JP2007314032A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
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Abstract

【課題】電気式トルクコンバータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置であって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能なハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪に接続された出力軸Ｏと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えたハイブリッド駆動装置Ｈであって、電気式トルクコンバータモードで、第一遊星歯車装置Ｐ１は、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置Ｐ２に伝達し、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第一遊星歯車装置Ｐ１から伝達される回転と入力軸Ｉの回転とを合成し、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、回転電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置とを備え、電気式トルクコンバータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置に関する。
電気式トルクコンバータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置に関して、例えば下記の特許文献１には、図４２に示すような構成が記載されている。このハイブリッド駆動装置は、エンジンに接続された入力軸Ｉと、車輪に接続された出力軸Ｏと、第一回転電機Ｍ１と、第二回転電機Ｍ２と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置ＰＧを有する動力分配機構ＳＰと、この動力分配機構ＳＰと出力軸Ｏとの間で伝達部材Ｔを介して直列に連結されている自動変速機ＡＴとを備えている。ここで、遊星歯車装置ＰＧは、サンギヤｓｓ、互いに噛み合う複数組のピニオンギヤを支持するキャリアｃａｓ、前記ピニオンギヤを介してサンギヤｓｓと噛み合うリングギヤｒｓを回転要素として備えている。そして、キャリアｃａｓは入力軸Ｉ及びエンジンに接続され、サンギヤｓｓは第一回転電機Ｍ１に接続され、リングギヤｒｓは伝達部材Ｔ及び第二回転電機Ｍ２に接続されている。また、サンギヤｓｓとケースＤｓとの間に切換ブレーキＢ０が設けられ、サンギヤｓｓとキャリアｃａｓとの間に切換クラッチＣ０が設けられている。これら切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放された状態では、遊星歯車装置ＰＧは、変速比が連続的に変化する無段変速機として機能する。
ここで、遊星歯車装置ＰＧはダブルピニオン型であるため、回転速度の順序は、キャリアｃａｓ、リングギヤｒｓ、サンギヤｓｓの順となる。したがって、サンギヤｓｓに接続された第一回転電機Ｍ１が入力軸Ｉ（エンジン）の回転トルクの反力受けとして機能する場合、キャリアｃａｓに接続された入力軸Ｉ（エンジン）の回転は減速されてリングギヤｒｓに伝達される。そして、このリングギヤｒｓの回転が伝達部材Ｔを介して自動変速機ＡＴ側に伝達され、出力軸Ｏから出力される。ここで、遊星歯車装置ＰＧのギヤ比（サンギヤｓｓとリングギヤｒｓとの歯数比＝〔サンギヤｓｓの歯数〕／〔リングギヤｒｓの歯数〕）をλとした場合、エンジントルク：遊星歯車装置ＰＧの出力トルク：第一回転電機Ｍ１のトルク＝（１−λ）：１：λという関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ＝０．５程度の場合、エンジントルクと同等のトルクを第一回転電機Ｍ１が分担することにより、エンジントルクの約２倍のトルクがキャリアｃａｓから出力される。そして、第一回転電機Ｍ１のトルクを次第に増大させて反力を大きくすることにより、エンジントルクの約１／（１−λ）倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができる。これにより、この遊星歯車装置ＰＧは、第一回転電機Ｍ１のトルクによりエンジンの回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させる電気式トルクコンバータとして機能する。
特開２００５−２０６１３６号公報（第３７−３８頁、第１７図）
上記のハイブリッド駆動装置では、第一回転電機Ｍ１が発生する回転トルクが、遊星歯車装置ＰＧにおいて入力軸Ｉ（エンジン）の回転トルクに対する反力となる。したがって、第一回転電機Ｍ１が発生する回転トルクの上限と遊星歯車装置ＰＧのギヤ比λとにより、遊星歯車装置ＰＧから伝達部材Ｔ側、すなわち出力軸Ｏ側に伝達可能な回転トルクの上限が定まる。ここで、遊星歯車装置ＰＧのギヤ比λを小さくすることにより出力軸Ｏ側に伝達可能な回転トルクの上限を高めると、電気式トルクコンバータとしてのエンジントルクの増幅率が低下する。そのため、エンジントルクの増幅率を変更せずに大きな回転トルクを出力軸Ｏ側に伝達可能にするためには、第一回転電機Ｍ１として出力トルクが大きい回転電機を使用する必要があった。しかしながら、出力トルクが大きい回転電機は外形及び重量が大きく、コストも高い等の欠点がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気式トルクコンバータとして機能する状態を有するハイブリッド駆動装置であって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能なハイブリッド駆動装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る、エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、回転電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、電気式トルクコンバータモードで、前記第一遊星歯車装置は、前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記第二遊星歯車装置に伝達し、前記第二遊星歯車装置は、前記第一遊星歯車装置から伝達される回転と前記入力軸の回転とを合成し、前記入力軸の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達する点にある。
なお、本願では、「接続」は、回転の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して回転の伝達を間接的に行う構造も含む。また、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各遊星歯車装置の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。また、本願では、サンギヤ、キャリア、リングギヤの三つの回転要素を備えた遊星歯車機構に関し、当該遊星歯車機構単独で、若しくは複数の遊星歯車機構を組み合わせて得られる装置を「遊星歯車装置」と呼ぶ。また、本願では、「回転電機」は、電動モータ、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
この特徴構成によれば、ハイブリッド駆動装置が電気式トルクコンバータとして機能する電気式トルクコンバータモードで、前記第一遊星歯車装置により前記回転電機の回転速度の絶対値が減速されて前記第二遊星歯車装置に伝達される。そして、前記第二遊星歯車装置で、前記第一遊星歯車装置から伝達される回転トルクを反力として前記入力軸（エンジン）の回転トルクが増幅されて前記出力軸に伝達される。したがって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、前記第一遊星歯車装置により当該回転電気の回転トルクを増幅したトルクを反力とすることができるので、電気式トルクコンバータとしてのエンジントルクの増幅率を低下させることなく、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能となる。
ここで、前記第二遊星歯車装置における前記入力軸の回転が伝達される回転要素に、前記回転電機の回転を選択的に伝達する第一クラッチを備え、前記第一クラッチの係合状態で、前記入力軸と前記回転電機とを直結したパラレルモードとなる構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第一クラッチを係合することで前記入力軸と前記回転電機とを直結し、前記電気式トルクコンバータモードで働くものと同じ前記回転電機を用いて、前記入力軸（エンジン）の回転トルクを前記回転電機の回転トルクにより補助しつつ走行するパラレルモードを実現することが可能となる。
また、前記電気式トルクコンバータモードから前記パラレルモードへのモード切替に際して、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されていると好適である。
このように構成すれば、前記電気式トルクコンバータモードから前記パラレルモードへのモード切替の際に、前記第一クラッチの係合による衝撃を非常に小さくすることができる。
また、前記パラレルモードは、複数の変速段を有する構成とすると好適である。
このように構成すれば、幅広い走行速度域においてパラレルモードでの走行が可能となる。
また、前記パラレルモードは、前記入力軸の回転速度の絶対値を増速して前記出力軸に伝達するとともに、前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達する増速変速段を更に備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、より高い走行速度での走行が可能となる。また、そのような増速変速段でも前記回転電機の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達する構成としているので、増速変速段であっても回生制動を行う際に、前記回転電機に十分な回生トルクを伝達することができる。したがって、前記回転電機による発電の効率を高めることができる。
また、前記第二遊星歯車装置における前記入力軸の回転が伝達される回転要素に、前記回転電機の回転を選択的に伝達する第一クラッチと、前記入力軸の回転を前記第二遊星歯車装置の前記回転要素に選択的に伝達する第二クラッチと、を備え、前記第一クラッチの係合状態であって前記第二クラッチの係合解除状態で、前記入力軸を前記出力軸から切り離し、前記回転電機の回転を前記出力軸に伝達する電気走行モードとなる構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第一クラッチを係合して前記第二クラッチを係合解除することで、前記電気式トルクコンバータモードで働くものと同じ前記回転電機を用いて、前記エンジンを停止した状態で前記回転電機の回転トルクのみにより走行する電気走行モードを実現することが可能となる。
また、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、前記電気走行モードで複数の変速段を有する構成とすると好適である。
このように構成すれば、幅広い走行速度域において電気走行モードでの走行が可能となる。
本発明に係る、エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、回転電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、それぞれ回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備え前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素に前記回転電機が接続され、第二回転要素が非回転部材に固定され、その状態で第三回転要素の回転速度の絶対値が前記第一回転要素の回転速度の絶対値に対して減速されるようにギヤ比が設定され、前記第二遊星歯車装置は、第一回転要素に前記入力軸が接続され、第二回転要素に前記出力軸が接続され、第三回転要素に前記第一遊星歯車装置の第三回転要素が接続されている点にある。
この特徴構成によれば、前記第一遊星歯車装置を介して前記第二遊星歯車装置に伝達される前記回転電機の回転トルクを反力とし、前記第二遊星歯車装置により前記反力と前記入力軸の回転とを合成し、前記入力軸の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記回転電機の回転トルクを次第に増大させて反力を大きくすることにより、エンジンの回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させる電気式トルクコンバータとして機能させることができる。
またこの際、前記第一遊星歯車装置により前記回転電機の回転速度の絶対値を減速することにより増幅した回転トルクを反力として前記入力軸（エンジン）の回転トルクを増幅して前記出力軸に伝達することができる。したがって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、電気式トルクコンバータとしてのエンジントルクの増幅率を低下させることなく、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能となる。
ここで、前記第一遊星歯車装置の第一回転要素と前記第二遊星歯車装置の第一回転要素とを選択的に接続する第一クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第一クラッチを係合することで、前記入力軸と前記回転電機とを直結することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記電気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電機を用いて、前記入力軸（エンジン）の回転トルクを前記回転電機の回転トルクにより補助しつつ走行するパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能させることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記第一クラッチを係合して電気式トルクコンバータとして機能する状態からパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能する状態に切り替える際に、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されている。したがって、当該状態切替の際に、前記第一クラッチの係合による衝撃を非常に小さくすることができる。
また、前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と前記入力軸との接続を選択的に行う第二クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第二クラッチを係合解除することで、前記入力軸を前記第二遊星歯車装置から切り離すことができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記電気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電機を用いて、前記エンジンを停止した状態で前記回転電機の回転トルクのみにより走行する電気走行用の駆動装置として機能させることができる。
また、前記第一遊星歯車装置の第二回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三クラッチ、前記第一遊星歯車装置の第二回転要素の前記非回転部材への固定を選択的に行う第一ブレーキ、及び互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第三回転要素及び前記第二遊星歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定する第二ブレーキのいずれか一つ以上を備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、複数の変速段を有する構成とすることができる。
また、前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素を非回転部材に選択的に固定する第三ブレーキを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、より多くの変速段を有する構成とすることができる。
また、前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第四クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能させる際に、後進変速段を有する構成とすることができる。
本発明に係る、エンジンに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸と、回転電機と、第一遊星歯車装置と、第二遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更にもう一つの特徴構成は、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置は、それぞれ回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備え前記第一遊星歯車装置は、第一回転要素に前記回転電機が接続され、第三回転要素が非回転部材に固定され、前記第二遊星歯車装置は、第一回転要素に前記入力軸が接続され、第二回転要素に前記出力軸が接続され、第三回転要素に前記第一遊星歯車装置の第二回転要素が接続されている点にある。
この特徴構成によれば、前記第一遊星歯車装置を介して前記第二遊星歯車装置に伝達される前記回転電機の回転トルクを反力とし、前記第二遊星歯車装置により前記反力と前記入力軸の回転とを合成し、前記入力軸の回転速度の絶対値を減速して前記出力軸に伝達することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記回転電機の回転トルクを次第に増大させて反力を大きくすることにより、エンジンの回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させる電気式トルクコンバータとして機能させることができる。
またこの際、前記第一遊星歯車装置により前記回転電機の回転速度の絶対値を減速することにより増幅した回転トルクを反力として前記入力軸（エンジン）の回転トルクを増幅して前記出力軸に伝達することができる。したがって、比較的出力トルクが小さい回転電機を使用した場合であっても、電気式トルクコンバータとしてのエンジントルクの増幅率を低下させることなく、大きな回転トルクを出力軸側へ伝達することが可能となる。
ここで、前記第一遊星歯車装置の第一回転要素と前記第二遊星歯車装置の第一回転要素とを選択的に接続する第一クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第一クラッチを係合することで、前記入力軸と前記回転電機とを直結することができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記電気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電機を用いて、前記入力軸（エンジン）の回転トルクを前記回転電機の回転トルクにより補助しつつ走行するパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能させることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記第一クラッチを係合して電気式トルクコンバータとして機能する状態からパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能する状態に切り替える際に、前記第一クラッチの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で前記第一クラッチの係合を行う同期切替が可能に構成されている。したがって、当該状態切替の際に、前記第一クラッチの係合による衝撃を非常に小さくすることができる。
また、前記第二遊星歯車装置の第一回転要素と前記入力軸との接続を選択的に行う第二クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、前記第二クラッチを係合解除することで、前記入力軸を前記第二遊星歯車装置から切り離すことができる。したがって、このハイブリッド駆動装置は、前記電気式トルクコンバータとして機能させる際に働くものと同じ前記回転電機を用いて、前記エンジンを停止した状態で前記回転電機の回転トルクのみにより走行する電気走行用の駆動装置として機能させることができる。
また、前記第一遊星歯車装置の第三回転要素の前記非回転部材への固定を選択的に行う第一ブレーキ、互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第二回転要素及び前記第二遊星歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定する第二ブレーキのいずれか一つ以上を備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、複数の変速段を有する構成とすることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記回転電機の回転トルクを用いず、前記入力軸（エンジン）の回転トルクのみにより走行するエンジン走行用の駆動装置として機能させることもできる。また、このハイブリッド駆動装置は、前記第二ブレーキを係合して電気式トルクコンバータとして機能する状態からエンジン走行用の駆動装置として機能する状態に切り替える際に、前記第二ブレーキの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で前記第二ブレーキの係合を行う同期切替が可能に構成されている。したがって、当該状態切替の際に、前記第二ブレーキの係合による衝撃を非常に小さくすることができる。
また、互いに接続されている前記第一遊星歯車装置の第二回転要素及び前記第二遊星歯車装置の第三回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三クラッチを備える構成、又は前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素と前記入力軸とを選択的に接続する第三クラッチを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動装置として機能させる際に、より多くの変速段を有する構成とすることができる。
また、前記第二遊星歯車装置は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要素との間に中間回転要素を備え、前記第二遊星歯車装置の前記中間回転要素を非回転部材に選択的に固定する第三ブレーキを備える構成とすると好適である。
このように構成すれば、このハイブリッド駆動装置をパラレル方式のハイブリッド駆動装置又は電気走行用の駆動装置として機能させる際に、より多くの変速段を有する構成とすることができる。
また、このハイブリッド駆動装置は、前記回転電機の回転トルクを用いず、前記入力軸（エンジン）の回転トルクのみにより走行するエンジン走行用の駆動装置として機能させることもできる。また、このハイブリッド駆動装置は、前記第三ブレーキを係合して電気式トルクコンバータとして機能する状態からエンジン走行用の駆動装置として機能する状態に切り替える際に、前記第三ブレーキの入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で前記第三ブレーキの係合を行う同期切替が可能に構成されている。したがって、当該状態切替の際に、前記第三ブレーキの係合による衝撃を非常に小さくすることができる。
１．第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。また、図２は、本実施形態に係るハイブリッド車用駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図である。なお、図２において、二重の実線は駆動力の伝達経路を示し、二重の破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は作動油の流れを示している。また、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示している。これらの図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪Ｗに接続された出力軸Ｏと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えている。そして、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としての駆動装置ケースＤｓ（以下、単に「ケースＤｓ」という。）内に収納されている。なお、このモータ・ジェネレータＭＧが本発明における「回転電機」に相当する。
１−１．ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成
図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに接続されている。ここで、エンジンＥとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸ＩはエンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体的に接続されている。なお、入力軸ＩがエンジンＥの出力回転軸との間にダンパやクラッチ等を介して接続された構成としても好適である。出力軸Ｏは、本実施形態では、外歯歯車Ｏｇと一体的に構成されており、この外歯歯車Ｏｇに係合する図示しないギヤ列や図２に示すディファレンシャル装置１７等を介して車輪Ｗに回転駆動力を伝達可能に接続されている。
モータ・ジェネレータＭＧは、ケースＤｓに固定されたステータＳｔと、このステータＳｔの径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏと、を有している。このモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏは、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１と一体回転するように接続されている。図２に示すように、モータ・ジェネレータＭＧは、インバータ１２を介して蓄電装置としてのバッテリ１１に電気的に接続されている。そして、モータ・ジェネレータＭＧは、電力の供給を受けて動力を発生するモータとしての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータとしての機能の両方を果すことが可能とされている。具体的には、モータ・ジェネレータＭＧは、エンジンＥによる入力軸Ｉの回転や車両の減速時の慣性力による出力軸Ｏの回転がキャリアｃａ１に伝達されて回転駆動されることにより発電を行い、バッテリ１１を充電する。また、モータ・ジェネレータＭＧは、車両の走行用の駆動力を補助する駆動モータとして機能する。
第一遊星歯車装置Ｐ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたダブルピ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、第一遊星歯車装置Ｐ１は、複数組のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ１及びリングギヤｒ１とを回転要素として有している。キャリアｃａ１は、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように接続されている。また、リングギヤｒ１は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｓに選択的に固定され、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。また、サンギヤｓ１は、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２と一体回転するように接続されている。これらのサンギヤｓ１及びｓ２は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定される。そして、この第一遊星歯車装置Ｐ１のギヤ比は、第一ブレーキＢ１によりリングギヤｒ１をケースＤｓに固定した状態で、サンギヤｓ１の回転速度の絶対値がキャリアｃａ１の回転速度の絶対値に対して減速されるように設定されている。本実施形態においては、これらのキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、及びサンギヤｓ１が、それぞれ本発明における第一遊星歯車装置Ｐ１の「第一回転要素（１）」、「第二回転要素（２）」、及び「第三回転要素（３）」に相当する。
第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピ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、第二遊星歯車装置Ｐ２は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ２及びリングギヤｒ２とを回転要素として有している。リングギヤｒ２は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１に選択的に接続され、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。すなわち、このリングギヤｒ２は、第二クラッチＣ２により入力軸Ｉの回転が選択的に伝達され、第一クラッチＣ１によりモータ・ジェネレータＭＧの回転が選択的に伝達される。また、キャリアｃａ２は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。また、サンギヤｓ２は、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１と一体回転するように接続されている。上記のとおり、このサンギヤｓ１及びｓ２は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定される。本実施形態においては、これらのリングギヤｒ２、キャリアｃａ２、及びサンギヤｓ２が、それぞれ本発明における第二遊星歯車装置Ｐ２の「第一回転要素（１）」、「第二回転要素（２）」、及び「第三回転要素（３）」に相当する。
上記のとおり、このハイブリッド駆動装置Ｈは、摩擦係合要素として、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三クラッチＣ３と、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２を備えている。これらの摩擦係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキを用いることができる。図２に示すように、これらの摩擦係合要素に供給される油圧は、制御装置ＥＣＵからの制御指令により動作する油圧制御装置１３により制御される。この油圧制御装置１３への作動油の供給は、エンジンＥの動作中は機械式オイルポンプ１４により行われ、エンジンＥの停止中は電動オイルポンプ１５により行われる。ここで、機械式オイルポンプ１４は、入力軸Ｉの回転駆動力により駆動される。また、電動オイルポンプ１５は、電動オイルポンプ用インバータ１６を介して供給されるバッテリ１１からの電力（供給経路は図示省略）により駆動される。なお、図２では、各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２は第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２に含まれることとして図示を省略している。
図３は、このハイブリッド駆動装置Ｈの各構成要素の接続状態をより簡略化して表した模式図である。この図では、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素を、回転速度の順に横方向に配置するとともに破線で接続して表し、これらの各回転要素に接続される構成要素を実線で接続して表している。この図に示すように、第一遊星歯車装置Ｐ１は、回転速度の順にキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１を有している。また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、回転速度の順にリングギヤｒ２、キャリアｃａ２、サンギヤｓ２を有している。ここで、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１と第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２とが一体回転するように接続されている。
そして、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１は、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように接続されているとともに、第一クラッチＣ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に選択的に接続可能とされている。第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｓに選択的に固定可能とされているとともに、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に接続可能とされている。第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１に選択的に接続可能とされているとともに、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続可能とされている。第二遊星歯車装置のキャリアｃａ２は出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。そして、互いに接続されている第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定可能とされている。
１−２．ハイブリッド駆動装置Ｈの制御システムの構成
また、図２に示すように、制御装置ＥＣＵは、車両の各部に設けられたセンサＳｅ１〜Ｓｅ６で取得される情報を用いて、エンジンＥ、モータ・ジェネレータＭＧ、油圧制御装置１３を介して第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各摩擦係合要素、並びに電動オイルポンプ１５等の動作制御を行う。これらのセンサとして、本例では、エンジン回転速度センサＳｅ１、モータ・ジェネレータ回転速度センサＳｅ２、バッテリ状態検出センサＳｅ３、車速センサＳｅ４、アクセル操作検出センサＳｅ５、及びブレーキ操作検出センサＳｅ６が設けられている。
ここで、エンジン回転速度センサＳｅ１は、エンジンＥの出力回転軸の回転速度を検出するためのセンサである。モータ・ジェネレータ回転速度センサＳｅ２は、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏの回転速度を検出するためのセンサである。バッテリ状態検出センサＳｅ３は、バッテリ１１の充電量等の状態を検出するためのセンサである。車速センサＳｅ４は、車速を検出するために出力軸Ｏの回転速度を検出するためのセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ５は、アクセルペダル１８の操作量を検出するためのセンサである。ブレーキ操作検出センサＳｅ６は、図示しないホイールブレーキに連動するブレーキペダル１９の操作量を検出するためのセンサである。
また、制御装置ＥＣＵは、エンジン制御手段３１、モータ・ジェネレータ制御手段３２、バッテリ状態検出手段３３、モータ・ジェネレータ回転検出手段３４、車速検出手段３５、切替制御手段３６、モード・変速段選択手段３７、電動オイルポンプ制御手段３８、エンジン回転検出手段３９、要求駆動力検出手段４０、及びエンジン停止条件判定手段４１を備えている。制御装置ＥＣＵにおけるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。
エンジン制御手段３１は、エンジンＥの動作開始、停止、回転速度制御、出力トルク制御等の動作制御を行う。モータ・ジェネレータ制御手段３２は、インバータ１２を介して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度制御、回転トルク制御等の動作制御を行う。バッテリ状態検出手段３３は、バッテリ状態検出センサＳｅ３の出力に基づいて、バッテリ１１の充電量等の状態を検出する。モータ・ジェネレータ回転検出手段３４は、モータ・ジェネレータ回転速度センサＳｅ２の出力に基づいて、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を検出する。車速検出手段３５は、車速センサＳｅ４からの出力に基づいて車速を検出する。切替制御手段３６は、モード・変速段選択手段３７により選択された動作モード及び変速段に従い、油圧制御装置１３の動作を制御することにより、ハイブリッド駆動装置Ｈの各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の係合又は係合解除を行い、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モード及び変速段を切り替える制御を行う。
モード・変速段選択手段３７は、図６に示すような制御マップに従って、動作モード及び変速段の選択を行う。図６は、車両の速度（車速）及び要求駆動力と電気式トルクコンバータモード及びパラレルモードの各変速段の受け持ち範囲との関係を規定した制御マップの一例を示す図である。この図において横軸は車速であり、縦軸は要求駆動力である。モード・変速段選択手段３７は、車速及び要求駆動力に応じて、この制御マップに従い適切な動作モード及び変速段の選択を行う。具体的には、モード・変速段選択手段３７は、車速の情報を車速検出手段３５から取得する。また、モード・変速段選択手段３７は、要求駆動力の情報を要求駆動力検出手段４０から取得する。そして、モード・変速段選択手段３７は、図４に示す制御マップに従って、取得された車速及び要求駆動力に応じて規定された動作モード及び変速段を選択する。具体的には、モード・変速段選択手段３７は、車両の発進加速中や車速が非常に低い状態では電気式トルクコンバータモードが選択する。また、それ以外の状態では、モード・変速段選択手段３７は、車速及び要求駆動力等に応じて、パラレルモード又は電気走行モードの各変速段を選択する。なお、電気走行モードは、エンジン停止条件判定手段４１によりエンジン停止条件を満たすと判定された場合に選択される。
電動オイルポンプ制御手段３８は、電動オイルポンプ用インバータ１６を介して電動オイルポンプ１５の動作制御を行う。エンジン回転検出手段３９は、エンジン回転速度センサＳｅ１からの出力に基づいて、エンジンＥの出力回転軸の回転速度を検出する。要求駆動力検出手段４０は、アクセル操作検出センサＳｅ５及びブレーキ操作検出センサＳｅ６からの出力に基づいて、運転者による要求駆動力を演算して取得する。エンジン停止条件判定手段４１は、エンジン停止条件を満たすか否かの判定を行う。ここで、エンジン停止条件は、例えば、車速、要求駆動力、バッテリ１１の充電量、冷却水温度、潤滑油温度、排気触媒温度、エンジン始動からの経過時間等の各種条件の組み合わせにより、エンジンＥを停止することが適切な状態を表すものとして規定されている。
１−３．ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図４は、複数の動作モード及び各動作モードが備える１又は２以上の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図において、「○」は各摩擦係合要素が係合状態にあることを示している。一方、「無印」は、各摩擦係合要素が係合解除状態にあること示している。また、図５は、切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図である。なお、この図における白抜き矢印は同期切替が可能な関係を示している。図６は、上記のとおり、モード・変速段選択手段３７において動作モード及び変速段の選択を行うために用いる制御マップの一例を示す図である。
そして、図７及び図８は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の速度線図を示しており、図７は、電気式トルクコンバータモードでの速度線図、図８は、パラレルモードでの速度線図を示している。なお、図８の「１ｓｔ」及び「２ｎｄ」は、電気走行モードでの速度線図と共通となる。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「０」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正、下側が負である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｃａ１」、「ｒ１」、「ｓ１」はそれぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１に対応し、「ｒ２」、「ｃａ２」、「ｓ２」はそれぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２、キャリアｃａ２、サンギヤｓ２に対応している。また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比に対応している。そして、図７においては、直線Ｌ１が第一遊星歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、直線Ｌ２が第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。また、図８においては、各直線が各変速段における第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。なお、これらの速度線図上において、「○」はモータ・ジェネレータＭＧの回転速度、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「×」はブレーキをそれぞれ示している。
なお、これらの図４〜図８において、「１ｓｔ」、「２ｎｄ」は、パラレルモード及び電気走行モードの前進１速段、前進２速段をそれぞれ示している。また、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」はパラレルモードの前進３速段、前進４速段をそれぞれ示している。
これらの図４〜図８に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、一つのモータ・ジェネレータＭＧを用いて、「電気式トルクコンバータモード」、「パラレルモード」、「電気走行モード」の３つの動作モードを切替可能に構成されている。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは４段の変速段を有し、電気走行モードでは２段の変速段を有している。そして、これらの動作モード及び各動作モード内での変速段の切り替えは、図６に示す制御マップに従って制御装置ＥＣＵのモード・変速段選択手段３７により動作モード及び変速段の選択を行い、その選択結果に従って切替制御手段３６からの制御指令により油圧制御装置１３を制御して各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２を係合又は係合解除することにより行われる。なお、この際、制御装置ＥＣＵは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及び回転トルクの制御、エンジンＥの回転速度及び回転トルクの制御等も行う。以下、各動作モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。
１−４．電気式トルクコンバータモード
電気式トルクコンバータモードは、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクを利用して入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクを増幅して出力しつつ車両を発進させることが可能なモードである。この電気式トルクコンバータモードでは、図４に示すように、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１はケースＤｓに固定され、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２は入力軸Ｉと一体回転するように接続される。
このとき、第一遊星歯車装置Ｐ１は、図７にＬ１として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ１の回転速度がゼロになる。したがって、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように接続されているキャリアｃａ１の回転に対してサンギヤｓ１は逆回転する。ここでは、モータ・ジェネレータＭＧは入力軸Ｉ（エンジンＥ）と同じく正回転（回転速度が正）しているので、サンギヤｓ１は負回転（回転速度が負）となる。またこの際、第一遊星歯車装置Ｐ１のギヤ比λ１（サンギヤｓ１とリングギヤｒ１との歯数比＝〔サンギヤｓ１の歯数〕／〔リングギヤｒ１の歯数〕）は、サンギヤｓ１の回転速度の絶対値がキャリアｃａ１の回転速度の絶対値に対して減速されるように設定している。すなわち、本実施形態では第一遊星歯車装置Ｐ１はダブルピニオン型であるので、ギヤ比λ１の関係は図７の下部に示すようになる。したがって、サンギヤｓ１の回転速度の絶対値がキャリアｃａ１の回転速度の絶対値に対して減速されるようにするためには、ギヤ比λ１を０．５より大きく設定すればよい。なお、このギヤ比λ１は、例えば０．５５〜０．６５程度に設定するとより好適である。ここで、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１と第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２とは一体回転するように接続されている。したがって、第一遊星歯車装置Ｐ１は、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に伝達する。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１による変速比に応じて増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に伝達される。具体的には、この第一遊星歯車装置Ｐ１では、キャリアｃａ１（モータ・ジェネレータＭＧ）の回転トルク：リングギヤｒ１の回転トルク：サンギヤｓ１の回転トルク＝（１−λ１）：１：λ１という関係が成立する。したがって、例えば第一遊星歯車装置Ｐ１のギヤ比λ１が約０．６の場合、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクの約１．５倍の回転トルクがサンギヤｓ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に伝達される。
また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、図７にＬ２として示すように、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ２が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で一方側となるリングギヤｒ２が入力軸Ｉと一体回転する。そして、回転速度の順で他方側となるサンギヤｓ２に、上記のように第一遊星歯車装置Ｐ１で減速されたモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。したがって、第二遊星歯車装置Ｐ２は、減速後のモータ・ジェネレータＭＧの回転と、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転とを合成して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２では、第一遊星歯車装置Ｐ１を介してサンギヤｓ２に伝達されるモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが、リングギヤｒ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力となることで、これらの回転トルクが合成されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１と一体回転するサンギヤｓ２は負回転であり、エンジンＥ及び入力軸Ｉと一体回転するリングギヤｒ２は正回転であるので、回転速度の順でこれらの中間にあるキャリアｃａ２の回転速度の絶対値は、リングギヤｒ２の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する。これにより、入力軸Ｉの回転トルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、本実施形態では第二遊星歯車装置Ｐ２はシングルピニオン型であるので、図７の下部に示すように、第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比（サンギヤｓ２とリングギヤｒ２との歯数比＝〔サンギヤｓ２の歯数〕／〔リングギヤｒ２の歯数〕）をλ２とした場合、リングギヤｒ２（入力軸Ｉ）の回転トルク：キャリアｃａ２（出力軸Ｏ）の回転トルク：サンギヤｓ２の回転トルク＝１：（１＋λ２）：λ２という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ２＝０．３３程度の場合、リングギヤｒ２（入力軸Ｉ）の回転トルクの約１／３倍の回転トルクをサンギヤｓ２（増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルク）が分担することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの約１．３３倍の回転トルクが出力軸Ｏに伝達される。なお、このギヤ比λ２は、エンジンＥ及びモータ・ジェネレータＭＧの特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。
そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、以下のように動作することで、電気式トルクコンバータとして機能する。すなわち、車両の発進時には、正回転しているモータ・ジェネレータＭＧに発電を行わせて負方向の回転トルクを次第に増大させることで、負回転している第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の正方向の回転トルクを次第に増大させて反力を大きくし、このサンギヤｓ２の回転速度を上昇（負方向の回転速度の絶対値を減少）させる。これにより、出力軸Ｏに接続されている第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２の回転速度を次第に増加させて車両を滑らかに発進させることができる。この際、出力軸Ｏには、エンジントルクの約（１＋λ２）倍の出力トルクを伝達することができる。また、この際、第一遊星歯車装置Ｐ１により増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが反力となるので、比較的出力トルクが小さいモータ・ジェネレータＭＧを使用した場合であっても、十分な反力トルクを得ることができる。なお、図７の各回転要素の横に示す上方向又は下方向の矢印は、このような発進時における各回転要素の回転トルクの方向を示している。
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、図５に示すように、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進１速段へのモード切替に際して、第一クラッチＣ１の入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で第一クラッチＣ１の係合を行う同期切替が可能に構成されている。具体的には、図１に示すように、本実施形態では、入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体回転する第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２と、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転する第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１とが、第一クラッチＣ１の入力側回転部材及び出力側回転部材に相当する。そして、電気式トルクコンバータモードにおいて、図７に示す状態から更にモータ・ジェネレータＭＧの負方向の回転トルクを次第に増大させて回転速度を低下させることにより、図８の速度線図の前進１速段の状態を表す直線に示すように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度と入力軸Ｉの回転速度とが一致した状態とすることができる。この状態では、第一クラッチＣ１の入力側回転部材及び出力側回転部材となる、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２の回転速度と第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１の回転速度とが一致しているので、衝撃等を発生させることなく第一クラッチＣ１を係合することができる。そして、図４に示すように、第一クラッチＣ１を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進１速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期切替を実現できる。なお、このように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度と入力軸Ｉの回転速度とが一致する状態は、電気式トルクコンバータモードでの走行時に、出力軸Ｏの回転速度を増加させる過程で実現される。すなわち、車両の発進加速中に、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進１速段への同期切替を行うことができるので、このモード切替に際して、第一クラッチＣ１の係合に伴う衝撃を発生させることなく、滑らかな切り替えを行うことができる。
１−５．パラレルモード
パラレルモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクとモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクの双方を出力軸Ｏに伝達して走行することが可能なモードである。本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成される複数の変速段に加えて、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を増速して出力軸Ｏに伝達するとともに、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する増速変速段を有している。具体的には、このハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進１速段及び前進２速段、同じく入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成され、入力軸Ｉの回転速度を同速で出力軸Ｏに伝達する直結段としての前進３速段、並びに入力軸Ｉの回転速度の絶対値を増速して出力軸Ｏに伝達するとともに、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する増速変速段としての前進４速段を有している。以下、各変速段でのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について説明する。
図４に示すように、前進１速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。図５に示すとおり、この前進１速段は、電気式トルクコンバータモード、並びにパラレルモードの前進２速段及び前進３速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進１速段は、電気式トルクコンバータモードから第一クラッチＣ１を係合することにより実現される。上記のとおり、この電気式トルクコンバータモードから前進１速段への切り替えは同期切替により行うことが可能となっている。また、前進１速段は、前進２速段から第二ブレーキＢ２を係合解除し、第一ブレーキＢ１を係合することにより実現される。また、前進１速段は、前進３速段から第三クラッチＣ３を係合解除し、第一ブレーキＢ１を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進１速段から第二クラッチＣ２を係合解除することにより、電気走行モードの前進１速段が実現される。
そして、図１及び図８に示すように、前進１速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。パラレルモードの複数の変速段の中では、この前進１速段の変速比が最も大きくなるように設定されている。
図４に示すように、前進２速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。図５に示すとおり、この前進２速段は、パラレルモードの前進１速段、前進３速段、及び前進４速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進２速段は、前進１速段から第一ブレーキＢ１を係合解除し、第二ブレーキＢ２を係合することにより実現される。また、前進２速段は、前進３速段から第三クラッチＣ３を係合解除し、第二ブレーキＢ２を係合することにより実現される。また、前進２速段は、前進４速段から第三クラッチＣ３を係合解除し、第二クラッチＣ２を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進２速段から第二クラッチＣ２を係合解除することにより、電気走行モードの前進２速段が実現される。
そして、図１及び図８に示すように、前進２速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この前進２速段の変速比は、前進１速段の変速比より小さくなるように設定されている。
図４に示すように、前進３速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。図５に示すとおり、この前進３速段は、パラレルモードの前進１速段、前進２速段、及び前進４速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進３速段は、前進１速段から第一ブレーキＢ１を係合解除し、第三クラッチＣ３を係合することにより実現される。また、前進３速段は、前進２速段から第二ブレーキＢ２を係合解除し、第三クラッチＣ３を係合することにより実現される。また、前進３速段は、前進４速段から第二ブレーキＢ２を係合解除し、第二クラッチＣ２を係合することにより実現される。なお、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっているが、本例では、このパラレルモードの前進３速段からは直接的には電気走行モードに切り替えることはできない。これは、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈが、入力軸Ｉ（エンジンＥ）を切り離した状態で変速比が１の変速段を実現できない構成となっていることによるものである。したがって、パラレルモードの前進３速段から電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進２速段又は前進４速段に切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。この制御処理については、後の「１−６．特殊な制御処理」においてフローチャートを用いて詳細に説明する。
そして、図１及び図８に示すように、前進３速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチＣ３が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２は、全体が一体回転する直結状態となり、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が同速のまま出力軸Ｏに伝達され出力される。したがって、この前進３速段の変速比は１となる。
図４に示すように、前進４速段では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。図５に示すとおり、この前進４速段は、パラレルモードの前進２速段、及び前進３速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進４速段は、前進２速段から第二クラッチＣ２を係合解除し、第三クラッチＣ３を係合することにより実現される。また、前進４速段は、前進３速段から第二クラッチＣ２を係合解除し、第二ブレーキＢ２を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進４速段から第三クラッチＣ３を係合解除することにより、電気走行モードの前進２速段が実現される。
そして、図１及び図８に示すように、前進４速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２にモータ・ジェネレータＭＧが直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチＣ３及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１を介して入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の絶対値が増速して第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１に伝達され、モータ・ジェネレータＭＧの回転と共に第一クラッチＣ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達される。そして、第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この際、入力軸Ｉの回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達されるように、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比が設定されている。したがって、この前進４速段の変速比は１未満となる。
１−６．電気走行モード
電気走行モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）を出力軸Ｏから切り離し、モータ・ジェネレータＭＧの回転を出力軸Ｏに伝達して走行することが可能なモードである。本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気走行モードでは、複数の変速段、具体的には、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する減速変速段としての前進１速段及び前進２速段を有している。これらの電気走行モードの前進１速段及び前進２速段は、第二クラッチＣ２が係合解除状態とされることにより、入力軸Ｉが第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２から切り離されていること以外は、上記パラレルモードの前進１速段及び前進２速段と同じである。
そして、上記のとおり、電気走行モードの前進１速段は、パラレルモードの前進１速段から第二クラッチＣ２を係合解除することにより実現される。また、電気走行モードの前進２速段は、パラレルモードの前進２速段から第二クラッチＣ２を係合解除し、又はパラレルモードの前進４速段から第三クラッチＣ３を係合解除することにより実現される。また、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２のいずれかを係合することにより、電気走行モードの前進１速段と前進２速段とを切り替えることができる。
１−７．特殊な制御処理
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈが、パラレルモードの前進３速段（変速比が１の変速段）からは直接的に電気走行モードに切り替えることはできないことに伴って必要となる特殊な制御処理について説明する。図９は、この制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、概略的には、パラレルモードの前進３速段から電気走行モードに切り替える際には、所定の条件に従ってパラレルモードのまま他の変速段、ここでは前進２速段又は前進４速段に切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御処理である。この制御処理は、制御装置ＥＣＵが車両の各部からの情報に基づいて判断を行い、油圧制御装置１３等のハイブリッド駆動装置Ｈの各部に命令信号を出力することにより行われる。以下、詳細に説明する。
まず、制御装置ＥＣＵは、ハイブリッド駆動装置Ｈの現在の状態がパラレルモードの前進３速段であるか否かを判断する（ステップ＃０１）。現在の状態がパラレルモードの前進３速段でない場合には（ステップ＃０１：Ｎｏ）、この制御処理を行う必要がないので、処理は終了する。そして、現在の状態がパラレルモードの前進３速段である場合には（ステップ＃０１：Ｙｅｓ）、次に、制御装置ＥＣＵは、エンジン停止条件判定手段４１によりエンジン停止条件を満足するか否かを判断する（ステップ＃０２）。そして、エンジン停止条件を満足する場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、次に、制御装置ＥＣＵは、車速検出手段３５により検出された車速が所定値以上であるか否かを判断する（ステップ＃０３）。ここで判断基準となる所定値は、例えば、パラレルモードの前進２速段が通常受け持つ車速と前進４速段が通常受け持つ車速との中間の車速とすることができる。
そして、車速が所定値以上である場合には（ステップ＃０３：Ｙｅｓ）、制御装置ＥＣＵは、切替制御手段３６により油圧制御装置１３を動作させ、ハイブリッド駆動装置Ｈをパラレルモードの前進４速段にシフトアップする（ステップ＃０４）。その後、制御装置ＥＣＵは、切替制御手段３６により油圧制御装置１３を動作させ、第三クラッチＣ３を係合解除する（ステップ＃０５）。これにより、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気走行モードの前進２速段に切り替えられる。一方、車速が所定値未満である場合には（ステップ＃０３：Ｎｏ）、制御装置ＥＣＵは、切替制御手段３６により油圧制御装置１３を動作させ、ハイブリッド駆動装置Ｈをパラレルモードの前進２速段にシフトダウンする（ステップ＃０６）。その後、制御装置ＥＣＵは、切替制御手段３６により油圧制御装置１３を動作させ、第二クラッチＣ２を係合解除する（ステップ＃０７）。これにより、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気走行モードの前進２速段に切り替えられる。その後、制御装置ＥＣＵは、エンジン制御手段３１によりエンジンＥを停止させる（ステップ＃０８）。以上で処理は終了する。
一方、上記エンジン停止条件を満足しない場合には（ステップ＃０２：Ｎｏ）、制御装置ＥＣＵは、要求駆動力がゼロ未満、すなわち減速要求があるか否かを判断する（ステップ＃０９）。この要求駆動力がゼロ未満であるか否かの判断は、要求駆動力検出手段４０により、例えば、車両のアクセルペダルが操作されていない状態、及びブレーキペダルが操作されている状態の一方又は双方に基づいて行うことができる。そして、要求駆動力がゼロ以上である場合には（ステップ＃０９：Ｎｏ）、減速は必要ない状態であって、パラレルモードの前進３速段でそのまま走行すればよいので、処理は終了する。
一方、要求駆動力がゼロ未満である場合には（ステップ＃０９：Ｙｅｓ）、制御装置ＥＣＵは、バッテリ状態検出手段３３により、バッテリ１１の充電量が所定値以上であるか否かを判断する（ステップ＃１０）。ここで、判断基準となるバッテリ充電量は、例えば、バッテリ１１がほとんど充電する必要がない状態にあるときの充電量、すなわち、バッテリ１１の使用範囲における充電量の上限値付近に設定すると好適である。そして、バッテリ１１の充電量が所定値以上である場合には（ステップ＃１０：Ｙｅｓ）、パラレルモードの前進３速段のまま、制御装置ＥＣＵは、エンジン制御手段３１によりエンジンＥを停止させる（ステップ＃０８）。これにより、入力軸Ｉ及びエンジンＥを出力軸Ｏに接続したままの状態で、車輪から出力軸Ｏを介して伝達される回転トルクにより停止したエンジンＥを回転させながら回生制動を行い、バッテリ１１を充電する。なお、このときのエネルギーの回収効率は、停止しているエンジンＥを回転させる分だけ悪くなるが、バッテリ１１の充電量が所定値以上であるので、それで十分であることからこのような制御を行う。一方、バッテリ１１の充電量が所定値未満である場合には（ステップ＃１０：Ｎｏ）、ステップ＃０３へ進み、車速に応じてシフトアップ又はシフトダウンを行った後、入力軸Ｉ（エンジンＥ）を出力軸Ｏから切り離し、エンジンＥを停止させる（ステップ＃０８）。これにより、入力軸Ｉ及びエンジンＥを出力軸Ｏから切り離した状態で回生制動を行い、高い効率でエネルギーを回収してバッテリ１１を充電することができる。以上で処理は終了する。
２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈと類似の構成であるが、パラレルモード及び電気走行モードを更に多段化した構成となっており、パラレルモードで後進段を含めて７段の変速段を有し、電気走行モードで３段の変速段を有している。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成は図２と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構成についても、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
２−１．ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成
図１０は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈも、上記第一の実施形態と同様に、エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２参照）に接続された出力軸Ｏと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えている。そして、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としてのケースＤｓ内に収納されている。但し、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一遊星歯車装置Ｐ１の構成は、上記第一の実施形態と同様であるが、第二遊星歯車装置Ｐ２が４つの回転要素を有する構成となっており、この点が上記第一の実施形態とは異なっている。また、それに伴って摩擦係合要素の数も上記第一の実施形態よりも多くなっている。
本実施形態に係る第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたラビニョ型の遊星歯車装置により構成されている。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第一サンギヤｓ２及び第二サンギヤｓ３の２つのサンギヤと、リングギヤｒ２と、第一サンギヤｓ２及びリングギヤｒ２の双方に噛み合うロングピニオンギヤ並びにこのロングピニオンギヤ及び第二サンギヤｓ３に噛み合うショートピニオンギヤを支持する共通のキャリアｃａ２とを回転要素として有している。リングギヤｒ２は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。また、第一サンギヤｓ２は、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１と一体回転するように接続されている。これらのサンギヤｓ１及びｓ２は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定される。また、第二サンギヤｓ３は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１に選択的に接続され、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。すなわち、この第二サンギヤｓ３は、第二クラッチＣ２により入力軸Ｉの回転が選択的に伝達され、第一クラッチＣ１によりモータ・ジェネレータＭＧの回転が選択的に伝達される。また、キャリアｃａ２は、第三ブレーキＢ３を介してケースＤｓに選択的に固定され、第四クラッチＣ４を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。本実施形態においては、第二サンギヤｓ３、リングギヤｒ２、及び第一サンギヤｓ２が、それぞれ本発明における第二遊星歯車装置Ｐ２の「第一回転要素（１）」、「第二回転要素（２）」、及び「第三回転要素（３）」に相当する。また、キャリアｃａ２が、本発明における第二遊星歯車装置Ｐ２の「中間回転要素（ｍ）」に相当する。
なお、第四クラッチＣ４及び第三ブレーキＢ３については、上記第一の実施形態に係る各摩擦係合要素と同様に、油圧制御装置１３を介して供給される油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキを用いることができる。
２−２．ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図１１は、複数の動作モード及び各動作モードが備える１又は２以上の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動状態を示す作動表である。また、図１２及び図１３は、上記第一の実施形態に関する図７及び図８にそれぞれ対応している。すなわち、これらの図は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の速度線図を示しており、図１２は、電気式トルクコンバータモードでの速度線図、図１３は、パラレルモードでの速度線図を示している。なお、図１３の「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、及び「３ｒｄ」は、電気走行モードでの速度線図と共通となる。これらの速度線図においても図７及び図８と同様に、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｃａ１」、「ｒ１」、「ｓ１」はそれぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１に対応し、「ｓ３」、「ｒ２」、「ｃａ２」、「ｓ２」はそれぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２、第一サンギヤｓ２に対応している。そして、図１２においては、直線Ｌ１が第一遊星歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、直線Ｌ２が第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。また、図１３においては、各直線が各変速段における第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。
なお、これらの図１１〜図１３において、「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」は、パラレルモード及び電気走行モードの前進１速段、前進２速段、前進３速段をそれぞれ示している。また、「４ｔｈ」、「５ｔｈ」、「６ｔｈ」、「ＲＥＶ」はパラレルモードの前進４速段、前進５速段、前進６速段、後進段をそれぞれ示している。
これらの図１１〜図１３に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈが、一つのモータ・ジェネレータＭＧを用いて、「電気式トルクコンバータモード」、「パラレルモード」、及び「電気走行モード」の３つの動作モードを切替可能に構成されている点は上記第一の実施形態と同様である。一方、このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態よりも多くの変速段を有しており、具体的には、パラレルモードでは後進段を含めて７段の変速段を有し、電気走行モードでは３段の変速段を有している。以下、各動作モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。
２−３．電気式トルクコンバータモード
本実施形態においても、電気式トルクコンバータモードでは、図１１に示すように、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１はケースＤｓに固定され、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３は入力軸Ｉと一体回転するように接続される。そして、上記第一の実施形態と同様に、第一遊星歯車装置Ｐ１のギヤ比λ１（サンギヤｓ１とリングギヤｒ１との歯数比＝〔サンギヤｓ１の歯数〕／〔リングギヤｒ１の歯数〕）は、サンギヤｓ１の回転速度の絶対値がキャリアｃａ１の回転速度の絶対値に対して減速されるように設定している。したがって、第一遊星歯車装置Ｐ１は、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に伝達する。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１による変速比に応じて増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に伝達される。
また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、図１２にＬ２として示すように、回転速度の順で２番目となるリングギヤｒ２が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で１番目となる第二サンギヤｓ３が入力軸Ｉと一体回転する。そして、回転速度の順で４番目となる第一サンギヤｓ２に、第一遊星歯車装置Ｐ１で減速されたモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。このモードでは、回転速度の順で３番目となるキャリアｃａ２は自由に回転可能な状態となっている。なお、「回転速度の順」は、ここでは、基本的には高速側から低速側に向かう順であり、パラレルモードの後進段では低速側から高速側に向かう順としている。このように構成されることにより、第二遊星歯車装置Ｐ２は、減速後のモータ・ジェネレータＭＧの回転と、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転とを合成して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２では、第一遊星歯車装置Ｐ１を介して第一サンギヤｓ２に伝達されるモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが、第二サンギヤｓ３に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力となることで、これらの回転トルクが合成されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一サンギヤｓ２は負回転であり、エンジンＥ及び入力軸Ｉと一体回転する第二サンギヤｓ３は正回転であるので、回転速度の順でこれらの中間にあるリングギヤｒ２の回転速度の絶対値は、第二サンギヤｓ３の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、上記第一の実施形態と同様に、第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する。これにより、入力軸Ｉの回転トルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態と同様に動作することで、電気式トルクコンバータとして機能する。また、このハイブリッド駆動装置Ｈでも、上記第一の実施形態と同様に動作することで、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進１速段へのモード切替に際して、第一クラッチＣ１の入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で第一クラッチＣ１の係合を行う同期切替が可能に構成されている。
２−４．パラレルモード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進１速段、前進２速段、及び前進３速段、同じく入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成され、入力軸Ｉの回転速度を同速で出力軸Ｏに伝達する直結段としての前進４速段、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を増速して出力軸Ｏに伝達するとともに、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する増速変速段としての前進５速段、及び前進６速段、並びに後進段を有している。以下、各変速段でのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について説明する。
図１１に示すように、前進１速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、前進１速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。パラレルモードの複数の変速段の中では、この前進１速段の変速比が最も大きくなるように設定されている。
図１１に示すように、前進２速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、前進２速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第三ブレーキＢ３が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この前進２速段の変速比は、前進１速段の変速比より小さくなるように設定されている。
図１１に示すように、前進３速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、前進３速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この前進３速段の変速比は、前進２速段の変速比より小さくなるように設定されている。
図１１に示すように、前進４速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、前進４速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチＣ３が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２は、全体が一体回転する直結状態となり、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が同速のまま出力軸Ｏに伝達され出力される。したがって、この前進４速段の変速比は１となる。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈも、上記第一の実施形態と同様に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）を切り離した状態で変速比が１の変速段を実現できない構成となっており、パラレルモードの前進４速段から直接的に電気走行モードに切り替えることはできない。したがって、上記第一の実施形態に係る「１−６．特殊な制御処理」において説明した制御処理と同様に、パラレルモードの前進４速段から電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進３速段又は前進５速段に切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。
図１１に示すように、前進５速段では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、前進５速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３にモータ・ジェネレータＭＧが直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチＣ３及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の絶対値が増速して第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１に伝達され、モータ・ジェネレータＭＧの回転と共に第一クラッチＣ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に伝達される。そして、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この際、入力軸Ｉの回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達されるように、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比が設定されている。したがって、この前進５速段の変速比は１未満となる。
図１１に示すように、前進６速段では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、前進６速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３にモータ・ジェネレータＭＧが直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチＣ３及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされることで、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の絶対値が増速して第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａに伝達され、モータ・ジェネレータＭＧの回転と共に第一クラッチＣ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に伝達される。そして、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この際、入力軸Ｉの回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達されるように、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比が設定されている。また、この前進６速段の変速比は、前進５速段の変速比よりも小さくなるように設定されている。
図１１に示すように、後進段では、第一クラッチＣ１、第四クラッチＣ４、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。そして、図１０及び図１３に示すように、後進段では、第四クラッチＣ４が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２の回転が逆転してリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この際、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１及びモータ・ジェネレータＭＧも逆回転することになる。
２−５．電気走行モード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気走行モードでは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する減速変速段としての前進１速段、前進２速段、及び前進３速段を有している。これらの電気走行モードの前進１速段、前進２速段、及び前進３速段は、第二クラッチＣ２が係合解除状態とされることにより、入力軸Ｉが第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３から切り離されていること以外は、上記パラレルモードの前進１速段、前進２速段、及び前進３速段と同じである。
２−６．その他の構成
本実施形態においては、第二遊星歯車装置Ｐ２の回転要素を４つにすることにより、パラレルモード及び電気走行モードにおいて上記第一の実施形態よりも多くの変速段を実現することができる構成について説明した。このようにパラレルモード及び電気走行モードが有する変速段を上記第一の実施形態よりも多段化するための構成は、上記図１０〜図１３に記載された構成に限られない。そこで、第一遊星歯車装置Ｐ１又は第二遊星歯車装置Ｐ２のいずれかの回転要素を４つにすることにより、上記第一の実施形態よりも多段化することが可能な構成のその他の例について、図１４〜図１９に示す電気式トルクコンバータモードでの速度線図を用いて以下に説明する。なお、これらの速度線図上においても、「○」はモータ・ジェネレータＭＧの回転速度、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「×」はブレーキをそれぞれ示している。
ここで、図１４〜図１６は、第一遊星歯車装置Ｐ１が３つの回転要素を有し、第二遊星歯車装置Ｐ２が４つの回転要素を有する例を示しており、図１７〜図１９は、第一遊星歯車装置Ｐ１が４つの回転要素を有し、第二遊星歯車装置Ｐ２が３つの回転要素を有する例を示している。但し、これらの全ての例において、以下の点が共通している。すなわち、第一遊星歯車装置Ｐ１は、第一回転要素（１）にモータ・ジェネレータＭＧが接続され、第二回転要素（２）がブレーキによりケースＤｓに固定され、その状態で第三回転要素（３）の回転速度の絶対値が第一回転要素（１）の回転速度の絶対値に対して減速されるようにギヤ比が設定されている。また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第一回転要素（１）に入力軸Ｉが接続され、第二回転要素（２）に出力軸Ｏが接続され、第三回転要素（３）に第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）が接続されている。なお、これらの速度線図における、各回転要素に対応する縦線の配置は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比の設定により定まる。また、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素の具体的構成は、各例で必要とされる回転要素の数を実現可能な各種の構成を適用することができる。
図１４に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「ａ１」、「ｂ１」、「ｃ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの下段に、回転速度の順に配置された「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」、「Ｄ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、中間回転要素（ｍ）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図１４に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。
なお、これと同じように表現すると、図１２に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。したがって、図１４に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線と第二遊星歯車装置Ｐ２の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線の配置、すなわち回転速度の高速側から低速側に向かって３番目の縦線と４番目の縦線の配置が入れ替わっている点で、図１２に示す例と異なっている。
図１５に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「ａ１」、「ｂ１」、「ｃ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの下段に、回転速度の順に配置された「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」、「Ｄ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、中間回転要素（ｍ）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図１５に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図１５に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線と第二遊星歯車装置Ｐ２の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線の位置が一致している点で、図１２に示す例と異なっている。
図１６に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「ａ１」、「ｂ１」、「ｃ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの下段に、回転速度の順に配置された「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。なお、「Ｄ２」は、回転速度の順で第三回転要素（３）の次になるので、ここでは第四回転要素（４）とする。そして、この図１６に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第四回転要素（４）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図１６に示す例は、第二遊星歯車装置Ｐ２が中間回転要素（ｍ）に代えて、回転速度の順で第三回転要素（３）の次の第四回転要素（４）を有している点で、図１２に示す例と異なっている。
図１７に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、中間回転要素（ｍ）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの下段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図１７に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図１７に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線と第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線との間に配置されている点で、図１２に示す例と異なっている。
図１８に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、中間回転要素（ｍ）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの下段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図１８に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図１８に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線と第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線との間に配置されている点で、図１２に示す例と異なっている。
図１９に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、中間回転要素（ｍ）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの下段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図１９に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、回転速度の高速側から低速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図１９に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線と一致するように配置されている点で、図１２に示す例と異なっている。
３．第三の実施形態
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一遊星歯車装置Ｐ１の「第二回転要素（２）」であるキャリアｃａ１と第二遊星歯車装置Ｐ２の「第三回転要素（３）」であるキャリアｃａ２とが一体回転するように接続され、第一遊星歯車装置Ｐ１の「第三回転要素（３）」であるリングギヤｒ１が第一ブレーキＢ１によりケースＤｓに選択的に固定される構成となっている。この点で、上記第一の実施形態の構成、すなわち、第一遊星歯車装置Ｐ１の「第三回転要素（３）（サンギヤｓ１）」と第二遊星歯車装置Ｐ２の「第三回転要素（３）（サンギヤｓ２）」とが一体回転するように接続され、第一遊星歯車装置Ｐ１の「第二回転要素（２）（リングギヤｒ１）」が第一ブレーキＢ１によりケースＤｓに選択的に固定される構成と異なっている。
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一遊星歯車装置Ｐ１がシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、第二遊星歯車装置Ｐ２がダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている点でも上記第一の実施形態とは異なっている。そして、このような構成の変更に伴い、モータ・ジェネレータＭＧをエンジンＥ側に配置し、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２を隣接して配置することが可能な構成となっている点でも上記第一の実施形態とは異なっている。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成は図２と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構成についても、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
３−１．ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成
図２０は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈも、上記第一の実施形態と同様に、エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２参照）に接続された出力軸Ｏと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えている。そして、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としてのケースＤｓ内に収納されている。但し、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の構成が上記第一の実施形態とは異なっている。
第一遊星歯車装置Ｐ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピ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、第一遊星歯車装置Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ１及びリングギヤｒ１とを回転要素として有している。サンギヤｓ１は、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように接続されている。また、キャリアｃａ１は、第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２と一体回転するように接続されている。これらのキャリアｃａ１及びｃａ２は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定され、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。また、リングギヤｒ１は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｓに選択的に固定される。本実施形態においては、これらのサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１が、それぞれ本発明における第一遊星歯車装置Ｐ１の「第一回転要素（１）」、「第二回転要素（２）」、及び「第三回転要素（３）」に相当する。
第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたダブル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、第二遊星歯車装置Ｐ２は、複数組のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ２及びリングギヤｒ２とを回転要素として有している。サンギヤｓ２は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１に選択的に接続され、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。すなわち、このサンギヤｓ２は、第二クラッチＣ２により入力軸Ｉの回転が選択的に伝達され、第一クラッチＣ１によりモータ・ジェネレータＭＧの回転が選択的に伝達される。また、リングギヤｒ２は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。また、キャリアｃａ２は、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１と一体回転するように接続されている。上記のとおり、これらのキャリアｃａ１及びｃａ２は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定され、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。本実施形態においては、これらのサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、及びキャリアｃａ２が、それぞれ本発明における第二遊星歯車装置Ｐ２の「第一回転要素（１）」、「第二回転要素（２）」、及び「第三回転要素（３）」に相当する。
図２１は、このハイブリッド駆動装置Ｈの各構成要素の接続状態をより簡略化して表した模式図である。この図では、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素を、回転速度の順に横方向に配置するとともに破線で接続して表し、これらの各回転要素に接続される構成要素を実線で接続して表している。この図に示すように、第一遊星歯車装置Ｐ１は、回転速度の順にサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１を有している。また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、回転速度の順にサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２を有している。ここで、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１と第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２とが一体回転するように接続されている。
そして、第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１は、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように接続されているとともに、第一クラッチＣ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に選択的に接続可能とされている。互いに接続されている第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２は、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に接続可能とされているとともに、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定可能とされている。第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｓに選択的に固定可能とされている。第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１に選択的に接続可能とされているとともに、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続可能とされている。第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。
このハイブリッド駆動装置Ｈは、以上のような構成を採用したことにより、図２０に示すように、モータ・ジェネレータＭＧをエンジンＥ側に配置し、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２を隣接して配置されている。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２等のギヤトレインに対して一般的に大径となるモータ・ジェネレータＭＧをエンジンＥ側における、従来の自動変速機のトルクコンバータに対応する位置に配置することが可能となる。したがって、従来の自動変速機との互換性の高いハイブリッド駆動装置Ｈとすることが可能となる。また、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２等のギヤトレインをモータ・ジェネレータＭＧと分けたユニットにすることが可能となるので、ハイブリッド駆動装置Ｈの組立性を良くすることができる。
３−２．ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図２２は、複数の動作モード及び各動作モードが備える１又は２以上の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図において、「○」は各摩擦係合要素が係合状態にあることを示している。一方、「無印」は、各摩擦係合要素が係合解除状態にあること示している。また、図２３は、切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図である。なお、この図における白抜き矢印は同期切替が可能な関係を示している。図２４は、車両の速度（車速）及び要求駆動力と電気式トルクコンバータモード及びパラレルモードの各変速段の受け持ち範囲との関係を規定した制御マップの一例を示す図である。この図においても横軸は車速であり、縦軸は運転者のアクセル操作等に基づく要求駆動力である。
そして、図２５、図２６及び図２７は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の速度線図を示しており、図２５は、電気式トルクコンバータモードでの速度線図、図２６は、パラレルモードでの速度線図、図２７はエンジン走行モードでの速度線図を示している。なお、図２６の「１ｓｔ」及び「２ｎｄ」は、電気走行モードでの速度線図と共通となる。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「０」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正、下側が負である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」はそれぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１に対応し、「ｓ２」、「ｒ２」、「ｃａ２」はそれぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２に対応している。また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比に対応している。そして、図２５及び図２７においては、直線Ｌ１が第一遊星歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、直線Ｌ２が第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。また、図２６においては、各直線が各変速段における第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。なお、これらの速度線図上においても、「○」はモータ・ジェネレータＭＧの回転速度、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「×」はブレーキをそれぞれ示している。
なお、これらの図２２〜図２７において、「１ｓｔ」は、パラレルモード、電気走行モード及びエンジン走行モードの前進１速段を示している。また、「２ｎｄ」は、パラレルモード及び電気走行モードの前進２速段を示している。そして、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」はパラレルモードの前進３速段、前進４速段をそれぞれ示している。
これらの図２２〜図２７に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、「電気式トルクコンバータモード」、「パラレルモード」、及び「電気走行モード」の３つの動作モードを有するとともに、更にモータ・ジェネレータＭＧを用いずにエンジンＥの駆動力のみにより走行可能な「エンジン走行モード」を有しており、合計で４つの動作モードを切替可能に構成されている。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは４段の変速段を有し、電気走行モードでは２段の変速段を有している。そして、これらの動作モード及び各動作モード内での変速段の切り替えは、図２４に示す制御マップに従って、制御装置ＥＣＵのモード・変速段選択手段３７により動作モード及び変速段の選択を行い、その選択結果に従って切替制御手段３６からの制御指令により油圧制御装置１３を制御して各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２を係合又は係合解除することにより行われる。なお、この際、制御装置ＥＣＵは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及び回転トルクの制御、エンジンＥの回転速度及び回転トルクの制御等も行う。本実施形態においては、モード・変速段選択手段３７は、図２４に示す制御マップに従って、車速検出手段３５及び要求駆動力検出手段４０により取得された車速及び要求駆動力に応じて規定された動作モード及び変速段を選択する。具体的には、モード・変速段選択手段３７は、車両の発進加速中や車速が非常に低い状態では電気式トルクコンバータモードを選択する。また、それ以外の状態では、モード・変速段選択手段３７は、車速及び要求駆動力等に応じて、パラレルモード又は電気走行モードの各変速段を選択する。なお、電気走行モードは、エンジン停止条件判定手段４１によりエンジン停止条件を満たすと判定された場合に選択される。また、エンジン走行モードは、電気式トルクコンバータモードでの発進加速中であってバッテリ充電量が少ない等の条件を満たす場合に選択される。以下、各動作モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。
３−３．電気式トルクコンバータモード
電気式トルクコンバータモードでは、図２２に示すように、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１はケースＤｓに固定され、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２は入力軸Ｉと一体回転するように接続される。
このとき、第一遊星歯車装置Ｐ１は、図２５にＬ１として示すように、回転速度の順で一方側となるサンギヤｓ１に対して他方側となるリングギヤｒ１の回転速度がゼロになる。したがって、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように接続されているサンギヤｓ１の回転速度の絶対値は減速されて、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ１に伝達される。なお、このときモータ・ジェネレータＭＧは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）とは反対に負回転（回転速度が負）しているので、キャリアｃａ１も負回転する。ここで、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１と第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２とは一体回転するように接続されている。したがって、第一遊星歯車装置Ｐ１は、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達する。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１による変速比に応じて増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達される。具体的には、本実施形態では第一遊星歯車装置Ｐ１はシングルピニオン型であるので、図２５の下部に示すように、第一遊星歯車装置Ｐ１のギヤ比（サンギヤｓ１とリングギヤｒ１との歯数比＝〔サンギヤｓ１の歯数〕／〔リングギヤｒ１の歯数〕）をλ１とした場合、リングギヤｒ２の回転トルク：キャリアｃａ２の回転トルク：サンギヤｓ２（モータ・ジェネレータＭＧ）の回転トルク＝１：（１＋λ１）：λ１という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ１＝０．５程度の場合、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクの約３倍の回転トルクがキャリアｃａ１を介して第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２に伝達される。なお、このギヤ比λ１は、モータ・ジェネレータＭＧの特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。
また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、図２５にＬ２として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ２が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で一方側となるサンギヤｓ２が入力軸Ｉと一体回転する。そして、回転速度の順で他方側となるキャリアｃａ２に、上記のように第一遊星歯車装置Ｐ１で減速されたモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。したがって、第二遊星歯車装置Ｐ２は、減速後のモータ・ジェネレータＭＧの回転と、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転とを合成して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２では、第一遊星歯車装置Ｐ１を介してキャリアｃａ２に伝達されるモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが、サンギヤｓ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力となることで、これらの回転トルクが合成されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１と一体回転するキャリアｃａ２は負回転であり、エンジンＥ及び入力軸Ｉと一体回転するサンギヤｓ２は正回転であるので、回転速度の順でこれらの中間にあるリングギヤｒ２の回転速度の絶対値は、サンギヤｓ２の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する。これにより、入力軸Ｉの回転トルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、本実施形態では第二遊星歯車装置Ｐ２はダブルピニオン型であるので、図２５の下部に示すように、第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比（サンギヤｓ２とリングギヤｒ２との歯数比＝〔サンギヤｓ２の歯数〕／〔リングギヤｒ２の歯数〕）をλ２とした場合、キャリアｃａ２の回転トルク：リングギヤｒ２（出力軸Ｏ）の回転トルク：サンギヤｓ１（入力軸Ｉ）の回転トルク＝（１−λ２）：１：λ２という関係が成立する。したがって、例えばギヤ比λ２＝０．５程度の場合、サンギヤｓ２（入力軸Ｉ）の回転トルクの約半分の回転トルクをキャリアｃａ２（増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルク）が分担することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの約２倍の回転トルクが出力軸Ｏに伝達される。なお、このギヤ比λ２は、エンジンＥ及びモータ・ジェネレータＭＧの特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。
そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、以下のように動作することで、電気式トルクコンバータとして機能する。すなわち、車両の発進時には、負回転しているモータ・ジェネレータＭＧの発電を行わせて正方向の回転トルクを次第に増大させることで、負回転している第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２の正方向の回転トルクを次第に増大させて反力を大きくし、このキャリアｃａ２の回転速度を上昇（負方向の回転速度の絶対値を減少）させる。これにより、出力軸Ｏに接続されている第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２の回転速度を次第に増加させて車両を滑らかに発進させることができる。この際、出力軸Ｏには、エンジントルクの約（１／λ２）倍の出力トルクを伝達することができる。また、この際、第一遊星歯車装置Ｐ１により増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが反力となるので、比較的出力トルクが小さいモータ・ジェネレータＭＧを使用した場合であっても、十分な反力トルクを得ることができる。なお、図２５の各回転要素の横に示す上方向又は下方向の矢印は、このような発進時における各回転要素の回転トルクの方向を示している。
また、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、図２３に示すように、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進２速段へのモード切替に際して、第一クラッチＣ１の入力側回転部材と出力側回転部材の回転速度が同じ状態で第一クラッチＣ１の係合を行う同期切替が可能に構成されている。更に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、エンジン走行モードの前進１速段へのモード切替に際しても、第二ブレーキＢ２の回転側部材の回転速度をゼロとした状態で第二ブレーキＢ２の係合を行う同期切替が可能に構成されている。具体的には、図２０に示すように、本実施形態では、入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体回転する第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２と、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転する第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１とが、第一クラッチＣ１の入力側回転部材及び出力側回転部材に相当する。また、一体回転する第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ１及びｃａ２が、第二ブレーキＢ２の回転側部材に相当する。
電気式トルクコンバータモードにおいて、図２５に示す状態から更にモータ・ジェネレータＭＧの正方向の回転トルクを増大させて回転速度を上昇（負方向の回転速度の絶対値を減少）させることにより、図２７に示すように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度をゼロとすることができる。このとき、第一ブレーキＢ１は係合状態のままであるので、直線Ｌ１は水平となり、第一遊星歯車装置Ｐ１の３つの回転要素の全てが回転せずに停止した状態となる。したがって、第二ブレーキＢ２の回転側部材となる、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ１及びｃａ２の回転速度もゼロとなっているので、衝撃等を発生させることなく第二ブレーキＢ２を係合することができる。そして、図２２に示すように、第二ブレーキＢ２を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードからエンジン走行モードの前進１速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期切替を実現できる。
また、図２７に示すように直線Ｌ１が水平となった状態から、第二ブレーキＢ２を係合させることなく更にモータ・ジェネレータＭＧを力行させて正方向の回転トルクを増大させて回転速度を上昇させることにより、図２６の速度線図の前進２速段の状態を表す直線のように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度と入力軸Ｉの回転速度とが一致した状態とすることができる。この状態では、第一クラッチＣ１の入力側回転部材及び出力側回転部材となる、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の回転速度と第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１の回転速度とが一致しているので、衝撃等を発生させることなく第一クラッチＣ１を係合することができる。そして、図２２に示すように、第一クラッチＣ１を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進２速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期切替を実現できる。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、モータ・ジェネレータＭＧに正方向の回転トルクを発生させた状態でパラレルモードに移行する同期切替を行うことができる。すなわち、この構成によれば、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードへの切り替えの際にモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクの方向が変化しない。したがって、第一遊星歯車装置Ｐ１の歯車の噛み合い方向の変化によるギヤ鳴りを防止でき、より静粛で滑らかな同期切替を行うことができる。
なお、これらの第二ブレーキＢ２を係合することによる同期切替及び第一クラッチＣ１を係合することによる同期切替は、いずれも電気式トルクコンバータモードでの走行時に、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を上昇させて出力軸Ｏの回転速度を増加させる過程で実現される。すなわち、本実施形態によれば、車両の発進加速中に、まず電気式トルクコンバータモードからエンジン走行モードの前進１速段への同期切替が可能な状態となり、ここでモード切替を行わずに更に加速すると電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進２速段への同期切替が可能な状態となる。そして、これらのいずれのモード切替に際しても、係合要素の係合に伴う衝撃を発生させることなく、滑らかな切り替えを行うことができる。なお、電気式トルクコンバータモードからのモード切替に際して、エンジン走行モードの前進１速段とパラレルモードの前進２速段とのいずれを選択するかを決定するための制御処理については、後の「３−７．特殊な制御処理」においてフローチャートを用いて詳細に説明する。
３−４．エンジン走行モード
エンジン走行モードは、モータ・ジェネレータＭＧを用いずにエンジンＥの駆動力のみにより走行することが可能なモードである。本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジン走行モードでは前進１速段のみを有している。図２２に示すように、エンジン走行モードの前進１速段では、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。図２３に示すとおり、このエンジン走行モードの前進１速段は、電気式トルクコンバータモード及びパラレルモードの前進１速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、エンジン走行モードの前進１速段は、電気式トルクコンバータモードから第二ブレーキＢ２を係合することにより実現される。上記のとおり、この電気式トルクコンバータモードから前進１速段への切り替えは同期切替により行うことが可能となっている。また、エンジン走行モードの前進１速段は、パラレルモードの前進１速段から第一クラッチＣ１を係合解除し、第一ブレーキＢ１を係合することにより実現される。
そして、図２０及び図２７に示すように、エンジン走行モードの前進１速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１の全ての回転要素の回転が停止される。この状態では、第二ブレーキＢ２によりケースＤｓに固定された第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２が入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力受けとなり、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが不要な状態となる。そして、入力軸Ｉが接続された第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。
３−５．パラレルモード
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのパラレルモードの各変速段は、上記第一の実施形態とほぼ同様の構成となっている。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進１速段及び前進２速段、同じく入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成され、入力軸Ｉの回転速度を同速で出力軸Ｏに伝達する直結段としての前進３速段、並びに入力軸Ｉの回転速度の絶対値を増速して出力軸Ｏに伝達するとともに、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する増速変速段としての前進４速段を有している。以下、各変速段でのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について説明する。
図２２に示すように、パラレルモードの前進１速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。図２３に示すとおり、この前進１速段は、エンジン走行モードの前進１速段、並びにパラレルモードの前進２速段及び前進３速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、パラレルモードの前進１速段は、エンジン走行モードの前進１速段から第一ブレーキＢ１を係合解除し、第一クラッチＣ１を係合することにより実現される。また、パラレルモードの前進１速段は、パラレルモードの前進２速段から第一ブレーキＢ２を係合解除し、第二ブレーキＢ２を係合することにより実現される。また、パラレルモードの前進１速段は、前進３速段から第三クラッチＣ３を係合解除し、第二ブレーキＢ２を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進１速段から第二クラッチＣ２を係合解除することにより、電気走行モードの前進１速段が実現される。
そして、図２０及び図２６に示すように、パラレルモードの前進１速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。パラレルモードの複数の変速段の中では、この前進１速段の変速比が最も大きくなるように設定されている。また、この変速比は、エンジン走行モードの前進１速段と同じになっている。
図２２に示すように、パラレルモードの前進２速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。図２３に示すとおり、この前進２速段は、電気式トルクコンバータモード、並びにパラレルモードの前進１速段、前進３速段、及び前進４速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、パラレルモードの前進２速段は、電気式トルクコンバータモードから第一クラッチＣ１を係合することにより実現される。また、パラレルモードの前進２速段は、パラレルモードの前進１速段から第二ブレーキＢ２を係合解除し、第一ブレーキＢ１を係合することにより実現される。また、パラレルモードの前進２速段は、前進３速段から第三クラッチＣ３を係合解除し、第一ブレーキＢ１を係合することにより実現される。また、パラレルモードの前進２速段は、前進４速段から第三クラッチＣ３を係合解除し、第二クラッチＣ２を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進２速段から第二クラッチＣ２を係合解除することにより、電気走行モードの前進２速段が実現される。
そして、図２０及び図２６に示すように、パラレルモードの前進２速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。このパラレルモードの前進２速段の変速比は、パラレルモードの前進１速段の変速比より小さくなるように設定されている。
図２２に示すように、前進３速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。図２３に示すとおり、この前進３速段は、パラレルモードの前進１速段、前進２速段、及び前進４速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進３速段は、パラレルモードの前進１速段から第二ブレーキＢ２を係合解除し、第三クラッチＣ３を係合することにより実現される。また、前進３速段は、パラレルモードの前進２速段から第一ブレーキＢ１を係合解除し、第三クラッチＣ３を係合することにより実現される。また、前進３速段は、前進４速段から第一ブレーキＢ１を係合解除し、第二クラッチＣ２を係合することにより実現される。なお、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっているが、本実施形態においても上記第一の実施形態と同様に、パラレルモードの前進３速段からは直接的には電気走行モードに切り替えることはできない。したがって、パラレルモードの前進３速段から電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進２速段又は前進４速段に切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。この際の制御処理は、上記第一の実施形態に係る「１−６．特殊な制御処理」において説明したのと同様に行うことができる。
そして、図２０及び図２６に示すように、前進３速段では、パラレルモードの前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチＣ３が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２は、全体が一体回転する直結状態となり、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が同速のまま出力軸Ｏに伝達され出力される。したがって、この前進３速段の変速比は１となる。
図２２に示すように、前進４速段では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。図２３に示すとおり、この前進４速段は、パラレルモードの前進２速段、及び前進３速段との間で切り替え可能となっている。すなわち、前進４速段は、前進２速段から第二クラッチＣ２を係合解除し、第三クラッチＣ３を係合することにより実現される。また、前進４速段は、前進３速段から第二クラッチＣ２を係合解除し、第一ブレーキＢ１を係合することにより実現される。また、パラレルモードは電気走行モードとの間でも切り替え可能となっている。そして、パラレルモードの前進４速段から第三クラッチＣ３を係合解除することにより、電気走行モードの前進２速段が実現される。
そして、図２０及び図２６に示すように、前進４速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２にモータ・ジェネレータＭＧが直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチＣ３及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。したがって、この前進４速段の変速比は１未満となる。
３−６．電気走行モード
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの電気走行モードの各変速段は、上記第一の実施形態とほぼ同様の構成となっている。すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈは、電気走行モードでは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する減速変速段としての前進１速段及び前進２速段を有している。これらの電気走行モードの前進１速段及び前進２速段は、第二クラッチＣ２が係合解除状態とされることにより、入力軸Ｉが第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２から切り離されていること以外は、本実施形態に係る上記パラレルモードの前進１速段及び前進２速段と同じである。
そして、上記のとおり、電気走行モードの前進１速段は、パラレルモードの前進１速段から第二クラッチＣ２を係合解除することにより実現される。また、電気走行モードの前進２速段は、パラレルモードの前進２速段から第二クラッチＣ２を係合解除し、又はパラレルモードの前進４速段から第三クラッチＣ３を係合解除することにより実現される。また、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２のいずれかを係合することにより、電気走行モードの前進１速段と前進２速段とを切り替えることができる。
３−７．特殊な制御処理
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈが、電気式トルクコンバータモードからのモード切替に際して、同期切替が可能な動作モード及び変速段が複数ある場合に、そのいずれを選択するかを決定するための制御処理について説明する。具体的には、本実施形態では、電気式トルクコンバータモードからの同期切替が可能な動作モード及び変速段として、エンジン走行モードの前進１速段とパラレルモードの前進２速段とがあるので、これらのいずれを選択するかを決定するための制御処理を行う。図２８は、この制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、概略的には、モータ・ジェネレータＭＧの回転方向に応じて異なるバッテリ充電量の閾値を用い、バッテリ充電量がこの閾値より高い場合にはモータ・ジェネレータＭＧの駆動力を用いるパラレルモードの前進２速段を選択し、バッテリ充電量がこの閾値以下である場合にはモータ・ジェネレータＭＧの駆動力を用いないエンジン走行モードの前進１速段を選択する制御を行う。この制御処理は、制御装置ＥＣＵが車両の各部からの情報に基づいて判断を行い、油圧制御装置１３等のハイブリッド駆動装置Ｈの各部に命令信号を出力することにより行われる。以下、詳細に説明する。
まず、制御装置ＥＣＵは、ハイブリッド駆動装置Ｈの現在の状態が電気式トルクコンバータモードであるか否かを判断する（ステップ＃２１）。現在の状態が電気式トルクコンバータモードでない場合には（ステップ＃２１：Ｎｏ）、この制御処理を行う必要がないので、処理は終了する。そして、現在の状態が電気式トルクコンバータモードである場合には（ステップ＃２１：Ｙｅｓ）、次に、制御装置ＥＣＵは、モータ・ジェネレータ回転検出手段３４により検出されたモータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロ未満（回転速度が負）であるか否かを判断する（ステップ＃２２）。モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロ未満である場合には（ステップ＃２２：Ｙｅｓ）、ハイブリッド駆動装置Ｈは図２５の速度線図に示すような状態にあることになる。したがって、この状態からエンジン走行モードの前進１速段に切り替えるためには、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロになるまで、すなわち図２７に示す状態になるまでモータ・ジェネレータＭＧに発電をさせつつ回転速度を上昇させる必要がある。一方、この状態からパラレルモードの前進２速段に切り替えるためには、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロの状態（図２７に示す状態）にした後、更にモータ・ジェネレータＭＧを力行させて、図２６の速度線図の前進２速段の状態を表す直線に示すように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度と一致するまで上昇させる必要がある。すなわち、電気式トルクコンバータモードからパラレルモードの前進２速段に切り替えるためには、バッテリ１１に充電された電力を用いてモータ・ジェネレータＭＧを力行させることが必要となる。
そこで、制御装置ＥＣＵは、バッテリ状態検出手段３３により検出されたバッテリ充電量が所定の第一閾値以上であるか否かを判断する（ステップ＃２３）。ここで、第一閾値は、バッテリ１１の使用範囲における充電量の下限値に対して、ある程度の余裕分を考慮した値に設定とすると好適である。そして、バッテリ充電量が所定の第一閾値未満である場合には（ステップ＃２３：Ｎｏ）、バッテリ１１の充電量が少ない状態と判断できるので、モード・変速段選択手段３７は、バッテリ１１の電力を消費しないエンジン走行モードの前進１速段を切替目標に設定する（ステップ＃２４）。一方、バッテリ充電量が所定の第一閾値以上である場合には（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、バッテリ１１の充電量が十分にある状態と判断できるので、エンジン走行モードを介さず直接的にパラレルモードに移行すべく、モード・変速段選択手段３７は、パラレルモードの前進２速段を切替目標に設定する（ステップ＃２５）。そして、切替目標に設定された動作モードの切替点に到達したときに（ステップ＃２６）、当該動作モードへの同期切替を実行する（ステップ＃２７）。ここで、切替目標に設定された動作モードの切替点とは、エンジン走行モードの前進１速段が切替目標に設定されている場合には、図２７の速度線図に示すように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロになる点であり、パラレルモードの前進２速段が切替目標に設定されている場合には、図２６の速度線図の前進２速段の状態を表す直線に示すように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度とエンジンＥの回転速度が一致する点である。なお、切替目標に設定された動作モードの切替点に到達するまでは、処理はステップ＃２２から＃２６を繰り返し行い、その時点のバッテリ充電量に応じた切替目標の設定を行う。
一方、モータ・ジェネレータ回転検出手段３４により検出されたモータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロ以上である場合には（ステップ＃２２：Ｙｅｓ）、ハイブリッド駆動装置Ｈは図２７の速度線図に示すような状態よりもモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が高い状態にあることになる。したがって、この状態からパラレルモードの前進２速段に切り替えるためには、その状態から更にモータ・ジェネレータＭＧを力行させて、図２６の速度線図の前進２速段の状態を表す直線に示すように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度と一致するまで上昇させる必要がある。一方、この状態からエンジン走行モードの前進１速段に切り替えるためには、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロになるまで、すなわち図２７に示す状態になるまでモータ・ジェネレータＭＧに発電をさせつつ回転速度を低下させる必要がある。
そこで、制御装置ＥＣＵは、バッテリ状態検出手段３３により検出されたバッテリ充電量が所定の第二閾値以上であるか否かを判断する（ステップ＃２８）。ここで、第二閾値は、前記第一閾値よりも低い値に設定することができる。すなわち、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロ以上の状態では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロ未満の状態からパラレルモードの前進２速段に切り換える場合と比較して、切替までに必要な電力が少なく済むため、その分バッテリ１１の余裕分を少なく設定できるからである。具体的には、この第二閾値は、例えば、バッテリ１１の使用範囲における充電量の下限値に対して、図２７の速度線図に示すようにモータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロの状態から、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度をエンジンＥの回転速度に一致するまで上昇させるために必要な電力量を確保できる程度の余裕を考慮した値に設定すると好適である。なお、これらの第一閾値及び第二閾値の設定は単なる一例であり、これ以外の値に設定することも当然に可能である。そして、バッテリ充電量が所定の第二閾値以上である場合には（ステップ＃２８：Ｙｅｓ）、バッテリ１１の充電量が必要以上に確保されている状態と判断できるので、そのままモータ・ジェネレータＭＧの回転速度を上昇させてパラレルモードに移行すべく、モード・変速段選択手段３７は、パラレルモードの前進２速段を切替目標に設定する（ステップ＃２５）。
一方、バッテリ充電量が所定の第二閾値未満である場合には（ステップ＃２８：Ｎｏ）、バッテリ１１の充電量が非常に少ない状態と判断できるので、バッテリ１１の電力消費を抑えるべく、モード・変速段選択手段３７は、エンジン走行モードの前進１速段を切替目標に設定する（ステップ＃２９）。但し、この場合、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度をゼロにするためにモータ・ジェネレータＭＧに負方向の回転トルクを発生させると、車速が低下するためそのままの走行状態を維持できないことになる。そこで、この場合には、制御装置ＥＣＵは、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクを維持したまま、エンジンＥの回転速度を上昇させる（ステップ＃３０）。これにより、回転速度の順で一方側となる第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２（入力軸Ｉ）の回転速度が上昇し、回転速度の順で中間となる第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２（出力軸Ｏ）の回転速度を一定に保ったまま、回転速度の順で他方側となる第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ１及びｃａ２の回転速度が低下する。これにより、第一ブレーキＢ１により固定されている第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１を支点として第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１及びそれに接続されているモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が低下する。そして、動作モードの切替点、すなわち、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がゼロになる点に到達したときに（ステップ＃３１）、エンジン走行モードの前進１速段への同期切替を実行する（ステップ＃２７）。なお、動作モードの切替点に到達するまでは、処理はステップ＃３０の処理を継続して行う。以上で処理は終了する。
４．第四の実施形態
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第三の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈと類似の構成であるが、パラレルモード、電気走行モード、及びエンジン走行モードを更に多段化した構成となっており、パラレルモードで６段の変速段を有し、電気走行モードで３段の変速段を有し、エンジン走行モードで２段の変速段を有している。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第三の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成は図２と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構成についても、特に説明しない点については、上記第三の実施形態と同様とする。
４−１．ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成
図２９は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈも、上記の各実施形態と同様に、エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２参照）に接続された出力軸Ｏと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一遊星歯車装置Ｐ１と、第二遊星歯車装置Ｐ２と、を備えている。そして、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としてのケースＤｓ内に収納されている。但し、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一遊星歯車装置Ｐ１の構成は、キャリアｃａ１が第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に接続されている点以外は上記第三の実施形態と同様であるが、第二遊星歯車装置Ｐ２が４つの回転要素を有する構成となっており、この点が上記第三の実施形態とは異なっている。また、それに伴って摩擦係合要素の数も上記第三の実施形態よりも多くなっている。
本実施形態に係る第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたラビニョ型の遊星歯車装置により構成されている。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第一サンギヤｓ２及び第二サンギヤｓ３の２つのサンギヤと、リングギヤｒ２と、第一サンギヤｓ２及びリングギヤｒ２の双方に噛み合うロングピニオンギヤ並びにこのロングピニオンギヤ及び第二サンギヤｓ３に噛み合うショートピニオンギヤを支持する共通のキャリアｃａ２とを回転要素として有している。リングギヤｒ２は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。また、第一サンギヤｓ２は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１に選択的に接続され、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。すなわち、この第一サンギヤｓ２は、第二クラッチＣ２により入力軸Ｉの回転が選択的に伝達され、第一クラッチＣ１によりモータ・ジェネレータＭＧの回転が選択的に伝達される。第二サンギヤｓ３は、第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１と一体回転するように接続されている。これらの第二サンギヤｓ３及び第一遊星歯車装置Ｐ１のキャリアｃａ１は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｓに選択的に固定される。また、キャリアｃａ２は、第三ブレーキＢ３を介してケースＤｓに選択的に固定され、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に接続される。本実施形態においては、第一サンギヤｓ２、リングギヤｒ２、及び第二サンギヤｓ３が、それぞれ本発明における第二遊星歯車装置Ｐ２の「第一回転要素（１）」、「第二回転要素（２）」、及び「第三回転要素（３）」に相当する。また、キャリアｃａ２が、本発明における第二遊星歯車装置Ｐ２の「中間回転要素（ｍ）」に相当する。
なお、第三ブレーキＢ３については、上記の各実施形態に係る各摩擦係合要素と同様に、油圧制御装置１３を介して供給される油圧により動作する多板式ブレーキを用いることができる。
４−２．ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図３０は、複数の動作モード及び各動作モードが備える１又は２以上の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動状態を示す作動表である。また、図３１、図３２及び図３３は、上記第三の実施形態に関する図２５、図２６及び図２７にそれぞれ対応している。すなわち、これらの図は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の速度線図を示しており、図３１は、電気式トルクコンバータモードでの速度線図、図３２は、パラレルモードでの速度線図、図３３はエンジン走行モードでの速度線図を示している。なお、図３２の「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、及び「３ｒｄ」は、電気走行モードでの速度線図と共通となる。これらの速度線図においても図２５、図２６及び図２７と同様に、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素に対応している。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」はそれぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１のサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１に対応し、「ｓ２」、「ｒ２」、「ｃａ２」、「ｓ３」はそれぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２、第二サンギヤｓ３に対応している。そして、図３１及び図３３においては、直線Ｌ１が第一遊星歯車装置Ｐ１の動作状態を示し、直線Ｌ２が第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。また、図３２においては、各直線が各変速段における第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の動作状態を示している。
なお、これらの図３０〜図３３において、「１ｓｔ」、「２ｎｄ」は、パラレルモード、電気走行モード及びエンジン走行モードの前進１速段、前進２速段をそれぞれ示している。また、「３ｒｄ」は、パラレルモード及び電気走行モードの前進３速段を示している。そして、「４ｔｈ」、「５ｔｈ」、「６ｔｈ」はパラレルモードの、前進４速段、前進５速段、前進６速段をそれぞれ示している。
これらの図３０〜図３３に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈが、一つのモータ・ジェネレータＭＧを用いて、「電気式トルクコンバータモード」、「パラレルモード」、「電気走行モード」、及び「エンジン走行モード」の４つの動作モードを切替可能に構成されている点は上記第三の実施形態と同様である。一方、このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第三の実施形態よりも多くの変速段を有しており、具体的には、パラレルモードでは６段の変速段を有し、電気走行モードでは３段の変速段を有し、エンジン走行モードでは２段の変速段を有している。以下、各動作モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。
４−３．電気式トルクコンバータモード
本実施形態においても、電気式トルクコンバータモードでは、図３０に示すように、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１はケースＤｓに固定され、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２は入力軸Ｉと一体回転するように接続される。そして、上記第三の実施形態と同様に、第一遊星歯車装置Ｐ１のギヤ比λ１（サンギヤｓ１とリングギヤｒ１との歯数比＝〔サンギヤｓ１の歯数〕／〔リングギヤｒ１の歯数〕）は、サンギヤｓ１の回転速度の絶対値がキャリアｃａ１の回転速度の絶対値に対して減速されるように設定している。したがって、第一遊星歯車装置Ｐ１は、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に伝達する。これにより、第一遊星歯車装置Ｐ１による変速比に応じて増幅されたモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３に伝達される。
また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、図３１にＬ２として示すように、回転速度の順で２番目となるリングギヤｒ２が出力軸Ｏと一体回転し、回転速度の順で１番目となる第一サンギヤｓ２が入力軸Ｉと一体回転する。そして、回転速度の順で４番目となる第二サンギヤｓ３に、第一遊星歯車装置Ｐ１で減速されたモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。このモードでは、回転速度の順で３番目となるキャリアｃａ２は自由に回転可能な状態となっている。なお、「回転速度の順」は、ここでは、高速側から低速側に向かう順としている。このように構成されることにより、第二遊星歯車装置Ｐ２は、減速後のモータ・ジェネレータＭＧの回転と、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転とを合成して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、第二遊星歯車装置Ｐ２では、第一遊星歯車装置Ｐ１を介して第二サンギヤｓ３に伝達されるモータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが、第一サンギヤｓ２に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力となることで、これらの回転トルクが合成されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第二サンギヤｓ３は負回転であり、エンジンＥ及び入力軸Ｉと一体回転する第一サンギヤｓ２は正回転であるので、回転速度の順でこれらの中間にあるリングギヤｒ２の回転速度の絶対値は、第一サンギヤｓ２の回転速度の絶対値に対して減速される。したがって、上記第三の実施形態と同様に、第二遊星歯車装置Ｐ２は、入力軸Ｉの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する。これにより、入力軸Ｉの回転トルクが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第三の実施形態と同様に動作することで、電気式トルクコンバータとして機能する。また、このハイブリッド駆動装置Ｈでも、上記第三の実施形態と同様に動作することで、電気式トルクコンバータモードからのモード切替に際して、パラレルモードの前進３速段、及びエンジン走行モードの前進２速段への同期切替が可能に構成されている。なお、本実施形態においては、パラレルモードの前進３速段が上記第三の実施形態におけるパラレルモードの前進２速段に対応し、エンジン走行モードの前進２速段が上記第三の実施形態におけるエンジン走行モードの前進１速段に対応している。また、本実施形態においては、更に、電気式トルクコンバータモードからエンジン走行モードの前進１速段へのモード切替に際しても、第三ブレーキＢ３の回転側部材の回転速度をゼロとした状態で第三ブレーキＢ３の係合を行う同期切替が可能に構成されている。ここでは、第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２が第三ブレーキＢ３の回転側部材に相当する。
電気式トルクコンバータモードにおいて、図３１に示す状態から更にモータ・ジェネレータＭＧの正方向の回転トルクを増大させて回転速度を上昇（負方向の回転速度の絶対値を減少）させることにより、図３３の速度線図の前進１速段の状態を表す直線Ｌ２に示すように、第三ブレーキＢ３の回転側部材となる、第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２の回転速度をゼロとすることができる。したがって、衝撃等を発生させることなく第三ブレーキＢ３を係合することができる。そして、図３０に示すように、第三ブレーキＢ３を係合状態とすることで、電気式トルクコンバータモードからエンジン走行モードの前進１速段に切り替えることができ、したがって、これらの間での同期切替を実現できる。
４−４．エンジン走行モード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジン走行モードでは前進１速段及び前進２速段を有している。図３０に示すように、エンジン走行モードの前進１速段では、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図２９及び図３３に示すように、エンジン走行モードの前進１速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１のリングギヤｒ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２の回転が停止される。この状態では、第三ブレーキＢ３によりケースＤｓに固定された第二遊星歯車装置Ｐ２のキャリアｃａ２が入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力受けとなり、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが不要な状態となる。そして、入力軸Ｉが接続された第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。
また、図３０に示すように、エンジン走行モードの前進２速段では、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図２９及び図３３に示すように、エンジン走行モードの前進２速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が直結され一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１の全ての回転要素の回転が停止される。この状態では、第二ブレーキＢ２によりケースＤｓに固定された第二遊星歯車装置Ｐ２の第二サンギヤｓ３が入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転トルクの反力受けとなり、モータ・ジェネレータＭＧの回転トルクが不要な状態となる。そして、入力軸Ｉが接続された第二遊星歯車装置Ｐ２のサンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。
４−５．パラレルモード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、パラレルモードでは、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成される減速変速段としての前進１速段、前進２速段、及び前進３速段、同じく入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとを直結した状態で構成され、入力軸Ｉの回転速度を同速で出力軸Ｏに伝達する直結段としての前進４速段、並びに入力軸Ｉの回転速度の絶対値を増速して出力軸Ｏに伝達するとともに、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する増速変速段としての前進５速段、及び前進６速段を有している。以下、各変速段でのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について説明する。
図３０に示すように、前進１速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図２９及び図３２に示すように、前進１速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第三ブレーキＢ３が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。パラレルモードの複数の変速段の中では、この前進１速段の変速比が最も大きくなるように設定されている。
図３０に示すように、前進２速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図２９及び図３２に示すように、前進２速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この前進２速段の変速比は、前進１速段の変速比より小さくなるように設定されている。
図３０に示すように、前進３速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。そして、図２９及び図３２に示すように、前進３速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。そして、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２の回転速度の絶対値が減速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この前進３速段の変速比は、前進２速段の変速比より小さくなるように設定されている。
図３０に示すように、前進４速段では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。そして、図２９及び図３２に示すように、前進４速段では、前進１速段と同様に、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが直結され、これらが一体回転する状態となる。更に、第三クラッチＣ３が係合状態とされることで、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２は、全体が一体回転する直結状態となり、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が同速のまま出力軸Ｏに伝達され出力される。したがって、この前進４速段の変速比は１となる。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈも、上記第一の実施形態と同様に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）を切り離した状態で変速比が１の変速段を実現できない構成となっており、パラレルモードの前進４速段から直接的に電気走行モードに切り替えることはできない。したがって、上記第一の実施形態に係る「１−６．特殊な制御処理」において説明した制御処理と同様に、パラレルモードの前進４速段から電気走行モードに切り替える際には、パラレルモードの前進３速段又は前進５速段に切り替えた後、電気走行モードに切り替える制御を行う。
図３０に示すように、前進５速段では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。そして、図２９及び図３２に示すように、前進５速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２にモータ・ジェネレータＭＧが直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチＣ３及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。したがって、この前進５速段の変速比は１未満となる。
図３０に示すように、前進６速段では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図２９及び図３２に示すように、前進６速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２にモータ・ジェネレータＭＧが直結され一体回転する状態となる。そして、第三クラッチＣ３及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の絶対値が増速して第二遊星歯車装置Ｐ２のリングギヤｒ２に伝達され、出力軸Ｏから出力される。この前進６速段の変速比は、前進５速段の変速比よりも小さくなるように設定されている。
４−６．電気走行モード
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気走行モードでは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値を減速して出力軸Ｏに伝達する減速変速段としての前進１速段、前進２速段、及び前進３速段を有している。これらの電気走行モードの前進１速段、前進２速段、及び前進３速段は、第二クラッチＣ２が係合解除状態とされることにより、入力軸Ｉが第二遊星歯車装置Ｐ２の第一サンギヤｓ２から切り離されていること以外は、上記パラレルモードの前進１速段、前進２速段、及び前進３速段と同じである。
４−７．その他の構成
本実施形態においては、第二遊星歯車装置Ｐ２の回転要素を４つにすることにより、パラレルモード、電気走行モード、及びエンジン走行モードにおいて上記第三の実施形態よりも多くの変速段を実現することができる構成について説明した。このようにパラレルモード及び電気走行モードが有する変速段を上記第三の実施形態よりも多段化するための構成は、上記図２９〜図３３に記載された構成に限られない。そこで、第一遊星歯車装置Ｐ１又は第二遊星歯車装置Ｐ２のいずれかの回転要素を４つにすることにより、上記第一の実施形態よりも多段化することが可能な構成のその他の例について、図３４〜図４０に示す電気式トルクコンバータモードでの速度線図を用いて以下に説明する。なお、これらの速度線図上においても、「○」はモータ・ジェネレータＭＧの回転速度、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「×」はブレーキをそれぞれ示している。
ここで、図３４〜図３６は、第一遊星歯車装置Ｐ１が３つの回転要素を有し、第二遊星歯車装置Ｐ２が４つの回転要素を有する例を示しており、図３７〜図４０は、第一遊星歯車装置Ｐ１が４つの回転要素を有し、第二遊星歯車装置Ｐ２が３つの回転要素を有する例を示している。但し、これらの全ての例において、以下の点が共通している。すなわち、第一遊星歯車装置Ｐ１は、第一回転要素（１）にモータ・ジェネレータＭＧが接続され、第三回転要素（３）がブレーキによりケースＤｓに固定されている。また、第二遊星歯車装置Ｐ２は、第一回転要素（１）に入力軸Ｉが接続され、第二回転要素（２）に出力軸Ｏが接続され、第三回転要素（３）に第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）が接続されている。なお、これらの速度線図における、各回転要素に対応する縦線の配置は、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２のギヤ比の設定により定まる。また、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の各回転要素の具体的構成は、各例で必要とされる回転要素の数を実現可能な各種の構成を適用することができる。
図３４に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「ａ１」、「ｂ１」、「ｃ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。なお、「Ｄ２」は、回転速度の順で第三回転要素（３）の次になるので、ここでは第四回転要素（４）とする（図３５及び図３６に示す例についても同じ）。そして、この図３４に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第四回転要素（４）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。
なお、これと同じように表現すると、図３１に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。したがって、図３４に示す例は、第二遊星歯車装置Ｐ２が中間回転要素（ｍ）に代えて、回転速度の順で第三回転要素（３）の次の第四回転要素（４）を有しし、この第四回転要素（４）に対応する縦線が、回転速度の順で第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線と第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線との間に配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
図３５に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「ａ１」、「ｂ１」、「ｃ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」、「Ｄ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）、第四回転要素（４）に対応している。そして、この図３５に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第四回転要素（４）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図３５に示す例は、第二遊星歯車装置Ｐ２が中間回転要素（ｍ）に代えて回転速度の順で第三回転要素（３）の次の第四回転要素（４）を有し、この第四回転要素（４）に対応する縦線が、回転速度の順で第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の次に配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
図３６に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「ａ１」、「ｂ１」、「ｃ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」、「Ｄ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）、第四回転要素（４）に対応している。そして、この図３６に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第四回転要素（４）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図３５に示す例は、第二遊星歯車装置Ｐ２が中間回転要素（ｍ）に代えて回転速度の順で第三回転要素（３）の次の第四回転要素（４）を有し、この第四回転要素（４）に対応する縦線が、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線と一致するように配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
図３７に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、中間回転要素（ｍ）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図３７に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図３７に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線と第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線との間に配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
図３８に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、中間回転要素（ｍ）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図３８に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図３８に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線と第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線との間に配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
図３９に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、中間回転要素（ｍ）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図３９に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）に対応する縦線、第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図３８に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線と第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線との間に配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
図４０に示す速度線図の各縦線の上側に記載されている回転速度の順に配置された「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」、「Ｄ１」は、それぞれ第一遊星歯車装置Ｐ１の第一回転要素（１）、中間回転要素（ｍ）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。また、これらの上段に、回転速度の順に配置された「ａ２」、「ｂ２」、「ｃ２」は、それぞれ第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）、第二回転要素（２）、第三回転要素（３）に対応している。そして、この図４０に示す例では、各回転要素に対応する縦線の配置が、第一遊星歯車装置Ｐ１についての回転速度の低速側から高速側（図における右側から左側）に向かって、第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第一回転要素（１）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の中間回転要素（ｍ）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第二回転要素（２）及び第二遊星歯車装置Ｐ２の第三回転要素（３）に対応する縦線、第一遊星歯車装置Ｐ１の第三回転要素（３）に対応する縦線の順となっている。すなわち、この図４０に示す例は、第一遊星歯車装置Ｐ１が中間回転要素（ｍ）を有し、それが第二遊星歯車装置Ｐ２の第二回転要素（２）に対応する縦線と一致するように配置されている点で、図３１に示す例と異なっている。
５．その他の実施形態
（１）上記の各実施形態では、回転電機としてのモータ・ジェネレータＭＧを一個だけ備える構成について説明したが、ハイブリッド駆動装置Ｈが、２個以上のモータ・ジェネレータＭＧを備える構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。例えば、図４１に示すように、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を更に備え、この第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２が入力軸Ｉに接続された構成とすると好適である。この構成によれば、パラレルモードで、２個のモータ・ジェネレータＭＧ及びＭＧ２による回転トルクを利用した走行を行うことができる。なお、図４１には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２が入力軸Ｉに直結された構成を例示しているが、このロータＲｏ２は、ギヤやベルト等の駆動伝達部材を介して入力軸Ｉに接続される構成としてもよい。
（２）上記第一及び第二の実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気式トルクコンバータモード、パラレルモード及び電気走行モードの３つの動作モードを切替可能に構成された場合の例について説明した。また、上記第三及び第四の実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、これら３つの動作モードに加えて更にエンジン走行モードにも切替可能に構成された場合の例について説明した。しかし、本発明の適用範囲となるハイブリッド駆動装置Ｈの構成はこれらに限定されない。すなわち、ハイブリッド駆動装置Ｈは、電気式トルクコンバータモードのみを実現可能とし、或いは、電気式トルクコンバータモードとパラレルモード及び電気走行モードのいずれか一方のみを実現可能とした構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
（３）上記の各実施形態では、パラレルモード及び電気走行モードでハイブリッド駆動装置Ｈが複数の変速段を有する場合を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されない。したがって、パラレルモード及び電気走行モードの一方又は双方において、変速段が一つのみとした構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
（４）また、上記の各実施形態において説明した第一遊星歯車装置Ｐ１及び第二遊星歯車装置Ｐ２の構成、並びにこれらの各回転要素に対する摩擦係合要素の配置構成は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の適用範囲に含まれる。
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置として利用することができる。
本発明の第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図 第一の実施形態に係るハイブリッド車用駆動装置のシステム構成図 第一の実施形態の各構成要素の接続状態を表す模式図 第一の実施形態の作動表を示す図 第一の実施形態の切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図 第一の実施形態の制御マップの一例を示す図 第一の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図 第一の実施形態のパラレルモードでの速度線図 第一の実施形態の特殊な制御処理のフローチャートを示す図 本発明の第二の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図 第二の実施形態の作動表を示す図 第二の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図 第二の実施形態のパラレルモードでの速度線図 第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（１） 第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（２） 第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（３） 第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（４） 第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（５） 第二の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（６） 本発明の第三の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図 第三の実施形態の各構成要素の接続状態を表す模式図 第三の実施形態の作動表を示す図 第三の実施形態の切替可能な動作モード及び変速段の関係を示す図 第三の実施形態の制御マップの一例を示す図 第三の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図 第三の実施形態のパラレルモードでの速度線図 第三の実施形態のエンジン走行モードでの速度線図 第三の実施形態の特殊な制御処理のフローチャートを示す図 本発明の第四の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図 第四の実施形態の作動表を示す図 第四の実施形態の電気式トルクコンバータモードでの速度線図 第四の実施形態のパラレルモードでの速度線図 第四の実施形態のエンジン走行モードでの速度線図 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（１） 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（２） 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（３） 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（４） 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（５） 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（６） 第四の実施形態のその他の構成例を示す速度線図（７） 本発明のその他の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図 背景技術に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図
符号の説明
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸
Ｏ：出力軸
ＭＧ：モータ・ジェネレータ
Ｐ１：第一遊星歯車装置
Ｐ２：第二遊星歯車装置
Ｄｓ：ケース
Ｃ１：第一クラッチ
Ｃ２：第二クラッチ
Ｃ３：第三クラッチ
Ｃ４：第四クラッチ
Ｂ１：第一ブレーキ
Ｂ２：第二ブレーキ
Ｂ３：第三ブレーキ
（１）：第一回転要素
（２）：第二回転要素
（３）：第三回転要素
（ｍ）：中間回転要素
（４）：第四回転要素

Claims (23)

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

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