JP2005126010A - ハイブリッド変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド変速機を、ハイ側への変速範囲の拡大が容易となる構成にする。
【解決手段】エンジンENGに近い側から順に、モータ／ジェネレータMG1,MG2、第３差動装置G3（単純遊星歯車組GF1， GF2）、第１差動装置G1（単純遊星歯車組GC）、第２差動装置G2（単純遊星歯車組GR）を配置する。GF1， GF2は、キャリアC3をサンギヤS3’に結合し、リングギヤR3をキャリアC3’に結合して相関させ、R3， C3’の結合体をローモードブレーキＢ_Ｌにより固定可能にし、S3をハイモードブレーキＢ_Ｈにより固定可能にする。GCのリングギヤR1にMG1を結合し、GCのサンギヤS1は、GF2のサンギヤS3’に結合し、これらS1,S3’の結合体にMG2を結合する。GRのサンギヤS2は、GF2のリングギヤR3’に結合する。G3は、Ｂ_Ｌ，Ｂ_Ｈとで、GCのサンギヤS1と、GRのサンギヤS2との間を、逆方向回転変速可能連結状態、または、同方向回転変速可能連結状態にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンとモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これらエンジンとモータ／ジェネレータとの間を結合する差動装置により無段変速を行わせることが可能なハイブリッド変速機を、ハイ側変速比の選択が広範囲に亘って可能となるように構成する技術に関するものである。

ハイブリッド変速機の変速範囲を大きくする技術としては従来、例えば特許文献１に記載のごとく、
２要素の回転状態が決まると他の要素の回転状態が決まる２個の差動装置と、２個のモータ／ジェネレータと、ブレーキおよびクラッチとを具え、これらクラッチおよびブレーキの選択的な締結により、後退を含むロー側変速比を選択するためのローモードと、ハイ側変速比を選択するためのハイモードとの間でモードを切り替えることができるようにしたものである。

このハイブリッド変速機は、ハイモードで共線図が一直線となるようになもので、ハイ側変速比の選択が広範囲に亘って可能となるようにするに当たっては、入力軸を結合した差動装置の要素と、共線図上でこの要素の外側にあってモータ／ジェネレータを結合された差動装置の要素との間におけるレバー長を短くすることにより、上記ハイ側変速比のワイド化を実現することができる。
特開２０００−０６２４８３号公報

しかし上記した従来の技術ではハイ側変速比の拡大が、上記モータ／ジェネレータと、入力軸との間における、共線図上のレバー長の短縮に依存することから、以下に説明するような問題を生ずる。
つまり上記のレバー長は、２個の第１差動装置を構成する遊星歯車組のギヤ比で決まるが、このギヤ比には両差動装置を構成する遊星歯車組の製作上の都合もあって自ずと限界があり、この限界を超えて上記のレバー長を短くすることはできない。

従って、従来の技術ではハイ側変速比の拡大が思うにまかせず、変速範囲をハイ側へ要求通りに大きくすることができなかった。
また上記のレバー長が、２個の差動装置を構成する遊星歯車組のギヤ比との関連で決まることから、当該レバー長の微調整が実際上は困難で、ハイ側変速比の拡大に当たってその微調整ができないという問題も懸念される。
更に、ハイモードにおいては２個の差動装置が共線図上で一直線となってこれら差動装置の要素が一体回転することから、従来の技術においては、出力軸を結合した差動装置の要素に対し、共線図上でこの要素の外側にある差動装置の要素に結合すべきモータ／ジェネレータを２個の差動装置の何れに相関させても、入力回転数に対するこのモータ／ジェネレータの回転数が相当に高くなり、ハイブリッド変速機の効率が低下するという問題も発生して実際的でない。

本発明は、上記の問題がとりもなおさず、２個の差動装置がハイモードにおいて、共線図上で一直線になることに起因するとの事実認識に基づき、
これら差動装置の相関させるべき要素をハイモードにおいては、ローモードの場合と逆に同方向回転状態で変速可能に連結し、更に、この同方向回転変速可能状態でこれら要素間における回転速度の大小関係を、上記の問題が解消されるようなものとしたハイブリッド変速機を提案することを目的とする。

この目的のため本発明によるハイブリッド変速機は、請求項１に記載のごとくに構成する。
つまり、それぞれ２自由度の第１および第２差動装置を具え、これら差動装置の１要素を相互に結合すると共にこれら要素に入力軸を結合する。
そして第１および第２差動装置の、共線図上で、上記相互に結合した要素よりも一方側における要素間を相互に変速可能に連結する連結手段を設ける。
また共線図上で、この連結手段により連結された要素のうち第２差動装置に係わる要素と、上記相互に結合された要素のうち第２差動装置に係わる要素との間における第２差動装置の要素に出力軸を結合する。
更に、共線図上で、上記相互に結合した要素の他方側における第１差動装置の要素に第１モータ／ジェネレータを、また、上記連結手段により相互に変速可能に連結した第１および第２差動装置の要素の一方に第２モータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機を要旨構成の基礎前提とする。
そして本発明では上記連結手段を特に、この手段により相互に連結した第１および第２差動装置の要素が同方向回転となる同方向回転変速状態を提供可能な構成にすると共に、この同方向回転変速時に、これら要素間で第１差動装置に係わる要素の回転速度を第２差動装置に係わる要素の回転速度よりも低くするよう構成する。

かかる本発明のハイブリッド変速機によれば、上記連結手段の特異な構成により以下のことが可能であるから、つまり、当該連結手段で相互に連結した第１および第２差動装置の要素が同方向回転となる同方向回転変速状態を提供可能であると共に、この同方向回転変速時に、これら要素間で第１差動装置に係わる要素の回転速度を第２差動装置に係わる要素の回転速度よりも低くすることから、
第１差動装置に係わる第１モータ／ジェネレータと、入力軸との間における、共線図上のレバー長を短縮することなくハイ側変速比の拡大が可能であり、このレバー長を決定する第１および第２差動装置のギヤ比の制約によりハイ側変速比の拡大が思うにまかせなかった従来の問題を解消することができる。

また本発明によれば、第１差動装置のギヤ比で決まる上記レバー長に頼ることなくハイ側変速比の拡大が可能であることから、当該ハイ側変速比の拡大に当たってその微調整が可能となる。
更に本発明によれば、上記連結手段により相互に連結された第１および第２差動装置の要素がハイ側変速比の選択に当たって同方向回転変速可能状態であるも一体回転せず、これら要素間で第１差動装置に係わる要素の回転速度が第２差動装置に係わる要素の回転速度よりも低いことから、
第２モータ／ジェネレータを前者の第１差動装置に係わる要素に相関させれば、第２モータ／ジェネレータの回転数が入力回転数に対し高くなることがなくてハイブリッド変速機の効率が低下するという問題も回避することができる。

以下本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になるハイブリッド変速機１を示し、このハイブリッド変速機１を、本実施例においては後輪駆動車（ＦＲ車）用のトランスミッションとして用いるのに有用な以下の構成となす。

図１において１１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１１の軸線方向（図の左右方向）中程に、２自由度３要素の第１差動装置G1を成す中央の遊星歯車組GFを、また、変速機ケース１１の軸線方向右側（エンジンENGから遠い後側）に、２自由度３要素の第２差動装置G2を成すリヤ側の遊星歯車組GRをそれぞれ配置し、更に、変速機ケース１１の軸線方向左側（エンジンENGに近い前側）に、２自由度４要素の第３差動装置G3を成す第１のフロント側遊星歯車組GF1および第２のフロント側遊星歯車組GF2を配して内蔵し、これら全ての遊星歯車組を同軸に配置する。
また、図の左端（エンジンENGに近い前端）内には、例えば複合電流２層モータ１２を可とするモータ／ジェネレータ組を上記の遊星歯車組GF1,GF2,GC,GRに対し同軸に配して内蔵する。

第１差動装置G1を成す中央の遊星歯車組GFは単純遊星歯車組とし、この単純遊星歯車組は、サンギヤS1、リングギヤR1、およびキャリアC1を主たる要素とし、サンギヤS1およびリングギヤR1に噛合するピニオンP1を共通なキャリアC1に回転自在に支持して構成する。
第２差動装置G2を成すリヤ側の遊星歯車組GRも単純遊星歯車組とし、この単純遊星歯車組は、サンギヤS2、リングギヤR2、およびキャリアC2を主たる要素とし、サンギヤS2およびリングギヤR2に噛合するピニオンP2を共通なキャリアC2に回転自在に支持して構成する。

中央の遊星歯車組GCのキャリアC1およびリヤ側遊星歯車組GRのリングギヤR2間を相互に結合し、これらの結合体に、エンジンENGの回転を入力される入力軸１３（図２および図３の共線図では入力Inとして示す）をエンジンクラッチCinにより結合可能とする。
そして、リヤ側遊星歯車組GRのキャリアC2に出力軸１４（図２および図３の共線図ではOutとして示す）を結合し、これを変速機ケース１１の後端から突出させる。

第３差動装置G3を成す第１のフロント側遊星歯車組GF1および第２のフロント側遊星歯車組GF2は、前者の第１のフロント側遊星歯車組GF1をエンジンENG側に配置し、後者の第２のフロント側遊星歯車組GF2をエンジンENGから遠い側に配置する。
第１のフロント側遊星歯車組GF1は単純遊星歯車組とし、この単純遊星歯車組は、サンギヤS3、リングギヤR3、およびキャリアC3を主たる要素とし、サンギヤS3およびリングギヤR3に噛合するピニオンP3を共通なキャリアC3に回転自在に支持して構成する。
第２のフロント側遊星歯車組GF2も単純遊星歯車組とし、この単純遊星歯車組は、サンギヤS3’、リングギヤR3’、およびキャリアC3’を主たる要素とし、サンギヤS3’およびリングギヤR3’に噛合するピニオンP3’を共通なキャリアC3’に回転自在に支持して構成する。

これら第１のフロント側遊星歯車組GF1および第２のフロント側遊星歯車組GF2は、キャリアC3をサンギヤS3’に結合し、リングギヤR3をキャリアC3’に結合して第３差動装置G3となし、
上記リングギヤR3およびキャリアC3’の相互結合体をローモードブレーキＢ_Ｌにより固定可能にし、サンギヤS3をハイモードブレーキＢ_Ｈにより固定可能にして、これらで本発明における連結手段を構成する。
かかる連結手段の構成によれば、これを第１差動装置G1および第２差動装置G2に対し同軸に配置することができて、ハイブリッド変速機の小径化が可能である。
また、第３差動装置G3を２個の単純遊星歯車組GF1， GF2で構成すれば、第３差動装置G3の構成が簡単でコスト上大いに有利であると共にコンパクトになってサイズ的にも有利である。

複合電流２層モータ１２は、内側ロータ12riと、これを包囲する環状の外側ロータ12roとを、変速機ケース１１内に同心に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ12riおよび外側ロータ12ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステ-タ12ｓを変速機ケース１１に固設して構成する。
環状ステータ12ｓと外側ロータ12roとで外側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータMG1を構成し、環状ステータ12ｓと内側ロータ12riとで内側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータMG2を構成する。
ここでモータ／ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向と速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加された時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。

中央の遊星歯車組GCのリングギヤR1に第１モータ／ジェネレータMG1（外側ロータ12ro）を結合する。
同じく中央の遊星歯車組GCのサンギヤS1は、第２のフロント側遊星歯車組GF2のサンギヤS3’に結合し、これらサンギヤS1,S3’の結合体に第２モータ／ジェネレータMG2（内側ロータ12ri）を結合する。
リヤ側遊星歯車組GRのサンギヤS2は、第２のフロント側遊星歯車組GF2のリングギヤR3’に結合する。

遊星歯車組GF1,GF2よりなる第３差動装置G3は、ローモードブレーキＢ_ＬおよびハイモードブレーキＢ_Ｈとで本発明における連結手段を構成し、この連結手段は、第１差動装置G1を成す遊星歯車組GCにおけるサンギヤS1と、第２差動装置G2を成す遊星歯車組GRにおけるサンギヤS2との間を、逆方向へ回転させた状態で変速可能な逆方向回転変速可能連結状態、または、同方向へ回転させた状態で変速可能な同方向回転変速可能連結状態にするためのもので、
ローモードブレーキＢ_Ｌの締結によりリングギヤR3およびキャリアC3’の結合体を固定することで、上記のサンギヤS1, S2間を逆方向へ回転させた状態で変速可能な逆方向回転変速可能連結状態が得られ、ハイモードブレーキＢ_Ｈの締結によりサンギヤS3を固定することで、上記のサンギヤS1, S2間を同方向へ回転させた状態で変速可能な同方向回転変速可能連結状態が得られる。

本実施例のハイブリッド変速機１は、図１に示すようにエンジンENGの後方に同軸に配して車両に縦置きに搭載する。

図１の構成になるハイブリッド変速機１は、共線図により表すと、上記連結手段によるサンギヤS1, S2間の連結状態に応じて図２または図３のごとくに表され、
第１差動装置G1を成す中央の遊星歯車組GCにおける要素は、例えば、リングギヤR1、キャリアC1、サンギヤS1の順に配置され、
第２差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRにおける要素は、例えば、リングギヤR2、キャリアC2、サンギヤS2の順に配置され、
第３差動装置G3を成すフロント側遊星歯車組GF1,GF2における要素は、例えば、リングギヤR3’、キャリアC3’（リングギヤR3）、サンギヤS3’（キャリアC3）、サンギヤS3の順に配置される。

なお図２および図３の横軸は、遊星歯車組GF,GRのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりキャリアC1（リングギヤR2）およびキャリアC2間の距離を１とした時のキャリアC2およびサンギヤS1（サンギヤS2）間の距離の比をβで示し、また、キャリアC1およびサンギヤS1（サンギヤS2）間の距離を（１＋β）とした時のキャリアC1（リングギヤR2）およびリングギヤR1間の距離の比をαで示し、更に、
遊星歯車組GF1,GF2のギヤ比により決まる第３差動装置G3の回転要素間の距離比、つまりリングギヤR3（キャリアC3’）およびキャリアC3（サンギヤS3’）間の距離を１とした時のリングギヤR3（キャリアC3’）およびリングギヤR3’間の距離の比をδで、また、キャリアC3（サンギヤS3’）およびサンギヤS3間の距離の比をεで示す。
ここで図２および図３の縦軸は、０を基準として上方に前進回転（正回転）数、また、下方に後進回転（逆回転）数を示す。

上記した図２および図３の共線図により表されるハイブリッド変速機においては、第１差動装置G1（中央の遊星歯車組GC）が図２および図３におけるレバーG1(GC)により表され、第２差動装置G2（リヤ側遊星歯車組GR）が図２および図３におけるレバーGR(G2)により表され、第３差動装置G3（第１および第２のフロント側遊星歯車組GF1,GF2）が図２および図３におけるレバーG3（GF1,GF2）により表される。

中央の遊星歯車組GCにおける共線図上で左端から、これを含めて２番目のキャリアC1と、リヤ側遊星歯車組GRにおける共線図上で左端のリングギヤR2とを相互に結合し、これらの結合体にエンジンENG（図１参照）からの入力InをエンジンクラッチCinを介して結合する。
リヤ側遊星歯車組GRにおける共線図上で左端から、これを含めて２番目のキャリアC2に出力軸１４（図１参照）への出力Outを結合する。

中央の遊星歯車組GCにおける共線図上で左端のリングギヤR1に第１モータ／ジェネレータMG1（外側ロータ12ro）を結合し、中央の遊星歯車組GCにおける共線図上で左端から、これを含めて３番目のサンギヤS1に第２モータ／ジェネレータMG2（内側ロータ12ri）を結合する。
そして、リヤ側遊星歯車組GRにおける共線図上で左端から、これを含めて３番目のサンギヤS2、および中央の遊星歯車組GCにおける共線図上で左端から、これを含めて３番目のサンギヤS1間の連結状態を、第３差動装置G3を成すフロント側遊星歯車組GF1,GF2により、逆回転変速可能状態（逆方向の回転数が相互に接近するよう、若しくは、逆に離反するよう変速可能な状態）にしたり、同回転変速可能状態（同方向の回転数が相互に接近するよう、若しくは、逆に離反するよう変速可能な状態）にするため、
これらサンギヤS2,S1にそれぞれ、第３差動装置G3における共線図上で左端のリングギヤR3’、および、共線図上で左端から、これを含めて２番目のキャリアC3’（リングギヤR3）を結合すると共に、これらキャリアC3’（リングギヤR3）をローモードブレーキＢ_Ｌにより固定可能にしたり、第３差動装置G3における共線図上で左端から、これを含めて４番目のサンギヤS3をハイモードブレーキＢ_Ｈにより固定可能にする。

図２の共線図に示すごとくローモードブレーキＢ_Ｌの締結によりキャリアC3’（リングギヤR3）を固定する（回転数＝０にする）時、第３差動装置G3（遊星歯車組GF1,GF2）の共線図上におけるレバー状態（図２に同符号で示した）は例えば図示のごとくになって、第１差動装置G1（遊星歯車組GC）および第２差動装置G2（遊星歯車組GR）の共線図上におけるレバー状態（図２に同符号で示した）から明らかなごとく、サンギヤS2,S1を相互に逆方向の回転に保ってこれらサンギヤS2,S1の回転数が相互に接近するよう、若しくは、逆に離反するよう、これらサンギヤS2,S1間を前記逆方向回転変速可能状態に連結する。
かかる図２に例示されるサンギヤS2,S1間の逆方向回転変速可能連結状態では、出力Outの回転数が入力Inの回転数よりも低く、ハイブリッド変速機１をロー側変速比が選択された状態で変速させることができ、ローモードでの変速が可能である。

図３の共線図に示すごとくハイモードブレーキＢ_Ｈの締結によりサンギヤS3を固定する（回転数＝０にする）時、第３差動装置G3（遊星歯車組GF1,GF2）の共線図上におけるレバー状態（図３に同符号で示した）は例えば図示のごとくになって、第１差動装置G1（遊星歯車組GC）および第２差動装置G2（遊星歯車組GR）の共線図上におけるレバー状態（図３に同符号で示した）から明らかなごとく、サンギヤS2,S1を同方向の回転に保って、しかも、第１差動装置G1（遊星歯車組GC）に係わるサンギヤS1の回転速度を第２差動装置G2（遊星歯車組GR）に係わるサンギヤS1の回転速度よりも高く保って、これらサンギヤS2,S1の回転数が相互に接近するよう、若しくは、逆に離反するよう、これらサンギヤS2,S1間を前記同方向回転変速可能状態に連結する。
かかる図３に例示されるサンギヤS2,S1間の同方向回転変速可能連結状態では、出力Outの回転数が入力Inの回転数よりも高く、ハイブリッド変速機１をハイ側変速比が選択された状態で変速させることができ、ハイモードでの変速が可能である。

モータ／ジェネレータMG1,MG2の電力収支が釣り合った状態で、上記のローモード変速時におけるモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1(L), Nm2(L)、およびトルクTm1(L), Tm2(L)、並びにこれら回転数およびトルクの乗算により求め得る通過パワーＰ_Ｌをそれぞれ、入力回転数、および入力トルク、並びに入力動力に対する比として正規化した動作特性は、図６に例示するごときものとなり、
同じくモータ／ジェネレータMG1,MG2の電力収支が釣り合った状態で、上記のハイモード変速時におけるモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1(H), Nm2(H)、およびトルクTm1(H), Tm2(H)、並びにこれら回転数およびトルクの乗算により求め得る通過パワーＰ_Ｈをそれぞれ、入力回転数、および入力トルク、並びに入力動力に対する比として正規化した動作特性は、図６に例示するごときものとなる。
ここで図６の横軸は、変速比（入力回転数/出力回転数）の逆数である速度比（出力回転数/入力回転数）を示し、この横軸に沿って図の右方向ほどハイ側変速比である。

ローモード変速時およびハイモード変速時のいずれにおいても、２箇所でモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数とトルクとの乗算により求め得るパワーが共に０となり、これら箇所の速度比（変速比）でモータ／ジェネレータ通過パワーＰ_Ｌ（ローモード変速時），Ｐ_Ｈ（ハイモード変速時）が０になる。
ローモード変速時はａ点およびｂ点の速度比（変速比）がそれに相当し、ハイモード変速時はｂ点およびｃ点の速度比（変速比）がそれに相当する。
なお、ローモード変速時のｂ点と、ハイモード変速時のｂ点とは、共に同じ速度比（変速比）である。
そして、
ａ点の速度比はａ＝｛β-(1+α+β)×δ/α｝/(1+β)
ｂ点の速度比はｂ＝｛β/(1+β)｝
ｃ点の速度比はｃ＝｛β+(1+α+β)×(1+δ+ε)/(ε×α) ｝/(1+β)
であり、モータ／ジェネレータMG1,MG2の電力収支を考慮する必要があることから、ｃ点の速度比（変速比）がハイ側であるほどハイ側の実用変速範囲を広くすることができる。

この点前記した従来のハイブリッド変速機においては、ハイモード変速時における共線図上の第１差動装置および第２差動装置のレバー状態は、両者のレバーが相互に重なり合った一直線になることから、本実施例と同じ条件であるとすると、レバー比はα：１：βである。
そしてハイモード変速でモータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーが０になる速度比は｛β+(1+α+β)/α｝ ｝/(1+β)であり、当該通過パワーが０になる速度比をハイ側にしてハイ側の変速範囲を拡大するには、第１差動装置に係わるレバー長αを小さくするしかない。
しかし、このレバー長αは第１および第２差動装置を成す遊星歯車組のギヤ比の制約によりあまり大きくするすることができないことを原因として、また、第１差動装置を成す遊星歯車組の製作上このαを小さくするには限界があり、これが、前記したごとくハイ側の変速範囲を拡大することができない理由である。

これに対し本実施例の構成によれば、ｃ点の速度比を表す前記の式から明らかなように、第１差動装置に係わるαを操作することなく、単独でギヤ比を決めることが可能な第３差動装置に係わるεを操作することでｃ点をハイ側に移動させて、第１差動装置を成す遊星歯車組の制約を受けることなくハイ側の変速範囲を拡大することができる。
しかも同様の理由から、つまり、第１および第２差動装置から独立してギヤ比を設定可能な第３差動装置に係わるεを操作してｃ点をハイ側に移動させ、これによりハイ側への変速範囲の拡大を図ることから、ｃ点のハイ側への移動を第１および第２差動装置からの制約を受けることなく微調整可能であり、これによるハイ側変速比の拡大に当たってその微調整が可能となる。

更に本実施例によれば、ハイモード変速時に第３差動装置により相互に連結された第１および第２差動装置のサンギヤS1,S2が同方向回転変速可能連結状態であるも一体回転せず、これらサンギヤS1,S2間で第１差動装置に係わるサンギヤS1の回転速度が図３に示すように第２差動装置に係わるサンギヤS2の回転速度よりも低いことから、
図１に示すごとく第２モータ／ジェネレータMG2を低回転される第１差動装置のサンギヤS1に相関させることで、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数が入力回転数に対し高くなることがなくてハイブリッド変速機の効率が低下するという問題も回避することができる。

なお本実施例においては、図１に示すごとくアウターロータ12roの外周にバンドブレーキ型式のロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを巻装し、これによりアウターロータ12roと、これに結合したリングギヤR1とを固定可能に構成する。
ローモードで、ロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを締結し、アウターロータ12roを介しリングギヤR1を固定する場合、ローモードでの変速比を固定することができ、このロー変速比固定モードではエンジンENGの出力と第２モータ／ジェネレータMG2の出力とを合算した大きな駆動力を低速走行時に取り出すことができる。
ハイモードで、ロー＆ハイモードブレーキＢ_ＬＨを締結し、アウターロータ12roを介しリングギヤR1を固定する場合、ハイモードでの変速比を固定することができ、この固定したハイ側変速比でエンジン単独による高速走行を可能ならしめると共に、第２モータ／ジェネレータMG2で駆動力のアシストや、減速時のエネルギー回生を行うことができ、高速走行時の運転性能と燃費向上とを両立させることができる。

また、図２の共線図により示すローモードと、図３の共線図により示すハイモードとの間での切り替え点（図６のｂ点）でローモードブレーキＢ_ＬおよびハイモードブレーキＢ_Ｈの双方を締結すると、当該切り替え点の固定変速比を作ることができ、モード切り替え制御を容易にすることができる。
なお上記した何れの動作形態でも、図１に示すエンジンクラッチCinは締結状態を維持することとしてその設置意義を説明しなかったが、ハイブリッド変速機１からの動力を全部モータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力で賄って車両を電気走行させる時にエンジンクラッチCinを解放させ、これにより電気走行中におけるエンジンENGの引きずり負荷を減ずるのに有用である。

図４は、本発明ハイブリッド変速機１の他の実施例を示し、図中、図１におけると同様の部分を同一符号にて示す。
本実施例でも、変速機ケース１１の軸線方向（図の左右方向）右側（エンジンENGから遠い後側）から順次、第２差動装置G2を成すリヤ側単純遊星歯車組GR、第１差動装置G1を成す中央の単純遊星歯車組GC、第３差動装置G3、および複合電流２層モータ１２を配置するが、本実施例では第３差動装置G3として特に、以下の構成になるラビニョオ型遊星歯車列GFを用いる。

このラビニョオ型遊星歯車列GFは、サンギヤS3,S3’、リングギヤR3およびキャリアC3を主たる要素とし、サンギヤS3およびリングギヤR3間にロングピニオンP3を噛合させて設け、このロングピニオンP3およびサンギヤS3’間にショートピニオンP3’を噛合させて設け、これらピニオンP3,P3’を共通なキャリアC3に回転自在に支持して構成し、リングギヤR3およびキャリアC3の２要素を共有した遊星歯車列とする。

かかるラビニョオ型遊星歯車列GFで構成した第３差動装置G3は、上記リングギヤR3をローモードブレーキＢ_Ｌにより固定可能にし、サンギヤS3をハイモードブレーキＢ_Ｈにより固定可能にし、これら第３差動装置G3、ローモードブレーキＢ_Ｌ、およびハイモードブレーキＢ_Ｈにより本発明における連結手段を構成する。

そして、第３差動装置G3のサンギヤS3’はリヤ側遊星歯車組GRのサンギヤS2に結合し、キャリアC3は中央の遊星歯車組GCのサンギヤS1に結合すると共に、これらの結合体を第２モータ／ジェネレータMG2（内側ロータ12ri）に結合する。
それ以外は、図１につき前述した実施例と同じ構成とする。

第３差動装置G3、ローモードブレーキＢ_ＬおよびハイモードブレーキＢ_Ｈで構成した本発明における連結手段は、第１差動装置G1を成す遊星歯車組GCにおけるサンギヤS1と、第２差動装置G2を成す遊星歯車組GRにおけるサンギヤS2との間を、逆方向へ回転させた状態で変速可能な逆方向回転変速可能連結状態、または、同方向へ回転させた状態で変速可能な同方向回転変速可能連結状態にするためのもので、
ローモードブレーキＢ_Ｌの締結によりリングギヤR3を固定することで、上記のサンギヤS1, S2間を逆方向へ回転させた状態で変速可能な逆方向回転変速可能連結状態が得られ、ハイモードブレーキＢ_Ｈの締結によりサンギヤS3を固定することで、上記のサンギヤS1, S2間を同方向へ回転させた状態で変速可能な同方向回転変速可能連結状態が得られる。

図４の構成になるハイブリッド変速機１も、サンギヤS1, S2間の連結状態が上記同方向回転変速可能連結状態である場合について示すと、共線図は図３と同様な図５に示すごときものとなる。
ただし、第３差動装置G3をラビニョオ型遊星歯車列GFで構成したことにより、これに対応するレバー状態G3(GF)に係わる要素の名称が異なるのは言うまでもない。
そして本実施例のハイブリッド変速機１も、前記した実施例と共線図が同じになることから、前記した各種の作用効果を同様に奏することができる。
また本実施例のように、第３差動装置G3をラビニョオ型遊星歯車列GFで構成する場合、前記した実施例のように２個の単純遊星歯車組GF1,GF2で構成する場合よりも、構成要素を１つ減少させ得て更なる低廉化およびコンパクト化を実現することができる。

本発明の一実施例になるハイブリッド変速機を示す線図的縦断側面図である。 同ハイブリッド変速機の、ローモード変速状態での共線図である。 同ハイブリッド変速機の、ハイモード変速状態での共線図である。 本発明の他の実施例になるハイブリッド変速機を示す線図的縦断側面図である。 同ハイブリッド変速機の、ハイモード変速状態での共線図である。 図１および図４に示すハイブリッド変速機の、速度比に対するモータ／ジェネレータの回転数、トルク、および通過パワーの変化特性図である。

符号の説明

１ ハイブリッド変速機
11 変速機ケース
ENG エンジン
12 複合電流２層モータ
MG1 第１モータ／ジェネレータ
MG2 第２モータ／ジェネレータ
13 入力軸
14 出力軸
G1 第１差動装置
G2 第２差動装置
G3 第３差動装置
GF ラビニョオ型遊星歯車列
GF1 第１のフロント側遊星歯車組
GF2 第２のフロント側遊星歯車組
GC 中間の遊星歯車組
GR リヤ側遊星歯車組
S1,S2,S3,S3’サンギヤ
R1,R2,R3,R3’リングギヤ
C1,C2,C3 キャリア
P1,P2,P3,P3’ピニオン
Cin エンジンクラッチ
Ｂ_Ｌ ローモードブレーキ
Ｂ_Ｈ ハイモードブレーキ

Claims (7)

1. ２要素の回転状態を決定すると他の要素の回転状態が決まる第１および第２差動装置を具え、
   これら差動装置の１要素を相互に結合すると共にこれら要素に入力軸を結合し、
   前記第１および第２差動装置の、共線図上で、前記相互に結合した要素の一方側における要素間を相互に変速可能に連結する連結手段を設け、
   共線図上で、この連結手段により連結された要素のうち第２差動装置に係わる要素と、前記相互に結合された要素のうち第２差動装置に係わる要素との間における第２差動装置の要素に出力軸を結合し、
   共線図上で、前記相互に結合した要素の他方側における第１差動装置の要素に第１モータ／ジェネレータを、また、前記連結手段により相互に変速可能に連結した第１および第２差動装置の要素の一方に第２モータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機において、
   前記連結手段は、該手段により相互に連結した第１および第２差動装置の要素が同方向回転となる同方向回転変速状態を提供可能な構成にすると共に、該同方向回転変速時に、これら要素間で第１差動装置に係わる要素の回転速度を第２差動装置に係わる要素の回転速度よりも低くするよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
2. 請求項１に記載のハイブリッド変速機において、
   前記連結手段は、２要素の回転状態を決定すると他の要素の回転状態が決まる４要素の第３差動装置で構成し、
   第３差動装置の共線図上で一端における要素、および、該一端における要素からこれを含めて３番目の要素にそれぞれ、前記連結手段により相互に連結すべき第２および第１差動装置の要素を結合し、第３差動装置の共線図上で他端における要素をハイモードブレーキにより固定可能としたことを特徴とするハイブリッド変速機。
3. 請求項２に記載のハイブリッド変速機において、
   前記第３差動装置の共線図上で前記一端における要素および前記３番目の要素間における要素をローモードブレーキにより固定可能としたことを特徴とするハイブリッド変速機。
4. 請求項３に記載のハイブリッド変速機において、
   前記第３差動装置を２個の遊星歯車組で構成し、これら遊星歯車組を成すサンギヤ、リングギヤ、およびキャリアのうち、一方の遊星歯車組の２要素を他方の遊星歯車組の２要素に結合したことを特徴とするハイブリッド変速機。
5. 請求項３に記載のハイブリッド変速機において、
   前記第３差動装置は、サンギヤ、リングギヤ、およびキャリアのうち２要素を共有する遊星歯車列で構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機において、
   前記連結手段により相互に連結した第１および第２差動装置の要素のうち第１差動装置に係わる要素に前記第２モータ／ジェネレータを結合したことを特徴とするハイブリッド変速機。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機において、
   前記第１モータ／ジェネレータが結合された第１差動装置の要素をロー＆ハイモードブレーキにより固定可能にしたことを特徴とするハイブリッド変速機。

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