JP4200461B2 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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、第一回転電機、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機に分配する第一遊星歯車装置と、前記第一遊星歯車装置の出力回転要素と前記出力軸との間に第二遊星歯車装置を備え、前進段と後進段とを現出するハイブリッド駆動装置に関する。

エンジン、二つの回転電機及び入力軸の回転駆動力を分配する第一遊星歯車装置を備えたハイブリッド駆動装置は、２モータ式スプリットハイブリッド駆動装置とも呼ばれ、エンジンを最適効率ラインで作動させながら電気的無段変速を行い、燃費のよい走行を行える。

この種の２モータ式スプリットハイブリッド駆動装置として、特許文献１に記載の駆動装置が提案されている。
この特許文献１に記載の技術では、動力分配機構（本願にいう第一遊星歯車装置）を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、これを非差動とするロック状態とに選択的に切替える差動状態切替装置を備え、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と、機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置を得ている。
この動力分配機構を介する伝動系統を本願では、第一伝動系統と呼ぶ。一方、入力軸と変速機（本願にいう第二遊星歯車装置）を構成する一の回転要素を係合するクラッチを設け、入力軸から直接、変速機にその回転駆動力を伝動できる構成を採用した実施例（実施例４・実施例５）が示されている。実施例４の第二クラッチＣ２が、入力軸と変速機とを直結するクラッチであり、実施例５は第四クラッチＣ４が、入力軸と変速機と直結するクラッチである。

実施例４は、有段変速作動で前進７段後進１段を、無段変速作動で前進３段後進１段を実現する例であり、当該明細書で、その駆動装置のスケルトン図が図１７に、有段変速作動での係合表（後述する作動表）を図１８に、その共線図（後述する速度線図）を図１９に示している。一方、無段変速作動での係合表を図２０に、その共線図を図２１に示している。
この例では、後進段は、有段変速作動と無段変速作動との両方で実現されるが、両後進段における、摩擦係合要素の係合状態は同一であり、後進段を実現するのに、入力回転を減速して第二遊星歯車装置に入力し、その入力から後進駆動を得る。

実施例５は、有段変速作動で前進８段後進１段を、無段変速作動で前進２段後進１段を実現する例であり、当該明細書で、その駆動装置のスケルトンが図２２に、有段変速作動での係合表を図２３に、その共線図を図２４に示している。一方、無段変速作動での係合表を図２５に、その共線図を図２６に示している。
この例でも、後進段は、有段変速作動と無段変速作動との両方で実現されるが、両後進段における、摩擦係合要素の係合状態は実質的に同一であり、後進段を実現するのに、エンジン回転を第四クラッチを介して直接第二遊星歯車装置に入力し、その入力から後進駆動を得るものとしている。この例では、動力分配機構をロックすることはできない。

特開２００５−２０６１３６号公報（図１７−２１、図２２−２６）

実施例４では、前進段をクラッチＣ０、クラッチＣ１及びクラッチＣ２等を使用して実現しているが、後進段を実現するのにブレーキＢ０を採用しており、クラッチＣ０に対してブレーキＢ０を別途設けている等、無駄が多い。即ち、前進段に使用されるクラッチＣ０を有効に利用しているとはいいがたい。

また、クラッチＣ０を後進段に利用するとしても、その場合、有段変速作動と無段変速作動との変速を任意に行うと、変速に伴ってショックを発生したり、回転電機側に負荷がかかりすぎる、エンジンストールを発生する可能性がある等の問題がある。

一方、実施例５では、実施例４のクラッチＣ０に相当するクラッチが設けられていない。入力軸と変速機との直結は、クラッチＣ４でのみ実現される。結果、遊星歯車装置である動力分配機構を有効に利用しているとは言いがたい。
また、両例とも、有段変速作動と無段変速作動とをどのような走行状態で使用するかの開示はなく、例えば、無段変速作動を長時間に亘って行うと、バッテリーの残量が問題となり、又、回転電機のロータ温度が上昇し問題が生じる可能性がある。
結果、２モータ式スプリットハイブリッド駆動装置において、その後進段を実現するのに改善の余地がある。

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、２モータ式スプリット形態を有し、入力軸の回転駆動力の一部または全部を第一遊星歯車装置を介して第二遊星歯車装置に伝動する第一伝動系統と、第一クラッチにより選択的に入力軸から第二遊星歯車装置に直接回転駆動力を伝動する第二伝動系統とを備えたハイブリッド駆動装置において、できるだけ摩擦係合要素が少ない構成で、長時間に渡る後進を良好に行えるハイブリッド駆動装置を得ることにある。

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、第一回転電機、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機に分配可能な第一遊星歯車装置を備えるとともに、前記第一遊星歯車装置の出力回転要素と前記出力軸との間に第二遊星歯車装置を備え、
前記入力軸の回転駆動力の一部または全部を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動する第一伝動系統と、第一クラッチにより選択的に前記入力軸から前記第二遊星歯車装置に直接回転駆動力を伝動する第二伝動系統とを備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、
第二クラッチを設けて前記第一遊星歯車装置の複数の回転要素が同速となるようにロック可能に構成し、
前記第一クラッチと第二クラッチとのいずれか一方、もしくはそれらの両方が係合した状態で実現される直結モードにおける減速比の異なる複数の前進段として、前記第一クラッチが係合され前記第二クラッチが非係合とされて実現される前進段、前記第一クラッチが非係合とされ前記第二クラッチが係合されて実現される前進段、及び、前記第一クラッチ及び前記第二クラッチの両方が係合されて実現される前進段を備えるとともに、
後進段として、前記第一クラッチ及び第二クラッチを非係合状態として、前記第一遊星歯車装置による回転駆動力の分配が働く分配モードにおいて、前記第一遊星歯車装置の回転を前記第二遊星歯車装置により後進回転に変換する分配後進段と、
前記分配後進段から、前記第二クラッチを係合状態として第二クラッチを介して第二遊星歯車装置に伝動される回転を後進回転に変換する直結後進段とを備えたことにある。

本願において、「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以上の要素を介して回転の伝達を間接的に行う構造も含む。さらに、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。
この構成のハイブリッド駆動装置には第二クラッチが備えられ、このクラッチを係合することで第一遊星歯車装置がロックされる。即ち、第一遊星歯車装置の入力がそのままの状態で出力され、第二遊星歯車装置の入力となる。
また、前進段は、前記第一クラッチと第二クラッチとのいずれか一方、もしくはそれらの両方が係合した状態で実現される直結モードにおいて、減速比の異なる複数の減速段を実現できる。

さて、後進段の実現に関しては、分配後進段においては、第一クラッチ、第二クラッチを非係合状態としたままで、第一遊星歯車装置（動力分配が可能である）が働き、電気的な無段変速が可能な後進段を実現できる。
一方、この分配後進段から、第二クラッチを係合状態として第二遊星歯車装置に伝動される回転駆動力を後進駆動とする直結後進段を備えることで、前進変速に関与する第二クラッチを使用した後進段が実現でき、必要となる摩擦係合要素の数をおさえながら、２モータスプリット式のハイブリッド駆動装置の利点を生かせる。

さて、上記構成において、前記分配後進段と前記直結後進段との変速が同期切替変速であることが好ましい。このようにすることで、後進段間の変速をショックなく行うことができ、第二クラッチにかかる負荷も低減できる。

また、上記構成において、ニュートラルから前記後進段への変速において、前記分配後進段へ変速を行うことが好ましい。
後述するように、電気的な無段変速可能な分配後進段では、得られる駆動力にある程度の限界はあるものの、停止から所定の車速まで、比較的広い範囲に対応でき後進段への変速を良好に行える。そして、後進が長時間に亘る場合は、この分配後進段から直結後進段へ移行することで、バッテリー残量を所定範囲に抑えながら、安定した後進を持続できる。

さて、前記分配後進段から直結後進段への変速は、以下の諸条件に従うものとすることが好ましい。
回転電機のコイル温度
分配後進段では、回転電機がその作動状態に関わるため、この後進段での作動が継続すると、コイル温度が上昇する場合がある。
そこで、前記分配後進段から前記直結後進段への変速は、前記第一回転電機もしくは第二回転電機、あるいはそれらの両方のコイル温度に基づいて行われる構成としておくことが好ましい。
このようにすることで、分配後進段での作動が過度に継続し、回転電機に影響が出ることが防止でき、後進が継続された場合に、回転電機に問題を発生せず、さらにバッテリーの蓄電量の減少を抑える状態で、長時間に亘る後進を行える。

出力軸の回転速度（車速）
直結後進段への変速を行おうとした場合に、出力軸の回転速度（車速）が極めて低い場合は、エンジンに直接駆動負荷がかかるため、エンジンストールを誘発する可能性がある。
しかしながら、分配後進段から直結後進段への変速を、出力軸の回転速度が所定値以上であることを条件として行う構成とすることで、変速に際して、エンジンストールを伴わない良好な変速をおこなえる。

分配後進段から直結後進段への変速は、第一回転電機と第二回転電機との回転速度の差回転が一定値より大きい場合、駆動力が変化しないようにエンジンの動作点を変更して、前記差回転を一定値以下として実行することが好ましい。
本願に係るハイブリッド駆動装置では、第二クラッチが係合した第一遊星歯車装置のロック状態で実現するが、第一回転電機と第二回転電機とがほぼ同速となった状態では、第二クラッチの係合要素間の差回転をなくすことで、ショックなく同期切替変速可能となる。
そして、同期切替変速を実現するのに、出力が変化しない状態でエンジンの動作点を変更することで、出力軸側に伝達される駆動力を維持したまま、同期切替変速を良好に行うことができる。

さて、前進段として、前記第一クラッチ及び第二クラッチが非係合とされ、前記第一遊星歯車装置を構成する第一回転要素、第二回転要素及び第三回転要素に関し、第一回転要素に前記第一回転電機が、第二回転要素に前記入力軸が、第三回転要素に第二電動機及び中間軸が接続され、前記中間軸の回転が前記第二遊星歯車装置を経て前記出力軸に出力される３要素構造の駆動伝動状態を実現する３要素モードと、
前記第一クラッチが係合され、第二クラッチが非係合とされ、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置を一体とする一体遊星歯車装置を構成する第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素及び第四回転要素に関し、第一回転要素に第一回転電機が、第二回転要素に前記出力軸が、第三回転要素に前記入力軸が、第四回転要素に前記回転電機が接続される４要素構造の駆動伝動状態を実現する４要素モードとが実現されることが好ましい。
第一遊星歯車装置と第二遊星歯車装置とを備えた構成において、第一遊星歯車装置が差動動作し、その出力を第二遊星歯車装置で変速する３要素構造の駆動伝動状態と、第一遊星歯車装置と第二遊星歯車装置とが一体として４要素の遊星歯車装置（一体遊星歯車装置と呼ぶ）をなし、４要素構造の駆動伝動状態である４要素モードを実現する構成とすることで、異なった変速比の変速段を、制限された数の回転要素で実現できる。

これまで説明してきた第一遊星歯車装置としては、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素を備えた遊星歯車機構を採用し、前記第一回転要素に前記第一回転電機が接続され、前記第二回転要素に前記入力軸が接続され、前記第三回転要素に前記出力回転要素が接続されて構成される構成が好ましい。
最も、シンプルな構成で分配機構を構成することとなるともに、入力軸が接続される第二回転要素が、回転速度の順でみて、第一、第三回転要素の間に位置するため、第一回転電機、第二回転電機に差回転がある場合も、エンジン側の作動制御で迅速に差回転を吸収できる。

一方、これまで説明してきた第二遊星歯車装置としては、非回転部材に回転要素を選択的に固定する第一ブレーキ、第二ブレーキ及び第三ブレーキと、前記第一クラッチと、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素を備えて構成し、第一遊星歯車装置とともに、前記第一ブレーキ、第二ブレーキ、第三ブレーキ及び第一クラッチ、第二クラッチの係合・非係合状態の設定により、前進段として異なった４つの変速段を実現する装置であることが好ましい。
この装置を採用することで、直結モードにおいて、前進４段及び後進段を実現できる。

具体的には、前記第二遊星歯車装置を構成するには、
前記第二遊星歯車装置を構成する前記第一回転要素は前記第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記第二遊星歯車装置を構成する前記第二回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
前記第二遊星歯車装置を構成する前記第三回転要素は前記第一クラッチにより前記入力軸の回転が選択的に伝達され、
前記第二遊星歯車装置を構成する前記第四回転要素は、前記出力回転要素及び前記第二回転電機に接続されるとともに、第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される構成としておけばよい。

ここで、「伝達」には、回転がそのまま直接伝達される状態及び、増速又は減速して回転が間接的に伝達される状態を含む。「非回転部材に固定」には、ブレーキにより非回転部材から直接固定される状態及び、非回転部材に固定された部材を介して、ブレーキにより間接的に固定される状態を含む。
さらに、第二遊星歯車装置として、一対のサンギヤ、単一の共通キャリア及びリングギヤを備えて構成されるラビニョ型遊星歯車装置を備えて構成され、
一方の前記サンギヤは前記第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
前記リングギヤは前記出力軸に出力回転を出力し得、
前記共通キャリアは前記第一クラッチにより前記入力軸の回転が選択的に伝達され、
他方の前記サンギヤは、前記出力回転要素及び前記第二回転電機に接続されるとともに、第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される構成を採用すると、公知のラビニョ型遊星歯車装置を使用して本願の目的を達成できるハイブリッド駆動装置を実現できる。

本発明の実施の形態について、以下図面に基づいて説明する。
図１は、本願に係るハイブリッド駆動装置ＴＭのスケルトン図を示したものである。
一方、図９は、当該ハイブリッド駆動装置ＴＭが装備される車両Ｖの制御システム構成を示したものである。

ハイブリッド駆動装置ＴＭは、エンジンＥに接続され、その駆動力を受取る入力軸Ｉと、駆動輪Ｗへ接続される出力軸Ｏとを備えて構成されており、この例では、入力軸Ｉと出力軸Ｏを、それら軸の軸方向に沿って備えて構成されている。但し、本願発明は、入力軸Ｉと出力軸Ｏと軸方向に沿って備えた構成に限定されるものではなく、入力軸Ｉと出力軸Ｏとが並列配置となっていてもよく、任意である。

さらに図示するように、エンジンＥ側から第一回転電機ＭＧ１、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１、第二回転電機ＭＧ２及び第二遊星歯車装置ＰＧＳ２が備えられている。この例では、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２はラビニョ型遊星歯車装置とされている。

入力軸ＩはエンジンＥに上流側で接続されるとともに、その下流側が二つに分岐されている。一方は、第一分岐入力部Ｉ１を経て第一遊星歯車装置ＰＧＳ１のキャリアｃａ１に接続されている。他方は、第二分岐入力部Ｉ２を経て第一クラッチＣ１を介して第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃに選択的に接続されている。従って、エンジンＥの回転駆動力は、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１を介して第二遊星歯車装置ＰＧＳ２に入力される（本願にいう第一伝動系統が形成される）他、第一クラッチＣ１が係合した状態で、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２にも直接入力される（本願にいう第二伝動系統が形成される）。

動力分配
図１に示すように、エンジンＥから第二遊星歯車装置ＰＧＳ２に向かうに従って、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２を設けている。

これら両方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２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を果すことが可能とされており、その動作は電子制御装置ＥＣＵからの制御指令による。それぞれの回転電機ＭＧ１、ＭＧ２は、インバータＩｎを介してバッテリーＢに電気的に接続されており、電力の供給を受けてモータとして働く外、ジェネレータとして働くことにより発生した電力をバッテリーＢに蓄電させる、或いは、他の回転電機に送って、これを駆動することが可能である。

この電子制御装置ＥＣＵは、後述する摩擦係合要素の係合・非係合である動作状態も制御するように構成されており、例えば予め記憶された変速マップ（後述する図７・図８の様な構造を有する）に従って、車速と車両に要求される駆動力（例えばアクセルＡの踏み込み量）に基づいて、好適な変速段を実現すべく摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を係合・非係合制御する。

また、本願に係るハイブリッド駆動装置ＴＭは、後進段として２つの後進段を実現可能に構成されているが、２つ設けられている後進段に関して、後進段間の変速を同期切替で良好に行うように構成されている。

電子制御装置ＥＣＵによる両回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の通常の基本的な制御形態を簡単に説明すると、第一回転電機ＭＧ１に対しては、エンジンＥを燃費の最も高い動作状態（エンジンの効率が最も高くできる回転速度で運転する状態）に、エンジン回転を維持すべく回転電機ＭＧ１の回転速度を制御する。第二回転電機ＭＧ２に対しては、車両に要求される要求トルクを満たすべく出力トルクを制御する。

第一遊星歯車装置ＰＧＳ１には、図示する例では、サンギヤｓ１、ピニオンを回転可能に支持するキャリアｃａ１及びリングギヤｒ１を備えたシングル遊星歯車機構ＰＧ１を採用している。この遊星歯車機構ＰＧ１は、第一分岐入力部Ｉ１を介して入力軸Ｉがそのキャリアｃａ１と一体回転するように接続されるとともに、第一回転電機ＭＧ１のロータがそのサンギヤｓ１と一体回転するように接続され、さらに、そのリングギヤｒ１は、中間軸Ｍと一体回転するように接続されている。また、この中間軸Ｍは、第二回転電機ＭＧ２のロータと一体に回転するように構成され、伝動下流側で後述する第二遊星歯車装置ＰＧＳ２を成す第三遊星歯車機構ＰＧ３に備えられるサンギヤｓ３に接続されている。

第一遊星歯車装置ＰＧＳ１には、第二クラッチＣ２が設けられており、この第二クラッチＣ２はサンギヤｓ１とキャリアｃａ１とをその係合状態で連結する。従って第二クラッチＣ２が係合された状態にあっては、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１はロックされ、エンジンＥからの回転駆動力が、中間軸Ｍに直結状態で伝達される。

この接続構造を採用した場合の、差動状態における第一遊星歯車装置ＰＧＳ１の速度線図を示したのが図２の図面である。

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。縦軸に対応して記載している「０」は回転速度が０であることを示しており、上側が正、下側が負である。「１」は、記載の対象となっている遊星歯車装置の入力回転速度に対する比を示している。横方向に配設される各縦線が、表記する遊星歯車装置の回転要素に対応している。速度線図において、複数の縦線に渡って伸びる太線が、遊星歯車装置の一の作動状態に対応する。

図２に示す速度線図に説明を戻って、同図において左端に位置する縦線（「Ｓ１」と付記）は、サンギヤｓ１である第一回転要素（ｒｍ１）に対応しており、この回転要素は、第一回転電機ＭＧ１のロータと一体に回転する。
中央に位置する縦線（「Ｃａ１」と付記）は、キャリアｃａ１である第二回転要素（ｒｍ２）に対応しており、この回転要素は入力軸Ｉと一体に回転する。図中縦軸の「１」は、エンジン回転速度を示している。
右側に位置する縦線（「Ｒ１」と付記）は、リングギヤｒ１である第三回転要素（ｒｍ３）に対応しており、この回転要素は中間軸Ｍ及びこれに接続されている第二回転電機ＭＧ２のロータと一体に回転する。
この第一遊星歯車装置ＰＧＳ１の場合、第二回転要素ｒｍ２が入力回転要素であり、第三回転要素ｒｍ３が出力回転要素である。

図示する作動状態において、傾斜太線は、右上がりとなっているが、第二回転要素ｒｍ２であるキャリアｃａ１の回転速度（エンジン回転速度ＥＮＧに対応する）より、サンギヤｓ１（第一回転要素ｒｍ１）側が低速となり、リングギヤｒ１（第三回転要素ｒｍ３）側が高速となっている。
この作動状態では、第一回転電機ＭＧ１がエンジン駆動に対する反力受けとなり、エンジンＥからの駆動力が分配されて、第一回転電機ＭＧ１及び中間軸Ｍに伝達される。この時、第一回転電機ＭＧ１はジェネレータとして働く。一方、中間軸Ｍには、オーバドライブ状態（中間軸ＭがエンジンＥの回転速度より速く回る状態）で、残余の駆動力が伝動される。そして、中間軸Ｍにおいて、エンジン駆動の残余分と、第二回転電機ＭＧ２により追加若しくは削減される駆動力が、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２に伝達される。

以上、説明してきた状態は、第二クラッチＣ２が非係合とされる状態の作動であるが、第二クラッチＣ２が係合した状態では、サンギヤｓ１とキャリアｃａ１とが一体とされるため、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１はロックされ、入力軸Ｉと中間軸Ｍとが直結された状態となり、パラレル状態が実現される。

第二遊星歯車装置
第二遊星歯車装置ＰＧＳ２としては、ラビニョ型の遊星歯車装置を採用しており、一対のサンギヤｓ２、ｓ３、共通キャリアｃａｃ及びリングギヤｒｃとを備えて構成されている。この共通キャリアｃａｃは、ロングピニオンギヤｌｐとショートピニオンギヤｓｐを支持する構成とされている。

ラビニョ型の遊星歯車装置において、エンジンＥ側に位置する一方のサンギヤｒ２と共通キャリアｃａｃ及びリングギヤｒｃからなる遊星歯車機構を第二遊星歯車機構ＰＧ２と、出力軸Ｏ側に位置する他方のサンギヤｒ３と共通キャリアｃａｃ及びリングギヤｒｃからなる遊星歯車機構を第三遊星歯車機構ＰＧ３と呼ぶと、第二遊星歯車機構ＰＧ２はダブルピ二オン型の遊星歯車機構であり、第三遊星歯車機構ＰＧ３はシングルピニオン型の遊星歯車機構である。

第二遊星歯車装置ＰＧＳ２は、実質的に、一対の遊星歯車機構ＰＧ２、ＰＧ３から構成されるとともに、各回転要素に対応して複数の摩擦係合要素Ｃ１，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が備えられている。

前記第二遊星歯車装置ＰＧＳ２に関して、各摩擦係合要素との関係を述べると、第二遊星歯車機構ＰＧ２の一方のサンギヤｓ２は第一ブレーキＢ１によりミッションケースＭＣ（非回転部材の一例）に選択的に固定され、第二遊星歯車機構ＰＧ２及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアは共通キャリアｃａｃとして共有されており、第一クラッチＣ１により第二分岐入力部Ｉ２からエンジンＥの回転が選択的に伝達されるとともに、第三ブレーキＢ３によりミッションケースＭＣに選択的に固定される構成が採用されている。

さらに、第二遊星歯車機構ＰＧ２と第三遊星歯車機構ＰＧ３とで共通化されているリングギヤｒｃは出力軸Ｏに接続され、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３には中間軸Ｍの回転が伝達される。

作動表
先にも説明したように、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２には、摩擦係合要素として、第一クラッチＣ１、第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２及び第三ブレーキＢ３が備えられている。これら摩擦係合要素Ｃ１，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び先に説明した第二クラッチＣ２の作動表を示したのが図３（ａ）である。さらに、図３（ｂ）に、このハイブリッド駆動装置ＴＭで実現できる変速段間の変速状態を示している。
作動表において、「○」は当該摩擦係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、摩擦係合要素が非係合状態にあること示している。

図３からも判明するように、このハイブリッド駆動装置ＴＭでは、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２が変速に関与する電気的変速モードと、エンジンＥの回転駆動力が直接第二遊星歯車装置ＰＧＳ２に伝達される直結モードとの間で作動可能となっている。この電気的変速モードは、先に先行技術で説明した無段変速作動のモードに相当し、直結モードは有段変速作動のモードに相当する。

前記電気的変速モードでは、３要素低速段（３Ｌｏと記載）、４要素中速段（４Ｍｉｄと記載）、分配後進段（３ＲＥＶと記載）が実現される。
直結モードでは、第一速段（１ｓｔと記載）、第二速段（２ｎｄと記載），第三速段（３ｒｄと記載），第四速段（４ｔｈと記載）、直結後進段（ＲＥＶと記載）が実現される。

３要素低速段３Ｌｏ及び分配後進段３ＲＥＶにおいては、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が共に、非係合状態とされることで、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１で分配された回転駆動力が中間軸Ｍを介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３に伝達され、その入力が第二遊星歯車装置ＰＧＳ２により変速されて出力される。
このように、遊星歯車装置が、速度の順に第一回転要素ｒｍ１、第二回転要素ｒｍ２、第三回転要素ｒｍ３を有する構成となり、第一回転要素に第一回転電機ＭＧ１が、第二回転要素ｒｍ２に入力軸Ｉが、第三回転要素ｒｍ３に中間軸Ｍ及び第二回転電機ＭＧ２が接続され、その中間軸Ｍの回転が変速されて出力軸Ｏに出力される駆動伝動状態を、本願においては、「３要素構造の駆動伝動状態」と呼ぶ。

４要素中速段４Ｍｉｄにおいては、第一クラッチＣ１のみが係合状態とされることで、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２を一体として４要素の遊星歯車装置（一体遊星歯車装置と呼ぶ）が構成される。
この場合、一体遊星歯車装置は、速度の順に第一回転要素ｒｍ１、第二回転要素ｒｍ２、第三回転要素ｒｍ３及び第四回転要素ｒｍ４を有する構成となり、第一回転要素（第一遊星歯車装置ＰＧＳ１のサンギヤｓ１が備えられる）ｒｍ１に第一回転電機ＭＧ１が接続され、第二回転要素（第二遊星歯車装置ＰＧＳ２リングギヤｒｃが備えられる）ｒｍ２に出力軸Ｏが接続され、第三回転要素（第一遊星歯車装置ＰＧＳ１のキャリアｃａ１，第二遊星歯車装置ＰＧＳ２共通キャリアｃａｃが備えられる）ｒｍ３に入力軸Ｉが接続され、第四回転要素（第一遊星歯車装置ＰＧＳ１のリングギヤｒ１、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３が備えられる）ｒｍ４に中間軸Ｍ及び第二回転電機ＭＧ２が接続され、前記出力軸Ｏに出力される。この駆動伝動状態を、本願においては、「４要素構造の駆動伝動状態」と呼ぶ。

さて、各変速段間での変速は、図３（ｂ）、図７、図８に示すように、直結モードの変速段間にあっては、車速および要求される駆動力に従って摩擦係合要素が順次係合状態・非係合状態とされるステップ変速とされている。
このステップ変速では、変速の前後における摩擦係合要素の係合、非係合により、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の入力回転要素の回転速度が変化する。

一方、第一速段（１ｓｔ）及び第二速段（２ｎｄ）と３要素低速段（３Ｌｏ）との変速または、第二速段（２ｎｄ）及び第三速段（３ｒｄ）と４要素中速段（４Ｍｉｄ）との変速、及び後進段間（３ＲＥＶ，ＲＥＶ）の変速が同期切替変速となる。

ここで、同期切替変速とは、切替の前後における摩擦係合要素の係合、非係合により、第一電動機ＭＧ１、第二電動機ＭＧ２、入力軸Ｉや中間軸Ｍ、出力軸Ｏの回転速度が変化しない切替をいう。

第一遊星歯車装置ＰＧＳ１及び第二遊星歯車装置ＰＧＳ２を全体としてみた構成におけるハイブリッド駆動装置全体の速度線図は、直結モードの速度線図が図４に示すもの、３要素低速段３Ｌｏ及び分配後進段３ＲＥＶの速度線図が図５に示すもの、さらに４要素中速段４Ｍｉｄの速度線図が図６に示すものとなる。

速度線図の上側の記載が、各遊星歯車装置ＰＧＳ１，ＰＧＳ２を構成する各回転要素の縦線との対応を示したものである。「Ｒ１，Ｃａ１，Ｓ１」は、それぞれ、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１のリングギヤｒ１、キャリアｃａ１、サンギヤｓ１を示しており、「Ｒｃ，Ｃａｃ，Ｓ２，Ｓ３」は、それぞれ、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２のリングギヤｒｃ、共通キャリアｃａｃ、第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３を示している。

第一遊星歯車装置ＰＧＳ１に関与する回転要素に関しては、図２に示したのと同様であるため、これらの図においては第二遊星歯車装置ＰＧＳ２に関与する回転要素に関して主に説明する。
同図、縦線と回転要素との対応に関して説明すると、左側から右側に進むに従って順に、第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が設けられている回転要素（第一回転要素ｒｍ１）、リングギヤｒｃが設けられている回転要素（第二回転要素ｒｍ２）、共通キャリアｃａｃと一体回転する回転要素（第三回転要素ｒｍ３）、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３が設けられている回転要素（第四回転要素ｒｍ４）が位置することとなる。

第二回転要素ｒｍ２は、出力軸Ｏと一体とされているため、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２により変速後の回転速度は、「ＯＵＴ」と添記されている右から３本目の縦線上に記載されている「☆」の位置により、その状態における回転速度が判る。「○」は第一回転電機ＭＧ１に接続される回転要素の回転速度を、「□」は第二回転電機ＭＧ２に接続される回転要素の回転速度を、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）に接続される回転要素の回転速度を、「×」はブレーキＢに接続される回転要素の回転速度をそれぞれ示している。

速度線図に記載された「☆」に関して「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」、「ＲＥＶ」、「３Ｌｏ」、「３ＲＥＶ」、「４Ｍｉｄ」と付記して、それぞれの変速段を作動表に対応して示している。

各回転要素の順番付け「ｒｍ１、ｒｍ２、ｒｍ３、ｒｍ４」は、ギヤ比との関係で低速側から高速側に向かうもしくは高速側から低速側に向かうに従った順番づけとなる。何れの場合も、回転要素の順は変わることはない。速度線図（図４、図５、図６、図１３）にあっては、各太線が対応する変速段の別を線種別に図内に示している。

第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の各回転要素と、各摩擦係合要素との関係は、図１からも判明するように、以下の構造となっている。
第一回転要素ｒｍ１は第一ブレーキＢ１によりミッションケースＭＣに選択的に固定される。
第二回転要素ｒｍ２は出力軸Ｏに出力回転を出力し得る。
第三回転要素ｒｍ３は第一クラッチＣ１によりエンジンＥの回転が選択的に伝達される。
第四回転要素ｒｍ４は中間軸Ｍの回転が選択的に伝達されるとともに、第二ブレーキＢ２によりミッションケースＭＣに選択的に固定される。

駆動伝動
スケルトン図である図１、作動表である図３、ハイブリッド駆動装置の速度線図である図４、図５、図６の図面に基づいて、以下説明する。

以下、直結モード・電気的変速モードの順に、それぞれのモードにおいて設けられている後進段を含めて説明する。

直結モード
このモードは、エンジンＥからの回転駆動力がそのまま第二遊星歯車装置ＰＧ２に入力される状態で実現されるモードであり、図３、図４に示すように、前進４段と後進段とが実現可能とされている。図３からも判明するように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二分岐入力部Ｉ２を介して第二遊星歯車装置ＰＧＳ２にエンジン駆動が入力される状態と、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、中間軸Ｍを介して第二遊星歯車装置ＰＧＳ２にエンジン駆動が入力される状態との一方、もしくは両方で、この直結モードを実現する。

第一速段（１ｓｔ）
第一速段にあっては、第二クラッチＣ２のみが係合されるため、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１はロックされ、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３にエンジンＥの回転が入力される。そして、第一ブレーキＢ１が係合されることで、第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が固定され、リングギヤｒｃから減速回転を出力軸Ｏに出力する。

第二速段（２ｎｄ）
第二速段にあっては、第一クラッチＣ１が係合され、第二クラッチＣ２が非係合状態とされるため、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃに、エンジンＥの回転が入力される。そして、第一ブレーキＢ１が係合されることで、第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２が固定され、リングギヤｒｃから減速回転を出力軸Ｏに出力する。このとき、第一速段と第二速段との減速比は、第二速段の方が小さい。

第三速段（３ｔｄ）
第三速段にあっては、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合され、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃと、第三遊星歯車機構のサンギヤｓ３に、エンジンＥの回転が入力される。結果、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１及び第三遊星歯車機構ＰＧ３がともにロック状態となり、エンジンの回転をそのままリングギヤｒｃに伝動し、出力軸Ｏに出力する。

第四速段（４ｔｈ）
第四速段にあっては、第一クラッチＣ１が係合されるため、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃにエンジンの回転が入力される。そして、第二ブレーキＢ２が係合されることで、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３が固定され、リングギヤｒｃから増速回転を出力軸Ｏに出力する。

直結後進段（ＲＥＶ）
直結後進段ＲＥＶにおいては、第二クラッチＣ２が係合され、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１がロックされる。従って、第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３にエンジン回転が伝達される。この状態で、第三ブレーキＢ３が係合されるため、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃは固定される。結果、リングギヤｒｃにエンジン回転に対して逆転した後進回転を出力し、後進段を実現する。

電気的変速モード
このモードにあっては、図３、図５、図６に示すように、３要素構造の駆動伝動状態と、４要素構造の駆動伝動状態とを実現する。そして、３要素構造において低速側の前進段３Ｌｏを実現するとともに分配後進段３ＲＥＶを実現する。そこで、これら２段３Ｌｏ，３ＲＥＶのモードを分配モードと呼ぶ。

３要素低速段（３Ｌｏ）
この駆動伝動状態は、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１が差動状態で働き、エンジンＥからの回転駆動力を第一回転電機ＭＧ１と中間軸Ｍ側に分配する。
図５に示すように、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１において反力受けとして働く第一回転電機ＭＧ１との関係から決まる第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３の入力を、第一ブレーキＢ１のみを係合してリングギヤｒｃに減速して伝達し、出力する。

分配後進段（３ＲＥＶ）
この駆動伝動状態でも、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１が差動状態で働き、エンジンからの回転駆動力を第一回転電機ＭＧ１と中間軸Ｍ側に分配する。
図５に示すように、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１において反力受けとして働く第一回転電機ＭＧ１との関係から決まる第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３の入力を、第三ブレーキＢ３のみを係合して、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃを固定することで、リングギヤｒｃに逆転させて出力し、出力軸Ｏに伝達する。

４要素中速段（４Ｍｉｄ）
この駆動伝動状態は、図３（ａ）に示すように第一クラッチＣ１のみを係合することで実現する。即ち、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１のキャリアｃａ１，第二遊星歯車装置ＰＧＳ２の共通キャリアｃａｃが一体とされる（一体遊星歯車装置が形成される）ことで、先の「４要素構造の駆動伝動状態」として説明した４つの回転要素に関して、各回転要素が、入力軸Ｉ（引いてはエンジンＥ）、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２及び出力軸Ｏに独立に接続された状態が実現する。
即ち、図６に示すように、速度線図上では、各要素の回転速度が一直線上に位置し、出力回転要素である第二遊星歯車装置ＰＧＳ２のリングギヤｒｃの回転として出力される。

各変速段のカバー領域を図７、図８に示した。
横軸は車速であり、縦軸はアクセルＡの踏み込み量等との関係から決まる要求される駆動力である。
図７は各前進段（「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」、「３Ｌｏ」、「４Ｍｉｄ」）のカバー領域を示しており、図８は各後進段（「ＲＥＶ」、「３ＲＥＶ」）のカバー領域を示している。

図７では、太線で囲まれた領域にそれぞれ対応した記載「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」で、直結モードでの変速段のカバー領域を示しており、３要素低速段３Ｌｏを右上がりの斜線領域で、４要素中速段４Ｍｉｄを左下がりの斜線領域で示している。直結モードでは低速域で比較的大きな駆動力に対応できることがわかる。一方、車速が小さい領域は、電気的変速モードでの対応となる。

図８では、太線で囲まれた領域にそれぞれ対応した記載「ＲＥＶ」で、直結モードでの変速段のカバー領域を示しており、分配後進段３ＲＥＶを右上がりの斜線領域で示している。直結モードでは低速域で比較的大きな駆動力に対応できることがわかる。一方、車速が小さい領域は、電気的変速モードでの対応となる。

後進段への変速は、ニュートラルを介して後進段に入ることとなるが、本願に係るハイブリッド駆動装置ＴＭでは、先に説明した３要素構造の駆動伝動状態に於ける後進段（分配後進段３ＲＥＶ）にまず入り、その後所定の条件を満たす場合に、直結後進段ＲＥＶへ入る。以下、後進段３ＲＥＶ・ＲＥＶ間の切替制御に関して説明する。

図９は、本願に係るハイブリッド駆動装置ＴＭを備えたハイブリッド車両Ｖの制御システム構造を模式的に描いた図である。
これまでも説明してきたように、ハイブリッド車両Ｖは、エンジンＥ、回転電機（第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２）、遊星歯車装置（第一遊星歯車装置ＰＧＳ１，第二遊星歯車装置ＰＧＳ２）、摩擦係合要素の油圧制御装置ＯＣ，インバータＩｎ、バッテリーＢ及び、出力軸Ｏに駆動連結される駆動輪Ｗ等を備える。

前記電子制御装置ＥＣＵは、前記エンジンＥの作動を制御するエンジン制御手段ｍ１、その回転速度を検出するエンジン回転検出手段ｍ２、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の作動を制御する回転電機制御手段ｍ３、それら回転電機のコイルの温度を検出する回転電機コイル温度検出手段ｍ４、それら回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の回転速度を検出する回転電機回転検出手段ｍ５、摩擦係合要素等の係合・非係合を油圧制御により制御する駆動装置制御手段ｍ６、車速に相当する出力軸Ｏの回転速度を検出する車速検出手段ｍ７、アクセルＡの踏み込み量から判明する駆動力の要求量を検出する駆動力検出手段ｍ８及びシフトレバーＨの操作状態から判明する前進・後進の別を検出する前後進検出手段ｍ９をそれぞれ備えている。
駆動装置制御手段ｍ６には、前進状態における制御を受け持つ前進制御手段ｍ６ｆと後進状態における制御を受け持つｍ６ｒとを備えている。

前記前進制御手段ｍ６ｆは、基本的に、予め記憶された変速マップ（図７参照）に従って、車速と車両に要求される駆動力（例えばアクセルＡの踏み込み量）に基づいて、好適な変速段を実現すべく摩擦係合要素Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を係合・非係合制御する。

この時、両回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対しては、エンジンＥを燃費の最も高い動作状態（エンジンの効率が最も高くできる回転速度で運転する状態）に、エンジン回転を維持すべく回転電機ＭＧ１の回転速度を制御する。第二回転電機ＭＧ２に対しては、車両に要求される要求トルクを満たすべく出力トルクを制御する。

一方、後進制御手段ｍ６ｒは、後進段への変速及び分配後進段３ＲＥＶから直結後進段ＲＥＶへの変速をも受け持つ。そして、この分配後進段３ＲＥＶから、後進状態が継続し、所定の条件を満たした場合に、直結後進段ＲＥＶへの変速が可能となっている。この目的から、後進制御手段ｍ６ｒは、所定の条件を満たす場合にのみ、分配後進段３ＲＥＶから直結後進段ＲＥＶへの変速を行うように構成されている。
この後進制御手段ｍ６ｒにおける制御ステップを示したのが、図１０である。
この処理フローは、後進走行が３要素構造の駆動伝動状態をとる分配後進段３ＲＥＶにあって、常時働く。

後進制御手段ｍ６ｒは、回転電機コイル温度検出手段ｍ４、回転電機回転検出手段ｍ５及び車速検出手段ｍ７から、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の回転速度、コイル温度及び出力軸Ｏの回転速度を読み込む（ステップ１）。

そして、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２のコイル温度が所定値以上か否かを判定する（ステップ２）。この状態において、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２のコイル温度が所定値以上の場合は、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の作動を伴う後進の継続が困難になりつつあることを意味する。一方、所定値未満である場合は、バッテリ残量に余裕があることを条件として、まだ、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２により後進を行える可能性があることを意味する。

そこで、コイル温度が所定値以上である場合（ステップ２：ｙｅｓ）は、直結後進段ＲＥＶへの変速を行うか否かの更なる判定ステップ（ステップ３、ステップ４）に進む。コイル温度が所定値未満の場合（ステップ２：ｎｏ）は、現在の後進状態３ＲＥＶを維持する。

次に、出力軸の回転速度（車速）が所定値以上か否かを判定する（ステップ３）。この状態において、回転速度が所定値未満である場合は、直結後進段ＲＥＶに変速した場合にエンジンストールを起こす可能性があること意味する。一方、所定値以上である場合は、直結後進段ＲＥＶへの変速を行っても問題はない。
そこで、回転速度が所定値以上である場合（ステップ３：ｙｅｓ）は、直結後進段ＲＥＶへの変速を行うか否かの更なる判定ステップ（ステップ４）に進む。回転速度が所定値未満の場合（ステップ３：ｎｏ）は、現在の後進状態３ＲＥＶを維持する。

引き続いて、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２との回転速度の差である差回転が所定値以下か否かを判定する（ステップ４）。この状態において、差回転が所定値より大きい場合は、同期切替変速ができないことを意味し、ショックを発生する可能性がある。一方、所定値未満である場合は、同期切替変速を行っても問題はない。
そこで、差回転が所定値以下である場合（ステップ４：ｙｅｓ）は、第二クラッチＣ２の係合を行い直結後進段ＲＥＶへの変速を行う（ステップ５）に進む。差回転が所定値以下の場合（ステップ４：ｎｏ）は、エンジン制御手段ｍ１は、現在の駆動力が変化しないようにエンジンＥの動作点を、差回転が一定値以下になるように変更する（ステップ６）。この変更の状態を示したのが図１１及び図１２である。

図１１は、横軸にエンジンＥの回転速度を縦軸にエンジントルクを取ったものであり、実線でエンジンＥが最適な効率で働くラインを示している。通常の運転状態にあっては、このライン上にエンジンＥは制御される。一方、破線で、作動状態がＡ点にある状態において出力（ＫＷ単位）が変化しない場合のラインを示した。従って、先に説明したステップ６におけるエンジン動作点の変更は、この破線上を移動するようにエンジンＥを制御する。

図１２は、先に図２で示したと同様な第一遊星歯車装置ＰＧＳ１に係る速度線図である。さて、ステップ６に処理が至っている状態にあっては、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は差回転が発生しているから速度線が横軸に平行となっていない状態にある。そこで、図１２に示す場合は、第一回転電機ＭＧ１が第二回転電機ＭＧ２に対して増速された状態にあるため、エンジンの動作点を低速側に移動（図１１においては低速側（左上側））させることで、分配後進段３ＲＥＶから直結後進段ＲＥＶへの変速をショックなく行うことができる状態とできる。

〔別実施の形態〕
（１）上記の実施の形態にあっては、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１としては、シングルプラネタリギヤを、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２としては、ラビニョ型遊星歯車装置を採用する例を示したが、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１としては、回転要素として、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素を備え、回転速度の順に第一回転電機、入力軸（エンジン）、第二回転電機が接続される、３要素の遊星歯車装置を採用できる。一方、第二遊星歯車装置ＰＧＳ２としては、回転要素として、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素を備え、回転速度の順に、ブレーキ、出力軸、入力軸（エンジン）、中間軸及び第二回転電機機に接続される４要素の遊星歯車装置を採用できる。

そして、このような第一遊星歯車装置ＰＧＳ１と第二遊星歯車装置ＰＧＳ２との組み合わせとして本願に係る駆動装置を実現する場合、図１３に示すように、各回転要素の速度比の関係として６通りの選択をおこなってもよい。

図１３に６通り示す各図は、先に説明した図５に対応する図面であり、３要素の駆動伝動状態で、第一速段（１ｓｔ）と分配後進段（３ＲＥＶ）とにおける速度線図を示したものである。図１３において、最も右側で下段に示す図が図５に示した例であり、第一回転電機ＭＧ１、出力軸Ｏ（図上ＯＵＴと記載）、入力軸Ｉ（エンジンＥからの回転駆動力を受けるため、図上ＥＮＧと記載）、及び第二回転電機ＭＧ２にそれぞれ接続される回転要素の横方向の位置関係（この位置関係は、各回転要素に設けられるギヤのギヤ比により決まる）おいて一致している。

さて各図の記載において、ａ１，ｂ１，ｃ１は、３要素の遊星歯車装置である第一遊星歯車装置ＰＧＳ１を成す三つの回転要素を回転速度の順に示しており、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２は、４要素の遊星歯車装置である第二遊星歯車装置ＰＧＳ２を成す四つの回転要素を回転速度の順に示している。
同一の縦線上に上下に併記されている回転要素ｃ１と回転要素Ｄ２は、当該回転要素が連結されている。

同図の縦方向のコラム分け（０，１，２と分類）は、入力軸（引いてはエンジン）に接続される回転要素（図上「ＥＮＧ」と記載）と、第一回転電機ＭＧ１に接続される回転要素（図上「ＭＧ１」と記載）との間に位置する回転要素の数（縦線の数）による分類である。
即ち、本願に係るハイブリッド駆動装置は、４要素の第二遊星歯車装置ＰＧＳ４を備えることから、少なくとも回転要素として４要素を必要とする。そして、上段に示した例は、これら４要素のうちの３要素を選択して、第一遊星歯車装置ＰＧＳ１の３要素として使用する。中段に示す例は、入力軸に接続される回転要素（図上「ＥＮＧ」と記載）と、第一回転電機ＭＧ１に接続される回転要素（図上「ＭＧ１」と記載）との間に、一要素を追加している。下段に示す例は、入力軸に接続される回転要素（図上「ＥＮＧ」と記載）と、第一回転電機ＭＧ１に接続される回転要素（図上「ＭＧ１」と記載）との間に、二要素を追加している。
この中間に位置される回転要素の数（縦線の数）が多いほど、第一遊星歯車装置ＭＧＳ１において第一回転電機ＭＧ１を反力受けとして働かせる場合に、小さい反力で要求を満たせる。従って、この条件に関しても、図２に、その速度線図で示す装置は最も有利であることが判る。

同図の横方向のコラム分け（０，１，２と分類）は回転電機に関して電気変換量が０となるポイントの数による分類である。このポイント数が多いほど、電気変換損失が少ない。従って、図２に、その速度線図で示すハイブリッド駆動装置は、電気変換損失の点で最も有利である。

２モータ式スプリット構成を有し、入力軸の回転駆動力の一部または全部を第一遊星歯車装置を介して第二遊星歯車装置に伝動する第一伝動系統と、第一クラッチにより選択的に入力軸から第二遊星歯車装置に直接回転駆動力を伝動する第二伝動系統とを備えたハイブリッド駆動装置において、できるだけ摩擦係合要素が少ない構成で、有段変速作動と無段変速作動との間の変速を良好に行え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スケルトン図 第一遊星歯車装置の速度線図 本願に係るハイブリッド駆動装置の作動表及び変速形態の説明図 直結モードの速度線図 分配後進段を含む３要素モードの速度線図 ４要素モードの速度線図 前進状態における各変速段のカバー領域を示す図 後進状態における変速段のカバー領域を示す図 車両のシステム構成を示す図 後進段間の変速フローを示す図 エンジンの最適効率ラインと等出力ラインの説明図 後進段間の変速を可能とするエンジン動作点の変更状態を示す図 本願に係る駆動装置の速度線図からみた別実施形態を示す図

符号の説明

Ｂ１ 第一ブレーキ
Ｂ２ 第二ブレーキ
Ｂ３ 第三ブレーキ
Ｃ１ 第一クラッチ
Ｃ２ 第二クラッチ
Ｅ エンジン
Ｉ 入力軸
Ｉ１ 第一分岐入力部
Ｉ２ 第二分岐入力部
ＭＣ ミッションケース（非回転部材）
ＭＧ１ 第一回転電機
ＭＧ２ 第二回転電機
Ｏ 出力軸
ＰＧ１ 第一遊星歯車機構
ＰＧ２ 第二遊星歯車機構
ＰＧ３ 第三遊星歯車機構
ＰＧＳ１ 第一遊星歯車装置
ＰＧＳ２ 第二遊星歯車装置
ｃａ１ キャリヤ
ｃａｃ 共通キャリア
ｒ１ リングギヤ
ｒｃ リングギヤ
ｒｍ１ 第一回転要素
ｒｍ２ 第二回転要素
ｒｍ３ 第三回転要素
ｒｍ４ 第四回転要素
ｓ１ サンギヤ
ｓ２ サンギヤ
ｓ３ サンギヤ

Claims (11)

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、第一回転電機、第二回転電機と、前記入力軸の回転駆動力を前記出力軸と前記第一回転電機に分配可能な第一遊星歯車装置を備えるとともに、前記第一遊星歯車装置の出力回転要素と前記出力軸との間に第二遊星歯車装置を備え、
   前記入力軸の回転駆動力の一部または全部を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動する第一伝動系統と、第一クラッチにより選択的に前記入力軸から前記第二遊星歯車装置に直接回転駆動力を伝動する第二伝動系統とを備えたハイブリッド駆動装置であって、
   第二クラッチを設けて前記第一遊星歯車装置の複数の回転要素が同速になるようにロック可能に構成し、
   前記第一クラッチと第二クラッチとのいずれか一方、もしくはそれらの両方が係合した状態で実現される直結モードにおける減速比の異なる複数の前進段として、前記第一クラッチが係合され前記第二クラッチが非係合とされて実現される前進段、前記第一クラッチが非係合とされ前記第二クラッチが係合されて実現される前進段、及び、前記第一クラッチ及び前記第二クラッチの両方が係合されて実現される前進段を備えるとともに、
   後進段として、前記第一クラッチ及び第二クラッチを非係合状態として、前記第一遊星歯車装置による回転駆動力の分配が働く分配モードにおいて、前記第一遊星歯車装置の出力回転を前記第二遊星歯車装置により後進回転に変換する分配後進段と、
   前記分配後進段から、前記第二クラッチを係合状態として前記第二クラッチを介して第二遊星歯車装置に伝動される回転を後進回転に変換する直結後進段とを備えたハイブリッド駆動装置。
   
2. 前記分配後進段と前記直結後進段との間の変速が同期切替変速である請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
3. ニュートラルから前記後進段への変速において、前記分配後進段への変速を行う請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
4. 前記分配後進段から前記直結後進段への変速は、前記第一回転電機もしくは第二回転電機、あるいはそれらの両方のコイル温度に基づいて行われる請求項３記載のハイブリッド駆動装置。
5. 前記分配後進段から前記直結後進段への変速は、前記出力軸の回転速度が所定値以上であることを条件として行われる請求項４記載のハイブリッド駆動装置。
6. 前記分配後進段から前記直結後進段への変速を実行するに、前記第一回転電機と前記第二回転電機との回転速度の差回転が一定値より大きい場合、出力が変化しないようにエンジンの動作点を変更して、前記差回転を前記一定値以下とする請求項１〜５のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
7. 前記前進段として、
   前記第一クラッチ及び第二クラッチが非係合とされ、前記第一遊星歯車装置を構成する第一回転要素、第二回転要素及び第三回転要素に関し、第一回転要素に前記第一回転電機が、第二回転要素に前記入力軸が、第三回転要素に第二電動機及び中間軸が接続され、前記中間軸の回転が前記第二遊星歯車装置を経て前記出力軸に出力される３要素構造の駆動伝動状態を実現する３要素モードと、
   前記第一クラッチが係合され第二クラッチが非係合とされ、前記第一遊星歯車装置及び前記第二遊星歯車装置を一体とする一体遊星歯車装置を構成する第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素及び第四回転要素に関し、第一回転要素に第一回転電機が、第二回転要素に前記出力軸が、第三回転要素に前記入力軸が、第四回転要素に前記回転電機が接続される４要素構造の駆動伝動状態を実現する４要素モードとが実現される請求項１〜６のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
8. 前記第一遊星歯車装置が、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素を備えた遊星歯車機構であって、前記第一回転要素に前記第一回転電機が接続され、前記第二回転要素に前記入力軸が接続され、前記第三回転要素に前記出力回転要素が接続されて構成される請求項１〜６のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
9. 前記第二遊星歯車装置を、非回転部材に回転要素を選択的に固定する第一ブレーキ、第二ブレーキ及び第三ブレーキと、前記第一クラッチと、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、第四回転要素を備えて構成し、
   前記第一遊星歯車装置とともに、前記第一ブレーキ、第二ブレーキ、第三ブレーキ及び第一クラッチ、第二クラッチの係合・非係合状態の設定により、前記前進段として異なった４つの変速段を実現する請求項１〜８のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
10. 前記第二遊星歯車装置に関し、
    前記第二遊星歯車装置を構成する前記第一回転要素は前記第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
    前記第二遊星歯車装置を構成する前記第二回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
    前記第二遊星歯車装置を構成する前記第三回転要素は前記第一クラッチにより前記入力軸の回転が選択的に伝達され、
    前記第二遊星歯車装置を構成する前記第四回転要素は、前記出力回転要素及び前記第二回転電機に接続されるとともに、第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される請求項９記載のハイブリッド駆動装置。
11. 前記第二遊星歯車装置が、一対のサンギヤ、単一の共通キャリア及びリングギヤを備えて構成されるラビニョ型遊星歯車装置を備えて構成され、
    一方の前記サンギヤは前記第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、
    前記リングギヤは前記出力軸に出力回転を出力し得、
    前記共通キャリアは前記第一クラッチにより前記入力軸の回転が選択的に伝達され、
    他方の前記サンギヤは、前記出力回転要素及び前記第二回転電機に接続されるとともに、第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される請求項１０記載のハイブリッド駆動装置。
    
    

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