JP3922236B2 - ハイブリッド変速機 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン等の原動機とモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これら原動機とモータ／ジェネレータとの間における差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機の変速比幅拡大技術に関するものである。

ハイブリッド変速機としては一般的に、シリーズ式と、パラレル式と、両者を組み合わせたシリーズ式＋パラレル式の３方式のものが知られているが、いずれも例えば特許文献１に記載のごとく、エンジン回転エネルギーの全部または一部を発電機（ジェネレータ）により一旦電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーとバッテリからの電力とで車両駆動系に結合されたモータを駆動して車両の走行を行わせ、余剰な電気エネルギーをバッテリに蓄電するのが普通である。
そして、エンジン動作点を最適燃費が実現されるよう定めてバッテリへの充放電をタイミング良く行わせることにより、運転状態に応じた要求駆動力を良好な燃費のもとで発生させ得るものである。

ところで一般的なハイブリッド変速機は、１つの変速モードしか設定することができず、後進変速比を含むロー側変速比領域においてモータ／ジェネレータの通過電力が大きくなり、そのために大型のータ／ジェネレータが必要であったり、エンジン動力を伝達可能な変速比幅が狭くなるという問題があった。

一方では従来、例えば特許文献２に記載のごとく、後進変速比を含むロー側変速比領域とそれ以外のハイ側変速比領域とでクラッチとブレーキの掛け替えにより変速モードを切り替え、後進変速比を含むロー側変速比領域においてもモータ／ジェネレータの通過電力が大きくなるのを防止することを狙った変速モード切り替え式のハイブリッド変速機が提案されている。

しかしこの特許文献２に記載のハイブリッド変速機は、変速モード切り替え用のクラッチおよびブレーキが、変速機ユニットの出力軸部上で作動、非作動切り替えされるものであるため、これらクラッチおよびブレーキが大きなトルクを受け止めることとなって、大きな容量のクラッチやブレーキが必要となり、これに伴うハイブリッド変速機の大型化が問題となる。

とりわけ、後進変速比を含むロー側変速比領域での変速モードにおいて、モータ／ジェネレータが車輪と直接的に結合されるため、変速機への入力パワーに対してモータ／ジェネレータの通過電力が大きくなり、当該モードの選択時はモータ／ジェネレータの通過電力が大きくなるのを防止するという本来の趣旨が損なわれ、変速モード切り替え式のハイブリッド変速機に改良しても結果的にはモータ／ジェネレータの小型化を実現できないし、また、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を広くすることができない。

この問題解決のためには、上記のごとくクラッチやブレーキにより後進変速比を含むロー側変速比領域とハイ側変速比領域とで変速モードを切り替える構成を踏襲するも、後進変速比を含むロー側変速比領域での変速モードにおいてもモータ／ジェネレータが車輪に直接的に結合されることのないようにし、これにより、当該ロー側変速比領域においてもモータ／ジェネレータへの通過電力が大きくなることがなく、もって、モータ／ジェネレータの小型化を実現することができると共にエンジン動力を伝達可能な変速比幅を広くすることができるよう、ハイブリッド変速機を以下の構成にすることが考えられる。

このハイブリッド変速機は、２自由度３要素の差動装置を２組用い、これら差動装置の１要素同士を相互に結合して、残りの１要素同士が相互に逆転する所定変速比と相互に同方向に回転する所定変速比との選択を可能にしたギヤ列を設けた構成とする。
そして、上記同方向に回転する所定の変速比が選択された状態で、共線図上に配置される両差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、原動機からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を両差動装置に結合する。
ここで出力側モータ／ジェネレータの結合は、上記何れの所定変速比が選択された状態のもとでも上記出力の回転に関与する回転メンバに対して当該結合を行う。

かかる構成によれば、上記逆転する所定変速比の選択により後進変速比を含むロー側変速比領域の変速を実現することができ、また上記同方向に回転する所定変速比の選択によりハイ側変速比領域での変速を実現することができる。
ところで何れの変速モードにおいても、モータ／ジェネレータは出力部上に存在せず、これから離れて位置するため、モータ／ジェネレータへの通過電力が大きくなることがなく、モータ／ジェネレータの小型化を実現することができると共にエンジン動力を伝達可能な変速比幅を広くすることができる。
特開２０００−０９２６１２号公報 特開２０００−０６２４８３号公報

しかし、上記改良のために考えられるハイブリッド変速機においても尚、後述する実施例につき説明するところから明らかなように、
前記出力側モータ／ジェネレータの許容される上限回転数がハイブリッド変速機の変速比幅に大きな影響を及ぼし、
前記入力側モータ／ジェネレータの発生可能な上限トルクがハイブリッド変速機の変速比幅に大きな影響を及ぼすことから、
これら出力側モータ／ジェネレータおよび入力側モータ／ジェネレータの仕様次第で、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を更に広くすることができる。

本発明は、この事実認識に基づき出力側モータ／ジェネレータおよび入力側モータ／ジェネレータの特定により、エンジン動力を伝達可能な変速比幅の更なる拡大を実現したハイブリッド変速機を提案することを目的とする。

この目的のため本発明によるハイブリッド変速機は、請求項１に記載のごとくに構成する。
先ず本発明の要旨構成の基礎前提となるハイブリッド変速機は、２自由度３要素の差動装置を２組用い、これら差動装置の１要素同士を相互に結合して、残りの１要素同士が相互に逆転する所定変速比と相互に同方向に回転する所定変速比との選択を可能にしたギヤ列を設けた構成とし、
上記同方向に回転する所定の変速比が選択された状態で、共線図上に配置される両差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、原動機からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を両差動装置に結合し、
出力側モータ／ジェネレータの結合は、上記何れの所定変速比が選択された状態のもとでも上記出力の回転に関与する回転メンバに対して当該結合を行ったものとする。

そして請求項１に記載の発明は、かかるハイブリッド変速機における上記出力側モータ／ジェネレータを、上限回転数が上記入力側モータ／ジェネレータの上限回転数よりも高い高回転型モータ／ジェネレータとしたものである。

請求項２に記載の本発明によるハイブリッド変速機は、請求項１に記載の本発明と要旨構成の基礎前提を同じとし、
上記入力側モータ／ジェネレータを、上限トルクが上記出力側モータ／ジェネレータの上限トルクよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータとしたものである。

請求項３に記載の本発明によるハイブリッド変速機は、請求項１，２に記載の本発明と要旨構成の基礎前提を同じとし、
上記出力側モータ／ジェネレータを、上限回転数が上記入力側モータ／ジェネレータの上限回転数よりも高い高回転型モータ／ジェネレータとし
上記入力側モータ／ジェネレータを、上限トルクが上記出力側モータ／ジェネレータの上限トルクよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータとしたものである。

請求項１に記載の本発明によれば、上記逆転する所定変速比の選択により後進変速比を含むロー側変速比領域の変速を実現することができ、また上記同方向に回転する所定変速比の選択によりハイ側変速比領域での変速を実現することができる。
ところで何れの変速モードにおいても、モータ／ジェネレータは出力部上に存在せず、これから離れて位置するため、モータ／ジェネレータへの通過電力が大きくなることがなく、モータ／ジェネレータの小型化を実現することができると共にエンジン動力を伝達可能な変速比幅を広くすることができるほかに、以下の作用効果をも奏し得る。

つまり、出力側モータ／ジェネレータを、上限回転数が入力側モータ／ジェネレータの上限回転数よりも高い高回転型モータ／ジェネレータとしたことから、
出力側モータ／ジェネレータの上限回転数により制約されていた変速比幅を、高回転型モータ／ジェネレータとしたことによる当該上限回転数の上昇により更に拡大することができる。

また請求項２に記載の本発明によれば、入力側モータ／ジェネレータを、上限トルクが出力側モータ／ジェネレータの上限トルクよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータとしたことから、
入力側モータ／ジェネレータの上限トルクにより制約されていた変速比幅を、大トルク型モータ／ジェネレータとしたことによる当該上限トルクの上昇により更に拡大することができる。

さらに請求項３に記載の本発明によれば、
出力側モータ／ジェネレータを、上限回転数が入力側モータ／ジェネレータの上限回転数よりも高い高回転型モータ／ジェネレータとしたことから、請求項１に記載の発明と同様に変速比幅の更なる拡大を実現することができると共に、
入力側モータ／ジェネレータを、上限トルクが出力側モータ／ジェネレータの上限トルクよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータとしたことから、請求項２に記載の発明と同様に変速比幅の更なる拡大を実現することができる。

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

図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）右側部分（エンジンENGから遠い後端部）に３個の単純遊星歯車組、つまりエンジンENGに近いフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRを同軸に配して内蔵し、また、図の左側（エンジンENGに近い前側）に例えば複合電流２層モータ２を可とするモータ／ジェネレータ組を上記の遊星歯車組に対し同軸に配して内蔵する。

フロント側遊星歯車組GFは第１差動装置G1を成し、中央の遊星歯車組GCは第３差動装置G3を成し、リヤ側遊星歯車組GRは第２差動装置G2を成す。
これらフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRはそれぞれ、サンギヤSf,Sc,Sr、リングギヤRf,Rc,Rr、およびキャリアCf,Cc,Crの３要素を具えた２自由度の差動装置を構成する。
乾式クラッチCinを経てエンジンENGの回転を入力される入力軸３（後述の共線図では入力Inとして示す）にキャリアCfおよびリングギヤRrを結合し、入力軸３に同軸に配置した出力軸４（後述の共線図では出力Outとして示す）にキャリアCrを結合する。

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

第１モータ／ジェネレータMG1はリングギヤRfに結合し、第２モータ／ジェネレータMG2は、相互に結合したサンギヤSf,Scに結合する。
リングギヤRcおよびサンギヤSrを相互に結合し、これらの結合体をハイクラッチChiによりキャリアCcに結合可能とし、このキャリアCcをローブレーキB_LOにより固定可能とする。
リングギヤRfはオーバードライブブレーキBodにより固定可能とする。

上記の構成になるハイブリッド変速機を共線図により表すと図２のごとくになり、第１差動装置G1を成すフロント側遊星歯車組GFにおける要素の回転速度順は、リングギヤRf、キャリアCf、およびサンギヤSfであり、第２差動装置G2を成すリヤ側遊星歯車組GRにおける要素の回転速度順はリングギヤRr、キャリアCr、およびサンギヤSrである。
フロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順で中間のキャリアCfと、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順で第１位のリングギヤRrとを相互に結合し、リヤ側遊星歯車組GRにおける回転速度順で第３位のサンギヤSrとフロント側遊星歯車組GFにおける回転速度順で第３位のサンギヤSfとにそれぞれ、第３差動装置G3を成す中央の遊星歯車組GCにおけるリングギヤRcおよびサンギヤScを結合する。

また、遊星歯車組GCのキャリアCcを固定するローブレーキB_LOを設けると共に遊星歯車組GCのキャリアCcおよびリングギヤRcを相互に結合するハイクラッチChiを設け、
フロント側遊星歯車組GFのリングギヤRfに第１モータ／ジェネレータMG1を結合し、フロント側遊星歯車組GFのキャリアCfにエンジンENGからの入力Inを結合し、リヤ側遊星歯車組GRのキャリアCrに車輪駆動系への出力Outを結合し、フロント側遊星歯車組GFのサンギヤSfに第２モータ／ジェネレータMG2を結合する。
従って、第１モータ／ジェネレータMG1は入力Inに近い側にあって本発明における入力側モータ／ジェネレータを構成し、第２モータ／ジェネレータMG2は出力Outに近い側にあって本発明における出力側モータ／ジェネレータを構成する。

なお図２の横軸は遊星歯車組GF,GRのギヤ比により決まる回転要素間の距離比、つまりリングギヤRrおよびキャリアCr間の距離を１とした時のキャリアCf（リングギヤRr）およびリングギヤRf間の距離の比をαで示し、キャリアCrおよびサンギヤSr（サンギヤSf）間の距離の比をβで示し、
また、サンギヤScおよびキャリアCc間の距離を１とした時のキャリアCcおよびリングギヤRc間の距離の比をδで示す。
そして、図２の縦軸は回転速度、図２の矢印はトルクを表すベクトルを示し、Neはエンジン回転数、Teはエンジントルク、Noは出力回転数、Toは出力トルク、Nm1はモータ／ジェネレータMG1の回転数、Tm1はモータ／ジェネレータMG1のトルク、Nm2はモータ／ジェネレータMG2の回転数、Tm2はモータ／ジェネレータMG2のトルクである。

上記した図２の共線図により表されるハイブリッド変速機においては、図２では締結されて遊星歯車組GcのキャリアCcを固定しているローブレーキB_LOを解放し、ハイクラッチChiの締結により遊星歯車組GCのキャリアCcおよびリングギヤRc間を結合すると、遊星歯車組Gcの全ての回転要素が一体的に回転される状態になることから、図２の共線図上でサンギヤSrがサンギヤSf,Scに一致する。
この場合、図２におけるレバーGR(G2)がレバーGF(G1)上に乗って共線図が図３に示すごときものとなり、遊星歯車組GF,GRにより構成されるギヤ列が４要素２自由度の一直線で表される変速状態を提供し、回転要素の回転速度順にモータ／ジェネレータMG1、エンジンENGからの入力In、車輪駆動系への出力Out、モータ／ジェネレータMG2の配列となる。

かようにハイクラッチChiを締結させた状態での第１変速（ハイ）モードでは、モータ／ジェネレータMG1,MG2がそれぞれ図３に矢印で示す方向のトルクTm1,Tm2を発生することでエンジントルクTeおよび出力トルクToとバランスする。
よって、第２モータ／ジェネレータMG2が後進（逆）回転状態である時、このモータ／ジェネレータMG2で発電しながら（回転数Nm2が０に向け低下するため）第１モータ／ジェネレータMG1のモータ駆動により、また、逆に第２モータ／ジェネレータMG2が前進（正）回転状態である時、第１モータ／ジェネレータMG1で発電しながら（回転数Nm1が０に向け低下するため）第２モータ／ジェネレータMG2のモータ駆動により、電気の収支が釣り合った状態で車両を運転することができる。
更に、モータ駆動される側のモータ／ジェネレータ出力を大きくし、発電する側のモータ／ジェネレータ発電力を小さくすることで、エンジンパワー以上の出力を取り出すことが可能となり、
逆に、モータ駆動される側のモータ／ジェネレータ出力を小さくし、発電する側のモータ／ジェネレータ発電力を大きくすることで、充電可能な状態にすることが可能となる。

第１モータ／ジェネレータMG1または第２モータ／ジェネレータMG2の回転数が０となる入力回転数と出力回転数との比（変速比）は２種類あり、このポイントでは電気的に動力を伝達することなく車両をエンジンENGのみで運転することができる。
また、これら２つのポイント間における変速比では、変速機として伝達する動力に対して、機械的な伝達よりも効率の低い電気的な動力伝達の伝達動力割合を小さくすることができるので、伝動効率を向上させることができる。

更に、エンジン出力を０にして２個のモータ／ジェネレータMG1,MG2のモータ駆動により車両を電気的な動力のみにより電気(EV)走行させることができ、この間乾式クラッチCinを遮断してエンジンENGを変速機から切り離しておけば、エンジンの引きずりを生ずることがなくて効率の良いEV走行を実現することができる。
なお、オーバードライブブレーキBodを作動させてリングギヤRfを固定することで、図３のレバーGF（G1）の左端を０回転にした場合に相当するが、入力Inの回転数よりも出力Outの回転数が高い固定のオーバードライブ変速比を実現することができ、この時モータ／ジェネレータMG2による駆動力アシストおよびエネルギー回生が可能となって燃費の低減をも実現することができる。

以上の第１変速（ハイ）モードでは、共線図上における回転のバランス式およびトルクのバランス式を解いて、モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2が次式で表される。
Ｎm1=Ｎe-β(Ｎm2−Ｎm1) ・・・（１）
Ｎm2=Ｎo-α(Ｎm2−Ｎm1) ・・・（２）
Tm1=−（Ｎm2・Ｔe）／｛βＮm1＋（１＋α）Ｎm2｝ ・・・（３）
Tm2=（Ｎm1・Ｔe）／｛βＮm1＋（１＋α）Ｎm2｝ ・・・（４）

次に、ハイクラッチChiを解放し、ローブレーキB_LOの作動によりキャリアCcを固定した状態での変速を説明するに、かようにローブレーキB_LOを作動させた状態での第２変速（ロー）モードでは、図２のレバーGC(G3)により示すごとくサンギヤSf,Scに対してサンギヤSrの回転が、リングギヤRcおよびサンギヤSc間の歯数比で決まる逆回転となる。
従って、キャリアCrに結合させた出力Outが図２から明かなように前記した第１変速（ハイ）モードの時よりも低くなり、このため当該第２変速（ロー）モードは、サンギヤSfとサンギヤSrの回転数が０となる変速比よりも後進変速比を含めたロー側変速比の領域で使用する。

かようにローブレーキB_LOを締結させた状態での第２変速（ロー）モードでは、モータ／ジェネレータMG1,MG2がそれぞれ図２に矢印で示す方向のトルクTm1,Tm2を発生することでエンジントルクTeおよび出力トルクToとバランスする。
この第２変速（ロー）モードでは、共線図上における回転のバランス式およびトルクのバランス式を解いて、モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2が次式で表される。
Ｎm1=（α／δ）Ｎo＋｛［（１＋α＋β）δ−αβ］／（１＋β）｝Ｎe ・・・（５）
Ｎm2=（β/δ）Ｎe-｛（１＋β）/δ｝Ｎo ・・・（６）
Tm1=｛（β・i-1-β）Ｔe｝／（１＋α＋β） ・・・（７）
Tm2=α・Tm1／（１＋β）−δ・I・Te／（１＋β） ・・・（８）
但し、i : 変速比（Ne/No）

図２において入力Inの回転数を一定とすると、モータ／ジェネレータMG2によりサンギヤSfの回転を高くしてリングギヤRcの回転を低下させることで、このリングギヤRcに結合されたサンギヤSrの回転が低下して出力Outの回転が低下し、変速比をロー側へ移行させることができ、さらにはロー側無限大（停車）の変速比から後進変速比へと移行させることができる。

この間にリングギヤRfの回転が０回転をよぎり、この時に電力収支を釣り合わせて運転していると、変速比無限大の時にモータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力は出力と同じになり、その他の変速比ではモータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力が０になる。
この第２変速（ロー）モードでは、遊星歯車組GF,GC,GRのリングギヤとサンギヤの歯数比を適切に選ぶことで、サンギヤSf,Srの回転が０になる変速比よりも後進変速比を含めたロー側変速比領域において、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力を前記した第１変速（ハイ）モードでの通過電力よりも小さくすることができ、当該領域での高効率、大駆動トルクを小さなモータ／ジェネレータMG1,MG2により実現することができる。

そして本実施例によれば、上記した何れの変速モードにおいても、モータ／ジェネレータMG1,MG2が変速機の出力部上に存在せず、これから離れて位置するため、モータ／ジェネレータへの通過電力が大きくなることがなく、モータ／ジェネレータの小型化を実現することができると共にエンジン動力を伝達可能な変速比幅を広くすることができる。
この作用効果を図６につき以下に付言する。

図６は、前記の比α，β，δをそれぞれα＝2.2、β＝2.2、δ＝0.5とした場合において、ハイクラッチChiを締結させた第１変速（ハイ）モードで電力収支を釣り合わせた場合におけるモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2およびトルクTm1,Tm2、並びに通過電力Powerと、ローブレーキB_LOを締結させた第２変速（ロー）モードで電力収支を釣り合わせた場合におけるモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1’,Nm2’およびトルクTm1’,Tm2’、並びに通過電力Power’をそれぞれ、入力部における回転数、トルク、および動力により正規化し、変速機の入力回転数に対する出力回転数の速度比（変速比の逆数）の関数として示す。
本実施例においては前記したごとく、サンギヤSf（Sc），Srの回転が０となる変速比（図６にａで示した）よりも後進変速比を含むロー側変速比領域で第２変速（ロー）モードを選択し、図６の変速比ａよりもハイ側変速比領域で第１変速（ハイ）モードを選択する。

ハイ側変速比領域で第１変速（ハイ）モードを選択することにより、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力は図６のPower’特性よりも小さなPower特性をトレースすることになり、また、ロー側変速比領域で第２変速（ロー）モードを選択することにより、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力は図６のPower特性よりも小さなPower’特性をトレースすることになり、全ての変速比領域でモータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力を小さくしてモータ／ジェネレータの小型化を実現することができると共に高い効率で大トルクを発生させ得てエンジン動力を伝達可能な変速比幅を広くすることができる。

ところで上述の実施例においては、図６からモータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,Nm1’,Nm2’および通過電力Power,Power’のみを取り出して示した図７から明らかなように、
第１変速（ハイ）モードを選択するハイ側変速比領域では出力側モータ／ジェネレータMG2の上限回転数（Nm2の上限回転数）が入力側モータ／ジェネレータMG1の上限回転数（Nm1の上限回転数）よりも、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力Powerを小さくして、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を大きくすることに関し支配的であり、
また、第２変速（ロー）モードを選択するロー側変速比領域でも、出力側モータ／ジェネレータMG2の上限回転数（Nm2’の上限回転数）が入力側モータ／ジェネレータMG1の上限回転数（Nm1’の上限回転数）よりも、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力Power’を小さくして、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を大きくすることに関し支配的である。

更に、図６からモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクTm1,Tm2,Tm1’,Tm2’および通過電力Power,Power’のみを取り出して示した図８から明らかなように、
第１変速（ハイ）モードを選択するハイ側変速比領域では入力側モータ／ジェネレータMG1の上限トルク（Tm1の上限トルク）が出力側モータ／ジェネレータMG2の上限トルク（Tm2の上限トルク）よりも、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力Powerを小さくして、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を大きくすることに関し支配的であり、
また、第２変速（ロー）モードを選択するロー側変速比領域でも、入力側モータ／ジェネレータMG1の上限トルク（Tm1’の上限トルク）が出力側モータ／ジェネレータMG2の上限トルク（Tm2’の上限トルク）よりも、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力Power’を小さくして、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を大きくすることに関し支配的である。

以上の事実に鑑み本実施例では、出力側モータ／ジェネレータMG2および入力側モータ／ジェネレータMG1として特に、図４および図５に例示するような動作特性を持つものを用いる。
つまり、出力側モータ／ジェネレータMG2については図４に例示するごとく、その上限回転数Nm2maxが入力側モータ／ジェネレータMG1の図５に示す上限回転数Nm1maxよりも高い高回転型モータ／ジェネレータを用いる。
他方で入力側モータ／ジェネレータMG1については図５に例示するごとく、その上限トルクTm1maxが出力側モータ／ジェネレータMG2の図４に示す上限トルクTm2maxよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータを用いる。

本実施例によれば、かように出力側モータ／ジェネレータMG2として高回転型モータ／ジェネレータを用い、入力側モータ／ジェネレータMG1として大トルク型モータ／ジェネレータを用いることで、
上述した理由により、モータ／ジェネレータMG1,MG2の通過電力を小さくして、エンジン動力を伝達可能な変速比幅を大きくすることができ、前記した変速比幅の拡大に加えて更なる変速比幅の拡大を実現することができる。

なお上記の実施例では、出力側モータ／ジェネレータMG2に高回転型モータ／ジェネレータを用いることと、入力側モータ／ジェネレータMG1に大トルク型モータ／ジェネレータを用いることの双方の対策を施して変速比幅の拡大が最大限実現されるようにしたが、これらの対策は必ずしも双方を用いる必要はなく、変速比幅の拡大要求に応じていずれか一方のみを用いることも可能であるのは言うまでもない。

本発明の一実施例になるハイブリッド変速機を示す縦断側面図である。 同ハイブリッド変速機がロー側変速比領域で動作している時におけるローモードでの共線図である。 同ハイブリッド変速機がハイ側変速比領域で動作している時におけるハイモードでの共線図である。 同ハイブリッド変速機における出力側モータ／ジェネレータの動作特性図である。 同ハイブリッド変速機における入力側モータ／ジェネレータの動作特性図である。 同ハイブリッド変速機の動作特性図である。 図６の動作特性から両モータ／ジェネレータの回転数および通過電力のみを取り出して示した動作特性図である。 図６の動作特性から両モータ／ジェネレータのトルクおよび通過電力のみを取り出して示した動作特性図である。

符号の説明

１ 変速機ケース
ENG エンジン（原動機）
２ 複合電流２層モータ
MG1 入力側モータ／ジェネレータ
MG2 出力側モータ／ジェネレータ
３ 入力軸
４ 出力軸
G1 第１差動装置
G2 第２差動装置
G3 第３差動装置
GF フロント側遊星歯車組
GC 中間の遊星歯車組
GR リヤ側遊星歯車組
Sf,Sc,Sr サンギヤ
Rf,Rc,Rr リングギヤ
Cf,Cc,Cr キャリア
Cin 乾式クラッチ
Chi ハイクラッチ
B_LO ローブレーキ
Bod オーバードライブブレーキ

Claims (3)

1. ２自由度３要素の差動装置を２組用い、これら差動装置の１要素同士を相互に結合して、残りの１要素同士が相互に逆転する所定変速比と相互に同方向に回転する所定変速比との選択を可能にしたギヤ列を具え、
   前記同方向に回転する所定の変速比が選択された状態で、共線図上に配置される前記差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、原動機からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を前記２組の差動装置に結合し、
   前記出力側モータ／ジェネレータの結合を、前記何れの所定変速比が選択された状態のもとでも前記出力の回転に関与する回転メンバに対して行ったハイブリッド変速機において、
   前記出力側モータ／ジェネレータを、上限回転数が前記入力側モータ／ジェネレータの上限回転数よりも高い高回転型モータ／ジェネレータとしたことを特徴とするハイブリッド変速機。
2. ２自由度３要素の差動装置を２組用い、これら差動装置の１要素同士を相互に結合して、残りの１要素同士が相互に逆転する所定変速比と相互に同方向に回転する所定変速比との選択を可能にしたギヤ列を具え、
   前記同方向に回転する所定の変速比が選択された状態で、共線図上に配置される前記差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、原動機からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を前記２組の差動装置に結合し、
   前記出力側モータ／ジェネレータの結合を、前記何れの所定変速比が選択された状態のもとでも前記出力の回転に関与する回転メンバに対して行ったハイブリッド変速機において、
   前記入力側モータ／ジェネレータを、上限トルクが前記出力側モータ／ジェネレータの上限トルクよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータとしたことを特徴とするハイブリッド変速機。
3. ２自由度３要素の差動装置を２組用い、これら差動装置の１要素同士を相互に結合して、残りの１要素同士が相互に逆転する所定変速比と相互に同方向に回転する所定変速比との選択を可能にしたギヤ列を具え、
   前記同方向に回転する所定の変速比が選択された状態で、共線図上に配置される前記差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、原動機からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を前記２組の差動装置に結合し、
   前記出力側モータ／ジェネレータの結合を、前記何れの所定変速比が選択された状態のもとでも前記出力の回転に関与する回転メンバに対して行ったハイブリッド変速機において、
   前記出力側モータ／ジェネレータを、上限回転数が前記入力側モータ／ジェネレータの上限回転数よりも高い高回転型モータ／ジェネレータとし、
   前記入力側モータ／ジェネレータを、上限トルクが前記出力側モータ／ジェネレータの上限トルクよりも大きな大トルク型モータ／ジェネレータとしたことを特徴とするハイブリッド変速機。

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