JP2006283917A - Hybrid drive device - Google Patents

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Yukihiko Ideshio
幸彦 出塩
Hideaki Komada
英明 駒田
Hiroyuki Shibata
寛之 柴田
Takashi Ota
隆史 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid drive device capable of increasing the rotational speed of a prime mover as much as possible in starting a vehicle. <P>SOLUTION: A hybrid drive device is provided with the prime mover and a first electric motor installed as the power source of the vehicle, a power distribution device having a plurality of rotational elements capable of being differentially turned, and a transmission having a plurality of rotational elements capable of being differentially turned. The prime mover and the first electric motor are connected to the power distribution device. The power distribution device and the transmission are connected. A brake to control the rotation/stop of reaction force element of the transmission is installed. In starting the vehicle, a brake control means for controlling the support torque which is given to the reaction force element from the brake is provided so that the reaction force element of the transmission receives the reaction force while the reaction force element rotates (steps S1 and S2). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両の走行のための動力源として、原動機および発電機能を備えた電動機とを有するハイブリッド駆動装置に関し、特に、電動機の出力側に、遊星歯車機構から構成された変速機が設けられている構成のハイブリッド駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a hybrid drive device having a prime mover and an electric motor having a power generation function as a power source for traveling of a vehicle, and in particular, a transmission composed of a planetary gear mechanism is provided on the output side of the electric motor. The present invention relates to a hybrid drive device having the above structure.

従来から、車両に複数種類の動力源を搭載したハイブリッド駆動装置が知られており、そのハイブリッド駆動装置の一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載された駆動装置では、エンジンおよび第1モータ/発電機および第2モータ/発電機が設けられているとともに、エンジンから出力部材に至るトルクの伝達経路に、第1の遊星サブギヤセットないし第3の遊星サブギヤセットが設けられている。第1の遊星サブギヤセットは、第1のサンギヤおよび第1のリングギヤと、第1のサンギヤおよび第1のリングギヤに噛合された第1のピニオンギヤを保持する第1のキャリヤとを有するシングルピニオン形式の遊星歯車機構であり、エンジンと第1のリングギヤとが、入力部材を介在させて連結されている。   Conventionally, a hybrid drive device in which a plurality of types of power sources are mounted on a vehicle is known, and an example of the hybrid drive device is described in Patent Document 1. In the driving apparatus described in Patent Document 1, an engine, a first motor / generator, and a second motor / generator are provided, and a first planet is provided in a torque transmission path from the engine to an output member. A sub-gear set or a third planetary sub-gear set is provided. The first planetary sub gear set is of a single pinion type having a first sun gear and a first ring gear, and a first carrier holding a first pinion gear meshed with the first sun gear and the first ring gear. This is a planetary gear mechanism, and the engine and the first ring gear are connected with an input member interposed therebetween.

また、第2の遊星サブギヤセットは、第2のサンギヤおよび第2のリングギヤと、第2のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合された第2のピニオンギヤを保持する第2のキャリヤとを有するシングルピニオン形式の遊星歯車機構であり、第2のリングギヤが、第1のモータ/発電機および第1のサンギヤと一体回転するように連結されている。また、第1のキャリヤと第2のキャリヤとが、シャフトにより一体回転するように連結されている。さらに、第3の遊星サブギヤセットは、第3のサンギヤおよび第3のリングギヤと、第3のサンギヤおよび第3のリングギヤに噛合された第3のピニオンギヤを保持する第3のキャリヤとを有するシングルピニオン形式の遊星歯車機構であり、第3のサンギヤが、第2のモータ/発電機および第2のサンギヤと一体回転するように連結されている。さらに、シャフトと第3のキャリヤとを選択的に連結・解放するクラッチが設けられており、第3のキャリヤが出力部材と一体回転するように連結されている。さらに、第3のサンギヤを選択的に回転・停止させるブレーキが、トランスミッションハウジングに設けられている。   The second planetary sub-gear set includes a single pinion having a second sun gear and a second ring gear, and a second carrier holding a second pinion gear meshed with the second sun gear and the second ring gear. A planetary gear mechanism of the type, in which a second ring gear is connected to rotate integrally with a first motor / generator and a first sun gear. In addition, the first carrier and the second carrier are connected by a shaft so as to rotate integrally. Further, the third planetary sub-gear set includes a single pinion having a third sun gear and a third ring gear, and a third carrier holding a third pinion gear meshed with the third sun gear and the third ring gear. A planetary gear mechanism of the type, in which a third sun gear is connected to rotate integrally with a second motor / generator and a second sun gear. Further, a clutch for selectively connecting and releasing the shaft and the third carrier is provided, and the third carrier is connected to rotate integrally with the output member. Further, a brake that selectively rotates and stops the third sun gear is provided in the transmission housing.

この特許文献1に記載されたハイブリッド駆動装置において、停止している車両を前進させかつ、加速する場合は第1モードが選択される。この第1モードが選択された場合は、クラッチが解放され、かつ、ブレーキが係合される。そして、エンジントルクが第1の遊星サブギヤセットの第1リングギヤに伝達されるとともに、第1モータ/発電機のトルクが、第1の遊星サブギヤセットにおける第1のサンギヤ、および第2の遊星サブギヤセットにおける第2のリングギヤに伝達されて、第1のサンギヤおよび第2のリングギヤが同方向に回転する。このような制御により、エンジントルクの反力が、第1モータ/発電機により受け持たれるとともに、第2の遊星サブギヤセットの第2のサンギヤが反対方向に回転する。   In the hybrid drive device described in Patent Document 1, the first mode is selected when a stopped vehicle is advanced and accelerated. When the first mode is selected, the clutch is released and the brake is engaged. The engine torque is transmitted to the first ring gear of the first planetary sub-gear set, and the torque of the first motor / generator is transmitted to the first sun gear and the second planetary sub-gear set in the first planetary sub-gear set. , The first sun gear and the second ring gear rotate in the same direction. By such control, the reaction force of the engine torque is received by the first motor / generator, and the second sun gear of the second planetary sub gear set rotates in the opposite direction.

さらに、ブレーキが係合されて、第3の遊星サブギヤセットにおける第3のリングギヤが停止して、第3の遊星サブギヤセットに伝達されるトルクの反力が、第3のリングギヤで受け持たれて、第3のサンギヤのトルクが第3のキャリヤを経由して出力部材に伝達される。また、第1モードが選択された場合は、第2モータ/発電機はモータとして作動し、そのトルクが第2のサンギヤおよび第3のサンギヤに伝達される。ここで、第3の遊星サブギヤセットにおいては、第3のサンギヤの回転数よりも第3のキャリヤの回転数の方が低回転数となる、いわゆる減速状態となる。また、前述のように、第1のキャリヤおよび第2のキャリヤが一体回転するように連結されているため、第2モータ/発電機のトルクが第2のサンギヤに伝達されると、第2のサンギヤのトルクが第1モータ/発電機に伝達されて、第1モータ/発電機は少なくとも最初は発電機として役立つものとされている。
特開2000−62483号公報
Further, when the brake is engaged, the third ring gear in the third planetary sub gear set stops, and the reaction force of the torque transmitted to the third planetary sub gear set is received by the third ring gear. The torque of the third sun gear is transmitted to the output member via the third carrier. When the first mode is selected, the second motor / generator operates as a motor, and the torque is transmitted to the second sun gear and the third sun gear. Here, the third planetary sub gear set is in a so-called deceleration state in which the rotation speed of the third carrier is lower than the rotation speed of the third sun gear. Further, as described above, since the first carrier and the second carrier are coupled so as to rotate integrally, when the torque of the second motor / generator is transmitted to the second sun gear, the second carrier The sun gear torque is transmitted to the first motor / generator, which is supposed to serve at least initially as a generator.
JP 2000-62483 A

ところで、上記特許文献1に記載されたハイブリッド駆動装置における各回転要素同士の関係を、図23に示す共線図を用いて説明すると、第1モータ/発電機200と第3のリングギヤ201との間に、エンジン202および出力部材203が配置される。また、エンジン202は、出力部材203よりも第1モータ/発電機200に近い位置に配置される。さらに、エンジン202と出力部材203との間に第2モータ/発電機204が配置される。このため、車両の発進時に第1モードが選択されて、ブレーキにより第3のリングギヤ201が停止され、かつ、エンジントルクの反力を第1モータ/発電機200で受け持つ制御を実行すると、出力部材201および第2モータ/発電機204がほぼ停止するか、または極低回転数となり、この回転数よりも高い回転数でエンジンが回転し、かつ、第1モータ/発電機200の回転数が、エンジン回転数よりも更に高回転数になった状態から、エンジン回転数および第2モータ/発電機200の回転数を上昇させて、車両を発進させることとなる。   By the way, the relationship between the rotating elements in the hybrid drive device described in Patent Document 1 will be described with reference to the alignment chart shown in FIG. 23. The first motor / generator 200 and the third ring gear 201 Between the engine 202 and the output member 203 are disposed. Further, the engine 202 is disposed at a position closer to the first motor / generator 200 than the output member 203. Further, a second motor / generator 204 is disposed between the engine 202 and the output member 203. For this reason, when the first mode is selected at the start of the vehicle, the third ring gear 201 is stopped by the brake, and the control of the reaction force of the engine torque by the first motor / generator 200 is executed, the output member 201 and the second motor / generator 204 are almost stopped or become a very low rotational speed, the engine rotates at a rotational speed higher than this rotational speed, and the rotational speed of the first motor / generator 200 is From the state where the engine speed is higher than the engine speed, the engine speed and the second motor / generator 200 are increased to start the vehicle.

しかしながら、第1モータ/発電機200には、その特性上における最大回転数の制約がある。また、第1モータ/発電機200に連結されている各ギヤと、そのギヤに噛合されている他のギヤとの間の回転数差には、耐久性の観点から最大回転数差の制約がある。このため、エンジントルクの反力を受け持つ第1モータ/発電機200の回転数を所定回転数よりも上昇させることが難しく、結果的に、エンジン回転数を高回転数に上昇させることができなかった。したがって、出力トルクが高くなるような高回転数でエンジン202を運転することができず、駆動力不足を招く可能性があった。   However, the first motor / generator 200 has a limitation on the maximum number of rotations due to its characteristics. Further, the rotational speed difference between each gear connected to the first motor / generator 200 and the other gear meshed with the gear is limited by the maximum rotational speed difference from the viewpoint of durability. is there. For this reason, it is difficult to increase the rotational speed of the first motor / generator 200 responsible for the reaction force of the engine torque beyond the predetermined rotational speed, and as a result, the engine rotational speed cannot be increased to a high rotational speed. It was. Therefore, the engine 202 cannot be operated at such a high rotational speed that the output torque becomes high, which may lead to insufficient driving force.

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両の発進時に、原動機の回転数を可及的に上昇させることの可能なハイブリッド駆動装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid drive device capable of increasing the rotational speed of the prime mover as much as possible when the vehicle starts. .

上記の目標を達成するために、請求項1の発明は、車両の動力源として設けられた原動機および発電機能のある第1の電動機と、差動回転可能な複数の回転要素を有する動力分配装置と、差動回転可能な複数の回転要素を有する変速機とが設けられており、前記動力分配装置を構成する複数の回転要素が、第1の入力要素および第1の出力要素と、前記第1の入力要素のトルクを前記第1の出力要素に伝達する場合に反力を受け持つ第1の反力要素とを備えているとともに、前記変速機を構成する複数の回転要素が、第2の入力要素および第2の出力要素と、前記第2の入力要素のトルクを前記第2の出力要素に伝達する場合に反力を受け持つ第2の反力要素とを備えており、前記第1の入力要素が前記原動機に連結され、前記第1の電動機が前記第1の反力要素に連結され、前記第2の入力要素が、前記第1の出力要素に連結され、前記第2の出力要素が車輪に連結されているとともに、前記第2の反力要素に反力を受け持つため支持トルクを与えるブレーキが設けられているハイブリッド駆動装置において、前記車両が発進する場合は、停止している第2の反力要素が回転しながら反力を受け持つこととなるように、前記ブレーキから第2の反力要素に与えられる支持トルクを制御するブレーキ制御手段を備えていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a power distribution device having a prime mover and a first electric motor having a power generation function provided as a power source of a vehicle, and a plurality of rotational elements capable of differential rotation. And a transmission having a plurality of rotation elements capable of differential rotation, wherein the plurality of rotation elements constituting the power distribution device include a first input element, a first output element, and the first A first reaction force element that takes a reaction force when transmitting the torque of one input element to the first output element, and a plurality of rotation elements constituting the transmission include a second reaction element An input element and a second output element; and a second reaction force element that takes a reaction force when transmitting torque of the second input element to the second output element. An input element is connected to the prime mover, and the first electric motor Coupled to the first reaction force element, the second input element is coupled to the first output element, the second output element is coupled to a wheel, and the second reaction force In the hybrid drive apparatus provided with a brake for providing a support torque for taking a reaction force to the element, when the vehicle starts, the second reaction force element that is stopped takes a reaction force while rotating. As described above, the brake control means for controlling the support torque applied from the brake to the second reaction force element is provided.

請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記変速機は、前記第2の入力回転数の変化量に対する前記第2の出力要素の変化量の態様が異なる3種類の制御モードを選択的に切り替え可能に構成されていることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the transmission has three types of control modes in which the aspect of the change amount of the second output element with respect to the change amount of the second input rotational speed is different. Is configured to be selectively switchable.

請求項3の発明は、請求項2の構成に加えて、前記ブレーキ制御手段は、前記3種類の制御モードのうち、前記第2の入力要素の回転数の変化量に対する前記第2の出力要素の回転数の変化量が最も少なくなる制御モードが選択され、かつ、前記車両が発進する場合に、停止している第2の反力要素が回転しながら反力を受け持つこととなるように、前記支持トルクを制御する手段を含むことを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the brake control means includes the second output element corresponding to the amount of change in the rotational speed of the second input element among the three types of control modes. When the control mode that minimizes the amount of change in the rotational speed is selected and the vehicle starts, the second reaction force element that is stopped is responsible for the reaction force while rotating. Means for controlling the support torque is included.

請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの構成に加えて、前記ブレーキ制御手段は、前記第2の出力要素から出力する要求トルクを判断し、かつ、その要求トルクに応じて前記支持トルクを制御する手段を含むことを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the first to third aspects, the brake control means determines a required torque output from the second output element, and according to the required torque. Means for controlling the support torque is included.

請求項5の発明は、請求項4の構成に加えて、前記ブレーキ制御手段は、前記第2の反力要素の回転中に要求トルクが高いと判断された場合に、前記支持トルクを増加して前記第2の反力要素の回転数を低下させる手段を含むことを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the brake control means increases the support torque when it is determined that the required torque is high during the rotation of the second reaction force element. Means for reducing the rotational speed of the second reaction force element.

請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかの構成に加えて、発電機能を備えた第2の電動機が設けられており、この第2の電動機のトルクが前記変速機の第2の入力要素に伝達される構成を有していることを特徴とするものである。   The invention of claim 6 is provided with a second electric motor having a power generation function in addition to the structure of any one of the first to fifth aspects, and the torque of the second electric motor is the second of the transmission. It has the structure transmitted to the input element.

請求項7の発明は、請求項6の構成に加えて、前記変速機が、同軸上に配置され、かつ、歯数が異なる第1のサンギヤおよび第2のサンギヤと、この第1のサンギヤおよび第2のサンギヤと同軸上に配置された第1のリングギヤと、第1のサンギヤに噛合された第1のピニオンギヤと、この第1のピニオンギヤおよび前記第1のリングギヤおよび前記第2のサンギヤに噛合された第2のピニオンギヤと、前記第1のピニオンギヤおよび前記第2のピニオンギヤを、自転かつ公転可能に保持した第1のキャリヤとを備えたラビニョ型遊星歯車機構から構成されており、前記第2の電動機が前記第2のサンギヤに連結されているとともに、前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、前記ブレーキから前記第1のサンギヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第1のリングギヤと前記第1のキャリヤとを選択的に連結・解放する第1のクラッチと、前記第1の入力要素と前記第1のキャリヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチとが設けられており、前記第2のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第1のリングギヤが前記第2の出力要素であり、前記第1のサンギヤが前記第2の反力要素であることを特徴とするものである。   According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the transmission is arranged on the same axis and has a first sun gear and a second sun gear having different numbers of teeth, and the first sun gear and A first ring gear arranged coaxially with the second sun gear, a first pinion gear meshed with the first sun gear, and meshed with the first pinion gear, the first ring gear, and the second sun gear And a first carrier that holds the first pinion gear and the second pinion gear so that they can rotate and revolve. The motor is connected to the second sun gear, and the power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged coaxially, and the third sun gear. And a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the second ring gear. The second carrier is the first input element, and the third sun gear is the first carrier. And the second ring gear is the first output element, and the first ring gear is configured to apply a support torque from the brake to the first sun gear. And a first clutch that selectively connects and releases the first carrier and a second clutch that selectively connects and releases the first input element and the first carrier. The second sun gear is the second input element, the first ring gear is the second output element, and the first sun gear is the second reaction force element. Also features It is.

請求項8の発明は、請求項6の構成に加えて、前記変速機が、同軸上に配置された第4のサンギヤおよび第3のリングギヤと、この第4のサンギヤおよび第3のリングギヤに噛合された第3のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持した第3のキャリヤとを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、前記第2の電動機が前記第3のサンギヤに連結されているとともに、前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、前記ブレーキから前記第3のリングギヤに支持トルクが与えられるように構成され、前記第3のリングギヤと前記車輪とを選択的に連結・解放する第3のクラッチと、前記第3のキャリヤと前記車輪とを選択的に連結・解放する第4のクラッチと、前記第3のキャリヤと前記動力分配装置における第2のキャリヤとを選択的に連結する第5のクラッチとが設けられており、前記第3のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第3のリングギヤが前記第2の反力要素であり、前記第3のキャリヤが前記第2の出力要素であることを特徴とするものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the transmission meshes with the fourth sun gear and the third ring gear arranged coaxially, and the fourth sun gear and the third ring gear. And a third pinion type planetary gear mechanism having a third carrier that holds the third pinion gear so that it can rotate and revolve, and the second electric motor is connected to the third sun gear. In addition, the power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged coaxially, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. And a third clutch configured to selectively apply and release the third ring gear and the wheel, wherein the third ring gear is configured to receive a support torque from the brake to the third ring gear. A fourth clutch for selectively connecting and releasing the carrier and the wheel, and a fifth clutch for selectively connecting the third carrier and the second carrier in the power distribution device. The third sun gear is the second input element, the third ring gear is the second reaction element, and the third carrier is the second output element. It is a feature.

請求項9の発明は、請求項6の構成に加えて、前記変速機が、同軸上に配置された第4のサンギヤおよび第5のサンギヤおよび第4のリングギヤと、この第4のサンギヤおよび第4のリングギヤに噛合された第4のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持した第4のキャリヤと、この第4のキャリヤにより自転かつ公転可能に保持され、前記第5のサンギヤに噛合された第5のピニオンギヤとを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、前記第5のサンギヤに前記第2の電動機が連結されており、前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、前記ブレーキから前記第4のリングギヤに支持トルクが与えられるように構成され、前記第5のサンギヤおよび前記第2の電動機を、前記第4のリングギヤに対して選択的に連結・解放する第6のクラッチと、前記第5のサンギヤおよび前記第2の電動機を、前記第2のキャリヤに対して選択的に連結・解放する第7のクラッチとが設けられており、前記第4のサンギヤおよび前記第5のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第4のリングギヤが前記第2の反力要素であり、前記第4のキャリヤが前記第2の出力要素であることを特徴とするものである。   According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the transmission includes a fourth sun gear, a fifth sun gear, and a fourth ring gear that are coaxially disposed, and the fourth sun gear and the fourth sun gear. A fourth carrier that holds the fourth pinion gear meshed with the ring gear 4 so as to be capable of rotating and revolving, and a fifth carrier that is held so as to rotate and revolve by the fourth carrier and meshed with the fifth sun gear. A single pinion type planetary gear mechanism having a second pinion gear, wherein the second electric motor is connected to the fifth sun gear, and the power distribution device is arranged on a third axis. A sun gear and a second ring gear; and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, the second ring gear is the first output element, and the fourth output from the brake A sixth clutch configured to selectively apply and release the fifth sun gear and the second electric motor with respect to the fourth ring gear; And a seventh clutch for selectively connecting and releasing the sun gear and the second electric motor to and from the second carrier, and the fourth sun gear and the fifth sun gear are the second clutch. The fourth ring gear is the second reaction force element, and the fourth carrier is the second output element.

請求項10の発明は、請求項1ないし5のいずれかの構成に加えて、発電機能を備えた第3の電動機が設けられており、この第3の電動機のトルクが、前記変速機の第2の出力要素から前記車輪に至る経路に伝達される構成を有していることを特徴とするものである。   According to a tenth aspect of the present invention, a third electric motor having a power generation function is provided in addition to the configuration of any of the first to fifth aspects, and the torque of the third electric motor is the same as that of the transmission. It has the structure transmitted to the path | route from the 2 output elements to the said wheel, It is characterized by the above-mentioned.

請求項11の発明は、請求項10の構成に加えて、前記変速機が、同軸上に配置され、かつ、歯数が異なる第6のサンギヤおよび第7のサンギヤと、この第6のサンギヤおよび第7のサンギヤと同軸上に配置された第5のリングギヤと、前記第6のサンギヤに噛合された第5のピニオンギヤと、この第5のピニオンギヤおよび前記第6のリングギヤおよび前記第7のサンギヤに噛合された第6のピニオンギヤと、前記第5のピニオンギヤおよび前記第8のピニオンギヤを、自転かつ公転可能に保持した第6のキャリヤとを備えたラビニョ型遊星歯車機構から構成されており、前記第3の電動機が前記第6のリングギヤに対して動力伝達可能に連結されているとともに、前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、前記ブレーキから前記第6のサンギヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第6のリングギヤと前記第5のキャリヤとを選択的に連結・解放する第8のクラッチと、前記第2キャリヤと前記第5のキャリヤとを選択的に連結・解放する第9のクラッチとが設けられており、前記第7のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第8のリングギヤが前記第2の出力要素であり、前記第6のサンギヤが前記第2の反力要素であることを特徴とするものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the tenth aspect, the transmission includes a sixth sun gear and a seventh sun gear arranged coaxially and having different numbers of teeth, and the sixth sun gear and A fifth ring gear arranged coaxially with the seventh sun gear, a fifth pinion gear meshed with the sixth sun gear, and the fifth pinion gear, the sixth ring gear, and the seventh sun gear A Ravigneaux type planetary gear mechanism comprising: a meshed sixth pinion gear; and a sixth carrier holding the fifth pinion gear and the eighth pinion gear so as to rotate and revolve. 3 is connected to the sixth ring gear so that power can be transmitted, and the power distribution device includes a third sun gear and a second rear gear arranged on the same axis. And a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear, the second carrier being the first input element, The third sun gear is the first reaction force element, the second ring gear is the first output element, and a support torque is applied from the brake to the sixth sun gear. And an eighth clutch for selectively connecting and releasing the sixth ring gear and the fifth carrier, and a ninth clutch for selectively connecting and releasing the second carrier and the fifth carrier. The seventh sun gear is the second input element, the eighth ring gear is the second output element, and the sixth sun gear is the second counter element. Power It is characterized in that is prime.

請求項12の発明は、請求項10の構成に加えて、前記変速機が、同軸上に配置された第8のサンギヤおよび第7のリングギヤと、この第8のサンギヤおよび第7のリングギヤに噛合された第7のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持した第6のキャリヤとを有しているとともに、前記第3の電動機が前記第6のキャリヤに対して動力伝達可能に連結されているとともに、前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、前記ブレーキから前記第7のリングギヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第7のリングギヤと前記第3のサンギヤとを選択的に連結・解放する第10のクラッチと、前記第6のキャリヤと前記第7のリングギヤとを選択的に連結・解放する第11のクラッチとが設けられており、前記第8のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第6のキャリヤが前記第2の出力要素であり、前記第7のリングギヤが前記第2の反力要素であることを特徴とするものである。   According to a twelfth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the tenth aspect, the transmission is engaged with the eighth sun gear and the seventh ring gear, and the eighth sun gear and the seventh ring gear arranged coaxially. And a sixth carrier that supports the seventh pinion gear so that it can rotate and revolve, and the third electric motor is connected to the sixth carrier so as to be capable of transmitting power, The power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged on the same axis, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. When A tenth clutch configured to apply a support torque from the brake to the seventh ring gear, and selectively connecting and releasing the seventh ring gear and the third sun gear; An eleventh clutch for selectively connecting and releasing the sixth carrier and the seventh ring gear is provided; the eighth sun gear is the second input element; The carrier is the second output element, and the seventh ring gear is the second reaction force element.

請求項13の発明は、請求項6の構成に加えて、前記変速機が、同軸上に配置された第9のサンギヤおよび第8のリングギヤと、この第9のサンギヤに噛合された第8のピニオンギヤと、この第8のピニオンギヤおよび前記第8のリングギヤに噛合された第9のピニオンギヤと、前記第8のピニオンギヤおよび前記第9のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持した第7のキャリヤとを有しており、前記第2の電動機が前記第9のサンギヤに連結されているとともに、前記動力分配装置が、同軸上に配置された第11のサンギヤおよび第9のリングギヤと、この第11のサンギヤおよび第9のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持する第9のキャリヤとを有しており、前記第9のリングギヤが前記第1の入力要素であり、前記第9のキャリヤが前記第2の出力要素であり、前記第11のサンギヤが前記第1の反力要素であるとともに、前記変速機とは別に第2の変速機が設けられており、この第2の変速機が、同軸上に配置された第8のサンギヤおよび第8のリングギヤと、第10のサンギヤおよび第8のリングギヤに噛合された第10のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持する第8のキャリヤとを有しており、前記第2の変速機における第8のキャリヤが、前記原動機および前記動力分配装置における第9リングギヤに連結され、前記第2の変速機における第10のサンギヤが、前記動力分配装置における第11のサンギヤに連結されているとともに、前記動力分配装置における第9のキャリヤが前記変速機の第9のサンギヤに連結されており、前記ブレーキから前記第7のキャリヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第8のリングギヤと前記第7のキャリヤとを選択的に連結・解放する第12のクラッチと、前記第7のキャリヤと前記第2の変速機の第8のリングギヤとを選択的に連結・解放する第13のクラッチとが設けられており、前記第9のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第10のリングギヤが前記第2の出力要素であり、前記第8のキャリヤが前記第2の反力要素であることを特徴とするものである。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the transmission includes a ninth sun gear and an eighth ring gear arranged on the same axis, and an eighth gear meshed with the ninth sun gear. A pinion gear; a ninth pinion gear meshed with the eighth pinion gear and the eighth ring gear; and a seventh carrier supporting the eighth pinion gear and the ninth pinion gear so as to rotate and revolve. The second electric motor is connected to the ninth sun gear, and the power distribution device includes an eleventh sun gear and a ninth ring gear arranged coaxially, and the eleventh sun gear. And a ninth carrier that supports the tenth pinion gear meshing with the ninth ring gear so as to be capable of rotating and revolving, wherein the ninth ring gear is the first input. The ninth carrier is the second output element, the eleventh sun gear is the first reaction force element, and a second transmission is provided separately from the transmission. The second transmission can rotate and revolve the eighth sun gear and the eighth ring gear arranged coaxially and the tenth pinion gear meshed with the tenth sun gear and the eighth ring gear. And an eighth carrier in the second transmission is connected to the ninth ring gear in the prime mover and the power distribution device, and the eighth carrier in the second transmission. Ten sun gears are connected to the eleventh sun gear in the power distribution device, and a ninth carrier in the power distribution device is connected to the ninth sun gear of the transmission. A twelfth clutch configured to apply a support torque from the brake to the seventh carrier, and selectively connecting and releasing the eighth ring gear and the seventh carrier; A thirteenth clutch for selectively connecting and releasing a seventh carrier and an eighth ring gear of the second transmission is provided, and the ninth sun gear is the second input element; The tenth ring gear is the second output element, and the eighth carrier is the second reaction element.

請求項1の発明によれば、原動機のトルクが、動力分配装置の第1の入力要素に伝達されるとともに、第1の反力要素により反力が受け持たれて、第1の入力要素のトルクが第1の出力要素に伝達される。また、原動機から出力されたトルクが、変速機における第2の入力要素に伝達されるとともに、ブレーキにより第2の反力要素を停止させることにより、反力が第2の反力要素で受け持たれる。したがって、第2の入力要素のトルクが第2の出力要素を経由して車輪に伝達され、駆動力が発生する。   According to the first aspect of the present invention, the torque of the prime mover is transmitted to the first input element of the power distribution device, and the reaction force is received by the first reaction force element. Torque is transmitted to the first output element. The torque output from the prime mover is transmitted to the second input element of the transmission, and the second reaction force element is stopped by the brake so that the reaction force is received by the second reaction force element. It is. Therefore, the torque of the second input element is transmitted to the wheel via the second output element, and a driving force is generated.

そして、車両が発進する場合は、ブレーキから第2の反力要素に与えられる支持トルクを制御して、第2の反力要素の回転を許容しながら、その第2の反力要素で反力を受け持たせることが可能である。このように、第2の反力要素の回転が許容されると、車両の発進前に、第1の出力要素の回転数が上昇し、結果的に、第1の電動機の回転数が可及的に低くなる。このため、車両を発進させるためにエンジン回転数を上昇させる場合に、そのエンジン回転数の上昇程度が、第1の電動機の回転数で制約を受けにくくなり、出力トルクが高トルクとなるような回転数で、エンジンを運転することができる。したがって、車両における駆動力不足を抑制できる。   Then, when the vehicle starts, the support torque applied from the brake to the second reaction force element is controlled to allow the second reaction force element to rotate while the second reaction force element causes the reaction force. Is possible. As described above, when the rotation of the second reaction force element is allowed, the rotation speed of the first output element increases before the vehicle starts, and as a result, the rotation speed of the first electric motor is made possible. Lower. For this reason, when the engine speed is increased in order to start the vehicle, the increase degree of the engine speed is less likely to be restricted by the speed of the first electric motor, and the output torque becomes high torque. The engine can be operated at the rotational speed. Therefore, it is possible to suppress the driving force shortage in the vehicle.

請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、変速機で、第2の入力回転数の変化量に対する第2の出力要素の変化量の態様が異なる3種類の制御モードを選択的に切り替え可能である。   According to the invention of claim 2, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of claim 1, the aspect of the change amount of the second output element with respect to the change amount of the second input rotational speed is different in the transmission. Three types of control modes can be selectively switched.

また、請求項3の発明によれば、請求項2の発明と同様の効果を得られる他に、第2の入力要素の回転数の変化量に対する第2の出力要素の回転数の変化量が最も少なくなる制御モードが選択され、かつ、前記車両が発進する場合に、第2の入力要素のトルクが増幅されて第2の出力要素に伝達され、駆動力が高められる。このように、原動機のトルクを第2の出力要素を経由させて車輪に伝達し、車両が発進する場合において、停止している第2の反力要素が回転しながら反力を受け持つと、その車両の発進時における駆動力不足を抑制できる。   According to the invention of claim 3, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of claim 2, the change amount of the rotation speed of the second output element with respect to the change amount of the rotation speed of the second input element is When the least control mode is selected and the vehicle starts, the torque of the second input element is amplified and transmitted to the second output element to increase the driving force. In this way, when the torque of the prime mover is transmitted to the wheels via the second output element and the vehicle starts, when the second reaction force element that is stopped takes a reaction force while rotating, Insufficient driving force when starting the vehicle can be suppressed.

また、請求項4の発明によれば、請求項1ないし3のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、第2の入力要素に入力されるトルクに対して、第2の出力要素から出力されるトルクの増幅程度を、要求トルクに応じて制御することが可能であり、駆動力の過不足を抑制できる。   According to the invention of claim 4, in addition to obtaining the same effect as that of any of the inventions of claims 1 to 3, the second output element with respect to the torque input to the second input element It is possible to control the degree of amplification of the torque output from the control unit according to the required torque, and it is possible to suppress excessive or insufficient driving force.

さらに、請求項5の発明によれば、請求項4の発明と同様の効果を得られる他に、第2の反力要素の回転中に、要求トルクが高いと判断された場合は、第2の反力要素の回転数が低下される。すると、第2の反力要素の回転数が低下する過程で、各回転要素の慣性力に応じたトルクが過渡的に第2の出力要素に加えられて、第2の出力要素から出力されるトルクが増加する。   Furthermore, according to the fifth aspect of the invention, in addition to obtaining the same effect as that of the fourth aspect of the invention, when it is determined that the required torque is high during the rotation of the second reaction force element, the second The rotational speed of the reaction force element is reduced. Then, in the process in which the rotation speed of the second reaction element decreases, torque corresponding to the inertial force of each rotation element is transiently applied to the second output element and output from the second output element. Torque increases.

さらに、請求項6の発明によれば、発電機能を備えた第2の電動機のトルクを、変速機の第2の入力要素に伝達することが可能である。   Further, according to the invention of claim 6, it is possible to transmit the torque of the second electric motor having a power generation function to the second input element of the transmission.

さらに、請求項7の発明によれば、請求項6の発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合・解放状態を切り替え、かつ、ブレーキに与えられる支持トルクを制御して、変速機を構成する2組の遊星歯車機構により、原動機から車輪に至る動力伝達経路を切り替えることが可能である。つまり、2組の遊星歯車機構により、動力の伝達経路を切り替えることが可能であり、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらに、変速機が、第2の電動機の出力トルクを増幅する変速機(減速機)としての機能を兼備するため、第2の電動機の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。   Further, according to the seventh aspect of the invention, in addition to obtaining the same effect as the sixth aspect of the invention, the clutch engagement / release state is switched, and the support torque applied to the brake is controlled to change the speed. The power transmission path from the prime mover to the wheels can be switched by two sets of planetary gear mechanisms constituting the machine. In other words, the power transmission path can be switched by two sets of planetary gear mechanisms, the number of component parts as a whole device can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced. In-vehicle performance is improved. Furthermore, since the transmission has a function as a transmission (reduction gear) that amplifies the output torque of the second electric motor, the output torque of the second electric motor can be made small and small.

請求項8の発明によれば、請求項6の発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合・解放状態を切り替え、かつ、ブレーキの支持トルクを制御することにより、原動機から車輪に至る動力伝達経路を切り替えることが可能である。つまり、変速機を利用して動力の伝達経路を切り替えることが可能であり、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらに、変速機が、第2の電動機の出力トルクを増幅する変速機(減速機)としての機能を兼備するため、第2の電動機の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。   According to the invention of claim 8, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of claim 6, by switching the engagement / release state of the clutch and controlling the support torque of the brake, It is possible to switch the power transmission path to reach. In other words, the transmission path of power can be switched using a transmission, the number of components as a whole device can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced. Will improve. Furthermore, since the transmission has a function as a transmission (reduction gear) that amplifies the output torque of the second electric motor, the output torque of the second electric motor can be made small and small.

請求項9の発明によれば、請求項6の発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合・解放状態を切り替え、かつ、ブレーキの支持トルクを制御することにより、原動機から車輪に至る動力伝達経路を切り替えることが可能である。つまり、変速機を利用して動力の伝達経路を切り替えることが可能であり、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらに、変速機が、第2の電動機の出力トルクを増幅する変速機(減速機)としての機能を兼備するため、第2の電動機の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。   According to the ninth aspect of the invention, in addition to obtaining the same effect as that of the sixth aspect of the invention, the clutch is switched from the engaged state to the released state and the brake support torque is controlled, so that the motor is changed from the motor to the wheel. It is possible to switch the power transmission path to reach. In other words, the transmission path of power can be switched using a transmission, the number of components as a whole device can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced. Will improve. Furthermore, since the transmission has a function as a transmission (reduction gear) that amplifies the output torque of the second electric motor, the output torque of the second electric motor can be made small and small.

請求項10の発明によれば、請求項1ないし5のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、第3の電動機が設けられており、この第3の電動機のトルクと、変速機の第2の出力要素から出力されたトルクとを、共に車輪に伝達することが可能である。   According to the invention of claim 10, in addition to the same effect as that of any one of the inventions of claims 1 to 5, a third electric motor is provided. The torque of the third electric motor and the transmission The torque output from the second output element can be transmitted to the wheels together.

請求項11の発明によれば、請求項10の発明と同様の効果を得られる他に、ブレーキから第6のサンギヤに与える支持トルクを制御するとともに、第8のクラッチおよび第9のクラッチを制御することにより、原動機から車輪に至る動力伝達経路を切り替えることが可能である。したがって、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。   According to the eleventh aspect of the invention, in addition to obtaining the same effect as the tenth aspect of the invention, the support torque applied from the brake to the sixth sun gear is controlled, and the eighth clutch and the ninth clutch are controlled. By doing so, it is possible to switch the power transmission path from the prime mover to the wheels. Therefore, the number of component parts of the entire apparatus can be reduced as much as possible, and the entire apparatus can be reduced in size, and the in-vehicle performance is improved.

請求項12の発明によれば、請求項10の発明と同様の効果を得られる他に、ブレーキから第7のリングギヤに与える支持トルクを制御するとともに、第10のクラッチおよび第11のクラッチを制御することが可能である。   According to the twelfth aspect of the invention, in addition to obtaining the same effect as the tenth aspect of the invention, the supporting torque applied from the brake to the seventh ring gear is controlled, and the tenth clutch and the eleventh clutch are controlled. Is possible.

請求項13の発明によれば、ブレーキから第7のキャリヤに与える支持トルクを制御するとともに、第12のクラッチおよび第13のクラッチを制御することが可能である。   According to the thirteenth aspect of the invention, it is possible to control the support torque applied from the brake to the seventh carrier, and to control the twelfth clutch and the thirteenth clutch.

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。この発明は、動力源として、原動機と、発電機能のある二つの電動機とを有する車両、いわゆるハイブリッド車を対象とするものであり、以下、ハイブリッド車のパワートレーンの実施例を順次説明する。   Next, the present invention will be described based on specific examples. The present invention is directed to a vehicle having a prime mover and two electric motors having a power generation function as a power source, that is, a so-called hybrid vehicle. Hereinafter, embodiments of the power train of the hybrid vehicle will be sequentially described.

この実施例1は、請求項1ないし請求項6の発明、請求項8の発明に対応する実施例である。まず、図2は、ハイブリッド車(以下、車両と記す)150の構成例を示すスケルトン図である。この図2においては、車両150の動力源として、原動機1および2つのモータ・ジェネレータ2および3が搭載されている。原動機1には、内燃機関および外燃機関は含まれるが、この実施例1においては、内燃機関が用いられている場合を説明する。また、内燃機関としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいは天然ガスエンジンなどを用いることが可能であり、この実施例では、ガソリンエンジンを用いている場合について説明する。以下、原動機1を、便宜上、「エンジン1」と記す。このエンジン(E/G)1は、電子スロットルバルブ、燃料噴射量制御装置、点火時期制御装置などを備えた公知の構造を有している。   The first embodiment corresponds to the invention of claims 1 to 6 and the invention of claim 8. First, FIG. 2 is a skeleton diagram showing a configuration example of a hybrid vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) 150. In FIG. 2, a prime mover 1 and two motor generators 2 and 3 are mounted as a power source of a vehicle 150. The prime mover 1 includes an internal combustion engine and an external combustion engine. In the first embodiment, a case where an internal combustion engine is used will be described. As the internal combustion engine, a gasoline engine, a diesel engine, a natural gas engine, or the like can be used. In this embodiment, a case where a gasoline engine is used will be described. Hereinafter, the prime mover 1 is referred to as “engine 1” for convenience. The engine (E / G) 1 has a known structure including an electronic throttle valve, a fuel injection amount control device, an ignition timing control device, and the like.

このエンジン1のクランクシャフト(図示せず)は、車両150の前後方向の軸線(図示せず)を中心として回転可能に配置されており、クランクシャフトと同軸上に伝達軸12が配置されており、伝達軸12とクランクシャフトとが連結されている。なお、エンジン1と伝達軸12との間の動力伝達経路に、クラッチ(図示せず)、例えば、電磁クラッチ、流体クラッチ、摩擦クラッチなどの伝動装置を設けることも可能である。この伝達軸12は動力分配装置21に連結されている。動力分配装置21は、図2に示すように、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置21は、伝達軸12と同軸上に配置され、かつ、伝達軸12と相対回転可能に構成されたサンギヤ14と、サンギヤ14と同軸上に配置されたリングギヤ16と、サンギヤ14およびリングギヤ16に噛合されたピニオンギヤ151を、自転および公転可能に保持したキャリヤ15とを有している。このキャリヤ15が伝達軸12と一体回転するように連結されている。   A crankshaft (not shown) of the engine 1 is disposed so as to be rotatable about a longitudinal axis (not shown) of the vehicle 150, and a transmission shaft 12 is disposed coaxially with the crankshaft. The transmission shaft 12 and the crankshaft are connected. A power transmission path between the engine 1 and the transmission shaft 12 can be provided with a transmission device such as a clutch (not shown) such as an electromagnetic clutch, a fluid clutch, or a friction clutch. The transmission shaft 12 is connected to the power distribution device 21. As shown in FIG. 2, the power distribution device 21 includes a single pinion type planetary gear mechanism. That is, the power distribution device 21 is disposed coaxially with the transmission shaft 12 and is configured to be rotatable relative to the transmission shaft 12, the ring gear 16 disposed coaxially with the sun gear 14, and the sun gear 14. And a carrier 15 holding a pinion gear 151 meshed with the ring gear 16 so as to be capable of rotating and revolving. The carrier 15 is connected to the transmission shaft 12 so as to rotate integrally.

また、動力分配装置21のサンギヤ14に第1モータ・ジェネレータ(MG1)2が連結されている。この第1モータ・ジェネレータ2は、交流型または直流型のいずれでもよい。さらに、交流型として同期型または誘導型または交流整流子型などを用いることが可能である。第1モータ・ジェネレータ2は、発電機および電動機として機能するように構成されている。そして、第1モータ・ジェネレータ2のロータ5がサンギヤ14に連結され、ステータ4がケーシング11に固定されている。このケーシング11内には第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3が配置され、ケーシング11は回転不可能な状態で、車両150のフロアー(図示せず)の下方に設けられている。   The first motor / generator (MG1) 2 is connected to the sun gear 14 of the power distribution device 21. The first motor / generator 2 may be either an AC type or a DC type. Further, a synchronous type, an inductive type, or an AC commutator type can be used as the AC type. The first motor / generator 2 is configured to function as a generator and an electric motor. The rotor 5 of the first motor / generator 2 is connected to the sun gear 14, and the stator 4 is fixed to the casing 11. The first motor / generator 2 and the second motor / generator 3 are disposed in the casing 11, and the casing 11 is provided below a floor (not shown) of the vehicle 150 in a non-rotatable state.

また、前記伝達軸12の周囲には、伝達軸12と相対回転可能な中空軸152が配置されているとともに、中空軸152の周囲には第2モータ・ジェネレータ(MG2)3が設けられている。第2モータ・ジェネレータ(MG2)3は、前述した第1モータ・ジェネレータ2と同様の種類および型式および機能のものが用いられている。そして、第2モータ・ジェネレータ3のロータ7が中空軸152と一体回転するように連結され、第2モータ・ジェネレータ3のステータ6がケーシング11に固定されている。そして、中空軸152とリングギヤ16とが一体回転するように連結されている。   A hollow shaft 152 that can rotate relative to the transmission shaft 12 is disposed around the transmission shaft 12, and a second motor generator (MG 2) 3 is provided around the hollow shaft 152. . The second motor / generator (MG2) 3 is of the same type, type and function as the first motor / generator 2 described above. The rotor 7 of the second motor / generator 3 is connected so as to rotate integrally with the hollow shaft 152, and the stator 6 of the second motor / generator 3 is fixed to the casing 11. The hollow shaft 152 and the ring gear 16 are coupled so as to rotate integrally.

さらに、ケーシング11の内部であって、車両150の前後方向において、第2モータ・ジェネレータ3よりも後方には、変速機27が設けられている。この変速機27は、同軸上に配置されたサンギヤ23およびリングギヤ25と、サンギヤ23およびリングギヤ25に噛合されたピニオンギヤ153を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ24とを有している。前記サンギヤ23が、第2モータ・ジェネレータ3のロータ7、および動力分配装置21のリングギヤ16と一体回転するように連結されている。変速機27に対応して設けられたクラッチやブレーキについて説明すると、リングギヤ25の回転・停止を制御するブレーキB2が設けられている。さらに、リングギヤ25と出力軸13とを選択的に連結・解放するクラッチC3が設けられている。さらに、キャリヤ24と出力軸13とを選択的に連結・解放するクラッチC4が設けられている。さらに、キャリヤ24と伝達軸12とを選択的に連結・解放するクラッチC5が設けられている。   Furthermore, a transmission 27 is provided inside the casing 11 and behind the second motor / generator 3 in the front-rear direction of the vehicle 150. The transmission 27 includes a sun gear 23 and a ring gear 25 arranged on the same axis, and a carrier 24 that holds a pinion gear 153 meshed with the sun gear 23 and the ring gear 25 so as to be capable of rotating and revolving. The sun gear 23 is coupled to rotate integrally with the rotor 7 of the second motor / generator 3 and the ring gear 16 of the power distribution device 21. The clutch and brake provided corresponding to the transmission 27 will be described. A brake B2 for controlling the rotation / stop of the ring gear 25 is provided. Further, a clutch C3 for selectively connecting and releasing the ring gear 25 and the output shaft 13 is provided. Further, a clutch C4 for selectively connecting and releasing the carrier 24 and the output shaft 13 is provided. Further, a clutch C5 for selectively connecting and releasing the carrier 24 and the transmission shaft 12 is provided.

これらのブレーキB2およびクラッチC3,C4,C5としては、摩擦式ブレーキおよび摩擦式クラッチを用いてもよいし、電磁式クラッチおよび電磁式ブレーキを用いてもよい。この実施例1では、摩擦式のブレーキおよび摩擦式のクラッチが用いられている場合につい説明する。そして、ブレーキB2およびクラッチC3,C4,C5に対応してそれぞれ油圧室(図示せず)が設けられている。さらに、公知のソレノイドバルブ(図示せず)などを有するアクチュエータとして、油圧制御装置(図示せず)が設けられており、油圧制御装置により油圧室の油圧が制御されて、ブレーキB2およびクラッチC3,C4,C5の係合圧もしくはトルク容量が、各々制御されるように構成されている。なお、前記出力軸13はディファレンシャル8に連結され、デファレンシャル8には、ドライブシャフト9を介して車輪(後輪)10が接続されている。   As these brakes B2 and clutches C3, C4, and C5, friction brakes and friction clutches may be used, or electromagnetic clutches and electromagnetic brakes may be used. In the first embodiment, a case where a friction brake and a friction clutch are used will be described. A hydraulic chamber (not shown) is provided for each of the brake B2 and the clutches C3, C4, and C5. Further, a hydraulic control device (not shown) is provided as an actuator having a known solenoid valve (not shown) and the like, and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber is controlled by the hydraulic control device, so that the brake B2 and the clutch C3. The engagement pressure or torque capacity of C4 and C5 is configured to be controlled. The output shaft 13 is coupled to a differential 8, and a wheel (rear wheel) 10 is connected to the differential 8 via a drive shaft 9.

一方、第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3との間で電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置(図示せず)が設けられている。蓄電装置としては、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。なお、第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3に電力を供給する装置として、燃料電池システムを設けることも可能である。   On the other hand, a power storage device (not shown) capable of transferring power between the first motor / generator 2 and the second motor / generator 3 is provided. As the power storage device, a battery or a capacitor can be used. A fuel cell system may be provided as a device for supplying power to the first motor / generator 2 and the second motor / generator 3.

上記のように構成された車両150を制御する制御系統について説明すると、電子制御装置100が設けられており、電子制御装置100には、車両150に対する加速要求および制動要求を示す信号、車速を示す信号、エンジン回転数を示す信号、シフトポジションを示す信号、蓄電装置の充電量を示す信号、第1モータ・ジェネレータ2の回転数および第2モータ・ジェネレータ3の回転数を示す信号などが入力される。そして、電子制御装置100からは、エンジン出力を制御する信号、第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3を制御する信号、油圧制御装置を制御する信号などが出力される。   The control system for controlling the vehicle 150 configured as described above will be described. The electronic control device 100 is provided. The electronic control device 100 indicates a signal indicating an acceleration request and a braking request for the vehicle 150, and a vehicle speed. A signal, a signal indicating the engine speed, a signal indicating the shift position, a signal indicating the charge amount of the power storage device, a signal indicating the rotation speed of the first motor / generator 2 and a signal indicating the rotation speed of the second motor / generator 3 are input. The The electronic control device 100 outputs a signal for controlling the engine output, a signal for controlling the first motor / generator 2 and the second motor / generator 3, a signal for controlling the hydraulic control device, and the like.

つぎに、車両150の具体的な制御例を説明すると、車両150が停止し、かつ、エンジン1が停止している場合に、エンジン1を始動させる場合は、第1モータ・ジェネレータ2を電動機として駆動(力行制御)させ、第1モータ・ジェネレータ2を正方向に回転させることで、エンジン1をクランキングさせ、かつ、燃料を噴射して燃焼させると、エンジン1が自律回転する。   Next, a specific control example of the vehicle 150 will be described. When the vehicle 150 is stopped and the engine 1 is stopped, when the engine 1 is started, the first motor / generator 2 is used as an electric motor. By driving (power running control) and rotating the first motor / generator 2 in the forward direction, when the engine 1 is cranked and fuel is injected and burned, the engine 1 rotates autonomously.

そして、車両150を前進させる向きの駆動力を発生させる要求がある場合、例えば、ドライブポジションが選択されている場合に、パワートレーンを制御する運転モードとして、複数の運転モードを選択的に切り替え可能である。ここで、運転モードとは、変速機27を構成する遊星歯車機構の回転要素同士の連結状態、回転要素の停止・回転状態、エンジン1から出力軸13に至る動力伝達経路などを、変更もしくは制御するためのものである。運転モードとして、具体的には、低速モードおよび中速モードおよび高速モードを選択的に切り換え可能である。これらの各モードは、車速、加速要求(アクセル開度)、燃費、蓄電装置の充電量、動力の伝達効率などの条件に基づいて切り換えることが可能である。   When there is a request to generate a driving force in a direction for moving the vehicle 150 forward, for example, when a drive position is selected, a plurality of operation modes can be selectively switched as an operation mode for controlling the power train. It is. Here, the operation mode is a change or control of the connection state between the rotating elements of the planetary gear mechanism constituting the transmission 27, the stop / rotation state of the rotating elements, the power transmission path from the engine 1 to the output shaft 13, and the like. Is to do. Specifically, the operation mode can be selectively switched between a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode. Each of these modes can be switched based on conditions such as vehicle speed, acceleration request (accelerator opening), fuel consumption, charge amount of the power storage device, and power transmission efficiency.

各運転モードは、変速機27の制御モードを兼ねており、各モードに対応して、前述したクラッチC3,C4,C5、およびブレーキB2が、図3に示すように制御される。この図3において、「on」は、クラッチまたはブレーキが係合されることを示し、「off」は、クラッチまたはブレーキが解放されることを示す。なお、低速モードに示された「スリップ」は、ブレーキB2を構成する摩擦材同士が滑ること、言い換えれば、リングギヤ25の回転が許容されることを意味する。   Each operation mode also serves as a control mode of the transmission 27, and the clutches C3, C4, C5 and the brake B2 described above are controlled as shown in FIG. In FIG. 3, “on” indicates that the clutch or brake is engaged, and “off” indicates that the clutch or brake is released. The “slip” shown in the low speed mode means that the friction materials constituting the brake B2 slip, that is, the rotation of the ring gear 25 is allowed.

以下、各モードに対応する制御および変速機27の作用を説明する。例えば、停止している車両150が低車速で走行し、かつ、エンジン負荷が高い場合は低速モードが選択される。この低速モードが選択された場合は、クラッチC3およびクラッチC5が解放され、クラッチC4およびブレーキB2が係合される。この低速モードが選択された場合の作用を、図4の共線図を参照しながら説明する。この図4の共線図には、図2に示されたパワートレーンにおける各回転要素同士の連結関係、および各回転要素の回転状態が示されている。図4の共線図において、リングギヤ25と第1モータ・ジェネレータ(MG1)2との間に、エンジン(ENG)1および出力軸13が配置されている。エンジン1は出力軸13よりも第1モータ・ジェネレータ2に近い位置に配置されている。そして、エンジン1と出力軸13との間の同一位置に、第2モータ・ジェネレータ(MG2)3およびリングギヤ16およびサンギヤ23が配置される。   Hereinafter, the control corresponding to each mode and the operation of the transmission 27 will be described. For example, when the stopped vehicle 150 travels at a low vehicle speed and the engine load is high, the low speed mode is selected. When this low speed mode is selected, the clutch C3 and the clutch C5 are released, and the clutch C4 and the brake B2 are engaged. The operation when the low speed mode is selected will be described with reference to the alignment chart of FIG. The collinear diagram of FIG. 4 shows the connection relationship between the rotating elements in the power train shown in FIG. 2 and the rotational state of the rotating elements. In the alignment chart of FIG. 4, the engine (ENG) 1 and the output shaft 13 are arranged between the ring gear 25 and the first motor / generator (MG1) 2. The engine 1 is disposed at a position closer to the first motor / generator 2 than the output shaft 13. The second motor / generator (MG2) 3, the ring gear 16 and the sun gear 23 are arranged at the same position between the engine 1 and the output shaft 13.

まず、エンジントルクが伝達軸12を経由して動力分配装置21のキャリヤ15に伝達されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2では回生制御が実行され、この第1モータ・ジェネレータ2で反力が受け持たれて、キャリヤ15のトルクがリングギヤ16に伝達される。この場合、第1モータ・ジェネレータ2は正回転、つまり、エンジン1と同方向に回転する。そして、リングギヤ16に伝達されたトルクが変速機27のサンギヤ23に伝達されるとともに、ブレーキB2により停止されているリングギヤ25が反力を受け持ち、出力軸13にトルクが伝達される。また、第1モータ・ジェネレータ2で発電された電力を蓄電装置を経由して第2モータ・ジェネレータ3に供給し、第2モータ・ジェネレータ3を力行制御することが可能である。このようにして、エンジン1の動力および第2モータ・ジェネレータ3の動力が変速機27で合成され、そのトルクが出力軸13に伝達される。出力軸13のトルクは、デファレンシャル8およびドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達され、駆動力が発生する。この時点では、出力軸13の回転数は零(停止)である。   First, engine torque is transmitted to the carrier 15 of the power distribution device 21 via the transmission shaft 12, and regenerative control is executed in the first motor / generator 2, and reaction force is received by the first motor / generator 2. The torque of the carrier 15 is transmitted to the ring gear 16. In this case, the first motor / generator 2 rotates in the forward direction, that is, in the same direction as the engine 1. Then, the torque transmitted to the ring gear 16 is transmitted to the sun gear 23 of the transmission 27, and the ring gear 25 stopped by the brake B2 takes charge of the reaction force, and the torque is transmitted to the output shaft 13. Further, the power generated by the first motor / generator 2 can be supplied to the second motor / generator 3 via the power storage device, and the second motor / generator 3 can be subjected to power running control. In this way, the power of the engine 1 and the power of the second motor / generator 3 are combined by the transmission 27, and the torque is transmitted to the output shaft 13. The torque of the output shaft 13 is transmitted to the wheel 10 via the differential 8 and the drive shaft 9, and a driving force is generated. At this time, the rotation speed of the output shaft 13 is zero (stop).

ついで、車両150を発進させる要求が発生して、エンジン回転数および第2モータ・ジェネレータ3の回転数が高められるとともに、エンジントルクおよび第2モータ・ジェネレータ3のトルクが上昇して、ドライブシャフト9に伝達されるトルクが上昇する。しかし、エンジン回転数が所定回転数まで上昇すると、それ以上はエンジン回転数を高めることが許容されなくなる。その理由は、エンジン回転数を所定回転数以上に上昇すると、第1モータ・ジェネレータ2の回転数が、その特性に基づく最大回転数(許容回転数)を越えたり、ピニオンギヤ151と他のギヤとの回転数差が、耐久性の観点から決定された許容回転数差を越えたりする可能性があるからである。   Next, a request to start the vehicle 150 is generated, the engine speed and the second motor / generator 3 are increased, and the engine torque and the torque of the second motor / generator 3 are increased. The torque transmitted to increases. However, when the engine speed increases to a predetermined speed, it is not allowed to increase the engine speed any further. The reason is that when the engine speed is increased to a predetermined value or more, the speed of the first motor / generator 2 exceeds the maximum speed (allowable speed) based on the characteristics, or the pinion gear 151 and other gears This is because there is a possibility that the rotational speed difference exceeds the allowable rotational speed difference determined from the viewpoint of durability.

このように、エンジン回転数を所定回転数以上に上昇することが禁止されると、エンジン1の特性により、出力トルクを高めることができず、駆動力不足になる可能性がある。そこで、この実施例1では、係合されているブレーキB2の係合力もしくはトルク容量を低下させて、リングギヤ25に対する制動力を低下させる。すると、図5の共線図に破線で示すように、リングギヤ25が逆回転するとともに、リングギヤ16の回転数が上昇し、これと並行して第1モータ・ジェネレータ2の回転数が低下する。図5においては、エンジン1および第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3の回転数がほぼ同一である場合が示されている。このため、エンジン回転数の上昇程度が、第1モータ・ジェネレータ2の最大回転数や、ピニオンギヤ151と他のギヤとの回転数差によって制約を受けにくくなり、出力トルクが高トルクとなるような高回転数まで、エンジン回転数を上昇させることができる。したがって、ドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達されるトルクが上昇し、車両150における駆動力不足を抑制できる。   As described above, if the engine speed is prohibited from being increased to a predetermined value or higher, the output torque cannot be increased due to the characteristics of the engine 1 and the driving force may be insufficient. Therefore, in the first embodiment, the braking force on the ring gear 25 is reduced by reducing the engagement force or torque capacity of the engaged brake B2. Then, as indicated by a broken line in the collinear diagram of FIG. 5, the ring gear 25 rotates in the reverse direction, and the rotation speed of the ring gear 16 increases, and in parallel with this, the rotation speed of the first motor / generator 2 decreases. FIG. 5 shows a case where the rotational speeds of the engine 1, the first motor / generator 2 and the second motor / generator 3 are substantially the same. For this reason, the increase in the engine speed is less likely to be restricted by the maximum speed of the first motor / generator 2 and the speed difference between the pinion gear 151 and other gears, and the output torque becomes high torque. The engine speed can be increased to a high speed. Therefore, the torque transmitted to the wheel 10 via the drive shaft 9 increases, and deficiency in driving force in the vehicle 150 can be suppressed.

上記のようにして、ブレーキB2の制動力を低下させて、リングギヤ25の逆回転を許容する制御を実行したとしても、未だ車両150の駆動力が不足している場合は、ブレーキB2の係合圧もしくはトルク容量を高めて、リングギヤ25に対する制動力を高めることにより、リングギヤ25の回転数を低下させ、図5の共線図に実線で示すようにリングギヤ25を停止させる。このように、逆回転しているリングギヤ25の回転数を低下させる制御を実行すると、各回転要素の回転数の変化にともなう慣性力により、出力軸13に加えられるトルクが増加し、車両150における駆動力不足を確実に抑制することができる。   As described above, even when the control for allowing the reverse rotation of the ring gear 25 is performed by reducing the braking force of the brake B2, if the driving force of the vehicle 150 is still insufficient, the brake B2 is engaged. By increasing the pressure or torque capacity and increasing the braking force on the ring gear 25, the rotational speed of the ring gear 25 is reduced, and the ring gear 25 is stopped as shown by the solid line in FIG. As described above, when the control for reducing the rotational speed of the ring gear 25 rotating in the reverse direction is executed, the torque applied to the output shaft 13 increases due to the inertial force accompanying the change in the rotational speed of each rotating element. A deficiency in driving force can be reliably suppressed.

つぎに、低速モードが選択された場合に対応するタイムチャートの一例を、図6に基づいて説明する。時刻t1以前においては、アクセル開度が零%であり、かつ、車速が零であり、かつ、エンジン回転数がほぼ一定に制御され、かつ、ブレーキのトルク容量(もしくは油圧室の油圧)が最大値に制御され、かつ、ドライブシャフトに伝達されるトルクがほぼ一定になっている。そして、時刻t1でアクセル開度が増加すると、エンジン回転数が上昇し、かつ、ドライブシャフトに伝達されるトルクが上昇している。しかしながら、時刻t1以降もブレーキのトルク容量は最大値に制御されているとともに、エンジン回転数が制限されているため、ドライブシャフトに伝達されるトルクも所定値以上には増加せず、車速は未だ零になっている。   Next, an example of a time chart corresponding to the case where the low speed mode is selected will be described with reference to FIG. Prior to time t1, the accelerator opening is zero%, the vehicle speed is zero, the engine speed is controlled to be substantially constant, and the torque capacity of the brake (or the hydraulic pressure in the hydraulic chamber) is maximum. The torque controlled to the value and transmitted to the drive shaft is substantially constant. When the accelerator opening increases at time t1, the engine speed increases and the torque transmitted to the drive shaft increases. However, since the torque capacity of the brake is controlled to the maximum value after time t1, and the engine speed is limited, the torque transmitted to the drive shaft does not increase beyond the predetermined value, and the vehicle speed is still It is zero.

ついで、時刻t2でアクセル開度がさらに増加すると、ブレーキのトルク容量が低下されてスリップし、前述の原理により、エンジン回転数が、時刻t2以前の回転数よりも高回転数に上昇して、ドライブシャフトに伝達されるトルクも増加している。この時刻t2以降も、車速は未だ零となっている。そして、時刻t3でアクセル開度が更に増加すると、ブレーキのトルク容量が高められて、反力要素であるリングギヤの回転数が低下させられ、かつ、停止される。すると、各回転要素の回転数の変化にともなう慣性力により、ドライブシャフトに加えられるトルクが急激に増加し、車両が発進する。なお、リングギヤが停止すると、各回転要素の回転変化が終了するため、ドライブシャフトに伝達されるトルクが低下し、その後は、ドライブシャフトに伝達されるトルクは、エンジン1のトルク、第1のモータ・ジェネレータ2のトルク、第2のモータ・ジェネレータ3のトルクに応じてほぼ一定になる。図6のタイムチャートにおいては、アクセル開度が段階的に増加する例が示されているが、徐々にアクセル開度が増加する場合に、前述のようなブレーキの制御を実行することも可能である。また、アクセル開度が所定開度まで増加した時刻t2から、所定時間を経過しても、車速が零である場合に、ブレーキB2を係合させる制御を実行することも可能である。すなわち、アクセル開度が一定であっても、タイマーによりブレーキをスリップから係合に切り替える制御を実行することも可能である。   Next, when the accelerator opening is further increased at time t2, the torque capacity of the brake is reduced and slipped, and according to the principle described above, the engine speed increases to a higher speed than the speed before time t2, The torque transmitted to the drive shaft is also increasing. The vehicle speed is still zero after this time t2. When the accelerator opening further increases at time t3, the torque capacity of the brake is increased, and the rotational speed of the ring gear, which is a reaction force element, is reduced and stopped. Then, due to the inertial force accompanying the change in the rotational speed of each rotating element, the torque applied to the drive shaft increases rapidly, and the vehicle starts. When the ring gear stops, the rotational change of each rotary element ends, so that the torque transmitted to the drive shaft decreases, and thereafter, the torque transmitted to the drive shaft is the torque of the engine 1 and the first motor. It becomes substantially constant according to the torque of the generator 2 and the torque of the second motor / generator 3. In the time chart of FIG. 6, an example in which the accelerator opening increases stepwise is shown, but when the accelerator opening gradually increases, it is possible to execute the brake control as described above. is there. Further, it is also possible to execute control to engage the brake B2 when the vehicle speed is zero even after a predetermined time has elapsed from time t2 when the accelerator opening is increased to the predetermined opening. That is, even if the accelerator opening is constant, it is possible to execute control to switch the brake from slip to engagement by the timer.

この実施例1において、出力軸13に伝達されるトルクの算出例を説明する。スリップしているブレーキを係合状態に切り替える過程において、変速機27を構成する遊星歯車機構の運動方程式は以下の式(1)ないし式(4)で表される。
IM ・(d2 (θM )/dt2 )=(TM +Teq)+(ρ/(1+ρ))TX ・・・(1)
IV ・(d2 (θV )/dt2 )=−TV −TX ・・・(2)
IB ・(d2 (θB )/dt2 )=TB +(1/(1+ρ))TX ・・・(3)
θV /dt=(ρ・θM /dt+θB /dt)/(1+ρ) ・・・(4)
上記の式(1)ないし式(4)を整理すると式(5)となる。
{IB ・IM ・(1+ρ)2 +IV ・(IM +ρ2 ・IB )}d2 (θV )/dt2 =(1+ρ){IM ・TB +ρ・IB ・(TM +Teg)}−(IM +ρ2 ・IB )・TV
{(IB ・IM ・(1+ρ)2 )/(IM +ρ2 ・IB )+IV }d2 (θV )/dt2 =(1+ρ)/(IM +ρ2 ・IB ){IM ・TB +(ρ・IB )(TM +Teg)}−TV ・・・(5)
In the first embodiment, a calculation example of torque transmitted to the output shaft 13 will be described. In the process of switching the slipping brake to the engaged state, the equation of motion of the planetary gear mechanism constituting the transmission 27 is expressed by the following equations (1) to (4).
IM · (d 2 (θM) / dt 2 ) = (TM + Teq) + (ρ / (1 + ρ)) TX (1)
IV · (d 2 (θV) / dt 2 ) =-TV -TX (2)
IB · (d 2 (θ B) / dt 2 ) = TB + (1 / (1 + ρ)) TX (3)
θV / dt = (ρ · θM / dt + θB / dt) / (1 + ρ) (4)
When the above formulas (1) to (4) are arranged, formula (5) is obtained.
{IB · IM · (1 + ρ) 2 + IV · (IM + ρ 2 · IB)} d 2 (θV) / dt 2 = (1 + ρ) {IM · TB + ρ · IB · (TM + Teg)} − (IM + ρ 2 · IB) ・ TV
{(IB · IM · (1 + ρ) 2 ) / (IM + ρ 2 · IB) + IV} d 2 (θV) / dt 2 = (1 + ρ) / (IM + ρ 2 · IB) {IM · TB + (ρ · IB ) (TM + Teg)}-TV (5)

上記の各式において、Teqは、エンジン1から中空軸152に伝達されるトルクであり、TMは、第2モータ・ジェネレータ3のトルクであり、TVは、車輪10に伝達されるトルクであり、TBは、ブレーキB2の制動力に応じたトルクであり、TXは、キャリヤ24が、リングギヤ25およびサンギヤ23から受けるトルクであり、ρは、変速機27の変速比(リングギヤ25の歯数に対するサンギヤ23の歯数比)であり、IMは、中空軸152のイナーシャ(係数)であり、IVは、キャリヤ24に連結される出力軸13、デファレンシャル8、ドライブシャフト9、車輪10、および等価車両のイナーシャ(係数)であり、IBは、ブレーキB2でのイナーシャ(係数)であり、d2θ/dt2Mは、第2モータ・ジェネレータ3の角加速度であり、d2θ/dt2Vは、出力軸13の角加速度であり、d2θ/dt2Bは、ブレーキB2の角加速度である。上記の式(5)で表されるように、スリップしているブレーキB2を係合させる場合に生じる慣性力により、出力軸13に伝達されるトルクを求めることが可能である。 In each of the above equations, Teq is the torque transmitted from the engine 1 to the hollow shaft 152, TM is the torque of the second motor / generator 3, and TV is the torque transmitted to the wheel 10. TB is a torque corresponding to the braking force of the brake B2, TX is a torque received by the carrier 24 from the ring gear 25 and the sun gear 23, and ρ is a gear ratio of the transmission 27 (a sun gear with respect to the number of teeth of the ring gear 25). 23 is the number of teeth ratio), IM is the inertia (coefficient) of the hollow shaft 152, and IV is the output shaft 13, the differential 8, the drive shaft 9, the wheels 10 and the equivalent vehicle of the carrier 24. an inertia (coefficient), IB is the inertia of the brake B2 (coefficients), d 2 θ / dt 2 M is the angular acceleration of the second motor generator 3 Ri, d 2 θ / dt 2 V is the angular acceleration of output shaft 13, d 2 θ / dt 2 B is the angular acceleration of the brake B2. As represented by the above equation (5), the torque transmitted to the output shaft 13 can be obtained from the inertial force generated when the brake B2 that is slipping is engaged.

また、この実施例1においては、車両150が発進する場合に、変速機27の制御モードとして低速モードが選択されると、第2モータ・ジェネレータ3のトルクが変速機27で増幅されて出力軸13に伝達されて、駆動力が高められる。このように、第2モータ・ジェネレータ3のトルクを出力軸13に伝達して車両150が発進する場合において、停止しているリングギヤ25が回転しながら反力を受け持つと、その車両150の発進時における駆動力不足を抑制できる。また、後述する要求駆動力に基づいて、出力軸13に伝達するべき要求トルクを判断し、変速機27におけるトルクの増幅程度を制御することができる。より具体的には、要求トルクが大きいほど、ブレーキB2の制動力を高めるような制御を実行することにより、車両150における駆動力の過不足を抑制できる。さらに、リングギヤ25の回転中に、時刻t3のように要求トルクが高いと判断された場合は、ブレーキB2の制動力が一層高められる。すると、リングギヤ25の回転数が低下する過程で、各回転要素の慣性に応じたトルクが過渡的に出力軸13に加えられて、出力軸13から出力されるトルクが増加する。   Further, in the first embodiment, when the vehicle 150 starts, when the low speed mode is selected as the control mode of the transmission 27, the torque of the second motor / generator 3 is amplified by the transmission 27 and output shaft 13 to increase the driving force. As described above, when the vehicle 150 is started by transmitting the torque of the second motor / generator 3 to the output shaft 13, if the ring gear 25 that is stopped takes a reaction force while rotating, the vehicle 150 is started. Insufficient driving force can be suppressed. Further, it is possible to determine a required torque to be transmitted to the output shaft 13 based on a required driving force described later, and to control the degree of torque amplification in the transmission 27. More specifically, it is possible to suppress the excess or deficiency of the driving force in the vehicle 150 by executing control that increases the braking force of the brake B2 as the required torque increases. Further, when it is determined that the required torque is high during the rotation of the ring gear 25 as at time t3, the braking force of the brake B2 is further increased. Then, in the process of decreasing the rotational speed of the ring gear 25, torque according to the inertia of each rotating element is transiently applied to the output shaft 13, and the torque output from the output shaft 13 increases.

以上のように、低速モードが選択された場合に実行される制御の概略を、図1に示すフローチャートを用いて説明する。まず、車両150の発進時に低速モードが選択されると(ステップS1)、係合されているブレーキをスリップさせる制御が実行され、ついで、ブレーキを係合させる制御を実行し(ステップS2)、この制御ルーチンを終了する。   As described above, an outline of the control executed when the low-speed mode is selected will be described using the flowchart shown in FIG. First, when the low speed mode is selected when the vehicle 150 starts (step S1), control for slipping the engaged brake is executed, and then control for engaging the brake is executed (step S2). End the control routine.

つぎに、中速モードについて説明すると、この中速モードは中負荷状態、例えば、車速が所定値以上であり、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が、低速モードよりも少ないなどの条件で選択される運転モードである。そして、この中速モードが選択された場合は、クラッチC4およびブレーキB2が解放され、かつ、クラッチC3,C5が係合される。この中速モードが選択された場合は、動力分配装置21においては、第1モータ・ジェネレータが回生制御され、かつ、正回転または逆回転することにより、エンジントルクの反力が受け持たれる。また、エンジントルクは、動力分配装置21および中空軸152を経由して変速機27のサンギヤ23に伝達されるとともに、伝達軸12およびクラッチC5を経由して変速機27のキャリヤ24に伝達される。ここで、第2モータ・ジェネレータ3が正回転して回生制御され、エンジントルクの反力が受け持たれ、エンジントルクがピニオンギヤ153を経由してリングギヤ25に伝達される。このようにして、2系統の動力伝達経路、具体的には、サンギヤ23およびクラッチC5を経由して変速機27に伝達された動力が変速機27で合成され、ついで、出力軸13に伝達される。   Next, the medium speed mode will be described. This medium speed mode is selected under a medium load state, for example, a condition that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value and the accelerator pedal is depressed less than the low speed mode. It is an operation mode. When the medium speed mode is selected, the clutch C4 and the brake B2 are released, and the clutches C3 and C5 are engaged. When the medium speed mode is selected, in the power distribution device 21, the first motor / generator is regeneratively controlled, and the reaction force of the engine torque is received by rotating forward or reverse. The engine torque is transmitted to the sun gear 23 of the transmission 27 via the power distribution device 21 and the hollow shaft 152, and is also transmitted to the carrier 24 of the transmission 27 via the transmission shaft 12 and the clutch C5. . Here, the second motor / generator 3 is rotated forward and regeneratively controlled, and the reaction force of the engine torque is received. The engine torque is transmitted to the ring gear 25 via the pinion gear 153. In this way, the power transmitted to the transmission 27 via the two power transmission paths, specifically, the sun gear 23 and the clutch C5, is combined by the transmission 27 and then transmitted to the output shaft 13. The

つぎに、高速モードについて説明すると、この高速モードは低負荷状態、例えば、車速が所定値以上であり、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が少ないなどの条件で選択される運転モードである。この高速モードが選択された場合は、クラッチC3,C4が係合され、かつ、クラッチC5およびブレーキB2が解放される。つまり、変速機27においては、サンギヤ23およびリングギヤ25およびキャリヤ24が一体回転する状態で連結される。この高速モードが選択された場合も、動力分配装置21のキャリヤ15にエンジントルクが入力されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2が正回転で回生制御され、第1モータ・ジェネレータ2により反力トルクが受け持たれる。また、第2モータ・ジェネレータ3を力行制御し、そのトルクを変速機27に伝達することも可能である。   Next, the high speed mode will be described. This high speed mode is an operation mode selected under a low load condition, for example, a condition that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value and the accelerator pedal is depressed. When this high speed mode is selected, the clutches C3 and C4 are engaged, and the clutch C5 and the brake B2 are released. That is, in the transmission 27, the sun gear 23, the ring gear 25, and the carrier 24 are coupled in a state of rotating integrally. Even when this high speed mode is selected, the engine torque is input to the carrier 15 of the power distribution device 21, the first motor / generator 2 is regeneratively controlled in the forward rotation, and the first motor / generator 2 provides the reaction torque. Is in charge. It is also possible to control the second motor / generator 3 for powering and transmit the torque to the transmission 27.

いずれのモードが選択されている場合においても、動力分配装置21において、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を制御することにより、エンジン回転数を制御することが可能である。より具体的には、サンギヤ14およびリングギヤ16およびキャリヤ15の差動作用により、エンジン回転数とリングギヤ16の回転数との比を、連続的(無段階)に制御することが可能である。そして、アクセル開度、車速などから車両150における要求駆動力を求め、その要求駆動力から目標エンジン出力を求め、目標エンジン出力を最適燃費で達成するような目標エンジン回転数を求め、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、動力分配装置21の変速比を制御することが可能である。このような動力分配装置21の変速比の制御と並行して、実エンジントルクを目標エンジントルクに近づけるように、電子スロットルバルブなどが制御される。   Regardless of which mode is selected, the engine speed can be controlled by controlling the rotational speed of the first motor / generator 2 in the power distribution device 21. More specifically, by the differential action of the sun gear 14, the ring gear 16 and the carrier 15, the ratio between the engine speed and the speed of the ring gear 16 can be continuously (steplessly) controlled. Then, the required driving force in the vehicle 150 is obtained from the accelerator opening, the vehicle speed, etc., the target engine output is obtained from the required driving force, the target engine speed that achieves the target engine output with optimum fuel consumption is obtained, and the actual engine speed It is possible to control the gear ratio of the power distribution device 21 so that the number approaches the target engine speed. In parallel with the control of the gear ratio of the power distribution device 21, the electronic throttle valve and the like are controlled so that the actual engine torque approaches the target engine torque.

また、前述した要求駆動力に応じて第2モータ・ジェネレータ3の目標出力が求められ、その目標出力に基づいて、変速機27のモードが選択的に切り替えられ、かつ、第2モータ・ジェネレータ3の出力が制御される。さらに、低速モードまたは高速モードが選択されている場合は、変速機27において、第2モータ・ジェネレータ3の回転数を制御することにより、第2モータ・ジェネレータ3の回転数と、出力軸13の回転数との比、すなわち変速機27の変速比を、連続的(無段階)に制御可能である。なお、高速モードが選択された場合は、変速機22の変速比が「1」となる。上記の各モードでは、変速機27のサンギヤ23の回転数の変化量に対するリングギヤ25の回転数の変化量が異なる。基本的には、変速機27のサンギヤ23の回転数の変化量に対するリングギヤ25の回転数の変化量は、低速モードよりも中速モードの方が大きく(多く)、中速モードよりも、高速モードの方が大きくなる特性を有している。   Further, the target output of the second motor / generator 3 is obtained according to the above-described required driving force, and the mode of the transmission 27 is selectively switched based on the target output, and the second motor / generator 3 is selected. Output is controlled. Further, when the low speed mode or the high speed mode is selected, the transmission 27 controls the rotation speed of the second motor / generator 3 to control the rotation speed of the second motor / generator 3 and the output shaft 13. The ratio with the rotational speed, that is, the gear ratio of the transmission 27 can be controlled continuously (steplessly). When the high speed mode is selected, the transmission gear ratio of the transmission 22 is “1”. In each of the above modes, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 25 differs from the amount of change in the rotational speed of the sun gear 23 of the transmission 27. Basically, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 25 relative to the amount of change in the rotational speed of the sun gear 23 of the transmission 27 is larger (more) in the medium speed mode than in the low speed mode, and is faster than in the medium speed mode. The mode has the characteristic of becoming larger.

また、この実施例1においては、エンジン1から出力軸13に至る2系統の動力伝達経路における動力伝達状態、具体的には、動力の伝達経路および変速機27の制御モードを切り替えるにあたり、変速機27を構成する1組の遊星歯車機構で済むため、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらにこの変速機27が、第2モータ・ジェネレータ3の変速機(減速機)としての機能を兼備しているので、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。   In the first embodiment, the power transmission state in the two power transmission paths from the engine 1 to the output shaft 13, specifically, the power transmission path and the control mode of the transmission 27 are switched. Since only one set of planetary gear mechanisms constituting the device 27 is required, the number of components of the entire device can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced, and the onboard performance is improved. Further, since the transmission 27 also has a function as a transmission (reduction gear) of the second motor / generator 3, the output torque of the second motor / generator 3 can be made small and small. Become.

ここで、図1のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS1,S2が、この発明のブレーキ制御手段に相当する。また、実施例1で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン1および第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3が、この発明の動力源に相当し、エンジン1が、この発明の原動機に相当し、第1モータ・ジェネレータ2が、この発明の第1の電動機に相当し、第2モータ・ジェネレータ3が、この発明の第2の電動機に相当し、サンギヤ14およびリングギヤ16およびキャリヤ15が、この発明における「動力分配装置の複数の回転要素」に相当し、サンギヤ23およびリングギヤ25及びキャリヤ24が、この発明における「変速機の複数の回転要素」に相当し、キャリヤ15が、この発明における第1の入力要素および第2のキャリヤに相当し、リングギヤ16が、この発明における第1の出力要素および第2のリングギヤに相当し、サンギヤ14が、この発明における第1の反力要素および第3のサンギヤに相当する。   Here, the correspondence between the functional means shown in the flowchart of FIG. 1 and the configuration of the present invention will be described. Steps S1 and S2 correspond to the brake control means of the present invention. The correspondence between the configuration described in the first embodiment and the configuration of the present invention will be described. The engine 1, the first motor / generator 2, and the second motor / generator 3 correspond to the power source of the present invention. The engine 1 corresponds to the prime mover of the present invention, the first motor / generator 2 corresponds to the first electric motor of the present invention, the second motor / generator 3 corresponds to the second electric motor of the present invention, The sun gear 14, the ring gear 16 and the carrier 15 correspond to “a plurality of rotating elements of the power distribution device” in the present invention, and the sun gear 23, the ring gear 25 and the carrier 24 correspond to “a plurality of rotating elements of the transmission” in the present invention. The carrier 15 corresponds to the first input element and the second carrier in the present invention, and the ring gear 16 corresponds to the present invention. Corresponds to one of the output element and the second ring gear, the sun gear 14 corresponds to the first reaction element and the third sun gear in the present invention.

さらに、サンギヤ23が、この発明における第4のサンギヤおよび第2の入力要素に相当し、リングギヤ25が、この発明における第3のリングギヤおよび第2の反力要素に相当し、キャリヤ24が、この発明における第3のキャリヤおよび第2の出力要素に相当する。ブレーキB2が、この発明のブレーキに相当する。クラッチC3が、この発明における第3のクラッチに相当し、クラッチC4が、この発明における第4のクラッチに相当し、クラッチC5が、この発明における第5のクラッチに相当する。また、低速モードおよび中速モードおよび高速モードが、この発明における変速機の制御モードを兼ねている。   Further, the sun gear 23 corresponds to the fourth sun gear and the second input element in the present invention, the ring gear 25 corresponds to the third ring gear and the second reaction force element in the present invention, and the carrier 24 corresponds to this It corresponds to the third carrier and the second output element in the invention. The brake B2 corresponds to the brake of the present invention. Clutch C3 corresponds to the third clutch in the present invention, clutch C4 corresponds to the fourth clutch in the present invention, and clutch C5 corresponds to the fifth clutch in the present invention. The low speed mode, the medium speed mode, and the high speed mode also serve as the transmission control mode in the present invention.

つぎに、パワートレーンの実施例2の構成を、図7に基づいて説明する。この実施例2は、請求項1ないし請求項7の発明に対応する実施例である。図7に示された構成のうち、図2に示された構成と同じ構成部分については、図2と同じ符号を付してある。この実施例2と前述した実施例1とでは、主として変速機22の構成が異なる。この変速機22は、2組の遊星歯車機構によって構成されている。まず、一方の遊星歯車機構は、同軸上に配置されたサンギヤ18およびリングギヤ19と、サンギヤ18およびリングギヤ19に噛合されたピニオンギヤ73と、このピニオンギヤ73を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ20とを有している。また、他方の遊星歯車機構は、サンギヤ18の歯数よりも少ない歯数を有し、かつ、サンギヤ18と同軸上に配置されたサンギヤ17と、前記リングギヤ19と、サンギヤ17および前記ピニオンギヤ73に噛合されたピニオンギヤ72と、ピニオンギヤ72,73を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ20とを有している。つまり、サンギヤ17およびリングギヤ19と、各ピニオン72,73と、キャリヤ20とにより、ダブルピニオン型遊星歯車機構が構成され、サンギヤ18およびリングギヤ19と、ピニオンギヤ73およびキャリヤ20により、シングルピニオン型遊星歯車機構が構成されている。このようにして、変速機22は、いわゆるラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。   Next, the configuration of the power train according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment corresponds to the first to seventh aspects of the invention. Among the configurations shown in FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2. The configuration of the transmission 22 is mainly different between the second embodiment and the first embodiment described above. The transmission 22 is constituted by two sets of planetary gear mechanisms. First, one planetary gear mechanism includes a sun gear 18 and a ring gear 19 arranged on the same axis, a pinion gear 73 meshed with the sun gear 18 and the ring gear 19, and a carrier 20 that holds the pinion gear 73 in a rotatable and revolving manner. Have. The other planetary gear mechanism has a number of teeth smaller than the number of teeth of the sun gear 18 and is arranged on the sun gear 17, which is arranged coaxially with the sun gear 18, the ring gear 19, the sun gear 17 and the pinion gear 73. It has a meshed pinion gear 72 and a carrier 20 that holds the pinion gears 72 and 73 so that they can rotate and revolve. That is, the sun gear 17 and the ring gear 19, the pinions 72 and 73, and the carrier 20 constitute a double pinion type planetary gear mechanism, and the sun gear 18 and the ring gear 19, the pinion gear 73 and the carrier 20 constitute a single pinion type planetary gear. The mechanism is configured. In this way, the transmission 22 is configured by a so-called Ravigneaux planetary gear mechanism.

つぎに、変速機22を構成する各回転要素に対応するブレーキおよびクラッチについて説明すると、サンギヤ17の回転・停止を制御するブレーキB1が設けられている。また、リングギヤ19と一体回転可能な出力軸13が設けられており、出力軸13とキャリヤ20とを選択的に係合・解放するクラッチC1が設けられている。さらに、キャリヤ20と伝達軸12とを選択的に係合・解放するクラッチC2が設けられている。この実施例2において、ブレーキB1およびクラッチC1,C2としては、実施例1と同様の種類のものを用い、実施例1と同様のアクチュエータにより制御されるように構成されているものとして説明する。   Next, a brake and a clutch corresponding to each rotating element constituting the transmission 22 will be described. A brake B1 for controlling the rotation / stop of the sun gear 17 is provided. An output shaft 13 that can rotate integrally with the ring gear 19 is provided, and a clutch C1 that selectively engages and releases the output shaft 13 and the carrier 20 is provided. Further, a clutch C <b> 2 that selectively engages / releases the carrier 20 and the transmission shaft 12 is provided. In the second embodiment, the brake B1 and the clutches C1 and C2 will be described as being configured to be the same type as in the first embodiment and controlled by the same actuator as in the first embodiment.

この実施例2においても、実施例1と同様の構成部分については、実施例1と同様の機能が生じ、かつ、同様の作用効果が生じる。また、この実施例2においても、パワートレーンの運転モードとして、低速モードおよび中速モードおよび高速モードを選択的に切り換え可能である。各運転モードは、実施例1と同様の条件に基づいて切り換えられる。また、各運転モードは、変速機22の制御モードを兼ねており、各モードに対応して、前述したクラッチC1,C2、およびブレーキB1が、図8に示すように制御される。この図8において、「on」は、クラッチまたはブレーキが係合されることを示し、「off」は、クラッチまたはブレーキが解放されることを示す。なお、低速モードに示された「スリップ」は、ブレーキB1を構成する摩擦材同士が滑ること、言い換えれば、サンギヤ17の回転が許容されることを意味する。   Also in the second embodiment, the same components as in the first embodiment have the same functions as the first embodiment, and the same functions and effects are produced. Also in the second embodiment, the low-speed mode, the medium-speed mode, and the high-speed mode can be selectively switched as the power train operation mode. Each operation mode is switched based on the same conditions as in the first embodiment. Each operation mode also serves as a control mode of the transmission 22, and the clutches C1 and C2 and the brake B1 described above are controlled as shown in FIG. 8 corresponding to each mode. In FIG. 8, “on” indicates that the clutch or the brake is engaged, and “off” indicates that the clutch or the brake is released. The “slip” shown in the low speed mode means that the friction materials constituting the brake B1 slide, in other words, the rotation of the sun gear 17 is allowed.

実施例2において、低速モードが選択された場合は、クラッチC1およびクラッチC2が解放され、ブレーキB1が係合される。この低速モードが選択された場合の作用を、図4の共線図を参照しながら説明する。この図4の共線図には、図7に示されたパワートレーンにおける各回転要素同士の連結関係、および各回転要素の回転状態が示されている。図4の共線図において、サンギヤ17と第1モータ・ジェネレータ(MG1)2との間に、エンジン(ENG)1および出力軸13が配置されている。エンジン1は出力軸13よりも第1モータ・ジェネレータ2に近い位置に配置されている。そして、エンジン1と出力軸13との間の同一位置に、第2モータ・ジェネレータ(MG2)3およびリングギヤ16およびサンギヤ18が配置される。   In the second embodiment, when the low speed mode is selected, the clutch C1 and the clutch C2 are released, and the brake B1 is engaged. The operation when the low speed mode is selected will be described with reference to the alignment chart of FIG. The collinear diagram of FIG. 4 shows the connection relationship between the rotating elements in the power train shown in FIG. 7 and the rotational state of each rotating element. In the alignment chart of FIG. 4, the engine (ENG) 1 and the output shaft 13 are arranged between the sun gear 17 and the first motor / generator (MG1) 2. The engine 1 is disposed at a position closer to the first motor / generator 2 than the output shaft 13. The second motor / generator (MG2) 3, the ring gear 16 and the sun gear 18 are arranged at the same position between the engine 1 and the output shaft 13.

まず、エンジントルクが伝達軸12を経由して動力分配装置21のキャリヤ15に伝達されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2では回生制御が実行され、この第1モータ・ジェネレータ2で反力が受け持たれて、キャリヤ15のトルクがリングギヤ16に伝達される。この場合、第1モータ・ジェネレータ2は正回転、つまり、エンジン1と同方向に回転する。そして、リングギヤ16に伝達されたトルクが変速機22のサンギヤ18に伝達されるとともに、ブレーキB1により停止されているサンギヤ17が反力を受け持ち、出力軸13にトルクが伝達される。また、第1モータ・ジェネレータ2で発電された電力が蓄電装置(図示せず)を経由して第2モータ・ジェネレータ3に供給され、第2モータ・ジェネレータ3が力行制御される。このようにして、エンジン1の動力および第2モータ・ジェネレータ3の動力が変速機22で合成され、そのトルクが出力軸13に伝達される。出力軸13のトルクは、デファレンシャル8およびドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達され、駆動力が発生する。この時点では、出力軸13の回転数は零(停止)である。   First, engine torque is transmitted to the carrier 15 of the power distribution device 21 via the transmission shaft 12, and regenerative control is executed in the first motor / generator 2, and reaction force is received by the first motor / generator 2. The torque of the carrier 15 is transmitted to the ring gear 16. In this case, the first motor / generator 2 rotates in the forward direction, that is, in the same direction as the engine 1. The torque transmitted to the ring gear 16 is transmitted to the sun gear 18 of the transmission 22, and the sun gear 17 stopped by the brake B <b> 1 takes charge of the reaction force, and the torque is transmitted to the output shaft 13. In addition, the electric power generated by the first motor / generator 2 is supplied to the second motor / generator 3 via a power storage device (not shown), and the second motor / generator 3 is subjected to power running control. In this way, the power of the engine 1 and the power of the second motor / generator 3 are combined by the transmission 22, and the torque is transmitted to the output shaft 13. The torque of the output shaft 13 is transmitted to the wheel 10 via the differential 8 and the drive shaft 9, and a driving force is generated. At this time, the rotation speed of the output shaft 13 is zero (stop).

ついで、車両150を発進させる要求が発生して、エンジン回転数および第1モータ・ジェネレータ2の回転数が高められるとともに、エンジントルクおよび第2モータ・ジェネレータ3のトルクが上昇して、ドライブシャフト9に伝達されるトルクが上昇する。しかし、エンジン回転数が所定回転数まで上昇すると、それ以上はエンジン回転数を高めることが許容されなくなる。その理由は、第1モータ・ジェネレータ2の回転数が、その特性に基づく最大回転数(許容回転数)を越えたり、ピニオンギヤ151と他のギヤとの回転数差が、耐久性の観点から決定された許容回転数差を越えたりする可能性があるからである。   Next, a request to start the vehicle 150 is generated, the engine speed and the first motor / generator 2 are increased, and the engine torque and the second motor / generator 3 are increased. The torque transmitted to increases. However, when the engine speed increases to a predetermined speed, it is not allowed to increase the engine speed any further. The reason is that the number of rotations of the first motor / generator 2 exceeds the maximum number of rotations (allowable number of rotations) based on the characteristics, and the difference in number of rotations between the pinion gear 151 and other gears is determined from the viewpoint of durability. This is because there is a possibility of exceeding the allowable rotational speed difference.

このように、エンジン回転数を所定回転数以上に上昇することが禁止されると、エンジン1の特性により、出力トルクを高めることができず、駆動力不足になる可能性がある。そこで、この実施例2では、係合されているブレーキB1の制動力を低下させる。すると、図5の共線図に破線で示すように、サンギヤ17が逆回転するとともに、リングギヤ16の回転数が上昇し、これと並行して第1モータ・ジェネレータ2の回転数が低下する。このため、エンジン回転数の上昇程度が、第1モータ・ジェネレータ2の最大回転数や、ピニオンギヤ151と他のギヤとの回転数差によって制約を受けにくくなり、出力トルクが高トルクとなるような高回転数まで、エンジン回転数を上昇させることができる。したがって、ドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達されるトルクが上昇し、車両150における駆動力不足を抑制できる。   As described above, if the engine speed is prohibited from being increased to a predetermined value or higher, the output torque cannot be increased due to the characteristics of the engine 1 and the driving force may be insufficient. Therefore, in the second embodiment, the braking force of the engaged brake B1 is reduced. Then, as indicated by the broken line in the collinear diagram of FIG. 5, the sun gear 17 rotates in the reverse direction, and the rotation speed of the ring gear 16 increases, and in parallel with this, the rotation speed of the first motor / generator 2 decreases. For this reason, the increase in the engine speed is less likely to be restricted by the maximum speed of the first motor / generator 2 and the speed difference between the pinion gear 151 and other gears, and the output torque becomes high torque. The engine speed can be increased to a high speed. Therefore, the torque transmitted to the wheel 10 via the drive shaft 9 increases, and deficiency in driving force in the vehicle 150 can be suppressed.

上記のようにして、ブレーキB1の制動力を低下させて、サンギヤ17の逆回転を許容する制御を実行したとしても、未だ車両150の駆動力が不足している場合は、ブレーキB1の制動力を高めて、サンギヤ17の回転数を低下させ、図5の共線図に実線で示すようにサンギヤ17を停止させる。このように、逆回転しているサンギヤ17の回転数を低下させる制御を実行すると、各回転要素の回転数の変化にともなう慣性力により、出力軸13に加えられるトルクが増加し、車両150における駆動力不足を確実に抑制することができる。   As described above, even when the control for allowing the reverse rotation of the sun gear 17 is performed by reducing the braking force of the brake B1, if the driving force of the vehicle 150 is still insufficient, the braking force of the brake B1 Is increased, the rotational speed of the sun gear 17 is decreased, and the sun gear 17 is stopped as indicated by a solid line in the alignment chart of FIG. As described above, when the control for reducing the rotational speed of the sun gear 17 rotating in reverse is executed, the torque applied to the output shaft 13 increases due to the inertial force accompanying the change in the rotational speed of each rotating element. A deficiency in driving force can be reliably suppressed.

この実施例2において、低速モードが選択された場合に実行される制御も、図1に示すフローチャートで説明可能である。まず、車両150の発進時に低速モードが選択されると(ステップS1)、係合されているブレーキB1をスリップさせる制御が実行され、ついで、ブレーキB1の制動力を増加してブレーキB1を係合させる制御を実行し(ステップS2)、この制御ルーチンを終了する。また、この実施例2において、低速モードが選択された場合に対応するタイムチャート例としては、実施例1で説明した図6があてはまる。   In the second embodiment, the control executed when the low speed mode is selected can also be explained by the flowchart shown in FIG. First, when the low speed mode is selected at the start of the vehicle 150 (step S1), control for slipping the engaged brake B1 is executed, and then the braking force of the brake B1 is increased to engage the brake B1. Control is executed (step S2), and this control routine is terminated. In the second embodiment, as an example of a time chart corresponding to the case where the low speed mode is selected, FIG. 6 described in the first embodiment is applicable.

つぎに、この実施例2で選択される中速モードについて説明すると、この中速モードは中負荷状態、例えば、車速が所定値以上であり、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が、低速モードよりも少ないなどの条件で選択される運転モードである。そして、この中速モードが選択された場合は、クラッチC1およびブレーキB1が解放され、かつ、クラッチC2が係合される。この中速モードが選択された場合は、動力分配装置21においては、第1モータ・ジェネレータが回生制御され、かつ、正回転または逆回転することにより、エンジントルクの反力が受け持たれる。また、エンジントルクは、動力分配装置21および中空軸152を経由して変速機22のサンギヤ18に伝達されるとともに、伝達軸12およびクラッチC2を経由して変速機22のキャリヤ20に伝達される。ここで、第2モータ・ジェネレータ3が正回転して回生制御され、エンジントルクの反力が受け持たれ、エンジントルクがピニオンギヤ73を経由してリングギヤ19に伝達される。このようにして、2系統の動力伝達経路、具体的には、サンギヤ18およびクラッチC2を経由して変速機22に伝達された動力が変速機22で合成され、ついで、出力軸13に伝達される。   Next, the medium speed mode selected in the second embodiment will be described. The medium speed mode is an intermediate load state, for example, the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, and the depression amount of the accelerator pedal is lower than that in the low speed mode. This is an operation mode that is selected under conditions such as few. When the medium speed mode is selected, the clutch C1 and the brake B1 are released, and the clutch C2 is engaged. When the medium speed mode is selected, in the power distribution device 21, the first motor / generator is regeneratively controlled, and the reaction force of the engine torque is received by rotating forward or reverse. The engine torque is transmitted to the sun gear 18 of the transmission 22 via the power distribution device 21 and the hollow shaft 152, and is also transmitted to the carrier 20 of the transmission 22 via the transmission shaft 12 and the clutch C2. . Here, the second motor / generator 3 is rotated forward and regeneratively controlled, and the reaction force of the engine torque is received. The engine torque is transmitted to the ring gear 19 via the pinion gear 73. In this manner, the power transmitted to the transmission 22 via the two power transmission paths, specifically, the sun gear 18 and the clutch C2, is combined by the transmission 22, and then transmitted to the output shaft 13. The

つぎに、実施例2で選択される高速モードについて説明すると、この高速モードは低負荷状態、例えば、車速が所定値以上であり、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が少ないなどの条件で選択される運転モードである。この高速モードが選択された場合は、クラッチC1が係合され、かつ、クラッチC2およびブレーキB1が解放される。つまり、変速機22においては、サンギヤ18およびリングギヤ19およびキャリヤ20が一体回転する状態で連結される。この高速モードが選択された場合も、動力分配装置21のキャリヤ15にエンジントルクが入力されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2が正回転で回生制御され、第1モータ・ジェネレータ2により反力トルクが受け持たれる。また、第2モータ・ジェネレータ3を力行制御し、そのトルクを変速機22に伝達することも可能である。また、高速モードが選択された場合は、変速機22の変速比が「1」となる。この実施例2においても、上記の各モードでは、変速機22のサンギヤ18の回転数の変化量に対するリングギヤ19の回転数の変化量が異なる。基本的には、変速機22のサンギヤ18の回転数の変化量に対するリングギヤ19の回転数の変化量は、低速モードよりも中速モードの方が大きく(多く)、中速モードよりも、高速モードの方が大きくなる特性を有している。   Next, the high-speed mode selected in the second embodiment will be described. This high-speed mode is selected under a low load condition, for example, a condition that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value and the amount of depression of the accelerator pedal is small. It is an operation mode. When this high speed mode is selected, the clutch C1 is engaged, and the clutch C2 and the brake B1 are released. That is, in the transmission 22, the sun gear 18, the ring gear 19, and the carrier 20 are coupled in a state of rotating integrally. Even when this high speed mode is selected, the engine torque is input to the carrier 15 of the power distribution device 21, the first motor / generator 2 is regeneratively controlled in the forward rotation, and the first motor / generator 2 provides the reaction torque. Is in charge. It is also possible to control the power running of the second motor / generator 3 and transmit the torque to the transmission 22. When the high speed mode is selected, the transmission gear ratio of the transmission 22 is “1”. Also in the second embodiment, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 19 differs from the amount of change in the rotational speed of the sun gear 18 of the transmission 22 in each mode described above. Basically, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 19 relative to the amount of change in the rotational speed of the sun gear 18 of the transmission 22 is larger (more) in the medium speed mode than in the low speed mode, and is higher than in the medium speed mode. The mode has the characteristic of becoming larger.

また、この実施例2においては、エンジン1から出力軸13に至る2系統の動力伝達経路における動力伝達状態、具体的には、動力の伝達経路および変速機22の制御モードを切り替えるにあたり、変速機22を構成する2組の遊星歯車機構で済むため、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらにこの変速機22が、第2モータ・ジェネレータ3の変速機(減速機)としての機能を兼備しているので、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。   In the second embodiment, the power transmission state in the two power transmission paths from the engine 1 to the output shaft 13, specifically, the power transmission path and the control mode of the transmission 22 are switched. Since two sets of planetary gear mechanisms constituting 22 are sufficient, the number of component parts of the entire apparatus can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced, and the onboard performance is improved. Further, since the transmission 22 also has a function as a transmission (reduction gear) of the second motor / generator 3, the output torque of the second motor / generator 3 can be made small and small. Become.

ここで、実施例2で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、サンギヤ17,18およびリングギヤ19が、この発明における「変速機の複数の回転要素」に相当し、サンギヤ18が、この発明における第2の入力要素および第2のサンギヤに相当し、リングギヤ19が、この発明における第1のリングギヤおよび第2の出力要素に相当し、サンギヤ17が、この発明における第1のサンギヤおよび第2の反力要素に相当し、ピニオンギヤ72が、この発明における第1のピニオンギヤに相当し、ピニオンギヤ73が、この発明における第2のピニオンギヤに相当し、キャリヤ20が、この発明における第1のキャリヤに相当し、クラッチC1が、この発明の第1のクラッチに相当し、クラッチC2が、この発明の第2のクラッチに相当し、ブレーキB1が、この発明のブレーキに相当する。さらに、変速機22を構成しているサンギヤ17およびリングギヤ19と、各ピニオンギヤ72,73と、キャリヤ20とにより、ダブルピニオン型遊星歯車機構が構成され、サンギヤ18およびリングギヤ19と、ピニオンギヤ73およびキャリヤ20により、シングルピニオン型遊星歯車機構が構成されており、この2組の遊星歯車機構により、この発明のラビニョ型遊星歯車機構が構成されている。また、実施例2においても、低速モードおよび中速モードおよび高速モードが、この発明における変速機の制御モードを兼ねている。   Here, the correspondence between the configuration described in the second embodiment and the configuration of the present invention will be described. The sun gears 17 and 18 and the ring gear 19 correspond to “a plurality of rotational elements of the transmission” in the present invention. 18 corresponds to the second input element and the second sun gear in the present invention, the ring gear 19 corresponds to the first ring gear and the second output element in the present invention, and the sun gear 17 corresponds to the first input element in the present invention. The pinion gear 72 corresponds to the first pinion gear in the present invention, the pinion gear 73 corresponds to the second pinion gear in the present invention, and the carrier 20 corresponds to the second gear component in the present invention. The clutch C1 corresponds to the first carrier, the clutch C2 corresponds to the first carrier of the present invention, and the clutch C2 corresponds to the second carrier of the present invention. Corresponds to the latch, the brake B1 corresponds to the brake of the present invention. Further, the sun gear 17 and the ring gear 19 constituting the transmission 22, the pinion gears 72 and 73, and the carrier 20 constitute a double pinion type planetary gear mechanism. The sun gear 18 and the ring gear 19, the pinion gear 73 and the carrier 20, the single pinion type planetary gear mechanism is configured, and the two sets of planetary gear mechanisms constitute the Ravigneaux type planetary gear mechanism of the present invention. In the second embodiment, the low speed mode, the medium speed mode, and the high speed mode also serve as the transmission control mode according to the present invention.

つぎに、この発明の制御を実行可能な車両のパワートレーンの実施例3を、図9に基づいて説明する。この実施例3は、請求項1ないし6の発明、請求項9の発明に対応する実施例である。図9に示された車両150の構成において、図2に示された車両150の構成と同じ構成については、図2と同じ符号を付してその説明を省略する。図9に示された変速機38は、同軸上に配置されたサンギヤ33および31およびリングギヤ34と、サンギヤ33およびリングギヤ34に噛合されたピニオンギヤ35を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ36と、このキャリヤ36により自転かつ公転可能に保持され、サンギヤ31に噛合されたピニオンギヤ32とを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。ここで、サンギヤ33の歯数よりもサンギヤ31の歯数の方が多く設定されている。そして、サンギヤ31と第2モータ・ジェネレータ3のロータ7とが、中空軸152により一体回転するように連結されている。   Next, a third embodiment of the vehicle power train capable of executing the control of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment corresponds to the invention of claims 1 to 6 and the invention of claim 9. In the configuration of the vehicle 150 shown in FIG. 9, the same components as those of the vehicle 150 shown in FIG. A transmission 38 shown in FIG. 9 includes sun gears 33 and 31 and a ring gear 34 that are coaxially arranged, a carrier 36 that holds a pinion gear 35 meshed with the sun gear 33 and the ring gear 34 so as to be able to rotate and revolve. It is configured by a single pinion type planetary gear mechanism having a pinion gear 32 that is held by a carrier 36 so as to rotate and revolve, and meshed with a sun gear 31. Here, the number of teeth of the sun gear 31 is set to be larger than the number of teeth of the sun gear 33. The sun gear 31 and the rotor 7 of the second motor / generator 3 are coupled to each other by a hollow shaft 152 so as to rotate integrally.

また、変速機38を制御するクラッチやブレーキについて説明すると、サンギヤ31および第2モータ・ジェネレータ3のロータ7を、リングギヤ34に対して選択的に連結・解放するクラッチC7が設けられている。また、リングギヤ34の回転・停止を制御するブレーキB3が設けられている。さらに、キャリヤ15と中空軸152とを選択的に連結・解放するクラッチC6が設けられている。これらのクラッチやブレーキは、実施例1で説明したものと同様に構成されており、クラッチやブレーキを制御するアクチュエータも、実施例1と同様に構成されているものとする。なお、この実施例3においては、キャリヤ15と中空軸12とが相対回転可能であり、中空軸12がサンギヤ33と一体回転するように連結されている。さらに、前記キャリヤ36が出力軸13に連結されている。   The clutch and brake for controlling the transmission 38 will be described. A clutch C7 for selectively connecting and releasing the sun gear 31 and the rotor 7 of the second motor / generator 3 with respect to the ring gear 34 is provided. Further, a brake B3 for controlling the rotation / stop of the ring gear 34 is provided. Further, a clutch C6 for selectively connecting and releasing the carrier 15 and the hollow shaft 152 is provided. These clutches and brakes are configured in the same manner as described in the first embodiment, and the actuators that control the clutches and brakes are also configured in the same manner as in the first embodiment. In the third embodiment, the carrier 15 and the hollow shaft 12 are rotatable relative to each other, and the hollow shaft 12 is connected so as to rotate integrally with the sun gear 33. Further, the carrier 36 is connected to the output shaft 13.

この実施例3においても、実施例1で述べた条件に基づいて、低速モードまたは中速モードまたは高速モードを選択的に切り替え可能であり、各運転モードは、変速機38の制御モードを兼ねている。実施例3においては、各モードに対応して、前述したクラッチC6,C7およびブレーキB3が、図10に示すように制御される。まず、低速モードが選択された場合は、ブレーキB2が係合される一方、クラッチC6,C7が解放される。このように低速モードが選択された場合、実施例1と同様に、第1のモータ・ジェネレータ2および第2のモータ・ジェネレータ3およびエンジン1を制御することが可能である。   Also in the third embodiment, the low speed mode, the medium speed mode, or the high speed mode can be selectively switched based on the conditions described in the first embodiment, and each operation mode also serves as a control mode of the transmission 38. Yes. In the third embodiment, the clutches C6 and C7 and the brake B3 described above are controlled as shown in FIG. 10 corresponding to each mode. First, when the low speed mode is selected, the brake B2 is engaged and the clutches C6 and C7 are released. When the low speed mode is selected in this way, the first motor / generator 2, the second motor / generator 3, and the engine 1 can be controlled as in the first embodiment.

この実施例3においても、図1の制御例を実行可能であり、車両150の発進時に低速モードが選択された場合(ステップS1)は、係合されているブレーキB3をスリップさせてリングギヤ34の逆回転を許容し、ついで、ブレーキB3を係合させて、リングギヤ34を停止させる制御を実行可能である(ステップS2)。この実施例3において、車両150を発進させる場合の制御を、図11,12の共線図に基づいて説明する。図11,12に示す共線図上において、第1モータ・ジェネレータ(MG1)2と、リングギヤ34との間に、エンジン(ENG)1が配置される。また、エンジン1とリングギヤ34との間に、第2モータ・ジェネレータ(MG2)3が配置され、第2モータ・ジェネレータ3とエンジン1との間に、リングギヤ16およびサンギヤ33が配置される。また、リングギヤ34と第2モータ・ジェネレータ3との間に、キャリヤ36および出力軸13が配置される。   Also in the third embodiment, the control example of FIG. 1 can be executed. When the low speed mode is selected when the vehicle 150 starts (step S1), the brake B3 that is engaged is slipped and the ring gear 34 is moved. It is possible to execute control for allowing reverse rotation and then engaging the brake B3 to stop the ring gear 34 (step S2). In the third embodiment, control when the vehicle 150 is started will be described based on the alignment charts of FIGS. 11 and 12, the engine (ENG) 1 is arranged between the first motor / generator (MG1) 2 and the ring gear 34. The second motor / generator (MG2) 3 is disposed between the engine 1 and the ring gear 34, and the ring gear 16 and the sun gear 33 are disposed between the second motor / generator 3 and the engine 1. The carrier 36 and the output shaft 13 are disposed between the ring gear 34 and the second motor / generator 3.

図11の共線図に示すように、車両150の発進時に、エンジントルクを動力分配装置21のキャリヤ15に伝達し、かつ、第1モータ・ジェネレータ2を正回転で回生制御することにより、反力が受け持たれる。また、ブレーキB3が係合されているため、リングギヤ34が停止しているとともに、駆動力が低いため出力軸13は停止している。この状態では、リングギヤ16も停止しており、実施例1で述べた理由と同じ理由により、エンジン回転数を所定値以上に上昇させることが難しく、駆動力不足が生じる可能性がある。そこで、ステップS2でブレーキB3の係合力(トルク容量)を低下させて、ブレーキB3を構成する摩擦材をスリップさせると、図12の共線図に破線で示すようにリングギヤ34が逆回転し、リングギヤ16の回転数が上昇する。すると、第1モータ・ジェネレータ2の回転数が低下する。したがって、実施例1で説明した理由と同じ理由により、実施例3においても、駆動力を高めることが可能になる。   As shown in the collinear diagram of FIG. 11, when the vehicle 150 starts, the engine torque is transmitted to the carrier 15 of the power distribution device 21 and the first motor / generator 2 is regeneratively controlled in the forward direction. Power is taken over. Since the brake B3 is engaged, the ring gear 34 is stopped, and the output shaft 13 is stopped because the driving force is low. In this state, the ring gear 16 is also stopped, and for the same reason as described in the first embodiment, it is difficult to increase the engine speed to a predetermined value or more, and there is a possibility that the driving force is insufficient. Therefore, when the engagement force (torque capacity) of the brake B3 is reduced in step S2 and the friction material constituting the brake B3 is slipped, the ring gear 34 reversely rotates as shown by the broken line in the alignment chart of FIG. The rotation speed of the ring gear 16 increases. Then, the rotation speed of the first motor / generator 2 decreases. Therefore, for the same reason as described in the first embodiment, the driving force can be increased in the third embodiment.

上記のように、ブレーキB3をスリップさせた後、実施例1と同様にしてブレーキB3の係合力(トルク容量)を高めて、リングギヤ34の回転数を低下させ、かつ、図12に実線で示すようにリングギヤ34を停止させると、回転要素の回転変化に伴う慣性力により、出力軸13に伝達されるトルクが増加し、駆動力を一層確実に高めることが可能である。また、実施例3においても、実施例1と同様にして、出力軸13に伝達するべき要求トルクに基づいて、ブレーキB3のトルク容量を制御すること、具体的には、要求トルクが高いほど、ブレーキB3のトルク容量を高めることが可能である。上記の低速モードが選択された場合は、エンジン1から変速機38に対して、サンギヤ33を経由して1系統で動力が伝達される。なお、この実施例3において、低速モードが選択された場合のタイムチャート例は、図6のタイムチャートがあてはまる。   As described above, after slipping the brake B3, the engaging force (torque capacity) of the brake B3 is increased to reduce the rotational speed of the ring gear 34 in the same manner as in the first embodiment, and the solid line is shown in FIG. When the ring gear 34 is stopped as described above, the torque transmitted to the output shaft 13 is increased by the inertial force accompanying the rotation change of the rotating element, and the driving force can be increased more reliably. Also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the torque capacity of the brake B3 is controlled based on the required torque to be transmitted to the output shaft 13, specifically, the higher the required torque, It is possible to increase the torque capacity of the brake B3. When the low speed mode is selected, power is transmitted from the engine 1 to the transmission 38 via the sun gear 33 in one system. In the third embodiment, the time chart in FIG. 6 is applied to the time chart example when the low speed mode is selected.

一方、実施例3において、中速モードが選択された場合は、クラッチC6が係合される一方、クラッチC7およびブレーキB3が解放される。この中速モードが選択された場合、エンジン1から変速機38に対して、クラッチC6およびサンギヤ33を経由して、2系統から動力が伝達される。また、実施例3において、高速モードが選択された場合は、クラッチC7が係合される一方、クラッチC6およびブレーキB3が解放される。すなわち、変速機38において、サンギヤ31,33およびキャリヤ36およびリングギヤ34が一体的に回転する。この高速モードが選択された場合は、エンジン1から変速機38に対して、サンギヤ33を経由して1系統から動力が伝達される。   On the other hand, in the third embodiment, when the medium speed mode is selected, the clutch C6 is engaged, while the clutch C7 and the brake B3 are released. When the medium speed mode is selected, power is transmitted from the two systems via the clutch C6 and the sun gear 33 from the engine 1 to the transmission 38. In the third embodiment, when the high speed mode is selected, the clutch C7 is engaged and the clutch C6 and the brake B3 are released. That is, in the transmission 38, the sun gears 31, 33, the carrier 36, and the ring gear 34 rotate integrally. When this high speed mode is selected, power is transmitted from one system via the sun gear 33 from the engine 1 to the transmission 38.

また、実施例3においても、クラッチおよびブレーキの係合・解放状態を切り替えることにより、エンジン1から車輪10に至る動力伝達経路を切り替えることが可能である。つまり、変速機38を利用して動力の伝達経路を切り替えることが可能であり、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらに、変速機38が、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを増幅する減速機としての機能を兼備しているため、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。また、実施例3においても、各モードにおける変速機27の入力要素の回転数の変化量に対する出力要素の回転数の変化量の特性は、実施例1の場合と同じである。   Also in the third embodiment, the power transmission path from the engine 1 to the wheel 10 can be switched by switching the engagement / release state of the clutch and the brake. In other words, the transmission path of power can be switched using the transmission 38, the number of component parts as a whole device can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced. Improve. Further, since the transmission 38 also has a function as a speed reducer that amplifies the output torque of the second motor / generator 3, the output torque of the second motor / generator 3 can be made small and small. become. Also in the third embodiment, the characteristics of the amount of change in the rotation speed of the output element with respect to the amount of change in the rotation speed of the input element of the transmission 27 in each mode are the same as those in the first embodiment.

この実施例3における構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、サンギヤ33が、この発明における第4のサンギヤに相当し、サンギヤ31が、この発明における第5のサンギヤに相当し、リングギヤ34が、この発明における第4のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ35が、この発明における第4のピニオンギヤに相当し、キャリヤ36が、この発明における第4のキャリヤに相当し、ピニオンギヤ32が、この発明における第5のピニオンギヤに相当し、ブレーキB3が、この発明のブレーキに相当し、クラッチC7が、この発明における第6のクラッチに相当し、クラッチC6が、この発明における第7のクラッチに相当する。また、サンギヤ31,33が、この発明における第2の入力要素に相当し、リングギヤ34が、この発明における第2の反力要素に相当し、キャリヤ36が、この発明における第2の出力要素に相当する。さらに、実施例3におけるその他の構成と、この発明の構成との対応関係は、実施例1の構成とこの発明の構成との対応関係と同じである。   The correspondence between the configuration of the third embodiment and the configuration of the present invention will be described. The sun gear 33 corresponds to the fourth sun gear in the present invention, and the sun gear 31 corresponds to the fifth sun gear in the present invention. The ring gear 34 corresponds to the fourth ring gear in this invention, the pinion gear 35 corresponds to the fourth pinion gear in this invention, the carrier 36 corresponds to the fourth carrier in this invention, and the pinion gear 32 corresponds to this The invention corresponds to the fifth pinion gear in the invention, the brake B3 corresponds to the brake of the invention, the clutch C7 corresponds to the sixth clutch in the invention, and the clutch C6 corresponds to the seventh clutch in the invention. To do. The sun gears 31 and 33 correspond to the second input element in the present invention, the ring gear 34 corresponds to the second reaction force element in the present invention, and the carrier 36 serves as the second output element in the present invention. Equivalent to. Furthermore, the correspondence between the other configurations in the third embodiment and the configuration of the present invention is the same as the corresponding relationship between the configuration of the first embodiment and the configuration of the present invention.

つぎに、この発明の制御を実行可能な車両のパワートレーンの実施例4を、図13に基づいて説明する。この実施例4は、請求項1ないし5の発明、請求項10および請求項11の発明に対応する実施例である。図13の構成において、図2の構成と同じ構成部分については、図2と同じ符号を付してある。この実施例4においては、車両150における前後方向において、動力分配装置21と第2のモータ・ジェネレータ3との間に、変速機46が設けられている。この変速機46は、同軸上に配置され、かつ、歯数が異なるサンギヤ39およびサンギヤ40と、このサンギヤ39およびサンギヤ40と同軸上に配置されたリングギヤ41と、サンギヤ36に噛合されたピニオンギヤ70と、このピニオンギヤ70およびリングギヤ41およびサンギヤ40に噛合されたピニオンギヤ71と、ピニオンギヤ70,71を自転かつ公転可能に保持したキャリヤ42とを備えたラビニョ型遊星歯車機構から構成されている。そして、サンギヤ40とリングギヤ16とが一体回転するように連結されている。また、リングギヤ41と出力軸13とが一体回転するように連結されている。   Next, a fourth embodiment of the vehicle power train capable of executing the control of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment corresponds to the inventions of claims 1 to 5 and claims 10 and 11. In the configuration of FIG. 13, the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as in FIG. In the fourth embodiment, a transmission 46 is provided between the power distribution device 21 and the second motor / generator 3 in the longitudinal direction of the vehicle 150. The transmission 46 is arranged on the same axis and has a different number of teeth, a sun gear 39 and a sun gear 40, a ring gear 41 arranged on the same axis as the sun gear 39 and the sun gear 40, and a pinion gear 70 meshed with the sun gear 36. And a pinion gear 71 meshed with the pinion gear 70, the ring gear 41, and the sun gear 40, and a carrier 42 that holds the pinion gears 70 and 71 so as to be capable of rotating and revolving, and a Ravigneaux type planetary gear mechanism. The sun gear 40 and the ring gear 16 are coupled so as to rotate integrally. Further, the ring gear 41 and the output shaft 13 are coupled so as to rotate integrally.

この変速機46に対応するクラッチおよびブレーキについて説明する。まず、サンギヤ39の回転・停止を制御するブレーキB4が設けられている。また、リングギヤ41とキャリヤ42とを選択的に連結・解放するクラッチC8が設けられている。さらに、キャリヤ42と伝達軸12とを選択的に連結・解放するクラッチC9が設けられている。   A clutch and a brake corresponding to the transmission 46 will be described. First, a brake B4 for controlling the rotation / stop of the sun gear 39 is provided. Further, a clutch C8 for selectively connecting and releasing the ring gear 41 and the carrier 42 is provided. Further, a clutch C9 for selectively connecting and releasing the carrier 42 and the transmission shaft 12 is provided.

さらに、第2のモータ・ジェネレータ3から出力軸13に至る動力伝達経路には、変速機47が設けられている。この変速機47は、同軸上に配置されたサンギヤ43およびリングギヤ45と、サンギヤ43およびリングギヤ45に噛合されたピニオンギヤ155を自転かつ公転可能に支持するキャリヤ44とを有している。そして、リングギヤ45がケーシング11に固定され、キャリヤ44と出力軸13とが一体回転するように連結されている。   Further, a transmission 47 is provided in the power transmission path from the second motor / generator 3 to the output shaft 13. The transmission 47 includes a sun gear 43 and a ring gear 45 arranged on the same axis, and a carrier 44 that supports a pinion gear 155 meshed with the sun gear 43 and the ring gear 45 so as to be capable of rotating and revolving. The ring gear 45 is fixed to the casing 11, and the carrier 44 and the output shaft 13 are connected to rotate integrally.

この実施例4においても、実施例1と同様の構成部分については、実施例1と同様の機能が生じ、かつ、同様の作用効果が生じる。また、この実施例4においても、パワートレーンの運転モードとして、低速モードおよび中速モードおよび高速モードを選択的に切り換え可能である。各運転モードは、実施例1と同様の条件に基づいて切り換えられる。また、各運転モードは、変速機46の制御モードを兼ねており、各モードに対応して、前述したクラッチC8,C9およびブレーキB4が、図14に示すように制御される。この図14において、「on」は、クラッチまたはブレーキが係合されることを示し、「off」は、クラッチまたはブレーキが解放されることを示す。なお、低速モードに示された「スリップ」は、ブレーキB4を構成する摩擦材同士が滑ること、言い換えれば、サンギヤ39の回転が許容されることを意味する。   Also in the fourth embodiment, the same components as in the first embodiment have the same functions as those in the first embodiment and the same functions and effects. Also in the fourth embodiment, the low-speed mode, the medium-speed mode, and the high-speed mode can be selectively switched as the power train operation mode. Each operation mode is switched based on the same conditions as in the first embodiment. Each operation mode also serves as a control mode of the transmission 46, and the clutches C8 and C9 and the brake B4 described above are controlled as shown in FIG. 14 corresponding to each mode. In FIG. 14, “on” indicates that the clutch or the brake is engaged, and “off” indicates that the clutch or the brake is released. Note that “slip” shown in the low speed mode means that the friction materials constituting the brake B4 slide, that is, the rotation of the sun gear 39 is allowed.

実施例4において、低速モードが選択された場合は、クラッチC8およびクラッチC9が解放され、ブレーキB4が係合される。この低速モードが選択された場合の作用を、図15の共線図を参照しながら説明する。この図15の共線図には、図13に示されたパワートレーンにおける各回転要素同士の連結関係、および各回転要素の回転状態が示されている。図15の共線図において、サンギヤ39と第1モータ・ジェネレータ(MG1)2との間に、エンジン(ENG)1および出力軸13が配置されている。エンジン1は出力軸13よりも第1モータ・ジェネレータ2に近い位置に配置されている。そして、エンジン1と出力軸13との間における同一位置に、リングギヤ16およびサンギヤ40が配置される。   In the fourth embodiment, when the low speed mode is selected, the clutch C8 and the clutch C9 are released, and the brake B4 is engaged. The operation when the low speed mode is selected will be described with reference to the alignment chart of FIG. The collinear diagram of FIG. 15 shows the connection relationship between the rotating elements in the power train shown in FIG. 13 and the rotational state of each rotating element. In the alignment chart of FIG. 15, the engine (ENG) 1 and the output shaft 13 are arranged between the sun gear 39 and the first motor / generator (MG1) 2. The engine 1 is disposed at a position closer to the first motor / generator 2 than the output shaft 13. The ring gear 16 and the sun gear 40 are arranged at the same position between the engine 1 and the output shaft 13.

まず、エンジントルクが動力分配装置21のリングギヤ16を経由して、変速機46のサンギヤ40に伝達されると、ブレーキB4により停止されているサンギヤ39が反力を受け持ち、サンギヤ40のトルクがリングギヤ41に伝達される。リングギヤ41のトルクは、出力軸13およびデファレンシャル8およびドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達され、駆動力が発生する。この時点では、出力軸13の回転数は零(停止)である。なお、第2のモータ・ジェネレータ3を力行制御し、そのトルクを変速機47に伝達することも可能である。サンギヤ43からキャリヤ44に伝達される場合に、変速機47で回転速度が減速されて伝達され、トルクが増幅する。   First, when the engine torque is transmitted to the sun gear 40 of the transmission 46 via the ring gear 16 of the power distribution device 21, the sun gear 39 stopped by the brake B4 takes charge of the reaction force, and the torque of the sun gear 40 is changed to the ring gear. 41. The torque of the ring gear 41 is transmitted to the wheel 10 via the output shaft 13, the differential 8, and the drive shaft 9, and a driving force is generated. At this time, the rotation speed of the output shaft 13 is zero (stop). It is also possible to control the second motor / generator 3 for powering and transmit the torque to the transmission 47. When transmitted from the sun gear 43 to the carrier 44, the rotational speed is reduced and transmitted by the transmission 47, and the torque is amplified.

ついで、車両150を発進させる要求が発生して、図15に一点鎖線で示すように、エンジン回転数および第1モータ・ジェネレータ2の回転数が高められるとともに、エンジントルクおよび第2モータ・ジェネレータ3のトルクが上昇して、ドライブシャフト9に伝達されるトルクが上昇する。しかし、エンジン回転数が所定回転数まで上昇すると、それ以上はエンジン回転数を高めることが許容されなくなる。その理由は、実施例1と同じであり、実施例と同様に駆動力不足になる可能性がある。そこで、この実施例4では、係合されているブレーキB4の制動力を低下させる。すると、図15の共線図に破線で示すように、サンギヤ39が逆回転するとともに、リングギヤ16の回転数が上昇し、これと並行して第1モータ・ジェネレータ2の回転数が低下する。したがって、実施例1と同様の原理により、ドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達されるトルクが上昇し、車両150における駆動力不足を抑制できる。   Next, a request to start the vehicle 150 is generated, and the engine speed and the first motor / generator 2 are increased as shown by a one-dot chain line in FIG. 15, and the engine torque and the second motor / generator 3 are increased. Torque increases, and the torque transmitted to the drive shaft 9 increases. However, when the engine speed increases to a predetermined speed, it is not allowed to increase the engine speed any further. The reason is the same as in the first embodiment, and there is a possibility that the driving force is insufficient as in the first embodiment. Therefore, in the fourth embodiment, the braking force of the engaged brake B4 is reduced. Then, as indicated by a broken line in the collinear diagram of FIG. 15, the sun gear 39 rotates in the reverse direction, and the rotation speed of the ring gear 16 increases, and in parallel with this, the rotation speed of the first motor / generator 2 decreases. Therefore, the torque transmitted to the wheel 10 via the drive shaft 9 is increased by the same principle as in the first embodiment, and the driving force shortage in the vehicle 150 can be suppressed.

上記のようにして、ブレーキB4の制動力を低下させて、サンギヤ39の逆回転を許容する制御を実行したとしても、未だ車両150の駆動力が不足している場合は、ブレーキB4の制動力を高めて、サンギヤ39の回転数を低下させ、図15の共線図に実線で示すようにサンギヤ39を停止させる。このように、逆回転しているサンギヤ39の回転数を低下させる制御を実行すると、各回転要素の回転数の変化にともなう慣性力により、出力軸13に加えられるトルクが増加し、車両150における駆動力不足を確実に抑制することができる。   As described above, even when the control for allowing the reverse rotation of the sun gear 39 is performed by reducing the braking force of the brake B4, if the driving force of the vehicle 150 is still insufficient, the braking force of the brake B4 Is increased, the rotational speed of the sun gear 39 is decreased, and the sun gear 39 is stopped as indicated by a solid line in the alignment chart of FIG. As described above, when the control for reducing the rotational speed of the sun gear 39 rotating in the reverse direction is executed, the torque applied to the output shaft 13 increases due to the inertial force accompanying the change in the rotational speed of each rotating element. A deficiency in driving force can be reliably suppressed.

この実施例4において、低速モードが選択された場合に実行される制御も、図1に示すフローチャートで説明可能である。まず、車両150の発進時に低速モードが選択されると(ステップS1)、係合されているブレーキB4をスリップさせる制御が実行され、ついで、ブレーキB4を係合させる制御を実行し(ステップS2)、この制御ルーチンを終了する。また、この実施例4において、低速モードが選択された場合に対応するタイムチャート例としては、実施例1で説明した図6があてはまる。   In the fourth embodiment, the control executed when the low speed mode is selected can also be explained by the flowchart shown in FIG. First, when the low speed mode is selected when the vehicle 150 starts (step S1), the control for slipping the engaged brake B4 is executed, and then the control for engaging the brake B4 is executed (step S2). This control routine is terminated. Further, in the fourth embodiment, FIG. 6 described in the first embodiment is applicable as a time chart example corresponding to the case where the low speed mode is selected.

一方、この実施例4で中速モードが選択された場合は、クラッチC8およびブレーキB4が解放され、かつ、クラッチC9が係合される。この中速モードが選択された場合は、動力分配装置21においては、第1モータ・ジェネレータが回生制御され、かつ、正回転または逆回転することにより、エンジントルクの反力が受け持たれる。また、エンジントルクは、動力分配装置21を経由して変速機46のサンギヤ40に伝達されるとともに、伝達軸12およびクラッチC9を経由して変速機46のキャリヤ42に伝達される。このようにして、2系統の動力伝達経路、具体的には、サンギヤ40およびクラッチC9を経由して変速機46に伝達された動力が変速機46で合成され、ついで、出力軸13に伝達される。   On the other hand, when the medium speed mode is selected in the fourth embodiment, the clutch C8 and the brake B4 are released, and the clutch C9 is engaged. When the medium speed mode is selected, in the power distribution device 21, the first motor / generator is regeneratively controlled, and the reaction force of the engine torque is received by rotating forward or reverse. Further, the engine torque is transmitted to the sun gear 40 of the transmission 46 via the power distribution device 21 and is also transmitted to the carrier 42 of the transmission 46 via the transmission shaft 12 and the clutch C9. In this way, the power transmitted to the transmission 46 through the two power transmission paths, specifically, the sun gear 40 and the clutch C9 is combined by the transmission 46, and then transmitted to the output shaft 13. The

さらに、実施例4で高速モードが選択された場合は、クラッチC8が係合され、かつ、クラッチC9およびブレーキB4が解放される。つまり、変速機46においては、サンギヤ40およびリングギヤ41およびキャリヤ42が一体回転する状態で連結される。つまり、高速モードが選択された場合は、変速機46の変速比が「1」となる。この高速モードが選択された場合も、動力分配装置21のキャリヤ15にエンジントルクが入力されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2が正回転で回生制御され、第1モータ・ジェネレータ2により反力トルクが受け持たれる。この実施例4においても、上記の各モードでは、変速機46のサンギヤ40の回転数の変化量に対するリングギヤ41の回転数の変化量が異なる。基本的には、変速機46のサンギヤ40の回転数の変化量に対するリングギヤ41の回転数の変化量は、低速モードよりも中速モードの方が大きく(多く)、中速モードよりも、高速モードの方が大きくなる特性を有している。   Further, when the high speed mode is selected in the fourth embodiment, the clutch C8 is engaged, and the clutch C9 and the brake B4 are released. That is, in the transmission 46, the sun gear 40, the ring gear 41, and the carrier 42 are connected in a state of rotating integrally. That is, when the high speed mode is selected, the gear ratio of the transmission 46 is “1”. Even when this high speed mode is selected, the engine torque is input to the carrier 15 of the power distribution device 21, the first motor / generator 2 is regeneratively controlled in the forward rotation, and the first motor / generator 2 provides the reaction torque. Is in charge. Also in the fourth embodiment, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 41 differs from the amount of change in the rotational speed of the sun gear 40 of the transmission 46 in each of the above modes. Basically, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 41 relative to the amount of change in the rotational speed of the sun gear 40 of the transmission 46 is larger (more) in the medium speed mode than in the low speed mode, and is faster than in the medium speed mode. The mode has the characteristic of becoming larger.

この実施例4によれば、ブレーキB4からサンギヤ39に与える支持トルクを制御するとともに、クラッチC8,C9を制御することにより、エンジン1から車輪10に至る動力伝達経路を切り替えることが可能である。したがって、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。   According to the fourth embodiment, it is possible to switch the power transmission path from the engine 1 to the wheel 10 by controlling the support torque applied from the brake B4 to the sun gear 39 and controlling the clutches C8 and C9. Therefore, the number of component parts of the entire apparatus can be reduced as much as possible, and the entire apparatus can be reduced in size, and the in-vehicle performance is improved.

ここで、実施例4で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、サンギヤ39,40およびリングギヤ41が、この発明における「変速機の複数の回転要素」に相当し、サンギヤ40が、この発明における第2の入力要素および第7のサンギヤに相当し、リングギヤ41が、この発明における第6のリングギヤおよび第2の出力要素に相当し、サンギヤ39が、この発明における第6のサンギヤおよび第2の反力要素に相当し、ピニオンギヤ70が、この発明における第5のピニオンギヤに相当し、ピニオンギヤ71が、この発明における第6のピニオンギヤに相当し、キャリヤ42が、この発明における第5のキャリヤに相当し、クラッチC8が、この発明の第8のクラッチに相当し、クラッチC9が、この発明の第9のクラッチに相当し、ブレーキB4が、この発明のブレーキに相当し、変速機46が、この発明の変速機に相当し、第2モータ・ジェネレータ3が、この発明の電動機に相当する。さらに、変速機46を構成しているサンギヤ39およびリングギヤ41と、各ピニオンギヤ70,71と、キャリヤ42とにより、ダブルピニオン型遊星歯車機構が構成され、サンギヤ40およびリングギヤ41と、ピニオンギヤ71およびキャリヤ42により、シングルピニオン型遊星歯車機構が構成されており、この2組の遊星歯車機構により、この発明のラビニョ型遊星歯車機構が構成されている。また、実施例4においても、低速モードおよび中速モードおよび高速モードが、この発明における変速機の制御モードを兼ねている。   Here, the correspondence between the configuration described in the fourth embodiment and the configuration of the present invention will be described. The sun gears 39 and 40 and the ring gear 41 correspond to “a plurality of rotational elements of the transmission” in the present invention. 40 corresponds to the second input element and the seventh sun gear in the present invention, the ring gear 41 corresponds to the sixth ring gear and the second output element in the present invention, and the sun gear 39 corresponds to the sixth input gear in the present invention. And the pinion gear 70 corresponds to the fifth pinion gear in the present invention, the pinion gear 71 corresponds to the sixth pinion gear in the present invention, and the carrier 42 in the present invention. Corresponding to the fifth carrier, the clutch C8 corresponds to the eighth clutch of the present invention, and the clutch C9 is the ninth carrier of the present invention. Corresponds to the latch, the brake B4 is equivalent to the brake of the present invention, the transmission 46 corresponds to a transmission of the present invention, the second motor-generator 3, which corresponds to the electric motor of the present invention. Further, the sun gear 39 and the ring gear 41 constituting the transmission 46, the pinion gears 70 and 71, and the carrier 42 constitute a double pinion type planetary gear mechanism. The sun gear 40 and the ring gear 41, the pinion gear 71 and the carrier 42 constitutes a single pinion type planetary gear mechanism, and the two sets of planetary gear mechanisms constitute the Ravigneaux type planetary gear mechanism of the present invention. Also in the fourth embodiment, the low speed mode, the medium speed mode, and the high speed mode also serve as the transmission control mode in the present invention.

つぎに、この発明の制御を実行可能な車両のパワートレーンの実施例5を、図16に基づいて説明する。この実施例5は、請求項1ないし5の発明、請求項10および請求項12の発明に対応する実施例である。図15の構成において、図2の構成と同じ構成部分については、図2と同じ符号を付してある。また、図16において、第2のモータ・ジェネレータ3および変速機47の構成、第2のモータ・ジェネレータ3と変速機47との連結関係、変速機47と出力軸13との連結関係は、図13と同様に構成されている。   Next, a fifth embodiment of a vehicle power train capable of executing the control of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is an embodiment corresponding to the inventions of claims 1 to 5 and claims 10 and 12. In the configuration of FIG. 15, the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those of FIG. In FIG. 16, the configurations of the second motor / generator 3 and the transmission 47, the connection relationship between the second motor / generator 3 and the transmission 47, and the connection relationship between the transmission 47 and the output shaft 13 are shown in FIG. The configuration is the same as in FIG.

さらに、車両150における前後方向で、動力分配装置21と第2のモータ・ジェネレータ3との間に変速機55が設けられている。この変速機55は、同軸上に配置されたサンギヤ52およびリングギヤ54と、このサンギヤ52およびリングギヤ54に噛合されたピニオンギヤ156を自転かつ公転可能に支持したキャリヤ53とを有している。そして、キャリヤ53が出力軸13と一体回転するように連結されている。また、変速機55のサンギヤ52と、動力分配装置21のリングギヤ16とが一体回転するように連結されている。変速機55に対応して設けられているクラッチおよびブレーキについて説明する。まず、リングギヤ54の回転・停止を制御するブレーキB5が設けられている。また、リングギヤ54とサンギヤ14とを選択的に連結・解放するクラッチC10と、リングギヤ54とキャリヤ53とを選択的に連結・解放するクラッチC11とが設けられている。この実施例5では、ブレーキB5として摩擦式ブレーキが設けられ、クラッチC10,C11として摩擦式のクラッチが設けられている場合を例示する。また、ブレーキB5およびクラッチC10,C11の係合圧を制御するアクチュエータとしての油圧制御装置(図示せず)が設けられている。   Furthermore, a transmission 55 is provided between the power distribution device 21 and the second motor / generator 3 in the front-rear direction of the vehicle 150. The transmission 55 includes a sun gear 52 and a ring gear 54 that are arranged on the same axis, and a carrier 53 that supports a pinion gear 156 meshed with the sun gear 52 and the ring gear 54 so as to be capable of rotating and revolving. The carrier 53 is coupled to rotate integrally with the output shaft 13. Further, the sun gear 52 of the transmission 55 and the ring gear 16 of the power distribution device 21 are coupled so as to rotate integrally. The clutch and brake provided corresponding to the transmission 55 will be described. First, a brake B5 for controlling the rotation / stop of the ring gear 54 is provided. Further, a clutch C10 for selectively connecting / disconnecting the ring gear 54 and the sun gear 14 and a clutch C11 for selectively connecting / disconnecting the ring gear 54 and the carrier 53 are provided. The fifth embodiment exemplifies a case where a friction brake is provided as the brake B5 and a friction clutch is provided as the clutches C10 and C11. A hydraulic control device (not shown) is provided as an actuator for controlling the engagement pressure of the brake B5 and the clutches C10 and C11.

この実施例5においても、実施例1と同様の構成部分については、実施例1と同様の機能が生じ、かつ、同様の作用効果が生じる。また、この実施例5においても、実施例4と同様の構成部分については、実施例4と同様の機能が生じ、かつ、同様の作用効果が生じる。この実施例5においても、パワートレーンの運転モードとして、低速モードおよび中速モードおよび高速モードを選択的に切り換え可能である。各運転モードは、実施例1と同様の条件に基づいて切り換えられる。また、各運転モードは、変速機55の制御モードを兼ねており、各モードに対応して、前述したクラッチC10,C11およびブレーキB5が、図17に示すように制御される。この図17において、「on」は、クラッチまたはブレーキが係合されることを示し、「off」は、クラッチまたはブレーキが解放されることを示す。なお、低速モードに示された「スリップ」は、ブレーキB5を構成する摩擦材同士が滑ること、言い換えれば、リングギヤ54の回転が許容されることを意味する。   Also in the fifth embodiment, the same components as in the first embodiment have the same functions as the first embodiment, and the same functions and effects are produced. Also in the fifth embodiment, the same functions as in the fourth embodiment are produced for the same components as in the fourth embodiment, and the same functions and effects are produced. Also in the fifth embodiment, the low-speed mode, the medium-speed mode, and the high-speed mode can be selectively switched as the power train operation mode. Each operation mode is switched based on the same conditions as in the first embodiment. Each operation mode also serves as a control mode of the transmission 55, and the clutches C10 and C11 and the brake B5 described above are controlled as shown in FIG. 17 corresponding to each mode. In FIG. 17, “on” indicates that the clutch or brake is engaged, and “off” indicates that the clutch or brake is released. The “slip” shown in the low speed mode means that the friction materials constituting the brake B5 slip, that is, the rotation of the ring gear 54 is allowed.

実施例5において、低速モードが選択された場合は、クラッチC10およびクラッチC11が解放され、ブレーキB5が係合される。この低速モードが選択された場合の作用を、図18の共線図を参照しながら説明する。この図18の共線図には、図16に示されたパワートレーンにおける各回転要素同士の連結関係、および各回転要素の回転状態が示されている。図18の共線図において、リングギヤ54と第1モータ・ジェネレータ(MG1)2との間に、エンジン(ENG)1および出力軸13が配置されている。エンジン1は出力軸13よりも第1モータ・ジェネレータ2に近い位置に配置されている。そして、エンジン1と出力軸13との間における同一位置に、リングギヤ16およびサンギヤ52が配置される。   In the fifth embodiment, when the low speed mode is selected, the clutch C10 and the clutch C11 are released and the brake B5 is engaged. The operation when the low speed mode is selected will be described with reference to the alignment chart of FIG. The collinear diagram of FIG. 18 shows the connection relationship between the rotating elements in the power train shown in FIG. 16 and the rotational state of the rotating elements. In the alignment chart of FIG. 18, the engine (ENG) 1 and the output shaft 13 are arranged between the ring gear 54 and the first motor / generator (MG1) 2. The engine 1 is disposed at a position closer to the first motor / generator 2 than the output shaft 13. The ring gear 16 and the sun gear 52 are disposed at the same position between the engine 1 and the output shaft 13.

まず、エンジントルクが動力分配装置21のリングギヤ16を経由して、変速機55のサンギヤ52に伝達されると、ブレーキB5により停止されているリングギヤ54が反力を受け持ち、サンギヤ52のトルクが、キャリヤ53および出力軸13を経由して車輪10に伝達され、駆動力が発生する。この時点では、出力軸13の回転数は零(停止)である。なお、第2のモータ・ジェネレータ3を力行制御し、そのトルクを変速機47に伝達することも可能である。サンギヤ43からキャリヤ44に伝達される場合に、変速機47で回転速度が減速されて伝達され、トルクが増幅する。   First, when the engine torque is transmitted to the sun gear 52 of the transmission 55 via the ring gear 16 of the power distribution device 21, the ring gear 54 stopped by the brake B5 takes charge of the reaction force, and the torque of the sun gear 52 is It is transmitted to the wheel 10 via the carrier 53 and the output shaft 13, and a driving force is generated. At this time, the rotation speed of the output shaft 13 is zero (stop). It is also possible to control the second motor / generator 3 for powering and transmit the torque to the transmission 47. When transmitted from the sun gear 43 to the carrier 44, the rotational speed is reduced and transmitted by the transmission 47, and the torque is amplified.

ついで、車両150を発進させる要求が発生して、図18に一点鎖線で示すように、エンジン回転数および第1モータ・ジェネレータ2の回転数が高められるとともに、エンジントルクおよび第2モータ・ジェネレータ3のトルクが上昇して、ドライブシャフト9に伝達されるトルクが上昇する。しかし、エンジン回転数が所定回転数まで上昇すると、それ以上はエンジン回転数を高めることが許容されなくなる。その理由は、実施例1と同じであり、実施例1と同様に駆動力不足になる可能性がある。そこで、この実施例5では、係合されているブレーキB5の制動力を低下させる。すると、図18の共線図に破線で示すように、リングギヤ54が逆回転するとともに、リングギヤ16の回転数が上昇し、これと並行して第1モータ・ジェネレータ2の回転数が低下する。したがって、実施例1と同様の原理により、ドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達されるトルクが上昇し、車両150における駆動力不足を抑制できる。   Next, a request to start the vehicle 150 is generated, and as shown by a one-dot chain line in FIG. 18, the engine speed and the first motor / generator 2 are increased, and the engine torque and the second motor / generator 3 are increased. Torque increases, and the torque transmitted to the drive shaft 9 increases. However, when the engine speed increases to a predetermined speed, it is not allowed to increase the engine speed any further. The reason is the same as in the first embodiment, and there is a possibility that the driving force is insufficient as in the first embodiment. Therefore, in the fifth embodiment, the braking force of the brake B5 that is engaged is reduced. Then, as indicated by a broken line in the collinear diagram of FIG. 18, the ring gear 54 rotates in the reverse direction, and the rotation speed of the ring gear 16 increases, and in parallel with this, the rotation speed of the first motor / generator 2 decreases. Therefore, the torque transmitted to the wheel 10 via the drive shaft 9 is increased by the same principle as in the first embodiment, and the driving force shortage in the vehicle 150 can be suppressed.

上記のようにして、ブレーキB5の制動力を低下させて、リングギヤ54の逆回転を許容する制御を実行したとしても、未だ車両150の駆動力が不足している場合は、ブレーキB5の制動力を高めて、リングギヤ54の回転数を低下させ、図18の共線図に実線で示すようにリングギヤ54を停止させる。このように、逆回転しているリングギヤ54の回転数を低下させる制御を実行すると、各回転要素の回転数の変化にともなう慣性力により、出力軸13に加えられるトルクが増加し、車両150における駆動力不足を確実に抑制することができる。   As described above, even when the control for allowing the reverse rotation of the ring gear 54 is performed by reducing the braking force of the brake B5, if the driving force of the vehicle 150 is still insufficient, the braking force of the brake B5 Is increased, the rotational speed of the ring gear 54 is decreased, and the ring gear 54 is stopped as indicated by a solid line in the alignment chart of FIG. As described above, when the control for reducing the rotational speed of the ring gear 54 rotating in reverse is executed, the torque applied to the output shaft 13 increases due to the inertial force accompanying the change in the rotational speed of each rotating element. A deficiency in driving force can be reliably suppressed.

この実施例5において、低速モードが選択された場合に実行される制御も、図1に示すフローチャートで説明可能である。まず、車両150の発進時に低速モードが選択されると(ステップS1)、係合されているブレーキB5をスリップさせる制御が実行され、ついで、ブレーキB5を係合させる制御を実行し(ステップS2)、この制御ルーチンを終了する。また、この実施例5において、低速モードが選択された場合に対応するタイムチャート例としては、実施例1で説明した図6があてはまる。   In the fifth embodiment, the control executed when the low speed mode is selected can also be explained by the flowchart shown in FIG. First, when the low speed mode is selected when the vehicle 150 starts (step S1), control for slipping the brake B5 that is engaged is executed, and then control for engaging the brake B5 is executed (step S2). This control routine is terminated. In the fifth embodiment, as an example of a time chart corresponding to the case where the low speed mode is selected, FIG. 6 described in the first embodiment is applicable.

一方、この実施例5で中速モードが選択された場合は、クラッチC11およびブレーキB5が解放され、かつ、クラッチC10が係合される。この中速モードが選択された場合は、動力分配装置21においては、第1モータ・ジェネレータが回生制御され、かつ、正回転または逆回転することにより、エンジントルクの反力が受け持たれる。また、エンジントルクは、動力分配装置21を経由して変速機55のサンギヤ52に伝達される。前述のように、クラッチ10が係合されているため、第1のモータ・ジェネレータ2のトルクがリングギヤ54に伝達され、そのリングギヤ54で反力が受け持たれる。このようにして、サンギヤ52のトルクがキャリヤ54に伝達される。ここで、サンギヤ52とキャリヤ53との回転数の比、つまり変速比は、第1のモータ・ジェネレータ2の回転数に応じて無段階に制御することが可能である。   On the other hand, when the medium speed mode is selected in the fifth embodiment, the clutch C11 and the brake B5 are released, and the clutch C10 is engaged. When the medium speed mode is selected, in the power distribution device 21, the first motor / generator is regeneratively controlled, and the reaction force of the engine torque is received by rotating forward or reverse. The engine torque is transmitted to the sun gear 52 of the transmission 55 via the power distribution device 21. As described above, since the clutch 10 is engaged, the torque of the first motor / generator 2 is transmitted to the ring gear 54, and the reaction force is received by the ring gear 54. In this way, the torque of the sun gear 52 is transmitted to the carrier 54. Here, the rotation speed ratio between the sun gear 52 and the carrier 53, that is, the gear ratio, can be controlled steplessly according to the rotation speed of the first motor / generator 2.

さらに、実施例5で高速モードが選択された場合は、クラッチC11が係合され、かつ、クラッチC10およびブレーキB5が解放される。つまり、変速機55においては、サンギヤ52およびリングギヤ54およびキャリヤ53が一体回転する状態で連結される。つまり、高速モードが選択された場合は、変速機55の変速比が「1」となる。この高速モードが選択された場合も、動力分配装置21のキャリヤ15にエンジントルクが入力されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2が正回転で回生制御され、第1モータ・ジェネレータ2により反力トルクが受け持たれる。この実施例5においても、上記の各モードでは、変速機55のサンギヤ52の回転数の変化量に対するキャリヤ53の回転数の変化量が異なる。基本的には、変速機55のサンギヤ52の回転数の変化量に対するキャリヤ53の回転数の変化量は、低速モードよりも中速モードの方が大きく(多く)、中速モードよりも、高速モードの方が大きくなる特性を有している。   Furthermore, when the high speed mode is selected in the fifth embodiment, the clutch C11 is engaged, and the clutch C10 and the brake B5 are released. That is, in the transmission 55, the sun gear 52, the ring gear 54, and the carrier 53 are connected in a state of rotating integrally. That is, when the high speed mode is selected, the transmission gear ratio of the transmission 55 is “1”. Even when this high speed mode is selected, the engine torque is input to the carrier 15 of the power distribution device 21, the first motor / generator 2 is regeneratively controlled in the forward rotation, and the first motor / generator 2 provides the reaction torque. Is in charge. Also in the fifth embodiment, the amount of change in the rotational speed of the carrier 53 differs from the amount of change in the rotational speed of the sun gear 52 of the transmission 55 in each of the above modes. Basically, the change amount of the rotation speed of the carrier 53 with respect to the change amount of the rotation speed of the sun gear 52 of the transmission 55 is larger (more) in the medium speed mode than in the low speed mode, and is higher than in the medium speed mode. The mode has the characteristic of becoming larger.

ここで、実施例5で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、サンギヤ52およびリングギヤ54およびキャリヤ53が、この発明における「変速機の複数の回転要素」に相当し、サンギヤ52が、この発明における第2の入力要素および第8のサンギヤに相当し、リングギヤ54が、この発明における第7のリングギヤおよび第2の反力要素に相当し、キャリヤ53が、この発明における第2の出力要素および第6のキャリヤに相当する。また、クラッチC10が、この発明の第10のクラッチに相当し、クラッチC11が、この発明の第11のクラッチに相当し、ブレーキB5が、この発明のブレーキに相当し、変速機55が、この発明の変速機に相当し、第2のモータ・ジェネレータ3が、この発明の電動機に相当する。また、実施例5においても、低速モードおよび中速モードおよび高速モードが、この発明における変速機55の制御モードを兼ねている。   Here, the correspondence between the configuration described in the fifth embodiment and the configuration of the present invention will be described. The sun gear 52, the ring gear 54, and the carrier 53 correspond to “a plurality of rotational elements of the transmission” in the present invention. The sun gear 52 corresponds to the second input element and the eighth sun gear in the present invention, the ring gear 54 corresponds to the seventh ring gear and the second reaction force element in the present invention, and the carrier 53 in the present invention. It corresponds to the second output element and the sixth carrier. The clutch C10 corresponds to the tenth clutch of the present invention, the clutch C11 corresponds to the eleventh clutch of the present invention, the brake B5 corresponds to the brake of the present invention, and the transmission 55 It corresponds to the transmission of the invention, and the second motor / generator 3 corresponds to the electric motor of the invention. In the fifth embodiment, the low speed mode, the medium speed mode, and the high speed mode also serve as the control mode of the transmission 55 according to the present invention.

つぎに、この発明の制御を実行可能な車両のパワートレーンの実施例6を、図19に基づいて説明する。この実施例6は、請求項1ないし6の発明、請求項13の発明に対応する実施例である。図16の構成において、図2の構成と同じ構成部分については、図2と同じ符号を付してある。また、図16においては、変速機121が設けられている。この変速機121は、同軸上に配置されたサンギヤ114およびリングギヤ116と、サンギヤ114およびリングギヤ116に噛合されたピニオンギヤ151を自転かつ公転可能に保持するキャリヤ115を有している。また、車両150の前後方向で、第2のモータ・ジェネレータ2と変速機121との間には、動力分配装置59が設けられている。動力分配装置59は、同軸上に配置されたサンギヤ56およびリングギヤ58と、サンギヤ56およびリングギヤ58に噛合されたピニオンギヤ157を自転かつ公転可能に保持するキャリヤ57を有している。そして、キャリヤ115が、伝達軸12およびリングギヤ58に連結されている。また、サンギヤ56,114が、第1のモータ・ジェネレータ2のロータ5に連結されている。   Next, a sixth embodiment of the vehicle power train capable of executing the control of the present invention will be described with reference to FIG. The sixth embodiment corresponds to the first to sixth aspects of the invention and the thirteenth aspect of the invention. In the configuration of FIG. 16, the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those of FIG. Further, in FIG. 16, a transmission 121 is provided. This transmission 121 has a sun gear 114 and a ring gear 116 arranged on the same axis, and a carrier 115 that holds a pinion gear 151 meshed with the sun gear 114 and the ring gear 116 so as to be capable of rotating and revolving. A power distribution device 59 is provided between the second motor / generator 2 and the transmission 121 in the front-rear direction of the vehicle 150. The power distribution device 59 has a sun gear 56 and a ring gear 58 arranged on the same axis, and a carrier 57 that holds a pinion gear 157 meshed with the sun gear 56 and the ring gear 58 so as to be able to rotate and revolve. The carrier 115 is connected to the transmission shaft 12 and the ring gear 58. Sun gears 56 and 114 are connected to the rotor 5 of the first motor / generator 2.

さらに車両150の前後方向における第2のモータ・ジェネレータ3とデファレンシャル8との間には、変速機69が設けられている。この変速機69は、同軸上に配置されたサンギヤ64およびリングギヤ68と、サンギヤ64に噛合されたピニオンギヤ65と、ピニオンギヤ65およびリングギヤ68に噛合されたピニオンギヤ67と、ピニオンギヤ65,67を自転かつ公転可能に支持したキャリヤ66とを有している。そして、第2のモータ・ジェネレータ3のロータ7が、サンギヤ64およびキャリヤ57と一体回転するように連結されている。さらにリングギヤ68と出力軸13とが一体回転するように連結されている。   Further, a transmission 69 is provided between the second motor / generator 3 and the differential 8 in the longitudinal direction of the vehicle 150. The transmission 69 rotates and revolves a sun gear 64 and a ring gear 68 arranged on the same axis, a pinion gear 65 meshed with the sun gear 64, a pinion gear 67 meshed with the pinion gear 65 and the ring gear 68, and the pinion gears 65, 67. A carrier 66 supported in a possible manner. The rotor 7 of the second motor / generator 3 is coupled to rotate together with the sun gear 64 and the carrier 57. Further, the ring gear 68 and the output shaft 13 are coupled so as to rotate integrally.

さらに変速機69に対応して設けられたクラッチおよびブレーキについて説明すると、まず、リングギヤ68とキャリヤ66とを選択的に連結・解放するクラッチC12が設けられている。また、キャリヤ66とリングギヤ116とを選択的に連結・解放するクラッチC13が設けられている。さらにまた、キャリヤ66の回転・停止を制御するブレーキB6が設けられている。   Further, the clutch and brake provided corresponding to the transmission 69 will be described. First, a clutch C12 for selectively connecting and releasing the ring gear 68 and the carrier 66 is provided. Further, a clutch C13 for selectively connecting and releasing the carrier 66 and the ring gear 116 is provided. Furthermore, a brake B6 for controlling the rotation / stop of the carrier 66 is provided.

この実施例6においても、実施例1と同様の構成部分については、実施例1と同様の機能が生じ、かつ、同様の作用効果が生じる。また、この実施例6においても、パワートレーンの運転モードとして、低速モードおよび中速モードおよび高速モードを選択的に切り換え可能である。各運転モードは、実施例1と同様の条件に基づいて切り換えられる。また、各運転モードは、変速機69の制御モードを兼ねており、各モードに対応して、前述したクラッチC12,C13、およびブレーキB6が、図20に示すように制御される。この図20において、「on」は、クラッチまたはブレーキが係合されることを示し、「off」は、クラッチまたはブレーキが解放されることを示す。なお、低速モードに示された「スリップ」は、ブレーキB6を構成する摩擦材同士が滑ること、言い換えれば、キャリヤ66の回転が許容されることを意味する。   Also in the sixth embodiment, the same components as in the first embodiment have the same functions as those in the first embodiment and the same functions and effects. Also in the sixth embodiment, the low-speed mode, the medium-speed mode, and the high-speed mode can be selectively switched as the power train operation mode. Each operation mode is switched based on the same conditions as in the first embodiment. Each operation mode also serves as a control mode of the transmission 69, and the clutches C12 and C13 and the brake B6 described above are controlled as shown in FIG. 20 corresponding to each mode. In FIG. 20, “on” indicates that the clutch or the brake is engaged, and “off” indicates that the clutch or the brake is released. The “slip” shown in the low speed mode means that the friction materials constituting the brake B6 slip, that is, the rotation of the carrier 66 is allowed.

実施例6において、低速モードが選択された場合は、クラッチC12およびクラッチC13が解放され、ブレーキB6が係合される。この低速モードが選択された場合の作用を、図21の共線図を参照しながら説明する。この図21の共線図には、図7に示されたパワートレーンにおける各回転要素同士の連結関係、および各回転要素の回転状態が示されている。図21の共線図において、リングギヤ116と第1モータ・ジェネレータ(MG1)2との間に、エンジン(ENG)1およびキャリヤ57が配置されている。キャリヤ57はエンジン1よりも第1モータ・ジェネレータ2に近い位置に配置されている。一方、第2モータ・ジェネレータ(MG2)3とキャリヤ66との間に、リングギヤ68および出力軸13が配置される。   In the sixth embodiment, when the low speed mode is selected, the clutch C12 and the clutch C13 are released, and the brake B6 is engaged. The operation when the low speed mode is selected will be described with reference to the alignment chart of FIG. The collinear diagram of FIG. 21 shows the connection relationship between the rotating elements in the power train shown in FIG. 7 and the rotational state of each rotating element. In the alignment chart of FIG. 21, the engine (ENG) 1 and the carrier 57 are disposed between the ring gear 116 and the first motor / generator (MG1) 2. The carrier 57 is disposed at a position closer to the first motor / generator 2 than the engine 1. On the other hand, the ring gear 68 and the output shaft 13 are arranged between the second motor / generator (MG2) 3 and the carrier 66.

まず、エンジントルクがキャリヤ115を経由して動力分配装置57のリングギヤ58に伝達されるとともに、第1モータ・ジェネレータ2が逆回転して回生制御が実行され、この第1モータ・ジェネレータ2で反力が受け持たれて、リングギヤ58のトルクがキャリヤ57に伝達される。そして、キャリヤ57に伝達されたトルクが変速機69のサンギヤ64に伝達されるとともに、ブレーキB6により停止されているキャリヤ66が反力を受け持ち、出力軸13にトルクが伝達される。また、第2モータ・ジェネレータ3を力行制御して、そのトルクをサンギヤ64に伝達することも可能である。このようにして、エンジン1の動力および第2モータ・ジェネレータ3の動力が変速機69で合成され、そのトルクが出力軸13に伝達される。出力軸13のトルクは、デファレンシャル8およびドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達され、駆動力が発生する。この時点では、出力軸13の回転数は零(停止)である。   First, the engine torque is transmitted to the ring gear 58 of the power distribution device 57 via the carrier 115, and the first motor / generator 2 rotates in reverse to perform regeneration control. The force is received and the torque of the ring gear 58 is transmitted to the carrier 57. Then, the torque transmitted to the carrier 57 is transmitted to the sun gear 64 of the transmission 69, and the carrier 66 stopped by the brake B6 takes on the reaction force, and the torque is transmitted to the output shaft 13. It is also possible to transmit the torque to the sun gear 64 by controlling the power of the second motor / generator 3. In this way, the power of the engine 1 and the power of the second motor / generator 3 are combined by the transmission 69, and the torque is transmitted to the output shaft 13. The torque of the output shaft 13 is transmitted to the wheel 10 via the differential 8 and the drive shaft 9, and a driving force is generated. At this time, the rotation speed of the output shaft 13 is zero (stop).

ついで、車両150を発進させる要求が発生して、エンジン回転数および第1モータ・ジェネレータ2の回転数が高めようとするが、エンジン回転数を所定回転数以上は高めることが許容されなくなる。その理由は、第1モータ・ジェネレータ2の回転数が、その特性に基づく最大回転数(許容回転数)を越えたり、ピニオンギヤ157と他のギヤとの回転数差が、耐久性の観点から決定された許容回転数差を越えたりする可能性があるからである。   Next, a request to start the vehicle 150 is generated to increase the engine speed and the first motor / generator 2, but it is not permitted to increase the engine speed beyond a predetermined speed. The reason is that the number of rotations of the first motor / generator 2 exceeds the maximum number of rotations (allowable number of rotations) based on the characteristics, or the difference in number of rotations between the pinion gear 157 and other gears is determined from the viewpoint of durability. This is because there is a possibility of exceeding the allowable rotational speed difference.

このように、エンジン回転数を所定回転数以上に上昇することが禁止されると、エンジン1の特性により、出力トルクを高めることができず、駆動力不足になる可能性がある。そこで、この実施例6では、係合されているブレーキB6の制動力を低下させる。すると、図21の共線図に破線で示すように、キャリヤ66が逆回転するとともに、サンギヤ64の回転数が上昇し、これと並行して第1モータ・ジェネレータ2の回転数が低下する。このため、エンジン回転数が、第1モータ・ジェネレータ2の最大回転数や、ピニオンギヤ157と他のギヤとの回転数差によって制約を受けにくくなり、出力トルクが高トルクとなるような高回転数まで、エンジン回転数を上昇させることができる。したがって、ドライブシャフト9を経由して車輪10に伝達されるトルクが上昇し、車両150における駆動力不足を抑制できる。   As described above, if the engine speed is prohibited from being increased to a predetermined value or higher, the output torque cannot be increased due to the characteristics of the engine 1 and the driving force may be insufficient. Therefore, in the sixth embodiment, the braking force of the engaged brake B6 is reduced. Then, as indicated by a broken line in the collinear diagram of FIG. 21, the carrier 66 rotates in the reverse direction, and the rotational speed of the sun gear 64 increases, and in parallel with this, the rotational speed of the first motor / generator 2 decreases. For this reason, the engine speed is less likely to be restricted by the maximum speed of the first motor / generator 2 and the speed difference between the pinion gear 157 and other gears, so that the output torque is high. Until the engine speed can be increased. Therefore, the torque transmitted to the wheel 10 via the drive shaft 9 increases, and deficiency in driving force in the vehicle 150 can be suppressed.

上記のようにして、ブレーキB6の制動力を低下させて、キャリヤ66の逆回転を許容する制御を実行したとしても、未だ車両150の駆動力が不足している場合は、ブレーキB6の制動力を高めて、キャリヤ66の回転数を低下させ、図21の共線図に実線で示すようにキャリヤ66を停止させる。このように、逆回転しているキャリヤ66の回転数を低下させる制御を実行すると、各回転要素の回転数の変化にともなう慣性力により、出力軸13に加えられるトルクが増加し、車両150における駆動力不足を確実に抑制することができる。   As described above, even when the control for allowing the reverse rotation of the carrier 66 is performed by reducing the braking force of the brake B6, if the driving force of the vehicle 150 is still insufficient, the braking force of the brake B6 Is increased, the rotational speed of the carrier 66 is decreased, and the carrier 66 is stopped as indicated by a solid line in the alignment chart of FIG. As described above, when the control for reducing the rotation speed of the carrier 66 that is rotating in reverse is executed, the torque applied to the output shaft 13 increases due to the inertial force accompanying the change in the rotation speed of each rotation element. A deficiency in driving force can be reliably suppressed.

この実施例6において、低速モードが選択された場合に実行される制御も、図1に示すフローチャートで説明可能である。まず、車両150の発進時に低速モードが選択されると(ステップS1)、係合されているブレーキB6をスリップさせる制御が実行され、ついで、ブレーキB6の制動力を増加してブレーキB6を係合させる制御を実行し(ステップS2)、この制御ルーチンを終了する。また、この実施例6において、低速モードが選択された場合に対応するタイムチャート例としては、実施例1で説明した図6があてはまる。この低速モードにおいては、キャリヤ57の回転数に応じて、変速機69の変速比が無段階に制御される。なお、キャリヤ57の回転数は、第1のモータ・ジェネレータ2の回転数とエンジン回転数とに応じて無段階に制御される。   In the sixth embodiment, the control executed when the low speed mode is selected can also be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the low speed mode is selected at the start of the vehicle 150 (step S1), control for slipping the engaged brake B6 is executed, and then the braking force of the brake B6 is increased to engage the brake B6. Control is executed (step S2), and this control routine is terminated. In the sixth embodiment, as an example of a time chart corresponding to the case where the low speed mode is selected, FIG. 6 described in the first embodiment is applicable. In this low speed mode, the gear ratio of the transmission 69 is controlled steplessly in accordance with the rotational speed of the carrier 57. The rotation speed of the carrier 57 is steplessly controlled according to the rotation speed of the first motor / generator 2 and the engine rotation speed.

つぎに、この実施例6で中速モードが選択された場合は、クラッチC12およびブレーキB6が解放され、かつ、クラッチC13が係合される。この中速モードが選択された場合は、リングギヤ116のトルクがクラッチC13を経由して、変速機69のキャリヤ66に伝達される。このように、キャリヤ57を経由してサンギヤ64に伝達された動力と、クラッチC13を経由してキャリヤ66に伝達された動力とが合成されて、出力軸13に伝達される。この中速モードにおいては、変速機69における変速比は、キャリヤ66の回転数に応じて無段階に制御される。また、キャリヤ66の回転数は、変速機121の変速比に応じた値となる。変速機121の変速比は、第1のモータ・ジェネレータ2の回転数とエンジン回転数とに基づいて無段階に制御される。   Next, when the medium speed mode is selected in the sixth embodiment, the clutch C12 and the brake B6 are released, and the clutch C13 is engaged. When the medium speed mode is selected, the torque of the ring gear 116 is transmitted to the carrier 66 of the transmission 69 via the clutch C13. Thus, the power transmitted to the sun gear 64 via the carrier 57 and the power transmitted to the carrier 66 via the clutch C13 are combined and transmitted to the output shaft 13. In this medium speed mode, the gear ratio in the transmission 69 is controlled steplessly according to the rotational speed of the carrier 66. The rotation speed of the carrier 66 is a value corresponding to the transmission ratio of the transmission 121. The transmission ratio of the transmission 121 is controlled steplessly based on the rotation speed of the first motor / generator 2 and the engine rotation speed.

つぎに、実施例6で高速モードが選択された場合は、クラッチC12が係合され、かつ、クラッチC13およびブレーキB6が解放される。つまり、変速機69においては、サンギヤ64およびリングギヤ68およびキャリヤ66が一体回転する状態で連結される。この実施例6においても、上記の各モードでは、変速機69のサンギヤ64の回転数の変化量に対するリングギヤ68の回転数の変化量が異なる。基本的には、変速機69のサンギヤ64の回転数の変化量に対するリングギヤ68の回転数の変化量は、低速モードよりも中速モードの方が大きく(多く)、中速モードよりも、高速モードの方が大きくなる特性を有している。   Next, when the high speed mode is selected in the sixth embodiment, the clutch C12 is engaged, and the clutch C13 and the brake B6 are released. That is, in the transmission 69, the sun gear 64, the ring gear 68, and the carrier 66 are connected in a state of rotating integrally. Also in the sixth embodiment, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 68 differs from the amount of change in the rotational speed of the sun gear 64 of the transmission 69 in each of the above modes. Basically, the amount of change in the rotational speed of the ring gear 68 relative to the amount of change in the rotational speed of the sun gear 64 of the transmission 69 is larger (more) in the medium speed mode than in the low speed mode, and is faster than in the medium speed mode. The mode has the characteristic of becoming larger.

また、この実施例6においては、エンジン1から出力軸13に至る2系統の動力伝達経路における動力伝達状態、具体的には、動力の伝達経路および変速機69の制御モードを切り替えるにあたり、変速機69を構成するダブルピニオン式の遊星歯車機構で済むため、装置全体としての構成部品点数を可及的に少なくすることができるとともに、全体として小型化が可能であり、車載性が向上する。さらにこの変速機69が、第2モータ・ジェネレータ3の変速機(減速機)としての機能を兼備しているので、第2モータ・ジェネレータ3の出力トルクを小さい小型のものとすることが可能になる。   In the sixth embodiment, the power transmission state in the two power transmission paths from the engine 1 to the output shaft 13, specifically, the power transmission path and the control mode of the transmission 69 are switched. Since the double pinion type planetary gear mechanism constituting 69 is sufficient, the number of component parts of the entire device can be reduced as much as possible, and the overall size can be reduced, and the onboard performance is improved. Further, since the transmission 69 also has a function as a transmission (reduction gear) of the second motor / generator 3, it is possible to make the output torque of the second motor / generator 3 small and small. Become.

ここで、実施例6で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、変速機69が、この発明の変速機に相当し、サンギヤ64およびリングギヤ68およびキャリヤ66が、この発明における「変速機の複数の回転要素」に相当し、動力分配装置59が、この発明の動力分配装置に相当し、リングギヤ58が、この発明における第1の入力要素および第9のリングギヤに相当し、サンギヤ56がこの発明における第1の反力要素および第11のサンギヤに相当し、キャリヤ57が、この発明における第1の出力要素および第9のキャリヤに相当し、ピニオンギヤ157が、この発明の第10のピニオンギヤに相当する。また、サンギヤ64が、この発明における第2の入力要素および第9のサンギヤに相当し、キャリヤ66が、この発明における第7のキャリヤおよび第2の反力要素に相当し、リングギヤ68が、この発明における第2の出力要素および第8のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ65が、この発明における第8のピニオンギヤに相当し、ピニオンギヤ67が、この発明における第9のピニオンギヤに相当する。また、変速機121が第2の変速機に相当し、サンギヤ114が第10のサンギヤに相当し、リングギヤ116が第8のリングギヤに相当し、キャリヤ115が第8のキャリヤに相当し、ピニオンギヤ151が、この発明の第10のピニオンギヤに相当する。また、クラッチC12が、この発明の第12のクラッチに相当し、クラッチC13が、この発明の第13のクラッチに相当し、ブレーキB6が、この発明のブレーキに相当する。また、実施例6においても、低速モードおよび中速モードおよび高速モードが、この発明における変速機の制御モードを兼ねている。   Here, the correspondence between the configuration described in the sixth embodiment and the configuration of the present invention will be described. The transmission 69 corresponds to the transmission of the present invention, and the sun gear 64, the ring gear 68, and the carrier 66 are the present invention. The power distribution device 59 corresponds to the power distribution device of the present invention, and the ring gear 58 corresponds to the first input element and the ninth ring gear of the present invention. The sun gear 56 corresponds to the first reaction element and the eleventh sun gear in the present invention, the carrier 57 corresponds to the first output element and the ninth carrier in the present invention, and the pinion gear 157 corresponds to the present invention. This corresponds to the tenth pinion gear. The sun gear 64 corresponds to the second input element and the ninth sun gear in the present invention, the carrier 66 corresponds to the seventh carrier and the second reaction force element in the present invention, and the ring gear 68 corresponds to this. The pinion gear 65 corresponds to the eighth pinion gear in the present invention, and the pinion gear 67 corresponds to the ninth pinion gear in the present invention. The transmission 121 corresponds to the second transmission, the sun gear 114 corresponds to the tenth sun gear, the ring gear 116 corresponds to the eighth ring gear, the carrier 115 corresponds to the eighth carrier, and the pinion gear 151. Corresponds to the tenth pinion gear of the present invention. The clutch C12 corresponds to the twelfth clutch of the present invention, the clutch C13 corresponds to the thirteenth clutch of the present invention, and the brake B6 corresponds to the brake of the present invention. In the sixth embodiment, the low speed mode, the medium speed mode, and the high speed mode also serve as the transmission control mode according to the present invention.

つぎに、図2、図7、図19に示された駆動装置に用いることの可能な動力分配装置の他の構成例を、図22に基づいて説明する。実施例7は、請求項1、3、4、5、6の発明に対応する実施例である。図22においては、動力分配装置160が、2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構161,162により構成されている。まず、一方の遊星歯車機構161は、同軸上に配置されたサンギヤ163およびリングギヤ164と、サンギヤ163およびリングギヤ164に噛合されたピニオンギヤ165を自転かつ公転可能に支持したキャリヤ166とを有している。他方の遊星歯車機構162は、同軸上に配置されたサンギヤ167およびリングギヤ168と、サンギヤ167およびリングギヤ168に噛合されたピニオンギヤ169を自転かつ公転可能に支持したキャリヤ170とを有している。そして、エンジントルクがリングギヤ164に伝達されるように構成され、キャリヤ166とキャリヤ170とが一体回転するように、伝達軸171に連結され、サンギヤ163とリングギヤ168とが一体回転するように連結され、サンギヤ167が中空軸172と一体回転するように連結されている。中空軸172内に伝達軸171が配置され、中空軸172と伝達軸171とが相対回転可能に構成されている。また、変速機173が設けられており、変速機173は、差動回転可能な複数の回転要素(図示せず)を有している。そして、中空軸172が変速機173の入力要素に連結され、伝達軸171が変速機173の出力要素に対して、クラッチ(図示せず)などを経由させて連結されている。さらに変速機173の回転・停止を制御するブレーキ(図示せず)が設けられている。また、第1のモータ・ジェネレータのロータ5が、リングギヤ168およびサンギヤ163に連結され、第2のモータ・ジェネレータ3のロータ7が中空軸172に連結されている。   Next, another configuration example of the power distribution device that can be used in the drive device shown in FIGS. 2, 7, and 19 will be described with reference to FIG. The seventh embodiment is an embodiment corresponding to the first, third, fourth, fifth and sixth aspects of the invention. In FIG. 22, the power distribution device 160 includes two sets of single pinion type planetary gear mechanisms 161 and 162. First, one planetary gear mechanism 161 has a sun gear 163 and a ring gear 164 arranged on the same axis, and a carrier 166 that supports a pinion gear 165 meshed with the sun gear 163 and the ring gear 164 so as to rotate and revolve. . The other planetary gear mechanism 162 includes a sun gear 167 and a ring gear 168 arranged on the same axis, and a carrier 170 that supports a pinion gear 169 engaged with the sun gear 167 and the ring gear 168 so as to be capable of rotating and revolving. The engine torque is configured to be transmitted to the ring gear 164, and the carrier 166 and the carrier 170 are coupled to the transmission shaft 171 so as to rotate integrally, and the sun gear 163 and the ring gear 168 are coupled so as to rotate integrally. The sun gear 167 is connected to the hollow shaft 172 so as to rotate integrally therewith. A transmission shaft 171 is disposed in the hollow shaft 172, and the hollow shaft 172 and the transmission shaft 171 are configured to be relatively rotatable. Further, a transmission 173 is provided, and the transmission 173 has a plurality of rotating elements (not shown) capable of differential rotation. The hollow shaft 172 is connected to the input element of the transmission 173, and the transmission shaft 171 is connected to the output element of the transmission 173 via a clutch (not shown). Further, a brake (not shown) for controlling rotation / stop of the transmission 173 is provided. The rotor 5 of the first motor / generator is connected to the ring gear 168 and the sun gear 163, and the rotor 7 of the second motor / generator 3 is connected to the hollow shaft 172.

上記構成において、車両150が発進する場合は、変速機173のクラッチを解放させ、かつ、ブレーキを係合させる制御を実行可能である。そして、エンジントルクが動力分配装置160における遊星歯車機構164のリングギヤ164に入力されるとともに、第1のモータ・ジェネレータ2により反力が受け持たれて、キャリヤ166からトルクが出力される。このトルクは、遊星歯車機構162のキャリヤ170に伝達されるとともに、遊星歯車機構162のサンギヤ167から出力される。そして、中空軸172のトルクが変速機173の入力要素に伝達され、ブレーキにより停止された反力要素で反力が受け持たれ、出力要素を経由して車輪にトルクが伝達される。この実施例7においても、実施例1ないし6の場合と同様にして、変速機173の出力要素が停止している場合に、ブレーキの制動力を低下させて反力要素の逆回転を許容すると、中空軸172の回転数が上昇するため、第1のモータ・ジェネレータ2の回転数の上昇を抑制し、かつ、エンジン回転数を上昇させることができる。また、変速機173の出力要素が停止している場合に、ブレーキの制動力を増加させて反力要素の回転数を低下させ、かつ、停止させる制御を実行すると、実施例1で述べた原理により、出力要素に伝達されるトルクが増加する。このように、実施例7においても、図1の制御例を実行可能である。このように、実施例7においても、実施例1と同様の効果を得られる。   In the above configuration, when the vehicle 150 starts, it is possible to execute control for releasing the clutch of the transmission 173 and engaging the brake. The engine torque is input to the ring gear 164 of the planetary gear mechanism 164 in the power distribution device 160 and the reaction force is received by the first motor / generator 2 to output torque from the carrier 166. This torque is transmitted to the carrier 170 of the planetary gear mechanism 162 and output from the sun gear 167 of the planetary gear mechanism 162. The torque of the hollow shaft 172 is transmitted to the input element of the transmission 173, the reaction force is received by the reaction force element stopped by the brake, and the torque is transmitted to the wheels via the output element. In the seventh embodiment, as in the first to sixth embodiments, when the output element of the transmission 173 is stopped, the braking force of the brake is reduced to allow the reaction element to reversely rotate. Since the rotational speed of the hollow shaft 172 increases, the increase in the rotational speed of the first motor / generator 2 can be suppressed and the engine rotational speed can be increased. Further, when the output element of the transmission 173 is stopped, the principle described in the first embodiment is executed by executing the control for increasing the braking force of the brake to decrease the rotation speed of the reaction force element and stopping it. As a result, the torque transmitted to the output element increases. Thus, also in Example 7, the control example of FIG. 1 can be executed. Thus, also in Example 7, the same effect as Example 1 can be obtained.

実施例7で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、動力分配装置160が、この発明の動力分配装置に相当し、サンギヤ164、サンギヤ163およびリングギヤ168、サンギヤ167、キャリヤ166およびキャリヤ170が、この発明における「動力分配装置の複数の回転要素」に相当し、サンギヤ164が、この発明の第1の入力要素に相当し、サンギヤ163が、この発明の反力要素に相当し、キャリヤ166,170およびサンギヤ167が、この発明の出力要素に相当する。   The correspondence relationship between the configuration described in the seventh embodiment and the configuration of the present invention will be described. The power distribution device 160 corresponds to the power distribution device of the present invention. 166 and carrier 170 correspond to “a plurality of rotating elements of the power distribution device” in the present invention, sun gear 164 corresponds to a first input element of the present invention, and sun gear 163 serves as a reaction force element of the present invention. The carriers 166 and 170 and the sun gear 167 correspond to the output elements of the present invention.

なお、この発明において、入力要素と反力要素と出力要素との連結構成としては、これらの要素同士が直接連結される構成と、これらの要素同士が他のギヤなどを介在させて連結される構成とが含まれる。また、この発明において、回転要素同士が連結される場合動力分配装置を構成する差動回転可能な回転要素は、3つに限定されず、4以上の回転要素を有していてもよい。また、変速機は、差動回転可能な回転要素も、3つに限定されず、4以上の回転要素を備えていてもよい。さらに、実施例1ないし実施例7において、各ブレーキの制動力、係合力、係合圧、あるいは油圧室の油圧などに基づいて、ブレーキから反力要素に与えられる支持トルクが制御される。なお、ブレーキとして、電磁ブレーキを用いた場合は、電磁力に応じて、反力要素に与えられる支持トルクが決定される。また、反力要素に支持トルクを与えるブレーキとして、モータ・ジェネレータを用いることも可能である。この場合は、モータ・ジェネレータの発電制動もしくは回生制動により、反力要素に支持トルクを与えることも可能である。実施例1ないし実施例6においては、伝達軸12および中空軸152および出力軸13などの回転軸線が、車両150の前後方向に配置されている。つまり、実施例1ないし実施例6においては、エンジンのトルクが後輪に伝達される、いわゆるフロントエンジン・リヤドライブ形式のパワートレーンとなっているが、各種の回転部材の回転軸線が、車両の幅方向に配置されている車両にも、この発明を適用できる。すなわち、エンジンおよびモータ・ジェネレータの動力を前輪に伝達する構成のいわゆるフロントエンジン・フロントドライブ形式の車両にも、この発明を適用可能である。また、二輪駆動車のみならず、四輪駆動車にもこの発明を適用可能である。また、各実施例において、各回転要素は、中実の軸、中空の軸、回転メンバ、コネクティングドラム、ギヤなどのいずれであってもよい。   In the present invention, the input element, the reaction force element, and the output element are connected by a structure in which these elements are directly connected to each other, and these elements are connected through another gear or the like. And configuration. In the present invention, when the rotating elements are connected to each other, the number of rotating elements capable of differential rotation constituting the power distribution device is not limited to three and may include four or more rotating elements. Further, the transmission is not limited to three rotating elements capable of differential rotation, and may include four or more rotating elements. Further, in the first to seventh embodiments, the support torque applied from the brake to the reaction force element is controlled based on the braking force, the engagement force, the engagement pressure, or the hydraulic pressure in the hydraulic chamber of each brake. When an electromagnetic brake is used as the brake, the support torque to be applied to the reaction force element is determined according to the electromagnetic force. Also, a motor / generator can be used as a brake for applying a support torque to the reaction force element. In this case, it is possible to give a support torque to the reaction element by power generation braking or regenerative braking of the motor / generator. In the first to sixth embodiments, rotation axes such as the transmission shaft 12, the hollow shaft 152, and the output shaft 13 are arranged in the front-rear direction of the vehicle 150. In other words, in the first to sixth embodiments, the engine torque is transmitted to the rear wheels, which is a so-called front engine / rear drive type power train. The present invention can also be applied to a vehicle arranged in the width direction. That is, the present invention can also be applied to a so-called front engine / front drive type vehicle configured to transmit the power of the engine and the motor / generator to the front wheels. The present invention can be applied not only to a two-wheel drive vehicle but also to a four-wheel drive vehicle. In each embodiment, each rotating element may be a solid shaft, a hollow shaft, a rotating member, a connecting drum, a gear, or the like.

この発明における制御例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of control in this invention. 図1に示された制御例を実行可能な駆動装置の実施例1を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 2 is a skeleton diagram schematically illustrating a first embodiment of a drive device capable of executing the control example illustrated in FIG. 1. 図2の駆動装置で選択される低速モードおよび中速モードおよび高速モードに対応して制御される各クラッチおよびブレーキの制御を示す図表である。FIG. 3 is a chart showing control of each clutch and brake controlled corresponding to a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode selected by the drive device of FIG. 2. 図2の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 3 is a collinear diagram illustrating a state of each rotating element when a low speed mode is selected in the drive device of FIG. 2. 図2の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 3 is a collinear diagram illustrating a state of each rotating element when a low speed mode is selected in the drive device of FIG. 2. 図1の制御例に対応するタイムチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time chart corresponding to the example of control of FIG. 図1に示された制御例を実行可能な駆動装置の実施例2を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 6 is a skeleton diagram schematically showing a second embodiment of the drive device capable of executing the control example shown in FIG. 1. 図7の駆動装置で選択される低速モードおよび中速モードおよび高速モードに対応して制御される各クラッチおよびブレーキの制御を示す図表である。FIG. 8 is a chart showing control of each clutch and brake controlled corresponding to a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode selected by the drive device of FIG. 7. 図1に示された制御例を実行可能な駆動装置の実施例3を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 8 is a skeleton diagram schematically showing a third embodiment of the drive device that can execute the control example shown in FIG. 1. 図8の駆動装置で選択される低速モードおよび中速モードおよび高速モードに対応して制御される各クラッチおよびブレーキの制御を示す図表である。FIG. 9 is a chart showing control of each clutch and brake controlled corresponding to a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode selected by the drive device of FIG. 8. 図9の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 10 is a collinear diagram illustrating a state of each rotating element when the low speed mode is selected in the driving device of FIG. 9. 図9の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 10 is a collinear diagram illustrating a state of each rotating element when the low speed mode is selected in the driving device of FIG. 9. 図1に示された制御例を実行可能な駆動装置の実施例4を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 8 is a skeleton diagram schematically showing a fourth embodiment of the drive device that can execute the control example shown in FIG. 1. 図13の駆動装置で選択される低速モードおよび中速モードおよび高速モードに対応して制御される各クラッチおよびブレーキの制御を示す図表である。FIG. 14 is a chart showing control of each clutch and brake controlled corresponding to a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode selected by the drive device of FIG. 13. 図13の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 14 is a collinear diagram showing a state of each rotating element when the low speed mode is selected in the driving device of FIG. 13. 図1に示された制御例を実行可能な駆動装置の実施例5を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 10 is a skeleton diagram schematically showing a fifth embodiment of the drive device capable of executing the control example shown in FIG. 1. 図16の駆動装置で選択される低速モードおよび中速モードおよび高速モードに対応して制御される各クラッチおよびブレーキの制御を示す図表である。FIG. 17 is a chart showing control of each clutch and brake controlled corresponding to a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode selected by the drive device of FIG. 16. 図15の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 16 is a collinear diagram illustrating a state of each rotating element when the low speed mode is selected in the drive device of FIG. 15. 図1に示された制御例を実行可能な駆動装置の実施例6を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 10 is a skeleton diagram schematically showing a sixth embodiment of the drive apparatus that can execute the control example shown in FIG. 1. 図19の駆動装置で選択される低速モードおよび中速モードおよび高速モードに対応して制御される各クラッチおよびブレーキの制御を示す図表である。FIG. 20 is a chart showing control of each clutch and brake controlled corresponding to a low speed mode, a medium speed mode, and a high speed mode selected by the drive device of FIG. 19. 図19の駆動装置で低速モードが選択された場合において、各回転要素の状態を示す共線図である。FIG. 20 is a collinear diagram illustrating a state of each rotating element when the low speed mode is selected in the drive device of FIG. 19. この発明の駆動装置に用いることの可能な動力分配装置の他の構成例を示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the other structural example of the power distribution device which can be used for the drive device of this invention. 従来の駆動装置において、各回転要素の状態を示す共線図である。In the conventional drive device, it is an alignment chart which shows the state of each rotation element.

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジン、 2…第1モータ・ジェネレータ、 3…第2モータ・ジェネレータ、 14,17,18,23,31,33,39,40,52,56,64,114,163,167…サンギヤ、 15,20,24,36,42,53,57,67,115,166,170…キャリヤ、 16,25,34,41,54,58,68,116,164,168…リングギヤ、 21,59,160…動力分配装置、22,27,38,46,55,69,121,173…変速機、 32,34,65,67,72,73,70,71,151,156,157…ピニオンギヤ、 150…車両、 B1,B2,B3,B4,B5,B6…ブレーキ、 C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10,C11,C12,C13…クラッチ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... 1st motor generator, 3 ... 2nd motor generator, 14, 17, 18, 23, 31, 33, 39, 40, 52, 56, 64, 114, 163, 167 ... Sun gear, 15, 20, 24, 36, 42, 53, 57, 67, 115, 166, 170 ... carrier, 16, 25, 34, 41, 54, 58, 68, 116, 164, 168 ... ring gear, 21, 59, 160 ... power distribution device, 22, 27, 38, 46, 55, 69, 121, 173 ... transmission, 32, 34, 65, 67, 72, 73, 70, 71, 151, 156, 157 ... pinion gear, 150 ... Vehicle, B1, B2, B3, B4, B5, B6 ... Brake, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, 13 ... clutch.

Claims (13)

車両の動力源として設けられた原動機および発電機能のある第1の電動機と、差動回転可能な複数の回転要素を有する動力分配装置と、差動回転可能な複数の回転要素を有する変速機とが設けられており、前記動力分配装置を構成する複数の回転要素が、第1の入力要素および第1の出力要素と、前記第1の入力要素のトルクを前記第1の出力要素に伝達する場合に反力を受け持つ第1の反力要素とを備えているとともに、前記変速機を構成する複数の回転要素が、第2の入力要素および第2の出力要素と、前記第2の入力要素のトルクを前記第2の出力要素に伝達する場合に反力を受け持つ第2の反力要素とを備えており、前記第1の入力要素が前記原動機に連結され、前記第1の電動機が前記第1の反力要素に連結され、前記第2の入力要素が、前記第1の出力要素に連結され、前記第2の出力要素が車輪に連結されているとともに、前記第2の反力要素に反力を受け持つため支持トルクを与えるブレーキが設けられているハイブリッド駆動装置において、
前記車両が発進する場合は、停止している第2の反力要素が回転しながら反力を受け持つこととなるように、前記ブレーキから第2の反力要素に与えられる支持トルクを制御するブレーキ制御手段を備えていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
A prime mover provided as a power source for a vehicle and a first electric motor having a power generation function, a power distribution device having a plurality of rotation elements capable of differential rotation, and a transmission having a plurality of rotation elements capable of differential rotation The plurality of rotating elements constituting the power distribution device transmit the torque of the first input element, the first output element, and the first input element to the first output element. A first reaction force element responsible for reaction force, and a plurality of rotation elements constituting the transmission include a second input element, a second output element, and the second input element. A second reaction force element responsible for reaction force when transmitting the torque to the second output element, the first input element is connected to the prime mover, and the first electric motor is Connected to the first reaction force element and the second input An element is connected to the first output element, the second output element is connected to a wheel, and a brake for providing a support torque is provided for taking a reaction force on the second reaction element. In the hybrid drive unit
A brake that controls a support torque applied from the brake to the second reaction force element so that when the vehicle starts, the stopped second reaction force element rotates and takes on the reaction force. A hybrid drive apparatus comprising control means.
前記変速機は、前記第2の入力回転数の変化量に対する前記第2の出力要素の変化量の態様が異なる3種類の制御モードを選択的に切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。   The transmission is configured to be capable of selectively switching between three types of control modes having different aspects of the change amount of the second output element with respect to the change amount of the second input rotation speed. The hybrid drive device according to claim 1. 前記ブレーキ制御手段は、前記3種類の制御モードのうち、前記第2の入力要素の回転数の変化量に対する前記第2の出力要素の回転数の変化量が最も少なくなる制御モードが選択され、かつ、前記車両が発進する場合に、停止している第2の反力要素が回転しながら反力を受け持つこととなるように、前記支持トルクを制御する手段を含むことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド駆動装置。   The brake control means selects a control mode in which the amount of change in the rotational speed of the second output element relative to the amount of change in the rotational speed of the second input element is the smallest among the three types of control modes, And a means for controlling the support torque so that when the vehicle starts, the second reaction force element that is stopped takes on the reaction force while rotating. 2. The hybrid drive device according to 2. 前記ブレーキ制御手段は、前記第2の出力要素から出力する要求トルクを判断し、かつ、その要求トルクに応じて前記支持トルクを制御する手段を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   4. The brake control means according to claim 1, further comprising means for determining a required torque output from the second output element and controlling the support torque in accordance with the required torque. The hybrid drive device according to claim 1. 前記ブレーキ制御手段は、前記第2の反力要素の回転中に要求トルクが高いと判断された場合に、前記支持トルクを増加して前記第2の反力要素の回転数を低下させる手段を含むことを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド駆動装置。   The brake control means includes means for increasing the support torque and reducing the rotational speed of the second reaction force element when it is determined that the required torque is high during the rotation of the second reaction force element. The hybrid drive device according to claim 4, comprising: 発電機能を備えた第2の電動機が設けられており、この第2の電動機のトルクが前記変速機の第2の入力要素に伝達される構成を有していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   2. A second electric motor having a power generation function is provided, and the torque of the second electric motor is transmitted to a second input element of the transmission. 6. The hybrid drive device according to any one of 5 to 5. 前記変速機が、同軸上に配置され、かつ、歯数が異なる第1のサンギヤおよび第2のサンギヤと、この第1のサンギヤおよび第2のサンギヤと同軸上に配置された第1のリングギヤと、第1のサンギヤに噛合された第1のピニオンギヤと、この第1のピニオンギヤおよび前記第1のリングギヤおよび前記第2のサンギヤに噛合された第2のピニオンギヤと、前記第1のピニオンギヤおよび前記第2のピニオンギヤを、自転かつ公転可能に保持した第1のキャリヤとを備えたラビニョ型遊星歯車機構から構成されており、前記第2の電動機が前記第2のサンギヤに連結されているとともに、
前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、
前記ブレーキから前記第1のサンギヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第1のリングギヤと前記第1のキャリヤとを選択的に連結・解放する第1のクラッチと、前記第1の入力要素と前記第1のキャリヤとを選択的に連結・解放する第2のクラッチとが設けられており、前記第2のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第1のリングギヤが前記第2の出力要素であり、前記第1のサンギヤが前記第2の反力要素であることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド駆動装置。
A first sun gear and a second sun gear arranged on the same axis and having different number of teeth; and a first ring gear arranged on the same axis as the first sun gear and the second sun gear. The first pinion gear meshed with the first sun gear, the first pinion gear and the first ring gear and the second pinion gear meshed with the second sun gear, the first pinion gear and the first pinion gear And a first carrier that holds the second pinion gear so as to be capable of rotating and revolving, and the second electric motor is coupled to the second sun gear,
The power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged on the same axis, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. ,
A first clutch for selectively connecting / releasing the first ring gear and the first carrier is configured such that a support torque is applied to the first sun gear from the brake, and the first clutch And a second clutch for selectively connecting and releasing the first input element and the first carrier, the second sun gear is the second input element, and the first ring gear is provided. 7 is the second output element, and the first sun gear is the second reaction force element.
前記変速機が、同軸上に配置された第4のサンギヤおよび第3のリングギヤと、この第4のサンギヤおよび第3のリングギヤに噛合された第3のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持した第3のキャリヤとを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、前記第2の電動機が前記第3のサンギヤに連結されているとともに、
前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、
前記ブレーキから前記第3のリングギヤに支持トルクが与えられるように構成され、前記第3のリングギヤと前記車輪とを選択的に連結・解放する第3のクラッチと、前記第3のキャリヤと前記車輪とを選択的に連結・解放する第4のクラッチと、前記第3のキャリヤと前記動力分配装置における第2のキャリヤとを選択的に連結する第5のクラッチとが設けられており、前記第3のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第3のリングギヤが前記第2の反力要素であり、前記第3のキャリヤが前記第2の出力要素であることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド駆動装置。
The transmission includes a fourth sun gear and a third ring gear arranged on the same axis, and a third pinion gear meshed with the fourth sun gear and the third ring gear so as to rotate and revolve. A single-pinion type planetary gear mechanism having a carrier, and the second electric motor is connected to the third sun gear,
The power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged on the same axis, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. ,
A third clutch configured to selectively apply and release the third ring gear and the wheel; and a third carrier and the wheel configured to apply a support torque from the brake to the third ring gear. And a fourth clutch for selectively connecting the third carrier and the second carrier in the power distribution device are provided. 3. The third sun gear is the second input element, the third ring gear is the second reaction element, and the third carrier is the second output element. 6. The hybrid drive device according to 6.
前記変速機が、同軸上に配置された第4のサンギヤおよび第5のサンギヤおよび第4のリングギヤと、この第4のサンギヤおよび第4のリングギヤに噛合された第4のピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持した第4のキャリヤと、この第4のキャリヤにより自転かつ公転可能に保持され、前記第5のサンギヤに噛合された第5のピニオンギヤとを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、前記第5のサンギヤに前記第2の電動機が連結されており、
前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、
前記ブレーキから前記第4のリングギヤに支持トルクが与えられるように構成され、前記第5のサンギヤおよび前記第2の電動機を、前記第4のリングギヤに対して選択的に連結・解放する第6のクラッチと、前記第5のサンギヤおよび前記第2の電動機を、前記第2のキャリヤに対して選択的に連結・解放する第7のクラッチとが設けられており、前記第4のサンギヤおよび前記第5のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第4のリングギヤが前記第2の反力要素であり、前記第4のキャリヤが前記第2の出力要素であることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド駆動装置。
The transmission can rotate and revolve a fourth sun gear, a fifth sun gear, and a fourth ring gear that are arranged on the same axis, and a fourth pinion gear meshed with the fourth sun gear and the fourth ring gear. A single pinion type planetary gear mechanism having a fourth carrier held by the fourth carrier and a fifth pinion gear held by the fourth carrier so as to rotate and revolve, and meshed with the fifth sun gear. The second electric motor is connected to the fifth sun gear,
The power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged on the same axis, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. ,
A support torque is applied to the fourth ring gear from the brake, and a sixth sun gear and the second electric motor are selectively connected to and released from the fourth ring gear. A clutch, and a seventh clutch for selectively connecting and releasing the fifth sun gear and the second electric motor to and from the second carrier are provided; 5. The sun gear 5 is the second input element, the fourth ring gear is the second reaction force element, and the fourth carrier is the second output element. 6. The hybrid drive device according to 6.
発電機能を備えた第3の電動機が設けられており、この第3の電動機のトルクが、前記変速機の第2の出力要素から前記車輪に至る経路に伝達される構成を有していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。   A third electric motor having a power generation function is provided, and the torque of the third electric motor is transmitted to a path from the second output element of the transmission to the wheel. The hybrid drive device according to claim 1, wherein: 前記変速機が、同軸上に配置され、かつ、歯数が異なる第6のサンギヤおよび第7のサンギヤと、この第6のサンギヤおよび第7のサンギヤと同軸上に配置された第5のリングギヤと、前記第6のサンギヤに噛合された第5のピニオンギヤと、この第5のピニオンギヤおよび前記第6のリングギヤおよび前記第7のサンギヤに噛合された第6のピニオンギヤと、前記第5のピニオンギヤおよび前記第8のピニオンギヤを、自転かつ公転可能に保持した第6のキャリヤとを備えたラビニョ型遊星歯車機構から構成されており、前記第3の電動機が前記第6のリングギヤに対して動力伝達可能に連結されているとともに、
前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、
前記ブレーキから前記第6のサンギヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第6のリングギヤと前記第5のキャリヤとを選択的に連結・解放する第8のクラッチと、前記第2キャリヤと前記第5のキャリヤとを選択的に連結・解放する第9のクラッチとが設けられており、前記第7のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第8のリングギヤが前記第2の出力要素であり、前記第6のサンギヤが前記第2の反力要素であることを特徴とする請求項10に記載のハイブリッド駆動装置。
A sixth sun gear and a seventh sun gear that are arranged coaxially and have different numbers of teeth, and a fifth ring gear that is arranged coaxially with the sixth sun gear and the seventh sun gear. A fifth pinion gear meshed with the sixth sun gear, a sixth pinion gear meshed with the fifth pinion gear and the sixth ring gear and the seventh sun gear, the fifth pinion gear and the It is composed of a Ravigneaux type planetary gear mechanism having a sixth carrier that holds the eighth pinion gear so that it can rotate and revolve. The third motor can transmit power to the sixth ring gear. Connected,
The power distribution device includes a third sun gear and a second ring gear arranged on the same axis, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. ,
An eighth clutch configured to apply a support torque from the brake to the sixth sun gear, and selectively connecting and releasing the sixth ring gear and the fifth carrier; And a ninth clutch for selectively connecting and releasing the second carrier and the fifth carrier, the seventh sun gear is the second input element, and the eighth ring gear is the The hybrid drive device according to claim 10, wherein the hybrid drive device is a second output element, and the sixth sun gear is the second reaction force element.
前記変速機が、同軸上に配置された第8のサンギヤおよび第7のリングギヤと、この第8のサンギヤおよび第7のリングギヤに噛合された第7のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持した第6のキャリヤとを有しているとともに、前記第3の電動機が前記第6のキャリヤに対して動力伝達可能に連結されているとともに、
前記動力分配装置が、同軸上に配置された第3のサンギヤおよび第2のリングギヤと、この第3のサンギヤおよび第2のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを保持した第2のキャリヤとを有しており、この第2のキャリヤが前記第1の入力要素であり、前記第3のサンギヤが前記第1の反力要素であり、前記第2のリングギヤが前記第1の出力要素であるとともに、
前記ブレーキから前記第7のリングギヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第7のリングギヤと前記第3のサンギヤとを選択的に連結・解放する第10のクラッチと、前記第6のキャリヤと前記第7のリングギヤとを選択的に連結・解放する第11のクラッチとが設けられており、前記第8のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第6のキャリヤが前記第2の出力要素であり、前記第7のリングギヤが前記第2の反力要素であることを特徴とする請求項10に記載のハイブリッド駆動装置。
The transmission supports an eighth sun gear and a seventh ring gear arranged on the same axis, and a seventh pinion gear meshed with the eighth sun gear and the seventh ring gear so as to rotate and revolve. And the third electric motor is connected to the sixth carrier so as to transmit power, and
The power distribution device has a third sun gear and a second ring gear arranged on the same axis, and a second carrier holding a tenth pinion gear meshing with the third sun gear and the second ring gear. The second carrier is the first input element, the third sun gear is the first reaction force element, and the second ring gear is the first output element. ,
A tenth clutch configured to apply a support torque from the brake to the seventh ring gear; and selectively connecting and releasing the seventh ring gear and the third sun gear; And an eleventh clutch for selectively connecting and releasing the sixth carrier and the seventh ring gear, the eighth sun gear is the second input element, and the sixth carrier is The hybrid drive device according to claim 10, wherein the second output element and the seventh ring gear are the second reaction force element.
前記変速機が、同軸上に配置された第9のサンギヤおよび第8のリングギヤと、この第9のサンギヤに噛合された第8のピニオンギヤと、この第8のピニオンギヤおよび前記第8のリングギヤに噛合された第9のピニオンギヤと、前記第8のピニオンギヤおよび前記第9のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持した第7のキャリヤとを有しており、前記第2の電動機が前記第9のサンギヤに連結されているとともに、
前記動力分配装置が、同軸上に配置された第11のサンギヤおよび第9のリングギヤと、この第11のサンギヤおよび第9のリングギヤに噛合する第10のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持する第9のキャリヤとを有しており、前記第9のリングギヤが前記第1の入力要素であり、前記第9のキャリヤが前記第2の出力要素であり、前記第11のサンギヤが前記第1の反力要素であるとともに、
前記変速機とは別に第2の変速機が設けられており、この第2の変速機が、同軸上に配置された第8のサンギヤおよび第8のリングギヤと、第10のサンギヤおよび第8のリングギヤに噛合された第10のピニオンギヤを自転かつ公転可能に支持する第8のキャリヤとを有しており、
前記第2の変速機における第8のキャリヤが、前記原動機および前記動力分配装置における第9リングギヤに連結され、前記第2の変速機における第10のサンギヤが、前記動力分配装置における第11のサンギヤに連結されているとともに、前記動力分配装置における第9のキャリヤが前記変速機の第9のサンギヤに連結されており、
前記ブレーキから前記第7のキャリヤに支持トルクが与えられるように構成されているとともに、前記第8のリングギヤと前記第7のキャリヤとを選択的に連結・解放する第12のクラッチと、前記第7のキャリヤと前記第2の変速機の第8のリングギヤとを選択的に連結・解放する第13のクラッチとが設けられており、前記第9のサンギヤが前記第2の入力要素であり、前記第10のリングギヤが前記第2の出力要素であり、前記第8のキャリヤが前記第2の反力要素であることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド駆動装置。
The transmission is meshed with the ninth sun gear and the eighth ring gear arranged on the same axis, the eighth pinion gear meshed with the ninth sun gear, and the eighth pinion gear and the eighth ring gear. A ninth pinion gear, a seventh carrier that supports the eighth pinion gear and the ninth pinion gear so as to rotate and revolve, and the second motor is connected to the ninth sun gear. Connected,
The power distribution device supports an eleventh sun gear and a ninth ring gear arranged on the same axis and a tenth pinion gear meshing with the eleventh sun gear and the ninth ring gear so as to rotate and revolve. The ninth ring gear is the first input element, the ninth carrier is the second output element, and the eleventh sun gear is the first counter element. Power element,
A second transmission is provided separately from the transmission, and the second transmission includes an eighth sun gear and an eighth ring gear, a tenth sun gear, and an eighth gear arranged on the same axis. An eighth carrier that supports the tenth pinion gear meshed with the ring gear so as to rotate and revolve.
An eighth carrier in the second transmission is connected to the prime mover and a ninth ring gear in the power distribution device, and a tenth sun gear in the second transmission is an eleventh sun gear in the power distribution device. And the ninth carrier in the power distribution device is connected to the ninth sun gear of the transmission,
A twelfth clutch configured to apply a support torque from the brake to the seventh carrier, and selectively connecting and releasing the eighth ring gear and the seventh carrier; And a thirteenth clutch for selectively connecting and releasing the seventh carrier and the eighth ring gear of the second transmission, and the ninth sun gear is the second input element, The hybrid drive apparatus according to claim 6, wherein the tenth ring gear is the second output element, and the eighth carrier is the second reaction force element.
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