JP4912266B2

JP4912266B2 - ハイブリッド駆動装置

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Publication number: JP4912266B2
Application number: JP2007247691A
Authority: JP
Inventors: 誠岩中; 美嘉河口; 幸彦出塩; 茂奥脇
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009078617A

Description

本発明は、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有し、前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。

第一及び第二の２つの回転電機を備え、少なくとも４つの回転要素を有する遊星歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に、入力部材、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機が接続された構成を有するハイブリッド駆動装置として、例えば、下記の特許文献１に記載の装置が既に知られている。このハイブリッド駆動装置は、入力部材の回転が遊星歯車装置の第一の回転要素に伝動され、入力部材の回転駆動力の反力受けとして働く一方の回転電機の回転が遊星歯車装置の第二の回転要素に伝動され、遊星歯車装置の第三の回転要素の回転が出力部材に伝動されるとともに、他方の回転電機の回転が当該第三の回転要素に伝動される３要素構造の駆動伝動状態において、減速比が異なる第一から第三の３つのモードを切り替え可能に備えている。この３要素構造の駆動伝動状態の各モードでは、入力部材の回転駆動力が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに分配される状態となっており、本願発明のスプリットモードに近似する駆動伝動状態となっている。

特開２００６−３４７３７６号公報

上記のハイブリッド駆動装置では、３要素構造の駆動伝動状態で、車両の走行速度に応じて適切に減速比を切り替えることにより、特に高速走行時において、４要素構造の駆動伝動状態を用いる装置と比較してエネルギー効率を高めることができる構成となっている。しかし、上記のハイブリッド駆動装置であっても、一方の回転電機が入力部材の回転駆動力の反力受けとして働き、他方の回転電機がエンジンの回転駆動力をアシストするという３要素構造の性質上、一方の回転電機により発電された電力を、他方の回転電機が力行して消費する状態が常に生じていることになる。この状態では、一方の回転電機により発電する際や、発電した電力により他方の回転電機を力行させる際に、エネルギーが熱として消費されることによるエネルギー損失が発生することは避けられない。

上記のハイブリッド駆動装置では、中低速走行時などの車両の走行負荷の変動が多い走行状態では、車両の走行負荷の変動に応じて２つの回転電機の回転駆動力を制御することにより、エンジンを常に効率的な動作点で動作させることができるという利点が、上記のようなエネルギー損失を上回る。そのため、ハイブリッド駆動装置の全体としてはエネルギー効率を高めることができる。しかし、高速走行時のように、車両の走行負荷の変動が少ない走行状態では、車両の走行負荷の変動を回転電機の回転駆動力の制御により吸収する機会が少なくなる。そのため、３要素構造の駆動伝動状態による利点が少なくなり、上記のようなエネルギー損失の影響が相対的に大きくなる。したがって、４要素構造の駆動伝動状態ほどではないが、ハイブリッド駆動装置の全体としてのエネルギー効率が低くなり易いという問題があった。

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、中低速走行時には２つの回転電機の回転駆動力を制御することによりエンジンを効率的な動作点で動作させることを可能としつつ、高速走行時には回転電機の動作によるエネルギー損失を抑制することにより、エネルギー効率を高め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ハイブリッド駆動装置の特徴構成は、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有し、前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置と、を備え、前記入力部材の回転駆動力が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに分配され、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方が前記入力部材の回転駆動力の反力受けとなる２つのモードであって、前記入力部材の回転駆動力が前記出力部材に伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを切り替え可能に備えるとともに、前記入力部材の回転速度に比例して、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機の回転速度が定まり、前記入力部材の回転速度が増速して前記出力部材に伝達されるパラレル増速モードを切り替え可能に備え、
前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとの間の切り替え、及び前記スプリット第二モードと前記パラレル増速モードとの間の切り替えに際して、それらのモード切り替えの際に係合する摩擦係合手段の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替が可能に構成されており、
前記遊星歯車装置は、複数の摩擦係合要素を備え、少なくとも２つの摩擦係合要素の係合状態で前記パラレル増速モードが実現され、
前記遊星歯車装置は、３つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構、第二遊星歯車機構、及び第三遊星歯車機構を組み合わせて構成され、
前記第一遊星歯車機構の一つの回転要素に前記入力部材が接続され、前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素に前記出力部材が接続され、
前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとで、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方の前記反力受けとなる回転電機が交替し、
前記スプリット第一モードでは前記第一回転電機が前記反力受けとなり、前記スプリット第二モードでは前記第二回転電機が前記反力受けとなり、
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、少なくとも前記第一遊星歯車機構が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに前記入力部材の回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、
前記スプリット第一モードで、前記第三遊星歯車機構が、前記第二回転電機に接続された回転要素の回転速度を減速して前記出力部材に伝達し、
前記第一回転電機が前記第二遊星歯車機構の一つの回転要素に接続され、
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、前記第二遊星歯車機構が、前記第一回転電機の回転速度を減速して前記第一遊星歯車機構に伝達する点にある。

なお、本願では、「接続」とは、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、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、モータ（電動機）、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、中低速走行時などの車両の走行負荷の変動が多い走行状態では、スプリット第一モード又はスプリット第二モードとすることにより、車両の走行負荷の変動に応じて２つの回転電機の回転駆動力を制御し、エンジンを常に効率的な動作点で動作させながら走行することができる。更にこのとき、入力部材（エンジン）の回転駆動力が出力部材に伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを、車両の走行速度や走行負荷に応じて適宜切り替えて走行することにより、最大出力が比較的小さい回転電機を用いて十分な走行性能を得ることが可能になるとともに、回転電機の回転速度を比較的低く抑えることが可能となるため、装置のエネルギー効率を高めることができる。

また、高速走行時などの車両の走行負荷の変動が少ない走行状態では、パラレル増速モードに切り替えることにより、回転電機を動作させずにエンジンの回転駆動力を出力部材に伝達して走行することが可能となるので、回転電機の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。更にこのとき、入力部材（エンジン）の回転速度を増速して出力部材に伝達するため、エンジンの回転速度を低く抑えることが可能となり、エンジンを高い効率で動作させることができる。よって、この場合にも、装置のエネルギー効率を高めることができる。したがって、この特徴構成によれば、全ての走行速度域において、エネルギー効率が高いハイブリッド駆動装置を実現することができる。

この構成によれば、第一回転電機及び第二回転電機のそれぞれの性能や遊星歯車装置に対する接続構造に応じて、スプリット第一モード及びスプリット第二モードのそれぞれに要求される走行性能を発揮できるように、第一回転電機及び第二回転電機に適切な役割を分担させることが可能となる。したがって、最大出力が比較的小さい回転電機を用いて十分な走行性能を得ることが可能になるとともに、回転電機のエネルギー効率を高めることが可能となる。

この構成によれば、スプリット第一モードとスプリット第二モードとの間のモード切り替え、及びスプリット第二モードとパラレル増速モードとの間のモード切り替えに際して、摩擦係合手段の係合による衝撃を非常に小さくすることができる。

この構成によれば、入力部材の回転速度に比例して、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機の回転速度が定まるような遊星歯車装置の各回転要素の接続状態を、比較的容易に実現することができる。

この構成によれば、スプリット第一モード及びスプリット第二モードにおいて、第一遊星歯車機構を中心として３要素構造の駆動伝動状態を形成することができる。したがって、これらのモードにおいて、車両の走行負荷の変動に応じて２つの回転電機の回転駆動力を制御し、エンジンを常に効率的な動作点で動作させながら走行することが可能となる。

この構成によれば、スプリット第一モードにおいて、比較的大きい回転駆動力を出力部材に伝達して走行することが可能となる。

この構成によれば、最大出力が比較的小さい第一回転電機を用いた場合であっても、十分な回転駆動力を第一遊星歯車機構に伝達することが可能となる。

また、前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素が、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される選択固定回転要素であり、この選択固定回転要素と前記前記第一回転電機に接続された回転要素とを選択的に接続するクラッチを備える構成とすると好適である。

この構成によれば、いずれかのモードの実現のために非回転部材に固定される回転要素を、他のモードの実現のために有効に利用することができる。したがって、回転要素の数を少なく抑えることが可能となり、比較的小型のハイブリッド駆動装置とすることが可能となる。

なお本願では、「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。

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。なお、この図１は、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。また、図２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図である。なお、図２において、二重の実線は回転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、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と、少なくとも４つの回転要素を有し、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置ＰＧと、を備えている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、遊星歯車装置ＰＧは、３つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３を組み合わせて構成されている。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Ｄｃ（以下、単に「ケースＤｃ」という。）内に収納されている。なお、本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が本発明における「第一回転電機」に相当し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が本発明における「第二回転電機」に相当する。また、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。

１−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１及び図２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は、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど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、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。本例では、入力軸Ｉと出力軸Ｏとは同一軸線上に配置されている。

図１に示すように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ケースＤｃに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１は、第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と一体回転するように接続されている。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、ケースＤｃに固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。この第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１と一体回転するように接続されている。第１モータ・ジェネレータＭＧ１及び第２モータ・ジェネレータＭＧ２は、図２に示すように、それぞれインバータ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。なお、バッテリ１１は蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。そして、第１モータ・ジェネレータＭＧ１及び第２モータ・ジェネレータＭＧ２は、それぞれ電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）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（発電機）としての機能を果すことが可能とされている。

本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能が、後述するスプリット低速モードとスプリット高速モードとで交替する構成となっている。すなわち、スプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとなって主にジェネレータとして機能し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が主にモータとして機能する。一方、スプリット高速モードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとなって主にジェネレータとして機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が主にモータとして機能する。ここで、ジェネレータとして機能する方のモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、エンジンＥの回転駆動力により発電を行い、バッテリ１１を充電し、或いはモータとして機能する方のモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動するための電力を供給する。一方、モータとして機能する方のモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、主に車両の走行用の駆動力を補助するために力行するが、車両の減速のための回生制動時等にはジェネレータとして機能する。これら第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の動作は、制御装置ＥＣＵから制御指令に従ってインバータ１２を介して行われる。

遊星歯車装置ＰＧは、ここでは、３つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３を組み合わせて構成されている。そして、これらの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３のそれぞれ異なる回転要素に、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２が接続されている。ここでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１の一つの回転要素に入力軸Ｉが接続され、第三遊星歯車機構ＰＧ３の一つの回転要素に出力軸Ｏが接続されている。以下、各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３のそれぞれの構成について詳細に説明する。

図１に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、複数対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、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３と一体回転するように接続されている。リングギヤｒ１は、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。サンギヤｓ１は、第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２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を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３と選択的に接続される。後述するように、第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２には第一モータ・ジェネレータＭＧ１が接続されている。これにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、スプリット低速モード及びスプリット高速モードにおいて、入力軸Ｉの回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素であるキャリアｃａ１とに分配する駆動力分配機構として機能する。なお、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である、第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２には、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２を介して入力軸Ｉの回転駆動力が伝達される。本実施形態においては、この第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１が、それぞれ第一遊星歯車機構ＰＧ１の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。

第二遊星歯車機構ＰＧ２は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、複数対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、ケースＤｃに固定されている。リングギヤｒ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１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を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３と選択的に接続される。キャリアｃａ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続されているとともに、第二クラッチＣ２を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３と選択的に接続される。本実施形態においては、この第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２が、それぞれ第二遊星歯車機構ＰＧ２の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。

第三遊星歯車機構ＰＧ３は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３とを回転要素として有している。サンギヤｓ３は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように接続されている。キャリアｃａ３は、出力軸Ｏ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を介して第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２と選択的に接続される。リングギヤｒ３は、ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定されるとともに、第二クラッチＣ２を介して第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２に選択的に接続される。本実施形態においては、この第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３が、それぞれ第三遊星歯車機構ＰＧ３の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。また、リングギヤｒ３が、第三遊星歯車機構ＰＧ３の「選択固定回転要素」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、及びブレーキＢ１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では、各摩擦係合要素は遊星歯車装置ＰＧに含まれることとして図示を省略しているが、この図に示すように、これらの摩擦係合要素（すなわち遊星歯車装置ＰＧ）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。

１−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
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〜Ｓｅ７で取得される情報を用いて、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、第二モータ・ジェネレータＭＧ２、油圧制御装置１３を介して遊星歯車装置ＰＧの各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１（図１参照）、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、第一モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ１、第二モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ２、エンジン回転センサＳｅ３、バッテリ状態検出センサＳｅ４、車速センサＳｅ５、アクセル操作検出センサＳｅ６、及びブレーキ操作検出センサＳｅ７が設けられている。

ここで、第一モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度を検出するためのセンサである。第二モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ２は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン回転センサＳｅ３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。ここで、入力軸ＩはエンジンＥの出力回転軸と一体回転するので、このエンジン回転センサＳｅ３により検出されるエンジンＥの回転速度は入力軸Ｉの回転速度と一致する。バッテリ状態検出センサＳｅ４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Ｓｅ５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Ｓｅ６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Ｓｅ７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、電動オイルポンプ制御手段３７、エンジン回転検出手段３８、モード選択手段３９、及び要求駆動力検出手段４０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、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度制御、出力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Ｓｅ４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、第一モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ１、及び第二モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ２の出力に基づいて、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を検出する。車速検出手段３５は、車速センサＳｅ５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、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、Ｂ１（図１参照）のそれぞれの係合又は解放（係合解除）を行い、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モードを切り替える制御を行う。電動オイルポンプ制御手段３７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３８は、エンジン回転センサＳｅ３からの出力に基づいて、エンジンＥの出力回転軸及び入力軸Ｉの回転速度を検出する。

モード選択手段３９は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、所定の制御マップに従い適切な動作モードの選択を行う。すなわち、モード選択手段３９は、車速の情報を車速検出手段３５から取得するとともに、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、モード選択手段３９は、所定の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を選択する。ここで、選択される動作モードとしては、後述するように、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つのモードがある。なお、モード選択の際に参照される走行条件としては、車速及び要求駆動力の他にも、バッテリ充電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。要求駆動力検出手段４０は、アクセル操作検出センサＳｅ６及びブレーキ操作検出センサＳｅ７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。

１−３．ハイブリッド駆動装置の動作モード
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３は、各動作モードでの複数の摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１の作動状態を示す作動表である。この図において、「Ｌｏ」はスプリット低速モード、「Ｈｉ」はスプリット高速モードをそれぞれ示している。また、「ＯＤ」はパラレル増速モードを示している。そして、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おり、「無印」は、各摩擦係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。

また、図４〜図６は、遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図４はスプリット低速モードでの速度線図、図５はスプリット高速モードでの速度線図、図６はパラレル増速モードでの速度線図をそれぞれ示している。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、遊星歯車装置ＰＧを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３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機構ＰＧ１のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１に対応し、「ｓ２」、「ｒ２」、「ｃａ２」はそれぞれ第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２に対応し、「ｓ３」、「ｃａ３」、「ｒ３」はそれぞれ第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３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、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のそれぞれのギヤ比に対応している。図４〜図６の下部には、各遊星歯車機構ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のギヤ比（サンギヤとリングギヤとの歯数比＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）をλ１、λ２、λ３として示している。そして、図４〜図６において、直線Ｌ１は第一遊星歯車機構ＰＧ１の動作状態を示し、直線Ｌ２は第二遊星歯車機構ＰＧ２の動作状態を示し、直線Ｌ３は第三遊星歯車機構ＰＧ３の動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」は第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度、「□」は第二モータ・ジェネレータＭＧ２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、「×」は非回転部材としてのケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。

図３〜図６に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。ここで、スプリット低速モード及びスプリット高速モードは、いずれも、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配する状態となるスプリットモードである。このスプリットモードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のいずれか一方が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとなる。そして、スプリット低速モードとスプリット高速モードとは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比が互いに異なっている。ここで、トルク変換比とは、入力軸Ｉのトルクを分母とし、入力軸Ｉのトルクのうちで出力軸Ｏに伝達されるトルク（以下単に「出力軸Ｏのトルク」という。）を分子とするトルクの比である（トルク変換比＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）。本実施形態においては、スプリット低速モードが本発明におけるスプリット第一モードに相当し、スプリット高速モードが本発明におけるスプリット第二モードに相当する。一方、パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。

これらの動作モードは、モード選択手段３９により選択され、選択された動作モードへの切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１が係合又は解放されることにより行われる。なお、この際、制御装置ＥＣＵは、モータ・ジェネレータ制御手段３２による第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度及び出力トルクの制御、エンジン制御手段３１によるエンジンＥの回転速度及び出力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．スプリット低速モード
スプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配しつつ、後述するスプリット高速モードよりも大きいトルク変換比で入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。このスプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１が、入力軸Ｉの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を減速して第一遊星歯車機構ＰＧ１に伝達する。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクを増幅して第一遊星歯車機構ＰＧ１に伝達するトルク増幅機構として機能する。また、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力が分配されるとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続されている第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１の回転速度を、減速して出力軸Ｏに伝達する。このような構成を実現するため、図３に示すように、スプリット低速モード（Ｌｏ）では、ブレーキＢ１が係合状態とされることで第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３がケースＤｃに固定される。以下、スプリット低速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図４に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

スプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、図４に直線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が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転し、このリングギヤｒ１に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ１及び他方端となるキャリアｃａ１に分配される。そして、サンギヤｓ１に分配された回転駆動力は、第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して第一モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達される。また、キャリアｃａ１に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達されるとともに、第三遊星歯車機構ＰＧ３を介して出力軸Ｏに伝達される。この際、エンジンＥは、高い効率で排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ正方向の回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力し、この回転駆動力が入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。

また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、負方向の回転駆動力（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１に伝達する。この際、図４に直線Ｌ２として示すように、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定され、他方端となるキャリアｃａ２に第一モータ・ジェネレータＭＧ１が接続されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ２に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力を増幅して、リングギヤｒ２と一体回転する第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１に伝達する。ここで、第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比がλ２（λ２＜１）である場合、第二遊星歯車機構ＰＧ２によって第一モータ・ジェネレータＭＧ１が出力するＭＧ１トルクは、１／（１−λ２）倍に増幅される。この増幅された第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力が、入力軸Ｉの回転駆動力の反力となる。このスプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正回転（回転速度が正）しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。

一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正方向の回転駆動力（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１から第三遊星歯車機構ＰＧ３を介して出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図４に直線Ｌ３として示すように、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ３に第二モータ・ジェネレータＭＧ２及び第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１が接続され、他方端となるリングギヤｒ３がブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される。このため、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ３に接続された出力軸Ｏには、サンギヤｓ３の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１からサンギヤｓ３に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を、増幅して出力軸Ｏに伝達する。このスプリット低速モードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正回転（回転速度が正）しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。

スプリット低速モードでは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図４の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第三遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）がそれぞれλ１、λ３（λ１＜１、λ３＜１）である場合、出力軸Ｏに伝達される入力軸ＩのトルクをＴＯとすると、トルクＴＯは以下の式（１）により求まる。
ＴＯ＝ＴＥ×｛（１−λ１）×（１＋λ３）｝／λ３・・・（１）
よって、例えば、λ１＝０．５、λ３＝０．５であった場合、ＴＯ＝１．５ＴＥとなる。すなわち、この場合、スプリット低速モードでのトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）は１．５となり、入力軸ＩのトルクＴＥは、１．５倍されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も、第三遊星歯車機構ＰＧ３によって（１＋λ３）／λ３倍に増幅されて伝達される。なお、各遊星歯車機構ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のギヤ比λ１、λ２、λ３は、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２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。

以上に説明したように、スプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力、すなわちエンジントルクＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとなる。具体的には、スプリット低速モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、出力軸Ｏの回転速度が第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット低速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を上昇させるとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を下降させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇し、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２の回転速度と一致した際に、制御装置ＥＣＵは、第一クラッチＣ１を係合するとともに、ブレーキＢ１を解放する。これにより、スプリット低速モードから後述するスプリット高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第一クラッチＣ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。ここで、第一クラッチＣ１の両側の係合部材の一方は、第一クラッチＣ１の入力側回転部材である第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２であり、当該係合部材の他方は第一クラッチＣ１の出力側回転部材である第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３及び出力軸Ｏである。なお、制御装置ＥＣＵは、スプリット低速モードからスプリット高速モードへの切り替え後には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能を入れ替え、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のそれぞれの回転駆動力の出力方向も変更する。

１−５．スプリット高速モード
スプリット高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配しつつ、上記のスプリット低速モードよりも小さいトルク変換比で入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。このスプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１及び第三遊星歯車機構ＰＧ３が、入力軸Ｉの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、スプリット低速モードと同様に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を減速して第一遊星歯車機構ＰＧ１に伝達する。このような構成を実現するため、図３に示すように、スプリット高速モード（Ｈｉ）では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２と第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３とが一体回転するように接続される。以下、スプリット高速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図５に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、図５に直線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が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転し、このリングギヤｒ１に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ１及び他方端となるキャリアｃａ１に分配される。また、このスプリット高速モードでは、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２と第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３とが一体回転するように接続される。これにより、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、図５に直線Ｌ３として示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１と一体的に動作する状態となり、第一遊星歯車機構ＰＧ１と第三遊星歯車機構ＰＧ３とは、速度線図上で同一直線状となる。したがって、サンギヤｓ１に分配された回転駆動力は、当該サンギヤｓ１と一体回転する第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３を介して出力軸Ｏに伝達される。また、キャリアｃａ１に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達される。この際、エンジンＥは、高い効率で排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ正方向の回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力し、この回転駆動力が入力軸Ｉを介して第一遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤｒ１に伝達される。

また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正方向の回転駆動力（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３から出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図５に直線Ｌ２として示すように、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定され、他方端となるキャリアｃａ２に第一モータ・ジェネレータＭＧ１が接続されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ２に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が減速されて伝達される。したがって、スプリット高速モードにおいても、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力を増幅して、リングギヤｒ２と一体回転する第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１に伝達する。そして、スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１と出力軸Ｏとは一体回転することから、増幅された第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力は、出力軸Ｏに直接的に伝達される。ここで、第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比がλ２（λ２＜１）である場合、第二遊星歯車機構ＰＧ２によって第一モータ・ジェネレータＭＧ１が出力するＭＧ１トルクは、１／（１−λ２）倍に増幅される。このスプリット高速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正回転（回転速度が正）しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。

一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、負方向の回転駆動力（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１に伝達する。よって、このスプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１と一体回転する第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力が、そのまま入力軸Ｉの回転駆動力の反力となる。この際、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正回転（回転速度が正）しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。このように、スプリット低速モードとスプリット高速モードとでは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力の反力受けとなるモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が交替する。

スプリット高速モードでは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図５の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）がλ１（λ１＜１）である場合、出力軸Ｏに伝達される入力軸ＩのトルクをＴＯとすると、トルクＴＯは以下の式（２）により求まる。
ＴＯ＝ＴＥ×λ１・・・（２）
よって、例えば、λ１＝０．５であった場合、ＴＯ＝０．５ＴＥとなる。すなわち、この場合、スプリット高速モードでのトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）は０．５となり、入力軸ＩのトルクＴＥは、０．５倍されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が出力するＭＧ１トルクＴ１も、上記のとおり、第二遊星歯車機構ＰＧ２によって１／（１−λ２）倍に増幅されて伝達される。

以上に説明したように、スプリット高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力、すなわちエンジントルクＴＥを減少させて出力軸Ｏに伝達するモードであり、出力軸Ｏの回転速度に対してエンジンＥの回転速度を低く抑えることができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとなる。具体的には、スプリット高速モードは、スプリット低速モードで次第に出力軸Ｏの回転速度が上昇し、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２の回転速度と一致してスプリット高速モードに切り替えられた状態から、更に出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット高速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、スプリット低速モードから切り替えられた後、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を上昇させる。またこの際、反力受けとしての第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を下降させる。そして、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致し、図６に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が同一直線状となった際に、制御装置ＥＣＵは、第一クラッチＣ１を係合状態としたまま、第二クラッチＣ２を係合する。これにより、スプリット高速モードから後述するパラレル増速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。ここで、第二クラッチＣ２の両側の係合部材の一方は、第二クラッチＣ２の入力側回転部材である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２であり、当該係合部材の他方は第二クラッチＣ２の出力側回転部材である第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３である。なお、制御装置ＥＣＵは、スプリット高速モードからパラレル増速モードへの切り替え後には、基本的に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は回転駆動力を出力しない状態とする。

１−６．パラレル増速モード
パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３が一体的に動作する状態となり、図６に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３を表す線が同一直線状となる。このように、全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作する状態となることにより、パラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の一方又は双方を動作させずに、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して走行することが可能となる。また、この際、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、エンジンＥの回転速度を低く抑えることも可能となる。このような構成を実現するため、図３に示すように、パラレル増速モード（ＯＤ）は、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の２つが係合状態とされることで実現される。すなわち、第一クラッチＣ１が係合状態とされることによって第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤｒ２と第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３とが一体回転するように接続され、第二クラッチＣ２が係合状態とされることによって第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３とが一体回転するように接続される。以下、パラレル増速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図５に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

パラレル増速モードでは、図６に直線Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３として示すように、速度線図上で第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のそれぞれを表す線が同一直線状となり、遊星歯車装置ＰＧを構成する全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作する状態となる。そして、このパラレル増速モードでは、遊星歯車装置ＰＧは、全部で５個の回転要素を有する状態となる。また、この遊星歯車装置ＰＧの５個の回転要素は、図６における左側から回転速度の順に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と一体回転する回転要素であるキャリアｃａ１及びサンギヤｓ３、ケースＤｃに固定された回転要素であるサンギヤｓ２、入力軸Ｉと一体回転する回転要素であるリングギヤｒ１、出力軸Ｏと一体回転する回転要素であるサンギヤｓ１、リングギヤｒ２及びキャリアｃａ３、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する回転要素であるキャリアｃａ２及びリングギヤｒ３となっている。このように、遊星歯車装置ＰＧの全体が一体的に動作する状態で、一つの回転要素であるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に応じて、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素（ｓ２）と出力軸Ｏに接続された回転要素との間に、入力軸Ｉに接続された回転要素が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達される。

この際、エンジンＥは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力するように制御される。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に応じて定まる回転速度で回転しつつ、回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。但し、要求駆動力に対して、エンジンＥの回転駆動力が不足する場合などには、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の一方又は双方をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ１１の充電量が不足した場合などには、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の一方又は双方をジェネレータとして発電させることも可能である。或いは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。

以上に説明したように、パラレル増速モードは、遊星歯車装置ＰＧを構成する全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作することにより、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まる状態になるとともに、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達されるモードである。したがって、このパラレル増速モードは、車速が高い状態であって、要求駆動力が小さく、またその変化も少ない状況で使用される、スプリット高速モードよりも更に高速域に適したモードである。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２を動作させずに入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して走行することができる。したがって、要求駆動力の変化が少ない状況において、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。また、このとき、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、出力軸Ｏに伝達されるエンジントルクＴＥは小さくなるが、エンジンＥの回転速度を低く抑えることが可能となる。したがって、エンジンを高い効率で動作させることができる。このパラレル増速モードは、スプリット高速モードで出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致してパラレル増速モードに切り替えられた状態よりも、出力軸Ｏの回転速度が高い領域で使用される。

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。図７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。なお、この図７は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈは、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つの動作モードを切り替え可能に備えている点で、上記第一の実施形態と同様であるが、これらの各モードを実現可能とするための装置の具体的構成が異なっている。以下では、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の各部の構成
図７に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、遊星歯車装置ＰＧを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３の具体的構成が、上記第一の実施形態と異なっている。以下、各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３のそれぞれの構成について詳細に説明する。

図７に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、複数対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、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３と一体回転するように接続されている。リングギヤｒ１は、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。サンギヤｓ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１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機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と選択的に接続される。これにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、スプリット低速モード及びスプリット高速モードにおいて、入力軸Ｉの回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素であるサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素であるキャリアｃａ１とに分配する駆動力分配機構として機能する。本実施形態においては、この第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１が、それぞれ第一遊星歯車機構ＰＧ１の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。

第二遊星歯車機構ＰＧ２は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、複数対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、ケースＤｃに固定されている。リングギヤｒ２は、第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３及び出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。キャリアｃａ２は、第一クラッチＣ１を介して第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１及び第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と選択的に接続されるとともに、第二クラッチＣ２を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３と選択的に接続される。本実施形態においては、この第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２が、それぞれ第二遊星歯車機構ＰＧ２の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。

第三遊星歯車機構ＰＧ３は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３とを回転要素として有している。サンギヤｓ３は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように接続されている。キャリアｃａ３は、出力軸Ｏ及び第二遊星歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ２と一体回転するように接続されている。リングギヤｒ３は、ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定されるとともに、第二クラッチＣ２を介して第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２に選択的に接続される。本実施形態においては、この第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３が、それぞれ第三遊星歯車機構ＰＧ３の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。また、リングギヤｒ３が、第三遊星歯車機構ＰＧ３の「選択固定回転要素」に相当する。

２−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
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。このハイブリッド駆動装置Ｈにおける、各動作モードでの複数の摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１の作動状態を示す作動表は、図３と同一である。図８〜図１０は、遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図８はスプリット低速モードでの速度線図、図９はスプリット高速モードでの速度線図、図１０はパラレル増速モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記載方式は、上記第一の実施形態に係る図４〜図６と同様である。

図３及び図８〜図１０に示すように、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、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。ここで、スプリット低速モード及びスプリット高速モードは、いずれも、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配する状態となるスプリットモードである。このスプリットモードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のいずれか一方が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとなる。そして、スプリット低速モードとスプリット高速モードとは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）が互いに異なっている。本実施形態においても、スプリット低速モードが本発明におけるスプリット第一モードに相当し、スプリット高速モードが本発明におけるスプリット第二モードに相当する。一方、パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。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．スプリット低速モード
スプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配しつつ、後述するスプリット高速モードよりも大きいトルク変換比で入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。このスプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１が、入力軸Ｉの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力が分配されるとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続されている第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１の回転速度を、減速して出力軸Ｏに伝達する。一方、このスプリット低速モードでは、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図３に示すように、スプリット低速モード（Ｌｏ）では、ブレーキＢ１が係合状態とされることで第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３がケースＤｃに固定される。以下、スプリット低速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図８に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

スプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、図８に直線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が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転し、このリングギヤｒ１に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ１及び他方端となるキャリアｃａ１に分配される。そして、サンギヤｓ１に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達される。また、キャリアｃａ１に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達されるとともに、第三遊星歯車機構ＰＧ３を介して出力軸Ｏに伝達される。この際、エンジンＥは、高い効率で排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ正方向の回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力し、この回転駆動力が入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。

また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、負方向の回転駆動力（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１に伝達する。よって、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１と一体回転する第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力が、そのまま入力軸Ｉの回転駆動力の反力となる。このスプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正回転（回転速度が正）しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。

一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正方向の回転駆動力（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１から第三遊星歯車機構ＰＧ３を介して出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図８に直線Ｌ３として示すように、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ３に第二モータ・ジェネレータＭＧ２及び第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１が接続され、他方端となるリングギヤｒ３がブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される。このため、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ３に接続された出力軸Ｏには、サンギヤｓ３の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１からサンギヤｓ３に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を、増幅して出力軸Ｏに伝達する。このスプリット低速モードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正回転（回転速度が正）しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。

スプリット低速モードでは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図８の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第三遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）がそれぞれλ１、λ３（λ１＜１、λ３＜１）である場合、出力軸Ｏに伝達される入力軸ＩのトルクをＴＯとすると、トルクＴＯは上記第一の実施形態と同様に、以下の式（１）により求まる。
ＴＯ＝ＴＥ×｛（１−λ１）×（１＋λ３）｝／λ３・・・（１）
よって、例えば、λ１＝０．３、λ３＝０．５であった場合、ＴＯ＝２．１ＴＥとなる。すなわち、この場合、スプリット低速モードでのトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）は２．１となり、入力軸ＩのトルクＴＥは、２．１倍されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も、第三遊星歯車機構ＰＧ３によって（１＋λ３）／λ３倍に増幅されて伝達される。なお、各遊星歯車機構ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のギヤ比λ１、λ２、λ３は、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２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。

以上に説明したように、スプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力、すなわちエンジントルクＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとなる。具体的には、スプリット低速モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、第二遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ２の回転速度が第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット低速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を上昇させるとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を下降させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が下降し、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１の回転速度と第二遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ２の回転速度とが一致した際に、制御装置ＥＣＵは、第一クラッチＣ１を係合するとともに、ブレーキＢ１を解放する。これにより、スプリット低速モードから後述するスプリット高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第一クラッチＣ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。ここで、第一クラッチＣ１の両側の係合部材の一方は、第一クラッチＣ１の入力側回転部材である第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１であり、当該係合部材の他方は第一クラッチＣ１の出力側回転部材である第二遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ２である。なお、制御装置ＥＣＵは、スプリット低速モードからスプリット高速モードへの切り替え後には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能を入れ替え、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のそれぞれの回転駆動力の出力方向も変更する。

２−４．スプリット高速モード
スプリット高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配しつつ、上記のスプリット低速モードよりも小さいトルク変換比で入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、このスプリット高速モードでも、第一遊星歯車機構ＰＧ１が、入力軸Ｉの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能する。そして、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力が分配されるとともに第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続されている第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１の回転速度を、減速して出力軸Ｏに伝達する。一方、このスプリット高速モードでは、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図３に示すように、スプリット高速モード（Ｈｉ）では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることで、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２とが一体回転するように接続される。以下、スプリット高速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図９に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、図９に直線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が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転し、このリングギヤｒ１に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ１及び他方端となるキャリアｃａ１に分配される。そして、サンギヤｓ１に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達されるとともに、第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して出力軸Ｏに伝達される。また、キャリアｃａ１に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達される。この際、エンジンＥは、高い効率で排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ正方向の回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力し、この回転駆動力が入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。

また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正方向の回転駆動力（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１から第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図９に直線Ｌ２として示すように、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、回転速度の順で一方端となるキャリアｃａ２に第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１が接続され、他方端となるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ２に接続された出力軸Ｏには、キャリアｃａ２の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１からキャリアｃａ２に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力を、増幅して出力軸Ｏに伝達する。このスプリット高速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正回転（回転速度が正）しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。

スプリット高速モードでは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図９の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）がλ１、λ２（λ１＜１、λ２＜１）である場合、出力軸Ｏに伝達される入力軸ＩのトルクをＴＯとすると、トルクＴＯは以下の式（３）により求まる。
ＴＯ＝ＴＥ×λ１／（１−λ２）・・・（３）
よって、例えば、λ１＝０．３、λ２＝０．４であった場合、ＴＯ＝０．５ＴＥとなる。すなわち、この場合、スプリット高速モードでのトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）は０．５となり、入力軸ＩのトルクＴＥは、０．５倍されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が出力するＭＧ１トルクＴ１も、上記のとおり、第二遊星歯車機構ＰＧ２によって１／（１−λ２）倍に増幅されて伝達される。

以上に説明したように、スプリット高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力、すなわちエンジントルクＴＥを減少させて出力軸Ｏに伝達するモードであり、出力軸Ｏの回転速度に対してエンジンＥの回転速度を低く抑えることができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとなる。具体的には、スプリット高速モードは、スプリット低速モードで次第に出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が下降し、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１の回転速度と第二遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ２の回転速度とが一致してスプリット高速モードに切り替えられた状態から、更に出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット高速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、スプリット低速モードから切り替えられた後、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を上昇させる。またこの際、反力受けとしての第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を下降させる。そして、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致し、図１０に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が同一直線状となった際に、制御装置ＥＣＵは、第一クラッチＣ１を係合状態としたまま、第二クラッチＣ２を係合する。これにより、スプリット高速モードから後述するパラレル増速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。ここで、第二クラッチＣ２の両側の係合部材の一方は、第二クラッチＣ２の入力側回転部材である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２であり、当該係合部材の他方は第二クラッチＣ２の出力側回転部材である第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３である。なお、制御装置ＥＣＵは、スプリット高速モードからパラレル増速モードへの切り替え後には、基本的に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は回転駆動力を出力しない状態とする。

２−５．パラレル増速モード
パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３が一体的に動作する状態となり、図１０に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３を表す線が同一直線状となる。このように、全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作する状態となることにより、パラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の一方又は双方を動作させずに、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して走行することが可能となる。また、この際、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、エンジンＥの回転速度を低く抑えることも可能となる。このような構成を実現するため、図３に示すように、パラレル増速モード（ＯＤ）は、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の２つが係合状態とされることで実現される。すなわち、第一クラッチＣ１が係合状態とされることによって第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２とが一体回転するように接続され、第二クラッチＣ２が係合状態とされることによって第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３とが一体回転するように接続される。以下、パラレル増速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図１０に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

パラレル増速モードでは、図１０に直線Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３として示すように、速度線図上で第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のそれぞれを表す線が同一直線状となり、遊星歯車装置ＰＧを構成する全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作する状態となる。そして、このパラレル増速モードでは、遊星歯車装置ＰＧは、全部で５個の回転要素を有する状態となる。また、この遊星歯車装置ＰＧの５個の回転要素は、図１０における左側から回転速度の順に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と一体回転する回転要素であるキャリアｃａ１及びサンギヤｓ３、ケースＤｃに固定された回転要素であるサンギヤｓ２、入力軸Ｉと一体回転する回転要素であるリングギヤｒ１、出力軸Ｏと一体回転する回転要素であるリングギヤｒ２及びキャリアｃａ３、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する回転要素であるサンギヤｓ１、キャリアｃａ２及びリングギヤｒ３となっている。このように、遊星歯車装置ＰＧの全体が一体的に動作する状態で、一つの回転要素であるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に応じて、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素（ｓ２）と出力軸Ｏに接続された回転要素との間に、入力軸Ｉに接続された回転要素が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達される。

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。図１１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。なお、この図１１は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈは、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つの動作モードを切り替え可能に備えている点で、上記第一及び第二の実施形態と同様であるが、これらの各モードを実現可能とするための装置の具体的構成が異なっている。以下では、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の各部の構成
図１１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、遊星歯車装置ＰＧを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３の具体的構成が、上記第一の実施形態と異なっている。以下、各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３のそれぞれの構成について詳細に説明する。

図１１に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、複数対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、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３と一体回転するように接続されている。リングギヤｒ１は、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。サンギヤｓ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１及び第二遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ２と一体回転するように接続されているとともに、クラッチＣ１を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３と選択的に接続される。これにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、スプリット低速モード及びスプリット高速モードにおいて、入力軸Ｉの回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素であるサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素であるキャリアｃａ１とに分配する駆動力分配機構として機能する。本実施形態においては、この第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、サンギヤｓ１が、それぞれ第一遊星歯車機構ＰＧ１の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。

第二遊星歯車機構ＰＧ２は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、複数対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、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｃに選択的に固定される。リングギヤｒ２は、第三遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアｃａ３及び出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。キャリアｃａ２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１及び第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と一体回転するように接続されているとともに、クラッチＣ１を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３と選択的に接続される。本実施形態においては、この第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２、リングギヤｒ２、キャリアｃａ２が、それぞれ第二遊星歯車機構ＰＧ２の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。

第三遊星歯車機構ＰＧ３は、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏ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である。すなわち、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３とを回転要素として有している。サンギヤｓ３は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように接続されている。キャリアｃａ３は、出力軸Ｏ及び第二遊星歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ２と一体回転するように接続されている。リングギヤｒ３は、第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定されるとともに、クラッチＣ１を介して第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２に選択的に接続される。本実施形態においては、この第三遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３が、それぞれ第三遊星歯車機構ＰＧ３の「第一回転要素ｅ１」、「第二回転要素ｅ２」、「第三回転要素ｅ３」に相当する。また、リングギヤｒ３が、第三遊星歯車機構ＰＧ３の「選択固定回転要素」に相当する。以上のように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成によれば、上記第一及び第二の実施形態の構成と比べて、一般的にクラッチよりも体積が小さいブレーキの数を増やして第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の２つとし、クラッチの数を減らして一つとしているため、更なる装置の小型化を図ることが可能となっている。

３−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
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１２は、各動作モードでの複数の摩擦係合要素Ｃ１、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。図１３〜図１５は、遊星歯車装置ＰＧの速度線図を示しており、図１３はスプリット低速モードでの速度線図、図１４はスプリット高速モードでの速度線図、図１５はパラレル増速モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記載方式は、上記第一の実施形態に係る図４〜図６と同様である。

図１２〜図１５に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一及び第二の実施形態と同様に、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。ここで、スプリット低速モード及びスプリット高速モードは、いずれも、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配する状態となるスプリットモードである。このスプリットモードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のいずれか一方が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとなる。そして、スプリット低速モードとスプリット高速モードとは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）が互いに異なっている。本実施形態においても、スプリット低速モードが本発明におけるスプリット第一モードに相当し、スプリット高速モードが本発明におけるスプリット第二モードに相当する。一方、パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。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．スプリット低速モード
スプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配しつつ、後述するスプリット高速モードよりも大きいトルク変換比で入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。このスプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１が、入力軸Ｉの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力が分配されるとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続されている第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１の回転速度を、減速して出力軸Ｏに伝達する。一方、このスプリット低速モードでは、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図１２に示すように、スプリット低速モード（Ｌｏ）では、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることで第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３がケースＤｃに固定される。以下、スプリット低速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図１３に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

スプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、図１３に直線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が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転し、このリングギヤｒ１に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ１及び他方端となるキャリアｃａ１に分配される。そして、サンギヤｓ１に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達される。また、キャリアｃａ１に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達されるとともに、第三遊星歯車機構ＰＧ３を介して出力軸Ｏに伝達される。この際、エンジンＥは、高い効率で排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ正方向の回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力し、この回転駆動力が入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。

一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正方向の回転駆動力（ＭＧ２トルクＴ２）を出力することにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１から第三遊星歯車機構ＰＧ３を介して出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図１３に直線Ｌ３として示すように、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ３に第二モータ・ジェネレータＭＧ２及び第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１が接続され、他方端となるリングギヤｒ３が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される。このため、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ３に接続された出力軸Ｏには、サンギヤｓ３の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアｃａ１からサンギヤｓ３に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を、増幅して出力軸Ｏに伝達する。このスプリット低速モードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正回転（回転速度が正）しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。

スプリット低速モードでは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図１３の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第三遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）がそれぞれλ１、λ３（λ１＜１、λ３＜１）である場合、出力軸Ｏに伝達される入力軸ＩのトルクをＴＯとすると、トルクＴＯは上記第一及び第二の実施形態と同様に、以下の式（１）により求まる。
ＴＯ＝ＴＥ×｛（１−λ１）×（１＋λ３）｝／λ３・・・（１）
よって、例えば、λ１＝０．３、λ３＝０．５であった場合、ＴＯ＝２．１ＴＥとなる。すなわち、この場合、スプリット低速モードでのトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）は２．１となり、入力軸ＩのトルクＴＥは、２．１倍されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も、第三遊星歯車機構ＰＧ３によって（１＋λ３）／λ３倍に増幅されて伝達される。なお、各遊星歯車機構ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のギヤ比λ１、λ２、λ３は、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２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。

以上に説明したように、スプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力、すなわちエンジントルクＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとなる。具体的には、スプリット低速モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、第二遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ２の回転速度がゼロになるまでの間で使用される。すなわち、スプリット低速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を上昇させるとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を下降させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が下降し、第二遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ２の回転速度がゼロになった際に、制御装置ＥＣＵは、第二ブレーキＢ２を係合するとともに、第一ブレーキＢ１を解放する。これにより、スプリット低速モードから後述するスプリット高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二ブレーキＢ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。ここで、第二ブレーキＢ２の両側の係合部材の一方は、回転部材である第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２であり、当該係合部材の他方は非回転部材であるケースＤｃである。なお、制御装置ＥＣＵは、スプリット低速モードからスプリット高速モードへの切り替え後には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の機能を入れ替え、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のそれぞれの回転駆動力の出力方向も変更する。

３−４．スプリット高速モード
スプリット高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤｓ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続された回転要素である第一遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１とに分配しつつ、上記のスプリット低速モードよりも小さいトルク変換比で入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、このスプリット高速モードでも、第一遊星歯車機構ＰＧ１が、入力軸Ｉの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能する。そして、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が入力軸Ｉの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力が分配されるとともに第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続されている第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１の回転速度を、減速して出力軸Ｏに伝達する。一方、このスプリット高速モードでは、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図１２に示すように、スプリット高速モード（Ｈｉ）では、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることで、第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２がケースＤｃに固定される。以下、スプリット高速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図１４に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１は、図１４に直線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が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転し、このリングギヤｒ１に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤｓ１及び他方端となるキャリアｃａ１に分配される。そして、サンギヤｓ１に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達されるとともに、第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して出力軸Ｏに伝達される。また、キャリアｃａ１に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に伝達される。この際、エンジンＥは、高い効率で排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ正方向の回転駆動力（エンジントルクＴＥ）を出力し、この回転駆動力が入力軸Ｉを介してリングギヤｒ１に伝達される。

また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正方向の回転駆動力（ＭＧ１トルクＴ１）を出力することにより、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１から第二遊星歯車機構ＰＧ２を介して出力軸Ｏに伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図１４に直線Ｌ２として示すように、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、回転速度の順で一方端となるキャリアｃａ２に第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１が接続され、他方端となるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ２に接続された出力軸Ｏには、キャリアｃａ２の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１からキャリアｃａ２に伝達された入力軸Ｉの回転駆動力及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転駆動力を、増幅して出力軸Ｏに伝達する。このスプリット高速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正回転（回転速度が正）しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。

スプリット高速モードでは、入力軸Ｉの回転駆動力が出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図１４の下部に示すように、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比（＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）がλ１、λ２（λ１＜１、λ２＜１）である場合、出力軸Ｏに伝達される入力軸ＩのトルクをＴＯとすると、トルクＴＯは上記第二の実施形態と同様に、以下の式（３）により求まる。
ＴＯ＝ＴＥ×λ１／（１−λ２）・・・（３）
よって、例えば、λ１＝０．３、λ２＝０．４であった場合、ＴＯ＝０．５ＴＥとなる。すなわち、この場合、スプリット高速モードでのトルク変換比（＝〔出力軸Ｏのトルク〕／〔入力軸Ｉのトルク〕）は０．５となり、入力軸ＩのトルクＴＥは、０．５倍されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が出力するＭＧ１トルクＴ１も、上記のとおり、第二遊星歯車機構ＰＧ２によって１／（１−λ２）倍に増幅されて伝達される。

以上に説明したように、スプリット高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力、すなわちエンジントルクＴＥを減少させて出力軸Ｏに伝達するモードであり、出力軸Ｏの回転速度に対してエンジンＥの回転速度を低く抑えることができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとなる。具体的には、スプリット高速モードは、スプリット低速モードで次第に出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度が下降し、第二遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ２の回転速度がゼロになってスプリット高速モードに切り替えられた状態から、更に出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット高速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、スプリット低速モードから切り替えられた後、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を上昇させる。またこの際、反力受けとしての第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度を下降させる。そして、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３の回転速度が第二遊星歯車機構ＰＧのキャリアｃａ２の回転速度に一致し、図１５に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が同一直線状となった際に、制御装置ＥＣＵは、第二ブレーキＢ２を係合状態としたまま、クラッチＣ１を係合する。これにより、スプリット高速モードから後述するパラレル増速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合するクラッチＣ１の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。ここで、クラッチＣ１の両側の係合部材の一方は、クラッチＣ１の入力側回転部材である第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２であり、当該係合部材の他方はクラッチＣ１の出力側回転部材である第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３である。なお、制御装置ＥＣＵは、スプリット高速モードからパラレル増速モードへの切り替え後には、基本的に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は回転駆動力を出力しない状態とする。

３−５．パラレル増速モード
パラレル増速モードは、入力軸Ｉの回転速度に比例して、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まり、入力軸Ｉの回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達されるモードである。このパラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３が一体的に動作する状態となり、図１５に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３を表す線が同一直線状となる。このように、全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作する状態となることにより、パラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の一方又は双方を動作させずに、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏに伝達して走行することが可能となる。また、この際、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、エンジンＥの回転速度を低く抑えることも可能となる。このような構成を実現するため、図１２に示すように、パラレル増速モード（ＯＤ）は、クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２の２つが係合状態とされることで実現される。すなわち、クラッチＣ１が係合状態とされることによって第一遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤｓ１、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアｃａ２と、第三遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤｒ３とが一体回転するように接続され、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることによって第二遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤｓ２がケースＤｃに固定される。以下、パラレル増速モードでの各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の動作及び機能について、図１５に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。

パラレル増速モードでは、図１５に直線Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３として示すように、速度線図上で第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のそれぞれを表す線が同一直線状となり、遊星歯車装置ＰＧを構成する全ての遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が一体的に動作する状態となる。そして、このパラレル増速モードでは、遊星歯車装置ＰＧは、全部で５個の回転要素を有する状態となる。また、この遊星歯車装置ＰＧの５個の回転要素は、図１５における左側から回転速度の順に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と一体回転する回転要素であるキャリアｃａ１及びサンギヤｓ３、第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに固定された回転要素であるサンギヤｓ２、入力軸Ｉと一体回転する回転要素であるリングギヤｒ１、出力軸Ｏと一体回転する回転要素であるリングギヤｒ２及びキャリアｃａ３、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と一体回転する回転要素であるサンギヤｓ１、キャリアｃａ２及びリングギヤｒ３となっている。このように、遊星歯車装置ＰＧの全体が一体的に動作する状態で、一つの回転要素であるサンギヤｓ２がケースＤｃに固定されていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度に応じて、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が定まる。また、回転速度の順で、ケースＤｃに固定される回転要素（ｓ２）と出力軸Ｏに接続された回転要素との間に、入力軸Ｉに接続された回転要素が設けられていることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が増速して出力軸Ｏに伝達される。

４．その他の実施形態
（１）上記の各実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの３つの動作モードを切り替え可能に備えた構成について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、前記３つのモードに加えて、更に他のモードを切り替え可能に備えた構成としても好適である。

（２）上記の各実施形態では、遊星歯車装置ＰＧが第一から第三の３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３を組み合わせて構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。したがって、遊星歯車装置ＰＧが４つ以上の遊星歯車機構を組み合わせて構成されたものとすることも、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、スプリット低速モードとスプリット高速モードとで、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力の反力受けとなるモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が交替する構成について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のいずれか一方が、スプリット低速モード及びスプリット高速モードの両方で入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力の反力受けとな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。

（４）また、上記の各実施形態において説明した遊星歯車装置ＰＧ及びこれを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３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、エンジンと２つの回転電機とを駆動力源として備えたハイブリッド車両に好適に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駆動装置のシステム構成を示す模式図第一の実施形態に係る作動表を示す図第一の実施形態に係るスプリット低速モードでの速度線図第一の実施形態に係るスプリット高速モードでの速度線図第一の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線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に係るスプリット低速モードでの速度線図第二の実施形態に係るスプリット高速モードでの速度線図第二の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図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に係る作動表を示す図第三の実施形態に係るスプリット低速モードでの速度線図第三の実施形態に係るスプリット高速モードでの速度線図第三の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図

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（入力部材）
Ｏ：出力軸（出力部材）
ＭＧ１：第一モータ・ジェネレータ（第一回転電機）
ＭＧ２：第二モータ・ジェネレータ（第二回転電機）
ＰＧ：遊星歯車装置
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
ｒ３：リングギヤ（選択固定回転要素）
ｅ１：第一回転要素
ｅ２：第二回転要素
ｅ３：第三回転要素
Ｃ１：第一クラッチ（クラッチ）
Ｃ２：第二クラッチ
Ｂ１：ブレーキ（第一ブレーキ）
Ｂ２：第二ブレーキ
Ｄｃ：ケース（非回転部材）
Ｗ：車輪

Claims

エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有し、前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記入力部材の回転駆動力が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに分配され、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方が前記入力部材の回転駆動力の反力受けとなる２つのモードであって、前記入力部材の回転駆動力が前記出力部材に伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを切り替え可能に備えるとともに、
前記入力部材の回転速度に比例して、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機の回転速度が定まり、前記入力部材の回転速度が増速して前記出力部材に伝達されるパラレル増速モードを切り替え可能に備え、
前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとの間の切り替え、及び前記スプリット第二モードと前記パラレル増速モードとの間の切り替えに際して、それらのモード切り替えの際に係合する摩擦係合手段の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替が可能に構成されており、
前記遊星歯車装置は、複数の摩擦係合要素を備え、少なくとも２つの摩擦係合要素の係合状態で前記パラレル増速モードが実現され、
前記遊星歯車装置は、３つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構、第二遊星歯車機構、及び第三遊星歯車機構を組み合わせて構成され、
前記第一遊星歯車機構の一つの回転要素に前記入力部材が接続され、前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素に前記出力部材が接続され、
前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとで、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方の前記反力受けとなる回転電機が交替し、
前記スプリット第一モードでは前記第一回転電機が前記反力受けとなり、前記スプリット第二モードでは前記第二回転電機が前記反力受けとなり、
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、少なくとも前記第一遊星歯車機構が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに前記入力部材の回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、
前記スプリット第一モードで、前記第三遊星歯車機構が、前記第二回転電機に接続された回転要素の回転速度を減速して前記出力部材に伝達し、
前記第一回転電機が前記第二遊星歯車機構の一つの回転要素に接続され、
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、前記第二遊星歯車機構が、前記第一回転電機の回転速度を減速して前記第一遊星歯車機構に伝達するハイブリッド駆動装置。
前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素が、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される選択固定回転要素であり、この選択固定回転要素と前記前記第一回転電機に接続された回転要素とを選択的に接続するクラッチを備える請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。