JP2005147319A - ハイブリッド変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハイブリッド変速機を用いた４輪駆動化を、ハイブリッド変速機の外にモータを追加することなく実現可能にする。
【解決手段】エンジンENGから遠い変速機ケース１１の後端に、フロント側遊星歯車組（単純遊星歯車組）GFおよびリヤ側遊星歯車組（ダブルピニオン遊星歯車組）GRを同軸に配し、ENGに近い変速機ケース１１の前側にモータ／ジェネレータ組MG1,MG2を配する。遊星歯車組GF， GRを成すサンギヤSf,Sr、リングギヤRf,Rr、およびキャリアCf,Crのうち、Cf,Crを一体結合すると共にこれらにエンジンクラッチCinを介して入力軸１３（エンジンENG）を結合する。Rfには、ケース後端から突出する前輪用中空出力軸Out1を結合し、その中空孔を貫通してケース後端から突出する後輪用出力軸Out2をRrに結合する。SfにMG1（内側ロータ12ri）を結合し、SrにMG2（外側ロータ12ro）を結合する。
【選択図】図２

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、車両の４輪駆動が可能な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を、車両の４輪駆動が可能となるよう構成するに際しては従来、例えば特許文献１に記載のごとく、
ハイブリッド変速機に具えられたモータの他にモータを１個追加し、これを、ハイブリッド変速機により駆動しない側の車輪に対し関連して配置する技術が提案されている。
特開平１１−３３２０１９号公報
しかし上記した従来の技術では、ハイブリッド変速機とは別にモータを設けて対応する車輪の動力源系に結合するため、コスト上不利になるほかに以下の問題もあった。
つまり、車体フロアにハイブリッド変速機の設置スペースとは別にモータおよびインバータの設置スペースを確保する必要があり、そのため、車体フロアを当該モータおよびインバータの設置が可能になるよう設計し直す面倒があった。
また、上記別に設けたモータにより駆動される車輪（後輪）の駆動パワーが当該モータのパワーにより決定され、主たる駆動輪にはなり得ないため、必然的に、エンジンを結合されたハイブリッド変速機により駆動される車輪（前輪）が主たる駆動輪となり、前輪駆動車に対してしか有効でない４輪駆動化技術であると共に、前後輪駆動力配分の自由度も低いという問題も懸念される。
本発明は、上記の問題がとりもなおさずハイブリッド変速機とは別にモータを設けて、前後輪の一方をハイブリッド変速機により駆動し、他方をモータにより駆動することに起因するとの事実認識に基づき、
ハイブリッド変速機自身から２つの駆動力を、共線図上のバランスがとれた状態で、つまり、任意の変速状態が維持可能な状態で取り出し得るようなハイブリッド変速機を提案して上記の諸問題を一気に解消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、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２個の差動装置を具え、これら差動装置を、任意の１要素ずつが相互に連結された状態となす。
そして、これら相互に連結された要素以外の、上記両差動装置における１要素にそれぞれ第１および第２出力軸を結合して、これら要素から２つの駆動力を取り出し得るようにする。
更に、これら第１および第２出力軸を結合した要素以外の、上記両差動装置における要素の１つにエンジンを、また、他の１つに第１モータ／ジェネレータを、更に、別の１つに第２モータ／ジェネレータをそれぞれ結合し、
これらモータ／ジェネレータをモータとして動作させたり、発電機として動作させることにより、任意の変速状態を維持し得るよう構成する。
かかる本発明のハイブリッド変速機によれば、第１および第２出力軸を結合した要素から２つの駆動力を取り出すことができ、従って、従来のようにハイブリッド変速機とは別にモータを設ける必要がなく、新たな車体フロアを用意しなくても一般的な車体フロアのままで４輪駆動化を実現することができる。
また、第１モータ／ジェネレータおよび第２モータ／ジェネレータをモータとして動作させたり、発電機として動作させることにより、エンジンの運転状態と相まって任意の変速状態を維持し得ることから、
第１および第２出力軸からの駆動力の配分を自由に決定することができ、従って、主たる駆動輪、従たる駆動輪の区別もなく、極めて自由度の高い４輪駆動化技術である得る。
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、本発明の構成になるハイブリッド変速機１の制御システムを例示し、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、図２に示すごとき以下の構成となす。
図２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）右側（エンジンENGから遠い後端）に２個の遊星歯車組、つまりフエンジンENGに近いフロント側遊星歯車組GFおよびエンジンENGから遠いリヤ側遊星歯車組GRを同軸に配して内蔵し、また、図の左側（エンジンENGに近い前側）に例えば複合電流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に対し同軸に配して内蔵する。
フロント側遊星歯車組GFは単純遊星歯車組で構成して第１差動装置G1となし、リヤ側遊星歯車組GRはダブルピニオン遊星歯車組で構成して第２差動装置G2となす。
これらフロント側遊星歯車組GFおよびリヤ側遊星歯車組GRはそれぞれ、サンギヤSf,Sr、リングギヤRf,Rr、およびキャリアCf,Crの３要素を主たる構成要素とする２自由度の差動装置を構成する。
キャリアCf,Crを相互に一体回転するよう結合し、後者のキャリアCrには、エンジンENGの回転を入力される入力軸１３（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。
リングギヤRfには、入力軸１３に同軸に配置され、変速機ケース１１の後端から突出する中空の第１出力軸Out1を結合し、リングギヤRrには、第１出力軸Out1の中空孔を貫通して変速機ケース１１から突出する第２出力軸Out2を結合する。
そして、これらリングギヤRf， Rrに結合された第１出力軸Out1および第２出力軸Out2は、出力直結クラッチCoutにより直結可能にして第１および第２出力軸Out1， Out2の相対回転（差動）を０にし得るようになす。
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内に同軸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と内側ロータ12riとで内側のモータ／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と外側ロータ12roとで外側のモータ／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。
第１モータ／ジェネレータMG1（内側ロータ12ri）はサンギヤSfに結合し、第２モータ／ジェネレータMG2（外側ロータ12ro）はサンギヤSrに結合する。
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。
そして、第１出力軸Out1をディファレンシャルギヤ装置３１を介して左右前輪32L,32Rに駆動結合し、第２出力軸Out2をプロペラシャフト３３およびディファレンシャルギヤ装置３４を介して左右後輪35L,35Rに駆動結合する。
エンジンENGおよびハイブリッド変速機１の制御システムは以下のごときものとする。
２１は、エンジンENGおよびハイブリッド変速機１（モータ／ジェネレータMG1,MG2）の統合制御を司るハイブリッドコントローラで、このハイブリッドコントローラ２１は後述するエンジンENGのトルクTeに関する指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２はエンジンENGを当該指令値Teが達成されるよう運転させる。
ハイブリッドコントローラ２１は更に、後述するモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクTm1，Tm2に関する指令をモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３はインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータMG1,MG2をそれぞれ、上記したトルク指令値Tm1，Tm2が達成されるよう制御する。
更にハイブリッドコントローラ２１は、ハイブリッド変速機１内におけるクラッチCin,Cout（後述する実施例においてはブレーキを含む）を締結、開放制御するための信号Scbをハイブリッド変速機１に供給し、ハイブリッド変速機１は油圧源２８からの油圧を用いて、この信号Scbを基に対応するクラッチCin,Cout（ブレーキ）を締結、開放制御する。
上記の各種制御のためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ２６からの信号と、車速VSP（出力回転数Noに比例）を検出する車速センサ２７からの信号とを入力する。
図２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図３のごとくになり、第１差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組GFにおける要素の回転速度順は、サンギヤSf、キャリアCf、およびリングギヤRfであり、第２差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRにおける要素の回転速度順はキャリアCr、リングギヤRr、およびサンギヤSrである。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が中間のキャリアCfと、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第１位のキャリアCrとを相互に結合する。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が第３位のリングギヤRfと、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が中間のリングギヤRrとにそれぞれ第１出力軸Out1および第２出力軸Out2を結合し、これらの間を図２の出力直結クラッチCoutにより直結してデフロックが可能となるようにする。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が第１位のサンギヤSfに第１モータ／ジェネレータMG1（内側ロータ12ri）を結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第１位のキャリアCrに、図２のエンジンクラッチCinを介してエンジンENGからの入力Inを結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第３位のサンギヤSrに第２モータ／ジェネレータMG2（外側ロータ12ro）を結合する。
なお図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、つまりリングギヤRf（Rr）およびキャリアCf（Cr）間の距離を１とした時のキャリアCf（Cr）およびサンギヤSf間の距離の比をαで示し、リングギヤRr（Rf）およびサンギヤSr間の距離の比をβで示し、
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。
図３の縦軸には更に、第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクTm1,Tm2と、エンジントルクTeと、第１および第２出力軸Out1,Out2のトルクTo1,To2とを、それぞれベクトルとして併記した。
上記した図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、フロント側遊星歯車組GFが図３におけるレバーGF(G1)により表され、リヤ側遊星歯車組GRが図３におけるレバーGR(G2)により表され、第１および第２出力軸Out1,Out2の回転数が同じ値Noである場合、これらレバーGF(G1)およびGR(G2)は図３に例示するような相互に重なった一直線で表される。
図３に示す変速状態（変速比）では、エンジンENGからのエンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に走行抵抗であるが故に負荷（マイナス）トルクである。
図３の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、サンギヤSfに結合した第１モータ／ジェネレータMG1の第１モータ／ジェネレータトルクTm1は、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要があり、サンギヤSrに結合した第２モータ／ジェネレータMG2の第２モータ／ジェネレータトルクTm2は、逆に回転数を０から遠ざけるモータ（プラス）トルクである必要がある。
この時第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2は、発電動作とモータ動作とを行うことから、バッテリ電力２５（図１参照）が０であっても、発電側モータ／ジェネレータMG1からの電力でモータ側モータ／ジェネレータMG2をモータ動作させて、図３のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（変速比）を維持することができる。
なお維持できない場合は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記電力バランスを崩して、図３のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（変速比）を維持することが可能である。
図４のレバーGF(G1)およびGR(G2)により示す変速状態（変速比）は、エンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に負荷（マイナス）トルクであるも、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が負値となって出力軸回転数Noを図３の場合よりも低くするロー側変速状態を示す。
図４の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、第１モータ／ジェネレータトルクTm1が図３の場合と同じく、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要があるが、第２モータ／ジェネレータトルクTm2が、図３の場合と逆に、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要がある。
この時は、第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2が共に発電動作を行うことによって、バッテリ２５（図１参照）への充電を行いつつ、図４のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表されるロー側変速状態（ロー側変速比）を維持することができる。
図５のレバーGF(G1)およびGR(G2)により示す変速状態（変速比）は、エンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に負荷（マイナス）トルクであるも、第１モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が負値となって出力数Noをエンジン回転数Neよりも高くする場合のハイ側変速状態を示す。
図５の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、第２モータ／ジェネレータトルクTm2は図３の場合と同じく、回転数を０から遠ざけるモータ（プラス）トルクである必要があるが、第１モータ／ジェネレータトルクTm1は、図３の場合と逆に、回転数を０から遠ざけるモータ（プラス）トルクである必要がある。
この時は、第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2が共に、バッテリ２５（図１参照）からの電力を消費しつつモータ動作を行うことによって、図５のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表されるハイ側変速状態（ハイ側変速比）を維持することができる。
図６は、上記した実施例の構成にした場合において、変速比ｉ（Ne/No）に対する第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2の変化傾向を、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰと共に示し、この通過パワーＰは、モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が０で、且つ、モータ／ジェネレータMG1のトルクTm1が０である時の変速比ｉＬにおいて、また、モータ／ジェネレータMG2のトルクTm2が０で、且つ、モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が０である時の変速比ｉＨにおいてそれぞれ０になる。
従って、図３の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になる変速比ｉＬおよびｉＨ間の変速比領域での変速状態に相当し、この変速比領域では、発電側モータ／ジェネレータMG1が発電した電力でモータ側モータ／ジェネレータMG2をモータ動作させて、バッテリ電力２５（図１参照）の電力に頼ることなく変速状態（変速比）を維持することができる。
また図４の変速状態は、図６の変速比ｉＬよりもロー側の変速比領域での変速状態に相当し、この変速比領域では、両モータ／ジェネレータMG1,MG2を共に発電機として動作させることにより、バッテリ電力２５（図１参照）への充電を行いながら変速状態（変速比）を維持することとなる。
しかしこの変速比領域では、第２モータ／ジェネレータトルクTm2または第１モータ／ジェネレータ回転数Nm1が大きくなることから、モータ／ジェネレータMG1,MG2の大型化を避けられない。
更に図５の変速状態は、図６の変速比ｉＨよりもハイ側の変速比領域での変速状態に相当し、この変速比領域では、両モータ／ジェネレータMG1,MG2を共にモータとして動作させることにより、バッテリ電力２５（図１参照）からの電力を消費しながら変速状態（変速比）を維持することとなる。
しかしこの変速比領域では、第１モータ／ジェネレータトルクTm1または第２モータ／ジェネレータ回転数Nm2が大きくなることから、この場合もモータ／ジェネレータMG1,MG2の大型化を避けられない。
ところで、変速比ｉＬおよびｉＨ間の変速比領域においては、バッテリ電力２５（図１参照）の電力に頼ることなく変速状態（変速比）を維持し得てバッテリ２５の小型化が可能であることの他に、図６から明らかなごとくモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2が共に小さくてモータ／ジェネレータMG1,MG2の小型化も可能であることから、変速比ｉＬおよびｉＨ間における変速比領域を用いることとし、これによりバッテリ２５の小型化およびモータ／ジェネレータMG1,MG2の小型化を実現する。
しかし、変速比ｉＬおよびｉＨ間の変速比領域を外れた領域においても、バッテリ２５およびモータ／ジェネレータMG1,MG2の実用可能な範囲において、当該変速比領域を用いても差し支えないこと勿論である。
図３〜図５の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)に関する回転のバランス式およびトルクのバランス式を示すと、以下の（１）式〜（１３）式のごときものなる。
Ne+α（Ne-No）＝Nm1・・・（1）
No+β（No-Ne）＝Nm2・・・（２）
Te・i＝To・・・（３）
i＝Ne／No・・・（４）
To＝To1+To2・・・（５）
Te＝Te1+Te2・・・（６）
Tm1+Te1+To1＝0・・・（７）
Tm2+Te2+To2＝0・・・（８）
Nm2・Tm2+Nm1・Tm1＝0・・・（９）
α・Tm1＝To1・・・（１０）
Te2＝α・Tm2・・・（１１）
Tm2＝-（Nm1・Te・i）／｛Nm1（1+β）+α・Nm2｝・・・（１２）
Tm1＝-（Nm2・Te）／｛Nm2（1+α）+β・Nm1｝・・・（１３）
（１）式〜（１１）式を解いて得られる（１２）式および（１３）式からモータ／ジェネレータトルクTm2,Tm1を求めることができ、これらモータ／ジェネレータトルクTm2,Tm1をエンジントルクTeと共にそれぞれ、対応するモータコントローラ２３およびエンジンコントローラ２２に指令することで所定の変速制御を実現することができる。
同様に（１）式〜（１１）式を、第１および第２出力軸Out1,Out2の駆動トルク（前後輪駆動トルク）To1,To2について解くと、これら前後輪駆動トルクTo1,To2は図７に示すごとくに求めることができ、変速比ｉＬおよびｉＨ間の変速比領域においてロー側では後輪駆動、若しくは４輪駆動となし、ハイ側では前輪駆動となすことができ、車両の車輪駆動方式として変速比ごとに優れた前後輪駆動トルク配分を実現することができる。
ところで上記した本実施例によれば、第１および第２出力軸Out1,Out2を結合したリングギヤRf,Rrから前後輪駆動力を取り出すことから、従来のようにハイブリッド変速機とは別にモータを設けることなくハイブリッド変速機による４輪駆動化を実現することができ、従って、新たな車体フロアを用意しなくても一般的な車体フロアのままで４輪駆動化が可能である。
また、第１モータ／ジェネレータMG1および第２モータ／ジェネレータMG2を前記した通りモータとして動作させたり、発電機として動作させることにより、エンジンの運転状態と相まって任意の変速状態を維持し得ることから、第１および第２出力軸Out1,Out2からの駆動力の配分を自由に決定することができ、従って、主たる駆動輪、従たる駆動輪の区別もなく、極めて自由度の高い４輪駆動化技術たり得る。
図８は、図１におけるハイブリッド変速機１の他の構成例を示す。
本実施例においては、第１差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組GFと、第２差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRとの間に、中央の遊星歯車組GCを同軸に配して介在させ、中央の遊星歯車組GCを第３差動装置G3となす。
ただし、フロント側遊星歯車組GFをサンギヤSf、リングギヤRfおよびキャリアCfよりなるダブルピニオン遊星歯車組で構成し、リヤ側遊星歯車組GRをサンギヤSr、リングギヤRrおよびキャリアCrよりなる単純遊星歯車組で構成し、中央の遊星歯車組GCもサンギヤSc、リングギヤRcおよびキャリアCcよりなる単純遊星歯車組で構成する。
リングギヤRrには、エンジンENGの回転を入力される入力軸１３（図９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。
リングギヤRfには、入力軸１３に同軸に配置され、変速機ケース１１の後端から突出する中空の第１出力軸Out1を結合し、キャリアCrには、第１出力軸Out1の中空孔を貫通して変速機ケース１１から突出する第２出力軸Out2を結合する。
そして、これらリングギヤRfおよびキャリアCrに結合された第１出力軸Out1および第２出力軸Out2は、出力直結クラッチCoutにより直結可能にして第１および第２出力軸Out1， Out2の相対回転（差動）を０にし得るようになす。
複合電流２層モータ１２は基本的に図２につき前述したと同様のものとするが、本実施例においては説明の便宜上、環状ステータ12ｓと内側ロータ12riとで第２のモータ／ジェネレータMG2を構成し、環状ステータ12ｓと外側ロータ12roとで第１のモータ／ジェネレータMG1を構成する。
そして、第２モータ／ジェネレータMG2（内側ロータ12ri）はサンギヤScに結合し、このサンギヤScをキャリアCfに一体結合する。
第１モータ／ジェネレータMG1（外側ロータ12ro）はサンギヤSfに結合する。
リングギヤRcおよびサンギヤSr間を一体結合し、キャリアCcをブレーキＢにより固定可能にする。
図８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図９のごとくになり、第１差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組GFにおける要素の回転速度順は、サンギヤSf、リングギヤRf、およびキャリアCfであり、第２差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRにおける要素の回転速度順はリングギヤRr、キャリアCr、およびサンギヤSrであり、第３差動装置G3を成す中間の遊星歯車組GCにおける要素の回転速度順はサンギヤSc、キャリアCc、およびリングギヤRcである。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が中間のリングギヤRfおよびリヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が中間のキャリアCrとにそれぞれ第１出力軸Out1および第２出力軸Out2を結合し、これらの間を図８の出力直結クラッチCoutにより直結してデフロックが可能となるようにする。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が第１位のサンギヤSfに第１モータ／ジェネレータMG1（外側ロータ12ro）を結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第１位のリングギヤRrに、図８のエンジンクラッチCinを介してエンジンENGからの入力Inを結合する。
そして、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順が第３位のサンギヤSrおよびフロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順が第３位のキャリアCf間を、第３差動装置G3を成す中間の遊星歯車組GCにより変速可能（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）に結合するため、
これらサンギヤSrおよびキャリアCfにそれぞれ、遊星歯車組GCにおける回転速度順が第３位のリングギヤRcおよび第１位のサンギヤScを結合すると共に、遊星歯車組GCにおける回転速度順が中間のキャリアCcをブレーキＢにより固定する。
なお図９の横軸は、遊星歯車組GF,GR,GCのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりリングギヤRrおよびキャリアCr（リングギヤRf）間の距離を１とした時のリングギヤRrおよびサンギヤSf間の距離の比をαで示し、キャリアCr（リングギヤRf）およびサンギヤSr（キャリアCf）間の距離の比をβで示し、
またサンギヤScおよびおよびキャリアCc間の距離を１とした時のキャリアCcおよびリングギヤRc間の距離の比を示し、
図９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。
図９の縦軸には更に、第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクTm1,Tm2と、エンジントルクTeと、第１および第２出力軸Out1,Out2のトルクTo1,To2とを、それぞれベクトルとして併記した。
上記した図９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、フロント側遊星歯車組GFが図９におけるレバーGF(G1)により表され、リヤ側遊星歯車組GRが図９におけるレバーGR(G2)により表され、中間の遊星歯車組GCが図９におけるレバーGC(G3)により表され、第１および第２出力軸Out1,Out2の回転数が同じ値Noである場合、レバーGF(G1)およびGR(G2)はレバーGC(G3)により、つまり中間の遊星歯車組GCにより、図９に示す相互交差点を保って交差状態（交差角）を図１０または図１１に例示するように変化され、後述の理由から前述した実施例におけるよりも変速範囲を広くすることができる。
図９に示す変速状態（変速比）では、エンジンENGからのエンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に走行抵抗であるが故に負荷（マイナス）トルクである。
図９の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、サンギヤSfに結合した第１モータ／ジェネレータMG1の第１モータ／ジェネレータトルクTm1は、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要があり、サンギヤScおよびキャリアCfに結合した第２モータ／ジェネレータMG2の第２モータ／ジェネレータトルクTm2は、逆に回転数を０から遠ざけるモータ（プラス）トルクである必要がある。
この時第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2は、発電動作とモータ動作とを行うことから、バッテリ電力２５（図１参照）が０であっても、発電側モータ／ジェネレータMG1からの電力でモータ側モータ／ジェネレータMG2をモータ動作させて、図９のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（ロー側変速比）を維持することができる。
なお維持できない場合は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記電力バランスを崩して、図９のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（変速比）を維持することが可能である。
図１０のレバーGF(G1)およびGR(G2)により示す変速状態（変速比）は、これらレバーGF(G1)およびGR(G2)の交差状態を、第１モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が図９の負値から正値に切り替わるよう変化させた場合の変速状態（変速比）を示す。
この場合、エンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に負荷（マイナス）トルクであるも、第１モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が正値であることから、エンジン回転数Neを図９の場合よりも低くするハイ側変速状態となる。
図１０の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、第１モータ／ジェネレータトルクTm1が図９の場合と逆に、回転数を０から遠ざける負荷（プラス）トルクである必要があり、第２モータ／ジェネレータトルクTm2が、図９の場合と逆に、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要がある。
この時第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2は、モータ動作と発電動作とを行うことから、バッテリ電力２５（図１参照）が０であっても、発電側モータ／ジェネレータMG2からの電力でモータ側モータ／ジェネレータMG1をモータ動作させて、図１０のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（ハイ側変速比）を維持することができる。
なお維持できない場合は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記電力バランスを崩して、図１０のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（変速比）を維持することが可能である。
図１１のレバーGF(G1)およびGR(G2)により示す変速状態（変速比）は、これらレバーGF(G1)およびGR(G2)の交差状態を、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が図１０の正値から負値に切り替わるよう変化させた場合の変速状態（変速比）を示す。
この場合、エンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に負荷（マイナス）トルクであるも、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が負値であることから、エンジン回転数Neを図１０の場合よりも更に低くする更にハイ側の変速状態となる。
図１１の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、第１モータ／ジェネレータトルクTm1が図１０の場合と逆に、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要があり、第２モータ／ジェネレータトルクTm2が、図１０の場合と逆に、回転数を０から遠ざける負荷（プラス）トルクである必要がある。
この時第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2は、発電動作とモータ動作とを行うことから、バッテリ電力２５（図１参照）が０であっても、発電側モータ／ジェネレータMG1からの電力でモータ側モータ／ジェネレータMG2をモータ動作させて、図１１のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（更にハイ側の変速比）を維持することができる。
なお維持できない場合は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記電力バランスを崩して、図１１のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（変速比）を維持することが可能である。
図１２は、本実施例の構成とした場合において、変速比ｉ（Ne/No）に対する第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2の変化傾向を、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰと共に示し、この通過パワーＰは、モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が０で、且つ、モータ／ジェネレータMG1のトルクTm1が０である時の変速比ｉＨにおいて、また、モータ／ジェネレータMG2のトルクTm2が０で、且つ、モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が０である時の変速比ｉＬにおいてそれぞれ０になる。
従って、図９の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になるロー側変速比ｉＬよりもロー側変速比領域での変速状態に相当し、また図１０の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になるロー側変速比ｉＬおよびハイ側変速比ｉＨ間の中間変速比領域での変速状態に相当し、更に図１１の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になるハイ側変速比ｉＨよりもハイ側変速比領域での変速状態に相当する。
ところで本実施例においては、図９〜図１１の何れの変速状態でも（全ての変速比領域で）、発電側モータ／ジェネレータMG1またはMG2が発電した電力でモータ側モータ／ジェネレータMG2またはMG1をモータ動作させて、バッテリ電力２５（図１参照）の電力に頼ることなく変速状態（変速比）を維持し得てバッテリ２５の小型化が可能であり、
本実施例が前記した通り、前述した実施例におけるよりも変速範囲を広くし得る理由は、このためである。
とりわけ変速比ｉＬおよびｉＨ間の変速比領域においては、上記の通りバッテリ２５の小型化が可能であることの他に、図１２から明らかなごとくモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2が共に小さくてモータ／ジェネレータMG1,MG2の小型化も可能であり、本実施例においても変速比ｉＬおよびｉＨ間における変速比領域を用いるのが好ましいことは言うまでもない。
しかし、変速比ｉＬおよびｉＨ間の変速比領域を外れた領域においても、モータ／ジェネレータMG1,MG2の実用可能な範囲において、当該変速比領域を用い得ること勿論である。
図９〜図１１の共線図におけるレバーGF(G1)、およびGR(G2)、並びにGC(G3)に関する回転のバランス式およびトルクのバランス式を示すと、以下の（１４）式〜（３１）式のごときものなる。
Nm1=｛（α+1）/β｝Nm2+｛1+（α+1）/β｝No・・・（１４）
Nm2=-（1/δ）N3・・・（１５）
N3=-β・Ne+（1+β）No・・・（１６）
Te・i=To・・・（１７）
i=Ne/No・・・（１８）
To=To1+To2・・・（１９）
T1+T3A=Tm2・・・（２０）
Tm1+T1+To1=0・・・（２１）
Te+T2+To1=0・・・（２２）
δ・T3B+T3A=0・・・（２３）
T3B=T2・・・（２４）
Nm1・Tm1+Nm2・Tm2＝Pb・・・（２５）
β・T2=Te・・・（２６）
Tm1(α+1)=β・T1・・・（２７）
Tm1＝-｛(1+β-i・β)/ (1+α+β)｝・Te・・・（２８）
Tm2＝-（Pb-Nm1・Te）／Nm2・・・（２９）
To2=[｛(1+β)/β｝-i]・Te・・・（３０）
To1=｛(1+β)/β｝・Te・・・（３１）
ただし上記の式における各符号は、図９〜図１１の共線図においてレバーGC(G3)をレバーGF(G1)およびGR(G2)から切り離したものに相当する図１３に示した各部の回転数およびトルクを意味する。
なお、図１３に示されていないPbはバッテリ電力を意味するものとする。
（１４）式〜（２７）式を解いて（２８）式〜（３１）式を得ることができ、（２８）式および（２９）式から求めたモータ／ジェネレータトルクTm2,Tm1ををエンジントルクTeと共にそれぞれ、対応するモータコントローラ２３およびエンジンコントローラ２２に指令することで所定の変速制御を実現することができる。
第１および第２出力軸Out1,Out2の駆動トルク（前後輪駆動トルク）To1,To2は（３１）式および（３０）式から求めることができ、これら前後輪駆動トルクTo1,To2は本実施の例では図１４に示すごときものとなる。
従って本実施例では、大きな駆動力を必要とするロー側変速比領域において４輪駆動となし、ハイ側変速比になるにつれて前後輪駆動トルクTo1を低下させて徐々に後２輪駆動へ移行させることができ、車両の車輪駆動方式として変速比ごとに優れた前後輪駆動トルク配分を実現することができる。
ところで上記した本実施例の構成によれば、第１および第２出力軸Out1,Out2を結合したリングギヤRfおよびキャリアCrから前後輪駆動力を取り出すことから、従来のようにハイブリッド変速機とは別にモータを設けることなくハイブリッド変速機による４輪駆動化を実現することができ、従って、新たな車体フロアを用意しなくても一般的な車体フロアのままで４輪駆動化が可能である。
また、第１モータ／ジェネレータMG1および第２モータ／ジェネレータMG2を前記した通りモータとして動作させたり、発電機として動作させることにより、エンジンの運転状態と相まって任意の変速状態を維持し得ることから、第１および第２出力軸Out1,Out2からの駆動力の配分を自由に決定することができ、従って、主たる駆動輪、従たる駆動輪の区別もなく、極めて自由度の高い４輪駆動化技術たり得る。
更に前記したとおり、この作用効果を全ての変速比領域において享受することができ、ハイブリッド変速機の汎用性を高めることができる。
図１５は、図１におけるハイブリッド変速機１の更に他の構成例を示す。
本実施例においては、図８におけると同様に第１差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組（ダブルピニオン遊星歯車組）GFと、第２差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組（単純遊星歯車組）GRと、第３差動装置G3を成す中央の遊星歯車組GC（単純遊星歯車組）とを同軸に有し、
これら遊星歯車組GF， GR， GCの構成要素をそれぞれ、入力軸１３、出力軸Out1,Out2、およびモータ／ジェネレータMG1,MG2に対して図８におけると同様に結合する。
しかして、第３差動装置G3を成す中央の遊星歯車組GCにおけるリングギヤRcおよびキャリアCcを相互に結合するモードクラッチCmを付加して設け、このモードクラッチCmを常時締結させて遊星歯車組Gcを、全ての要素が一体的に回転するような直結状態に保持する。
これがため、中央の遊星歯車組GCにおけるキャリアCcを固定するためのブレーキＢを本実施例では常時解放させておき、遊星歯車組Gcが常時全体的に、そしてサンギヤSrおよびキャリアCfと共に、一体的に回転し得る状態にしておく。
従って図１５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図１６のごとく、図９〜図１１の共線図においてレバーGC(G3)を横一直線に変更したものとなり、レバーGC(G3)をかかる横一直線状態でモータ／ジェネレータMG2の制御により上下させたり、サンギヤSfを図１６においてモータ／ジェネレータMG1の制御により上下させることにより以下の変速を行わせることができるが、ここでは便宜上、第１および第２出力軸Out1,Out2の回転数が同じ値Noである場合について、つまり、フロント側遊星歯車組GFを表すレバーGF(G1)、およびリヤ側遊星歯車組GRを表すレバーGR(G2)が相互に重なった一直線を保つ場合について説明する。
図１６に示す変速状態（変速比）では、エンジンENGからのエンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に走行抵抗であるが故に負荷（マイナス）トルクである。
図１６の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、サンギヤSfに結合した第１モータ／ジェネレータMG1の第１モータ／ジェネレータトルクTm1は、回転数を０から遠ざけるモータ（プラス）トルクである必要があり、サンギヤScおよびキャリアCfに結合した第２モータ／ジェネレータMG2の第２モータ／ジェネレータトルクTm2は、逆に回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要がある。
この時第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2は、モータ動作と発電動作とを行うことから、バッテリ電力２５（図１参照）が０であっても、発電側モータ／ジェネレータMG2からの電力でモータ側モータ／ジェネレータMG1をモータ動作させて、図１６のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（出力回転数Noが低くなるロー側変速比）を維持することができる。
なお維持できない場合は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記電力バランスを崩して、図１６のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（変速比）を維持することが可能である。
図１７のレバーGF(G1)およびGR(G2)により示す変速状態（変速比）は、第１モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が図１６の正値から負値に切り替わるよう変化させ、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が図１６の負値から正値に切り替わるよう変化させた場合の変速状態（変速比）を示す。
この場合、エンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に負荷（マイナス）トルクであるも、第１モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が負値であり、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が正値であることから、図１６に較べ出力回転数Noをエンジン回転数Neよりも高くするハイ側変速状態となる。
図１７の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、第１モータ／ジェネレータトルクTm1が図１６の場合と逆に、回転数を０に向かわせる発電（マイナス）トルクである必要があり、第２モータ／ジェネレータトルクTm2が、図１６の場合と逆に、回転数を０から遠ざける負荷（プラス）トルクである必要がある。
この時第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2は、発電動作とモータ動作とを行うことから、バッテリ電力２５（図１参照）が０であっても、発電側モータ／ジェネレータMG1からの電力でモータ側モータ／ジェネレータMG2をモータ動作させて、図１７のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（ハイ側変速比）を維持することができる。
なお維持できない場合は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の上記電力バランスを崩して、図１７のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（ハイ側変速比）を維持することが可能である。
図１８のレバーGF(G1)およびGR(G2)により示す変速状態（変速比）は、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が図１６の負値から正値に切り替わるよう変化させた場合の変速状態（変速比）を示す。
この場合、エンジントルクTeがプラス（正）トルクであり、第１および第２出力軸Out1,Out2の出力トルクTo1,To2が共に負荷（マイナス）トルクであるも、第２モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2も正値であることから、図１６および図１７の中間の変速比が選択された中間変速比選択状態となる。
図１８の共線図におけるレバーGF(G1)およびGR(G2)が、エンジントルクTeおよび出力トルクTo1,To2によってもバランスしているためには、第１モータ／ジェネレータトルクTm1が図１６の場合と同じく、回転数を０から遠ざける負荷（プラス）トルクである必要があり、第２モータ／ジェネレータトルクTm2が、図１６の場合と逆に、回転数を０から遠ざける負荷（プラス）トルクである必要がある。
この時は、第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2が共に、バッテリ２５（図１参照）からの電力を消費しつつモータ動作を行うことによって、図１８のレバーGF(G1)およびGR(G2)で表される変速状態（中間変速比）を維持することができる。
図１９は、本実施例において、変速比ｉ（Ne/No）に対する第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2の変化傾向を、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰと共に示し、この通過パワーＰは、モータ／ジェネレータMG2の回転数Nm2が０で、且つ、モータ／ジェネレータMG1のトルクTm1が０である時の変速比ｉＬにおいて、また、モータ／ジェネレータMG2のトルクTm2が０で、且つ、モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が０である時の変速比ｉＨにおいてそれぞれ０になる。
従って、図１６の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になるロー側変速比ｉＬよりもロー側変速比領域での変速状態に相当し、また図１８の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になるロー側変速比ｉＬおよびハイ側変速比ｉＨ間の中間変速比領域での変速状態に相当し、更に図１７の変速状態は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過パワーＰが０になるハイ側変速比ｉＨよりもハイ側変速比領域での変速状態に相当する。
ところで、変速比ｉＬよりもロー側の変速比領域および変速比ｉＨよりもハイ側の変速比領域においては上記したごとく、バッテリ電力２５（図１参照）の電力に頼ることなく変速状態（変速比）を維持し得てバッテリ２５の小型化が可能である。
一方で変速比ｉＬ，ｉＨ間の中間変速比領域においては上記したごとく、バッテリ電力２５（図１参照）からの電力の持ち出しによって変速状態（変速比）を維持するが、この中間変速比領域では、図１９から明らかなごとくモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2が共に小さくてモータ／ジェネレータMG1,MG2の小型化が可能である。
ここで、どの変速比領域を用いるかは、バッテリ２５の小型化を優先させるべきか、モータ／ジェネレータMG1,MG2の小型化を優先させるべきかによって決まり、余裕があればバッテリ２５およびモータ／ジェネレータMG1,MG2の実用可能な範囲においてできるだけ広い変速比領域を用い得ること勿論である。
一方で上記した本実施例によれば、第１および第２出力軸Out1,Out2を結合したリングギヤRfおよびキャリアCrから前後輪駆動力を取り出すことから、従来のようにハイブリッド変速機とは別にモータを設けることなくハイブリッド変速機による４輪駆動化を実現することができ、従って、新たな車体フロアを用意しなくても一般的な車体フロアのままで４輪駆動化が可能である。
また、第１モータ／ジェネレータMG1および第２モータ／ジェネレータMG2を前記した通りモータとして動作させたり、発電機として動作させることにより、エンジンの運転状態と相まって任意の変速状態を維持し得ることから、第１および第２出力軸Out1,Out2からの駆動力の配分を自由に決定することができ、従って、主たる駆動輪、従たる駆動輪の区別もなく、極めて自由度の高い４輪駆動化技術たり得る。
なお何れの実施例においても、第１出力軸Out1を中空軸としてエンジンENGから遠い変速機後端より突出させ、第２出力軸Out2を、該中空の第１出力軸Out1に貫通させて変速機後端より突出させたため、
ハイブリッド変速機１の同じ箇所から２つの動力を取り出すことができて、４輪駆動系の取り回しが容易となる。
この際、図１に示すように第１出力軸Out1を前輪に結合し、第２出力軸Out2を後輪に結合すれば、ハイブリッド変速機１を縦置きにして車両に搭載した場合における４輪駆動系の取り回しが一層容易になる。
更に何れの実施例でも、第１および第２モータ／ジェネレータMG1,MG2を同心一体構造として、エンジンENGと、エンジンに近い側に配した遊星歯車組GF(G1)との間に同軸に配置したため、
２個のモータ／ジェネレータMG1,MG2を内蔵するといえども、ハイブリッド変速機１をコンパクトに構成することができてその車載性を向上させることができる。
本発明によるハイブリッド変速機の車載状態を、その制御システムと共に概略平面図である。 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が中間変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機がロー側変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機がハイ側変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機の変速比に対する第１および第２モータ／ジェネレータの回転数およびトルクの変化特性を、これらモータ／ジェネレータへの通過パワーと共に示す変化特性図である。 同ハイブリッド変速機から出力される前後輪駆動トルクの配分特性を変速比に関して示した特性図である。 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がロー側変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機がハイ側変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機が更にハイ側の変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機の変速比に対する第１および第２モータ／ジェネレータの回転数およびトルクの変化特性を、これらモータ／ジェネレータへの通過パワーと共に示す変化特性図である。 図９〜図１１の共線図における回転数のバランス式およびトルクのバランス式を求める時に用いた符号の説明図である。 同ハイブリッド変速機から出力される前後輪駆動トルクの配分特性を変速比に関して示した特性図である。 本発明の更に他の実施の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がロー側変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機がハイ側変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機が中間変速比を選択した時の共線図である。 同ハイブリッド変速機の変速比に対する第１および第２モータ／ジェネレータの回転数およびトルクの変化特性を、これらモータ／ジェネレータへの通過パワーと共に示す変化特性図である。
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
Out1 第１出力軸
Out2 第２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 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
Sf,Sc,Sr サンギヤ
Rf,Rc,Rr リングギヤ
Cf,Cc,Cr キャリア
Cin エンジンクラッチ
Cout 出力直結クラッチ
Cm モードクラッチ
B ブレーキ
21 ハイブリッドコントローラ
22 エンジンコントローラ
23 モータコントローラ
24 インバータ
25 バッテリ
26 アクセル開度センサ
27 車速センサ
28 油圧源
31 前輪用ディファレンシャルギヤ装置
32L,32R 左右前輪
33 プロペラシャフト
34 後輪用ディファレンシャルギヤ装置
35L,35R 左右後輪

Claims (16)

  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２個の差動装置を、任意の１要素ずつが相互に連結された状態で具え、
    これら相互に連結された要素以外の、前記両差動装置における１要素にそれぞれ第１および第２出力軸を結合し、
    これら第１および第２出力軸を結合した要素以外の、前記両差動装置における要素の１つにエンジンを、また、他の１つに第１モータ／ジェネレータを、更に、別の１つに第２モータ／ジェネレータをそれぞれ結合し、
    これらモータ／ジェネレータをモータとして動作させたり、発電機として動作させることにより、任意の変速状態を維持し得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、
    一方の前記差動装置における、共線図上の回転速度順が中間の要素と、他方の前記差動装置における、共線図上の回転速度順が第１位の要素とを相互に連結し、
    前記一方の差動装置における、共線図上の回転速度順が第３位の要素と、前記他方の差動装置における、共線図上の回転速度順が中間の要素とにそれぞれ前記第１および第２出力軸を結合し、
    前記相互に連結した要素に前記エンジンを結合し、
    前記一方の差動装置における、共線図上の回転速度順が第１位の要素に前記第１モータ／ジェネレータを、また、前記他方の差動装置における、共線図上の回転速度順が第３位の要素に前記第２モータ／ジェネレータをそれぞれ結合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、
    前記一方の差動装置を単純遊星歯車組で構成して前記エンジンに近い側に配した第１遊星歯車組とし、
    前記他方の差動装置をダブルピニオン遊星歯車組で構成して前記エンジンから遠い側に配した第２遊星歯車組とし、
    第１遊星歯車組のキャリアと第２遊星歯車組のキャリアとを相互に結合すると共に、これらキャリアにエンジンを結合し、
    第１遊星歯車組のリングギヤおよび第２遊星歯車組のリングギヤにそれぞれ前記第１および第２出力軸を結合し、
    第１遊星歯車組のサンギヤおよび第２遊星歯車組のサンギヤにそれぞれ前記第１および第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。
  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１遊星歯車組のリングギヤに結合した前記第１出力軸を中空軸としてエンジンから遠い変速機後端より突出させ、
    前記第２遊星歯車組のリングギヤに結合した前記第２出力軸を、該中空の第１出力軸に貫通させて変速機後端より突出させたことを特徴とするハイブリッド変速機。
  5. 請求項１に記載のハイブリッド変速機において、
    一方の前記差動装置における、共線図上の回転速度順が第３位の要素と、他方の前記差動装置における、共線図上の回転速度順が第３位の要素とを相互に、逆転状態で変速可能に連結し、
    前記一方の差動装置における、共線図上の回転速度順が中間の要素と、前記他方の差動装置における、共線図上の回転速度順が中間の要素とにそれぞれ前記第１および第２出力軸を結合し、
    前記他方の差動装置における、共線図上で第１位の要素に前記エンジンを結合し、
    前記一方の差動装置における、共線図上の回転速度順が第１位の要素に前記第１モータ／ジェネレータを結合すると共に、前記両差動装置における相互に逆転状態で変速可能に連結した要素に前記第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。
  6. 請求項５に記載のハイブリッド変速機において、
    前記両差動装置における相互に逆転状態で変速可能に連結すべき要素間の連結を、追加した別の差動装置により行うよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  7. 請求項６に記載のハイブリッド変速機において、
    前記一方の差動装置をダブルピニオン遊星歯車組で構成して前記エンジンに近い側に配した第１遊星歯車組とし、
    前記他方の差動装置を単純遊星歯車組で構成して前記エンジンから遠い側に配した第２遊星歯車組とし、
    前記別の差動装置を単純遊星歯車組で構成して前記第１遊星歯車組と第２遊星歯車組との間に同軸に配した第３遊星歯車組とし、
    第１遊星歯車組のキャリアと第３遊星歯車組のサンギヤとを相互に結合すると共に第２遊星歯車組のサンギヤと第３遊星歯車組のリングギヤとを相互に結合するほか、第３遊星歯車組のキャリアを固定し、
    第２遊星歯車組のリングギヤにエンジンを結合し、
    第１遊星歯車組のリングギヤおよび第２遊星歯車組のキャリアにそれぞれ前記第１および第２出力軸を結合し、
    第１遊星歯車組のサンギヤおよびキャリアにそれぞれ前記第１および第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。
  8. 請求項７に記載のハイブリッド変速機において、
    前記第３遊星歯車組のキャリアの固定を、ブレーキにより適宜に行うよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  9. 請求項１に記載のハイブリッド変速機において、
    一方の前記差動装置における、共線図上の回転速度順が第３位の要素と、他方の前記差動装置における、共線図上の回転速度順が第３位の要素とを一体回転可能に連結し、
    前記一方の差動装置における、共線図上の回転速度順が中間の要素と、前記他方の差動装置における、共線図上の回転速度順が中間の要素とにそれぞれ前記第１および第２出力軸を結合し、
    前記他方の差動装置における、共線図上で第１位の要素に前記エンジンを結合し、
    前記一方の差動装置における、共線図上の回転速度順が第１位の要素に前記第１モータ／ジェネレータを結合すると共に、前記両差動装置における一体回転可能に連結した要素に前記第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。
  10. 請求項９に記載のハイブリッド変速機において、
    前記両差動装置における一体回転可能に連結すべき要素間の連結を、追加した別の差動装置により行うよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  11. 請求項１０に記載のハイブリッド変速機において、
    前記一方の差動装置をダブルピニオン遊星歯車組で構成して前記エンジンに近い側に配した第１遊星歯車組とし、
    前記他方の差動装置を単純遊星歯車組で構成して前記エンジンから遠い側に配した第２遊星歯車組とし、
    前記別の差動装置を単純遊星歯車組で構成して前記第１遊星歯車組と第２遊星歯車組との間に同軸に配した第３遊星歯車組とし、
    第１遊星歯車組のキャリアと第３遊星歯車組のサンギヤとを相互に結合すると共に第２遊星歯車組のサンギヤと第３遊星歯車組のリングギヤとを相互に結合するほか、第３遊星歯車組のキャリアおよびリングギヤ間を結合し、
    第２遊星歯車組のリングギヤにエンジンを結合し、
    第１遊星歯車組のリングギヤおよび第２遊星歯車組のキャリアにそれぞれ前記第１および第２出力軸を結合し、
    第１遊星歯車組のサンギヤおよびキャリアにそれぞれ前記第１および第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。
  12. 請求項１１に記載のハイブリッド変速機において、
    前記第３遊星歯車組のキャリアおよびリングギヤ間の結合を、クラッチにより適宜に行うよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  13. 請求項７，８，１１および１２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遊星歯車組のリングギヤに結合した前記第１出力軸を中空軸としてエンジンから遠い変速機後端より突出させ、
    前記第２遊星歯車組のキャリアに結合した前記第２出力軸を、該中空の第１出力軸に貫通させて変速機後端より突出させたことを特徴とするハイブリッド変速機。
  14. 請求項３，４，７，８，１１，１２および１３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および第２モータ／ジェネレータを同軸一体構造として、前記エンジンと前記第１遊星歯車組との間に同軸に配置したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  15. 請求項１乃至１４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および第２出力軸をそれぞれ車両の前後輪に結合したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  16. 請求項１５に記載のハイブリッド変速機において、
    エンジンを結合された要素を含む差動装置に係わる出力軸に後輪を結合したことを特徴とするハイブリッド変速機。
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