor Se6 is provided.
  • the engine rotational speed sensor Se 1 is a sensor for detecting the rotational speed of the output rotary shaft of the engine E.
  • the motor 'generator rotational speed sensor Se2 is a sensor for detecting the rotational speed of the rotor Ro of the motor' generator MG.
  • the battery state detection sensor Se3 is a sensor for detecting a state such as the charge amount of the battery 11.
  • the vehicle speed sensor Se4 is a sensor for detecting the rotational speed of the output shaft O in order to detect the vehicle speed.
  • An accelerator operation detection sensor Se5 is a sensor for detecting an operation amount of the accelerator pedal 18.
  • the brake operation detection sensor Se6 is a sensor for detecting the amount of operation of the brake pedal 19 linked to a wheel brake (not shown).
  • control unit ECU includes an engine control unit 31, a motor 'generator control unit 32, a battery state detection unit 33, a motor' generator rotation detection unit 34, and a vehicle speed detection unit 35.
  • Switching control means 36 mode 'gear position selecting means 37, electric oil pump control means 38, engine rotation detecting means 39, required driving force detecting means 40, and engine stop condition judging means 41.
  • Each of these means in the control unit ECU is implemented by hardware and / or software (program) or both, with an arithmetic processing unit such as a CPU as the core member, and performing various processing on input data. It is organized.
  • the engine control means 31 performs operation control such as operation start / stop of the engine E, rotational speed control, output torque control and the like.
  • the motor 'generator control means 32 performs operation control such as rotational speed control and rotational torque control of the motor' generator MG via the inverter 12.
  • the battery state detection means 33 detects a state such as the charge amount of the battery 11 based on the output of the battery state detection sensor Se3.
  • the motor 'generator rotation detecting means 34 detects the rotational speed of the motor / generator MG based on the output of the motor / generator rotational speed sensor Se2.
  • the vehicle speed detection means 35 detects the vehicle speed based on the output from the vehicle speed sensor Se4.
  • the switching control means 36 controls the operation of the hydraulic control device 13 in accordance with the operation mode and the gear position selected by the mode / gear position selection means 37, whereby each friction engagement element Cl, C2 of the hybrid drive device H , C3, Bl, B2 engagement or disengagement, and performs control to switch the operation mode and gear of the hybrid drive unit H.
  • Mode 'gear selection means 37 selects the operation mode and gear in accordance with a control map as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a control map defining the relationship between the speed (vehicle speed) of the vehicle and the required driving force, and the coverage of each gear in the electric torque converter mode and the parallel mode.
  • the horizontal axis is the vehicle speed
  • the vertical axis is the required driving force.
  • the mode 'gear position selection means 37 selects an appropriate operation mode and gear position according to the control map according to the vehicle speed and the required driving force. Specifically, the mode 'gear selection means 37 acquires information on the vehicle speed from the vehicle speed detection means 35. Also, the mode 'gear stage selection means 37 acquires information on the required driving force from the required driving force detection means 40. Then, according to the control map shown in FIG. 6, the mode 'gear position selection means 37 selects the operation mode and the gear position defined in accordance with the acquired vehicle speed and the required driving force.
  • the mode 'gear selection means 37 selects the electric torque converter mode during start acceleration of the vehicle or when the vehicle speed is very low. In the other states, the mode 'gear selection means 37 selects each gear in the parallel mode or the electric travel mode in accordance with the vehicle speed, the required driving force, and the like. The electric travel mode is selected when it is determined by the engine stop condition determination unit 41 that the engine stop condition is satisfied.
  • the electric oil pump control means 38 controls the operation of the electric oil pump 15 via the electric oil pump inverter 16.
  • the engine rotation detection means 39 detects the rotation speed of the output rotation shaft of the engine E based on the output from the engine rotation speed sensor Sel.
  • the required driving force detection means 40 calculates and acquires the required driving force by the driver based on the outputs from the accelerator operation detection sensor Se5 and the brake operation detection sensor Se6.
  • the engine stop condition determining means 41 determines whether or not the engine stop condition is satisfied.
  • the engine stop condition is, for example, a combination of various conditions such as the vehicle speed, the required driving force, the charge amount of the battery 11, the cooling water temperature, the lubricating oil temperature, the exhaust catalyst temperature, and the elapsed time from engine start. It is stipulated that stopping engine E represents an appropriate condition.
  • FIG. 4 shows one or more operation modes and one or more operation modes. It is an operation table which shows the operating state of each friction engagement element CI in a gear, C2, C3, Bl, B2. In this figure, “o” indicates that each frictional engagement element is in the engaged state. On the other hand, “no mark” indicates that each frictional engagement element is in the disengaged state.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between switchable operation modes and shift speeds. Note that the white arrows in this figure indicate the relationship in which synchronous switching is possible.
  • FIG. 6 is a view showing an example of a control map used to select the operation mode and the gear in the mode 'gear selection means 37 as described above.
  • FIG. 7 and 8 show velocity diagrams of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, and FIG. 7 is a velocity diagram in the electric torque converter mode. 8 shows the velocity diagram in parallel mode. Note that “1st” and “2nd” in Figure 8 are the same as the velocity diagram in the electric travel mode.
  • the vertical axis corresponds to the rotational speed of each rotation element. That is, "0" corresponding to the vertical axis indicates that the rotational speed is zero, the upper side is positive, and the lower side is negative.
  • the plurality of vertical lines arranged in parallel correspond to the respective rotation elements of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • each vertical line corresponds to the carrier cal of the first planetary gear unit PI, ring gear rl and sun gear s 1 respectively
  • “r 2”, “Ca2” and “s2” correspond to the ring gear r2, carrier ca2 and sun gear s2 of the second planetary gear unit P2, respectively.
  • the distance between the vertical lines corresponding to the respective rotating elements corresponds to the gear ratio of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2.
  • a straight line L1 indicates the operating state of the first planetary gear device P1
  • a straight line L2 indicates the operating state of the second planetary gear device P2.
  • each straight line indicates the operating state of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 at each shift speed.
  • ⁇ is the rotational speed of motor 'generator MG
  • ⁇ is the rotational speed of input shaft 1 (engine E)
  • ⁇ is the rotational speed of output shaft O
  • X indicates the brakes respectively.
  • the hybrid drive device H uses an electric torque converter mode, a parallel mode, and an electric travel mode using one motor generator MG. It is configured to be able to switch between the three operation modes. Further, the hybrid drive device H has four gear stages in the parallel mode and has two gear stages in the electric travel mode.
  • the operation mode and the switching of the shift speed in each operation mode are controlled by the hydraulic control device 13 according to a control command from the switching control means 36 of the control device ECU to control the friction engagement elements Cl, C2,. It is done by engaging or disengaging C3, Bl, B2.
  • the switching control means 36 gives a control command to the hydraulic control device 13 according to the operation mode and the selection result of the shift position performed by the mode shift position selection device 37 according to the control map shown in FIG. Output
  • the control unit ECU also controls the rotational speed and rotational torque of the motor generator MG, and controls the rotational speed and rotational torque of the engine E, and the like.
  • the operating state of the hybrid drive device H in each operation mode will be described in detail.
  • the electric torque converter mode is a mode that can start the vehicle while amplifying and outputting the rotational torque of the input shaft I (engine E) using the rotational torque of the motor 'generator MG.
  • this electric torque converter mode as shown in FIG. 4, the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged. Thereby, the ring gear rl of the first planetary gear unit P1 is fixed to the case Ds, and the ring gear of the second planetary gear unit P2 is connected to rotate integrally with the input shaft I.
  • the rotational speed of the ring gear rl which is intermediate in the order of the rotational speed, becomes zero. Therefore, the sun gear si reversely rotates with respect to the rotation of the carrier cal connected so as to rotate integrally with the motor 'generator MG.
  • the motor 'generator MG rotates in the positive direction (rotational speed is positive) in the same manner as the input shaft 1 (engine E), the sun gear si rotates in the negative direction (rotational speed is negative).
  • the absolute value of the speed is set to be reduced relative to the absolute value of the rotational speed of the carrier cal. That is, In the present embodiment, since the first planetary gear unit PI is a double be-on type, the relationship of the gear ratio ⁇ 1 is as shown in the lower part of FIG.
  • the gear ratio ⁇ 1 larger than 0.5.
  • this gear length it is more preferable to set this gear length to 1 ⁇ , and to set ⁇ ⁇ . 55 to 0.65 or so.
  • the sun gear si of the first planetary gear unit P1 and the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 are connected to rotate integrally with each other. Therefore, the first planetary gear unit P1 decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor generator MG and transmits it to the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2.
  • the rotational torque of the motor / generator MG amplified according to the gear ratio by the first planetary gear unit P1 is transmitted to the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2.
  • the rotational torque of the carrier cal (motor 'generator MG): the rotational torque of the ring gear rl: the rotational torque of the sun gear si ⁇ 1- ⁇ 1): 1: ⁇ 1
  • the gear ratio ⁇ 1 of the first planetary gear unit P1 is approximately 0.6
  • the rotational torque of approximately 1.5 times the rotational torque of the motor 'generator MG is the second planetary gear via the sun gear s1. It is transmitted to the sun gear s2 of the device ⁇ 2.
  • the carrier ca2 which is intermediate in the order of rotational speed, rotates integrally with the output shaft O, and the ring gear r2 becomes one side in the order of rotational speed. Rotates integrally with the input shaft I. Then, the rotation of the motor 'generator MG decelerated by the first planetary gear device P1 as described above is transmitted to the sun gear s2, which is the other side in the order of rotational speed. Therefore, the second planetary gear device P2 synthesizes the rotation of the motor 'generator MG after deceleration and the rotation of the input shaft 1 (engine E) and transmits it to the output shaft O.
  • the torque of the motor / generator MG transmitted to the sun gear s2 via the first planetary gear unit P1 and the rotation of the input shaft 1 (engine E) transmitted to the ring gear r2 These rotational torques are synthesized and transmitted to the output shaft O by being a reaction force of torque.
  • the sun gear s2 that rotates integrally with the sun gear si of the first planetary gear unit P1 has a negative rotation
  • the ring gear r2 that rotates with the engine E and the input shaft I has a positive rotation.
  • the absolute value of the rotational speed of the carrier ca2 in the middle of is decelerated relative to the absolute value of the rotational speed of the ring gear r2.
  • the second planetary gear Position P 2 decelerates the absolute value of the rotational speed of input shaft I and transmits it to output shaft O. Thereby, the rotational torque of the input shaft I is amplified and transmitted to the output shaft O.
  • the second planetary gear unit P2 is a single gear type, as shown in the lower part of FIG.
  • the gear ratio ⁇ 2 can be appropriately set in consideration of the characteristics of the engine and the motor 'generator MG, the vehicle weight, and the like.
  • the hybrid drive device ⁇ functions as an electric torque converter by operating as follows. That is, when the vehicle is started, the motor gear generator MG rotating forward is caused to generate electric power to gradually increase the rotation torque in the negative direction, whereby the sun gear s2 of the second planetary gear unit 2 rotating negatively is generated. The rotational torque in the positive direction is gradually increased to increase the reaction force, and the rotational speed of this sun gear s2 is increased (the absolute value of the rotational speed in the negative direction is decreased). From this, it is possible to gradually increase the rotational speed of the carrier ca2 of the second planetary gear set P2 connected to the output shaft O to smoothly start the vehicle. At this time, an output torque of approximately (1 + ⁇ 2) times the engine torque can be transmitted to the output shaft O.
  • the rotational torque of the motor 'gear generator MG amplified by the first planetary gear device P1 is a reaction force, so the output torque is relatively small, and the motor / gear generator MG is used. However, sufficient reaction torque can be obtained. Note that the upward or downward arrows shown beside each rotary element in FIG. 7 indicate the direction of the rotational torque of each rotary element at the time of such start.
  • the input side of the first clutch C1 is If the rotational speeds of the rotating member and the output side rotating member are the same, Synchronous switching to engage the latch CI is configured to be possible.
  • the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 which rotates integrally with the input shaft 1 (engine E) with the second clutch C2 engaged, and a motor
  • the carrier cal of the first planetary gear device P1 that rotates integrally with the generator MG corresponds to the input-side rotating member and the output-side rotating member of the first clutch C1.
  • the rotational torque in the negative direction of the motor 'generator MG is further increased gradually from the state shown in FIG. 7 to decrease the rotational speed, whereby the first forward speed in the speed diagram of FIG. As indicated by a straight line representing the state of the stages, it is possible to make the rotational speed of the motor 'generator MG coincident with the rotational speed of the input shaft I.
  • the rotational speed of the ring gear r2 of the second planetary gear unit P2 and the rotational speed of the carrier cal of the first planetary gear unit P1 serving as the input side rotational member and the output side rotational member of the first clutch C1 Therefore, the first clutch C1 can be engaged without generating an impact or the like.
  • the parallel mode is a mode capable of traveling by transmitting both of the rotational torque of the input shaft 1 (engine E) and the rotational torque of the motor's generator MG to the output shaft O.
  • the parallel mode in addition to a plurality of gear stages configured in a state in which input shaft I and motor generator MG are directly connected, the absolute value of the rotational speed of input shaft I Is transmitted to the output shaft O, and an accelerated gear is provided to decelerate the absolute value of the rotational speed of the motor 'generator MG and transmit it to the output shaft O! /.
  • this hybrid drive unit H has an input shaft I and a motor
  • the third forward gear as a direct coupling stage that transmits the rotational speed to the output shaft O at the same speed, and the absolute value of the rotational speed of the input shaft I are transmitted to the output shaft O at an accelerated speed.
  • It has the fourth forward speed as a step-up gear to reduce the absolute value of the rotational speed and transmit it to the output shaft O.
  • the first forward speed can be switched between the electric torque converter mode and the second forward speed and the third forward speed in the parallel mode. That is, the first forward speed is realized by engaging the first clutch C1 from the electric torque converter mode. As described above, this switching from the electric torque comparator mode to the first forward gear can be performed by synchronous switching.
  • the first forward speed is realized by disengaging the second forward speed second brake B2 and engaging the first brake B1.
  • the first forward speed is realized by disengaging the third clutch C3 from the third forward speed and engaging the first brake B1.
  • the nominal mode can be switched to and from the electric drive mode. Then, by releasing the engagement of the first forward gear force second clutch C2 in the parallel mode, the first forward gear in the electric travel mode is realized.
  • the ring gear r2 of the second planetary gear unit P2 is engaged by engaging the first clutch C1 and the second clutch C2.
  • the input shaft I (engine E) and the motor 'generator MG are directly connected to each other, and they rotate together.
  • the absolute value of the rotational speed of the ring gear r2 of the second planetary gear set P2 is reduced and transmitted to the carrier ca2 of the second planetary gear set P2, Output from output axis O.
  • the speed change ratio of the first forward speed is set to be largest.
  • the first clutch Cl, the second clutch C2, and the second brake B2 are engaged.
  • this second forward gear is in parallel mode.
  • the first forward gear, the third forward gear, and the fourth forward gear can be switched. That is, the second forward speed is realized by disengaging the first brake B1 and engaging the second brake B2. Further, the second forward speed is realized by disengaging the third clutch C3 from the third forward speed and engaging the second brake B2. Further, the second forward speed is realized by disengaging the third clutch C3 in the fourth forward speed gear and engaging the second clutch C2. In addition, it is possible to switch between the electrical mode and the electric mode.
  • the second forward gear in parallel mode is also disengaged from the second clutch C2, whereby the second forward gear in the electric travel mode is realized.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged as in the first forward speed, so that The input shaft 1 (engine E) and the motor 'generator MG are directly coupled to the ring gear r2 of the two-planet gear unit P2, and they are in a state of being integrally rotated.
  • the second brake B2 is engaged, the absolute value of the rotational speed of the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 is reduced and transmitted to the carrier ca2 of the second planetary gear device P2, Output from output axis O.
  • the gear ratio of the second forward gear is set to be smaller than the gear ratio of the first forward gear.
  • the third forward gear can be switched among the first forward gear, the second forward gear and the fourth forward gear in the parallel mode. That is, the third forward speed is realized by disengaging the first brake B1 and engaging the third clutch C3. Further, the third forward speed is realized by disengaging the second brake second power B2 and engaging the third clutch C3. Further, the third forward speed is realized by disengaging the second brake B2 and engaging the second clutch C2. Note that although the Nolare mode can be switched between the electric travel mode, in this example, it is not possible to switch to the electric travel mode directly from the third forward gear in this parallel mode.
  • the drive device H is configured such that the gear ratio of the transmission ratio force can not be realized when the input shaft 1 (engine E) is separated. Therefore, when switching from the third forward gear in the parallel mode to the electric travel mode, the second forward gear in the parallel mode or the fourth forward gear is selected. After switching, control is performed to switch to the electric travel mode. This control process will be described in detail using a flowchart in "16. Special Control Process" later.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged as in the first forward speed, so that The input shaft 1 (engine E) and the motor 'generator MG are directly coupled to the ring gear r2 of the two-planet gear unit P2, and they are in a state of being integrally rotated. Furthermore, when the third clutch C3 is engaged, the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 are directly connected so that the whole is integrally rotated, and the input shaft I and the motor 'generator MG The rotational speed is transmitted to the output shaft O with the same speed and output. Therefore, the gear ratio of this third forward gear is 1.
  • the fourth forward gear can be switched between the second forward gear in the nolarel mode and the third forward gear. That is, the fourth forward speed is realized by disengaging the second clutch C2 and engaging the third clutch C3. Further, the fourth forward speed is realized by disengaging the third forward power second clutch C2 and engaging the second brake B2.
  • the Nolarel mode can be switched to and from the electric travel mode. Then, by releasing the engagement of the fourth forward gear third clutch C3 in the parallel mode, the second forward gear in the electric travel mode is realized.
  • the first clutch C1 is engaged, whereby the motor 'generator MG is engaged with the ring gear r2 of the second planetary gear device P2. It is connected directly and will be in a state of rotating together.
  • the third clutch C3 and the second brake B2 are engaged, the absolute value of the rotational speed of the input shaft 1 (engine E) is accelerated via the sun gear si of the first planetary gear unit P1. Then, it is transmitted to the carrier cal of the first planetary gear unit P1, and is transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear unit P2 via the first clutch C1 with the rotation of the motor 'generator MG.
  • the absolute value of the rotational speed of the ring gear r2 of the second planetary gear set P2 is decelerated, transmitted to the carrier ca2 of the second planetary gear set P2, and the output shaft O force is output.
  • the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P1 are arranged such that the absolute value of the rotational speed of the input shaft I is increased and transmitted to the carrier ca2 of the second planetary gear set P2.
  • the gear ratio of gear unit P2 is set. Therefore, the gear ratio of this fourth forward gear is less than one.
  • the input shaft 1 (engine E) is also separated from the output shaft O, and the rotation of the motor generator MG can be transmitted to the output shaft O for traveling.
  • the hybrid drive device H decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor 'generator MG and transmits it to the output shaft O in the plurality of shift speeds.
  • the input shaft I is disengaged from the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 by disengaging the second clutch C2.
  • it is the same as the first forward gear and the second forward gear in the parallel mode.
  • the first forward speed in the electric travel mode is realized by disengaging the second clutch C2 also in the first forward speed in the parallel mode.
  • the second forward gear is disengaged from the second forward gear second clutch C2 in the nolarel mode, or disengaged from the fourth forward gear fourth clutch C3 in the parallel mode. It is realized by Further, by engaging one of the first brake B1 and the second brake B2, it is possible to switch between the first forward gear and the second forward gear in the electric travel mode.
  • FIG. 9 is a flowchart showing this control process.
  • this control process generally, when switching to the forward third gear in parallel mode, the electric travel mode is maintained in the parallel mode according to the predetermined conditions, and in this case, another gear, here, second gear or fourth gear. It is a control process to switch to the electric travel mode after switching to the stage. This control processing is performed by making a determination based on information from each part of the control device ECU power and outputting a command signal to each part of the hybrid drive device H such as the hydraulic control device 13 and the like. The details will be described below.
  • the control unit ECU is configured such that the current state of the hybrid drive unit H is in the parallel mode. It is judged whether it is the forward third gear (step # 01). If the current state is the third forward gear in the Nolarel mode, (Step # 01: No), the process ends because there is no need to perform this control process. Then, if the current state is the third forward gear in the parallel mode (step # 01: Yes), then the control unit ECU determines whether the engine stop condition is satisfied by the engine stop condition judging means 41 or not. Decide (step # 02). When the engine stop condition is satisfied (step # 02: Yes), the control unit ECU then determines whether or not the vehicle speed detected by the vehicle speed detection unit 35 is equal to or greater than a predetermined value. (Step # 03).
  • the predetermined value serving as the determination reference may be, for example, a vehicle speed intermediate between the vehicle speed normally handled by the second forward gear in parallel mode and the vehicle speed normally handled by the fourth forward gear.
  • step # 03: Yes the control unit ECU operates the hydraulic control unit 13 by the switching control means 36 to set the hybrid drive unit H in the non-releasing mode. Forward Shift up to 4th gear (Step # 04). After that, the control unit ECU operates the hydraulic control unit 13 by the switching control means 36 to release the engagement of the third clutch C3 (step # 05). Thus, the hybrid drive device H is switched to the second forward gear in the electric travel mode.
  • step # 03: No when the vehicle speed is less than the predetermined value, the control device ECU operates the hydraulic control device 13 by the switching control means 36 to move the obstacle drive device H forward in parallel mode 2 Shift down to fast gear (step # 06).
  • control unit ECU operates the hydraulic control unit 13 by the switching control means 36 to release the engagement of the second clutch C2 (step # 07).
  • the hybrid drive unit H is switched to the second forward gear in the electric travel mode.
  • control unit ECU causes the engine control means 31 to stop the engine E (step # 08). The process ends here.
  • step # 09 the control unit ECU determines whether the required driving force is less than zero, that is, whether there is a deceleration request (step # 09).
  • the determination as to whether or not the required driving force is less than zero may be made by the required driving force detection means 40, for example, in a state where the accelerator pedal of the vehicle is not operated and / or a state in which the brake pedal is operated. It can be done based on follows If the required driving force is equal to or greater than zero (step # 09: No), no deceleration is necessary, and it is sufficient to drive at the forward third gear in the parallel mode, so the process ends. Do.
  • step # 09: Yes the controller ECU determines that the charge amount of the battery 11 is equal to or more than the predetermined value by the battery condition detection means 33. Determine if it is a force (step # 10).
  • the battery charge amount serving as the determination reference is set to, for example, the charge amount when the battery 11 hardly needs to be charged, that is, set near the upper limit value of the charge amount in the usage range of the battery 11. It is suitable.
  • the control unit ECU stops the engine E by the engine control means 31 while maintaining the third forward gear in parallel mode. Stop (Step # 08).
  • step # 10 the process proceeds to step # 03, and upshift or downshift is performed according to the vehicle speed.
  • step # 08 The output shaft O power is also disconnected, and the engine E is stopped (step # 08).
  • the hybrid drive unit H according to the present embodiment has a configuration similar to that of the hybrid drive unit H according to the first embodiment, but has a configuration in which the parallel mode and the electric travel mode are further multi-tiered. It has 7 gear stages including reverse gear in mode and 3 gear stages in electric drive mode.
  • the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the hybrid according to the present embodiment The system configuration of the driving device H is the same as that shown in FIG. 2, so that the explanation thereof is omitted. Further, the other configurations are the same as those of the first embodiment in the points which are not particularly described.
  • FIG. 10 is a skeleton diagram showing a configuration of a hybrid drive device H according to the present embodiment.
  • this hybrid drive device H also has an input shaft I connected to the engine E and an output shaft O connected to the wheels W (see FIG. 2), as in the first embodiment.
  • these structures are stored in case Ds as a non-rotating member fixed to a vehicle body.
  • the drive device H according to this embodiment is the same as the first embodiment in the configuration of the first planetary gear unit P1, the second planetary gear unit P2 has four rotating elements. It has a configuration, which is different from the first embodiment. In addition, the number of frictional engagement elements is also larger than that in the first embodiment.
  • the second planetary gear set P2 is formed of a Ravley type planetary gear set disposed coaxially with the input shaft I.
  • the second planetary gear unit P2 is a long pinion gear that engages with both the first sun gear s2 and the second sun gear s3, the ring gear r2, and both the first sun gear s2 and the ring gear r2.
  • It has a common carrier ca2 that supports a short gear and a short gear engaged with the second sun gear s3 as a rotation element.
  • the ring gear r2 is connected to rotate integrally with the output shaft O.
  • the first sun gear s2 is connected to rotate integrally with the sun gear si of the first planetary gear device P1.
  • sun gears si and s2 are selectively fixed to the case Ds via the second brake B2.
  • the second sun gear s3 is selectively connected to the carrier cal of the first planetary gear device P1 via the first clutch C1, and selectively connected to the input shaft I via the second clutch C2. . That is, in the second sun gear s3, the rotation of the input shaft I is selectively transmitted by the second clutch C2, and the rotation of the motor generator MG is selectively transmitted by the first clutch C1.
  • the carrier ca2 is selectively fixed to the case Ds via the third brake B3 and selectively to the input shaft I via the fourth clutch C4.
  • the second sun gear s3, the ring gear r2, and the first sun gear s2 are respectively the “first rotating element (1)” and the “second rotating element (2)” of the second planetary gear device P2 in the present invention. And the third rotating element (3). Further, the carrier ca2 corresponds to the "intermediate rotating element (m)" of the second planetary gear device P2 in the present invention.
  • the fourth clutch C 4 and the third brake B 3 are, like the friction engagement elements according to the first embodiment, a multi-plate type operated by the hydraulic pressure supplied via the hydraulic control device 13.
  • a clutch or multi-disc brake can be used.
  • FIG. 11 is an operation table showing the operating states of the respective friction engagement elements Cl, C2, C3, C4, Bl, B2, B3 in one or more gear stages provided with a plurality of operation modes and each operation mode.
  • FIGS. 12 and 13 correspond to FIGS. 7 and 8 regarding the first embodiment, respectively. That is, these figures show velocity diagrams of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, FIG. 12 is a velocity diagram in the electric torque converter mode, and FIG. 13 is a parallel mode. Shows a velocity diagram for Note that “1st”, “2nd”, and “3rd” in FIG.
  • each of the plurality of vertical lines arranged in parallel corresponds to the respective rotating elements of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2. doing. That is, “cal”, “rl” and “sl” described on the upper side of each vertical line correspond to the carrier cal, ring gear rl and sun gear si of the first planetary gear unit P1, respectively, “s3” and “r2”.
  • the “ca2” and “s2” correspond to the second sun gear s3, the ring gear r2, the carrier ca2 and the first sun gear s2 of the second planetary gear unit P2, respectively.
  • a straight line L1 indicates the operating state of the first planetary gear device P1
  • a straight line L2 indicates the operating state of the second planetary gear device P2.
  • each straight line indicates the operating state of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2 at each shift speed.
  • “1st,” “2nd,” and “3rd” indicate the first forward gear, the second forward gear, and the third forward gear in the parallel mode and the electric travel mode, respectively. Each is shown. Also, “4th,”"5th,” “6th,” and “REV” are the fourth forward gear in parallel mode, the fifth forward gear, and the front. The sixth gear and the reverse gear are shown respectively.
  • the hybrid drive device H includes an "electric torque converter mode", a "parallel mode”, and an "electric travel” using one motor generator / generator MG. It is the same as the first embodiment in that the three operation modes of “mode” are configured to be switchable. On the other hand, the hybrid drive system H has more gear stages than the first embodiment, and specifically, in the parallel mode, has seven gear stages including reverse gear, The electric travel mode has three gear stages.
  • the operating state of the hybrid drive device H in each operating mode will be described in detail.
  • the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged.
  • the ring gear rl of the first planetary gear device P1 is fixed to the case Ds, and the second sun gear s3 of the second planetary gear device P2 is connected to rotate integrally with the input shaft I.
  • ring gear r 2 which is the second in order of rotational speed, rotates integrally with output shaft O, and the first in rotational speed order.
  • the second sun gear s3 that rotates with the input shaft I rotates integrally.
  • the rotation of the motor 'generator MG decelerated by the first planetary gear device P1 is transmitted to the fourth first sun gear s2 in the order of rotational speed.
  • the third carrier ca2 in the order of rotational speed is in a freely rotatable state.
  • “order of rotational speed” is basically the order from high speed side to low speed side, and in reverse mode in parallel mode, the order is from low speed side to high speed side.
  • the second planetary gear unit P2 The rotation of generator generator MG and the rotation of input shaft 1 (engine E) are synthesized and transmitted to output shaft O. That is, in the second planetary gear device P2, the rotational torque force of the motor 'generator MG transmitted to the first sun gear s2 via the first planetary gear device P1 is transmitted to the second sun gear s3. These rotational torques are synthesized and transmitted to the output shaft O by being a reaction force of the rotational torque of.
  • the second sun gear unit P2 decelerates the absolute value of the rotational speed of the input shaft I and transmits it to the output shaft O. Thereby, the rotational torque of the input shaft I is amplified and transmitted to the output shaft O.
  • the hybrid drive device H functions as an electric torque converter by operating in the same manner as in the first embodiment.
  • the hybrid drive device H operates in the same manner as in the first embodiment to allow the input side of the first clutch C1 to switch the mode from the electric torque converter mode to the first forward gear in the parallel mode. Synchronous switching is possible, in which the first clutch C1 is engaged in the state where the rotational speeds of the rotary member and the output side rotary member are the same.
  • hybrid drive device H in the parallel mode, is configured as the first gear, the second gear, and the second gear as the reduction gear that is configured by connecting input shaft I and motor 'generator MG directly.
  • the third gear stage is also configured by connecting the input shaft I and the motor generator / generator MG directly, and the fourth forward gear as a direct coupling stage that transmits the rotational speed of the input shaft I to the output shaft O at the same speed. It accelerates the absolute value of the rotational speed of the input shaft I and transmits it to the output shaft O, and decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor generator MG and transmits it to the output shaft O It has five forward speeds, and six forward speeds, and a reverse speed.
  • the operating state of the hybrid drive system H in each gear will be described.
  • the first clutch Cl, the second clutch C2, and the first brake B1 are engaged in the first forward speed.
  • the second planetary gear is engaged by engaging the first clutch C1 and the second clutch C2.
  • the input shaft I (engine E) and the motor 'generator MG are directly coupled to the second sun gear s3 of the vehicle device P2, and they are in an integrally rotated state.
  • the absolute value of the rotational speed of the second sun gear s3 of the second planetary gear set P2 is reduced and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2, Output from output axis O.
  • the gear ratio of the first forward gear is set to be the largest among the plurality of gear stages in the non-zero mode.
  • the gear ratio of this fourth forward gear is 1.
  • the hybrid drive system H according to the present embodiment also has a configuration that can not realize the shift ratio of the transmission ratio force with the input shaft 1 (engine E) separated as in the first embodiment.
  • the fourth forward gear in parallel mode can not be directly switched to electric travel mode. Therefore, as in the control process described in “1-6. Special control process” according to the first embodiment, when switching from the fourth forward speed in the parallel mode to the electric travel mode, the forward mode in the parallel mode After switching to 3rd gear or 5 forward gears, control to switch to electric travel mode is performed.
  • the motor 'generator MG is engaged with the second sun gear s3 of the second planetary gear device P2 by engaging the first clutch C1. It will be in a state where it is directly connected and rotates integrally.
  • the third clutch C3 and the second brake B2 are engaged, the absolute value of the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the carrier cal of the first planetary gear device P1. The torque is transmitted to the second sun gear s3 of the second planetary gear unit P2 via the first clutch C1 with the rotation of the motor generator MG.
  • the absolute value of the rotational speed of the second sun gear s3 of the second planetary gear set P2 is decelerated and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2, and the output shaft O force is output.
  • the gear ratio of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 is set so that the absolute value of the rotational speed of the input shaft I is accelerated and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear unit P2. Is set. Therefore, the gear ratio of the fifth forward gear is less than one.
  • the first clutch Cl As shown in FIG. 11, in the sixth forward speed, the first clutch Cl, the third clutch C3, and the third brake B3 are engaged. Then, as shown in FIGS. 10 and 13, in the sixth forward speed, the first clutch C1 is engaged, whereby the motor 'generator MG is engaged with the second sun gear s3 of the second planetary gear device P2. It will be in a state where it is directly connected and rotates integrally.
  • the gear ratio of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 is set so that the absolute value of the rotational speed of the input shaft I is increased and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear unit P2. Is set. Also, the gear ratio of the sixth forward gear is set to be smaller than the gear ratio of the fifth forward gear !.
  • the drive device H decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor's generator MG and transmits it to the output shaft O as the first forward gear as the reduction gear. , 2nd gear forward, and 3rd gear forward.
  • the input shaft I is moved to the second planetary gear unit by disengaging the second clutch C2. It is the same as the first forward gear, the second forward gear and the third forward gear in the parallel mode except that the second sun gear s3 force of P2 is separated.
  • FIGS. 14 to 16 show an example in which the first planetary gear set P1 has three rotating elements, and the second planetary gear set P2 has four rotating elements, as shown in FIG.
  • FIG. 19 shows an example in which the first planetary gear device P1 has four rotating elements and the second planetary gear device P2 has three rotating elements.
  • the following points are common. That is, in the first planetary gear unit P1, the motor 'generator MG is connected to the first rotating element (1), the second rotating element (2) is fixed to the case Ds by the brake, and in that state the third rotating element
  • the gear ratio is set such that the absolute value of the rotational speed of 3) is decelerated with respect to the absolute value of the rotational speed of the first rotating element (1).
  • the input shaft I is connected to the first rotating element (1)
  • the output shaft O is connected to the second rotating element (2)
  • the first rotating element (3) is connected to the first
  • the third rotating element (3) of the planetary gear set P1 is connected!
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to the respective rotating elements in these velocity diagrams is determined by the setting of the gear ratios of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2.
  • various configurations capable of realizing the number of rotating elements required in each example can be applied. .
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each rotating element is the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P1 from the high speed side of the rotational speed to the low speed side (right side to left side in the drawing).
  • a longitudinal line corresponding to the first rotating element (1) of the planetary gear set P2, a vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear set P2, an intermediate rotating element of the second planetary gear set P2 a vertical line corresponding to m), a vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the first planetary gear unit P1, a third rotating element (3) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 The order of the vertical lines corresponding to
  • the arrangement of vertical lines corresponding to each rotation element is from the high speed side to the low speed side (right side to left side in the figure) of the rotational speed.
  • the order of the vertical lines corresponds to the third rotation element (3) of. Therefore, in the example shown in FIG.
  • the “al”, “bl”, and “cl”, which are described above the vertical lines of the velocity diagram shown in FIG. 15 and are arranged in the order of the rotational speed, are respectively the first planetary gear unit PI
  • “A2”, “B2”, “C2” and “D2” arranged at the lower part of these in the order of rotational speed are respectively the first rotation element (1) and the second rotation of the second planetary gear device P2. It corresponds to the element (2), the intermediate rotating element (m), and the third rotating element (3).
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each of the rotating elements is the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P1 from the high speed side to the low speed side (right side to left side in the drawing) of the rotational speed.
  • the vertical lines correspond to the first planetary gear unit PI and the third rotating element (3) of the second planetary gear unit P2. That is, in the example shown in FIG. 15, the position of the vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the first planetary gear device P1 and the position of the vertical line corresponding to the intermediate rotating element (m) of the second planetary gear device P2. It differs from the example shown in Figure 12 in that
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each of the rotary elements is the first planetary gear unit P1 and the first planetary gear unit P1 in the direction from the high speed side of the rotational speed to the low speed side (right A vertical line corresponding to the first rotating element (1) of the two-planet gear system P2, a vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear system P2, a second rotation point of the first planetary gear system P1 A vertical line corresponding to the element (2), a vertical line corresponding to the third rotation element (3) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, a fourth rotating element of the second planetary gear unit P2 It corresponds to the order of vertical lines corresponding to 4). That is, in the example shown in FIG. 16, the second planetary gear unit P2 is replaced by the intermediate rotating element (m), and the fourth rotating element (4) following the third rotating element (3) in the order of rotational speed It differs from the example shown in Fig. 12 in that it has the
  • the first planetary gear device P1 has an intermediate rotating element (m), which corresponds to the vertical line and the second corresponding to the second rotating element (2) of the first planetary gear device P1. It differs from the example shown in FIG. 12 in that it is disposed between the vertical line corresponding to the first rotation device P1 and the third rotation element (3) of the second rotation device P2.
  • the first planetary gear device P1 has an intermediate rotating element (m), which is the first rotating element of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2.
  • This example differs from the example shown in FIG. 12 in that it is disposed between the vertical line corresponding to (1) and the vertical line corresponding to the second rotation element (2) of the second planetary gear device P2.
  • the hybrid drive device H is a carrier cal, which is the "second rotating element (2)" of the first planetary gear device P1, and a “third rotating element (3)” of the second planetary gear device P2.
  • Carrier ca2 is connected to be integrally rotated, and ring gear rl, which is the "third rotating element (3)” of first planetary gear unit P1, is selectively fixed to case Ds by first brake B1. ing.
  • the configuration of the first embodiment that is, the “third rotating element (3) (sun gear si)” of the first planetary gear device P1 and the “third rotating element (second gear) of the second planetary gear device P2.
  • the first planetary gear device P1 is configured by a single gear type planetary gear mechanism
  • the second planetary gear device P2 is a double gear type planetary gear.
  • the first embodiment is also different from the first embodiment in that it is configured by a mechanism. With such a configuration change, the motor 'generator MG can be disposed on the engine E side, and the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2 can be disposed adjacent to each other. Is also different from the first embodiment.
  • the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the system configuration of the hybrid drive device H according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 2, and thus the explanation thereof is omitted.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment in the points that are not particularly described. 3- 1.
  • FIG. 20 is a skeleton diagram showing a configuration of a hybrid drive device H according to the present embodiment.
  • this hybrid drive device H also has an input shaft I connected to the engine E and an output shaft O connected to the wheels W (see FIG. 2), as in the first embodiment.
  • these structures are stored in case Ds as a non-rotating member fixed to a vehicle body.
  • the configurations of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2 are different from those of the first embodiment.
  • the first planetary gear unit P1 is constituted by a single gear type planetary gear mechanism coaxially arranged with the input shaft I. That is, the first planetary gear unit P1 has, as rotating elements, a carrier cal for supporting a plurality of pinion gears, and a sun gear s1 and a ring gear rl which respectively mesh with the pinion gears.
  • the sun gear si is connected to rotate integrally with the motor generator MG.
  • the carrier cal is connected to rotate integrally with the carrier ca2 of the second planetary gear device P2.
  • the carriers cal and ca2 are selectively fixed to the case Ds via the second brake B2, and selectively connected to the input shaft I via the third clutch C3.
  • the ring gear rl is selectively fixed to the case Ds via the first brake B1.
  • the sun gear si, the carrier cal, and the ring gear rl are respectively the “first rotating element (1)” and the “second rotating element (2)” of the first planetary gear device P1 in the present invention.
  • the third rotation element (3) is the “third rotation element (3)”.
  • the second planetary gear device P2 is configured of a double-on-type planetary gear mechanism coaxially arranged with the input shaft I. That is, the second planetary gear unit P2 has, as rotating elements, a carrier ca2 for supporting a plurality of sets of pinion gears, and a sun gear s2 and a ring gear r2 that respectively mesh with the pinion gears.
  • the sun gear s2 is selectively connected to the sun gear si of the first planetary gear unit P1 via the first clutch C1, and is selectively connected to the input shaft I via the second clutch C2. That is, in this sun gear s2, the rotation of the input shaft I is selectively transmitted by the second clutch C2, and the motor 'J. The rotation of the motor MG is selectively transmitted.
  • the ring gear r2 is connected to rotate integrally with the output shaft O.
  • the carrier ca2 is connected to rotate integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear device P1.
  • these carriers cal and ca2 are selectively fixed to the case Ds via the second brake B2, and selectively connected to the input shaft I via the third clutch C3.
  • the sun gear s2, the ring gear r2, and the carrier ca2 are respectively the "first rotating element (1)" and the "second rotating element (2)" of the second planetary gear device P2 in the present invention.
  • the third rotation element (3) are respectively the "first rotating element (1)" and the "second rotating element (2)" of the second planetary gear device P2 in the present invention.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the connection state of each component of the hybrid drive device H in a more simplified manner.
  • the respective rotating elements of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 are arranged laterally in the order of rotational speed and connected by broken lines, and are connected to these respective rotating elements. Components are connected by solid lines.
  • the first planetary gear unit P1 has a sun gear si, a carrier cal and a ring gear rl in the order of rotational speed.
  • the second planetary gear device P2 has a sun gear s2, a ring gear r2 and a carrier ca2 in the order of rotational speed.
  • the carrier ca1 of the first planetary gear device P1 and the carrier ca2 of the second planetary gear device P2 are connected so as to rotate integrally.
  • the sun gear si of the first planetary gear unit P1 is connected to rotate integrally with the motor 'generator MG, and is connected to the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 via the first clutch C1. It is possible to connect selectively.
  • the carrier cal of the first planetary gear device P1 and the carrier ca2 of the second planetary gear device P2 are selectively connectable to the input shaft I via the third clutch C3. And can be selectively fixed to the case Ds via the second brake B2.
  • the ring gear r1 of the first planetary gear unit P1 can be selectively fixed to the case Ds via the first brake B1.
  • the sun gear s2 of the second planetary gear device P2 is selectively connectable to the sun gear si of the first planetary gear device P1 via the first clutch C1, and an input shaft via the second clutch C2. It is possible to selectively connect to I.
  • the ring gear r2 of the second planetary gear unit P2 is connected to rotate integrally with the output shaft O !.
  • this hybrid drive unit H arranges the motor 'generator MG closer to the engine E side than the first planetary gear unit P1, as shown in FIG.
  • the first planetary gear unit PI and the second planetary gear unit P2 are disposed adjacent to each other.
  • the motor 'generator MG which generally has a larger diameter than the gear trains of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2, etc., is used as the torque of the conventional automatic transmission on the engine E side. It becomes possible to arrange in the position corresponding to a converter. Therefore, it becomes possible to set it as the hybrid drive unit H highly compatible with the conventional automatic transmission.
  • the gear trains of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 can be divided into units separated from the motor generator MG, the assemblability of the hybrid drive unit H is improved. be able to.
  • FIG. 22 is an operation table showing the operating states of the respective friction engagement elements Cl, C2, C3, Bl, B2 in a plurality of operating modes and one or more gear stages provided for each operating mode.
  • “o” indicates that each frictional engagement element is in the engaged state.
  • “not marked” indicates that each frictional engagement element is in the disengaged state.
  • FIG. 23 is a view showing the relationship between switchable operation modes and shift speeds. Note that the white arrows in this figure indicate the relationship in which synchronous switching is possible.
  • FIG. 22 is an operation table showing the operating states of the respective friction engagement elements Cl, C2, C3, Bl, B2 in a plurality of operating modes and one or more gear stages provided for each operating mode.
  • “o” indicates that each frictional engagement element is in the engaged state.
  • “not marked” indicates that each frictional engagement element is in the disengaged state.
  • FIG. 23 is a view showing the relationship between switchable operation modes and shift speeds. Note that the white arrows in this figure indicate the relationship in which
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a control map defining the relationship between the speed (vehicle speed) of the vehicle and the required driving force, and the holding ranges of the respective shift stages in the electric torque converter mode and the parallel mode. Also in this figure, the horizontal axis is the vehicle speed, and the vertical axis is the required driving force based on the driver's accelerator operation or the like.
  • FIG. 25 shows velocity diagrams of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, and FIG. 25 shows the velocity in the electric torque converter mode.
  • FIG. 26 shows a velocity diagram in the parallel mode
  • FIG. 27 shows a velocity diagram in the engine running mode. Note that "1st” and “2nd” in Fig. 26 are the same as the speed diagram in the electric travel mode.
  • the vertical axis corresponds to the rotational speed of each rotating element. That is, "0" corresponding to the vertical axis indicates that the rotational speed is zero, the upper side is positive, and the lower side is negative.
  • each of a plurality of vertical lines arranged in parallel corresponds to the respective rotating elements of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2.
  • Ru That is, “sl”, “cal” and “rl” described on the upper side of each vertical line correspond to the sun gear si, carrier cal and ring gear rl of the first planetary gear unit P1, respectively, “s2” and “r2”.
  • the “ca2” corresponds to the sun gear s2, the ring gear r2 and the carrier ca2 of the second planetary gear unit P2, respectively.
  • the distance between the vertical lines corresponding to each of the rotating elements corresponds to the gear ratio of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the straight line L1 indicates the operating state of the first planetary gear device P1
  • the straight line L2 indicates the operating state of the second planetary gear device P2.
  • each straight line indicates the operating state of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 at each shift speed.
  • ⁇ is the rotational speed of motor 'generator MG
  • ⁇ is the rotational speed of input shaft 1 (engine E)
  • ⁇ is the rotational speed of output shaft O
  • X indicates brakes respectively.
  • “1st” indicates the first forward speed of the parallel mode, the electric travel mode, and the engine travel mode.
  • “2nd” indicates the second forward gear in parallel mode and electric travel mode.
  • “3rd” and “4th” indicate the forward 3rd gear and parallel 4th gear in parallel mode respectively.
  • the hybrid drive device H has three operation modes of “electric torque converter mode”, “parallel mode”, and “electric travel mode”, and Furthermore, it has an “engine travel mode” that can be driven only by the driving force of the engine E without using the motor 'generator MG, and a total of four operation modes can be switched. Further, the hybrid drive system H has four gear stages in the parallel mode and has two gear stages in the electric travel mode. Then, the operation mode and switching of the shift speed in each operation mode are controlled by the hydraulic control device 13 according to the control command from the switching control means 36 of the control device ECU to control the respective friction engagement elements C1, C2, C3. , Bl, B2 by engaging or disengaging.
  • the switching control means 36 outputs a control command to the hydraulic control device 13 in accordance with the operation mode and the selection result of the shift speed performed by the mode 'shift speed selection means 37 in accordance with the control map shown in FIG.
  • the control device ECU also controls the rotational speed and rotational torque of the motor 'generator MG, and controls the rotational speed and rotational torque of the engine E, and the like.
  • the mode 'gear selection means 37 operates according to the control map shown in FIG. 24 according to the vehicle speed detection means 35 and the required driving force detection means 40 and the operation mode defined according to the required vehicle speed and the required driving force. Select a gear.
  • the mode 'gear selection means 37 selects the electric torque converter mode during start acceleration of the vehicle or when the vehicle speed is very low. In the other states, the mode 'gear selection means 37 selects each gear in the parallel mode or the electric travel mode in accordance with the vehicle speed, the required driving force, and the like. The electric travel mode is selected when the engine stop condition determination means 41 determines that the engine stop condition is satisfied. Further, the engine travel mode is selected when conditions such as a small amount of battery charge are satisfied during start acceleration in the electric torque converter mode.
  • the operation state of the hybrid drive device H in each operation mode will be described in detail.
  • the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged.
  • the ring gear rl of the first planetary gear unit P1 is fixed to the case Ds, and the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 is connected to rotate integrally with the input shaft I.
  • the first planetary gear unit P1 sets the rotational speed of the ring gear rl on the other side to the sun gear si on the other side in order of the rotational speed to zero. Become. Therefore, the absolute value of the rotational speed of the sun gear s 1 connected to rotate integrally with the motor 'generator MG is decelerated and transmitted to the carrier ca 1 which is intermediate in the order of the rotational speed.
  • the carrier cal since the motor 'generator MG rotates in the negative direction (rotational speed is negative) as opposed to the input shaft 1 (engine E), the carrier cal also rotates in the negative direction.
  • the carrier cal of the first planetary gear device P1 and the carrier ca2 of the second planetary gear device P2 are connected so as to rotate integrally. Therefore, the first planetary gear unit P1 decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor gear MG and transmits it to the carrier ca2 of the second planetary gear unit P2. As a result, the rotational torque of the motor generator / generator MG amplified according to the gear ratio by the first planetary gear device P1 is transmitted to the carrier ca2 of the second planetary gear device P2.
  • the first planetary gear unit P1 is a single gear type. Then, as shown in the lower part of FIG.
  • the gear ratio ⁇ 1 can be appropriately set in consideration of the characteristics of the motor 'generator MG, the weight of the vehicle, and the like.
  • the ring gear r2 which is intermediate in the order of rotational speed, rotates integrally with the output shaft, and the sun gear s 2 which is one side in the order of rotational speed. Rotates integrally with the input shaft I. Then, the rotation of the motor 'generator MG decelerated by the first planetary gear device P1 as described above is transmitted to the carrier ca2, which is the other side in the order of rotational speed. Therefore, the second planetary gear device P2 synthesizes the rotation of the motor 'generator MG after deceleration and the rotation of the input shaft 1 (engine E) and transmits it to the output shaft O.
  • These rotational torques are synthesized and transmitted to the output shaft O by being a reaction force of.
  • the carrier ca2 integrally rotating with the carrier cal of the first planetary gear device P1 has a negative rotation
  • the sun gear s2 integrally rotating with the engine E and the input shaft I has a positive rotation.
  • the absolute value of the rotational speed of the ring gear r2 in the middle is decelerated with respect to the absolute value of the rotational speed of the sun gear s2.
  • the second planetary gear unit P 2 decelerates the absolute value of the rotational speed of the input shaft I and transmits it to the output shaft O. Thereby, the rotational torque of the input shaft I is amplified and transmitted to the output shaft O.
  • the second planetary gear set P2 is a double be-on type, as shown in the lower part of FIG.
  • gear ratio ⁇ 2 is about 0.5
  • the rotational torque of input shaft 1 (engine E) is shared by the carrier ca2 (rotational torque of amplified motor 'generator MG) sharing about half of the rotational torque of the rotational gear s2 (input shaft I).
  • the rotational torque about twice that of is transmitted to the output shaft O.
  • the gear ratio 2 can be set appropriately in consideration of the characteristics of the engine E and the motor / generator MG, the vehicle weight, and the like.
  • the hybrid drive device H functions as an electric torque converter by operating as follows. That is, at the time of start of the vehicle, the motor ca generator MG rotating in the negative direction generates electric power to gradually increase the rotational torque in the positive direction, whereby the carrier ca2 of the second planetary gear device P2 rotating in the negative direction. The rotational torque in the positive direction is gradually increased to increase the reaction force, and the rotational speed of the carrier ca2 is increased (the absolute value of the rotational speed in the negative direction is decreased). From this, the rotation speed of the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 connected to the output shaft O can be gradually increased to smoothly start the vehicle. At this time, an output torque of approximately ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 2) times the engine torque can be transmitted to the output shaft O.
  • the rotational torque of the motor 'gear generator MG amplified by the first planetary gear device P1 is a reaction force, so the output torque is relatively small, and the motor / gear generator MG is used. However, sufficient reaction torque can be obtained. Note that the upward or downward arrows shown beside each of the rotary elements in FIG. 25 indicate the direction of the rotational torque of each of the rotary elements at the time of such start.
  • the input drive rotating member of the first clutch C1 Synchronous switching is possible in which the first clutch C1 is engaged while the rotational speed of the output side rotation member is the same.
  • the second brake is used with the rotational speed of the rotation-side member of the second brake 2 being zero, even when the mode is switched to the first forward speed in the engine travel mode. Engage the hook 2 Synchronized switching is possible. Specifically, as shown in FIG.
  • a sun gear s2 of the second planetary gear device 2 that rotates integrally with the input shaft I (the engine ⁇ ) in the engaged state of the second clutch C2;
  • the first planetary gear device P1 rotates integrally with the motor generator MG, and the sun gear si of the first clutch C1 is connected to the input-side rotating member and the output-side rotating member of the first clutch C1. It corresponds to Further, carriers cal and ca2 of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2 which are integrally rotated correspond to the rotation side members of the second brake B2.
  • the motor 'generator MG is further pushed back without engaging the second brake B2 to increase the rotational torque in the forward direction.
  • the rotational speed of the motor generator MG and the rotational speed of the input shaft I coincide with each other as shown by the straight line representing the state of the second forward gear in the speed diagram in FIG. can do.
  • the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 and the rotational speed of the sun gear si of the first planetary gear unit P1 serving as the input side rotational member and the output side rotational member of the first clutch C1 Therefore, the first clutch C1 can be engaged without generating an impact or the like.
  • synchronous switching can be performed to shift to the parallel mode in a state where the rotational torque in the positive direction is generated by the motor 'generator MG. That is, according to this configuration, the direction of the rotational torque of the motor 'generator MG does not change when the electric torque converter mode force is also switched to the parallel mode. Therefore, the gear by the change in the meshing direction of the gears of the first planetary gear unit P1 Sounds can be prevented, and silent and smooth synchronous switching can be performed.
  • both the synchronous switching by engaging these second brakes B2 and the synchronous switching by engaging the first clutch C1 are the motor 'generator MG when running in the electric torque converter mode. This is realized in the process of increasing the rotational speed of the output shaft O by increasing the rotational speed of the That is, according to the present embodiment, during start-up acceleration of the vehicle, first, synchronous switching from the electric torque converter mode to the first forward speed of the engine travel mode is possible, and further mode switching is not performed here. When accelerated, synchronous switching from the electric torque converter mode to the second forward gear in parallel mode is possible. And, in any of these mode switching, smooth switching can be performed without generating an impact associated with the engagement of the engagement element.
  • the engine travel mode is a mode in which travel can be performed only by the driving force of the engine E without using the motor 'generator MG.
  • the gear drive H has only the first forward gear in the engine travel mode.
  • the second clutch C2, the first brake B1 and the second brake B2 are engaged.
  • the first forward speed of this engine travel mode can be switched between the first forward speed of electric torque converter mode and the first forward speed of parallel mode. That is, the first forward speed in the engine travel mode is realized by engaging the electric torque converter mode force second brake B2. As described above, this electric torque converter mode force can be switched to the first forward speed by synchronous switching.
  • the first forward speed in the engine running mode is realized by disengaging the first forward clutch force C1 in parallel mode and engaging the first brake B1.
  • the absolute value of the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear train P2 to which the input shaft I is connected is decelerated, transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear train P2, and output from the output shaft O.
  • the respective shift stages in the parallel mode of the hybrid drive system H according to the present embodiment have substantially the same configuration as that of the first embodiment. That is, in the parallel mode, the hybrid drive system H is configured such that the input shaft I and the motor 'generator MG are directly connected to each other, as the first gear and the second gear as the reduction gear.
  • the motor's motor generator MG are directly connected, and the third forward gear as the direct connection stage that transmits the rotational speed of the input shaft I to the output shaft O at the same speed, and the absolute value of the rotational speed of the input shaft I Is transmitted to the output shaft O, and there is also a fourth forward gear as an accelerated gear to reduce the absolute value of the rotational speed of the motor 'generator MG and transmit it to the output shaft O.
  • the operating state of the hybrid drive system H at each gear will be described.
  • the first forward speed in the parallel mode can be switched between the first forward speed in the engine travel mode and the second forward speed and the third forward speed in the parallel mode. That is, the first forward gear in the Norel mode is realized by disengaging the first brake B1 in the engine travel mode and engaging the first clutch C1. Also, the first forward gear in the Norel mode is realized by disengaging the first brake B2 and engaging the second brake B2 in the Norel mode. Further, the first forward speed in the Norel mode is realized by disengaging the third clutch C3 from the third forward speed and engaging the second brake B2.
  • the parallel mode can also be switched between the electric travel mode. Then, by releasing the engagement of the first clutch forward second clutch force C2 in the nominal mode, the electric travel mode is established. First forward gear is realized.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, whereby the second planetary gear unit is engaged.
  • the input shaft 1 (engine E) and the motor 'generator MG are directly connected to the P2 sun gear s2, and they rotate together.
  • the second brake B2 is engaged, the absolute value of the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear device P2 is decelerated and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear device P2 for output.
  • Output from axis O The gear ratio of the first forward gear is set to be the largest among the plurality of gear stages in the Nolarel mode. Also, this transmission gear ratio is the same as the first forward gear in the engine travel mode.
  • the second forward gear in the Norel mode in the second forward gear in the Norel mode, the first clutch Cl, the second clutch C2, and the first brake B1 are engaged.
  • the second forward gear can be switched between the electric torque converter mode and the first forward gear, the third forward gear and the fourth forward gear in the parallel mode. That is, the second forward gear in the Nolarel mode is realized by engaging the first clutch C1 from the electric torque converter mode. Further, the second forward gear in the Nolarel mode is realized by disengaging the second brake B2 from the first gear in the Nolarel mode and engaging the first brake B1. Further, the second forward gear in the norel mode is realized by disengaging the third clutch C3 and engaging the first brake B1.
  • the second forward speed in the norel mode is realized by disengaging the third clutch C3 in the fourth forward speed gear and engaging the second clutch C2.
  • the second forward gear in parallel mode is also disengaged from the second clutch C2, whereby the second forward gear in the electric travel mode is realized.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged as in the first forward speed.
  • the input shaft 1 (engine E) and the motor 'generator MG are directly coupled to the sun gear s2 of the second gear device P2, and they rotate together.
  • the first brake B1 When the first brake B1 is engaged, the absolute value of the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear set P2 is reduced and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2, and the output shaft Output from O.
  • This The gear ratio of the second gear in the forward mode is set to be smaller than the gear ratio of the first gear in the norel mode.
  • the third forward gear can be switched among the first forward gear, the second forward gear and the fourth forward gear in the non-zero mode. That is, the third forward gear is realized by disengaging the first brake stage second force B2 in the Nolarel mode and engaging the third clutch C3. Further, the third forward gear is realized by disengaging the first brake B1 in the parallel mode and the first brake B1 and engaging the third clutch C3. Further, the third forward speed is realized by disengaging the first brake B1 from the first forward gear and engaging the second clutch C2.
  • the Norel mode can be switched between the electric travel mode, in the present embodiment as well as in the first embodiment, the electric power is directly transmitted from the third forward gear in the parallel mode. It is not possible to switch to driving mode. Therefore, when switching to the electric travel mode also in the third forward gear in the Nolarel mode, control is performed to switch to the electric travel mode after switching to the second forward speed or the fourth forward speed in the parallel mode.
  • the control process at this time can be performed in the same manner as described in “16. Special control process” according to the first embodiment.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged as in the first forward speed in the parallel mode.
  • the input shaft 1 (engine E) and the motor 'generator MG are directly coupled to the sun gear s2 of the second gear device P2, and they rotate together.
  • the third clutch C3 is engaged, the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 are directly connected so that the whole is integrally rotated, and the rotation of the input shaft I and the motor generator MG The speed is transmitted to the output shaft O with the same speed and output. Therefore, the gear ratio of this third forward gear is 1.
  • the fourth forward gear can be switched between the second forward gear and the third forward gear in the Nolarel mode. That is, the fourth forward speed disengages the second forward speed second clutch C2 and engages the third clutch C3. It is realized by Further, the fourth forward speed is realized by disengaging the third forward power second clutch C2 and engaging the first brake B1.
  • the parallel mode can also be switched between the electric travel mode. Then, by releasing the engagement of the fourth forward speed third gear C3 in the parallel mode, the second forward speed in the electric travel mode is realized.
  • the first clutch C1 is engaged, whereby the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 is motor generator MG Are directly connected and rotate together.
  • the third clutch C3 and the first brake B1 are engaged, the absolute value of the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear device P2. Output shaft O. Therefore, the gear ratio of the fourth forward gear is less than one.
  • the respective shift stages of the electric travel mode of the hybrid drive system H according to the present embodiment have substantially the same configuration as that of the first embodiment. That is, in the electric travel mode, this hybrid drive device H decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor 'generator MG and transmits it to the output shaft O as the first gear and the second gear as the reduction gear. I have it. In the first forward gear and the second forward gear in these electric travel modes, the second clutch C2 is disengaged, so that the input shaft I is disconnected from the sun gear s2 of the second planetary gear unit P2.
  • the first forward gear and the second forward gear in the parallel mode according to the present embodiment are the same as the first embodiment except for the above.
  • the first forward speed in the electric travel mode is realized by disengaging the second clutch C2 also in the first forward speed in the parallel mode.
  • the second forward gear is disengaged from the second forward gear second clutch C2 in the nolarel mode, or disengaged from the fourth forward gear fourth clutch C3 in the parallel mode. It is realized by Further, by engaging one of the first brake B1 and the second brake B2, it is possible to switch between the first forward gear and the second forward gear in the electric travel mode.
  • the hybrid drive device H force electric torque converter mode according to the present embodiment
  • a control process for determining which one of the operation mode capable of synchronous switching and the plurality of shift speeds are to be selected in the power mode switching will be described.
  • the operation mode and the gear shift that can be synchronously switched from the electric torque converter mode there are a first forward gear in the engine travel mode and a second gear in the parallel mode.
  • a control process is performed to determine whether to select these deviations.
  • FIG. 28 is a flowchart showing this control process. This control process roughly uses a different battery charge threshold depending on the rotation direction of the motor 'generator MG, and uses the drive power of the motor' generator MG if the battery charge is higher than this threshold.
  • the second forward gear in the parallel mode is selected, and if the battery charge amount is less than this threshold value, control is performed to select the first forward gear in the engine running mode without using the driving force of the motor generator MG.
  • This control process is performed by the control device ECU making a determination based on the information from each portion of the vehicle and outputting a command signal to each portion of the hybrid drive device H such as the hydraulic control device 13 or the like. The details will be described below.
  • the control unit ECU determines whether or not the current state of the hybrid drive unit H is the electric torque converter mode (step # 21). If the current state is not the electric torque converter mode (step # 21: No), the process ends since this control process does not need to be performed. Then, if the current state is the electric torque converter mode (step # 21: Yes), then the control unit ECU detects that the motor 'generator's rotation detection means 34 detects the motor' generator MG. Determine whether the rotation speed is less than zero (rotation speed is negative) (step # 22). If the rotational speed of the motor 'generator MG is less than zero (step # 22: Yes), the hybrid drive H will be in the state shown in the velocity diagram of FIG.
  • the motor 'generator MG is generated until the rotational speed of motor' generator MG becomes zero, ie, the state shown in FIG. It is necessary to increase the rotational speed while
  • the rotational speed of the motor / generator MG has become zero (the state shown in FIG. 27).
  • the rotational speed of the motor MG must be increased to match the rotational speed of the input shaft I (engine E). That is, in order to switch the electric torque converter mode force to the second forward gear in the parallel mode, it is necessary to feed the motor generator MG using the electric power charged in the battery 11.
  • control unit ECU determines whether or not the battery charge amount detected by battery state detection means 33 is equal to or greater than a predetermined first threshold (step # 23).
  • a predetermined first threshold it is preferable to set the first threshold value to a value in which a certain amount of allowance is taken into consideration with respect to the lower limit value of the charge amount in the use range of the battery 11. If the battery charge amount is less than the predetermined first threshold (step # 23: No), it can be determined that the charge amount of the battery 11 is small.
  • Step # 24 Set the forward target 1st gear of the engine running mode that does not consume 11 power as the switching target (Step # 24).
  • step # 23: Yes if the battery charge amount is equal to or greater than the predetermined first threshold (step # 23: Yes), it can be determined that the charge amount of the battery 11 is sufficient, so the engine drive mode is not directly used.
  • the mode selecting means 37 for shifting to the rel mode sets the second forward gear in the norel mode as the switching target (step # 25). Then, when the switching point of the operation mode set as the switching target is reached (step # 26), synchronous switching to the operation mode is executed (step # 27).
  • the switching point of the operation mode set as the switching target is, as shown in the speed diagram of FIG.
  • step # 22: Yes when the rotational speed of the motor 'generator MG detected by the motor' generator rotation detecting means 34 is equal to or more than zero (step # 22: Yes), the hybrid drive device H has the velocity diagram of FIG.
  • the rotational speed of the motor 'generator MG is higher than that shown in FIG. Therefore, this state force is also forward 2 speed in parallel mode
  • the motor 'generator MG is further cut from that state, and the rotational speed of the motor' generator MG is shown as a straight line representing the state of the second forward gear in the speed diagram of FIG. Needs to be increased to match the rotational speed of input shaft I (engine E).
  • the motor 'generator MG is generating power until the rotational speed of the motor' generator MG becomes zero, ie, the state shown in FIG. The rotational speed needs to be reduced.
  • control unit ECU determines whether or not the battery charge amount detected by battery state detection means 33 is equal to or greater than a predetermined second threshold (step # 28).
  • the second threshold may be set to a value lower than the first threshold. That is, when the rotational speed of the motor generator MG is zero or more, it is necessary to switch by comparison with the case where the rotational speed of the motor generator MG is less than zero to the second forward gear in parallel mode. This is because it is possible to set the margin of the battery 11 less accordingly.
  • the amount of surplus power is, for example, as shown in the speed diagram of FIG. 27, from the state where the rotational speed of the motor generator MG is zero, the rotational speed of the motor generator MG of the engine E It is preferable that the amount of power necessary to increase the speed to match the speed.
  • the setting of the first threshold and the second threshold is merely an example, and it is of course possible to set to other values.
  • the battery charge amount is equal to or more than the predetermined second threshold (step # 28: Yes)
  • the rotational speed of motor 'generator MG is increased as it is to shift to the parallel mode.
  • the gear selection means 37 sets the second forward gear in the parallel mode as the switching target (step # 25 ).
  • the mode selection means 37 selects the first forward gear of the engine running mode. Set as the switching target (step # 29). However, in this case, if the motor 'generator MG is caused to generate a rotational torque in the negative direction in order to make the rotational speed of the motor' generator MG zero, the vehicle speed is lowered and the traveling condition can not be maintained. Therefore, in this case, the control unit ECU increases the rotational speed of the engine E while maintaining the rotational torque of the motor 'generator MG (step # 30).
  • step # 31 the switching point of the operation mode, ie, the point at which the rotational speed of the motor 'generator MG becomes zero is reached.
  • Step # 27 the synchronous switching to the forward 1st gear stage of the engine travel mode is performed.
  • the process continues the process of step # 30 until the operation mode switching point is reached. The process ends here.
  • the hybrid drive unit H according to the present embodiment is similar in configuration to the hybrid drive unit H according to the third embodiment, but has a configuration in which the noblel mode, the electric travel mode, and the engine travel mode are further multistaged. It has six gear stages in parallel mode, three gear stages in electric drive mode, and two gear stages in engine drive mode.
  • the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described focusing on the differences from the third embodiment.
  • the system configuration of the hybrid drive device H according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 2, and thus the description thereof will be omitted. Further, the other configurations are the same as those of the third embodiment in the points which are not particularly described.
  • FIG. 29 is a skeleton diagram showing a configuration of a hybrid drive device H according to the present embodiment.
  • the hybrid drive device H also has an input shaft I connected to the engine E and an output shaft O connected to the wheels W (see FIG. 2), as in the above embodiments.
  • a motor 'generator MG, a first planetary gear set P1, and a second planetary gear set P2 are provided. And these structures are stored in case Ds as a non-rotating member fixed to a vehicle body.
  • the configuration of the first planetary gear device P1 is the third one except that the carrier cal is connected to the second sun gear s3 of the second planetary gear device P2.
  • the second planetary gear unit P2 is configured to have four rotating elements, which is different from the third embodiment.
  • the number of frictional engagement elements is correspondingly larger than in the third embodiment.
  • the second planetary gear device P2 is formed of a Rabijo-type planetary gear device disposed coaxially with the input shaft I.
  • the second planetary gear unit P2 is a long pinion gear that engages with both the first sun gear s2 and the second sun gear s3, the ring gear r2, and both the first sun gear s2 and the ring gear r2.
  • It has a common carrier ca2 that supports a short gear and a short gear engaged with the second sun gear s3 as a rotation element.
  • the ring gear r2 is connected to rotate integrally with the output shaft O.
  • the first sun gear s2 is selectively connected to the sun gear si of the first planetary gear device P1 via the first clutch C1, and is selectively connected to the input shaft I via the second clutch C2. That is, in this first sun gear s2, the rotation of the input shaft I is selectively transmitted by the second clutch C2, and the rotation of the motor generator MG is selectively transmitted by the first clutch C1.
  • the second sun gear s3 is connected to rotate integrally with the carrier cal of the first planetary gear unit P1.
  • the carrier cal of the second sun gear s3 and the first planetary gear set P1 is selectively fixed to the case Ds via the second brake B2.
  • the carrier ca2 is selectively fixed to the case Ds via the third brake B3 and selectively connected to the input shaft I via the third clutch C3.
  • the first sun gear s2, the ring gear r2 and the second sun gear s3 respectively correspond to the “first rotating element (1)” and the “second rotating element (second) of the second freewheel device P2 according to the present invention. 2) ”and“ third rotation element (3) ”.
  • the carrier ca2 is the middle of the second planetary gear device P2 in the present invention. It corresponds to "interrotation element (m)".
  • FIG. 30 is an operation table showing the operating states of the respective frictional engagement elements Cl, C2, C3, Bl, B2, B3 in a plurality of operating modes and one or more shift speeds provided for each operating mode.
  • FIGS. 31, 32, and 33 correspond to FIGS. 25, 26, and 27 related to the third embodiment. That is, these figures show the velocity diagrams of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, FIG. 31 is a velocity diagram in the electric torque comparator mode, and FIG. 32 is a parallel diagram. Fig. 33 shows the velocity diagram in the engine running mode. Note that “1st”, “2nd”, and “3rd” in FIG.
  • each of the plurality of vertical lines arranged in parallel corresponds to each rotating element of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2. It corresponds. That is, “sl”, “cal” and “rl” described on the upper side of each vertical line correspond to the sun gear si, carrier cal and ring gear rl of the first planetary gear unit PI, respectively, “s2” and “r2”.
  • the “ca2” and “s3” correspond to the first sun gear s2, the ring gear r2, the carrier ca2 and the second sun gear s3 of the second planetary gear unit P2, respectively.
  • the straight line L1 indicates the operating state of the first planetary gear device P1
  • the straight line L2 indicates the operating state of the second planetary gear device P2.
  • each straight line indicates the operating state of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 at each shift speed.
  • the hybrid drive device H includes an “electric torque converter mode”, a “parallel mode”, and an “electric travel mode” using one motor generator / generator MG.
  • the fourth embodiment is the same as the third embodiment in that it is configured to be switchable between four operation modes of “engine travel mode” and “engine travel mode”.
  • the drive drive device H has more gear stages than the third embodiment, and specifically, it has six gear stages in Nolarel mode and the electric traveling mode. There are three gear stages in the engine running mode and two gear stages in the engine running mode.
  • the operation state of the hybrid drive device H in each operation mode will be described in detail.
  • the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged.
  • the ring gear rl of the first planetary gear device P1 is fixed to the case Ds, and the first sun gear s2 of the second planetary gear device P2 is connected to rotate integrally with the input shaft I.
  • the rotational speed of the ring gear rl on the other side with respect to the sun gear si on one side in the rotational speed order becomes zero.
  • the absolute value of the rotational speed of the sun gear si connected so as to rotate integrally with the motor generator MG is decelerated and transmitted to the carrier cal which is intermediate in the order of the rotational speed. Therefore, the first planetary gear unit P1 reduces the absolute value of the rotational speed of the motor / generator MG and transmits it to the second sun gear s3 of the second planetary gear unit P2. As a result, the rotational torque of the motor / generator MG amplified according to the gear ratio by the first planetary gear unit P1 is transmitted to the second sun gear s3 of the second planetary gear unit P2.
  • ring gear r 2 which is the second in order of rotational speed, rotates integrally with output shaft O, and the first in rotational speed order.
  • the first sun gear s2 that rotates with the input shaft I rotates integrally.
  • the rotation of the motor 'generator MG decelerated by the first planetary gear device P1 is transmitted to the second sun gear s3 that is the fourth in the order of rotational speed.
  • the third carrier ca2 in the order of rotational speed is in a freely rotatable state.
  • “the order of rotation speed” is the order from high speed to low speed.
  • the second planetary gear unit P2 is The rotation of the motor 'generator MG and the rotation of the input shaft 1 (engine E) are synthesized and transmitted to the output shaft O. That is, in the second planetary gear device P2, the rotational torque force of the motor 'generator MG transmitted to the second sun gear s3 via the first planetary gear device P1 is transmitted to the first sun gear s2. These rotational torques are synthesized and transmitted to the output shaft O by being the reaction force of the rotational torque E).
  • the second sun gear s3 is a negative rotation
  • the first sun gear s2 integrally rotating with the engine E and the input shaft I is a positive rotation
  • the rotational speed of the ring gear r2 located in the middle of these in the order of rotational speeds
  • the absolute value is reduced relative to the absolute value of the rotational speed of the first sun gear s2. Therefore, as in the third embodiment, the second planetary gear device P2 decelerates the absolute value of the rotational speed of the input shaft I and transmits it to the output shaft O. Thereby, the rotational torque of the input shaft I is amplified and transmitted to the output shaft O.
  • the hybrid drive device H functions as an electric torque converter by operating in the same manner as in the third embodiment.
  • the hybrid drive device H operates in the same manner as the third embodiment, so that, in mode switching from the electric torque converter mode, the third forward gear in the nolarel mode and the forward in the engine travel mode 2 Synchronous switching to the high gear is possible.
  • the third forward gear in the parallel mode corresponds to the second forward gear in the parallel mode in the third embodiment, and the second forward gear in the engine travel mode in the third embodiment. It corresponds to the first forward gear in the engine driving mode.
  • the rotational speed of the rotation side member of the third brake B3 is set to zero. Synchronous switching to engage the brake B3 is configured to be possible.
  • the carrier ca2 of the second planetary gear device P2 corresponds to the rotation side member of the third brake B3.
  • the rotational torque in the positive direction of motor 'generator MG is further increased from the state shown in FIG. 31 to increase the rotational speed (the absolute value of the rotational speed in the negative direction is decreased).
  • the rotation speed of the carrier ca2 of the second planetary gear device P2, which is the rotation side member of the third brake B3, as shown by the straight line L2 representing the state of the first forward speed in the speed diagram of FIG. Can be zero. Therefore, an impact etc. is generated It is possible to engage the third brake B3 without causing it. And, as shown in FIG. 30, by engaging the third brake B3, it is possible to switch from the electric torque converter mode to the first forward gear in the engine running mode, and accordingly, between them, Synchronous switching can be realized.
  • the hybrid drive system H has the first forward gear and the second forward gear in the engine travel mode.
  • the second clutch C2 in the first forward speed in the engine travel mode, the second clutch C2, the first brake B1 and the third brake B3 are engaged.
  • the second clutch C2 is engaged, whereby the input shaft of the first sun gear s2 of the second planetary gear unit P2 is 1 (Engine E) is directly connected and rotates together.
  • the first brake B1 and the third brake B3 are engaged, the rotation of the ring gear rl of the first planetary gear device P1 and the carrier ca2 of the second planetary gear device P2 is stopped.
  • the carrier ca2 of the second planetary gear unit P2 fixed to the case Ds by the third brake B3 receives the reaction force of the rotational torque of the input shaft 1 (engine E), and the rotational torque of the motor 'generator MG It becomes an unnecessary state.
  • the absolute value of the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear train P2 to which the input shaft I is connected is decelerated, transmitted to the ring gear of the second planetary gear train P2, and output from the output shaft O.
  • the second sun gear s3 of the second planetary gear unit P2 fixed to the case Ds by the second brake B2 receives the reaction force of the rotational torque of the input shaft 1 (engine E), and the motor 'generator MG rotates The torque is not required.
  • the absolute value of the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear set P2 to which the input shaft I is connected is decelerated to provide a second planetary gear It is transmitted to the ring gear r2 of position P2 and output from the output shaft O.
  • hybrid drive device H in the parallel mode, is configured as the first gear, the second gear, and the second gear as the reduction gear that is configured by connecting input shaft I and motor 'generator MG directly.
  • the third gear stage is also configured by connecting the input shaft I and the motor generator / generator MG directly, and the fourth forward gear as a direct coupling stage that transmits the rotational speed of the input shaft I to the output shaft O at the same speed.
  • the absolute value of the rotational speed of the input shaft I is accelerated and transmitted to the output shaft O, and the absolute value of the rotational speed of the motor 'generator MG is decelerated and transmitted to the output shaft O It has five gears and six forward gears.
  • the operating state of the hybrid drive device H at each speed change stage will be described.
  • the first clutch Cl, the second clutch C2, and the third brake B3 are engaged in the first forward speed. Then, as shown in FIGS. 29 and 32, in the first forward speed, the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, whereby the first sun gear s2 of the second planetary gear device P2 is engaged.
  • the input shaft 1 (engine E) and the motor 'generator MG are directly connected, and they rotate together.
  • the third brake B3 is engaged, the absolute value of the rotational speed of the first sun gear s2 of the second planetary gear set P2 is decelerated and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2, Output from output axis O.
  • the gear ratio of the first forward gear is set to be the largest among the plurality of gear stages in the non-zero mode.
  • the gear ratio of the second forward gear is set to be smaller than the gear ratio of the first forward gear.
  • the first clutch Cl, the second clutch C2, and the first brake B1 are engaged.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, whereby the second planetary gear unit
  • the input shaft 1 (engine E) and the motor generator MG are directly connected to the first sun gear s2 of P2, and they rotate together.
  • the first brake B1 is engaged, the absolute value of the rotational speed of the first sun gear s2 of the second planetary gear set P2 is reduced and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2.
  • the gear ratio of the third forward gear is set to be smaller than the gear ratio of the second forward gear.
  • the gear ratio of this fourth forward gear is 1.
  • the hybrid drive system H according to the present embodiment also has a configuration that can not realize the shift ratio of the transmission ratio force with the input shaft 1 (engine E) separated as in the first embodiment.
  • the fourth forward gear in parallel mode can not be directly switched to electric travel mode. Therefore, as in the control process described in “1-6. Special control process” according to the first embodiment, when switching from the fourth forward speed in the parallel mode to the electric travel mode, the forward mode in the parallel mode After switching to 3rd gear or 5 forward gears, control to switch to electric travel mode is performed.
  • the first clutch Cl, the third clutch C3, and the first brake B1 are engaged.
  • the first clutch C1 is engaged, whereby the motor 'generator MG is engaged with the first sun gear s2 of the second planetary gear device P2. It will be in a state where it is directly connected and rotates integrally.
  • the third With the clutch C3 and the first brake Bl engaged the absolute value of the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2, and the output power Output from axis O. Therefore, the gear ratio of the fifth forward gear is less than one.
  • the first clutch Cl, the third clutch C3, and the second brake B2 are engaged.
  • the first clutch C1 is engaged, whereby the motor 'generator MG is engaged with the first sun gear s2 of the second planetary gear unit P2. It will be in a state where it is directly connected and rotates integrally.
  • the third clutch C3 and the second brake B2 are engaged, the absolute value of the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the ring gear r2 of the second planetary gear set P2. And output from the output axis O.
  • the gear ratio of the sixth forward gear is set to be smaller than the gear ratio of the fifth forward gear.
  • the drive device H decelerates the absolute value of the rotational speed of the motor's generator MG and transmits it to the output shaft O as the first forward gear as the reduction gear. , 2nd gear forward, and 3rd gear forward.
  • the input shaft I is moved to the second planetary gear unit by disengaging the second clutch C2. It is the same as the first forward gear, the second forward gear and the third forward gear in the parallel mode except that the first sun gear s2 force of P2 is separated.
  • FIGS. 34 to 36 show an example in which the first planetary gear device P1 has three rotating elements and the second planetary gear device P2 has four rotating elements, as shown in FIG. 37.
  • FIG. 40 shows an example in which the first planetary gear device P1 has four rotating elements and the second planetary gear device P2 has three rotating elements.
  • the following points are common. That is, in the first planetary gear unit P1, the motor 'generator MG is connected to the first rotating element (1), and the third rotating element (3) is fixed to the case Ds by the brake.
  • the input shaft I is connected to the first rotating element (1)
  • the output shaft O is connected to the second rotating element (2)
  • the first rotating element (3) is connected to the first
  • the second rotating element (2) of the planetary gear set P1 is connected.
  • the arrangement of vertical lines corresponding to the respective rotating elements in these velocity diagrams is determined by the setting of the gear ratios of the first planetary gear device P1 and the second planetary gear device P2.
  • various configurations capable of realizing the number of rotating elements required in each example can be applied. .
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each rotation element is from the low speed side to the high speed side (right side to left side in the drawing) of the first planetary gear device P1.
  • the vertical line corresponding to the fourth rotation element (4) of 2 and the vertical line corresponding to the third rotation element (3) of the first planetary gear device P1 are arranged in the order listed.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each rotating element is the low speed side force high speed side of the rotational speed of the first planetary gear device P1 (see FIG. A vertical line corresponding to the first rotating element (1) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, and a second rotating element (2 of the second planetary gear unit P2) ), A vertical line corresponding to the intermediate rotating element (m) of the second planetary gear unit P2, a second rotating element (2) of the first planetary gear unit P1 and a third of the second planetary gear unit P2
  • the vertical line corresponding to the rotating element (3) and the vertical line corresponding to the third rotating element (3) of the first planetary gear device P1 are arranged in this order.
  • the second planetary gear unit P2 is replaced by the intermediate rotation element (m), and the fourth rotation element (4) following the third rotation element (3) is arranged in the order of rotational speed.
  • the vertical line corresponding to the fourth rotating element (4) corresponds to the second rotating element (2) of the first planetary gear train P1 and the third rotating element (second planetary gear train P2) in the order of rotational speed.
  • This embodiment differs from the example shown in FIG. 31 in that it is disposed between the vertical line corresponding to 3) and the vertical line corresponding to the third rotating element (3) of the first planetary gear device P1.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each of the rotating elements is as follows from the low speed side of the rotation speed of the first planetary gear device P1 toward the high speed side (right Vertical line corresponding to the first rotation element (1) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2, vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear unit P2, first planet Vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the gear unit P1 and the third rotating element (3) of the second planetary gear unit P2, corresponding to the third rotating element (3) of the first planetary gear unit P1
  • the vertical lines are in the order of the vertical lines corresponding to the fourth rotation element (4) of the second planetary gear device P2. That is, in the example shown in FIG.
  • the second planetary gear unit P2 is used as an intermediate rotating element (m). Instead, it has the fourth rotation element (4) following the third rotation element (3) in the order of rotation speed, and the vertical line corresponding to this fourth rotation element (4) is the first in the order of rotation speed. It differs from the example shown in FIG. 31 in that it is arranged next to the vertical line corresponding to the third rotation element (3) of the planetary gear device P1.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to each of the rotating elements is as follows from the low speed side of the rotation speed of the first planetary gear device P1 toward the high speed side (right side to left side in the drawing).
  • Vertical line corresponding to the first rotation element (1) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear unit P2, first planet Longitudinal line corresponding to the second rotating element (2) of the gear unit P1 and the third rotating element (3) of the second planetary gear unit P2, the third rotating element (3) of the first planetary gear unit P1 and the second planet
  • the vertical lines correspond to the fourth rotation element (4) of the gear unit P2. That is, in the example shown in FIG.
  • the second planetary gear device P2 is replaced by the intermediate rotating element (m) and the fourth rotating element (4) following the third rotating element (3) is arranged in the order of rotational speed.
  • the vertical line corresponding to the fourth rotation element (4) is arranged to coincide with the vertical line corresponding to the third rotation element (3) of the first planetary gear device P1.
  • “A1”, “B1”, “C1”, and “D1” arranged in the order of the rotational speeds described on the upper side of the vertical lines in the velocity diagram shown in FIG. 37 are respectively the first planetary gears It corresponds to the first rotational element (1), the second rotational element (2), the intermediate rotational element (m) and the third rotational element (3) of the apparatus PI. Further, “a2”, “b2” and “c2” arranged in the order of rotational speed on the upper stage of these are the first rotating element (1) and the second rotating element (2) of the second planetary gear device P2, respectively. ), Corresponds to the third rotation element (3). In the example shown in FIG.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to the respective rotating elements is as follows from the low speed side of the rotational speed of the first planetary gear device P1 to the high speed side (right side to left side in the drawing).
  • the first planetary gear device P1 and the first of the second planetary gear device P2 The longitudinal line corresponding to the rotating element (1), the longitudinal line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear set P2, the second rotating element (2) of the first planetary gear set P1 and the second planet Longitudinal line corresponding to the third rotating element (3) of the gear train P2, vertical line corresponding to the intermediate rotating element (m) of the first planetary gear train P1, third rotating element of the first planetary gear train P1 (3 The order of the vertical lines corresponding to).
  • the first planetary gear unit P1 has an intermediate rotating element (m), which is the second rotating element (2) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2. 31 in that it is disposed between the vertical line corresponding to the third rotation element (3) of the first embodiment and the vertical line corresponding to the third rotation element (3) of the first planetary gear device P1 It is different.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to the respective rotating elements is as follows from the low speed side of the rotational speed of the first planetary gear unit P1 to the high speed side (right side to left side in the drawing).
  • Vertical line corresponding to the first rotating element (1) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear unit P2, first planet A vertical line corresponding to the intermediate rotating element (m) of the gear unit P1, a second rotating element (2) of the first planetary gear unit P1, and a third rotating element (3) of the second planetary gear unit P2.
  • the vertical lines are in the order of the vertical lines corresponding to the third rotating element (3) of the first planetary gear unit P1. That is, in the example shown in FIG.
  • the first planetary gear unit P1 has an intermediate rotating element (m 2), which corresponds to the vertical line corresponding to the second rotating element (2) of the second planetary gear unit P2, and 31.
  • the example shown in FIG. 31 in that it is disposed between the second rotary element (2) of the planetary gear unit P1 and the vertical line corresponding to the third rotary element (3) of the second planetary gear unit P2. It is different.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to the respective rotating elements is as follows from the low speed side of the rotational speed of the first planetary gear unit P1 to the high speed side (right side to left side in the drawing).
  • Vertical line corresponding to the first rotating element (1) of the first planetary gear unit P1 and the second planetary gear unit P2 vertical line corresponding to the intermediate rotating element (m) of the first planetary gear unit P1, second planetary gear unit
  • the lines are in the order of the longitudinal lines corresponding to the third rotating element (3) of the first planetary gear unit P1.
  • the first planetary gear set P1 has an intermediate rotating element (m), which is the first rotating element (1) of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • m intermediate rotating element
  • “A1”, “B1”, “C1”, and “D1” arranged in the order of the rotational speeds described on the upper side of the vertical lines in the velocity diagram shown in FIG. It corresponds to the first rotational element (1), the intermediate rotational element (m), the second rotational element (2) and the third rotational element (3) of the apparatus PI. Further, “a2”, “b2” and “c2” arranged in the order of rotational speed on the upper stage of these are the first rotating element (1) and the second rotating element (2) of the second planetary gear device P2, respectively. ), Corresponds to the third rotation element (3). In the example shown in FIG.
  • the arrangement of the vertical lines corresponding to the respective rotating elements is as follows from the low speed side of the rotational speed of the first planetary gear device P1 to the high speed side (right side to left side in the drawing).
  • the power hybrid drive device H described in the configuration including only one motor 'generator MG as a rotating electrical machine may be configured to include two or more motor' generator MG's. It is one of the preferred embodiments of the invention.
  • FIG. 41 it is preferable to further include a second motor 'generator MG2 and a rotor Ro2 of the second motor' generator MG2 is connected to the input shaft I.
  • This rotor Ro2 is a drive transmission member such as a gear or a belt. It may be configured to be connected via the input shaft I.
  • the hybrid drive unit H is configured to be able to switch between three operation modes, that is, the electric torque converter mode, the parallel mode, and the electric travel mode.
  • the hybrid drive system H has been described as being switchable to the engine travel mode in addition to these three operation modes.
  • the configuration of the hybrid drive device H to which the present invention is applicable is not limited to these. That is, the hybrid drive device H can be configured to realize only the electric torque converter mode or to realize either the electric torque converter mode, the parallel mode, or the electric travel mode. It is one of the preferred embodiments of the present invention.
  • the present invention can be used as a drive device for a hybrid vehicle.
  • FIG. 1 A skeleton diagram of a hybrid drive system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 A system configuration diagram of a drive system for a hybrid vehicle according to a first embodiment
  • FIG. 3 The schematic diagram showing the connection state of each component of embodiment
  • FIG. 5 A diagram showing the relationship between switchable operation modes and shift speeds of the first embodiment.
  • FIG. 6 A diagram showing an example of a control map of the first embodiment
  • FIG. 7 A velocity diagram in the electric torque converter mode of the first embodiment
  • FIG. 9 A diagram showing a flowchart of special control processing of the first embodiment.
  • FIG. 10 A skeleton diagram of a hybrid drive system according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 11 A diagram showing an operation table of the second embodiment
  • FIG. 12 A velocity diagram in the electric torque converter mode of the second embodiment
  • FIG. 14 A velocity diagram (1) showing another configuration example of the second embodiment
  • FIG. 15 A velocity diagram (2) showing another configuration example of the second embodiment
  • FIG. 16 A velocity diagram (3) showing another configuration example of the second embodiment
  • FIG. 17 A velocity diagram showing another configuration example of the second embodiment (4)
  • FIG. 18 A velocity diagram (5) showing another configuration example of the second embodiment
  • FIG. 19 A velocity diagram (6) showing another configuration example of the second embodiment
  • FIG. 20 A skeleton diagram of a hybrid drive system according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 21 A schematic view showing the connection state of each component of the third embodiment
  • FIG. 22 A diagram showing an operation table of the third embodiment
  • FIG. 23 A diagram showing the relationship between switchable operation modes and shift speeds of the third embodiment.
  • FIG. 24 A diagram showing an example of a control map of the third embodiment
  • FIG. 27 A velocity diagram in the engine travel mode of the third embodiment
  • FIG. 28 A diagram showing a flowchart of special control processing of the third embodiment.
  • FIG. 29 A skeleton diagram of a hybrid drive system according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 30 A diagram showing an operation table of the fourth embodiment
  • FIG. 31 A velocity diagram in the electric torque converter mode of the fourth embodiment
  • FIG. 32 Velocity diagram in parallel mode of the fourth embodiment
  • FIG. 33 A velocity diagram in the engine travel mode of the fourth embodiment
  • FIG. 34 Velocity diagram (1) showing another configuration example of the fourth embodiment
  • FIG. 35 A velocity diagram (2) showing another configuration example of the fourth embodiment
  • FIG. 36 A velocity diagram (3) showing another configuration example of the fourth embodiment
  • FIG. 37 Velocity diagram showing another configuration example of the fourth embodiment (4)
  • FIG. 38 Velocity diagram (5) showing another configuration example of the fourth embodiment
  • FIG. 39 A velocity diagram (6) showing another configuration example of the fourth embodiment
  • FIG. 40 Velocity diagram (7) showing another configuration example of the fourth embodiment
  • FIG. 41 A skeleton diagram of a hybrid drive system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 A skeleton diagram of a hybrid drive system according to the background art

Abstract

　電気式トルクコンバータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置であって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能なハイブリッド駆動装置を提供する。 　エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪に接続された出力軸Ｏと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えたハイブリッド駆動装置Ｈであって、電気式トルクコンバータモードで、第一遊星歯車装置Ｐ１は、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置Ｐ２に伝達し、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第一遊星歯車装置Ｐ１から伝達される回転と入力軸Ｉの回転とを合成し、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する。

Description

明 細 書
ハイブリッド駆動装置
技術分野
[0001] 本発明は、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、回転電機 と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置とを備え、電気式トルクコンバータとし て機能する状態を有するハイブリッド駆動装置に関する。
背景技術
[0002] 電気式トルクコンバータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置に関して 、例えば下記の特許文献 1には、図 42に示すような構成が記載されている。このハイ ブリツド駆動装置は、エンジンに接続された入力軸 Iと、車輪に接続された出力軸 Oと 、第一回転電機 Mlと、第二回転電機 M2と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置 PG を有する動力分配機構 SPと、この動力分配機構 SPと出力軸 Oとの間で伝達部材 T を介して直列に連結されている自動変速機 ATとを備えている。ここで、遊星歯車装 置 PGは、サンギヤ ss、互いに嚙み合う複数組のピ-オンギヤを支持するキャリア cas 、前記ピ-オンギヤを介してサンギヤ ssと嚙み合うリングギヤ rsを回転要素として備え ている。そして、キャリア casは入力軸 I及び図示しないエンジンに接続され、サンギヤ ssは第一回転電機 Mlに接続され、リングギヤ rsは伝達部材 T及び第二回転電機 M 2に接続されている。また、サンギヤ ssとケース Dsとの間に切換ブレーキ BOが設けら れ、サンギヤ ssとキャリア casとの間に切換クラッチ COが設けられている。これら切換 クラッチ COおよび切換ブレーキ BOが解放された状態では、遊星歯車装置 PGは、変 速比が連続的に変化する無段変速機として機能する。
[0003] ここで、遊星歯車装置 PGはダブルピ-オン型であるため、回転速度の順序は、キ ャリア cas、リングギヤ rs、サンギヤ ssの順となる。したがって、サンギヤ ssに接続され た第一回転電機 Mlが入力軸 1 (エンジン)の回転トルクの反力受けとして機能する場 合、キャリア casに接続された入力軸 I (エンジン)の回転は減速されてリングギヤ に 伝達される。そして、このリングギヤ rsの回転が伝達部材 Tを介して自動変速機 AT側 に伝達され、出力軸 Oから出力される。ここで、遊星歯車装置 PGのギヤ比（サンギヤ ssとリングギヤ rsとの歯数比 =〔サンギヤ ssの歯数〕 /〔リングギヤ rsの歯数〕）をえとし た場合、エンジントルク：遊星歯車装置 PGの出力トルク：第一回転電機 Mlのトルク = {1 - λ ) : 1 : λという関係が成立する。したがって、例えばギヤ比 λ =0. 5程度の 場合、エンジントルクと同等のトルクを第一回転電機 Mlが分担することにより、ェンジ ントルクの約 2倍のトルクがキャリア casから出力される。そして、第一回転電機 Mlの トルクを次第に増大させて反力を大きくすることにより、エンジントルクの約 1Z (1—え )倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができる。これにより、この遊星歯車 装置 PGは、第一回転電機 Mlのトルクによりエンジンの回転トルクを増幅して出力し つつ車両を発進させる電気式トルクコンバータとして機能する。
特許文献 1 :日本国特開 2005— 206136号公報 (第 37— 38頁、第 17図） 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記のハイブリッド駆動装置では、第一回転電機 Mlが発生する回転トルク力 遊 星歯車装置 PGにお 、て入力軸 I (エンジン)の回転トルクに対する反力となる。したが つて、第一回転電機 Mlが発生する回転トルクの上限と遊星歯車装置 PGのギヤ比 λとにより、遊星歯車装置 PGから伝達部材 Τ側、すなわち出力軸 Ο側に伝達可能な 回転トルクの上限が定まる。ここで、遊星歯車装置 PGのギヤ比えを小さくすることに より出力軸 Ο側に伝達可能な回転トルクの上限を高めると、電気式トルクコンバータと してのエンジントルクの増幅率が低下する。そのため、エンジントルクの増幅率を変更 せずに大きな回転トルクを出力軸 Ο側に伝達可能にするためには、第一回転電機 Μ 1として出力トルクが大きい回転電機を使用する必要があった。しかしながら、出力ト ルクが大きい回転電機は外形及び重量が大きぐコストも高い等の欠点がある。
[0005] 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、電気式トルタコン バータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置であって、比較的出力トルク 力 S小さい回転電機を使用した場合であっても、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達 することが可能なノ、イブリツド駆動装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 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軸と、車輪 に接続された出力軸と、回転電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を 備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、電気式トルクコンバータモードで、前記 第一遊星歯車装置は、前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記第二遊 星歯車装置に伝達し、前記第二遊星歯車装置は、前記第一遊星歯車装置から伝達 される回転と前記入力軸の回転とを合成し、前記入力軸の回転速度の絶対値を減速 して前記出力軸に伝達する点にある。
[0007] なお、本願では、「接続」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、「回転速度の順」 は、高速側カゝら低速側に向カゝぅ順、又は低速側カゝら高速側に向カゝぅ順の ヽずれかで あり、各遊星歯車装置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。また、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。また、本願 では、「回転電機」は、電動モータ、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!、ずれをも含む概念 として用いている。
[0008] この特徴構成によれば、ハイブリッド駆動装置が電気式トルクコンバータとして機能 する電気式トルクコンバータモードで、前記第一遊星歯車装置により前記回転電機 の回転速度の絶対値が減速されて前記第二遊星歯車装置に伝達される。そして、前 記第二遊星歯車装置で、前記第一遊星歯車装置から伝達される回転トルクを反力と して前記入力軸 (エンジン)の回転トルクが増幅されて前記出力軸に伝達される。した がって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、前記第一遊 星歯車装置により当該回転電気の回転トルクを増幅したトルクを反力とすることがで きる。よって、電気式トルクコンバータとしてのエンジントルクの増幅率を低下させるこ となぐ大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能となる。
[0009] ここで、前記第二遊星歯車装置における前記入力軸の回転が伝達される回転要素 に、前記回転電機の回転を選択的に伝達する第一クラッチを備え、前記第一クラッ チの係合状態で、前記入力軸と前記回転電機とを直結したパラレルモードとなる構 成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第一クラッチを係合することで前記入力軸と前記回転 電機とを直結し、前記電気式トルクコンバータモードで働くものと同じ前記回転電機 を用いて、前記入力軸 (エンジン)の回転トルクを前記回転電機の回転トルクにより補 助しつつ走行するパラレルモードを実現することが可能となる。
[0010] また、前記電気式トルクコンバータモード力 前記パラレルモードへのモード切替に 際して、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状 態で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されていると好適である。 このように構成すれば、前記電気式トルクコンバータモードから前記パラレルモード へのモード切替の際に、前記第一クラッチの係合による衝撃を非常に小さくすること ができる。
[0011] また、前記パラレルモードは、複数の変速段を有する構成とすると好適である。
このように構成すれば、幅広 、走行速度域にぉ 、てパラレルモードでの走行が可 能となる。
[0012] また、前記パラレルモードは、前記入力軸の回転速度の絶対値を増速して前記出 力軸に伝達するとともに、前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸 に伝達する増速変速段を更に備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、より高い走行速度での走行が可能となる。また、そのような 増速変速段でも前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達 する構成としているので、増速変速段であっても回生制動を行う際に、前記回転電機 に十分な回生トルクを伝達することができる。したがって、前記回転電機による発電の 効率を高めることができる。
[0013] また、前記第二遊星歯車装置における前記入力軸の回転が伝達される回転要素 に、前記回転電機の回転を選択的に伝達する第一クラッチと、前記入力軸の回転を 前記第二遊星歯車装置の前記回転要素に選択的に伝達する第二クラッチと、を備 え、前記第一クラッチの係合状態であって前記第二クラッチの係合解除状態で、前 記入力軸を前記出力軸から切り離し、前記回転電機の回転を前記出力軸に伝達す る電気走行モードとなる構成とすると好適である。 [0014] このように構成すれば、前記第一クラッチを係合して前記第二クラッチを係合解除 することで、前記電気式トルクコンバータモードで働くものと同じ前記回転電機を用い て、前記エンジンを停止した状態で前記回転電機の回転トルクのみにより走行する 電気走行モードを実現することが可能となる。
[0015] また、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、前記電気走行モー ドで複数の変速段を有する構成とすると好適である。
このように構成すれば、幅広 、走行速度域にぉ 、て電気走行モードでの走行が可 能となる。
[0016] 本発明に係る、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、回転 電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたノ、イブリツド駆動装置 のもう一つの特徴構成は、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、 それぞれ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 要素の 3つの回転要素を備え、前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素に前記回 転電機が接続され、第二回転要素が非回転部材に固定され、その状態で第三回転 要素の回転速度の絶対値が前記第一回転要素の回転速度の絶対値に対して減速 されるようにギヤ比が設定され、前記第二遊星歯車装置は、第一回転要素に前記入 力軸が接続され、第二回転要素に前記出力軸が接続され、第三回転要素に前記第 一遊星歯車装置の第三回転要素が接続されている点にある。
[0017] この特徴構成によれば、前記第一遊星歯車装置を介して前記第二遊星歯車装置 に伝達される前記回転電機の回転トルクを反力とし、前記第二遊星歯車装置により 前記反力と前記入力軸の回転とを合成し、前記入力軸の回転速度の絶対値を減速 して前記出力軸に伝達することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、 前記回転電機の回転トルクを次第に増大させて反力を大きくすることにより、エンジン の回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させる電気式トルクコンバータとして 機會させることができる。
またこの際、前記第一遊星歯車装置により前記回転電機の回転速度の絶対値を減 速することにより増幅した回転トルクを反力として前記入力軸 (エンジン)の回転トルク を増幅して前記出力軸に伝達することができる。したがって、比較的出力トルクが小さ い回転電機を使用した場合であっても、電気式トルクコンバータとしてのエンジントル クの増幅率を低下させることなぐ大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能 となる。
[0018] ここで、前記第一遊星歯車装置の第一回転要素と前記第二遊星歯車装置の第一 回転要素とを選択的に接続する第一クラッチを備える構成とすると好適である。
[0019] このように構成すれば、前記第一クラッチを係合することで、前記入力軸と前記回 転電機とを直結することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記電 気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電機を用いて、前 記入力軸 (エンジン)の回転トルクを前記回転電機の回転トルクにより補助しつつ走 行するパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能させることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記第一クラッチを係合して電気式トルクコンパ ータとして機能する状態からパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能する状 態に切り替える際に、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転 速度が同じ状態で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されている 。したがって、当該状態切替の際に、前記第一クラッチの係合による衝撃を非常に小 さくすることができる。
[0020] また、前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と前記入力軸との接続を選択的に 行う第二クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第二クラッチを係合解除することで、前記入力軸を前 記第二遊星歯車装置力も切り離すことができる。したがって、このハイブリッド駆動装 置は、前記電気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電 機を用いて、前記エンジンを停止した状態で前記回転電機の回転トルクのみにより 走行する電気走行用の駆動装置として機能させることができる。
[0021] また、前記第一遊星歯車装置の第二回転要素と前記入力軸とを選択的に接続す る第三クラッチ、前記第一遊星歯車装置の第二回転要素の前記非回転部材への固 定を選択的に行う第一ブレーキ、及び互いに接続されている前記第一遊星歯車装 置の第三回転要素及び前記第二遊星歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選 択的に固定する第二ブレーキのいずれか一つ以上を備える構成とすると好適である このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動 装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、複数の変速段を有する構 成とすることができる。
[0022] また、前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三 回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転 要素を非回転部材に選択的に固定する第三ブレーキを備える構成とすると好適であ る。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動 装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、より多くの変速段を有する 構成とすることができる。
[0023] また、前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三 回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転 要素と前記入力軸とを選択的に接続する第四クラッチを備える構成とすると好適であ る。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動 装置として機能させる際に、後進変速段を有する構成とすることができる。
[0024] 本発明に係る、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、回転 電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたノ、イブリツド駆動装置 の更にもう一つの特徴構成は、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置 は、それぞれ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 転要素の 3つの回転要素を備え、前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素に前記 回転電機が接続され、第三回転要素が非回転部材に固定され、前記第二遊星歯車 装置は、第一回転要素に前記入力軸が接続され、第二回転要素に前記出力軸が接 続され、第三回転要素に前記第一遊星歯車装置の第二回転要素が接続されている にめる。
[0025] この特徴構成によれば、前記第一遊星歯車装置を介して前記第二遊星歯車装置 に伝達される前記回転電機の回転トルクを反力とし、前記第二遊星歯車装置により 前記反力と前記入力軸の回転とを合成し、前記入力軸の回転速度の絶対値を減速 して前記出力軸に伝達することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、 前記回転電機の回転トルクを次第に増大させて反力を大きくすることにより、エンジン の回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させる電気式トルクコンバータとして 機會させることができる。
またこの際、前記第一遊星歯車装置により前記回転電機の回転速度の絶対値を減 速することにより増幅した回転トルクを反力として前記入力軸 (エンジン)の回転トルク を増幅して前記出力軸に伝達することができる。したがって、比較的出力トルクが小さ い回転電機を使用した場合であっても、電気式トルクコンバータとしてのエンジントル クの増幅率を低下させることなぐ大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能 となる。
[0026] ここで、前記第一遊星歯車装置の第一回転要素と前記第二遊星歯車装置の第一 回転要素とを選択的に接続する第一クラッチを備える構成とすると好適である。
[0027] このように構成すれば、前記第一クラッチを係合することで、前記入力軸と前記回 転電機とを直結することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記電 気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電機を用いて、前 記入力軸 (エンジン)の回転トルクを前記回転電機の回転トルクにより補助しつつ走 行するパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能させることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記第一クラッチを係合して電気式トルクコンパ ータとして機能する状態からパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能する状 態に切り替える際に、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転 速度が同じ状態で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されている 。したがって、当該状態切替の際に、前記第一クラッチの係合による衝撃を非常に小 さくすることができる。
[0028] また、前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と前記入力軸との接続を選択的に 行う第二クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第二クラッチを係合解除することで、前記入力軸を前 記第二遊星歯車装置力も切り離すことができる。したがって、このハイブリッド駆動装 置は、前記電気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電 機を用いて、前記エンジンを停止した状態で前記回転電機の回転トルクのみにより 走行する電気走行用の駆動装置として機能させることができる。
[0029] また、前記第一遊星歯車装置の第三回転要素の前記非回転部材への固定を選択 的に行う第一ブレーキ、互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第二回転 要素及び前記第二遊星歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定す る第二ブレーキのいずれか一つ以上を備える構成とすると好適である。
[0030] このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動 装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、複数の変速段を有する構 成とすることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記回転電機の回転トルクを用いず、前記入力 軸 (エンジン)の回転トルクのみにより走行するエンジン走行用の駆動装置として機能 させることもできる。また、このハイブリッド駆動装置は、前記第二ブレーキを係合して 電気式トルクコンバータとして機能する状態力 エンジン走行用の駆動装置として機 能する状態に切り替える際に、前記第二ブレーキの入力側回転部材と出力側回転 部材の回転速度が同じ状態で前記第二ブレーキの係合を行う同期切替が可能に構 成されている。したがって、当該状態切替の際に、前記第二ブレーキの係合による衝 撃を非常に小さくすることができる。
[0031] また、互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第二回転要素及び前記第 二遊星歯車装置の第三回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三クラッチ を備える構成、又は前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素 と前記第三回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記 中間回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三クラッチを備える構成とすると 好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動 装置として機能させる際に、より多くの変速段を有する構成とすることができる。
[0032] また、前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三 回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転 要素を非回転部材に選択的に固定する第三ブレーキを備える構成とすると好適であ る。
[0033] このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動 装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、より多くの変速段を有する 構成とすることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記回転電機の回転トルクを用いず、前記入力 軸 (エンジン)の回転トルクのみにより走行するエンジン走行用の駆動装置として機能 させることもできる。また、このハイブリッド駆動装置は、前記第三ブレーキを係合して 電気式トルクコンバータとして機能する状態力 エンジン走行用の駆動装置として機 能する状態に切り替える際に、前記第三ブレーキの入力側回転部材と出力側回転 部材の回転速度が同じ状態で前記第三ブレーキの係合を行う同期切替が可能に構 成されている。したがって、当該状態切替の際に、前記第三ブレーキの係合による衝 撃を非常に小さくすることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0034] 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。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す模式図である 。なお、図 2において、二重の実線は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、このノ、イブリツド駆動 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、モー タ'ジェネレータ MGと、第一遊星歯車装置 P1と、第二遊星歯車装置 P2と、を備えて 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 Ds (以下、単に「ケース Ds」という。）内に収納されている。なお、このモータ'ジエネ レータ MGが本発明における「回転電機」に相当する。
[0035] 1 - 1. ノ、イブリツド駆動装置 Hの各部の構成
図 1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とし ては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等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バやクラッ 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、本実施形態では、外 歯歯車 Ogと一体的に構成されている。そして、出力軸 Oは、この外歯歯車 Ogに係合 する図示しないギヤ列や図 2に示す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!ヽる。
[0036] モータ'ジェネレータ MGは、ケース Dsに固定されたステータ Stと、このステータ St の径方向内側に回転自在に支持されたロータ Roと、を有している。このモータ'ジェ ネレータ MGのロータ Roは、第一遊星歯車装置 P1のキャリア calと一体回転するよう に接続されている。図 2に示すように、モータ'ジェネレータ MGは、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。そして、モータ'ジェ ネレータ MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータとしての機能と、動力の 供給を受けて電力を発生するジェネレータとしての機能の両方を果すことが可能とさ れている。具体的には、モータ'ジェネレータ MGは、エンジン Eによる入力軸 Iの回転 や車両の減速時の慣性力による出力軸 Oの回転がキャリア calに伝達されて回転駆 動されることにより発電を行い、ノ ッテリ 11を充電する。また、モータ'ジェネレータ M Gは、車両の走行用の駆動力を補助する駆動モータとして機能する。
[0037] 第一遊星歯車装置 P1は、入力軸 Iと同軸状に配置されたダブルピ-オン型の遊星 歯車機構により構成されている。すなわち、第一遊星歯車装置 P1は、複数組のピ- オンギヤを支持するキャリア calと、前記ピ-オンギヤにそれぞれ嚙み合うサンギヤ s 1及びリングギヤ rlとを回転要素として有している。キャリア calは、モータ'ジエネレ ータ MGと一体回転するように接続されている。また、リングギヤ rlは、第一ブレーキ B1を介してケース Dsに選択的に固定され、第三クラッチ C3を介して入力軸 Iに選択 的に接続される。また、サンギヤ siは、第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2と一体回 転するように接続されている。これらのサンギヤ si及び s2は、第二ブレーキ B2を介し てケース Dsに選択的に固定される。そして、この第一遊星歯車装置 P1のギヤ比は、 第一ブレーキ B1によりリングギヤ r 1をケース Dsに固定した状態で、サンギヤ s 1の回 転速度の絶対値がキャリア calの回転速度の絶対値に対して減速されるように設定さ れている。本実施形態においては、これらのキャリア cal、リングギヤ rl、及びサンギ ャ siが、それぞれ本発明における第一遊星歯車装置 P1の「第一回転要素（1)」、「 第二回転要素（2)」、及び「第三回転要素（3)」に相当する。
[0038] 第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iと同軸状に配置されたシングルピ-オン型の遊 星歯車機構により構成されている。すなわち、第二遊星歯車装置 P2は、複数のピ- オンギヤを支持するキャリア ca2と、前記ピ-オンギヤにそれぞれ嚙み合うサンギヤ s 2及びリングギヤ r2とを回転要素として有している。リングギヤ r2は、第一クラッチ C1 を介して第一遊星歯車装置 P1のキャリア calに選択的に接続され、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。すなわち、このリングギヤ r2は、第二クラッ チ C2により入力軸 Iの回転が選択的に伝達され、第一クラッチ C1によりモータ'ジェ ネレータ MGの回転が選択的に伝達される。また、キャリア ca2は、出力軸 Oと一体回 転するように接続されている。また、サンギヤ s2は、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siと一体回転するように接続されている。上記のとおり、このサンギヤ si及び s2は、 第二ブレーキ B2を介してケース Dsに選択的に固定される。本実施形態においては 、これらのリングギヤ r2、キャリア ca2、及びサンギヤ s2力 それぞれ本発明における 第二遊星歯車装置 P2の「第一回転要素（1)」、「第二回転要素（2)」、及び「第三回 転要素（3)」に相当する。
[0039] 上記のとおり、このノ、イブリツド駆動装置 Hは、摩擦係合要素として、第一クラッチ C 1、第二クラッチ C2、及び第三クラッチ C3と、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力 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ノ 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。 なお、図 2では、各摩擦係合要素 Cl、 C2、 C3、 Bl、 B2は第一遊星歯車装置 PI及 び第二遊星歯車装置 P2に含まれることとして図示を省略している。
[0040] 図 3は、このハイブリッド駆動装置 Hの各構成要素の接続状態をより簡略ィ匕して表し た模式図である。この図では、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の 各回転要素を、回転速度の順に横方向に配置するとともに破線で接続して表し、こ れらの各回転要素に接続される構成要素を実線で接続して表して 、る。この図に示 すように、第一遊星歯車装置 P1は、回転速度の順にキャリア cal、リングギヤ rl、サ ンギヤ siを有している。また、第二遊星歯車装置 P2は、回転速度の順にリングギヤ r 2、キャリア ca2、サンギヤ s2を有している。ここで、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ s 1と第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2とが一体回転するように接続されている。
[0041] そして、第一遊星歯車装置 P1のキャリア calは、モータ'ジェネレータ MGと一体回 転するように接続されているとともに、第一クラッチ C1を介して第二遊星歯車装置 P2 のリングギヤ r2に選択的に接続可能とされている。第一遊星歯車装置 P1のリングギ ャ rlは、第一ブレーキ B1を介してケース Dsに選択的に固定可能とされているととも に、第三クラッチ C3を介して入力軸 Iに選択的に接続可能とされている。第二遊星歯 車装置 P2のリングギヤ r2は、第一クラッチ C1を介して第一遊星歯車装置 P1のキヤリ ァ calに選択的に接続可能とされているとともに、第二クラッチ C2を介して入力軸 Iに 選択的に接続可能とされている。第二遊星歯車装置のキャリア ca2は出力軸 Oと一 体回転するように接続されている。そして、互いに接続されている第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ si及び第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2は、第二ブレーキ B2を介 してケース Dsに選択的に固定可能とされて 、る。
[0042] 1 - 2.ハイブリッド駆動装置 Hの制御システムの構成
また、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 Sel〜 Se6で取得される情報を用いて、エンジン E、モータ'ジェネレータ MG、油圧制御装 置 13を介して第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の各摩擦係合要素 、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 、エンジン回転速度センサ Sel、モータ'ジェネレータ回転速度センサ Se2、バッテリ 状態検出センサ Se3、車速センサ Se4、アクセル操作検出センサ Se5、及びブレー キ操作検出センサ Se6が設けられて 、る。
[0043] ここで、エンジン回転速度センサ Se 1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。モータ'ジェネレータ回転速度センサ Se2は、モータ'ジ エネレータ MGのロータ Roの回転速度を検出するためのセンサである。ノ ッテリ状態 検出センサ Se3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 Se4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 Se5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 Se6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。
[0044] 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、 ノ 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、モード'変速段選択手段 37、電動オイルポンプ制御手段 38、ェ ンジン回転検出手段 39、要求駆動力検出手段 40、及びエンジン停止条件判定手 段 41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 がハードウェア又はソフトウェア (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。
[0045] 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、モータ'ジェネレータ MGの回転速度制御、回転トルク制御等の動作制御を行う。 ノ ッテリ状態検出手段 33は、バッテリ状態検出センサ Se3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、モー タ ·ジェネレータ回転速度センサ Se2の出力に基づ!/、て、モータ ·ジェネレータ MGの 回転速度を検出する。車速検出手段 35は、車速センサ Se4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、モード ·変速段選択手段 37により選択された 動作モード及び変速段に従い、油圧制御装置 13の動作を制御することにより、ハイ ブリツド駆動装置 Hの各摩擦係合要素 Cl、 C2、 C3、 Bl、 B2の係合又は係合解除 を行 、、ハイブリッド駆動装置 Hの動作モード及び変速段を切り替える制御を行う。 [0046] モード'変速段選択手段 37は、図 6に示すような制御マップに従って、動作モード 及び変速段の選択を行う。図 6は、車両の速度 (車速)及び要求駆動力と、電気式ト ルクコンバータモード及びパラレルモードの各変速段の受け持ち範囲との関係を規 定した制御マップの一例を示す図である。この図において横軸は車速であり、縦軸は 要求駆動力である。モード'変速段選択手段 37は、車速及び要求駆動力に応じて、 この制御マップに従い適切な動作モード及び変速段の選択を行う。具体的には、モ ード '変速段選択手段 37は、車速の情報を車速検出手段 35から取得する。また、モ 一ド'変速段選択手段 37は、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'変速段選択手段 37は、図 6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動作モード及び変速段を選択する。 具体的には、モード'変速段選択手段 37は、車両の発進加速中や車速が非常に低 い状態では電気式トルクコンバータモードを選択する。また、それ以外の状態では、 モード'変速段選択手段 37は、車速及び要求駆動力等に応じて、パラレルモード又 は電気走行モードの各変速段を選択する。なお、電気走行モードは、エンジン停止 条件判定手段 41によりエンジン停止条件を満たすと判定された場合に選択される。
[0047] 電動オイルポンプ制御手段 38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 39は、エンジン回転速度 センサ Selからの出力に基づいて、エンジン Eの出力回転軸の回転速度を検出する 。要求駆動力検出手段 40は、アクセル操作検出センサ Se5及びブレーキ操作検出 センサ Se6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。 エンジン停止条件判定手段 41は、エンジン停止条件を満たすか否かの判定を行う。 ここで、エンジン停止条件は、例えば、車速、要求駆動力、ノ ッテリ 11の充電量、冷 却水温度、潤滑油温度、排気触媒温度、エンジン始動からの経過時間等の各種条 件の組み合わせにより、エンジン Eを停止することが適切な状態を表すものとして規 定されている。
[0048] 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 4は、複数の動作モード及び各動作モードが備える 1又は 2以上の 変速段での各摩擦係合要素 CI、 C2、 C3、 Bl、 B2の作動状態を示す作動表である 。この図において、「〇」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。また、図 5は、 切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図である。なお、この図における白 抜き矢印は同期切替が可能な関係を示している。図 6は、上記のとおり、モード'変速 段選択手段 37において動作モード及び変速段の選択を行うために用いる制御マツ プの一例を示す図である。
[0049] そして、図 7及び図 8は、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の速度 線図を示しており、図 7は、電気式トルクコンバータモードでの速度線図、図 8は、パ ラレルモードでの速度線図を示している。なお、図 8の「1st」及び「2nd」は、電気走 行モードでの速度線図と共通となる。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、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2 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「cal」、 「r 1」、 「sl」はそれぞれ第一遊星歯車装置 PIのキャリア cal、リングギヤ rl、サンギヤ s 1に対応し、「r2」、 「ca2」、 「s2」はそれぞれ第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2、 キャリア ca2、サンギヤ s2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 P1及び第二遊星歯車装置 P2のギヤ比に対応している。そし て、図 7においては、直線 L1が第一遊星歯車装置 P1の動作状態を示し、直線 L2が 第二遊星歯車装置 P2の動作状態を示している。また、図 8においては、各直線が各 変速段における第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の動作状態を示し ている。なお、これらの速度線図上において、「〇」はモータ'ジェネレータ MGの回 転速度、「△」は入力軸 1 (エンジン E)の回転速度、「☆」は出力軸 Oの回転速度、「X 」はブレーキをそれぞれ示して 、る。
[0050] なお、これらの図 4〜図 8において、「1st」、 「2nd」は、パラレルモード及び電気走 行モードの前進 1速段、前進 2速段をそれぞれ示している。また、「3rd」、 「4th」はパ ラレルモードの前進 3速段、前進 4速段をそれぞれ示して ヽる。 [0051] これらの図 4〜図 8に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hは、一つのモータ'ジ エネレータ MGを用いて、「電気式トルクコンバータモード」、 「パラレルモード」、「電気 走行モード」の 3つの動作モードを切替可能に構成されている。また、このハイブリツ ド駆動装置 Hは、パラレルモードでは 4段の変速段を有し、電気走行モードでは 2段 の変速段を有している。そして、これらの動作モード及び各動作モード内での変速段 の切り替えは、制御装置 ECUの切替制御手段 36からの制御指令により、油圧制御 装置 13を制御して各摩擦係合要素 Cl、 C2、 C3、 Bl、 B2を係合又は係合解除する ことにより行われる。この際、切替制御手段 36は、図 6に示す制御マップに従ってモ ード '変速段選択手段 37により行われた動作モード及び変速段の選択結果に従つ て、油圧制御装置 13への制御指令を出力する。なお、この際、制御装置 ECUは、モ ータ 'ジェネレータ MGの回転速度及び回転トルクの制御、エンジン Eの回転速度及 び回転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。
[0052] 1 -4.電気式トルクコンバータモード
電気式トルクコンバータモードは、モータ'ジェネレータ MGの回転トルクを利用して 入力軸 I (エンジン E)の回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させることが可 能なモードである。この電気式トルクコンバータモードでは、図 4に示すように、第二ク ラッチ C2及び第一ブレーキ B1が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯車装置 P1のリングギヤ rlはケース Dsに固定され、第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ は 入力軸 Iと一体回転するように接続される。
[0053] このとき、第一遊星歯車装置 P1は、図 7に L1として示すように、回転速度の順で中 間となるリングギヤ rlの回転速度がゼロになる。したがって、モータ'ジェネレータ MG と一体回転するように接続されているキャリア calの回転に対してサンギヤ siは逆回 転する。ここでは、モータ'ジェネレータ MGは入力軸 1 (エンジン E)と同じく正回転（ 回転速度が正）しているので、サンギヤ siは負回転（回転速度が負）となる。またこの 際、第一遊星歯車装置 P1のギヤ比 λ 1 (サンギヤ siとリングギヤ rlとの歯数比 =〔サ ンギヤ siの歯数〕 Z〔リングギヤ rlの歯数〕）は、サンギヤ siの回転速度の絶対値が キャリア calの回転速度の絶対値に対して減速されるように設定している。すなわち、 本実施形態では第一遊星歯車装置 PIはダブルビ-オン型であるので、ギヤ比 λ 1 の関係は図 7の下部に示すようになる。したがって、サンギヤ siの回転速度の絶対値 がキャリア calの回転速度の絶対値に対して減速されるようにするためには、ギヤ比 λ 1を 0. 5より大きく設定すれ ί よ!ヽ。なお、このギヤ匕 1ίま、 ί列え ί θ. 55〜0. 65 程度に設定するとより好適である。ここで、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siと第二 遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2とは一体回転するように接続されて!、る。したがって、 第一遊星歯車装置 P 1は、モータ'ジヱネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して 第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2に伝達する。これにより、第一遊星歯車装置 P1 による変速比に応じて増幅されたモータ ·ジェネレータ MGの回転トルクが第二遊星 歯車装置 P2のサンギヤ s2に伝達される。具体的には、この第一遊星歯車装置 P1で は、キャリア cal (モータ'ジェネレータ MG)の回転トルク：リングギヤ rlの回転トルク： サンギヤ siの回転トルク = {1 - λ 1) : 1 : λ 1という関係が成立する。したがって、例 えば第一遊星歯車装置 P1のギヤ比 λ 1が約 0. 6の場合、モータ'ジェネレータ MG の回転トルクの約 1. 5倍の回転トルクがサンギヤ s 1を介して第二遊星歯車装置 Ρ2の サンギヤ s2に伝達される。
また、第二遊星歯車装置 P2は、図 7に L2として示すように、回転速度の順で中間と なるキャリア ca2が出力軸 Oと一体回転し、回転速度の順で一方側となるリングギヤ r 2が入力軸 Iと一体回転する。そして、回転速度の順で他方側となるサンギヤ s2に、 上記のように第一遊星歯車装置 P1で減速されたモータ'ジェネレータ MGの回転が 伝達される。したがって、第二遊星歯車装置 P2は、減速後のモータ 'ジェネレータ M Gの回転と、入力軸 1 (エンジン E)の回転とを合成して出力軸 Oに伝達する。すなわち 、第二遊星歯車装置 P2では、第一遊星歯車装置 P1を介してサンギヤ s2に伝達され るモータ.ジェネレータ MGの回転トルク力 リングギヤ r2に伝達される入力軸 1 (ェン ジン E)の回転トルクの反力となることで、これらの回転トルクが合成されて出力軸 Oに 伝達される。この際、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siと一体回転するサンギヤ s2 は負回転であり、エンジン E及び入力軸 Iと一体回転するリングギヤ r2は正回転であ るので、回転速度の順でこれらの中間にあるキャリア ca2の回転速度の絶対値は、リ ングギヤ r2の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、第二遊星歯車装 置 P2は、入力軸 Iの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する。これにより、 入力軸 Iの回転トルクが増幅されて出力軸 Oに伝達される。具体的には、本実施形態 では第二遊星歯車装置 P2はシングルピ-オン型であるので、図 7の下部に示すよう に、第二遊星歯車装置 P2のギヤ比（サンギヤ s2とリングギヤ r2との歯数比 =〔サンギ ャ s2の歯数〕 /〔リングギヤ r2の歯数〕 )を λ 2とした場合、リングギヤ r2 (入力軸 I)の 回転トルク：キャリア ca2 (出力軸 O)の回転トルク：サンギヤ s2の回転トルク = 1： ( 1 + λ 2) : λ 2という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比 λ 2 = 0. 33程度の場合 、リングギヤ r2 (入力軸 I)の回転トルクの約 1Z3倍の回転トルクをサンギヤ s2 (増幅さ れたモータ'ジェネレータ MGの回転トルク）が分担することにより、入力軸 1 (エンジン E)の回転トルクの約 1. 33倍の回転トルクが出力軸 Oに伝達される。なお、このギヤ 比 λ 2は、エンジン Ε及びモータ'ジェネレータ MG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。
[0055] そして、このハイブリッド駆動装置 Ηは、以下のように動作することで、電気式トルク コンバータとして機能する。すなわち、車両の発進時には、正回転しているモータ'ジ エネレータ MGに発電を行わせて負方向の回転トルクを次第に増大させることで、負 回転している第二遊星歯車装置 Ρ2のサンギヤ s2の正方向の回転トルクを次第に増 大させて反力を大きくし、このサンギヤ s2の回転速度を上昇 (負方向の回転速度の 絶対値を減少）させる。これ〖こより、出力軸 Oに接続されている第二遊星歯車装置 P2 のキャリア ca2の回転速度を次第に増カロさせて車両を滑らかに発進させることができ る。この際、出力軸 Oには、エンジントルクの約（1 + λ 2)倍の出力トルクを伝達する ことができる。また、この際、第一遊星歯車装置 P1により増幅されたモータ'ジエネレ ータ MGの回転トルクが反力となるので、比較的出力トルクが小さ 、モータ ·ジエネレ ータ MGを使用した場合であっても、十分な反力トルクを得ることができる。なお、図 7 の各回転要素の横に示す上方向又は下方向の矢印は、このような発進時における 各回転要素の回転トルクの方向を示している。
[0056] また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Ηでは、図 5に示すように、電気式ト ルクコンバータモード力 パラレルモードの前進 1速段へのモード切替に際して、第 一クラッチ C1の入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で第一ク ラッチ CIの係合を行う同期切替が可能に構成されている。具体的には、図 1に示す ように、本実施形態では、第二クラッチ C2の係合状態で入力軸 1 (エンジン E)と一体 回転する第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2と、モータ ·ジェネレータ MGと一体回 転する第一遊星歯車装置 P1のキャリア calとが、第一クラッチ C1の入力側回転部材 及び出力側回転部材に相当する。そして、電気式トルクコンバータモードにおいて、 図 7に示す状態から更にモータ'ジェネレータ MGの負方向の回転トルクを次第に増 大させて回転速度を低下させることにより、図 8の速度線図の前進 1速段の状態を表 す直線に示すように、モータ'ジェネレータ MGの回転速度と入力軸 Iの回転速度とが 一致した状態とすることができる。この状態では、第一クラッチ C1の入力側回転部材 及び出力側回転部材となる、第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2の回転速度と第 一遊星歯車装置 P1のキャリア calの回転速度とがー致して 、るので、衝撃等を発生 させることなく第一クラッチ C1を係合することができる。そして、図 4に示すように、第 一クラッチ C1を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードからパラレルモ ードの前進 1速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期切替を実 現できる。なお、このように、モータ'ジェネレータ MGの回転速度と入力軸 Iの回転速 度とがー致する状態は、電気式トルクコンバータモードでの走行時に、出力軸 Oの回 転速度を増加させる過程で実現される。すなわち、車両の発進加速中に、電気式ト ルクコンバータモード力 パラレルモードの前進 1速段への同期切替を行うことができ る。よって、このモード切替に際して、第一クラッチ C1の係合に伴う衝撃を発生させる ことなぐ滑らかな切り替えを行うことができる。
1— 5. ノラレノレモード
パラレルモードは、入力軸 1 (エンジン E)の回転トルクとモータ'ジェネレータ MGの 回転トルクの双方を出力軸 Oに伝達して走行することが可能なモードである。本実施 形態においては、ハイブリッド駆動装置 Hは、パラレルモードでは、入力軸 Iとモータ' ジェネレータ MGとを直結した状態で構成される複数の変速段に加えて、入力軸 Iの 回転速度の絶対値を増速して出力軸 Oに伝達するとともに、モータ'ジェネレータ M Gの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する増速変速段を有して!/、る。具 体的には、このハイブリッド駆動装置 Hは、パラレルモードでは、入力軸 Iとモータ'ジ エネレータ MGとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進 1速段及び前 進 2速段、同じく入力軸 Iとモータ 'ジェネレータ MGとを直結した状態で構成され、入 力軸 Iの回転速度を同速で出力軸 Oに伝達する直結段としての前進 3速段、並びに 入力軸 Iの回転速度の絶対値を増速して出力軸 Oに伝達するとともに、モータ ·ジェ ネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する増速変速段として の前進 4速段を有している。以下、各変速段でのハイブリッド駆動装置 Hの動作状態 について説明する。
[0058] 図 4に示すように、前進 1速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第一ブ レーキ B1が係合状態とされる。図 5に示すとおり、この前進 1速段は、電気式トルクコ ンバータモード、並びにパラレルモードの前進 2速段及び前進 3速段との間で切り替 え可能となっている。すなわち、前進 1速段は、電気式トルクコンバータモードから第 一クラッチ C1を係合すること〖こより実現される。上記のとおり、この電気式トルクコンパ ータモードから前進 1速段への切り替えは同期切替により行うことが可能となっている 。また、前進 1速段は、前進 2速段力 第二ブレーキ B2を係合解除し、第一ブレーキ B1を係合することにより実現される。また、前進 1速段は、前進 3速段から第三クラッ チ C3を係合解除し、第一ブレーキ B1を係合することにより実現される。また、ノ ラレ ルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモ ードの前進 1速段力 第二クラッチ C2を係合解除することにより、電気走行モードの 前進 1速段が実現される。
[0059] そして、図 1及び図 8に示すように、前進 1速段では、第一クラッチ C1及び第二クラ ツチ C2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に入力軸 I ( エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態とな る。そして、第一ブレーキ B1が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のリン グギヤ r2の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2に伝 達され、出力軸 Oから出力される。パラレルモードの複数の変速段の中では、この前 進 1速段の変速比が最も大きくなるように設定されて 、る。
[0060] 図 4に示すように、前進 2速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第二ブ レーキ B2が係合状態とされる。図 5に示すとおり、この前進 2速段は、パラレルモード の前進 1速段、前進 3速段、及び前進 4速段との間で切り替え可能となっている。すな わち、前進 2速段は、前進 1速段力も第一ブレーキ B1を係合解除し、第二ブレーキ B 2を係合することにより実現される。また、前進 2速段は、前進 3速段から第三クラッチ C3を係合解除し、第二ブレーキ B2を係合することにより実現される。また、前進 2速 段は、前進 4速段カゝら第三クラッチ C3を係合解除し、第二クラッチ C2を係合すること により実現される。また、ノ ラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能と なっている。そして、パラレルモードの前進 2速段力も第二クラッチ C2を係合解除す ることにより、電気走行モードの前進 2速段が実現される。
[0061] そして、図 1及び図 8に示すように、前進 2速段では、前進 1速段と同様に、第一クラ ツチ C1及び第二クラッチ C2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のリン グギヤ r2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが直結され、これらが一 体回転する状態となる。そして、第二ブレーキ B2が係合状態とされることで、第二遊 星歯車装置 P2のリングギヤ r2の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P 2のキャリア ca2に伝達され、出力軸 Oから出力される。この前進 2速段の変速比は、 前進 1速段の変速比より小さくなるように設定されて 、る。
[0062] 図 4に示すように、前進 3速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第三ク ラッチ C3が係合状態とされる。図 5に示すとおり、この前進 3速段は、パラレルモード の前進 1速段、前進 2速段、及び前進 4速段との間で切り替え可能となっている。すな わち、前進 3速段は、前進 1速段力も第一ブレーキ B1を係合解除し、第三クラッチ C 3を係合することにより実現される。また、前進 3速段は、前進 2速段力 第二ブレーキ B2を係合解除し、第三クラッチ C3を係合すること〖こより実現される。また、前進 3速段 は、前進 4速段力も第二ブレーキ B2を係合解除し、第二クラッチ C2を係合することに より実現される。なお、ノ ラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能とな つているが、本例では、このパラレルモードの前進 3速段からは直接的には電気走行 モードに切り替えることはできない。これは、本実施形態に係るノ、イブリツド駆動装置 Hが、入力軸 1 (エンジン E)を切り離した状態で変速比力 の変速段を実現できない 構成となっていることによるものである。したがって、パラレルモードの前進 3速段から 電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進 2速段又は前進 4速段に 切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。この制御処理については、 後の「1 6.特殊な制御処理」においてフローチャートを用いて詳細に説明する。
[0063] そして、図 1及び図 8に示すように、前進 3速段では、前進 1速段と同様に、第一クラ ツチ C1及び第二クラッチ C2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のリン グギヤ r2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが直結され、これらが一 体回転する状態となる。更に、第三クラッチ C3が係合状態とされることで、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2は、全体が一体回転する直結状態となり、入 力軸 I及びモータ'ジェネレータ MGの回転速度が同速のまま出力軸 Oに伝達され出 力される。したがって、この前進 3速段の変速比は 1となる。
[0064] 図 4に示すように、前進 4速段では、第一クラッチ Cl、第三クラッチ C3、及び第二ブ レーキ B2が係合状態とされる。図 5に示すとおり、この前進 4速段は、ノ ラレルモード の前進 2速段、及び前進 3速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進 4 速段は、前進 2速段カゝら第二クラッチ C2を係合解除し、第三クラッチ C3を係合するこ とにより実現される。また、前進 4速段は、前進 3速段力 第二クラッチ C2を係合解除 し、第二ブレーキ B2を係合することにより実現される。また、ノラレルモードは電気走 行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進 4速段 力 第三クラッチ C3を係合解除することにより、電気走行モードの前進 2速段が実現 される。
[0065] そして、図 1及び図 8に示すように、前進 4速段では、第一クラッチ C1が係合状態と されることで、第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2にモータ'ジェネレータ MGが直 結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチ C3及び第二ブレーキ B2が係 合状態とされることで、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siを介して入力軸 1 (ェンジ ン E)の回転速度の絶対値が増速して第一遊星歯車装置 P1のキャリア calに伝達さ れ、モータ'ジェネレータ MGの回転と共に第一クラッチ C1を介して第二遊星歯車装 置 P2のリングギヤ r2に伝達される。そして、第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2の 回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2に伝達され、出 力軸 O力 出力される。この際、入力軸 Iの回転速度の絶対値が増速して第二遊星 歯車装置 P2のキャリア ca2に伝達されるように、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星 歯車装置 P2のギヤ比が設定されている。したがって、この前進 4速段の変速比は 1 未満となる。
[0066] 1 -6.電気走行モード
電気走行モードは、入力軸 1 (エンジン E)を出力軸 O力も切り離し、モータ'ジエネレ ータ MGの回転を出力軸 Oに伝達して走行することが可能なモードである。本実施形 態においては、ハイブリッド駆動装置 Hは、電気走行モードでは、複数の変速段、具 体的には、モータ'ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝 達する減速変速段としての前進 1速段及び前進 2速段を有して ヽる。これらの電気走 行モードの前進 1速段及び前進 2速段は、第二クラッチ C2が係合解除状態とされる ことにより、入力軸 Iが第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2から切り離されていること 以外は、上記パラレルモードの前進 1速段及び前進 2速段と同じである。
[0067] そして、上記のとおり、電気走行モードの前進 1速段は、パラレルモードの前進 1速 段力も第二クラッチ C2を係合解除することにより実現される。また、電気走行モード の前進 2速段は、ノ ラレルモードの前進 2速段力 第二クラッチ C2を係合解除し、又 はパラレルモードの前進 4速段力 第三クラッチ C3を係合解除することにより実現さ れる。また、第一ブレーキ B1及び第二ブレーキ B2のいずれかを係合することにより、 電気走行モードの前進 1速段と前進 2速段とを切り替えることができる。
[0068] 1 - 7.特殊な制御処理
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hが、パラレルモードの前進 3速段（ 変速比が 1の変速段)からは直接的に電気走行モードに切り替えることはできないこ とに伴って必要となる特殊な制御処理について説明する。図 9は、この制御処理を示 すフローチャートである。この制御処理は、概略的には、パラレルモードの前進 3速段 力 電気走行モードに切り替える際には、所定の条件に従ってパラレルモードのまま 他の変速段、ここでは前進 2速段又は前進 4速段に切り替えた後、電気走行モードに 切り替える制御処理である。この制御処理は、制御装置 ECU力 車両の各部からの 情報に基づいて判断を行い、油圧制御装置 13等のハイブリッド駆動装置 Hの各部 に命令信号を出力することにより行われる。以下、詳細に説明する。
[0069] まず、制御装置 ECUは、ハイブリッド駆動装置 Hの現在の状態がパラレルモードの 前進 3速段であるか否かを判断する (ステップ # 01)。現在の状態がノラレルモード の前進 3速段でな 、場合には (ステップ # 01： No)、この制御処理を行う必要がな ヽ ので、処理は終了する。そして、現在の状態がパラレルモードの前進 3速段である場 合には (ステップ # 01 :Yes)、次に、制御装置 ECUは、エンジン停止条件判定手段 41によりエンジン停止条件を満足するか否かを判断する (ステップ # 02)。そして、ェ ンジン停止条件を満足する場合には (ステップ # 02 : Yes)、次に、制御装置 ECUは 、車速検出手段 35により検出された車速が所定値以上であるカゝ否かを判断する (ス テツプ # 03)。ここで判断基準となる所定値は、例えば、パラレルモードの前進 2速段 が通常受け持つ車速と前進 4速段が通常受け持つ車速との中間の車速とすることが できる。
[0070] そして、車速が所定値以上である場合には (ステップ # 03 : Yes)、制御装置 ECU は、切替制御手段 36により油圧制御装置 13を動作させ、ハイブリッド駆動装置 Hを ノ ラレルモードの前進 4速段にシフトアップする (ステップ # 04)。その後、制御装置 ECUは、切替制御手段 36により油圧制御装置 13を動作させ、第三クラッチ C3を係 合解除する (ステップ # 05)。これにより、ハイブリッド駆動装置 Hは、電気走行モード の前進 2速段に切り替えられる。一方、車速が所定値未満である場合には (ステップ # 03 : No)、制御装置 ECUは、切替制御手段 36により油圧制御装置 13を動作させ 、 ノ、イブリツド駆動装置 Hをパラレルモードの前進 2速段にシフトダウンする (ステップ # 06)。その後、制御装置 ECUは、切替制御手段 36により油圧制御装置 13を動作 させ、第二クラッチ C2を係合解除する (ステップ # 07)。これにより、ハイブリッド駆動 装置 Hは、電気走行モードの前進 2速段に切り替えられる。その後、制御装置 ECU は、エンジン制御手段 31によりエンジン Eを停止させる（ステップ # 08)。以上で処理 は終了する。
[0071] 一方、上記エンジン停止条件を満足しない場合には (ステップ # 02 : No)、制御装 置 ECUは、要求駆動力がゼロ未満、すなわち減速要求があるか否かを判断する (ス テツプ # 09)。この要求駆動力がゼロ未満である力否かの判断は、要求駆動力検出 手段 40により、例えば、車両のアクセルペダルが操作されていない状態、及びブレ ーキペダルが操作されている状態の一方又は双方に基づいて行うことができる。そし て、要求駆動力がゼロ以上である場合には (ステップ # 09 : No)、減速は必要ない状 態であって、パラレルモードの前進 3速段でそのまま走行すればよいので、処理は終 了する。
[0072] 一方、要求駆動力がゼロ未満である場合には (ステップ # 09： Yes)、制御装置 EC Uは、ノ ッテリ状態検出手段 33により、ノ ッテリ 11の充電量が所定値以上である力否 かを判断する (ステップ # 10)。ここで、判断基準となるバッテリ充電量は、例えば、バ ッテリ 11がほとんど充電する必要がない状態にあるときの充電量、すなわち、ノ ッテリ 11の使用範囲における充電量の上限値付近に設定すると好適である。そして、バッ テリ 11の充電量が所定値以上である場合には (ステップ # 10： Yes)、パラレルモー ドの前進 3速段のまま、制御装置 ECUは、エンジン制御手段 31によりエンジン Eを停 止させる (ステップ # 08)。これにより、入力軸 I及びエンジン Eを出力軸 Oに接続した ままの状態で、車輪から出力軸 Oを介して伝達される回転トルクにより停止したェンジ ン Eを回転させながら回生制動を行い、ノ ッテリ 11を充電する。なお、このときのエネ ルギ一の回収効率は、停止しているエンジン Eを回転させる分だけ悪くなる力 バッ テリ 11の充電量が所定値以上であり、多くの充電を必要としないことからこのような制 御を行う。一方、ノ ッテリ 11の充電量が所定値未満である場合には (ステップ # 10 : No)、ステップ # 03へ進み、車速に応じてシフトアップ又はシフトダウンを行った後、 入力軸 I (エンジン E)を出力軸 O力も切り離し、エンジン Eを停止させる (ステップ # 08 )。これにより、入力軸 I及びエンジン Eを出力軸 O力 切り離した状態で回生制動を 行い、高い効率でエネルギーを回収してバッテリ 11を充電することができる。以上で 処理は終了する。
[0073] 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。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ッド駆動装置 Hと類似の構成で あるが、パラレルモード及び電気走行モードを更に多段化した構成となっており、パ ラレルモードで後進段を含めて 7段の変速段を有し、電気走行モードで 3段の変速段 を有している。以下、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。なお、本実施形態に係るハイブリッド 駆動装置 Hのシステム構成は図 2と同様であるのでその点についての説明は省略す る。また、その他の構成についても、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。
[0074] 2- 1. ノ、イブリツド駆動装置 Hの各部の構成
図 10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。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hも、上記第一の実施形態と同様 に、エンジン Eに接続された入力軸 Iと、車輪 W (図 2参照）に接続された出力軸 Oと、 モータ 'ジェネレータ MGと、第一遊星歯車装置 P1と、第二遊星歯車装置 P2と、を備 えている。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ケース Ds 内に収納されている。但し、本実施形態に係るノ、イブリツド駆動装置 Hは、第一遊星 歯車装置 P1の構成は、上記第一の実施形態と同様であるが、第二遊星歯車装置 P 2が 4つの回転要素を有する構成となっており、この点が上記第一の実施形態とは異 なっている。また、それに伴って摩擦係合要素の数も上記第一の実施形態よりも多く なっている。
[0075] 本実施形態に係る第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iと同軸状に配置されたラビ- ョ型の遊星歯車装置により構成されている。すなわち、第二遊星歯車装置 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 r2と、第一サンギ ャ s2及びリングギヤ r2の双方に嚙み合うロングピ-オンギヤ並びにこのロングピ-ォ ンギヤ及び第二サンギヤ s3に嚙み合うショートピ-オンギヤを支持する共通のキヤリ ァ ca2とを回転要素として有している。リングギヤ r2は、出力軸 Oと一体回転するよう に接続されている。また、第一サンギヤ s2は、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siと 一体回転するように接続されている。これらのサンギヤ si及び s2は、第二ブレーキ B 2を介してケース Dsに選択的に固定される。また、第二サンギヤ s3は、第一クラッチ C 1を介して第一遊星歯車装置 P1のキャリア calに選択的に接続され、第二クラッチ C 2を介して入力軸 Iに選択的に接続される。すなわち、この第二サンギヤ s3は、第二ク ラッチ C2により入力軸 Iの回転が選択的に伝達され、第一クラッチ C1によりモータ'ジ エネレータ MGの回転が選択的に伝達される。また、キャリア ca2は、第三ブレーキ B 3を介してケース Dsに選択的に固定され、第四クラッチ C4を介して入力軸 Iに選択的 に接続される。本実施形態においては、第二サンギヤ s3、リングギヤ r2、及び第一サ ンギヤ s2が、それぞれ本発明における第二遊星歯車装置 P2の「第一回転要素（1)」 、「第二回転要素（2)」、及び「第三回転要素（3)」に相当する。また、キャリア ca2が、 本発明における第二遊星歯車装置 P2の「中間回転要素 (m)」に相当する。
[0076] なお、第四クラッチ C4及び第三ブレーキ B3については、上記第一の実施形態に 係る各摩擦係合要素と同様に、油圧制御装置 13を介して供給される油圧により動作 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。
[0077] 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 11は、複数の動作モード及び各動作モードが備える 1又は 2以上 の変速段での各摩擦係合要素 Cl、 C2、 C3、 C4、 Bl、 B2、 B3の作動状態を示す 作動表である。また、図 12及び図 13は、上記第一の実施形態に関する図 7及び図 8 にそれぞれ対応している。すなわち、これらの図は、第一遊星歯車装置 P1及び第二 遊星歯車装置 P2の速度線図を示しており、図 12は、電気式トルクコンバータモード での速度線図、図 13は、パラレルモードでの速度線図を示している。なお、図 13の「 1st」、 「2nd」、及び「3rd」は、電気走行モードでの速度線図と共通となる。これらの 速度線図においても図 7及び図 8と同様に、並列配置された複数本の縦線のそれぞ れが、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2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「cal」、 「rl」、 「sl」はそれぞれ第一 遊星歯車装置 P1のキャリア cal、リングギヤ rl、サンギヤ siに対応し、「s3」、 「r2」、 「 ca2」、 「s2」はそれぞれ第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3、リングギヤ r2、キヤ リア ca2、第一サンギヤ s2に対応している。そして、図 12においては、直線 L1が第一 遊星歯車装置 P1の動作状態を示し、直線 L2が第二遊星歯車装置 P2の動作状態を 示している。また、図 13においては、各直線が各変速段における第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の動作状態を示している。
[0078] なお、これらの図 11〜図 13において、「1st」、 「2nd」、 「3rd」は、パラレルモード及 び電気走行モードの前進 1速段、前進 2速段、前進 3速段をそれぞれ示している。ま た、「4th」、 「5th」、 「6th」、 「REV」はパラレルモードの前進 4速段、前進 5速段、前 進 6速段、後進段をそれぞれ示している。
[0079] これらの図 11〜図 13に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hが、一つのモータ' ジェネレータ MGを用いて、「電気式トルクコンバータモード」、「パラレルモード」、及 び「電気走行モード」の 3つの動作モードを切替可能に構成されている点は上記第 一の実施形態と同様である。一方、このハイブリッド駆動装置 Hは、上記第一の実施 形態よりも多くの変速段を有しており、具体的には、パラレルモードでは後進段を含 めて 7段の変速段を有し、電気走行モードでは 3段の変速段を有している。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。
[0080] 2- 3.電気式トルクコンバータモード
本実施形態においても、電気式トルクコンバータモードでは、図 11に示すように、 第二クラッチ C2及び第一ブレーキ B1が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯 車装置 P1のリングギヤ rlはケース Dsに固定され、第二遊星歯車装置 P2の第二サン ギヤ s3は入力軸 Iと一体回転するように接続される。そして、上記第一の実施形態と 同様に、第一遊星歯車装置 P1のギヤ比 λ 1 (サンギヤ siとリングギヤ rlとの歯数比 =〔サンギヤ siの歯数〕 Z〔リングギヤ rlの歯数〕）は、サンギヤ siの回転速度の絶対 値がキャリア calの回転速度の絶対値に対して減速されるように設定して 、る。したが つて、第一遊星歯車装置 P1は、モータ 'ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減 速して第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2に伝達する。これにより、第一遊星歯 車装置 P 1による変速比に応じて増幅されたモータ ·ジェネレータ MGの回転トルクが 第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2に伝達される。
[0081] また、第二遊星歯車装置 P2は、図 12に L2として示すように、回転速度の順で 2番 目となるリングギヤ r2が出力軸 Oと一体回転し、回転速度の順で 1番目となる第二サ ンギヤ s3が入力軸 Iと一体回転する。そして、回転速度の順で 4番目となる第一サン ギヤ s2に、第一遊星歯車装置 P1で減速されたモータ 'ジェネレータ MGの回転が伝 達される。このモードでは、回転速度の順で 3番目となるキャリア ca2は自由に回転可 能な状態となっている。なお、「回転速度の順」は、ここでは、基本的には高速側から 低速側に向かう順であり、パラレルモードの後進段では低速側力 高速側に向力う順 としている。このように構成されることにより、第二遊星歯車装置 P2は、減速後のモー タ 'ジェネレータ MGの回転と、入力軸 1 (エンジン E)の回転とを合成して出力軸 Oに 伝達する。すなわち、第二遊星歯車装置 P2では、第一遊星歯車装置 P1を介して第 一サンギヤ s2に伝達されるモータ'ジェネレータ MGの回転トルク力 第二サンギヤ s 3に伝達される入力軸 1 (エンジン E)の回転トルクの反力となることで、これらの回転ト ルクが合成されて出力軸 Oに伝達される。この際、第一サンギヤ s2は負回転であり、 エンジン E及び入力軸 Iと一体回転する第二サンギヤ s3は正回転であるので、回転 速度の順でこれらの中間にあるリングギヤ r2の回転速度の絶対値は、第二サンギヤ s 3の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、上記第一の実施形態と同 様に、第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iの回転速度の絶対値を減速して出力軸 O に伝達する。これにより、入力軸 Iの回転トルクが増幅されて出力軸 Oに伝達される。
[0082] そして、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動作すること で、電気式トルクコンバータとして機能する。また、このハイブリッド駆動装置 Hでも、 上記第一の実施形態と同様に動作することで、電気式トルクコンバータモードからパ ラレルモードの前進 1速段へのモード切替に際して、第一クラッチ C1の入力側回転 部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で第一クラッチ C1の係合を行う同期 切替が可能に構成されて 、る。
[0083] 2-4.パラレルモード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置 Hは、パラレルモードでは、入力軸 I とモータ'ジェネレータ MGとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進 1 速段、前進 2速段、及び前進 3速段、同じく入力軸 Iとモータ 'ジェネレータ MGとを直 結した状態で構成され、入力軸 Iの回転速度を同速で出力軸 Oに伝達する直結段と しての前進 4速段、入力軸 Iの回転速度の絶対値を増速して出力軸 Oに伝達するとと もに、モータ ·ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する 増速変速段としての前進 5速段、及び前進 6速段、並びに後進段を有している。以下 、各変速段でのハイブリッド駆動装置 Hの動作状態について説明する。
[0084] 図 11に示すように、前進 1速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第一 ブレーキ B1が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、前進 1速段 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ことで、第二遊星歯 車装置 P2の第二サンギヤ s3に入力軸 I (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが 直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキ B1が係合状態と されることで、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3の回転速度の絶対値が減速 して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。ノ ラレルモードの複数の変速段の中では、この前進 1速段の変速比が最も大きくなるよ うに設定されている。
[0085] 図 11に示すように、前進 2速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第三 ブレーキ B3が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、前進 2速段 では、前進 1速段と同様に、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 ことで、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジ エネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第三ブレー キ B3が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3の回転速 度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 O 力 出力される。この前進 2速段の変速比は、前進 1速段の変速比より小さくなるよう に設定されている。
[0086] 図 11に示すように、前進 3速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第二 ブレーキ B2が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、前進 3速段 では、前進 1速段と同様に、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 ことで、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジ エネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第二ブレー キ B2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3の回転速 度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 O 力 出力される。この前進 3速段の変速比は、前進 2速段の変速比より小さくなるよう に設定されている。
[0087] 図 11に示すように、前進 4速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第三 クラッチ C3が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、前進 4速段で は、前進 1速段と同様に、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こ とで、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェ ネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチ C3 が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2は、全 体が一体回転する直結状態となり、入力軸 I及びモータ'ジェネレータ MGの回転速 度が同速のまま出力軸 Oに伝達され出力される。したがって、この前進 4速段の変速 比は 1となる。なお、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 態と同様に、入力軸 1 (エンジン E)を切り離した状態で変速比力 の変速段を実現で きない構成となっており、パラレルモードの前進 4速段力も直接的に電気走行モード に切り替えることはできない。したがって、上記第一の実施形態に係る「1— 6.特殊 な制御処理」において説明した制御処理と同様に、パラレルモードの前進 4速段から 電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進 3速段又は前進 5速段に 切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。
[0088] 図 11に示すように、前進 5速段では、第一クラッチ Cl、第三クラッチ C3、及び第二 ブレーキ B2が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、前進 5速段 では、第一クラッチ C1が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第二サン ギヤ s3にモータ'ジェネレータ MGが直結され一体回転する状態となる。そして、第三 クラッチ C3及び第二ブレーキ B2が係合状態とされることで、入力軸 I (エンジン E)の 回転速度の絶対値が増速して第一遊星歯車装置 P1のキャリア calに伝達され、モ ータ 'ジェネレータ MGの回転と共に第一クラッチ C1を介して第二遊星歯車装置 P2 の第二サンギヤ s3に伝達される。そして、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3 の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、 出力軸 O力 出力される。この際、入力軸 Iの回転速度の絶対値が増速して第二遊 星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達されるように、第一遊星歯車装置 P1及び第二 遊星歯車装置 P2のギヤ比が設定されている。したがって、この前進 5速段の変速比 は 1未満となる。
[0089] 図 11に示すように、前進 6速段では、第一クラッチ Cl、第三クラッチ C3、及び第三 ブレーキ B3が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、前進 6速段 では、第一クラッチ C1が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第二サン ギヤ s3にモータ'ジェネレータ MGが直結され一体回転する状態となる。そして、第三 クラッチ C3及び第三ブレーキ B3が係合状態とされることで、入力軸 I (エンジン E)の 回転速度の絶対値が増速して第一遊星歯車装置 P1のキャリア caに伝達され、モー タ 'ジェネレータ MGの回転と共に第一クラッチ C1を介して第二遊星歯車装置 P2の 第二サンギヤ s3に伝達される。そして、第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3の 回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出 力軸 O力 出力される。この際、入力軸 Iの回転速度の絶対値が増速して第二遊星 歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達されるように、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊 星歯車装置 P2のギヤ比が設定されている。また、この前進 6速段の変速比は、前進 5速段の変速比よりも小さくなるように設定されて!、る。
[0090] 図 11に示すように、後進段では、第一クラッチ Cl、第四クラッチ C4、及び第一ブレ ーキ B1が係合状態とされる。そして、図 10及び図 13に示すように、後進段では、第 四クラッチ C4が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2に入力 軸 1 (エンジン E)が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキ B1が係 合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2の回転が逆転してリング ギヤ r2に伝達され、出力軸 O力 出力される。この際、第一クラッチ C1が係合状態と されることで、第一遊星歯車装置 P1のキャリア cal及びモータ'ジェネレータ MGも逆 回転すること〖こなる。
[0091] 2- 5.電気走行モード
本実施形態においては、ノ、イブリツド駆動装置 Hは、電気走行モードでは、モータ' ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する減速変速段と しての前進 1速段、前進 2速段、及び前進 3速段を有している。これらの電気走行モ ードの前進 1速段、前進 2速段、及び前進 3速段は、第二クラッチ C2が係合解除状 態とされることにより、入力軸 Iが第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3力 切り離 されていること以外は、上記パラレルモードの前進 1速段、前進 2速段、及び前進 3速 段と同じである。
[0092] 2-6.その他の構成例
本実施形態においては、第二遊星歯車装置 P2の回転要素を 4つにすることにより 、 ノラレルモード及び電気走行モードにおいて上記第一の実施形態よりも多くの変 速段を実現することができる構成について説明した。このようにパラレルモード及び 電気走行モードが有する変速段を上記第一の実施形態よりも多段化するための構 成は、上記図 10〜図 13に記載された構成に限られない。そこで、第一遊星歯車装 置 P1又は第二遊星歯車装置 P2のいずれかの回転要素を 4つにすることにより、上 記第一の実施形態よりも多段化することが可能な構成のその他の例について、図 14 〜図 19に示す電気式トルクコンバータモードでの速度線図を用いて以下に説明する 。なお、これらの速度線図上においても、「〇」はモータ'ジェネレータ MGの回転速 度、「△」は入力軸 1 (エンジン E)の回転速度、「☆」は出力軸 Oの回転速度、「X」は ブレーキをそれぞれ示して 、る。
[0093] ここで、図 14〜図 16は、第一遊星歯車装置 P1が 3つの回転要素を有し、第二遊 星歯車装置 P2が 4つの回転要素を有する例を示しており、図 17〜図 19は、第一遊 星歯車装置 P1が 4つの回転要素を有し、第二遊星歯車装置 P2が 3つの回転要素を 有する例を示している。但し、これらの全ての例において、以下の点が共通している。 すなわち、第一遊星歯車装置 P1は、第一回転要素（1)にモータ'ジェネレータ MG が接続され、第二回転要素（2)がブレーキによりケース Dsに固定され、その状態で 第三回転要素（3)の回転速度の絶対値が第一回転要素（1)の回転速度の絶対値に 対して減速されるようにギヤ比が設定されている。また、第二遊星歯車装置 P2は、第 一回転要素（1)に入力軸 Iが接続され、第二回転要素（2)に出力軸 Oが接続され、 第三回転要素（3)に第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)が接続されて!、る。 なお、これらの速度線図における、各回転要素に対応する縦線の配置は、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2のギヤ比の設定により定まる。また、第一遊 星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の各回転要素の具体的構成は、各例で 必要とされる回転要素の数を実現可能な各種の構成を適用することができる。
[0094] 図 14に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「al」、「bl」、「cl」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（1)、第二 回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。また、これらの下段に、回転速度 の順に配置された「A2」、「B2」、「C2」、「D2」は、それぞれ第二遊星歯車装置 P2の 第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、中間回転要素 (m)、第三回転要素（3)に対 応している。そして、この図 14に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が 、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第二 遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の中 間回転要素 (m)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)に対 応する縦線、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3) に対応する縦線の順となって 、る。
[0095] なお、これと同じように表現すると、図 12に示す例では、各回転要素に対応する縦 線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、 第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦 線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の中間回転要素 (m )に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要 素（3)に対応する縦線の順となっている。したがって、図 14に示す例は、第一遊星歯 車装置 P1の第二回転要素（2)に対応する縦線と第二遊星歯車装置 P2の中間回転 要素 (m)に対応する縦線の配置、すなわち回転速度の高速側から低速側に向かつ て 3番目の縦線と 4番目の縦線の配置が入れ替わつている点で、図 12に示す例と異 なっている。
[0096] 図 15に示す速度線図の各縦線の上側に記載されて!、る回転速度の順に配置され た「al」、 「bl」、 「cl」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（1)、第二 回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。また、これらの下段に、回転速度 の順に配置された「A2」、 「B2」、 「C2」、 「D2」は、それぞれ第二遊星歯車装置 P2の 第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、中間回転要素 (m)、第三回転要素（3)に対 応している。そして、この図 15に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が 、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第二 遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第 二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の中間回転要素 (m)に対応する縦線、 第一遊星歯車装置 PI及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対応する縦 線の順となっている。すなわち、この図 15に示す例は、第一遊星歯車装置 P1の第二 回転要素（2)に対応する縦線と第二遊星歯車装置 P2の中間回転要素 (m)に対応 する縦線の位置が一致して ヽる点で、図 12に示す例と異なって ヽる。
[0097] 図 16に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「al」、 「bl」、 「cl」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（1)、第二 回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。また、これらの下段に、回転速度 の順に配置された「A2」、 「B2」、 「C2」は、それぞれ第二遊星歯車装置 P2の第一回 転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応して 、る。なお、「D2」は、 回転速度の順で第三回転要素（3)の次になるので、ここでは第四回転要素 (4)とす る。そして、この図 16に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速 度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車 装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要 素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回 転要素（3)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第四回転要素 (4)に対応する 縦線の順となっている。すなわち、この図 16に示す例は、第二遊星歯車装置 P2が中 間回転要素 (m)に代えて、回転速度の順で第三回転要素（3)の次の第四回転要素 (4)を有して ヽる点で、図 12に示す例と異なって ヽる。
[0098] 図 17に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、 「B1」、 「C1」、 「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、第二回転要素（2)、中間回転要素 (m)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの下段に、回転速度の順に配置された「a2」、 「b2」、 「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 17に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第二 遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第 二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)に対 応する縦線、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3) に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図 17に示す例は、第一遊星歯車 装置 P1が中間回転要素 (m)を有し、それが第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素 (2)に対応する縦線と第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転 要素（3)に対応する縦線との間に配置されている点で、図 12に示す例と異なってい る。
[0099] 図 18に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、「B1」、「C1」、「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、中間回転要素 (m)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの下段に、回転速度の順に配置された「a2」、「b2」、「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 18に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第一 遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第 二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)に対応 する縦線、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に 対応する縦線の順となっている。すなわち、この図 18に示す例は、第一遊星歯車装 置 P 1が中間回転要素 (m)を有し、それが第一遊星歯車装置 P 1及び第二遊星歯車 装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線と第二遊星歯車装置 P2の第二回転要 素（2)に対応する縦線との間に配置されている点で、図 12に示す例と異なっている。
[0100] 図 19に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、「B1」、「C1」、「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、中間回転要素 (m)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの下段に、回転速度の順に配置された「a2」、「b2」、「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 19に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第一 遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)及び第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（ 2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)に対応する縦線、第 一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対応する縦線 の順となっている。すなわち、この図 19に示す例は、第一遊星歯車装置 P1が中間回 転要素 (m)を有し、それが第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦 線と一致するように配置されている点で、図 12に示す例と異なっている。
[0101] 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。本実施形態に係るハイブリッド 駆動装置 Hは、第一遊星歯車装置 P1の「第二回転要素（2)」であるキャリア calと第 二遊星歯車装置 P2の「第三回転要素（3)」であるキャリア ca2とが一体回転するよう に接続され、第一遊星歯車装置 P1の「第三回転要素（3)」であるリングギヤ rlが第 一ブレーキ B1によりケース Dsに選択的に固定される構成となっている。この点で、上 記第一の実施形態の構成、すなわち、第一遊星歯車装置 P1の「第三回転要素（3) ( サンギヤ si)」と第二遊星歯車装置 P2の「第三回転要素（3) (サンギヤ s2)」とが一体 回転するように接続され、第一遊星歯車装置 P1の「第二回転要素（2) (リングギヤ rl )」が第一ブレーキ B 1によりケース Dsに選択的に固定される構成と異なって 、る。
[0102] また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hは、第一遊星歯車装置 P1がシング ルビ-オン型の遊星歯車機構により構成され、第二遊星歯車装置 P2がダブルビ- オン型の遊星歯車機構により構成されている点でも上記第一の実施形態とは異なつ ている。そして、このような構成の変更に伴い、モータ'ジェネレータ MGをエンジン E 側に配置し、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2を隣接して配置する ことが可能な構成となっている点でも上記第一の実施形態とは異なっている。以下、 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。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hのシステ ム構成は図 2と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構 成についても、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。 [0103] 3- 1. ノ、イブリツド駆動装置 Hの各部の構成
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。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hも、上記第一の実施形態と同様 に、エンジン Eに接続された入力軸 Iと、車輪 W (図 2参照）に接続された出力軸 Oと、 モータ 'ジェネレータ MGと、第一遊星歯車装置 P1と、第二遊星歯車装置 P2と、を備 えている。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ケース Ds 内に収納されている。但し、本実施形態に係るノ、イブリツド駆動装置 Hは、第一遊星 歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の構成が上記第一の実施形態とは異なって いる。
[0104] 第一遊星歯車装置 P1は、入力軸 Iと同軸状に配置されたシングルピ-オン型の遊 星歯車機構により構成されている。すなわち、第一遊星歯車装置 P1は、複数のピ- オンギヤを支持するキャリア calと、前記ピ-オンギヤにそれぞれ嚙み合うサンギヤ s 1及びリングギヤ rlとを回転要素として有している。サンギヤ siは、モータ'ジエネレー タ MGと一体回転するように接続されている。また、キャリア calは、第二遊星歯車装 置 P2のキャリア ca2と一体回転するように接続されて!、る。これらのキャリア cal及び c a2は、第二ブレーキ B2を介してケース Dsに選択的に固定され、第三クラッチ C3を 介して入力軸 Iに選択的に接続される。また、リングギヤ rlは、第一ブレーキ B1を介 してケース Dsに選択的に固定される。本実施形態においては、これらのサンギヤ si 、キャリア cal、及びリングギヤ rlが、それぞれ本発明における第一遊星歯車装置 P1 の「第一回転要素（1)」、「第二回転要素（2)」、及び「第三回転要素（3)」に相当する
[0105] 第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iと同軸状に配置されたダブルビ-オン型の遊星 歯車機構により構成されている。すなわち、第二遊星歯車装置 P2は、複数組のピ- オンギヤを支持するキャリア ca2と、前記ピ-オンギヤにそれぞれ嚙み合うサンギヤ s 2及びリングギヤ r2とを回転要素として有している。サンギヤ s2は、第一クラッチ C1を 介して第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siに選択的に接続され、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。すなわち、このサンギヤ s2は、第二クラッチ C 2により入力軸 Iの回転が選択的に伝達され、第一クラッチ C1によりモータ'ジエネレ ータ MGの回転が選択的に伝達される。また、リングギヤ r2は、出力軸 Oと一体回転 するように接続されている。また、キャリア ca2は、第一遊星歯車装置 P1のキャリア ca 1と一体回転するように接続されている。上記のとおり、これらのキャリア cal及び ca2 は、第二ブレーキ B2を介してケース Dsに選択的に固定され、第三クラッチ C3を介し て入力軸 Iに選択的に接続される。本実施形態においては、これらのサンギヤ s2、リ ングギヤ r2、及びキャリア ca2が、それぞれ本発明における第二遊星歯車装置 P2の 「第一回転要素（1)」、「第二回転要素（2)」、及び「第三回転要素（3)」に相当する。
[0106] 図 21は、このハイブリッド駆動装置 Hの各構成要素の接続状態をより簡略ィ匕して表 した模式図である。この図では、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の 各回転要素を、回転速度の順に横方向に配置するとともに破線で接続して表し、こ れらの各回転要素に接続される構成要素を実線で接続して表して 、る。この図に示 すように、第一遊星歯車装置 P1は、回転速度の順にサンギヤ si、キャリア cal、リン グギヤ rlを有している。また、第二遊星歯車装置 P2は、回転速度の順にサンギヤ s2 、リングギヤ r2、キャリア ca2を有している。ここで、第一遊星歯車装置 P1のキャリア ca 1と第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2とが一体回転するように接続されている。
[0107] そして、第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ siは、モータ'ジェネレータ MGと一体回 転するように接続されているとともに、第一クラッチ C1を介して第二遊星歯車装置 P2 のサンギヤ s2に選択的に接続可能とされて 、る。互 、に接続されて!、る第一遊星歯 車装置 P1のキャリア cal及び第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2は、第三クラッチ C 3を介して入力軸 I〖こ選択的に接続可能とされているとともに、第二ブレーキ B2を介し てケース Dsに選択的に固定可能とされている。第一遊星歯車装置 P1のリングギヤ r 1は、第一ブレーキ B1を介してケース Dsに選択的に固定可能とされている。第二遊 星歯車装置 P2のサンギヤ s2は、第一クラッチ C1を介して第一遊星歯車装置 P1のサ ンギヤ siに選択的に接続可能とされているとともに、第二クラッチ C2を介して入力軸 Iに選択的に接続可能とされている。第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2は、出力 軸 Oと一体回転するように接続されて!、る。
[0108] このハイブリッド駆動装置 Hは、以上のような構成を採用したことにより、図 20に示 すように、モータ'ジェネレータ MGを第一遊星歯車装置 P1よりもエンジン E側に配置 し、第一遊星歯車装置 PI及び第二遊星歯車装置 P2を隣接して配置されている。こ れにより、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2等のギヤトレインよりも一 般的に大径となるモータ'ジェネレータ MGを、エンジン E側における、従来の自動変 速機のトルクコンバータに対応する位置に配置することが可能となる。したがって、従 来の自動変速機との互換性の高いハイブリッド駆動装置 Hとすることが可能となる。ま た、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2等のギヤトレインをモータ'ジヱ ネレータ MGと分けたユニットにすることが可能となるので、ハイブリッド駆動装置 Hの 組立性を良くすることができる。
[0109] 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 22は、複数の動作モード及び各動作モードが備える 1又は 2以上 の変速段での各摩擦係合要素 Cl、 C2、 C3、 Bl、 B2の作動状態を示す作動表であ る。この図において、「〇」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。また、図 23 は、切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図である。なお、この図におけ る白抜き矢印は同期切替が可能な関係を示している。図 24は、車両の速度（車速） 及び要求駆動力と電気式トルクコンバータモード及びパラレルモードの各変速段の 受け持ち範囲との関係を規定した制御マップの一例を示す図である。この図におい ても横軸は車速であり、縦軸は運転者のアクセル操作等に基づく要求駆動力である
[0110] そして、図 25、図 26及び図 27は、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P 2の速度線図を示しており、図 25は、電気式トルクコンバータモードでの速度線図、 図 26は、パラレルモードでの速度線図、図 27はエンジン走行モードでの速度線図を 示している。なお、図 26の「1st」及び「2nd」は、電気走行モードでの速度線図と共 通となる。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、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2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「sl」、 「cal」、 「rl」はそれぞれ第一 遊星歯車装置 P1のサンギヤ si、キャリア cal、リングギヤ rlに対応し、「s2」、 「r2」、 「 ca2」はそれぞれ第二遊星歯車装置 P2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、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一遊星歯車装置 P1 及び第二遊星歯車装置 P2のギヤ比に対応している。そして、図 25及び図 27におい ては、直線 L1が第一遊星歯車装置 P1の動作状態を示し、直線 L2が第二遊星歯車 装置 P2の動作状態を示している。また、図 26においては、各直線が各変速段にお ける第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の動作状態を示している。な お、これらの速度線図上においても、「〇」はモータ'ジェネレータ MGの回転速度、「 △」は入力軸 1 (エンジン E)の回転速度、「☆」は出力軸 Oの回転速度、「X」はブレー キをそれぞれ示している。
[0111] なお、これらの図 22〜図 27において、「1st」は、パラレルモード、電気走行モード 及びエンジン走行モードの前進 1速段を示している。また、「2nd」は、パラレルモード 及び電気走行モードの前進 2速段を示している。そして、「3rd」、 「4th」はパラレルモ ードの前進 3速段、前進 4速段をそれぞれ示している。
[0112] これらの図 22〜図 27に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hは、「電気式トルク コンバータモード」、 「パラレルモード」、及び「電気走行モード」の 3つの動作モードを 有するとともに、更にモータ'ジェネレータ MGを用いずにエンジン Eの駆動力のみに より走行可能な「エンジン走行モード」を有しており、合計で 4つの動作モードを切替 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、パラレルモードでは 4 段の変速段を有し、電気走行モードでは 2段の変速段を有している。そして、これら の動作モード及び各動作モード内での変速段の切り替えは、制御装置 ECUの切替 制御手段 36からの制御指令により油圧制御装置 13を制御して各摩擦係合要素 C1 、 C2、 C3、 Bl、 B2を係合又は係合解除することにより行われる。この際、切替制御 手段 36は、図 24に示す制御マップに従ってモード'変速段選択手段 37により行わ れた動作モード及び変速段の選択結果に従って、油圧制御装置 13への制御指令を 出力する。なお、この際、制御装置 ECUは、モータ'ジェネレータ MGの回転速度及 び回転トルクの制御、エンジン Eの回転速度及び回転トルクの制御等も行う。本実施 形態においては、モード'変速段選択手段 37は、図 24に示す制御マップに従って、 車速検出手段 35及び要求駆動力検出手段 40により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及び変速段を選択する。具体的には、モード'変速 段選択手段 37は、車両の発進加速中や車速が非常に低い状態では電気式トルクコ ンバータモードを選択する。また、それ以外の状態では、モード'変速段選択手段 37 は、車速及び要求駆動力等に応じて、パラレルモード又は電気走行モードの各変速 段を選択する。なお、電気走行モードは、エンジン停止条件判定手段 41によりェン ジン停止条件を満たすと判定された場合に選択される。また、エンジン走行モードは 、電気式トルクコンバータモードでの発進加速中であってバッテリ充電量が少ない等 の条件を満たす場合に選択される。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。
[0113] 3- 3.電気式トルクコンバータモード
電気式トルクコンバータモードでは、図 22に示すように、第二クラッチ C2及び第一 ブレーキ B1が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯車装置 P1のリングギヤ rl はケース Dsに固定され、第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2は入力軸 Iと一体回転 するように接続される。
[0114] このとき、第一遊星歯車装置 P1は、図 25に直線 L1として示すように、回転速度の 順で一方側となるサンギヤ siに対して他方側となるリングギヤ rlの回転速度がゼロに なる。したがって、モータ'ジェネレータ MGと一体回転するように接続されているサン ギヤ s 1の回転速度の絶対値は減速されて、回転速度の順で中間となるキャリア ca 1 に伝達される。なお、このときモータ'ジェネレータ MGは、入力軸 1 (エンジン E)とは 反対に負回転（回転速度が負）しているので、キャリア calも負回転する。ここで、第 一遊星歯車装置 P1のキャリア calと第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2とは一体回 転するように接続されている。したがって、第一遊星歯車装置 P1は、モータ'ジエネレ ータ MGの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2に伝 達する。これにより、第一遊星歯車装置 P1による変速比に応じて増幅されたモータ' ジェネレータ MGの回転トルクが第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2に伝達される。 具体的には、本実施形態では第一遊星歯車装置 P1はシングルピ-オン型であるの で、図 25の下部に示すように、第一遊星歯車装置 P1のギヤ比（サンギヤ siとリング ギヤ rlとの歯数比 =〔サンギヤ siの歯数〕 Z〔リングギヤ rlの歯数〕）を λ 1とした場合 、リングギヤ r2の回転トルク：キャリア ca2の回転トルク：サンギヤ s2 (モータ ·ジエネレ ータ MG)の回転トルク = 1 : (1 + λ 1)： λ 1という関係が成立する。したがって、例え ばギヤ比 λ 1 = 0. 5程度の場合、モータ'ジェネレータ MGの回転トルクの約 3倍の 回転トルクがキャリア calを介して第二遊星歯車装置 Ρ2のキャリア ca2に伝達される。 なお、このギヤ比 λ 1は、モータ'ジェネレータ MG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。
また、第二遊星歯車装置 Ρ2は、図 25に L2として示すように、回転速度の順で中間 となるリングギヤ r2が出力軸 Οと一体回転し、回転速度の順で一方側となるサンギヤ s 2が入力軸 Iと一体回転する。そして、回転速度の順で他方側となるキャリア ca2に、 上記のように第一遊星歯車装置 P1で減速されたモータ'ジェネレータ MGの回転が 伝達される。したがって、第二遊星歯車装置 P2は、減速後のモータ 'ジェネレータ M Gの回転と、入力軸 1 (エンジン E)の回転とを合成して出力軸 Oに伝達する。すなわち 、第二遊星歯車装置 P2では、第一遊星歯車装置 P1を介してキャリア ca2に伝達され るモータ.ジェネレータ MGの回転トルク力 サンギヤ s2に伝達される入力軸 1 (ェンジ ン E)の回転トルクの反力となることで、これらの回転トルクが合成されて出力軸 Oに伝 達される。この際、第一遊星歯車装置 P1のキャリア calと一体回転するキャリア ca2 は負回転であり、エンジン E及び入力軸 Iと一体回転するサンギヤ s2は正回転である ので、回転速度の順でこれらの中間にあるリングギヤ r2の回転速度の絶対値は、サ ンギヤ s2の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する。これにより、入 力軸 Iの回転トルクが増幅されて出力軸 Oに伝達される。具体的には、本実施形態で は第二遊星歯車装置 P2はダブルビ-オン型であるので、図 25の下部に示すように、 第二遊星歯車装置 P2のギヤ比（サンギヤ s2とリングギヤ r2との歯数比 =〔サンギヤ s 2の歯数〕 /〔リングギヤ r2の歯数〕 )を λ 2とした場合、キャリア ca2の回転トルク：リン グギヤ r2 (出力軸 O)の回転トルク：サンギヤ s 1 (入力軸 I)の回転トルク = ( 1一え 2)： 1： λ 2という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比 λ 2 = 0. 5程度の場合、サ ンギヤ s2 (入力軸 I)の回転トルクの約半分の回転トルクをキャリア ca2 (増幅されたモ ータ 'ジェネレータ MGの回転トルク）が分担することにより、入力軸 1 (エンジン E)の回 転トルクの約 2倍の回転トルクが出力軸 Oに伝達される。なお、このギヤ比え 2は、ェ ンジン E及びモータ ·ジェネレータ MG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。
[0116] そして、このハイブリッド駆動装置 Hは、以下のように動作することで、電気式トルク コンバータとして機能する。すなわち、車両の発進時には、負回転しているモータ'ジ エネレータ MGの発電を行わせて正方向の回転トルクを次第に増大させることで、負 回転している第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2の正方向の回転トルクを次第に増 大させて反力を大きくし、このキャリア ca2の回転速度を上昇 (負方向の回転速度の 絶対値を減少）させる。これ〖こより、出力軸 Oに接続されている第二遊星歯車装置 P2 のリングギヤ r2の回転速度を次第に増カロさせて車両を滑らかに発進させることができ る。この際、出力軸 Oには、エンジントルクの約（ΐΖ λ 2)倍の出力トルクを伝達する ことができる。また、この際、第一遊星歯車装置 P1により増幅されたモータ'ジエネレ ータ MGの回転トルクが反力となるので、比較的出力トルクが小さ 、モータ ·ジエネレ ータ MGを使用した場合であっても、十分な反力トルクを得ることができる。なお、図 2 5の各回転要素の横に示す上方向又は下方向の矢印は、このような発進時における 各回転要素の回転トルクの方向を示している。
[0117] また、このノ、イブリツド駆動装置 Ηでは、図 23に示すように、電気式トルクコンバータ モード力 パラレルモードの前進 2速段へのモード切替に際して、第一クラッチ C1の 入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で第一クラッチ C1の係合 を行う同期切替が可能に構成されている。更に、本実施形態に係るハイブリッド駆動 装置 Ηでは、エンジン走行モードの前進 1速段へのモード切替に際しても、第二ブレ ーキ Β2の回転側部材の回転速度をゼロとした状態で第二ブレーキ Β2の係合を行う 同期切替が可能に構成されている。具体的には、図 20に示すように、本実施形態で は、第二クラッチ C2の係合状態で入力軸 I (エンジン Ε)と一体回転する第二遊星歯 車装置 Ρ2のサンギヤ s2と、モータ ·ジェネレータ MGと一体回転する第一遊星歯車 装置 P1のサンギヤ siとが、第一クラッチ C1の入力側回転部材及び出力側回転部材 に相当する。また、一体回転する第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2 のキャリア cal及び ca2が、第二ブレーキ B2の回転側部材に相当する。
[0118] 電気式トルクコンバータモードにおいて、図 25に示す状態から更にモータ 'ジエネ レータ MGの正方向の回転トルクを増大させて回転速度を上昇 (負方向の回転速度 の絶対値を減少）させることにより、図 27に示すように、モータ'ジェネレータ MGの回 転速度をゼロとすることができる。このとき、第一ブレーキ B1は係合状態のままである ので、直線 L1は水平となり、第一遊星歯車装置 P1の 3つの回転要素の全てが回転 せずに停止した状態となる。したがって、第二ブレーキ B2の回転側部材となる、第一 遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2のキャリア cal及び ca2の回転速度もゼ 口となっているので、衝撃等を発生させることなく第二ブレーキ B2を係合することがで きる。そして、図 22に示すように、第二ブレーキ B2を係合状態とすることで、電気式ト ルクコンバータモード力もエンジン走行モードの前進 1速段に切り替えることができ、 したがって、これらの間での同期切替を実現できる。
[0119] また、図 27に示すように直線 L1が水平となった状態から、第二ブレーキ B2を係合 させることなく更にモータ'ジェネレータ MGをカ行させて正方向の回転トルクを増大 させて回転速度を上昇させることにより、図 26の速度線図の前進 2速段の状態を表 す直線のように、モータ ·ジェネレータ MGの回転速度と入力軸 Iの回転速度とがー致 した状態とすることができる。この状態では、第一クラッチ C1の入力側回転部材及び 出力側回転部材となる、第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2の回転速度と第一遊星 歯車装置 P1のサンギヤ siの回転速度とがー致しているので、衝撃等を発生させるこ となく第一クラッチ C1を係合することができる。そして、図 22に示すように、第一クラッ チ C1を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードカゝらパラレルモードの 前進 2速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期切替を実現でき る。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hでは、モータ'ジェネレータ MG に正方向の回転トルクを発生させた状態でパラレルモードに移行する同期切替を行 うことができる。すなわち、この構成によれば、電気式トルクコンバータモード力もパラ レルモードへの切り替えの際にモータ'ジェネレータ MGの回転トルクの方向が変化 しない。したがって、第一遊星歯車装置 P1の歯車の嚙み合い方向の変化によるギヤ 鳴りを防止でき、より静粛で滑らかな同期切替を行うことができる。
[0120] なお、これらの第二ブレーキ B2を係合することによる同期切替及び第一クラッチ C1 を係合することによる同期切替は、いずれも電気式トルクコンバータモードでの走行 時に、モータ'ジェネレータ MGの回転速度を上昇させて出力軸 Oの回転速度を増 加させる過程で実現される。すなわち、本実施形態によれば、車両の発進加速中に 、まず電気式トルクコンバータモードからエンジン走行モードの前進 1速段への同期 切替が可能な状態となり、ここでモード切替を行わずに更に加速すると電気式トルク コンバータモードからパラレルモードの前進 2速段への同期切替が可能な状態となる 。そして、これらのいずれのモード切替に際しても、係合要素の係合に伴う衝撃を発 生させることなぐ滑らかな切り替えを行うことができる。なお、電気式トルクコンバータ モードからのモード切替に際して、エンジン走行モードの前進 1速段とパラレルモード の前進 2速段との 、ずれを選択するかを決定するための制御処理につ!、ては、後の 「3— 7.特殊な制御処理」においてフローチャートを用いて詳細に説明する。
[0121] 3-4.エンジン走行モード
エンジン走行モードは、モータ'ジェネレータ MGを用いずにエンジン Eの駆動力の みにより走行することが可能なモードである。本実施形態においては、ノ、イブリツド駆 動装置 Hは、エンジン走行モードでは前進 1速段のみを有している。図 22に示すよう に、エンジン走行モードの前進 1速段では、第二クラッチ C2、第一ブレーキ B1及び 第二ブレーキ B2が係合状態とされる。図 23に示すとおり、このエンジン走行モードの 前進 1速段は、電気式トルクコンバータモード及びパラレルモードの前進 1速段との 間で切り替え可能となっている。すなわち、エンジン走行モードの前進 1速段は、電 気式トルクコンバータモード力 第二ブレーキ B2を係合することにより実現される。上 記のとおり、この電気式トルクコンバータモード力 前進 1速段への切り替えは同期切 替により行うことが可能となっている。また、エンジン走行モードの前進 1速段は、パラ レルモードの前進 1速段力 第一クラッチ C1を係合解除し、第一ブレーキ B1を係合 すること〖こより実現される。
[0122] そして、図 20及び図 27に示すように、エンジン走行モードの前進 1速段では、第二 クラッチ C2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2に入力軸 I (エンジン E)が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキ B1及び第 二ブレーキ B2が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置 P1の全ての回転要素 の回転が停止される。この状態では、第二ブレーキ B2によりケース Dsに固定された 第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2が入力軸 I (エンジン E)の回転トルクの反力受け となり、モータ'ジェネレータ MGの回転トルクが不要な状態となる。そして、入力軸 Iが 接続された第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2の回転速度の絶対値が減速して第 二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。
[0123] 3- 5.パラレルモード
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hのパラレルモードの各変速段は、上記第 一の実施形態とほぼ同様の構成となっている。すなわち、このハイブリッド駆動装置 Hは、パラレルモードでは、入力軸 Iとモータ'ジェネレータ MGとを直結した状態で構 成される減速変速段としての前進 1速段及び前進 2速段、同じく入力軸 Iとモータ'ジ エネレータ MGとを直結した状態で構成され、入力軸 Iの回転速度を同速で出力軸 O に伝達する直結段としての前進 3速段、並びに入力軸 Iの回転速度の絶対値を増速 して出力軸 Oに伝達するとともに、モータ'ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を 減速して出力軸 Oに伝達する増速変速段としての前進 4速段を有している。以下、各 変速段でのハイブリッド駆動装置 Hの動作状態について説明する。
[0124] 図 22に示すように、パラレルモードの前進 1速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッ チ C2、及び第二ブレーキ B2が係合状態とされる。図 23に示すとおり、この前進 1速 段は、エンジン走行モードの前進 1速段、並びにパラレルモードの前進 2速段及び前 進 3速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、ノ ラレルモードの前進 1速段 は、エンジン走行モードの前進 1速段力も第一ブレーキ B1を係合解除し、第一クラッ チ C1を係合することにより実現される。また、ノ ラレルモードの前進 1速段は、ノラレ ルモードの前進 2速段力も第一ブレーキ B2を係合解除し、第二ブレーキ B2を係合 することにより実現される。また、ノ ラレルモードの前進 1速段は、前進 3速段から第三 クラッチ C3を係合解除し、第二ブレーキ B2を係合することにより実現される。また、パ ラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、ノ ラレ ルモードの前進 1速段力 第二クラッチ C2を係合解除することにより、電気走行モー ドの前進 1速段が実現される。
[0125] そして、図 20及び図 26に示すように、ノ ラレルモードの前進 1速段では、第一クラ ツチ C1及び第二クラッチ C2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のサ ンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが直結され、これらが一 体回転する状態となる。そして、第二ブレーキ B2が係合状態とされることで、第二遊 星歯車装置 P2のサンギヤ s2の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2 のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。ノ ラレルモードの複数の変速 段の中では、この前進 1速段の変速比が最も大きくなるように設定されている。また、 この変速比は、エンジン走行モードの前進 1速段と同じになっている。
[0126] 図 22に示すように、ノ ラレルモードの前進 2速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッ チ C2、及び第一ブレーキ B1が係合状態とされる。図 23に示すとおり、この前進 2速 段は、電気式トルクコンバータモード、並びにパラレルモードの前進 1速段、前進 3速 段、及び前進 4速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、ノ ラレルモードの 前進 2速段は、電気式トルクコンバータモードから第一クラッチ C1を係合することによ り実現される。また、ノ ラレルモードの前進 2速段は、ノ ラレルモードの前進 1速段か ら第二ブレーキ B2を係合解除し、第一ブレーキ B1を係合することにより実現される。 また、ノ レルモードの前進 2速段は、前進 3速段力も第三クラッチ C3を係合解除し 、第一ブレーキ B1を係合することにより実現される。また、ノ レルモードの前進 2速 段は、前進 4速段カゝら第三クラッチ C3を係合解除し、第二クラッチ C2を係合すること により実現される。また、ノ ラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能と なっている。そして、パラレルモードの前進 2速段力も第二クラッチ C2を係合解除す ることにより、電気走行モードの前進 2速段が実現される。
[0127] そして、図 20及び図 26に示すように、パラレルモードの前進 2速段では、前進 1速 段と同様に、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ことで、第二遊 星歯車装置 P2のサンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが 直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキ B1が係合状態と されることで、第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2の回転速度の絶対値が減速して 第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。このパ ラレルモードの前進 2速段の変速比は、ノラレルモードの前進 1速段の変速比より小 さくなるように設定されて 、る。
[0128] 図 22に示すように、前進 3速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第三 クラッチ C3が係合状態とされる。図 23に示すとおり、この前進 3速段は、ノ ラレルモ ードの前進 1速段、前進 2速段、及び前進 4速段との間で切り替え可能となっている。 すなわち、前進 3速段は、ノ ラレルモードの前進 1速段力 第二ブレーキ B2を係合 解除し、第三クラッチ C3を係合すること〖こより実現される。また、前進 3速段は、パラレ ルモードの前進 2速段力 第一ブレーキ B1を係合解除し、第三クラッチ C3を係合す ることにより実現される。また、前進 3速段は、前進 4速段力も第一ブレーキ B1を係合 解除し、第二クラッチ C2を係合することにより実現される。なお、ノ レルモードは電 気走行モードとの間でも切り替え可能となっているが、本実施形態においても上記第 一の実施形態と同様に、パラレルモードの前進 3速段からは直接的には電気走行モ ードに切り替えることはできない。したがって、ノラレルモードの前進 3速段力も電気 走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進 2速段又は前進 4速段に切り 替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。この際の制御処理は、上記第一 の実施形態に係る「1 6.特殊な制御処理」において説明したのと同様に行うことが できる。
[0129] そして、図 20及び図 26に示すように、前進 3速段では、パラレルモードの前進 1速 段と同様に、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ことで、第二遊 星歯車装置 P2のサンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが 直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチ C3が係合状態とさ れることで、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2は、全体が一体回転 する直結状態となり、入力軸 I及びモータ ·ジェネレータ MGの回転速度が同速のまま 出力軸 Oに伝達され出力される。したがって、この前進 3速段の変速比は 1となる。
[0130] 図 22に示すように、前進 4速段では、第一クラッチ Cl、第三クラッチ C3、及び第一 ブレーキ B1が係合状態とされる。図 23に示すとおり、この前進 4速段は、ノラレルモ ードの前進 2速段、及び前進 3速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前 進 4速段は、前進 2速段力 第二クラッチ C2を係合解除し、第三クラッチ C3を係合す ることにより実現される。また、前進 4速段は、前進 3速段力 第二クラッチ C2を係合 解除し、第一ブレーキ B1を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電 気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進 4 速段力 第三クラッチ C3を係合解除することにより、電気走行モードの前進 2速段が 実現される。
[0131] そして、図 20及び図 26に示すように、前進 4速段では、第一クラッチ C1が係合状 態とされることで、第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2にモータ ·ジェネレータ MGが 直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチ C3及び第一ブレーキ B1が 係合状態とされることで、入力軸 I (エンジン E)の回転速度の絶対値が増速して第二 遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。したがって、 この前進 4速段の変速比は 1未満となる。
[0132] 3-6.電気走行モード
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hの電気走行モードの各変速段は、上記 第一の実施形態とほぼ同様の構成となっている。すなわち、このハイブリッド駆動装 置 Hは、電気走行モードでは、モータ'ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速 して出力軸 Oに伝達する減速変速段としての前進 1速段及び前進 2速段を有してい る。これらの電気走行モードの前進 1速段及び前進 2速段は、第二クラッチ C2が係合 解除状態とされることにより、入力軸 Iが第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2力 切り 離されていること以外は、本実施形態に係る上記パラレルモードの前進 1速段及び 前進 2速段と同じである。
[0133] そして、上記のとおり、電気走行モードの前進 1速段は、パラレルモードの前進 1速 段力も第二クラッチ C2を係合解除することにより実現される。また、電気走行モード の前進 2速段は、ノ ラレルモードの前進 2速段力 第二クラッチ C2を係合解除し、又 はパラレルモードの前進 4速段力 第三クラッチ C3を係合解除することにより実現さ れる。また、第一ブレーキ B1及び第二ブレーキ B2のいずれかを係合することにより、 電気走行モードの前進 1速段と前進 2速段とを切り替えることができる。
[0134] 3- 7.特殊な制御処理
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 H力 電気式トルクコンバータモード 力 のモード切替に際して、同期切替が可能な動作モード及び変速段が複数ある場 合に、そのいずれを選択するかを決定するための制御処理について説明する。具体 的には、本実施形態では、電気式トルクコンバータモードからの同期切替が可能な 動作モード及び変速段として、エンジン走行モードの前進 1速段とパラレルモードの 前進 2速段とがあるので、これらの 、ずれを選択するかを決定するための制御処理を 行う。図 28は、この制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、概略的 には、モータ'ジェネレータ MGの回転方向に応じて異なるバッテリ充電量の閾値を 用い、ノ ッテリ充電量がこの閾値より高い場合にはモータ'ジェネレータ MGの駆動 力を用いるパラレルモードの前進 2速段を選択し、バッテリ充電量がこの閾値以下で ある場合にはモータ'ジェネレータ MGの駆動力を用いないエンジン走行モードの前 進 1速段を選択する制御を行う。この制御処理は、制御装置 ECUが、車両の各部か らの情報に基づいて判断を行い、油圧制御装置 13等のハイブリッド駆動装置 Hの各 部に命令信号を出力することにより行われる。以下、詳細に説明する。
まず、制御装置 ECUは、ハイブリッド駆動装置 Hの現在の状態が電気式トルタコン バータモードであるカゝ否かを判断する (ステップ # 21)。現在の状態が電気式トルクコ ンバータモードでない場合には (ステップ # 21： No)、この制御処理を行う必要がな いので、処理は終了する。そして、現在の状態が電気式トルクコンバータモードであ る場合には (ステップ # 21 : Yes)、次に、制御装置 ECUは、モータ'ジェネレータ回 転検出手段 34により検出されたモータ'ジェネレータ MGの回転速度がゼロ未満（回 転速度が負）である力否かを判断する (ステップ # 22)。モータ'ジェネレータ MGの 回転速度がゼロ未満である場合には (ステップ # 22： Yes)、ハイブリッド駆動装置 H は図 25の速度線図に示すような状態にあることになる。したがって、この状態からェ ンジン走行モードの前進 1速段に切り替えるためには、モータ'ジェネレータ MGの回 転速度がゼロになるまで、すなわち図 27に示す状態になるまでモータ'ジェネレータ MGに発電をさせつつ回転速度を上昇させる必要がある。一方、この状態からパラレ ルモードの前進 2速段に切り替えるためには、モータ ·ジェネレータ MGの回転速度 がゼロの状態（図 27に示す状態）にした後、更にモータ'ジェネレータ MGをカ行させ て、図 26の速度線図の前進 2速段の状態を表す直線に示すように、モータ'ジエネレ ータ MGの回転速度を入力軸 I (エンジン E)の回転速度と一致するまで上昇させる必 要がある。すなわち、電気式トルクコンバータモード力 パラレルモードの前進 2速段 に切り替えるためには、ノ ッテリ 11に充電された電力を用いてモータ ·ジェネレータ M Gをカ行させることが必要となる。
[0136] そこで、制御装置 ECUは、バッテリ状態検出手段 33により検出されたバッテリ充電 量が所定の第一閾値以上である力否かを判断する (ステップ # 23)。ここで、第一閾 値は、ノ ッテリ 11の使用範囲における充電量の下限値に対して、ある程度の余裕分 を考慮した値に設定とすると好適である。そして、ノ ッテリ充電量が所定の第一閾値 未満である場合には (ステップ # 23 : No)、バッテリ 11の充電量が少ない状態と判断 できるので、モード'変速段選択手段 37は、ノ ッテリ 11の電力を消費しないエンジン 走行モードの前進 1速段を切替目標に設定する (ステップ # 24)。一方、バッテリ充 電量が所定の第一閾値以上である場合には (ステップ # 23： Yes)、バッテリ 11の充 電量が十分にある状態と判断できるので、エンジン走行モードを介さず直接的にパラ レルモードに移行すベぐモード'変速段選択手段 37は、ノ ラレルモードの前進 2速 段を切替目標に設定する (ステップ # 25)。そして、切替目標に設定された動作モー ドの切替点に到達したときに (ステップ # 26)、当該動作モードへの同期切替を実行 する (ステップ # 27)。ここで、切替目標に設定された動作モードの切替点とは、ェン ジン走行モードの前進 1速段が切替目標に設定されている場合には、図 27の速度 線図に示すように、モータ'ジェネレータ MGの回転速度がゼロになる点であり、パラ レルモードの前進 2速段が切替目標に設定されている場合には、図 26の速度線図 の前進 2速段の状態を表す直線に示すように、モータ'ジェネレータ MGの回転速度 とエンジン Eの回転速度が一致する点である。なお、切替目標に設定された動作モ ードの切替点に到達するまでは、処理はステップ # 22から # 26を繰り返し行い、そ の時点のバッテリ充電量に応じた切替目標の設定を行う。
[0137] 一方、モータ'ジェネレータ回転検出手段 34により検出されたモータ'ジェネレータ MGの回転速度がゼロ以上である場合には (ステップ # 22 : Yes)、ハイブリッド駆動 装置 Hは図 27の速度線図に示すような状態よりもモータ 'ジェネレータ MGの回転速 度が高い状態にあることになる。したがって、この状態力もパラレルモードの前進 2速 段に切り替えるためには、その状態から更にモータ'ジェネレータ MGをカ行させて、 図 26の速度線図の前進 2速段の状態を表す直線に示すように、モータ'ジエネレー タ MGの回転速度を入力軸 I (エンジン E)の回転速度と一致するまで上昇させる必要 がある。一方、この状態力もエンジン走行モードの前進 1速段に切り替えるためには、 モータ'ジェネレータ MGの回転速度がゼロになるまで、すなわち図 27に示す状態に なるまでモータ'ジェネレータ MGに発電をさせつつ回転速度を低下させる必要があ る。
[0138] そこで、制御装置 ECUは、バッテリ状態検出手段 33により検出されたバッテリ充電 量が所定の第二閾値以上である力否かを判断する (ステップ # 28)。ここで、第二閾 値は、前記第一閾値よりも低い値に設定することができる。すなわち、モータ'ジエネ レータ MGの回転速度がゼロ以上の状態では、モータ'ジェネレータ MGの回転速度 がゼロ未満の状態からパラレルモードの前進 2速段に切り換える場合と比較して、切 替までに必要な電力が少なく済むため、その分バッテリ 11の余裕分を少なく設定で きるからである。具体的には、この第二閾値は、例えば、ノ ッテリ 11の使用範囲にお ける充電量の下限値に対して、所定の電力量を確保できる程度の余裕を考慮した値 に設定すると好適である。また、この際の余裕分の電力量は、例えば、図 27の速度 線図に示すようにモータ ·ジェネレータ MGの回転速度がゼロの状態から、モータ ·ジ エネレータ MGの回転速度をエンジン Eの回転速度に一致するまで上昇させるため に必要な電力量とすると好適である。なお、これらの第一閾値及び第二閾値の設定 は単なる一例であり、これ以外の値に設定することも当然に可能である。そして、バッ テリ充電量が所定の第二閾値以上である場合には (ステップ # 28： Yes)、バッテリ 1 1の充電量が必要以上に確保されている状態と判断できる。したがって、そのままモ ータ 'ジェネレータ MGの回転速度を上昇させてパラレルモードに移行すベぐモード •変速段選択手段 37は、パラレルモードの前進 2速段を切替目標に設定する (ステツ プ # 25)。
[0139] 一方、ノ ッテリ充電量が所定の第二閾値未満である場合には (ステップ # 28 : No) 、ノ ッテリ 11の充電量が非常に少ない状態と判断できるので、バッテリ 11の電力消 費を抑えるベぐモード'変速段選択手段 37は、エンジン走行モードの前進 1速段を 切替目標に設定する (ステップ # 29)。但し、この場合、モータ'ジェネレータ MGの 回転速度をゼロにするためにモータ'ジェネレータ MGに負方向の回転トルクを発生 させると、車速が低下するためそのままの走行状態を維持できないことになる。そこで 、この場合には、制御装置 ECUは、モータ'ジェネレータ MGの回転トルクを維持し たまま、エンジン Eの回転速度を上昇させる (ステップ # 30)。これにより、回転速度の 順で一方側となる第二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2 (入力軸 I)の回転速度が上昇 し、回転速度の順で中間となる第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2 (出力軸 O)の 回転速度を一定に保ったまま、回転速度の順で他方側となる第一遊星歯車装置 P1 及び第二遊星歯車装置 P2のキャリア cal及び ca2の回転速度が低下する。これによ り、第一ブレーキ B1により固定されて 、る第一遊星歯車装置 P1のリングギヤ rlを支 点として第一遊星歯車装置 P1のサンギヤ si及びそれに接続されているモータ'ジェ ネレータ MGの回転速度が低下する。そして、動作モードの切替点、すなわち、モー タ 'ジェネレータ MGの回転速度がゼロになる点に到達したときに (ステップ # 31)、ェ ンジン走行モードの前進 1速段への同期切替を実行する (ステップ # 27)。なお、動 作モードの切替点に到達するまでは、処理はステップ # 30の処理を継続して行う。 以上で処理は終了する。
[0140] 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。本実施形態に係るハイブリッド 駆動装置 Hは、上記第三の実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hと類似の構成で あるが、ノ ラレルモード、電気走行モード、及びエンジン走行モードを更に多段化し た構成となっており、パラレルモードで 6段の変速段を有し、電気走行モードで 3段の 変速段を有し、エンジン走行モードで 2段の変速段を有している。以下、本実施形態 に係るハイブリッド駆動装置 Hについて、上記第三の実施形態との相違点を中心とし て説明する。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置 Hのシステム構成は図 2 と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構成について も、特に説明しない点については、上記第三の実施形態と同様とする。
[0141] 4- 1. ノ、イブリツド駆動装置 Hの各部の構成
図 29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。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hも、上記の各実施形態と同様に 、エンジン Eに接続された入力軸 Iと、車輪 W (図 2参照）に接続された出力軸 Oと、モ ータ'ジェネレータ MGと、第一遊星歯車装置 P1と、第二遊星歯車装置 P2と、を備え 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ケース Ds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は、第一遊星歯 車装置 P1の構成は、キャリア calが第二遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3に接続 されている点以外は上記第三の実施形態と同様であるが、第二遊星歯車装置 P2が 4つの回転要素を有する構成となっており、この点が上記第三の実施形態とは異なつ ている。また、それに伴って摩擦係合要素の数も上記第三の実施形態よりも多くなつ ている。
本実施形態に係る第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iと同軸状に配置されたラビ- ョ型の遊星歯車装置により構成されている。すなわち、第二遊星歯車装置 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 r2と、第一サンギ ャ s2及びリングギヤ r2の双方に嚙み合うロングピ-オンギヤ並びにこのロングピ-ォ ンギヤ及び第二サンギヤ s3に嚙み合うショートピ-オンギヤを支持する共通のキヤリ ァ ca2とを回転要素として有している。リングギヤ r2は、出力軸 Oと一体回転するよう に接続されている。また、第一サンギヤ s2は、第一クラッチ C1を介して第一遊星歯車 装置 P1のサンギヤ siに選択的に接続され、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。すなわち、この第一サンギヤ s2は、第二クラッチ C2により入力軸 Iの 回転が選択的に伝達され、第一クラッチ C1によりモータ'ジェネレータ MGの回転が 選択的に伝達される。第二サンギヤ s3は、第一遊星歯車装置 P1のキャリア calと一 体回転するように接続されて!、る。これらの第二サンギヤ s3及び第一遊星歯車装置 P1のキャリア calは、第二ブレーキ B2を介してケース Dsに選択的に固定される。ま た、キャリア ca2は、第三ブレーキ B3を介してケース Dsに選択的に固定され、第三ク ラッチ C3を介して入力軸 Iに選択的に接続される。本実施形態においては、第一サ ンギヤ s2、リングギヤ r2、及び第二サンギヤ s3が、それぞれ本発明における第二遊 星歯車装置 P2の「第一回転要素（1)」、「第二回転要素（2)」、及び「第三回転要素（ 3)」に相当する。また、キャリア ca2が、本発明における第二遊星歯車装置 P2の「中 間回転要素 (m)」に相当する。
[0143] なお、第三ブレーキ B3については、上記の各実施形態に係る各摩擦係合要素と 同様に、油圧制御装置 13を介して供給される油圧により動作する多板式ブレーキを 用!/、ることができる。
[0144] 4- 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 30は、複数の動作モード及び各動作モードが備える 1又は 2以上 の変速段での各摩擦係合要素 Cl、 C2、 C3、 Bl、 B2、 B3の作動状態を示す作動 表である。また、図 31、図 32及び図 33は、上記第三の実施形態に関する図 25、図 2 6及び図 27にそれぞれ対応している。すなわち、これらの図は、第一遊星歯車装置 P 1及び第二遊星歯車装置 P2の速度線図を示しており、図 31は、電気式トルクコンパ ータモードでの速度線図、図 32は、パラレルモードでの速度線図、図 33はエンジン 走行モードでの速度線図を示している。なお、図 32の「1st」、 「2nd」、及び「3rd」は 、電気走行モードでの速度線図と共通となる。これらの速度線図においても図 25、図 26及び図 27と同様に、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車 装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2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「sl」、 「cal」、 「rl」はそれぞれ第一遊星歯車装置 PIの サンギヤ si、キャリア cal、リングギヤ rlに対応し、「s2」、 「r2」、 「ca2」、 「s3」はそれ ぞれ第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2、リングギヤ r2、キャリア ca2、第二サン ギヤ s3に対応している。そして、図 31及び図 33においては、直線 L1が第一遊星歯 車装置 P1の動作状態を示し、直線 L2が第二遊星歯車装置 P2の動作状態を示して いる。また、図 32においては、各直線が各変速段における第一遊星歯車装置 P1及 び第二遊星歯車装置 P2の動作状態を示して ヽる。
[0145] なお、これらの図 30〜図 33において、「1st」、 「2nd」は、パラレルモード、電気走 行モード及びエンジン走行モードの前進 1速段、前進 2速段をそれぞれ示して 、る。 また、「3rd」は、パラレルモード及び電気走行モードの前進 3速段を示している。そし て、 「4th」、 「5th」、 「6th」は、パラレルモードの前進 4速段、前進 5速段、前進 6速段 をそれぞれ示している。 [0146] これらの図 30〜図 33に示すように、このハイブリッド駆動装置 Hが、一つのモータ' ジェネレータ MGを用いて、「電気式トルクコンバータモード」、「パラレルモード」、「電 気走行モード」、及び「エンジン走行モード」の 4つの動作モードを切替可能に構成さ れている点は上記第三の実施形態と同様である。一方、このノ、イブリツド駆動装置 H は、上記第三の実施形態よりも多くの変速段を有しており、具体的には、ノラレルモ ードでは 6段の変速段を有し、電気走行モードでは 3段の変速段を有し、エンジン走 行モードでは 2段の変速段を有している。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。
[0147] 4- 3.電気式トルクコンバータモード
本実施形態においても、電気式トルクコンバータモードでは、図 30に示すように、 第二クラッチ C2及び第一ブレーキ B1が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯 車装置 P1のリングギヤ rlはケース Dsに固定され、第二遊星歯車装置 P2の第一サン ギヤ s2は入力軸 Iと一体回転するように接続される。このとき、第一遊星歯車装置 P1 は、図 31に直線 L1として示すように、回転速度の順で一方側となるサンギヤ siに対 して他方側となるリングギヤ rlの回転速度がゼロになる。したがって、モータ'ジエネ レータ MGと一体回転するように接続されているサンギヤ siの回転速度の絶対値は 減速されて、回転速度の順で中間となるキャリア calに伝達される。したがって、第一 遊星歯車装置 P 1は、モータ ·ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して第二 遊星歯車装置 P2の第二サンギヤ s3に伝達する。これにより、第一遊星歯車装置 P1 による変速比に応じて増幅されたモータ ·ジェネレータ MGの回転トルクが第二遊星 歯車装置 P2の第二サンギヤ s3に伝達される。
[0148] また、第二遊星歯車装置 P2は、図 31に L2として示すように、回転速度の順で 2番 目となるリングギヤ r2が出力軸 Oと一体回転し、回転速度の順で 1番目となる第一サ ンギヤ s2が入力軸 Iと一体回転する。そして、回転速度の順で 4番目となる第二サン ギヤ s3に、第一遊星歯車装置 P1で減速されたモータ 'ジェネレータ MGの回転が伝 達される。このモードでは、回転速度の順で 3番目となるキャリア ca2は自由に回転可 能な状態となっている。なお、「回転速度の順」は、ここでは、高速側から低速側に向 力う順としている。このように構成されることにより、第二遊星歯車装置 P2は、減速後 のモータ'ジェネレータ MGの回転と、入力軸 1 (エンジン E)の回転とを合成して出力 軸 Oに伝達する。すなわち、第二遊星歯車装置 P2では、第一遊星歯車装置 P1を介 して第二サンギヤ s3に伝達されるモータ'ジェネレータ MGの回転トルク力 第一サン ギヤ s2に伝達される入力軸 1 (エンジン E)の回転トルクの反力となることで、これらの 回転トルクが合成されて出力軸 Oに伝達される。この際、第二サンギヤ s3は負回転で あり、エンジン E及び入力軸 Iと一体回転する第一サンギヤ s2は正回転であるので、 回転速度の順でこれらの中間にあるリングギヤ r2の回転速度の絶対値は、第一サン ギヤ s2の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、上記第三の実施形態 と同様に、第二遊星歯車装置 P2は、入力軸 Iの回転速度の絶対値を減速して出力 軸 Oに伝達する。これにより、入力軸 Iの回転トルクが増幅されて出力軸 Oに伝達され る。
[0149] そして、このハイブリッド駆動装置 Hは、上記第三の実施形態と同様に動作すること で、電気式トルクコンバータとして機能する。また、このハイブリッド駆動装置 Hでも、 上記第三の実施形態と同様に動作することで、電気式トルクコンバータモードからの モード切替に際して、ノ ラレルモードの前進 3速段、及びエンジン走行モードの前進 2速段への同期切替が可能に構成されている。なお、本実施形態においては、パラ レルモードの前進 3速段が上記第三の実施形態におけるパラレルモードの前進 2速 段に対応し、エンジン走行モードの前進 2速段が上記第三の実施形態におけるェン ジン走行モードの前進 1速段に対応している。また、本実施形態においては、更に、 電気式トルクコンバータモードからエンジン走行モードの前進 1速段へのモード切替 に際しても、第三ブレーキ B3の回転側部材の回転速度をゼロとした状態で第三ブレ ーキ B3の係合を行う同期切替が可能に構成されている。ここでは、第二遊星歯車装 置 P2のキャリア ca2が第三ブレーキ B3の回転側部材に相当する。
[0150] すなわち、電気式トルクコンバータモードにおいて、図 31に示す状態から更にモー タ 'ジェネレータ MGの正方向の回転トルクを増大させて回転速度を上昇 (負方向の 回転速度の絶対値を減少）させることにより、図 33の速度線図の前進 1速段の状態を 表す直線 L2に示すように、第三ブレーキ B3の回転側部材となる、第二遊星歯車装 置 P2のキャリア ca2の回転速度をゼロとすることができる。したがって、衝撃等を発生 させることなく第三ブレーキ B3を係合することができる。そして、図 30に示すように、 第三ブレーキ B3を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードからェンジ ン走行モードの前進 1速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期 切替を実現できる。
[0151] 4-4.エンジン走行モード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置 Hは、エンジン走行モードでは前進 1速段及び前進 2速段を有している。図 30に示すように、エンジン走行モードの前進 1速段では、第二クラッチ C2、第一ブレーキ B1及び第三ブレーキ B3が係合状態とさ れる。そして、図 29及び図 33に示すように、エンジン走行モードの前進 1速段では、 第二クラッチ C2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2 に入力軸 1 (エンジン E)が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキ B 1及び第三ブレーキ B3が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置 P1のリングギ ャ rl及び第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2の回転が停止される。この状態では、 第三ブレーキ B3によりケース Dsに固定された第二遊星歯車装置 P2のキャリア ca2 が入力軸 1 (エンジン E)の回転トルクの反力受けとなり、モータ'ジェネレータ MGの回 転トルクが不要な状態となる。そして、入力軸 Iが接続された第二遊星歯車装置 P2の サンギヤ s2の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ に 伝達され、出力軸 Oから出力される。
[0152] また、図 30に示すように、エンジン走行モードの前進 2速段では、第二クラッチ C2、 第一ブレーキ B1及び第二ブレーキ B2が係合状態とされる。そして、図 29及び図 33 に示すように、エンジン走行モードの前進 2速段では、第二クラッチ C2が係合状態と されることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)が直 結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキ B1及び第二ブレーキ B2が係 合状態とされることで、第一遊星歯車装置 P1の全ての回転要素の回転が停止される 。この状態では、第二ブレーキ B2によりケース Dsに固定された第二遊星歯車装置 P 2の第二サンギヤ s3が入力軸 1 (エンジン E)の回転トルクの反力受けとなり、モータ' ジェネレータ MGの回転トルクが不要な状態となる。そして、入力軸 Iが接続された第 二遊星歯車装置 P2のサンギヤ s2の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装 置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。
[0153] 4- 5.パラレルモード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置 Hは、パラレルモードでは、入力軸 I とモータ'ジェネレータ MGとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進 1 速段、前進 2速段、及び前進 3速段、同じく入力軸 Iとモータ 'ジェネレータ MGとを直 結した状態で構成され、入力軸 Iの回転速度を同速で出力軸 Oに伝達する直結段と しての前進 4速段、並びに入力軸 Iの回転速度の絶対値を増速して出力軸 Oに伝達 するとともに、モータ'ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに 伝達する増速変速段としての前進 5速段、及び前進 6速段を有している。以下、各変 速段でのハイブリッド駆動装置 Hの動作状態について説明する。
[0154] 図 30に示すように、前進 1速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第三 ブレーキ B3が係合状態とされる。そして、図 29及び図 32に示すように、前進 1速段 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ことで、第二遊星歯 車装置 P2の第一サンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェネレータ MGとが 直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第三ブレーキ B3が係合状態と されることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2の回転速度の絶対値が減速 して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 Oから出力される。ノ ラレルモードの複数の変速段の中では、この前進 1速段の変速比が最も大きくなるよ うに設定されている。
[0155] 図 30に示すように、前進 2速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第二 ブレーキ B2が係合状態とされる。そして、図 29及び図 32に示すように、前進 2速段 では、前進 1速段と同様に、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 ことで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジ エネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第二ブレー キ B2が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2の回転速 度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 O 力 出力される。この前進 2速段の変速比は、前進 1速段の変速比より小さくなるよう に設定されている。 [0156] 図 30に示すように、前進 3速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第一 ブレーキ B1が係合状態とされる。そして、図 29及び図 32に示すように、前進 3速段 では、前進 1速段と同様に、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 ことで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジ エネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレー キ B1が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2の回転速 度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出力軸 O 力 出力される。この前進 3速段の変速比は、前進 2速段の変速比より小さくなるよう に設定されている。
[0157] 図 30に示すように、前進 4速段では、第一クラッチ Cl、第二クラッチ C2、及び第三 クラッチ C3が係合状態とされる。そして、図 29及び図 32に示すように、前進 4速段で は、前進 1速段と同様に、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こ とで、第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2に入力軸 1 (エンジン E)とモータ'ジェ ネレータ MGとが直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチ C3 が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2は、全 体が一体回転する直結状態となり、入力軸 I及びモータ'ジェネレータ MGの回転速 度が同速のまま出力軸 Oに伝達され出力される。したがって、この前進 4速段の変速 比は 1となる。なお、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 態と同様に、入力軸 1 (エンジン E)を切り離した状態で変速比力 の変速段を実現で きない構成となっており、パラレルモードの前進 4速段力も直接的に電気走行モード に切り替えることはできない。したがって、上記第一の実施形態に係る「1— 6.特殊 な制御処理」において説明した制御処理と同様に、パラレルモードの前進 4速段から 電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進 3速段又は前進 5速段に 切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。
[0158] 図 30に示すように、前進 5速段では、第一クラッチ Cl、第三クラッチ C3、及び第一 ブレーキ B1が係合状態とされる。そして、図 29及び図 32に示すように、前進 5速段 では、第一クラッチ C1が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サン ギヤ s2にモータ'ジェネレータ MGが直結され一体回転する状態となる。そして、第三 クラッチ C3及び第一ブレーキ Blが係合状態とされることで、入力軸 I (エンジン E)の 回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出 力軸 Oから出力される。したがって、この前進 5速段の変速比は 1未満となる。
[0159] 図 30に示すように、前進 6速段では、第一クラッチ Cl、第三クラッチ C3、及び第二 ブレーキ B2が係合状態とされる。そして、図 29及び図 32に示すように、前進 6速段 では、第一クラッチ C1が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置 P2の第一サン ギヤ s2にモータ'ジェネレータ MGが直結され一体回転する状態となる。そして、第三 クラッチ C3及び第二ブレーキ B2が係合状態とされることで、入力軸 I (エンジン E)の 回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置 P2のリングギヤ r2に伝達され、出 力軸 Oから出力される。この前進 6速段の変速比は、前進 5速段の変速比よりも小さく なるように設定されている。
[0160] 4-6.電気走行モード
本実施形態においては、ノ、イブリツド駆動装置 Hは、電気走行モードでは、モータ' ジェネレータ MGの回転速度の絶対値を減速して出力軸 Oに伝達する減速変速段と しての前進 1速段、前進 2速段、及び前進 3速段を有している。これらの電気走行モ ードの前進 1速段、前進 2速段、及び前進 3速段は、第二クラッチ C2が係合解除状 態とされることにより、入力軸 Iが第二遊星歯車装置 P2の第一サンギヤ s2力 切り離 されていること以外は、上記パラレルモードの前進 1速段、前進 2速段、及び前進 3速 段と同じである。
[0161] 4- 7.その他の構成例
本実施形態においては、第二遊星歯車装置 P2の回転要素を 4つにすることにより 、 ノラレルモード、電気走行モード、及びエンジン走行モードにおいて上記第三の実 施形態よりも多くの変速段を実現することができる構成について説明した。このように ノ ラレルモード、電気走行モード、及びエンジン走行モードが有する変速段を上記 第三の実施形態よりも多段化するための構成は、上記図 29〜図 33に記載された構 成に限られない。そこで、第一遊星歯車装置 P1又は第二遊星歯車装置 P2のいずれ 力の回転要素を 4つにすることにより、上記第一の実施形態よりも多段化することが可 能な構成のその他の例について、図 34〜図 40に示す電気式トルクコンバータモード での速度線図を用いて以下に説明する。なお、これらの速度線図上においても、「〇 」はモータ ·ジェネレータ MGの回転速度、「△」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、「 X」はブレーキをそれぞれ示している。
[0162] ここで、図 34〜図 36は、第一遊星歯車装置 P1が 3つの回転要素を有し、第二遊 星歯車装置 P2が 4つの回転要素を有する例を示しており、図 37〜図 40は、第一遊 星歯車装置 P1が 4つの回転要素を有し、第二遊星歯車装置 P2が 3つの回転要素を 有する例を示している。但し、これらの全ての例において、以下の点が共通している。 すなわち、第一遊星歯車装置 P1は、第一回転要素（1)にモータ'ジェネレータ MG が接続され、第三回転要素（3)がブレーキによりケース Dsに固定されている。また、 第二遊星歯車装置 P2は、第一回転要素（1)に入力軸 Iが接続され、第二回転要素（ 2)に出力軸 Oが接続され、第三回転要素（3)に第一遊星歯車装置 P1の第二回転 要素（2)が接続されている。なお、これらの速度線図における、各回転要素に対応す る縦線の配置は、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2のギヤ比の設定 により定まる。また、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の各回転要素 の具体的構成は、各例で必要とされる回転要素の数を実現可能な各種の構成を適 用することができる。
[0163] 図 34に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「al」、「bl」、「cl」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（1)、第二 回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。また、これらの上段に、回転速度 の順に配置された「A2」、「B2」、「C2」は、それぞれ第二遊星歯車装置 P2の第一回 転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応して 、る。なお、「D2」は、 回転速度の順で第三回転要素（3)の次になるので、ここでは第四回転要素 (4)とす る（図 35及び図 36に示す例についても同じ)。そして、この図 34に示す例では、各回 転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置 P1につ 、ての回転速度の低 速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び 第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2 の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及 び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P 2の第四回転要素 (4)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3) に対応する縦線の順となって 、る。
[0164] なお、これと同じように表現すると、図 31に示す例では、各回転要素に対応する縦 線の配置が、第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側力 高速側（図に おける右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2 の第一回転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に 対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の中間回転要素 (m)に対応する縦線、第一 遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（ 3)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線の 順となっている。したがって、図 34に示す例は、第二遊星歯車装置 P2が中間回転要 素 (m)に代えて、回転速度の順で第三回転要素（3)の次の第四回転要素 (4)を有し 、この第四回転要素 (4)に対応する縦線が、回転速度の順で第一遊星歯車装置 P1 の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対応する縦 線と第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線との間に配置されて いる点で、図 31に示す例と異なっている。
[0165] 図 35に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「al」、「bl」、「cl」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（1)、第二 回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。また、これらの上段に、回転速度 の順に配置された「A2」、「B2」、「C2」、「D2」は、それぞれ第二遊星歯車装置 P2の 第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)、第四回転要素 (4)に対 応している。そして、この図 35に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が 、第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側から高速側（図における右側 から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回 転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する 縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三 回転要素（3)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応す る縦線、第二遊星歯車装置 P2の第四回転要素 (4)に対応する縦線の順となってい る。すなわち、この図 35に示す例は、第二遊星歯車装置 P2が中間回転要素 (m)に 代えて回転速度の順で第三回転要素（3)の次の第四回転要素 (4)を有し、この第四 回転要素 (4)に対応する縦線が、回転速度の順で第一遊星歯車装置 P1の第三回 転要素（3)に対応する縦線の次に配置されている点で、図 31に示す例と異なってい る。
[0166] 図 36に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「al」、「bl」、「cl」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（1)、第二 回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。また、これらの上段に、回転速度 の順に配置された「A2」、「B2」、「C2」、「D2」は、それぞれ第二遊星歯車装置 P2の 第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)、第四回転要素 (4)に対 応している。そして、この図 36に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が 、第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側から高速側（図における右側 から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回 転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する 縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三 回転要素（3)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)及び第二 遊星歯車装置 P2の第四回転要素 (4)に対応する縦線の順となっている。すなわち、 この図 35に示す例は、第二遊星歯車装置 P2が中間回転要素 (m)に代えて回転速 度の順で第三回転要素（3)の次の第四回転要素 (4)を有し、この第四回転要素 (4) に対応する縦線が、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線と一 致するように配置されて 、る点で、図 31に示す例と異なって 、る。
[0167] 図 37に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、「B1」、「C1」、「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、第二回転要素（2)、中間回転要素 (m)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの上段に、回転速度の順に配置された「a2」、「b2」、「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 37に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側から高速側（図における右 側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一 回転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応す る縦線、第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第 三回転要素（3)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)に対 応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線の順となつ ている。すなわち、この図 37に示す例は、第一遊星歯車装置 P1が中間回転要素 (m )を有し、それが第一遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対応する縦線と第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3 )に対応する縦線との間に配置されている点で、図 31に示す例と異なっている。
[0168] 図 38に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、「B1」、「C1」、「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、中間回転要素 (m)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの上段に、回転速度の順に配置された「a2」、「b2」、「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 38に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側から高速側（図における右 側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一 回転要素（1)に対応する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応す る縦線、第一遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)に対応する縦線、第一遊星歯 車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対 応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線の順となつ ている。すなわち、この図 38に示す例は、第一遊星歯車装置 P1が中間回転要素 (m )を有し、それが第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線と第一 遊星歯車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（ 3)に対応する縦線との間に配置されている点で、図 31に示す例と異なっている。
[0169] 図 39に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、「B1」、「C1」、「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、中間回転要素 (m)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの上段に、回転速度の順に配置された「a2」、「b2」、「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 39に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側から高速側（図における右 側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一 回転要素（1)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)に対応 する縦線、第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯 車装置 P1の第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対 応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線の順となつ ている。すなわち、この図 38に示す例は、第一遊星歯車装置 P1が中間回転要素 (m )を有し、それが第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（ 1)に対応する縦線と第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線との 間に配置されて 、る点で、図 31に示す例と異なって 、る。
[0170] 図 40に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置され た「A1」、「B1」、「C1」、「D1」は、それぞれ第一遊星歯車装置 PIの第一回転要素（ 1)、中間回転要素 (m)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に対応している。ま た、これらの上段に、回転速度の順に配置された「a2」、「b2」、「c2」は、それぞれ第 二遊星歯車装置 P2の第一回転要素（1)、第二回転要素（2)、第三回転要素（3)に 対応している。そして、この図 40に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置 力 第一遊星歯車装置 P1についての回転速度の低速側から高速側（図における右 側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星歯車装置 P2の第一 回転要素（1)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の中間回転要素 (m)及び第 二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線、第一遊星歯車装置 P1の 第二回転要素（2)及び第二遊星歯車装置 P2の第三回転要素（3)に対応する縦線、 第一遊星歯車装置 P1の第三回転要素（3)に対応する縦線の順となっている。すな わち、この図 40に示す例は、第一遊星歯車装置 P1が中間回転要素 (m)を有し、そ れが第二遊星歯車装置 P2の第二回転要素（2)に対応する縦線と一致するように配 置されて!ヽる点で、図 31に示す例と異なって ヽる。
[0171] 5.その他の実施形態 (1)上記の各実施形態では、回転電機としてのモータ'ジェネレータ MGを一個だけ 備える構成について説明した力 ハイブリッド駆動装置 Hが、 2個以上のモータ'ジェ ネレータ MGを備え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。例え ば、図 41に示すように、第二モータ'ジェネレータ MG2を更に備え、この第二モータ 'ジェネレータ MG2のロータ Ro2が入力軸 Iに接続された構成とすると好適である。こ の構成によれば、パラレルモードで、 2個のモータ'ジェネレータ MG及び MG2による 回転トルクを利用した走行を行うことができる。なお、図 41には、第二モータ'ジエネ レータ MG2のロータ Ro2が入力軸 Iに直結された構成を例示して!/、るが、このロータ Ro2は、ギヤやベルト等の駆動伝達部材を介して入力軸 I〖こ接続される構成としても よい。
[0172] (2)上記第一及び第二の実施形態では、ハイブリッド駆動装置 Hは、電気式トルクコ ンバータモード、パラレルモード及び電気走行モードの 3つの動作モードを切替可能 に構成された場合の例について説明した。また、上記第三及び第四の実施形態では 、ハイブリッド駆動装置 Hは、これら 3つの動作モードに加えて更にエンジン走行モー ドにも切替可能に構成された場合の例について説明した。しかし、本発明の適用範 囲となるハイブリッド駆動装置 Hの構成はこれらに限定されない。すなわち、ハイプリ ッド駆動装置 Hは、電気式トルクコンバータモードのみを実現可能とし、或いは、電気 式トルクコンバータモードとパラレルモード及び電気走行モードのいずれか一方のみ を実現可能とし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。
[0173] (3)上記の各実施形態では、ノラレルモード及び電気走行モードでハイブリッド駆動 装置 Hが複数の変速段を有する場合を例として説明した。しかし、本発明の適用範 囲はこれに限定されない。したがって、パラレルモード及び電気走行モードの一方又 は双方において、変速段が一つのみとし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。
[0174] (4)また、上記の各実施形態において説明した第一遊星歯車装置 P1及び第二遊星 歯車装置 P2の構成、並びにこれら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、本発明の適用範囲に含まれる。 産業上の利用可能性
[0175] 本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置として利用することができる。
図面の簡単な説明
[0176] [図 1]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 [図 2]第一の実施形態に係るハイブリッド車用駆動装置のシステム構成図 [図 3]第一の実施形態の各構成要素の接続状態を表す模式図
[図 4]第一の実施形態の作動表を示す図
[図 5]第一の実施形態の切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図
[図 6]第一の実施形態の制御マップの一例を示す図
[図 7]第一の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図
[図 8]第一の実施形態のパラレルモードでの速度線図
[図 9]第一の実施形態の特殊な制御処理のフローチャートを示す図
[図 10]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
[図 11]第二の実施形態の作動表を示す図
[図 12]第二の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図
[図 13]第二の実施形態のパラレルモードでの速度線図
[図 14]第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（1)
[図 15]第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（2)
[図 16]第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（3)
[図 17]第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図 (4)
[図 18]第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（5)
[図 19]第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（6)
[図 20]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
[図 21]第三の実施形態の各構成要素の接続状態を表す模式図
[図 22]第三の実施形態の作動表を示す図
[図 23]第三の実施形態の切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図
[図 24]第三の実施形態の制御マップの一例を示す図
[図 25]第三の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図 [図 26]第三の実施形態のパラレルモードでの速度線図
[図 27]第三の実施形態のエンジン走行モードでの速度線図
[図 28]第三の実施形態の特殊な制御処理のフローチャートを示す図
[図 29]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
[図 30]第四の実施形態の作動表を示す図
[図 31]第四の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図
[図 32]第四の実施形態のパラレルモードでの速度線図
[図 33]第四の実施形態のエンジン走行モードでの速度線図
[図 34]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（1)
[図 35]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（2)
[図 36]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（3)
[図 37]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図 (4)
[図 38]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（5)
[図 39]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（6)
[図 40]第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（7)
[図 41]本発明のその他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
[図 42]背景技術に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図
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
O :出力軸
MG：モータ ·ジェネレータ（回転電機）
W:車輪
P1 :第一遊星歯車装置
P2 :第二遊星歯車装置
Ds :ケース
C1 :第一クラッチ C2:第二クラッチ C3:第三クラッチ C4:第四クラッチ B1:第一ブレーキ B2:第二ブレーキ B3:第三ブレーキ
(1) :第一回転要素
(2) :第二回転要素
(3) :第三回転要素 (m):中間回転要素
(4) :第四回転要素

Claims

請求の範囲
[1] 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、回転電機と、第一遊 星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、 電気式トルクコンバータモードで、前記第一遊星歯車装置は、前記回転電機の回 転速度の絶対値を減速して前記第二遊星歯車装置に伝達し、前記第二遊星歯車装 置は、前記第一遊星歯車装置から伝達される回転と前記入力軸の回転とを合成し、 前記入力軸の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達するハイブリッド駆動 装置。
[2] 前記第二遊星歯車装置における前記入力軸の回転が伝達される回転要素に、前 記回転電機の回転を選択的に伝達する第一クラッチを備え、
前記第一クラッチの係合状態で、前記入力軸と前記回転電機とを直結したパラレル モードとなる請求項 1に記載のハイブリッド駆動装置。
[3] 前記電気式トルクコンバータモード力も前記パラレルモードへのモード切替に際し て、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態 で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されている請求項 2に記載 のハイブリッド駆動装置。
[4] 前記パラレルモードは、複数の変速段を有する請求項 2又は 3に記載のハイブリッド 駆動装置。
[5] 前記パラレルモードは、前記入力軸の回転速度の絶対値を増速して前記出力軸に 伝達するとともに、前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達 する増速変速段を更に備える請求項 2から 4のいずれか一項に記載のハイブリッド駆 動装置。
[6] 前記第二遊星歯車装置における前記入力軸の回転が伝達される回転要素に、前 記回転電機の回転を選択的に伝達する第一クラッチと、前記入力軸の回転を前記第 二遊星歯車装置の前記回転要素に選択的に伝達する第二クラッチと、を備え、 前記第一クラッチの係合状態であって前記第二クラッチの係合解除状態で、前記 入力軸を前記出力軸から切り離し、前記回転電機の回転を前記出力軸に伝達する 電気走行モードとなる請求項 1に記載のハイブリッド駆動装置。
[7] 前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、前記電気走行モードで複 数の変速段を有する請求項 6に記載のハイブリッド駆動装置。
[8] 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、回転電機と、第一遊 星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、 前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、それぞれ回転速度の順 に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の 3つの回転要素を 備え、
前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素に前記回転電機が接続され、第二回転 要素が非回転部材に固定され、その状態で第三回転要素の回転速度の絶対値が前 記第一回転要素の回転速度の絶対値に対して減速されるようにギヤ比が設定され、 前記第二遊星歯車装置は、第一回転要素に前記入力軸が接続され、第二回転要 素に前記出力軸が接続され、第三回転要素に前記第一遊星歯車装置の第三回転 要素が接続されて 、るハイブリッド駆動装置。
[9] 前記第一遊星歯車装置の第一回転要素と前記第二遊星歯車装置の第一回転要 素とを選択的に接続する第一クラッチを備える請求項 8に記載のハイブリッド駆動装 置。
[10] 前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と前記入力軸との接続を選択的に行う第 二クラッチを備える請求項 8又は 9に記載のハイブリッド駆動装置。
[11] 前記第一遊星歯車装置の第二回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三 クラッチを備える請求項 8から 10のいずれか一項に記載のノ、イブリツド駆動装置。
[12] 前記第一遊星歯車装置の第二回転要素の前記非回転部材への固定を選択的に 行う第一ブレーキを備える請求項 8から 11のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動 装置。
[13] 互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第三回転要素及び前記第二遊星 歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定する第二ブレーキを備える 請求項 8から 12のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
[14] 前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要 素との間に中間回転要素を備え、 前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素を非回転部材に選択的に固定する 第三ブレーキを備える請求項 8から 13のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装 置。
[15] 前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要 素との間に中間回転要素を備え、
前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する 第四クラッチを備える請求項 8から 13のいずれか一項に記載のノ、イブリツド駆動装置
[16] 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、回転電機と、第一遊 星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、 前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、それぞれ回転速度の順 に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の 3つの回転要素を 備え、
前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素に前記回転電機が接続され、第三回転 要素が非回転部材に固定され、
前記第二遊星歯車装置は、第一回転要素に前記入力軸が接続され、第二回転要 素に前記出力軸が接続され、第三回転要素に前記第一遊星歯車装置の第二回転 要素が接続されて 、るハイブリッド駆動装置。
[17] 前記第一遊星歯車装置の第一回転要素と前記第二遊星歯車装置の第一回転要 素とを選択的に接続する第一クラッチを備える請求項 16に記載のハイブリッド駆動装 置。
[18] 前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と前記入力軸との接続を選択的に行う第 二クラッチを備える請求項 16又は 17に記載のハイブリッド駆動装置。
[19] 前記第一遊星歯車装置の第三回転要素の前記非回転部材への固定を選択的に 行う第一ブレーキを備える請求項 16から 18のいずれか一項に記載のハイブリッド駆 動装置。
[20] 互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第二回転要素及び前記第二遊星 歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定する第二ブレーキを備える 請求項 16から 19のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
[21] 互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第二回転要素及び前記第二遊星 歯車装置の第三回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三クラッチを備える 請求項 16から 20のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
[22] 前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要 素との間に中間回転要素を備え、
前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する 第三クラッチを備える請求項 16から 20のいずれか一項に記載のノ、イブリツド駆動装 置。
[23] 前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要 素との間に中間回転要素を備え、
前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素を非回転部材に選択的に固定する 第三ブレーキを備える請求項 16から 20のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装 置。
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