JP4200452B2 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンからの駆動力を受け入れる入力軸、第一及び第二の電動機、遊星歯車装置及び駆動出力を出力する出力軸を備えたハイブリッド駆動装置に関する。

上記のようなハイブリッド駆動装置として、特許文献１に示される装置がある。この文献に示される装置は、例えば当該明細書図１に示されるように、第１及び第２電動機（モータ・ジェネレータ）２、３を備えるとともに、遊星歯車装置からなる動力分配機構４０及び２つの遊星歯車装置からなる変速機４１を備えて構成されている。

本明細書においては、「電動機」は、『モータ』、『モータ・ジェネレータ』または『ジェネレータ』を総称するものとし、遊星歯車装置とは、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に関し、遊星歯車単独で、若しくは複数の遊星歯車を組み合わせて得られ、入力に係る回転要素、この入力に係る回転要素に対する反力受けとなる回転要素、及び出力に係る回転要素を備えた機構を呼ぶ。また、遊星歯車装置を成す回転要素と電動機に備えられるロータとの間の駆動伝動に関しては、電動機がジュネレータ働く場合及びモータとして働く場合を含めて伝動と呼ぶ。電動機がモータとして働く場合は電動機により回転要素が回転されることとなり、電動機がジェネレータとして働く場合は、回転要素により電動機のロータが回転されることとなる。

上記の特許文献１に示されるハイブリッド駆動装置では、第１及び第２電動機２、３及び、単一の遊星歯車装置を備え、入力軸の回転が第１の回転要素に伝動され、エンジンからの駆動力の反力受けとして働く一方の電動機の回転が第２の回転要素に伝動され、第３の回転要素の回転が前記出力軸に伝動されるとともに、他方の電動機の回転が当該第３の回転要素に伝動される、所謂、３要素構造を採用するとともに、第２の電動機よりも伝動下手側に有段変速機構が配置される。従って、この構成ではモータサイズを小さくできるものの、第２の電動機よりも伝動下手側で有段変速を行うため、その変速時にショックが伴う。

このようなショックの発生を無くすることが可能な無段変速を行う装置として、特許文献２に開示の技術がある。
この文献に開示の技術では、第１及び第２の電動機と、２つの遊星歯車装置と２つの摩擦係合要素が備えられる。

この装置構成を採用すれば、小型のモータを採用しながら変速ショックのない状態で変速を行える。

本明細書の図１３に、特許文献２に記載のハイブリッド駆動装置における走行速度に対する各機器の速度（図上、入力スピードと記載）、電動機トルク及び電動機出力を示した。

装置は、低速側で採用される第一モードと、高速側で採用される第二モードとの間で、摩擦係合要素の切り換えにより所定の駆動走行を行う。この第二モードにおける駆動伝動状態は、図示される車速範囲をさらに越えて、高速域に車速が上昇してもそのまま維持される。

ハイブリッド駆動装置が採用する駆動伝動構造は、第一モードにおいては「３要素構造」と呼ぶ駆動伝動構造となっており、第二モードにおいては「４要素構造」と呼ぶ駆動伝動構造となっている。

図１４を使用して、この「３要素構造」及び「４要素構造」に関して説明する。
図は、遊星歯車装置を構成する各回転要素を○で、各回転要素の接続状態を腕（横棒及び縦棒）で表したものであり、エンジンに接続される回転要素を（Ｅ）で、出力に接続される回転要素を（ＯＵＴ）で、さらに、第一の電動機ＭＧ１に接続される回転要素を（ＭＧ１）で、第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素を（ＭＧ２）で示している。本願において接続とは、回転要素と当該回転要素に連結されるものが同一回転速度となる直結型の接続形態及び、回転要素と当該回転要素に連結されるものの回転速度が一定の比となる接続形態の両方を含むものとする。

３要素構造
図１４（ａ）に示すように、この構造にあっては、遊星歯車装置Ｐａの特定の回転要素（第１の回転要素）に、エンジンＥからの駆動が入力され、その入力に対して、第一の電動機ＭＧ１に接続される回転要素（第２の回転要素）が主にエンジンの反力受けとして働き、残りの回転要素（第３の回転要素）が出力ＯＵＴ側に接続されるとともに、第二の電動機ＭＧ２が、この残りの第３の回転要素に接続されている。
即ち、遊星歯車装置の速度線図においては、エンジン駆動を受け入れる第１の回転要素を挟んで、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２に接続される第２及び第３の回転要素が設けられ、この第二の電動機ＭＧ２が接続された第３の回転要素の駆動力が出力ＯＵＴとされる。

先に示した、特許文献２に開示の技術の場合、第一モードでは、遊星歯車２０が、この３要素構造を画定する遊星歯車装置として働く。さらに、電動機４６が第一の電動機ＭＧ１として、電動機４８が第二の電動機ＭＧ２として働いている。遊星歯車３２は減速装置として働いている。

４要素構造
図１４（ｂ）に示すように、この構造にあっては、２の遊星歯車装置Ｐａ，Ｐｂからなる機構において、一の遊星歯車装置Ｐａの特定の回転要素に、エンジンＥからの駆動が入力され、この遊星歯車装置Ｐａの他の二つの回転要素が、出力ＯＵＴ及び第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素となる。
一方、他の遊星歯車装置Ｐｂに関して、それぞれ異なった回転要素が、先に一の遊星歯車装置ＰａのエンジンＥ及び出力ＯＵＴに接続されている回転要素に連結される。そして、残りの回転要素が、第一の電動機ＭＧ１が接続され、主にエンジンの反力受けとして働く。

従って、速度線図上に配置される回転要素として４個の回転要素を有し、これら回転要素のうち２個の回転要素の回転状態を決定すると他の回転要素の回転状態が決まる２自由度の遊星歯車装置において、各回転要素にそれぞれ独立に、エンジンからの入力軸、車輪への出力軸、および２個の電動機の回転が伝動される構成となっている。

先に示した、特許文献２に開示の技術の場合、第二モードでは、遊星歯車２０、３２が一体として、この４要素構造の遊星歯車装置を構成して働くこととなっており、電動機４６が第一の電動機ＭＧ１として、電動機４８が第二の電動機ＭＧ２として働いている。

以上の説明により、特許文献２に記載の発明は、低速側の第一モードにおいては、３要素構造での駆動伝動構造を採用しており、それより高速側の第二モードでは、４要素構造の駆動伝動構造を採用しているといえる。

図１３に戻って、この図は、先にも説明したように、特許文献２に記載のハイブリッド駆動装置の入力速度（上段）、電動機トルク（中段）及び電動機出力（下段）を示したものである。各図における横太線が、速度、電動機トルク、電動機出力が夫々０であることを示し、それより下で負、それ上で正の値を取る。
各図に箱書きで示しているのは、それぞれの図における線の区分けを示しており、これらの図において「３Ｌｏ」は、先に説明した「低速側の３要素構造での駆動伝動構造」を、「４Ｈｉ」は、先に説明した「高速側の４要素構造での駆動伝動構造」を示している。従って、「３Ｌｏ」が、これで説明してきた第一モードに、「４Ｈｉ」が第二モードに対応する。

一方、その右側に記載の、上段の図における、Ｎｅ，Ｎｍｇ１，Ｎｍｇ２，Ｎｏｕｔは、記載順に、入力軸Ｉ、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２、出力軸Ｏの入力速度（回転数）を示している。中段の図における、Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２は、記載順に、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２のトルクを示している。下段の図における、Ｐｍｇ１，Ｐｍｇ２は、記載順に、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２の出力を示している。この出力は、これが正の状態で、電動機がモータとして働いており、負の状態でジェネレータとして働いていることに対応する。

さて、特許文献２に記載の従来技術においては、モードとして、低速側の第一モードと、高速側に第二モードとが設けられ、第二モードにあっては、４要素構造の駆動伝動構造が踏襲される。この駆動伝動状態は、さらに高速の領域にあっても維持され、より高速側の速度域（図１３において図右端に近い領域）では、第二の電動機がモータとして働きながら、第一の電動機はジェネレータとして働き、その出力が比較的大きな値を取っている。

特開２００５−６１４９８号公報（図１） ＵＳＰＡ２００２／０１４２８７６

上述の４要素構造のハイブリッド駆動装置は、回生時には、一つの電動機が回生（ジェネレータとして働く）、もう一つの電動機が力行（モータとして働く）をする。
しかしながら、上述の４要素構造の場合は、回生時には、減速エネルギー以上の電力を電気変換することになり、エネルギー回収効率が悪化する。
この問題を、上述の駆動伝動構造との関係で説明すると、以下のように説明することができる。
図１４（ａ）に示すように、３要素構造の場合は、速度線図において、エンジンに接続される回転要素を挿んでその両側に第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２に接続される回転要素が位置される。
さて、回生ブレーキがかけられた状態では、エンジン回転は停止に向かうここととなり、第一の電動機ＭＧ１速度も低下する。３要素構造の場合は、出力を担う回転要素ＯＵＴと第二の電動機ＭＧ２が接続される回転要素は同じ回転要素であることから、回生ブレーキがかけられた状態でなお残存している慣性力は出力ＯＵＴ側に働くが、これを第二の電動機ＭＧ２で直接受けることが可能である。

一方、４要素構造の場合は、図１４（ｂ）に示すように、４要素全体として、速度線図において、その両端に第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２が位置する。そして、その内側に、エンジンの出力を受ける回転要素及び出力側に接続される回転要素が配設される。
さて、回生ブレーキがかけられた状態では、エンジン回転は停止に向かうここととなり、第一の電動機ＭＧ１の速度も低下する。４要素構造の場合は、出力を担う回転要素ＯＵＴと第二の電動機ＭＧ２が接続される回転要素は異なった回転要素であり、車両走行に伴って残存している慣性力により出力ＯＵＴに接続されている回転要素は、現状の回転を維持しようと働く。この状態にあっては、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両方が、エンジンの回転を低下させるべく働く必要が生じる。
結果、回生ブレーキ時の挙動においては、３要素構造が４要素構造に勝ることとなる。

さらに、高車速・低駆動力領域（ネガティブハイブリッド領域）において、電気変換率が増大し、伝達効率が悪化する。
この状態に関しても、３要素構造と４要素構造を比較して説明する。
図１４（ａ）に示すように、３要素構造の場合は、速度線図において、エンジンを挿む形でその両側に第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２が配設される。
一方、４要素構造の場合は、図１４（ｂ）に示すように、４要素全体として、速度線図において、その両端に第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２が位置し、その内側に、エンジンＥの出力を受ける回転要素及び出力ＯＵＴ側に接続される回転要素が配設される。
これら構造において伝達効率を考える場合、エンジン駆動の入力位置を支点とするレバーを想定すればよい。高車速時には、第二の電動機ＭＧ２及び出力ＯＵＴは高速とされるが、支点からこれらの作用位置は、３要素構造の場合同一である。従って、第一の電動機ＭＧ１は、エンジン駆動の入力位置を支点とするモーメントに見合うだけのトルクを発生すればよい。一方、４要素構造の場合は、エンジン駆動が入力される位置である支点からみて、出力ＯＵＴ及び第二の電動機ＭＧ２の位置は異なるとともに、第二の電動機ＭＧ２の位置は離れている。従って、第一の電動機ＭＧ１は３要素構造の場合より大きな逆方向の出力を発生する必要が生じる。

この状態を後に詳細に示す図３と図１３とを使用して簡単に説明すると、図３、１３において、下段の図は、電動機出力を示す図である。これら図において、横軸は車速を縦軸は電動機出力を示している。従って、高速域とは、図上右端に近い領域である。
さて、図３は本願に係る３要素構造の駆動伝動構造をこの領域で採用した場合の出力を示し、図１３は４要素構造の駆動伝動構造をこの領域で採用して場合の出力を示している。
図３及び図１３の結果を比較すると、第一及び第二の電動機出力の走行速度の上昇に伴う変化割合（両電動機の出力差の増加割合）は、図１３の方が大きく、４要素構造のほうが不利であることが判る。

本発明の目的は、モータ・ジェネレータを小さくしながら、変速ショックを無くしつつ、エネルギー回収効率を高くすることができるハイブリッド駆動装置を得ることにある。

上記の目的を達成するための、
エンジンからの駆動力を受け入れる入力軸、第一及び第二の電動機、遊星歯車装置及び駆動出力を出力する出力軸を備え、
前記遊星歯車装置が有する１つの遊星歯車を成す第１の回転要素、第２の回転要素及び第３の回転要素の３つの回転要素に関して、前記入力軸の回転が前記第１の回転要素に伝動され、前記第一の電動機の回転が前記第２の回転要素に伝動され、前記第二の電動機の回転が前記第３の回転要素に伝動されるハイブリッド駆動装置の特徴構成は、
エンジンの回転数を制御可能なジェネレータとして機能するエンジン制御用電動機を、前記第一の電動機と第二の電動機との間で切り換え可能に構成し、
前記第一の電動機が前記エンジン制御用電動機として機能する場合には、前記第３の回転要素の回転が減速されて前記出力軸に伝動される駆動伝動状態と、前記第３の回転要素の回転が直結状態で前記出力軸に伝動される駆動伝動状態と、を備え、前記第二の電動機が前記エンジン制御用電動機として機能する場合には、前記第２の回転要素の回転が直結状態で前記出力軸に伝動される駆動伝動状態を備えることにある。

この構成のハイブリッド駆動装置にあっては、２つ備えられる電動機のそれぞれが、エンジンの回転数を制御可能なエンジン制御用電動機として働く駆動伝動状態が実現する。このようにエンジン制御用電動機として働く電動機は、エンジンからの駆動力を受け入れる遊星歯車装置において、所謂、エンジン駆動力の反力受けとしての役割を果たすこととなるが、２つの電動機を選択的にエンジン制御用に働かせるようにするとともに、第一の電動機がエンジン制御用電動機として機能する場合には、第３の回転要素の回転が減速されて出力軸に伝動される駆動伝動状態と、第３の回転要素の回転が直結状態で出力軸に伝動される駆動伝動状態と、を備え、第二の電動機がエンジン制御用電動機として機能する場合には、第２の回転要素の回転が直結状態で出力軸に伝動される駆動伝動状態を備えることで、ハイブリッド駆動装置が受け持つべき走行速度範囲に渡って、実現できる駆動伝動系統の選択性を増加させることができ、比較的、コンパクトな構成で、無段且つエネルギー回収効率の高い駆動伝動状態を実現できる。

さて、上記の構成において、
複数の摩擦係合要素を備え、前記複数の摩擦係合要素の係合・係合解除に伴って、エンジンからの駆動力の少なくとも一部が前記出力軸に異なった伝動系統を経て伝動される複数のモードを実現可能に構成され、
前記複数のモード間で、前記エンジン制御用電動機として働く電動機の切り換えがなされることが好ましい。
この構成にあっては、複数の摩擦係合要素の係合・係合解除に従って、異なった駆動伝動に係る複数のモードを実現できる。

さらに、上記構成において、
前記エンジン制御用電動機として働く電動機とは異なるに電動機が、駆動出力補助用電動機として働き、
前記駆動出力補助用電動機のロータと一体に回転する軸が、前記出力軸に直結される駆動伝動状態を備えることが好ましい。
本願に係るハイブリッド駆動装置では、２つ備えられる電動機の一方の電動機がエンジン制御用電動機として、他方の電動機が駆動力補助用電動機として働くこととなるが、この駆動力補助用電動機の出力を直接出力軸に伝動できることとなり、比較的簡単な構造を採用しながら、効率のよい駆動伝動を実現できる。

さて、複数の摩擦係合要素を備え、前記複数の摩擦係合要素の係合・係合解除に伴って、エンジンからの駆動力の少なくとも一部が前記出力軸に異なった伝動系統を経て伝動される複数のモードを実現可能に構成され、
第一のモードで、前記入力軸の回転が前記第１の回転要素に伝動され、エンジンからの駆動力の反力受けとして働く前記第一の電動機の回転が前記第２の回転要素に伝動され、前記第３の回転要素の回転が前記出力軸に伝動されるとともに、前記第二の電動機の回転が当該第３の回転要素に伝動される３要素構造の駆動伝動構造を構成し、
前記第一のモードとは異なる第二のモードで、前記入力軸の回転が前記第１の回転要素に伝動され、エンジンからの駆動力の反力受けとして働く前記第二の電動機の回転が前記第３の回転要素に伝動され、前記第２の回転要素の回転が前記出力軸に伝動されるとともに、前記第一の電動機の回転が当該第２の回転要素に伝動される３要素構造の駆動伝動構造を構成することが好ましい。
この構成のハイブリッド駆動装置の場合、摩擦係合要素の係合・係合解除に伴って実現する異なったモード全てにおいて、３要素構造で駆動伝動を行う。このようにすると、例えば、２つの電動機の一方がモータとして、他方がジェネレータとして働きながら、回生を行う状態にあっても、エネルギー回収効率の悪化を、４要素構造での駆動伝動に比較して低下できる。

このような３要素構造の駆動伝動を行うにあたって、
前記第二のモードは、前記３要素構造の駆動伝動構造で得られる駆動回転を、直接前記出力軸に伝動する第一の３要素直結モードを備え、
前記第一のモードは、前記３要素構造の駆動伝動構造で得られる駆動回転を、減速して前記出力軸に伝動する３要素減速モードと、前記第一の３要素直結モードとは異なった減速比で伝動する第二の３要素直結モードと、を備えることが好ましい。
この場合、同一の３要素構造での駆動伝動状態を実現しながら、減速モードと２つの直結モードとを設けることで、広い範囲に渡って、適切な減速状態を実現できる。

さて、この構成においては、減速比が大きい側から、前記３要素減速モード、前記第一の３要素直結モード及び前記第二の３要素直結モードを備えた構成とできる。
この構成を採用しておくと、従来、問題であった、高車速・低駆動力領域（ネガティブハイブリッド領域）を対象として、独自の３要素直結モードでの駆動伝動を実現することができるようになり、伝達効率の低下を招くことがない駆動伝動を行える。

これまで説明してきたハイブリッド駆動装置は、
前記遊星歯車を第一の遊星歯車とするとともに、前記遊星歯車装置はさらに第二の遊星歯車を備え、前記摩擦係合要素として、第一及び第二のクラッチとブレーキとを備えて実現できる。この構成では、２つの遊星歯車及びクラッチと、ブレーキの組み合わせにより、本願の目的を達成できるハイブリッド駆動装置を得ることができる。

具体的には、
前記第二の遊星歯車及び前記摩擦係合要素により、
前記第一の遊星歯車に関し、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードと、
前記第一の遊星歯車に関し、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードとの間で、伝動系統を切換える切換機構が形成される構成としておけばよい。

一方、前記遊星歯車を第一の遊星歯車とするとともに、前記遊星歯車装置はさらに第二及び第三の遊星歯車を備え、前記摩擦係合要素として、第一及び第二のクラッチとブレーキとを備えて構成できる。
この構成では、３つの遊星歯車及び２つのクラッチと、ブレーキの組み合わせにより、本願の目的を達成できるハイブリッド駆動装置を得ることができる。

具体的には、
前記第一の遊星歯車を成す３つの回転要素に関して、前記入力軸、前記第一の電動機及び前記第二の遊星歯車を介して伝動される第二の電動機の回転が、それぞれ別個の回転要素に伝動され、
前記第二の遊星歯車、前記第三の遊星歯車及び前記摩擦係合要素により、
前記第一の遊星歯車を成す３つの回転要素に関し、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードと、
前記第一の遊星歯車を成す３つの回転要素に関し、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードとの間で、伝動系統を切換える切換機構が形成される構成としておけばよい。

さらに、複数の摩擦係合要素を備え、異なったモード間に渡るモード切替え操作において、係合・係合解除状態が切り換わる摩擦係合要素に関して、係合する回転要素の回転数が同速であることを条件として係合.係合解除状態の変更を行うことが好ましい。
このように構成することにより、モード切替え時にショックを発生することはない。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
本願においては、発明者らが、２プラネタリ構造と呼ぶ構造と、３プラネタリ構造と呼ぶ構造を紹介する。図１から８までが前者に関するものであり、図９から１２までが後者に関係する。

図１は、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍの駆動伝達系統を示すスケルトン図である。ハイブリッド駆動装置Ｍは、図上、左側に備えられるエンジンＥからの駆動力を入力軸Ｉで受け取り、駆動伝動の後、右側の出力軸Ｏより出力する。
同図に示されるように、このハイブリッド駆動装置Ｍは、二つの電動機（第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２）を備えるとともに、エンジンＥからの入力軸Ｉおよび電動機ＭＧ１，ＭＧ２が常に連結される遊星歯車装置、三つの摩擦係合要素（第一及び第二のクラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１）と遊星歯車装置を含む変速機を備えて構成されている。また、ハイブリッド駆動装置Ｍは、これら電動機ＭＧ１，ＭＧ２、遊星歯車装置、変速切換機構（モード切換を行い、特定のモードにおいては変速も行う）を同軸に配置して構成されている。この変速切換機構は、変速を伴わない場合、単なる切換機構として働く。

第一、第二の電動機
前記第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２は、ケーシングＣに備えられるステータｓｔと、これに対して回転自在なロータｒｔとを備えて構成されており、それぞれ、蓄電装置Ｂに電気的に接続されており、電動機ＭＧがモータとして働く状態では、この蓄電装置Ｂ、もしくは、ジェネレータとして働く他方の電動機ＭＧから電力の供給を受けて働き、ジェネレータとして働く状態では、この蓄電装置Ｂに蓄電、もしくはモータとして働く他方の電動機ＭＧに電力を供給できるように構成されている。

制御装置
ハイブリッド駆動装置Ｍに対しては、この駆動装置Ｍの動作を制御する制御装置ＣＰＵが備えられており、この制御装置ＣＰＵは、前記第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２に対して、その速度制御を行う。この制御装置ＣＰＵには、アクセルペダル、ブレーキペダルの操作情報、エンジンの回転数情報、さらには、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏの回転数情報等が入るように構成されており、これら入力してくる情報から、運転者の操作から所定のシーケンスに従って、加速すべきか減速すべきかの判断を行うとともに、この判断に伴って、エンジンＥの状態を監視、所望の加速度又は限速度を与えるのに必要なハイブリッド駆動装置Ｍの出力回転数を決定する。
実際上は、目標となる走行速度に対して、入力軸Ｉの回転数と出力軸Ｏの回転数との関係を参照し、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２の回転数を適切なものとすべく制御指令を発するとともに、摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１の係合・係合解除が必要な場合、これら摩擦係合要素に対する制御指令を出力する。

駆動装置本体
図１に示すように、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、第一の中間軸Ｍ１を備えて構成されている。前記入力軸Ｉと第一の中間軸Ｍ１との間には、ダンパーＤが介挿されている。
駆動装置Ｍには、２つの遊星歯車が設けられているが、これら遊星歯車を、入力軸Ｉ側から順に、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２と呼ぶ。図示するように、第一の遊星歯車Ｐ１はダブルピニオンタイプにものであり、第二の遊星歯車Ｐ２はシングルピニオンタイプのものである。

前記第一の遊星歯車Ｐ１に関しては、そのリングギヤｒに第一の中間軸Ｍ１を介してエンジン回転が伝動されるように構成されており、そのキャリア軸ｃａには第一の電動機ＭＧ１のロータ回転が伝動されるように構成されている。さらに、この回転は、第二の中間軸Ｍ２を介して、第一のクラッチＣ１の一方の要素に伝動される。
第二の電動機ＭＧ２のロータ回転は、接続軸Ｓ２に入るように構成されており、この軸Ｓ２には、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓ、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓが設けられている。また、第二のクラッチＣ２を介して、その回転を出力軸Ｏに出力可能に構成されている。

第二の遊星歯車Ｐ２に関して説明すると、リングギヤｒは、ブレーキＢ１を介してグランドに固定可能に構成されている。そのキャリア軸ｃａは出力軸Ｏと一体回転する構成が採用されるとともに、その上手側で第二のクラッチＣ２を介して接続軸Ｓ２と一体回転可能に構成されている。
さらに、第一のクラッチＣ１は、第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとの係合・係合解除を実現する。
この構成では、大型の機器である電動機をエンジン側に配設し、小型の変速機を出力軸側に配置することとなるため、ハイブリッド駆動装置全体の小型化が可能であり、既存の車に適用し易い。

以上が、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍの構成であるが、以下、その動作をモードとともに、速度線図を示す図２、速度、電動機トルク、電動機出力を示す図３に従って説明する。
本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍには、第一モード、第二モード、第三モードの３つのモードが設定される。
ここで、第一モードは低速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｌｏ」として示している。第二モードは、中速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｍｉｄ」として示している。第三モードは、高速域に対応するものであり、図２、図３において「Ｈｉ」として示している。

各モードにおける摩擦係合要素の係合・係合解除
各モードにおける各摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１の係合（ＯＮ）・係合解除（ＯＦＦ）は、以下に示す表１の状態で行う。

各モードに於ける伝動状態は以下のようになる。
第一モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合解除、ブレーキＢ１が係合、第二クラッチＣ２が係合解除の状態に維持される。
このモードでは、第一クラッチＣ１が係合解除状態に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２によって決まる。即ち、ダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン回転は、第一の遊星歯車Ｐ１において、そのサンギヤｓの回転として接続軸Ｓ１を介して第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓに伝動され、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて、さらに出力軸Ｏに伝動される。
この時、第一の遊星歯車Ｐ１において、この第一の電動機ＭＧ１がエンジンの反力受けとして働く。
従って、この駆動伝動状態は、先に説明した３要素構造の駆動伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１からの駆動回転をさらに、減速して出力軸Ｏに伝動していることとなる。そこで、図２には第一モード３要素（Ｌｏ）と記載している。

さて、図２に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。この速度線図の縦線は、図上左側からそれぞれ、第二の電動機ＭＧ２（図上ＭＧ２と記載）、第一の中間軸Ｍ１（図上ＥＮＧと記載）、接続軸Ｓ１（図上ＭＧ１と記載）及び出力軸Ｏ（図上ＯＵＴと記載）及び、ブレーキＢ１を介してグランドに固定されることがある回転要素（図上ｇと記載）を示すものであり、その高さ位置で回転数を示している。図上、上側が高く、横軸以下の域で負の値を取ることとなる。この図では、車速をｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ３、ｖ５、ｖ６で示すとともに、この車速における各回転要素の速度を、速度線上の●で示している。以下の説明において、「ｖで示す速度（回転要素の記号）」とは、「その車速ｖ（例えばｖ１）における回転要素（例えばＭＧ２）の速度の●点」を意味する。

第一モードにあっては、上段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ１で示す速度（ＭＧ２，ＥＮＧ，ＭＧ１）を繋ぐ速度線によってＭＧ２の速度、すなわち、接続軸Ｓ１の速度が決まる。さらに、第二の遊星歯車Ｐ２に関してｖ１で示す速度（ＭＧ２，ＯＵＴ，ｇ）を繋ぐ速度線によってＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。従って、車速ｖ１におけるＭＧ１、ＥＮＧ、ＭＧ２、出力軸の回転速度は図の通りである。

この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＭＧ１側が低下し、ＭＧ２側が上昇する運転状態を行う。この状態を図上ｖ２として示している。ＯＵＴで得られる速度に関して、車速ｖ２の場合がｖ１の場合に対して上昇していることが判る。

図３は、本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍにおける、速度、電動機トルク及び電動機出力の関係を示す図である。
図上、左端に示す縦軸に対して、右側に２本の細い縦線を示しているが、これが、本願における第一モードと第二モードとの切り換え速度、さらに第二モードと第三モードとの切り換え速度に対応している。
また、図３に示す符号の記載は、第一モードに関する記載を「３Ｌｏ」と、第二モードに関する記載を「３Ｍｉｄ」と、第三モードに関する記載を「３Ｈｉ」としている。第一の中間軸Ｍ１、第一の電動機ＭＧ１、第二の電動機ＭＧ２及び出力軸Ｏの記載は、図１３に示すものと同様としている。

さて、低速域をカバーする第一モードにあっては、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って上昇され、第一の電動機ＭＧ１の回転が低下する。 下段に示す出力を参照すると、第二の電動機ＭＧ２は主にはモータとしての働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、主にジェネレータとして働くことが判る。
それぞれの電動機における出力は、この第一モードにおいては、その絶対値において制限された範囲内に収まっていることが判る。

第二モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合、ブレーキＢ１が係合解除、第二クラッチＣ２が係合解除に維持される。この第一クラッチＣ１の係合は、第二の中間軸Ｍ２と出力軸Ｏとが同速状態で行われる。
このモードでは、第一クラッチＣ１が係合状態に、さらにブレーキＢ１が係合解除に維持されるため、入力軸Ｉから出力軸Ｏへの伝動は、第一の遊星歯車Ｐ１によって決まり、第二の中間軸Ｍ２の回転が直結状態で、そのまま出力軸Ｏに伝動される。即ち、ダンパーＤを介して中間軸Ｍ１に伝動されるエンジン回転は、第一の遊星歯車Ｐ１で分配され第二の中間軸Ｍ２を介して、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
この時、第一の遊星歯車Ｐ１において、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔの回転が、そのサンギヤｓに入力されるため、第二の電動機ＭＧ２がエンジンの反力受けとして働く。
従って、この伝動状態も、３要素構造の伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１を介して直接、出力軸Ｏに伝動していることとなる。そこで、図２には第二モード３要素（Ｍｉｄ）と記載している。

さて、図２に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。このモードにおける動作は、同図中段に示されており、同図上、ｖ２からｖ４で示す速度を、それぞれ繋ぐ速度線で説明される。
第二モードにあっては、中段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ２で示す速度（ＭＧ２，ＥＮＧ、ＭＧ１（ＯＵＴ））を繋ぐ速度線によって、ＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ２側が下降し、ＭＧ１側が上昇する運転状態を行う（ｖ２、ｖ３、ｖ４への移行）。結果、最終的に、全てが同速となる運転状態（ｖ４で示す）が実現する。

一方、図３に示すように速度、電動機トルク及び電動機出力は変化する。
この中速域をカバーする第二モードにあっても、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って下降され、第一の電動機ＭＧ１の回転が増加する。ここで、図３の下段に示されるように、第一の電動機ＭＧ１はモータとしの働き、第二の電動機ＭＧ２は、ジェネレータとしての働いていることが判る。
それぞれの電動機における出力は、この第二モードにおいても、その絶対値において制限された範囲内に収まっている。

第三モード
このモードにおいては、第一クラッチＣ１が係合解除、ブレーキＢ１が係合解除、第二クラッチＣ２が係合状態に維持される。この第二クラッチＣ２の係合は、第二の遊星歯車Ｐ２の複数の回転要素が同速状態で行われる。
このモードでは、第二クラッチＣ２が係合状態に、他の摩擦係合要素Ｃ１，Ｂ１が係合解除に維持されるため、第二の遊星歯車Ｐ２は固定状態となり、出力軸Ｏと接続軸Ｓ２とは一体回転する。従って、この状態では、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓの回転が直結状態で、出力軸Ｏに伝動されることとなる。結果、ダンパーＤを介して第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒに伝わる回転は、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されてサンギヤｓに導かれ、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
この時も、第一の遊星歯車Ｐ１において、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔが、そのキャリア軸ｃｔに伝動されるため、この第一の電動機ＭＧ１がエンジンの反力受けとして働く。

従って、この伝動状態は、先に説明した３要素構造の伝動状態に当り、第一の遊星歯車Ｐ１を介して取り出せる出力を、そのまま出力軸Ｏに伝えていることとなる。そこで、図２には第三モード３要素（Ｈｉ）と記載している。

さて、図２に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。このモードにおける動作は、同図下段に示されており、同図上、ｖ４からｖ６で示す速度をそれぞれ繋ぐ速度線で説明される。
第三モードにあっては、下段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ４、ｖ５、ｖ６で示す速度（ＭＧ２，ＥＮＧ，ＭＧ１）を繋ぐ速度線によって、接続軸Ｓ１で得られる速度が得られるとともに、同じく、ｖ４、ｖ５、ｖ６で示す速度（ＭＧ２，ＥＮＧ，ＯＵＴ）を繋ぐ速度線によって出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ１側が下降し、ＭＧ２側が上昇する運転状態を行う（ｖ４、ｖ５、ｖ６への移行）。そして、このようにして得られた接続軸Ｓ２の回転をそのまま出力する運転状態が実現する。

一方、図３に示すように、速度、電動機トルク及び電動機出力は変化する。
この高速域をカバーする第三モードにあっても、エンジンＥから駆動力が伝動される入力軸回転は一定に維持されるとともに、第二の電動機ＭＧ２の回転は、速度の増加に伴って上昇され、第一の電動機ＭＧ１の回転が下降する。ここで、図３の下段に示されるように、第二の電動機ＭＧ２は主にはモータからジェネレータとしの働きをし、第一の電動機ＭＧ１は、ジェネレータからモータとしての働きに移行していることが判る。
それぞれの電動機におけるモータの出力は、この第三モードにおいても、その絶対値において制限された範囲内に収まっている。

推進力
上述の本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍを使用した場合の、各モードにおいて得られる推進力を図４に示した。同図は、横軸に車速を、縦軸に推進力を示したものである。
同図において、車速の上昇に伴って単調減少しているのが走行に必要な推進力である。また、この線上に、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ３、ｖ５、ｖ６として、図２で、その速度線図において特定した速度を示した。
同図に、第一モード、第二モード、第三モードでそれぞれカバーされる領域を示した。
本願に示すハイブリッド駆動装置Ｍを使用することにより、エンジンをその最も効率のよい回転数で働かせながら、充分な余裕を持って、良好な変速走行を行えることが判る。

この構造では、第一の遊星歯車Ｐ１を成す３つの回転要素（リングギヤｒ、キャリア軸ｃａ、サンギヤｓ）に関して、入力軸Ｉの回転がリングギヤｒに、第一の電動機ＭＧ１の回転がキャリア軸ｃａに、第二の電動機ＭＧ２の回転がサンギヤｓ、それぞれ別個に伝動され、
第二の遊星歯車Ｐ２及び摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１により、
第一の遊星歯車Ｐ１に関し、第一の電動機ＭＧ１の回転が伝動される回転要素が、入力軸Ｉの回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、第二の電動機ＭＧ２の回転が伝動される回転要素の回転を、出力軸Ｏに伝動するモード（第一モードと第三モード）と、
第一の遊星歯車Ｐ１に関し、第二の電動機ＭＧ２の回転が伝動される回転要素が、入力軸Ｉの回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、第一の電動機ＭＧ１の回転が伝動される回転要素の回転を、出力軸Ｏに伝動するモード（第二モード）との間で、伝動系統を切換える切換機構が形成されている。

以上に示したのが、本願において２プラネタリ構成の一例であるが、以下、この構成の別実施の形態に関して説明する。
別実施の形態
この構成に係るハイブリッド駆動装置は、以上説明してきたように、二つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２を備える。そして、駆動伝動系統から見て、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、２つの遊星歯車Ｐ１，Ｐ２と三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１を備えて構成される。
その動作モードとして、低速域に対する減速３要素構造で駆動回転を得る第一モードと、中速域に対する３要素構造で得られる駆動回転をそのまま伝動する第二モードと、高速域に対する３要素構造で得られる駆動回転をそのまま伝動する第三モードとを実現可能にしている。

以下に示す４の別形態例は、それぞれ、上記の技術構造を踏襲するものであり、摩擦係合要素として、上記したと同様に、二つのクラッチ（第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２）と一のブレーキＢ１を備える。そして、これらの係合・係合解除の切り換えは、表１で説明したと同様な切り換え形態で、第一から第三モードを実現する。また、対応する速度線図も図２と同様となる。遊星歯車の呼びは、入力軸Ｉ側から出力軸Ｏ側に向かって配設される順に従って、第一及び第二の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２と呼ぶ。

以下に説明する、図５、６、７，８において、図１に示すハイブリッド駆動装置に対応する機器に関して同様の符号を付した。
以下、それぞれの別実施の形態における配置構成に関して説明する。

別実施の形態 １
図５に示す例は、図１に示したのとは反対に、図上、右側に入力軸Ｉを左側寄りに出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔに直結されているとともに、第一のクラッチＣ１を介して、この回転を出力軸Ｏに取り出し可能に構成されている。
第一遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒは、接続軸Ｓ１を介して第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａと一体回転可能とされており、その上手側で第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転するように構成されている。この接続軸Ｓ１の回転は第二のクラッチＣ２により出力軸Ｏに伝動可能とされている。
また、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒは、出力軸Ｏと一体回転する構成が採用されており、そのサンギヤｓは、ブレーキＢ１を介してグランドに固定可能とされている。
従って、この構成では、ブレーキＢ１が係合される第一モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて、出力軸Ｏに伝動される。
一方、第一のクラッチＣ１が係合される第二モードでは、第二の電動機ＭＧ２をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
第二のクラッチＣ２が係合される第三モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
この構成では、第一及び第二の電動機ＭＧ１，ＭＧ２を両端に配設するため、耐振性が良好で、固定を剛な両端側で行える。

別実施の形態 ２
図６に示す例は、図１に示したのと同様に、図上、左側に入力軸Ｉを右側に出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは接続軸Ｓ１に設けられ、これが第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔに直結されているとともに、その回転が、第一のクラッチＣ１を介して出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。
第一遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａは、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転するように構成されるとともに、その伝動下手側で、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓと一体回転するとともに、第二のクラッチＣ２を介して出力軸Ｏに回転を伝動可能に構成されている。
第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒは、ブレーキＢ１を介してグランドに固定可能に構成されている。
従って、この構成では、ブレーキＢ１が係合される第一モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて、出力軸Ｏに伝動される。
一方、第一のクラッチＣ１が係合される第二モードでは、第二の電動機ＭＧ２をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
第二のクラッチＣ２が係合される第三モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
この構成では、ハイブリッド駆動装置を、幅の短いものとできる。

さらに、ハイブリッド駆動装置を、ＦＲ（フロントエンジン、リヤドライブ）タイプの自動車に搭載する場合、車体の前後方向に前側から順にエンジンＥ、ハイブリッド駆動装置Ｍ、プロペラシャフト（図外）が整列されて配置される。すなわち、エンジンＥのクランク軸（図外）、ハイブリッド駆動装置Ｍの入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ、プロペラシャフトがほぼ同一軸線上に配置されることになる。このハイブリッド駆動装置Ｍにおいては、ケーシングＣの内側に、エンジン制御用電動機ＭＧ、駆動出力補助用電動機ＭＧ、駆動分配用の遊星歯車装置Ｐ、変速機構が軸方向に整列して収納した際の組み付け性を向上させるため、ケーシングＣを前後方向に分割した複数の分割ケースを接合する必要がある。

一方、ユニットのシリーズ化やハイブリッド駆動装置Ｍの車体に対する搭載性を考慮すると、ハイブリッド駆動装置Ｍが搭載される車両や組み合わされるエンジンＥの仕様に応じて、適切な２つの電動機ＭＧを配置することが、コストパフォーマンスの面から好ましい。
しかしながら、従来型のハイブリッド駆動装置Ｍでは、ケーシングＣが複数に分割されるため、ケーシングＣの軸心にズレが生じることがある。それにより、特にエンジン制御用電動機ＭＧ、駆動出力補助用電動機ＭＧのそれぞれのロータｒｔの支持精度が低下し、軸の振れ回りによる振動が発生する虞がある。また、第１及び第２の電動機ＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ異なるケーシングＣに収納するため、２個の電動機ＭＧに応じて、それぞれケーシングＣを新設することが必要となり、ハイブリッド駆動装置ＭのＦＲ化に際し、上記ユニットのシリーズ化等には不利となっていた。
そこで、第一の電動機ＭＧ１と第二の電動機ＭＧ２を、この別実施例に示すように隣接して配置することにより、これら電動機ＭＧを収納するケーシングＣを一体化し、もって先に説明した課題を良好に解決できる。

別実施の形態 ３
図７に示す例は、図１に示したのと同様に、図上、左側に入力軸Ｉを右側に出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは接続軸Ｓ１に設けられ、これが第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔに直結されているとともに、第二のクラッチＣ２を介して、この回転を出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。この接続軸Ｓ１の回転は、第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓの回転ともなる。
第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａは、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔと一体回転するように構成されるとともに、その伝動下手側で、第一のクラッチＣ１を介して回転を、出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。
第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒは、ブレーキＢ１を介してグランドに固定可能に構成されている。
従って、この構成では、ブレーキＢ１が係合される第一モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて、出力軸Ｏに伝動される。
一方、第一のクラッチＣ１が係合される第二モードでは、第二の電動機ＭＧ２をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
第二のクラッチＣ２が係合される第三モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
この構成にあっても、両電動機ＭＧ１，ＭＧ２を内側に備えることで、別実施形態２と同様のことが言える。

別実施の形態 ４
図８に示す例は、図１に示したのと逆に、図上、右側に入力軸Ｉを左側寄りに出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは接続軸Ｓ１に設けられ、これが第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔに直結されているとともに、第二のクラッチＣ２を介して、この回転を出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。この接続軸Ｓ１の回転は、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒの回転ともなる。
第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒは第二の中間軸Ｍ２と一体回転可能とされ、この軸Ｍ２が第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔと一体回転するように構成されるとともに、第一のクラッチＣ１を介して回転を、出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。
第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａは、ブレーキＢ１を介してグランドに固定可能に構成されている。
従って、この構成では、ブレーキＢ１が係合される第一モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて、出力軸Ｏに伝動される。
一方、第一のクラッチＣ１が係合される第二モードでは、第二の電動機ＭＧ２をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
第二のクラッチＣ２が係合される第三モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとして、接続軸Ｓ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
この構成の場合は、別実施形態１と同様に、耐振性及び堅牢度において優れたものとできる。

以上が、本願が２プラネタリ構造と呼ぶ伝動構造であるが、以下、３プラネタリ構造と呼ぶ構成に関して説明する。
この構成の特徴は、これまで説明してきた例にあっては、ダブルピニオンタイプの遊星歯車を採用してきたのに対して、シングルピニオンタイプの遊星歯車を一対設けたことにある。
この構成に係るハイブリッド駆動装置においても、二つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２を備える。そして、入力軸Ｉと出力軸Ｏとの間に、３つの遊星歯車Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３と三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１を備える。Ｐ２、Ｐ３および三つの摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１が変速切換機構（切換機構の一種）に相当する。
その動作モードとしても、低速域に対する減速３要素構造で駆動回転を得る第一モードと、中速域に対する３要素構造で得られる駆動回転をそのまま出力する第二モードと、高速域に対する３要素構造で得られる駆動回転をそのまま出力する第三モードとを実現可能にしている。

この構成の例を図９に示した。この構成でも、摩擦係合要素の係合・係合解除の切り換えは、表１で説明したと同様な切り換え形態で、第一から第三モードを実現する。
速度線図は図１０となり、図４に対応する図が図１１である。
遊星歯車の呼びは、入力軸Ｉ側から出力軸Ｏ側に向かって配設される順に従って、第一、第二及び第三の遊星歯車Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３と呼ぶ。

図９に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａは、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔと一体に回転する構成とされるとともに、ダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１を介して伝動されるエンジン回転は、リングギヤｒに伝動され、このキャリア軸ｃａの回転が、第二の中間軸Ｍ２を介して第一のクラッチＣ１により出力軸Ｏに取り出し可能に構成されている。
第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは第一の接続軸Ｓ１に設けられ、この回転は、第二のクラッチＣ２を介して出力軸Ｏに出力可能に構成されている。さらに、この第一の接続軸Ｓ１の回転は、第二の遊星歯車Ｐ２のリングギヤｒの回転として、さらには、第三の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａの回転となるように伝動される。

出力軸Ｏは、第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａとさらに第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒと一体回転するように構成されている。第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓはブレーキＢ１を介してグランドに固定可能とされている。一方、第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓは、第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転するように構成されている。

従って、この構成では、ブレーキＢ１が係合される第一モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、第二の遊星歯車Ｐ２で減速されて、出力軸Ｏに伝動される。また、第二の電動機ＭＧ２の回転は減速されて出力軸Ｏに伝動される。
一方、第一のクラッチＣ１が係合される第二モードでは、第二の電動機ＭＧ２をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
第二のクラッチＣ２が係合される第三モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとして、接続軸Ｓ１に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。

さらに詳細に、図１０，１１を使用して説明する。
第一モード
図１０に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。
この速度線図の縦線は、図上左側からそれぞれ、第二の電動機ＭＧ２（図上ＭＧ２と記載）、第一の遊星歯車Ｐ１の出力要素（図上ｏｕｔと記載）、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒ（図上ＥＮＧと記載）、第一の電動機及び出力軸（図上ＭＧ１・ＯＵＴと記載）及びブレーキＢ１を介してグランドに固定されることがある回転要素（図上ｇと記載）を示すものであり、その高さ位置で回転数を示している。図上、上側が高く、横軸以下の域で負の値を取ることとなる。

第一モードにあっては、上段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ１で示す速度（ｏｕｔ，ＥＮＧ，ＭＧ１）を繋ぐ速度線によってｏｕｔで得られる速度として、接続軸Ｓ１の速度が決まる。さらに、第二の遊星歯車Ｐ２に関してｖ１で示す速度（ＭＧ２，ＯＵＴ，ｇ）を繋ぐ速度線によってＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。

この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＭＧ１側が低下し、ＭＧ２側が上昇する運転状態を行う。この状態の速度を図上ｖ２，ｖ３として示している。ＯＵＴで得られる速度がｖ１に対して順次上昇していることが判る。

第二モード
図１０に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。
このモードにおける動作は、同図中段に示されており、同図上、ｖ３からｖ５で示す速度を、それぞれ繋ぐ速度線で説明される。
第二モードにあっては、中段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ３で示す速度（ＭＧ２，ＥＮＧ、ＭＧ１（ＯＵＴ））を繋ぐ速度線によって、ＯＵＴで得られる速度として、出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ２側が下降し、ＭＧ１側が上昇する運転状態を行う（ｖ３、ｖ４、ｖ５への移行）。結果、最終的に、全てが同速となる運転状態（ｖ５で示す）が実現する。

第三モード
図１０に示す速度線図上で、このモードにおける各装置の状態を説明する。
このモードにおける動作は、同図下段に示されており、同図上、ｖ５からｖ７で示す速度を、それぞれ繋ぐ速度線で説明される。
第三モードにあっては、下段の図に示すように、第一の遊星歯車Ｐ１に関して、ｖ５、ｖ６、ｖ７で示す速度（ｏｕｔ，ＥＮＧ，ＭＧ１）を繋ぐ速度線によって、ｏｕｔで得られる速度が第一の遊星歯車Ｐ１の出力要素で得られるとともに、同じく、ｖ５、ｖ６、ｖ７で示す速度（ＭＧ２，ｏｕｔ，ＯＵＴ）を繋ぐ速度線によって出力軸Ｏの速度が決まる。
この状態から、走行速度の上昇に伴って、矢印で示すように、ＥＮＧの速度を支点として、ＭＧ１側が下降し、ＭＧ２側であるｏｕｔが上昇する運転状態を行う（ｖ５、ｖ６、ｖ７への移行）。そして、このようにして得られた回転をそのまま出力する運転状態が実現する。

推進力
上述の本願に係るハイブリッド駆動装置Ｍを使用した場合の、各モードにおいて得られる推進力を図１１に示した。同図は、横軸に車速を縦軸に、推進力を示したものである。
同図において、車速の上昇に伴って単調減少しているのが走行に必要な推進力である。また、この線上に、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ３、ｖ５、ｖ６，ｖ７として、図１０で、その速度線図において特定した速度を示した。
同図に、第一モード、第二モード、第三モードでそれぞれカバーされる領域を示した。
本願に示すハイブリッド駆動装置Ｍを使用することにより、エンジンをその最も効率のよい回転数で働かせながら、充分な余裕を持って、良好な変速走行を行えることが判る。
以上説明したように、この構成では、３つの遊星歯車Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を備えるとともに、摩擦係合要素として、第一及び第二のクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１とを備えている。
そして、複数の伝動系を得るのに、１つの遊星歯車Ｐ１を成す３つの回転要素（リングギヤｒ、キャリア軸ｃａ、サンギヤｓ）に関して、入力軸Ｉの回転がリングギヤｒに、第一の電動機ＭＧ１の回転がキャリア軸ｃａにそれぞれ伝動され、第二の電動機ＭＧ２の回転が他の遊星歯車Ｐ３と接続軸Ｓ１を介してサンギヤｓに伝動される。
ここで、他の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒは出力軸Ｏを介して第一クラッチＣ１で、1つの遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａにその回転を伝動可能に構成され、他の遊星歯車Ｐ３のキャリア軸ｃａは、1つの遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓに直結され、一方、他の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒは出力軸Ｏを介して第二クラッチＣ２で、1つの遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓに、その回転を伝動可能に構成されている。
そして、他の遊星歯車Ｐ３、残余の遊星歯車Ｐ２及び摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１により、
１つの遊星歯車Ｐ１を成す３つの回転要素に関し、第一の電動機ＭＧ１の回転が伝動される回転要素が、入力軸Ｉの回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、第二の電動機ＭＧ２の回転が伝動される回転要素の回転を、出力軸Ｏに伝動するモード（第一モード及び第三モード）と、
1つの遊星歯車Ｐ１を成す３つの回転要素に関し、第二の電動機ＭＧ２の回転が伝動される回転要素が、入力軸Ｉの回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、第一の電動機ＭＧ１の回転が伝動される回転要素の回転を、出力軸Ｏに伝動するモード（第二モード）との間で、伝動系統を切換える切換機構が形成されている。

別実施の形態 ５
図１２に示す例は、図９に示したのとは逆に、図上、右側に入力軸Ｉを左側寄りに出力軸Ｏを備えた例である。入力軸Ｉの回転はダンパーＤを介して第一の中間軸Ｍ１に取り込まれるように構成されており、これは、第一の遊星歯車Ｐ１のキャリア軸ｃａと一体回転する構成が採用されている。一方、第一の遊星歯車Ｐ１のサンギヤｓは、接続軸Ｓ１を介して第二の遊星歯車Ｐ２のキャリア軸ｃａ及び第三の遊星歯車Ｐ３のサンギヤｓと一体に回転するように構成されている。さらにこの接続軸Ｓ１は、第二のクラッチＣ２を介して出力軸Ｏにその回転を伝動可能とされている。
一方、第一の遊星歯車Ｐ１のリングギヤｒは、第一の電動機ＭＧ１のロータｒｔと一体回転可能に構成されるとともに第二の中間軸Ｍ２を介して、第一のクラッチＣ１を介して、その回転を出力軸Ｏに伝動可能に構成されている。第二の遊星歯車Ｐ２のサンギヤｓは第二の電動機ＭＧ２のロータｒｔと一体回転する構成が採用されるとともに、そのリングギヤｒは出力軸Ｏと一体回転する。
第三の遊星歯車Ｐ３のリングギヤｒは、ブレーキＢ１を介してグランドに固定可能に構成されるとともに、そのキャリア軸ｃａは出力軸Ｏと一体回転する構成が採用されている。
従って、この構成では、ブレーキＢ１が係合される第一モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、第三の遊星歯車Ｐ３で減速されて、そのまま出力軸Ｏに伝動される。
一方、第一のクラッチＣ１が係合される第二モードでは、第二の電動機ＭＧ２をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて第二の中間軸Ｍ２に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。
第二のクラッチＣ２が係合される第三モードでは、第一の電動機ＭＧ１をエンジンの反力受けとする状態で、第一の遊星歯車Ｐ１で分配されて接続軸Ｓ１に伝動される回転が、直接、出力軸Ｏに伝動される。

モータ・ジェネレータを小さくしながら、変速ショックを無くし、つつ、エネルギー回収効率を高くすることができるハイブリッド駆動装置を得ることができた。

本願に係るハイブリッド駆動装置の伝動系統を示すスケルトン図 図１に示すハイブリッド駆動装置の速度線図 図１に示すハイブリッド駆動装置の速度、トルク、ハワーの関係を示す図 各モードにおける推進力の状態を示す図 ２プラネタリ構造の別実施形態を示す図 ２プラネタリ構造の別実施形態を示す図 ２プラネタリ構造の別実施形態を示す図 ２プラネタリ構造の別実施形態を示す図 本願に係る３プラネタリ構造の伝動系統のスケルトン図 図９に示す実施形態の速度線図 図９に示す実施形態の各モードにおける推進力の状態を示す図 ３プラネタリ構造の別実施形態を示す図 特許文献２のハイブリッド駆動装置の速度、トルク、ハワーの関係を示す図 ３要素構造及び４要素構造での伝動形態を示す図

符号の説明

Ｂ１ ブレーキ
Ｃ１ 第一クラッチ
Ｃ２ 第二クラッチ
ＣＰＵ 制御手段
Ｄ ダンパー
Ｅ エンジン
Ｉ 入力軸
Ｍ１ 中間軸（第一の中間軸）
Ｍ２ 第二の中間軸
ＭＧ１ 第一の電動機
ＭＧ２ 第二の電動機
Ｏ 出力軸
Ｐ１ 第一の遊星歯車
Ｐ２ 第二の遊星歯車
Ｐ３ 第三の遊星歯車
Ｓ１ 接続軸

Claims (11)

1. エンジンからの駆動力を受け入れる入力軸、第一及び第二の電動機、遊星歯車装置及び駆動出力を出力する出力軸を備え、
   前記遊星歯車装置が有する１つの遊星歯車を成す第１の回転要素、第２の回転要素及び第３の回転要素の３つの回転要素に関して、前記入力軸の回転が前記第１の回転要素に伝動され、前記第一の電動機の回転が前記第２の回転要素に伝動され、前記第二の電動機の回転が前記第３の回転要素に伝動されるハイブリッド駆動装置であって、
   エンジンの回転数を制御可能なジェネレータとして機能するエンジン制御用電動機を、前記第一の電動機と第二の電動機との間で切り換え可能に構成し、
   前記第一の電動機が前記エンジン制御用電動機として機能する場合には、前記第３の回転要素の回転が減速されて前記出力軸に伝動される駆動伝動状態と、前記第３の回転要素の回転が直結状態で前記出力軸に伝動される駆動伝動状態と、を備え、前記第二の電動機が前記エンジン制御用電動機として機能する場合には、前記第２の回転要素の回転が直結状態で前記出力軸に伝動される駆動伝動状態を備えることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
2. 複数の摩擦係合要素を備え、前記複数の摩擦係合要素の係合・係合解除に伴って、エンジンからの駆動力の少なくとも一部が前記出力軸に異なった伝動系統を経て伝動される複数のモードを実現可能に構成され、
   前記複数のモード間で、前記エンジン制御用電動機として働く電動機の切り換えがなされることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
3. 前記エンジン制御用電動機として働く電動機とは異なる電動機が、前記出力軸に駆動力を伝動する駆動出力補助用電動機として働き、
   前記駆動出力補助用電動機のロータと一体に回転する軸が、前記出力軸に直結される駆動伝動状態を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
4. 複数の摩擦係合要素を備え、前記複数の摩擦係合要素の係合・係合解除に伴って、エンジンからの駆動力の少なくとも一部が前記出力軸に異なった伝動系統を経て伝動される複数のモードを実現可能に構成され、
   第一のモードで、前記入力軸の回転が前記第１の回転要素に伝動され、エンジンからの駆動力の反力受けとして働く前記第一の電動機の回転が前記第２の回転要素に伝動され、前記第３の回転要素の回転が前記出力軸に伝動されるとともに、前記第二の電動機の回転が当該第３の回転要素に伝動される３要素構造の駆動伝動構造を構成し、
   前記第一のモードとは異なる第二のモードで、前記入力軸の回転が前記第１の回転要素に伝動され、エンジンからの駆動力の反力受けとして働く前記第二の電動機の回転が前記第３の回転要素に伝動され、前記第２の回転要素の回転が前記出力軸に伝動されるとともに、前記第一の電動機の回転が当該第２の回転要素に伝動される３要素構造の駆動伝動構造を構成することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
5. 前記第二のモードは、前記３要素構造の駆動伝動構造で得られる駆動回転を、直接前記出力軸に伝動する第一の３要素直結モードを備え、
   前記第一のモードは、前記３要素構造の駆動伝動構造で得られる駆動回転を、減速して前記出力軸に伝動する３要素減速モードと、前記第一の３要素直結モードとは異なった減速比で伝動する第二の３要素直結モードと、を備えたことを特徴とする請求項４記載のハイブリッド駆動装置。
6. 減速比が大きい側から、前記３要素減速モード、前記第一の３要素直結モード及び前記第二の３要素直結モードを備えたことを特徴とする請求項５記載のハイブリッド駆動装置。
7. 前記遊星歯車を第一の遊星歯車とするとともに、前記遊星歯車装置はさらに第二の遊星歯車を備え、
   前記摩擦係合要素として、第一及び第二のクラッチとブレーキを備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載のハイブリッド駆動装置。
8. 前記第二の遊星歯車及び前記摩擦係合要素により、
   前記第一の遊星歯車に関し、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードと、
   前記第一の遊星歯車に関し、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードとの間で、伝動系統を切換える切換機構が形成されることを特徴とする請求項７記載のハイブリッド駆動装置。
9. 前記遊星歯車を第一の遊星歯車とするとともに、前記遊星歯車装置はさらに第二及び第三の遊星歯車を備え、
   前記摩擦係合要素として、第一及び第二のクラッチとブレーキとを備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載のハイブリッド駆動装置。
10. 前記第一の遊星歯車を成す３つの回転要素に関して、前記入力軸、前記第一の電動機及び前記第二の遊星歯車を介して伝動される第二の電動機の回転が、それぞれ別個の回転要素に伝動され、
    前記第二の遊星歯車、前記第三の遊星歯車及び前記摩擦係合要素により、
    前記第一の遊星歯車を成す３つの回転要素に関し、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードと、
    前記第一の遊星歯車を成す３つの回転要素に関し、前記第二の電動機の回転が伝動される回転要素が、前記入力軸の回転が伝動される回転要素に対する反力受けとして働き、前記第一の電動機の回転が伝動される回転要素の回転を、前記出力軸に伝動するモードとの間で、伝動系統を切換える切換機構が形成されることを特徴とする請求項９記載のハイブリッド駆動装置。
11. 異なったモード間に渡るモード切り換え操作で係合・係合解除状態が切り換る前記摩擦係合要素に関して、係合する回転要素の回転数が同速であることを条件として係合・係合解除状態の変更を行うことを特徴とする請求項２又は４記載のハイブリッド駆動装置。

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