ハイブリッド駆動装置
【課題】大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を実現する。
【解決手段】入力部材Ｉと出力部材Ｏと第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２と動力分配装置ＰＴとを備えたハイブリッド駆動装置。回転速度の順に、非回転部材Ｄｃに固定された固定要素ＥＳ、中間出力部材Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩ、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭ、となる３つの回転要素を有する第一差動歯車装置ＰＧ１と、出力部材Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯと、入力要素ＥＩ及び第二回転電機連結要素ＥＭのいずれか一方と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬと、を含む３つの回転要素を有する第二差動歯車装置ＰＧ２と、を備え、全体変速比に関して、減速モードと増速モードとを含む複数のモードを切替可能に備えた。
【解決手段】入力部材Ｉと出力部材Ｏと第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２と動力分配装置ＰＴとを備えたハイブリッド駆動装置。回転速度の順に、非回転部材Ｄｃに固定された固定要素ＥＳ、中間出力部材Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩ、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭ、となる３つの回転要素を有する第一差動歯車装置ＰＧ１と、出力部材Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯと、入力要素ＥＩ及び第二回転電機連結要素ＥＭのいずれか一方と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬと、を含む３つの回転要素を有する第二差動歯車装置ＰＧ２と、を備え、全体変速比に関して、減速モードと増速モードとを含む複数のモードを切替可能に備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、入力部材の駆動力を第一回転電機と出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと回転電機とを併用することにより、エンジンの燃費向上及び排出ガスの低減を図ることのできるハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に用いるハイブリッド駆動装置の一例として、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、入力部材の駆動力を第一回転電機と出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置を備え、中間出力部材の回転速度を複数の異なる変速比のうちの一つで変速して出力部材に伝達する複数のモードを切替可能に備えたハイブリッド駆動装置の構成が知られている（例えば、以下の特許文献１を参照）。
【０００３】
このハイブリッド駆動装置では、動力分配装置が有する３つの回転要素のうちの２つに入力部材と第一回転電機とが駆動連結されている。入力部材を介して入力されるエンジンの駆動力は、動力分配装置により第一回転電機と中間出力部材とに分配され、中間出力部材を介して出力部材に伝達される。第二回転電機は、中間出力部材に一体的に駆動連結されており、中間出力部材を介して出力部材に伝達される駆動力に対して、トルクアシストをすることができるように構成されている。また、このハイブリッド駆動装置は、上記複数のモードを切替可能とするため、二組の遊星歯車機構を組み合わせてなる５要素の差動歯車装置と、当該差動歯車装置の５つの回転要素のうち、中間出力部材又は出力部材に駆動連結される回転要素以外の３つの回転要素を非回転部材にそれぞれ固定するための３つのブレーキと、を有する変速機構を備えている。この変速機構は、３つのブレーキを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を２つの異なる変速比で減速して出力部材に伝達する２つの減速モードとしての第１速及び第２速、及び中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達する増速モードとしての第３速、からなる３つのモード（変速段）の切替動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４１６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置の構成では、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結されているので、変速機構によるモード（すなわち、変速段）の切り替えが行われる際には、動力分配装置からの出力回転（中間出力部材の回転）と第二回転電機からの出力回転とが、変速機構により互いに等しい変速比で変速される。つまり、動力分配装置からの出力についての変速比（＝出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比。以下、全体変速比と称する場合がある。）は、第二回転電機についての変速比（＝出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）に等しくなる。
【０００６】
ところで、第二回転電機の体格を大型化させることなく第二回転電機によるアシストトルクの増大を図ろうとすれば、第二回転電機の変速比を大きくすることも考えられる。しかし、特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置の構成では、第二回転電機の変速比を大きくすれば、それに伴って動力分配装置からの出力についての変速比である全体変速比も同じ割合で大きくなるので、少なくとも第１速と第３速との間における全体変速比の差及び比が大きくなる。そのため、特許文献１のハイブリッド駆動装置では、第１速と第２速との間、又は、第２速と第３速との間の全体変速比の比である変速ステップも大きくなり易い。モード（変速段）間の変速ステップが大きくなると、モード（変速段）間の切替時に変速ショックが発生し易い。或いは、当該変速ショックを低減させるためのトルクを第二回転電機に出力させる必要があるため、装置全体のエネルギ効率が低下し易い。
【０００７】
そこで、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、回転速度の順に、非回転部材に固定された固定要素、前記中間出力部材に駆動連結された入力要素、及び前記第二回転電機に駆動連結された第二回転電機連結要素、となる３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、前記出力部材に駆動連結された出力要素と、前記入力要素及び前記第二回転電機連結要素のいずれか一方と一体的に駆動連結された一体連結要素と、を含む３つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する減速モードと、前記中間出力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点にある。
【０００９】
なお、本願では、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、各差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置が備える複数の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。
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。
また、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、差動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。
【００１０】
上記の特徴構成によれば、第二回転電機連結要素に駆動連結される第二回転電機の回転速度は、第一差動歯車装置により減速されて入力要素に駆動連結される中間出力部材に伝達され、逆に、入力要素に駆動連結される中間出力部材の回転速度は、第一差動歯車装置により増速されて第二回転電機連結要素に駆動連結される第二回転電機に伝達される。
そして、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の入力要素と一体的に駆動連結されている場合には、減速モード及び増速モードの双方において、第二回転電機の回転速度が第一差動歯車装置により減速されて中間出力部材ひいてはこれに駆動連結される出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。また、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の第二回転電機連結要素と一体的に駆動連結されている場合には、少なくとも減速モードにおいて、第二回転電機の回転速度が第二差動歯車装置により減速されて出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
【００１１】
また、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の入力要素と一体的に駆動連結されている場合には、第二回転電機からは第一差動歯車装置により既に減速された回転が中間出力部材に伝達され、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の第二回転電機連結要素と一体的に駆動連結されている場合には、中間出力部材からは第一差動歯車装置により既に増速された回転が第二回転電機に伝達されるので、いずれの場合にも、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
【００１２】
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１３】
ここで、前記減速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が減速されて前記出力部材に伝達され、前記増速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が、減速されて又は同速のまま前記出力部材に伝達される構成とすると好適である。
【００１４】
この構成によれば、減速モードでは確実に第二回転電機による大きなトルクアシストを可能とすることができる。また、増速モードにおいても、第二回転電機から出力されるトルクを減衰させることなく出力部材に伝達して、第二回転電機による大きなトルクアシストを可能とすることができる。
【００１５】
また、前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を同速のまま前記出力部材に伝達すると共に、前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する同速モードを更に切替可能に備えた構成とすると好適である。
【００１６】
この構成によれば、減速モードの全体変速比と増速モードの全体変速比との間の全体変速比を有することになる中間的なモードとして同速モードを更に切替可能に備えることで、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、でモードの切り替えを行わせることができる。この場合、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、のいずれにおいても変速ステップを小さく抑えることができる。また、上記の構成によれば、同速モードにおいても第二回転電機による大きなトルクアシストを可能とすることができる。従って、第二回転電機による大きなトルクアシストを行いつつ、モード切替時における変速ショックの発生をより確実に抑制することができる。
【００１７】
また、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち前記一体連結要素以外の１つの回転要素と、前記第二回転電機連結要素及び前記入力要素のいずれか他方とを選択的に駆動連結する連結クラッチと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち、前記一体連結要素及び前記出力要素以外の残余の回転要素を、非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する直結クラッチと、の３つの係合要素のうち、少なくとも２つの係合要素を備え、当該備えられる少なくとも２つの前記係合要素が、択一的に係合状態とされる構成とすると好適である。
【００１８】
この構成によれば、連結クラッチ、直結クラッチ、及びブレーキのうちの少なくとも２つの係合要素を備え、当該備えられる少なくとも２つの係合要素を択一的に係合状態とすることで、減速モードと増速モードとを、適切に切替可能に構成することができる。なお、この場合、少なくともブレーキを含む２つの係合要素を備える構成とすると好適である。また、連結クラッチ、直結クラッチ、及びブレーキの３つの係合要素を全て備え、当該備えられる３つの係合要素を択一的に係合状態とすることで、減速モードと増速モードとを含む３つのモードを、適切に切替可能に構成することができる。
【００１９】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えた点にある。
【００２０】
この特徴構成によれば、第二回転電機の回転速度が第一差動歯車装置により減速されて中間出力部材ひいてはこれに駆動連結される出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
また、この特徴構成では、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、第二回転電機からは、第一差動歯車装置により既に減速された回転が中間出力部材に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第二回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えた点にある。
【００２２】
この特徴構成によれば、第二回転電機の回転速度が第一差動歯車装置により減速されて中間出力部材ひいてはこれに駆動連結される出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
また、この特徴構成では、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、第二回転電機からは、第一差動歯車装置により既に減速された回転が中間出力部材に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２３】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第一回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えた点にある。
【００２４】
この特徴構成によれば、第二差動歯車装置の第三回転要素には第一差動歯車装置の第三回転要素と一体回転する第二回転電機が駆動連結されるので、ブレーキにより第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定した場合、及び第一クラッチにより第一差動歯車装置の第二回転要素と第二差動歯車装置の第一回転要素とを駆動連結した場合の双方において、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
また、この特徴構成では、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、中間出力部材からは第一差動歯車装置により既に増速された回転が第二回転電機に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２５】
ここで、本発明の更なる特徴構成として説明した上記３つの形態において、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチを更に備えた構成とすると好適である。
【００２６】
この構成によれば、第二クラッチを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を同速のまま、又は増速モードにおける変速比（減速比）よりも小さい変速比で増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードをそれぞれ同速モード及び第二の増速モードとすることができる。ここで、同速モードは、減速モードの全体変速比と増速モードの全体変速比との間の全体変速比を有することになる中間的なモードとなるので、このような同速モードを更に切替可能に備える構成とすることで、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、でモードの切り替えを行わせることができる。この場合、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、のいずれにおいても変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生をより確実に抑制することができる。
なお、第二の増速モードは、増速モードの全体変速比よりも更に小さい全体変速比を有するモードとなるので、このような第二の増速モードを更に切替可能に備える構成とすることで、例えば車速が高くなった場合等にも全体変速比を適切に切り替えて車両を走行させることができる。
【００２７】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチと、を備えた点にある。
【００２８】
この特徴構成によれば、第二差動歯車装置の第三回転要素には第一差動歯車装置の第三回転要素と一体回転する第二回転電機が駆動連結されるので、少なくともブレーキにより第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定した場合には、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。また、第二クラッチにより第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結した場合にも、第二回転電機から出力されるトルクは減衰されることなくそのまま出力部材に伝達されるので、第二回転電機によるアシストトルクが小さくなる等の不都合もほとんどない。
また、この特徴構成では、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、第二クラッチを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、中間出力部材からは第一差動歯車装置により既に増速された回転が第二回転電機に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２９】
ここで、本発明の更なる特徴構成として説明した上記の形態において、前記第一差動歯車装置の第二回転要素と、前記第二差動歯車装置の第一回転要素又は第二回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチを更に備えた構成とすると好適である。
【００３０】
この構成によれば、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を同速のまま、又は増速モードにおける変速比（減速比）よりも大きい変速比で増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードをそれぞれ同速モード及び中間増速モードとすることができる。このように、減速モードの全体変速比と増速モードの全体変速比との間の全体変速比を有することになる中間的なモードとして同速モード又は中間増速モード（以下、代表して単に同速モードと表示する場合がある。）を更に切替可能に備える構成とすることで、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、でモードの切り替えを行わせることができる。この場合、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、のいずれにおいても変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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である。
【図２】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である。
【図３】第一の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図４】第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【図５】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である。
【図６】第二の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図７】第二の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【図８】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である。
【図９】第三の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図１０】第三の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【図１１】本発明の第四の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図１２】第四の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図１３】第四の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
１．第一の実施形態
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の機械的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、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示し、破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は油圧の伝達経路を示している。
【００３３】
図１に示すように、ハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を備えている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とを更に備えた構成となっている。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。）内に収容されている。なお、本実施形態においては、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。また、中間軸Ｍが本発明における「中間出力部材」に相当する。
【００３４】
このような構成において、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２と、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、詳細に説明する。
【００３５】
１−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに駆動連結されている。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、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン等の公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸ＩはエンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体的に駆動連結されている。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駆動連結された構成としても好適である。また、入力軸Ｉは、動力分配装置ＰＴのキャリヤＣＡ０と一体的に駆動連結されている。図２に示すように、出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置ＤＦ等を介して車輪Ｗに駆動力を伝達可能に駆動連結されている。本例では、出力軸Ｏは入力軸Ｉと同軸上に配置されている。
【００３６】
図１に示すように、第一回転電機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。この第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、動力分配装置ＰＴのサンギヤＳ０と一体回転するように駆動連結されている。また、第二回転電機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。この第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、図２に示すように、それぞれ第一インバータ２２及び第二インバータ２３を介して蓄電装置としてのバッテリ２１に電気的に接続されている。なお、バッテリ２１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。
【００３７】
そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機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）としての機能を果たすことが可能とされている。ここで、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、ジェネレータとして機能する場合には、エンジンＥの駆動力により発電を行い、バッテリ２１を充電し、或いはモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を駆動するための電力を供給する。一方、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、モータとして機能する場合には、バッテリ２１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２により発電された電力の供給を受けて力行する。また、第二回転電機ＭＧ２は、後述するモード切替時において、第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態の変化に起因して出力軸Ｏに伝達されるトルク変動により生じ得る変速ショックを低減させるためのトルクも出力する。すなわち、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの動力伝達系のギヤ比も考慮した上で、そのようなトルク変動量と大きさが等しく向きが反対のトルクが加算されて出力軸Ｏに伝達されるように、第二回転電機ＭＧ２の出力トルクが補正される。そして、第一回転電機ＭＧ１の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第一回転電機制御ユニット３３及び第一インバータ２２を介して行われ、第二回転電機ＭＧ２の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第二回転電機制御ユニット３４及び第二インバータ２３を介して行われる。
【００３８】
図１に示すように、動力分配装置ＰＴは、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置ＰＴは、複数のピニオンギヤを支持するキャリヤＣＡ０と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤＳ０及びリングギヤＲ０とを回転要素として有している。サンギヤＳ０は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結されている。キャリヤＣＡ０は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。リングギヤＲ０は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素とされており、中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。この中間軸Ｍは、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。図４の左側の速度線図に示すように、動力分配装置ＰＴのこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一回転要素としてのサンギヤＳ０、第二回転要素としてのキャリヤＣＡ０、第三回転要素としてのリングギヤＲ０となっている。この動力分配装置ＰＴは、後述するように、入力軸Ｉの駆動力を、第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍと一体回転するリングギヤＲ０とに分配する機能を果たす。なお、本例では、中間軸Ｍは入力軸Ｉ及び出力軸Ｏと同軸上に配置されている。
【００３９】
第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２に選択的に駆動連結される。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００４０】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二キャリヤＣＡ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。第二リングギヤＲ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１を介して第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に選択的に駆動連結される。図４の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤＳ２、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二サンギヤＳ２、第二キャリヤＣＡ２、及び第二リングギヤＲ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００４１】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第二クラッチＣ２を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【００４２】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２以外の１つの回転要素である第二リングギヤＲ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一サンギヤＳ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【００４３】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【００４４】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２及び出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２以外の残余の回転要素である第二リングギヤＲ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【００４５】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比（減速比、以下同様）で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００４６】
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、ハイブリッド駆動装置Ｈは、装置の各部を制御するための主制御ユニット３１を備えている。主制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、第二回転電機制御ユニット３４、及び油圧制御装置３５との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。エンジン制御ユニット３２は、エンジンＥの各部を制御することにより、エンジンＥが所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第一回転電機制御ユニット３３は、第一インバータ２２を制御することにより、第一回転電機ＭＧ１が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第二回転電機制御ユニット３４は、第二インバータ２３を制御することにより、第二回転電機ＭＧ２が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。油圧制御装置３５は、図示しないオイルポンプから供給される油圧を調整し、各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂに分配供給することにより、各係合要素の係合又は解放を制御する。このような各係合要素の係合又は解放は、主制御ユニット３１からの制御指令に基づいて行われる。
【００４７】
また、主制御ユニット３１は、ハイブリッド駆動装置Ｈを搭載する車両の各部の情報を取得するために、車両の各部に設けられたセンサ等からの情報を取得可能に構成されている。図示の例では、主制御ユニット３１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１、車速センサＳｅ２、及びアクセル操作検出センサＳｅ３からの情報を取得可能に構成されている。バッテリ状態検出センサＳｅ１は、バッテリ２１の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。車速センサＳｅ２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Ｓｅ３は、アクセルペダル２４の操作量を検出するためのセンサである。
【００４８】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ３で取得される情報を用いて、後述する複数の動作モードの選択を行う。そして、主制御ユニット３１は、油圧制御装置３５を介して、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及びブレーキＢの係合状態を制御することにより、動作モードの切り替えを行う。また、主制御ユニット３１は、選択された動作モードに応じて適切に車両が走行されるように、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、及び第二回転電機制御ユニット３４を介して、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御する。
【００４９】
本実施形態では、主制御ユニット３１は、各種制御を実行するための機能部として、バッテリ状態検出部４１、モード選択部４２、切替制御部４３を備えている。主制御ユニット３１が備えるこれらの各機能部（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。また、主制御ユニット３１は、記憶部４４を備えており、この記憶部４４内には、車速及び要求駆動力に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ４５が格納されている。
【００５０】
バッテリ状態検出部４１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、バッテリ２１の充電量等のバッテリ状態を推定して検出する。ここで、バッテリ充電量は、一般にＳＯＣ（state of charge：充電状態）と呼ばれるものであり、例えば、バッテリ２１の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。
【００５１】
モード選択部４２は、車両の各部の状態に応じて、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。本実施形態においては、モード選択部４２は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、後述する３つの動作モードの中から適切な動作モードを選択する。各動作モードの内容については、後で詳細に説明する。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作検出センサＳｅ３からの出力に基づいて、モード選択部４２が演算して取得する。車速は、車速センサＳｅ２により検出する。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。
【００５２】
切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された動作モードに応じて油圧制御装置３５の動作を制御することにより、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及びブレーキＢのそれぞれの係合又は解放を行う。これにより、切替制御部４３は、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。
【００５３】
１−３．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図３は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。この図において、「●」は各係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、「減速モード」、「同速モード」、及び「増速モード」の３つのモードを切替可能に備えている。図３に示されている３つのモードの配列は、本実施形態では、出力軸Ｏの回転速度に対する中間軸Ｍの回転速度の比である全体変速比の順となっており、全体変速比が大きい側（図３の上側）から小さい側（図３の下側）へ向かって、減速モード、同速モード、及び増速モードの順となっている。なお、このような観点から、これら３つのモードは３つの変速段として捉えることもでき、図３及び図４においては、減速モード、同速モード、及び増速モードを、それぞれ第１速段を表す「１ｓｔ」、第２速段を表す「２ｎｄ」、及び第３速段を表す「３ｒｄ」として表示又は併記している。
【００５４】
図４は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。ここで、図４の左側に示される速度線図が動力分配装置ＰＴの速度線図であり、図４の右側に示される速度線図が第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。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、上側が正回転（回転速度が正）、下側が負回転（回転速度が負）である。また、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の各回転要素に対応している。
【００５５】
また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、動力分配装置ＰＴ、第一差動歯車装置ＰＧ１、及び第二差動歯車装置ＰＧ２のそれぞれのギヤ比（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〕）に対応している。なお、図４の下部には、動力分配装置ＰＴ、第一差動歯車装置ＰＧ１、及び第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比をそれぞれλ０、λ１、及びλ２（λ０、λ１、λ２＜１）として明示している。なお、動力分配装置ＰＴ、第一差動歯車装置ＰＧ１、及び第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ０、λ１、及びλ２の具体的な値は、エンジンＥ及びモータ・ジェネレータＭＧの特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。
【００５６】
図４の左側に示される速度線図においては、実線で示される直線が動力分配装置ＰＴの動作状態を示している。また、図４の右側に示される速度線図においては、破線で示される直線が第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態を示し、実線で示される直線が第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「△（白三角）」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「△（黒三角）」は中間軸Ｍの回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「×」はブレーキＢ等によるケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。
【００５７】
図４の左側に示すように、動力分配装置ＰＴは、基本的にはハイブリッド駆動装置Ｈが備える複数のモードの全てについて共通の状態となる。各モードにおいて、動力分配装置ＰＴは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅを第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する。すなわち、動力分配装置ＰＴでは、回転速度の順で中間となるキャリヤＣＡ０が入力軸Ｉに一体的に駆動連結され、このキャリヤＣＡ０に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが回転速度の順で一方端となるサンギヤＳ０と他方端となるリングギヤＲ０とに分配される。そして、サンギヤＳ０には、当該サンギヤＳ０に分配された入力軸ＩのトルクＴｅに対する反力トルクとなる第一回転電機ＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）Ｔ１が伝達される。一方、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に分配されたトルクは、当該リングギヤＲ０と一体回転するように駆動連結された中間軸Ｍに伝達される。
【００５８】
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エンジントルクＴｅを出力する。また、第一回転電機ＭＧ１は、通常の走行状態では、正方向に回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生して発電を行う。なお、車速が高い状態では、第一回転電機ＭＧ１は、負方向に回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生して力行を行う場合もある。第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電する状態ではロータＲｏ２の回転方向と同方向のトルク（ＭＧ２トルク）Ｔ２を出力して力行し、走行用の駆動力をトルクアシストする。一方、第一回転電機ＭＧ１が力行する状態では、第二回転電機ＭＧ２は、ロータＲｏ２の回転方向とは逆方向のＭＧ２トルクＴ２を発生して発電を行う。なお、この動力分配装置ＰＴでは、反力受けとなる第一回転電機ＭＧ１の回転速度を制御することにより、入力軸Ｉの回転速度を無段階に変速して中間軸Ｍに伝達することが可能となっている。よって、以下に説明する各モードにおいては、中間軸Ｍの回転速度が変化するとそれに伴って出力軸Ｏの回転速度も変化することになるが、いずれの場合であっても動作モードが同じである限り全体変速比は一定である。
【００５９】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図３に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定される。減速モードでは、図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６０】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二リングギヤＲ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第二サンギヤＳ２に、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が減速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクが増幅されて伝達される。ここで、上記のとおり、中間軸Ｍには、第一差動歯車装置ＰＧ１により第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されると共にトルクＴ２が増幅されて伝達される。従って、この減速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６１】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１・λ２／{（１＋λ１）・（１＋λ２）}倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）・（１＋λ２）／（λ１・λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、λ２／（１＋λ２）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６２】
同速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達するモードである。同速モードでは、図３に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。同速モードでは、図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６３】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである第二サンギヤＳ２に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度がそのまま伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクがそのまま伝達される。従って、この同速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速された回転がそのまま出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたトルクがそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００６４】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／λ１倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６５】
増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。増速モードでは、図３に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２とが一体回転する状態となる。増速モードでは、図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６６】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤＳ２に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第二リングギヤＲ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１及び第二回転電機ＭＧ２と一体回転するように駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達されると共に、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６７】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、（１＋λ１＋λ１・λ２）／（１＋λ１＋λ２＋λ１・λ２）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１＋λ２＋λ１・λ２）／（１＋λ１＋λ１・λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ１＋λ１・λ２）／{λ１・（１＋λ２）}倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６８】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２により全体として増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２からは第一差動歯車装置ＰＧ１により既に減速された回転が中間軸Ｍに伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００７０】
２．第二の実施形態
本発明の第二の実施形態について図面に基づいて説明する。図５は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図５は、図１と同様、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を駆動装置ケースＤｃ内に収容して備える点で上記第一の実施形態と同様である。また、動力分配装置ＰＴの構成についても同様である。但し、本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２と第一差動歯車装置ＰＧ１や出力軸Ｏ等との具体的な連結関係が上記第一の実施形態とは異なっている。それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える複数のモードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な動作状態も上記第一の実施形態とは一部異なっている。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に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００７１】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２と、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００７２】
２−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図５に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００７３】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１を介して第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に選択的に駆動連結される。第二キャリヤＣＡ２は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二キャリヤＣＡ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二リングギヤＲ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二リングギヤＲ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。図７の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、及び第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００７４】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第二クラッチＣ２を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【００７５】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２以外の１つの回転要素である第二サンギヤＳ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一サンギヤＳ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【００７６】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【００７７】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２及び出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２以外の残余の回転要素である第二サンギヤＳ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【００７８】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、上記第一の実施形態における図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００７９】
２−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図６は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。また、図７は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。これらの図における表記は、上記第一の実施形態における図３及び図４と同様である。また、図７の左側に示す動力分配装置ＰＴの速度線図の状態についても、上記第一の実施形態と同様である。
【００８０】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図６に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２とが一体回転する状態となる。減速モードでは、図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００８１】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第二サンギヤＳ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１及び第二回転電機ＭＧ２と一体回転するように駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度、及び第一クラッチＣ１を介して第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度、の双方が減速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルク及び第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２の双方が増幅されて伝達される。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、中間軸Ｍのトルクよりも大きい割合で増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８２】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、（λ１−λ２）／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／（λ１−λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（λ１−λ２）／λ１倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８３】
同速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達するモードである。同速モードでは、図６に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。同速モードでは、図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００８４】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである第二キャリヤＣＡ２に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度がそのまま伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクがそのまま伝達される。従って、この同速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速された回転がそのまま出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたトルクがそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００８５】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／λ１倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８６】
増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。増速モードでは、図６に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２がケースＤｃに固定される。増速モードでは、図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００８７】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤＳ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクが減衰されて伝達される。但し、図７の速度線図からも明らかなように、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、全体としては、出力軸Ｏには第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。従って、この増速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速された回転が増速され、全体としては第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたトルクが減衰され、全体としては第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８８】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１・（１＋λ２）／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／{λ１・（１＋λ２）}倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ２）倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８９】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２により全体として増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。
【００９０】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２からは第一差動歯車装置ＰＧ１により既に減速された回転が中間軸Ｍに伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００９１】
３．第三の実施形態
本発明の第三の実施形態について図面に基づいて説明する。図８は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図８は、図１と同様、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を駆動装置ケースＤｃ内に収容して備える点で上記第一の実施形態と同様である。また、動力分配装置ＰＴの構成についても同様である。但し、本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な構成や、第二差動歯車装置ＰＧ２と第一差動歯車装置ＰＧ１や出力軸Ｏ等との具体的な連結関係が上記第一の実施形態とは異なっている。それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える複数のモードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な動作状態も上記第一の実施形態とは異なっている。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に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００９２】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２と、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００９３】
３−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図８に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２に選択的に駆動連結される。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００９４】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数組のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、互いに噛み合う一対のピニオンギヤの一方に噛み合う第二サンギヤＳ２及び他方に噛み合う第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１を介して動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。第二リングギヤＲ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二リングギヤＲ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。図１０の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２、及び第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００９５】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第二クラッチＣ２を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【００９６】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２以外の１つの回転要素である第二キャリヤＣＡ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一キャリヤＣＡ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【００９７】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【００９８】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２及び出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２以外の残余の回転要素である第二キャリヤＣＡ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【００９９】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、上記第一の実施形態における図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【０１００】
３−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図９は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。この図９に示すように、本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、「減速モード」、「第一増速モード」、及び「第二増速モード」の３つのモードを切替可能に備えている。図９に示されている３つのモードの配列に関しては、上記第一の実施形態と同様、全体変速比の順である。図９及び図１０においては、減速モード、第一増速モード、及び第二増速モードを、それぞれ第１速段を表す「１ｓｔ」、第２速段を表す「２ｎｄ」、及び第３速段を表す「３ｒｄ」として表示又は併記している。また、図１０は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。これらの図における表記は、上記第一の実施形態における図３及び図４と同様である。また、図１０の左側に示す動力分配装置ＰＴの速度線図の状態についても、上記第一の実施形態と同様である。
【０１０１】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図９に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２がケースＤｃに固定される。減速モードでは、図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１０２】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二キャリヤＣＡ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増速された中間軸Ｍの回転速度が全体として減速されて伝達される。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１０３】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ２倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、１／λ２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、λ２・（１＋λ１）／λ１倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１０４】
第一増速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を後述する第二増速モードの全体変速比（全体減速比）よりも大きい全体変速比で増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。すなわち、第一増速モードの全体変速比は、「１」よりも小さく、かつ第二増速モードの全体変速比よりも大きい値となる。第一増速モードでは、図９に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。第一増速モードでは、図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１０５】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二キャリヤＣＡ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１及び中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結され、回転速度の順で他方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１０６】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、（λ１＋λ２）／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／（λ１＋λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（λ１＋λ２）／λ１倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１０７】
第二増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を上記第一増速モードの全体変速比（全体減速比）よりも小さい全体変速比で増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。第二増速モードでは、図９に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。第二増速モードでは、図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１０８】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２がそのまま伝達される。
【０１０９】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、同じ大きさのまま（１倍に変換されて）出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ１）／λ１倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、中間軸Ｍの回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達されるのに対して、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。
【０１１０】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのうち、少なくとも減速モード及び第一増速モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。また、第二増速モードにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は減衰されることなくそのまま出力軸Ｏに伝達されるので、第二増速モード選択時に第二回転電機ＭＧ２によるアシストトルクが小さくなる等の不都合もほとんどない。
【０１１１】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２に一体的に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速され、或いは中間軸Ｍの回転速度が増速されるのに対して同速のまま、出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【０１１２】
４．第四の実施形態
本発明の第四の実施形態について図面に基づいて説明する。図１１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的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、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を駆動装置ケースＤｃ内に収容して備える点で上記第一の実施形態と同様である。また、動力分配装置ＰＴの構成についても同様である。但し、本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２と第一差動歯車装置ＰＧ１や出力軸Ｏ等との具体的な連結関係が上記第一の実施形態とは異なっている。それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える複数のモードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な動作状態も上記第一の実施形態とは異なっている。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に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【０１１３】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２と、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【０１１４】
４−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１１に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２に選択的に駆動連結される。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【０１１５】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二キャリヤＣＡ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、更に第一クラッチＣ１を介して動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。第二リングギヤＲ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定される。図１３の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、及び第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【０１１６】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第二クラッチＣ２及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第一クラッチＣ１を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【０１１７】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２以外の１つの回転要素である第二キャリヤＣＡ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一キャリヤＣＡ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【０１１８】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【０１１９】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２及び出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２以外の残余の回転要素である第二リングギヤＲ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【０１２０】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、上記第一の実施形態における図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【０１２１】
４−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図１２は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。また、図１３は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。これらの図における表記は、上記第一の実施形態における図３及び図４と同様である。また、図１３の左側に示す動力分配装置ＰＴの速度線図の状態についても、上記第一の実施形態と同様である。
【０１２２】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図１２に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定される。減速モードでは、図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１２３】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二リングギヤＲ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増速された中間軸Ｍの回転速度が全体として減速されて伝達される。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１２４】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ２／（１＋λ２）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ２）／λ２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、λ２・（１＋λ１）／{λ１・（１＋λ２）}倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１２５】
同速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達するモードである。同速モードでは、図１２に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。同速モードでは、図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１２６】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つであって回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結されていると共に、当該第二キャリヤＣＡ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１及び中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度がそのまま伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１２７】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／λ１倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１２８】
増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。増速モードでは、図１２に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。増速モードでは、図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１２９】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２がそのまま伝達される。
【０１３０】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、同じ大きさのまま（１倍に変換されて）出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ１）／λ１倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、中間軸Ｍの回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達されるのに対して、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。
【０１３１】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのうち、少なくとも減速モード及び同速モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。また、増速モードにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は減衰されることなくそのまま出力軸Ｏに伝達されるので、増速モード選択時に第二回転電機ＭＧ２によるアシストトルクが小さくなる等の不都合もほとんどない。
【０１３２】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２に一体的に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速され、或いは中間軸Ｍの回転速度が増速されるのに対して同速のまま、出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【０１３３】
〔その他の実施形態〕
（１）上記の各実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、（ａ）第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬ以外の１つの回転要素と、入力要素ＥＩ及び第二回転電機連結要素ＥＭのうち一体連結要素ＥＬとは一体的に駆動連結されていない方の回転要素とを選択的に駆動連結する連結クラッチとしての第一クラッチＣ１、（ｂ）第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬ及び出力要素ＥＯ以外の残余の回転要素を、ケースＤｃに選択的に固定するブレーキＢ、及び（ｃ）第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に一体回転させる直結クラッチとしての第二クラッチＣ２、の３つの係合要素を全て備え、これら３つの係合要素が、択一的に係合状態とされる場合を例として説明した。また、それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが、実現可能な動作モードとして、減速モード及び増速モードを含む３つのモードを切替可能に備え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ない。すなわち、上記３つの係合要素のうち、ブレーキＢを含む２つの係合要素のみを備えた構成とし、当該備えられる少なくとも２つの係合要素が、択一的に係合状態とされ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。
【０１３４】
例えば上記第一の実施形態、上記第二の実施形態、及び上記第三の実施形態において、直結クラッチとしての第二クラッチＣ２を取り除いて連結クラッチとしての第一クラッチＣ１及びブレーキＢのみを備えた構成とすると共に、減速モード及び増速モード（上記第三の実施形態においては、第一増速モード）の２つのモードのみを切替可能に備えた構成とすることができる。また例えば上記第三の実施形態において、連結クラッチとしての第一クラッチＣ１を取り除いて直結クラッチとしての第二クラッチＣ２及びブレーキＢのみを備えた構成とすると共に、減速モード及び第二増速モードの２つのモードのみを切替可能に備えた構成とすることができる。また例えば上記第四の実施形態において、連結クラッチとしての第一クラッチＣ１を取り除いて直結クラッチとしての第二クラッチＣ２及びブレーキＢのみを備えた構成とすると共に、減速モード及び増速モードの２つのモードのみを切替可能に備えた構成とすることができる。
【０１３５】
（２）上記の各実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、実現可能な動作モードとして、減速モード、同速モード、及び増速モードの３つのモード、又は、減速モード、第一増速モード、及び第二増速モードの３つのモードを切替可能に備え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ない。すなわち、ハイブリッド駆動装置Ｈが４つ以上のモードを切替可能に備えた構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
この場合、例えば上記第三の実施形態において説明したハイブリッド駆動装置Ｈの構成において、第一差動歯車装置ＰＧ１の固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１を、非回転部材としてのケースＤｃに選択的に固定可能とすると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１の３つの回転要素のうちの２つを選択的に駆動連結可能な構成とすることによって、４つのモードを切替可能に備えた構成を実現することができる。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一リングギヤＲ１をケースＤｃに選択的に固定する第二のブレーキ（第二ブレーキ）と、第一差動歯車装置ＰＧ１の３つの回転要素のうちの２つを選択的に駆動連結して、第一差動歯車装置ＰＧ１が有する３つの回転要素の全てを一体回転させるための第二の直結クラッチ（第三クラッチ）と、を更に備えた構成とすれば良い。この構成では、上記第二ブレーキを解放すると共に上記第三クラッチを係合させた状態で、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を更に係合させることで、上記第三の実施形態において説明した３つのモード以外の第四のモードとして、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達する同速モードを更に実現可能とすることができる。
【０１３６】
（３）上記の各実施形態において説明した各差動歯車装置の具体的構成及び連結関係、並びに差動歯車装置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、本発明の範囲に含まれる。
【０１３７】
（４）上記の各実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２が、いずれも遊星歯車機構により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明における差動歯車装置（第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の一方又は双方）の構成は、遊星歯車機構に限定されない。すなわち、例えば複数の傘歯車を組み合わせた構成等のように、他の形態の歯車機構を用いて差動歯車装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、入力部材の駆動力を第一回転電機と出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
Ｈ ハイブリッド駆動装置
Ｅ エンジン
Ｉ 入力軸（入力部材）
Ｍ 中間軸（中間出力部材）
Ｏ 出力軸（出力部材）
ＭＧ１ 第一回転電機
ＭＧ２ 第二回転電機
ＰＴ 動力分配装置
ＰＧ１ 第一差動歯車装置
Ｓ１ 第一サンギヤ
ＣＡ１ 第一キャリヤ
Ｒ１ 第一リングギヤ
ＰＧ２ 第二差動歯車装置
Ｓ２ 第二サンギヤ
ＣＡ２ 第二キャリヤ
Ｒ２ 第二リングギヤ
Ｄｃ 駆動装置ケース（非回転部材）
Ｃ１ 第一クラッチ（連結クラッチ）
Ｃ２ 第二クラッチ（直結クラッチ）
Ｂ ブレーキ
ＥＩ 入力要素
ＥＯ 出力要素
ＥＳ 固定要素
ＥＭ 第二回転電機連結要素
ＥＬ 一体連結要素
Ｅ１ 第一回転要素
Ｅ２ 第二回転要素
Ｅ３ 第三回転要素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、入力部材の駆動力を第一回転電機と出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと回転電機とを併用することにより、エンジンの燃費向上及び排出ガスの低減を図ることのできるハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に用いるハイブリッド駆動装置の一例として、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、入力部材の駆動力を第一回転電機と出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置を備え、中間出力部材の回転速度を複数の異なる変速比のうちの一つで変速して出力部材に伝達する複数のモードを切替可能に備えたハイブリッド駆動装置の構成が知られている（例えば、以下の特許文献１を参照）。
【０００３】
このハイブリッド駆動装置では、動力分配装置が有する３つの回転要素のうちの２つに入力部材と第一回転電機とが駆動連結されている。入力部材を介して入力されるエンジンの駆動力は、動力分配装置により第一回転電機と中間出力部材とに分配され、中間出力部材を介して出力部材に伝達される。第二回転電機は、中間出力部材に一体的に駆動連結されており、中間出力部材を介して出力部材に伝達される駆動力に対して、トルクアシストをすることができるように構成されている。また、このハイブリッド駆動装置は、上記複数のモードを切替可能とするため、二組の遊星歯車機構を組み合わせてなる５要素の差動歯車装置と、当該差動歯車装置の５つの回転要素のうち、中間出力部材又は出力部材に駆動連結される回転要素以外の３つの回転要素を非回転部材にそれぞれ固定するための３つのブレーキと、を有する変速機構を備えている。この変速機構は、３つのブレーキを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を２つの異なる変速比で減速して出力部材に伝達する２つの減速モードとしての第１速及び第２速、及び中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達する増速モードとしての第３速、からなる３つのモード（変速段）の切替動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４１６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置の構成では、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結されているので、変速機構によるモード（すなわち、変速段）の切り替えが行われる際には、動力分配装置からの出力回転（中間出力部材の回転）と第二回転電機からの出力回転とが、変速機構により互いに等しい変速比で変速される。つまり、動力分配装置からの出力についての変速比（＝出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比。以下、全体変速比と称する場合がある。）は、第二回転電機についての変速比（＝出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）に等しくなる。
【０００６】
ところで、第二回転電機の体格を大型化させることなく第二回転電機によるアシストトルクの増大を図ろうとすれば、第二回転電機の変速比を大きくすることも考えられる。しかし、特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置の構成では、第二回転電機の変速比を大きくすれば、それに伴って動力分配装置からの出力についての変速比である全体変速比も同じ割合で大きくなるので、少なくとも第１速と第３速との間における全体変速比の差及び比が大きくなる。そのため、特許文献１のハイブリッド駆動装置では、第１速と第２速との間、又は、第２速と第３速との間の全体変速比の比である変速ステップも大きくなり易い。モード（変速段）間の変速ステップが大きくなると、モード（変速段）間の切替時に変速ショックが発生し易い。或いは、当該変速ショックを低減させるためのトルクを第二回転電機に出力させる必要があるため、装置全体のエネルギ効率が低下し易い。
【０００７】
そこで、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、回転速度の順に、非回転部材に固定された固定要素、前記中間出力部材に駆動連結された入力要素、及び前記第二回転電機に駆動連結された第二回転電機連結要素、となる３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、前記出力部材に駆動連結された出力要素と、前記入力要素及び前記第二回転電機連結要素のいずれか一方と一体的に駆動連結された一体連結要素と、を含む３つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する減速モードと、前記中間出力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点にある。
【０００９】
なお、本願では、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、各差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置が備える複数の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。
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。
また、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、差動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。
【００１０】
上記の特徴構成によれば、第二回転電機連結要素に駆動連結される第二回転電機の回転速度は、第一差動歯車装置により減速されて入力要素に駆動連結される中間出力部材に伝達され、逆に、入力要素に駆動連結される中間出力部材の回転速度は、第一差動歯車装置により増速されて第二回転電機連結要素に駆動連結される第二回転電機に伝達される。
そして、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の入力要素と一体的に駆動連結されている場合には、減速モード及び増速モードの双方において、第二回転電機の回転速度が第一差動歯車装置により減速されて中間出力部材ひいてはこれに駆動連結される出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。また、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の第二回転電機連結要素と一体的に駆動連結されている場合には、少なくとも減速モードにおいて、第二回転電機の回転速度が第二差動歯車装置により減速されて出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
【００１１】
また、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の入力要素と一体的に駆動連結されている場合には、第二回転電機からは第一差動歯車装置により既に減速された回転が中間出力部材に伝達され、第二差動歯車装置の一体連結要素が第一差動歯車装置の第二回転電機連結要素と一体的に駆動連結されている場合には、中間出力部材からは第一差動歯車装置により既に増速された回転が第二回転電機に伝達されるので、いずれの場合にも、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
【００１２】
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１３】
ここで、前記減速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が減速されて前記出力部材に伝達され、前記増速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が、減速されて又は同速のまま前記出力部材に伝達される構成とすると好適である。
【００１４】
この構成によれば、減速モードでは確実に第二回転電機による大きなトルクアシストを可能とすることができる。また、増速モードにおいても、第二回転電機から出力されるトルクを減衰させることなく出力部材に伝達して、第二回転電機による大きなトルクアシストを可能とすることができる。
【００１５】
また、前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を同速のまま前記出力部材に伝達すると共に、前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する同速モードを更に切替可能に備えた構成とすると好適である。
【００１６】
この構成によれば、減速モードの全体変速比と増速モードの全体変速比との間の全体変速比を有することになる中間的なモードとして同速モードを更に切替可能に備えることで、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、でモードの切り替えを行わせることができる。この場合、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、のいずれにおいても変速ステップを小さく抑えることができる。また、上記の構成によれば、同速モードにおいても第二回転電機による大きなトルクアシストを可能とすることができる。従って、第二回転電機による大きなトルクアシストを行いつつ、モード切替時における変速ショックの発生をより確実に抑制することができる。
【００１７】
また、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち前記一体連結要素以外の１つの回転要素と、前記第二回転電機連結要素及び前記入力要素のいずれか他方とを選択的に駆動連結する連結クラッチと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち、前記一体連結要素及び前記出力要素以外の残余の回転要素を、非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する直結クラッチと、の３つの係合要素のうち、少なくとも２つの係合要素を備え、当該備えられる少なくとも２つの前記係合要素が、択一的に係合状態とされる構成とすると好適である。
【００１８】
この構成によれば、連結クラッチ、直結クラッチ、及びブレーキのうちの少なくとも２つの係合要素を備え、当該備えられる少なくとも２つの係合要素を択一的に係合状態とすることで、減速モードと増速モードとを、適切に切替可能に構成することができる。なお、この場合、少なくともブレーキを含む２つの係合要素を備える構成とすると好適である。また、連結クラッチ、直結クラッチ、及びブレーキの３つの係合要素を全て備え、当該備えられる３つの係合要素を択一的に係合状態とすることで、減速モードと増速モードとを含む３つのモードを、適切に切替可能に構成することができる。
【００１９】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えた点にある。
【００２０】
この特徴構成によれば、第二回転電機の回転速度が第一差動歯車装置により減速されて中間出力部材ひいてはこれに駆動連結される出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
また、この特徴構成では、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、第二回転電機からは、第一差動歯車装置により既に減速された回転が中間出力部材に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第二回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えた点にある。
【００２２】
この特徴構成によれば、第二回転電機の回転速度が第一差動歯車装置により減速されて中間出力部材ひいてはこれに駆動連結される出力部材に伝達されるので、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
また、この特徴構成では、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、第二回転電機からは、第一差動歯車装置により既に減速された回転が中間出力部材に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２３】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第一回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えた点にある。
【００２４】
この特徴構成によれば、第二差動歯車装置の第三回転要素には第一差動歯車装置の第三回転要素と一体回転する第二回転電機が駆動連結されるので、ブレーキにより第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定した場合、及び第一クラッチにより第一差動歯車装置の第二回転要素と第二差動歯車装置の第一回転要素とを駆動連結した場合の双方において、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。
また、この特徴構成では、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、中間出力部材からは第一差動歯車装置により既に増速された回転が第二回転電機に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２５】
ここで、本発明の更なる特徴構成として説明した上記３つの形態において、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチを更に備えた構成とすると好適である。
【００２６】
この構成によれば、第二クラッチを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を同速のまま、又は増速モードにおける変速比（減速比）よりも小さい変速比で増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードをそれぞれ同速モード及び第二の増速モードとすることができる。ここで、同速モードは、減速モードの全体変速比と増速モードの全体変速比との間の全体変速比を有することになる中間的なモードとなるので、このような同速モードを更に切替可能に備える構成とすることで、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、でモードの切り替えを行わせることができる。この場合、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、のいずれにおいても変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生をより確実に抑制することができる。
なお、第二の増速モードは、増速モードの全体変速比よりも更に小さい全体変速比を有するモードとなるので、このような第二の増速モードを更に切替可能に備える構成とすることで、例えば車速が高くなった場合等にも全体変速比を適切に切り替えて車両を走行させることができる。
【００２７】
本発明に係る、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の更なる特徴構成は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチと、を備えた点にある。
【００２８】
この特徴構成によれば、第二差動歯車装置の第三回転要素には第一差動歯車装置の第三回転要素と一体回転する第二回転電機が駆動連結されるので、少なくともブレーキにより第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定した場合には、第二回転電機から出力されるトルクは増幅されて出力部材に伝達され、第二回転電機による大きなトルクアシストが可能となる。また、第二クラッチにより第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結した場合にも、第二回転電機から出力されるトルクは減衰されることなくそのまま出力部材に伝達されるので、第二回転電機によるアシストトルクが小さくなる等の不都合もほとんどない。
また、この特徴構成では、ブレーキを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を減速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを減速モードとすることができる。また、第二クラッチを択一的に係合状態とすることにより、中間出力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードを増速モードとすることができる。その際、中間出力部材からは第一差動歯車装置により既に増速された回転が第二回転電機に伝達されるので、全体変速比（出力部材の回転速度に対する中間出力部材の回転速度の比）を、第二回転電機についての変速比（出力部材の回転速度に対する第二回転電機の回転速度の比）よりも小さくすることができる。その結果、中間出力部材と第二回転電機とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機についての変速比を大きくして第二回転電機のトルクを増幅しつつ、全体変速比については変速ステップ（減速モードと増速モードとを含む複数のモードのうちの２つのモード間の全体変速比の比）を考慮して設定することができるので、変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるためにアシストトルクとは別に第二回転電機から出力すべきトルクを低減することが可能となるため、装置全体のエネルギ効率が低下することもほとんどない。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００２９】
ここで、本発明の更なる特徴構成として説明した上記の形態において、前記第一差動歯車装置の第二回転要素と、前記第二差動歯車装置の第一回転要素又は第二回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチを更に備えた構成とすると好適である。
【００３０】
この構成によれば、第一クラッチを択一的に係合状態とすることにより中間出力部材の回転速度を同速のまま、又は増速モードにおける変速比（減速比）よりも大きい変速比で増速して出力部材に伝達することができ、このようにして実現されるモードをそれぞれ同速モード及び中間増速モードとすることができる。このように、減速モードの全体変速比と増速モードの全体変速比との間の全体変速比を有することになる中間的なモードとして同速モード又は中間増速モード（以下、代表して単に同速モードと表示する場合がある。）を更に切替可能に備える構成とすることで、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、でモードの切り替えを行わせることができる。この場合、減速モードと同速モードとの間、及び同速モードと増速モードとの間、のいずれにおいても変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時における変速ショックの発生をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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である。
【図２】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である。
【図３】第一の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図４】第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【図５】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である。
【図６】第二の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図７】第二の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【図８】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である。
【図９】第三の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図１０】第三の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【図１１】本発明の第四の実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。
【図１２】第四の実施形態に係る各モードでのクラッチ及びブレーキの作動状態を示す作動表である。
【図１３】第四の実施形態に係るハイブリッド駆動装置における差動歯車装置の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
１．第一の実施形態
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の機械的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、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示し、破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は油圧の伝達経路を示している。
【００３３】
図１に示すように、ハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を備えている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とを更に備えた構成となっている。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。）内に収容されている。なお、本実施形態においては、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。また、中間軸Ｍが本発明における「中間出力部材」に相当する。
【００３４】
このような構成において、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２と、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、詳細に説明する。
【００３５】
１−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに駆動連結されている。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、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン等の公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸ＩはエンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体的に駆動連結されている。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駆動連結された構成としても好適である。また、入力軸Ｉは、動力分配装置ＰＴのキャリヤＣＡ０と一体的に駆動連結されている。図２に示すように、出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置ＤＦ等を介して車輪Ｗに駆動力を伝達可能に駆動連結されている。本例では、出力軸Ｏは入力軸Ｉと同軸上に配置されている。
【００３６】
図１に示すように、第一回転電機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。この第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、動力分配装置ＰＴのサンギヤＳ０と一体回転するように駆動連結されている。また、第二回転電機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。この第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、図２に示すように、それぞれ第一インバータ２２及び第二インバータ２３を介して蓄電装置としてのバッテリ２１に電気的に接続されている。なお、バッテリ２１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。
【００３７】
そして、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機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）としての機能を果たすことが可能とされている。ここで、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、ジェネレータとして機能する場合には、エンジンＥの駆動力により発電を行い、バッテリ２１を充電し、或いはモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を駆動するための電力を供給する。一方、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、モータとして機能する場合には、バッテリ２１に充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２により発電された電力の供給を受けて力行する。また、第二回転電機ＭＧ２は、後述するモード切替時において、第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態の変化に起因して出力軸Ｏに伝達されるトルク変動により生じ得る変速ショックを低減させるためのトルクも出力する。すなわち、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの動力伝達系のギヤ比も考慮した上で、そのようなトルク変動量と大きさが等しく向きが反対のトルクが加算されて出力軸Ｏに伝達されるように、第二回転電機ＭＧ２の出力トルクが補正される。そして、第一回転電機ＭＧ１の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第一回転電機制御ユニット３３及び第一インバータ２２を介して行われ、第二回転電機ＭＧ２の動作制御は、主制御ユニット３１からの制御指令に従って第二回転電機制御ユニット３４及び第二インバータ２３を介して行われる。
【００３８】
図１に示すように、動力分配装置ＰＴは、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置ＰＴは、複数のピニオンギヤを支持するキャリヤＣＡ０と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤＳ０及びリングギヤＲ０とを回転要素として有している。サンギヤＳ０は、第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように駆動連結されている。キャリヤＣＡ０は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。リングギヤＲ０は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素とされており、中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。この中間軸Ｍは、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。図４の左側の速度線図に示すように、動力分配装置ＰＴのこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一回転要素としてのサンギヤＳ０、第二回転要素としてのキャリヤＣＡ０、第三回転要素としてのリングギヤＲ０となっている。この動力分配装置ＰＴは、後述するように、入力軸Ｉの駆動力を、第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍと一体回転するリングギヤＲ０とに分配する機能を果たす。なお、本例では、中間軸Ｍは入力軸Ｉ及び出力軸Ｏと同軸上に配置されている。
【００３９】
第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２に選択的に駆動連結される。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００４０】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二キャリヤＣＡ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。第二リングギヤＲ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１を介して第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に選択的に駆動連結される。図４の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二サンギヤＳ２、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二サンギヤＳ２、第二キャリヤＣＡ２、及び第二リングギヤＲ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００４１】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第二クラッチＣ２を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【００４２】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２以外の１つの回転要素である第二リングギヤＲ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一サンギヤＳ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【００４３】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【００４４】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２及び出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２以外の残余の回転要素である第二リングギヤＲ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【００４５】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比（減速比、以下同様）で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００４６】
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、ハイブリッド駆動装置Ｈは、装置の各部を制御するための主制御ユニット３１を備えている。主制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、第二回転電機制御ユニット３４、及び油圧制御装置３５との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。エンジン制御ユニット３２は、エンジンＥの各部を制御することにより、エンジンＥが所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第一回転電機制御ユニット３３は、第一インバータ２２を制御することにより、第一回転電機ＭＧ１が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。第二回転電機制御ユニット３４は、第二インバータ２３を制御することにより、第二回転電機ＭＧ２が所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。油圧制御装置３５は、図示しないオイルポンプから供給される油圧を調整し、各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂに分配供給することにより、各係合要素の係合又は解放を制御する。このような各係合要素の係合又は解放は、主制御ユニット３１からの制御指令に基づいて行われる。
【００４７】
また、主制御ユニット３１は、ハイブリッド駆動装置Ｈを搭載する車両の各部の情報を取得するために、車両の各部に設けられたセンサ等からの情報を取得可能に構成されている。図示の例では、主制御ユニット３１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１、車速センサＳｅ２、及びアクセル操作検出センサＳｅ３からの情報を取得可能に構成されている。バッテリ状態検出センサＳｅ１は、バッテリ２１の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。車速センサＳｅ２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Ｓｅ３は、アクセルペダル２４の操作量を検出するためのセンサである。
【００４８】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ３で取得される情報を用いて、後述する複数の動作モードの選択を行う。そして、主制御ユニット３１は、油圧制御装置３５を介して、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及びブレーキＢの係合状態を制御することにより、動作モードの切り替えを行う。また、主制御ユニット３１は、選択された動作モードに応じて適切に車両が走行されるように、エンジン制御ユニット３２、第一回転電機制御ユニット３３、及び第二回転電機制御ユニット３４を介して、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２の動作状態を協調制御する。
【００４９】
本実施形態では、主制御ユニット３１は、各種制御を実行するための機能部として、バッテリ状態検出部４１、モード選択部４２、切替制御部４３を備えている。主制御ユニット３１が備えるこれらの各機能部（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。また、主制御ユニット３１は、記憶部４４を備えており、この記憶部４４内には、車速及び要求駆動力に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ４５が格納されている。
【００５０】
バッテリ状態検出部４１は、バッテリ状態検出センサＳｅ１から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、バッテリ２１の充電量等のバッテリ状態を推定して検出する。ここで、バッテリ充電量は、一般にＳＯＣ（state of charge：充電状態）と呼ばれるものであり、例えば、バッテリ２１の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。
【００５１】
モード選択部４２は、車両の各部の状態に応じて、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。本実施形態においては、モード選択部４２は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、後述する３つの動作モードの中から適切な動作モードを選択する。各動作モードの内容については、後で詳細に説明する。ここで、要求駆動力は、運転者が車両に対して要求する駆動力を表す値であり、アクセル操作検出センサＳｅ３からの出力に基づいて、モード選択部４２が演算して取得する。車速は、車速センサＳｅ２により検出する。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。
【００５２】
切替制御部４３は、モード選択部４２により選択された動作モードに応じて油圧制御装置３５の動作を制御することにより、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及びブレーキＢのそれぞれの係合又は解放を行う。これにより、切替制御部４３は、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。
【００５３】
１−３．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図３は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。この図において、「●」は各係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、「減速モード」、「同速モード」、及び「増速モード」の３つのモードを切替可能に備えている。図３に示されている３つのモードの配列は、本実施形態では、出力軸Ｏの回転速度に対する中間軸Ｍの回転速度の比である全体変速比の順となっており、全体変速比が大きい側（図３の上側）から小さい側（図３の下側）へ向かって、減速モード、同速モード、及び増速モードの順となっている。なお、このような観点から、これら３つのモードは３つの変速段として捉えることもでき、図３及び図４においては、減速モード、同速モード、及び増速モードを、それぞれ第１速段を表す「１ｓｔ」、第２速段を表す「２ｎｄ」、及び第３速段を表す「３ｒｄ」として表示又は併記している。
【００５４】
図４は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。ここで、図４の左側に示される速度線図が動力分配装置ＰＴの速度線図であり、図４の右側に示される速度線図が第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。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、上側が正回転（回転速度が正）、下側が負回転（回転速度が負）である。また、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の各回転要素に対応している。
【００５５】
また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、動力分配装置ＰＴ、第一差動歯車装置ＰＧ１、及び第二差動歯車装置ＰＧ２のそれぞれのギヤ比（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〕）に対応している。なお、図４の下部には、動力分配装置ＰＴ、第一差動歯車装置ＰＧ１、及び第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比をそれぞれλ０、λ１、及びλ２（λ０、λ１、λ２＜１）として明示している。なお、動力分配装置ＰＴ、第一差動歯車装置ＰＧ１、及び第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ０、λ１、及びλ２の具体的な値は、エンジンＥ及びモータ・ジェネレータＭＧの特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。
【００５６】
図４の左側に示される速度線図においては、実線で示される直線が動力分配装置ＰＴの動作状態を示している。また、図４の右側に示される速度線図においては、破線で示される直線が第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態を示し、実線で示される直線が第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」は第一回転電機ＭＧ１の回転速度、「△（白三角）」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「△（黒三角）」は中間軸Ｍの回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「×」はブレーキＢ等によるケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。
【００５７】
図４の左側に示すように、動力分配装置ＰＴは、基本的にはハイブリッド駆動装置Ｈが備える複数のモードの全てについて共通の状態となる。各モードにおいて、動力分配装置ＰＴは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅを第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する。すなわち、動力分配装置ＰＴでは、回転速度の順で中間となるキャリヤＣＡ０が入力軸Ｉに一体的に駆動連結され、このキャリヤＣＡ０に伝達される入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが回転速度の順で一方端となるサンギヤＳ０と他方端となるリングギヤＲ０とに分配される。そして、サンギヤＳ０には、当該サンギヤＳ０に分配された入力軸ＩのトルクＴｅに対する反力トルクとなる第一回転電機ＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）Ｔ１が伝達される。一方、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に分配されたトルクは、当該リングギヤＲ０と一体回転するように駆動連結された中間軸Ｍに伝達される。
【００５８】
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エンジントルクＴｅを出力する。また、第一回転電機ＭＧ１は、通常の走行状態では、正方向に回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生して発電を行う。なお、車速が高い状態では、第一回転電機ＭＧ１は、負方向に回転しつつ負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生して力行を行う場合もある。第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１が発電する状態ではロータＲｏ２の回転方向と同方向のトルク（ＭＧ２トルク）Ｔ２を出力して力行し、走行用の駆動力をトルクアシストする。一方、第一回転電機ＭＧ１が力行する状態では、第二回転電機ＭＧ２は、ロータＲｏ２の回転方向とは逆方向のＭＧ２トルクＴ２を発生して発電を行う。なお、この動力分配装置ＰＴでは、反力受けとなる第一回転電機ＭＧ１の回転速度を制御することにより、入力軸Ｉの回転速度を無段階に変速して中間軸Ｍに伝達することが可能となっている。よって、以下に説明する各モードにおいては、中間軸Ｍの回転速度が変化するとそれに伴って出力軸Ｏの回転速度も変化することになるが、いずれの場合であっても動作モードが同じである限り全体変速比は一定である。
【００５９】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図３に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定される。減速モードでは、図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６０】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二リングギヤＲ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第二サンギヤＳ２に、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が減速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクが増幅されて伝達される。ここで、上記のとおり、中間軸Ｍには、第一差動歯車装置ＰＧ１により第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されると共にトルクＴ２が増幅されて伝達される。従って、この減速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６１】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１・λ２／{（１＋λ１）・（１＋λ２）}倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）・（１＋λ２）／（λ１・λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、λ２／（１＋λ２）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６２】
同速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達するモードである。同速モードでは、図３に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。同速モードでは、図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６３】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである第二サンギヤＳ２に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度がそのまま伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクがそのまま伝達される。従って、この同速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速された回転がそのまま出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたトルクがそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００６４】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／λ１倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６５】
増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。増速モードでは、図３に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２とが一体回転する状態となる。増速モードでは、図４の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６６】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤＳ２に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第二リングギヤＲ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１及び第二回転電機ＭＧ２と一体回転するように駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達されると共に、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００６７】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、（１＋λ１＋λ１・λ２）／（１＋λ１＋λ２＋λ１・λ２）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１＋λ２＋λ１・λ２）／（１＋λ１＋λ１・λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ１＋λ１・λ２）／{λ１・（１＋λ２）}倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００６８】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２により全体として増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２からは第一差動歯車装置ＰＧ１により既に減速された回転が中間軸Ｍに伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００７０】
２．第二の実施形態
本発明の第二の実施形態について図面に基づいて説明する。図５は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図５は、図１と同様、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を駆動装置ケースＤｃ内に収容して備える点で上記第一の実施形態と同様である。また、動力分配装置ＰＴの構成についても同様である。但し、本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２と第一差動歯車装置ＰＧ１や出力軸Ｏ等との具体的な連結関係が上記第一の実施形態とは異なっている。それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える複数のモードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な動作状態も上記第一の実施形態とは一部異なっている。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に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００７１】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２と、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００７２】
２−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図５に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２と一体回転するように駆動連結されている。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００７３】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１を介して第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に選択的に駆動連結される。第二キャリヤＣＡ２は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二キャリヤＣＡ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二リングギヤＲ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二リングギヤＲ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。図７の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、及び第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００７４】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第二クラッチＣ２を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【００７５】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２以外の１つの回転要素である第二サンギヤＳ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一サンギヤＳ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【００７６】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【００７７】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２及び出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２以外の残余の回転要素である第二サンギヤＳ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【００７８】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、上記第一の実施形態における図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【００７９】
２−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図６は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。また、図７は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。これらの図における表記は、上記第一の実施形態における図３及び図４と同様である。また、図７の左側に示す動力分配装置ＰＴの速度線図の状態についても、上記第一の実施形態と同様である。
【００８０】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図６に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２とが一体回転する状態となる。減速モードでは、図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００８１】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第二サンギヤＳ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤＳ１及び第二回転電機ＭＧ２と一体回転するように駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度、及び第一クラッチＣ１を介して第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度、の双方が減速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルク及び第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２の双方が増幅されて伝達される。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、中間軸Ｍのトルクよりも大きい割合で増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８２】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、（λ１−λ２）／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／（λ１−λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（λ１−λ２）／λ１倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８３】
同速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達するモードである。同速モードでは、図６に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二リングギヤＲ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。同速モードでは、図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００８４】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである第二キャリヤＣＡ２に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度がそのまま伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクがそのまま伝達される。従って、この同速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速された回転がそのまま出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたトルクがそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００８５】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／λ１倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８６】
増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。増速モードでは、図６に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２がケースＤｃに固定される。増速モードでは、図７の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍには、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１に駆動連結された第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。また、中間軸Ｍには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【００８７】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤＳ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、一体連結要素ＥＬとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、中間軸Ｍのトルクが減衰されて伝達される。但し、図７の速度線図からも明らかなように、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、全体としては、出力軸Ｏには第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達される。従って、この増速モードでは、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速された回転が増速され、全体としては第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたトルクが減衰され、全体としては第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８８】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１・（１＋λ２）／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／{λ１・（１＋λ２）}倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ２）倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８９】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２により全体として増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。
【００９０】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２からは第一差動歯車装置ＰＧ１により既に減速された回転が中間軸Ｍに伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００９１】
３．第三の実施形態
本発明の第三の実施形態について図面に基づいて説明する。図８は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図８は、図１と同様、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を駆動装置ケースＤｃ内に収容して備える点で上記第一の実施形態と同様である。また、動力分配装置ＰＴの構成についても同様である。但し、本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な構成や、第二差動歯車装置ＰＧ２と第一差動歯車装置ＰＧ１や出力軸Ｏ等との具体的な連結関係が上記第一の実施形態とは異なっている。それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える複数のモードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な動作状態も上記第一の実施形態とは異なっている。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に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００９２】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２と、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【００９３】
３−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図８に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２に選択的に駆動連結される。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００９４】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数組のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、互いに噛み合う一対のピニオンギヤの一方に噛み合う第二サンギヤＳ２及び他方に噛み合う第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定されると共に、第一クラッチＣ１を介して動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。第二リングギヤＲ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二リングギヤＲ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。図１０の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二キャリヤＣＡ２、第二リングギヤＲ２、及び第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【００９５】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第二クラッチＣ２を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【００９６】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２以外の１つの回転要素である第二キャリヤＣＡ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一キャリヤＣＡ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【００９７】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【００９８】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２及び出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２以外の残余の回転要素である第二キャリヤＣＡ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【００９９】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、上記第一の実施形態における図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【０１００】
３−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図９は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。この図９に示すように、本実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈは、「減速モード」、「第一増速モード」、及び「第二増速モード」の３つのモードを切替可能に備えている。図９に示されている３つのモードの配列に関しては、上記第一の実施形態と同様、全体変速比の順である。図９及び図１０においては、減速モード、第一増速モード、及び第二増速モードを、それぞれ第１速段を表す「１ｓｔ」、第２速段を表す「２ｎｄ」、及び第３速段を表す「３ｒｄ」として表示又は併記している。また、図１０は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。これらの図における表記は、上記第一の実施形態における図３及び図４と同様である。また、図１０の左側に示す動力分配装置ＰＴの速度線図の状態についても、上記第一の実施形態と同様である。
【０１０１】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図９に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２がケースＤｃに固定される。減速モードでは、図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１０２】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二キャリヤＣＡ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増速された中間軸Ｍの回転速度が全体として減速されて伝達される。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１０３】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ２倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、１／λ２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、λ２・（１＋λ１）／λ１倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１０４】
第一増速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を後述する第二増速モードの全体変速比（全体減速比）よりも大きい全体変速比で増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。すなわち、第一増速モードの全体変速比は、「１」よりも小さく、かつ第二増速モードの全体変速比よりも大きい値となる。第一増速モードでは、図９に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。第一増速モードでは、図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１０５】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二リングギヤＲ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二キャリヤＣＡ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１及び中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結され、回転速度の順で他方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１０６】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、（λ１＋λ２）／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／（λ１＋λ２）倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（λ１＋λ２）／λ１倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１０７】
第二増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を上記第一増速モードの全体変速比（全体減速比）よりも小さい全体変速比で増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。第二増速モードでは、図９に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。第二増速モードでは、図１０の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１０８】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二リングギヤＲ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２がそのまま伝達される。
【０１０９】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、同じ大きさのまま（１倍に変換されて）出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ１）／λ１倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、中間軸Ｍの回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達されるのに対して、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。
【０１１０】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのうち、少なくとも減速モード及び第一増速モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。また、第二増速モードにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は減衰されることなくそのまま出力軸Ｏに伝達されるので、第二増速モード選択時に第二回転電機ＭＧ２によるアシストトルクが小さくなる等の不都合もほとんどない。
【０１１１】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２に一体的に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速され、或いは中間軸Ｍの回転速度が増速されるのに対して同速のまま、出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、モード切替時における変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【０１１２】
４．第四の実施形態
本発明の第四の実施形態について図面に基づいて説明する。図１１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的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、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力軸Ｉの駆動力を第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏに駆動連結される中間軸Ｍとに分配する動力分配装置ＰＴと、を駆動装置ケースＤｃ内に収容して備える点で上記第一の実施形態と同様である。また、動力分配装置ＰＴの構成についても同様である。但し、本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２と第一差動歯車装置ＰＧ１や出力軸Ｏ等との具体的な連結関係が上記第一の実施形態とは異なっている。それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが切替可能に備える複数のモードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的な動作状態も上記第一の実施形態とは異なっている。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に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【０１１３】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に、ケースＤｃに固定された固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１、中間軸Ｍに駆動連結された入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１、及び第二回転電機ＭＧ２に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１、となる３つの回転要素を有し、第二差動歯車装置ＰＧ２は、出力軸Ｏに駆動連結された出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２と、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体的に駆動連結された一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２と、を含む３つの回転要素を有し、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速モードと、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えた点に特徴を有する。これにより、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【０１１４】
４−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１１に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤＳ１及び第一リングギヤＲ１とを回転要素として有している。第一サンギヤＳ１は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一サンギヤＳ１が本発明における「第二回転電機連結要素ＥＭ」に相当する。第一サンギヤＳ１は、更に第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と一体回転するように駆動連結されている。第一キャリヤＣＡ１は、動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０に駆動連結された中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第一キャリヤＣＡ１が本発明における「入力要素ＥＩ」に相当する。第一キャリヤＣＡ１は、更に第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２に選択的に駆動連結される。第一リングギヤＲ１は、ケースＤｃに固定されている。従って、本実施形態においては、第一リングギヤＲ１が本発明における「固定要素ＥＳ」に相当する。図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、第一サンギヤＳ１となっている。従って、本実施形態では、これらの第一リングギヤＲ１、第一キャリヤＣＡ１、及び第一サンギヤＳ１が、それぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【０１１５】
第二差動歯車装置ＰＧ２は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリヤＣＡ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤＳ２及び第二リングギヤＲ２とを回転要素として有している。第二サンギヤＳ２は、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二サンギヤＳ２が本発明における「一体連結要素ＥＬ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態においては、第二キャリヤＣＡ２が本発明における「出力要素ＥＯ」に相当する。第二キャリヤＣＡ２は、更に第一クラッチＣ１を介して動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０及びこれと一体回転する中間軸Ｍ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。第二リングギヤＲ２は、ブレーキＢによりケースＤｃに選択的に固定される。図１３の右側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３つの回転要素は、回転速度の順に、第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、第二サンギヤＳ２となっている。従って、本実施形態では、これらの第二リングギヤＲ２、第二キャリヤＣＡ２、及び第二サンギヤＳ２が、それぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の「第一回転要素Ｅ１」、「第二回転要素Ｅ２」、及び「第三回転要素Ｅ３」に相当する。
【０１１６】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第二クラッチＣ２及びブレーキＢを備えている。また、本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として更に第一クラッチＣ１を備えている。これらの係合要素としては、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等の摩擦係合要素を用いることができる。
【０１１７】
第一クラッチＣ１は、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２以外の１つの回転要素である第二キャリヤＣＡ２と、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１及び第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１のうち一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２とは一体的に駆動連結されていない方の回転要素である第一キャリヤＣＡ１と、を選択的に駆動連結するための係合要素である。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第一クラッチＣ１が本発明における「連結クラッチ」に相当する。
【０１１８】
第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結するための係合要素である。本実施形態では、第二クラッチＣ２は、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素のうち、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とを選択的に駆動連結する。この第二クラッチＣ２の係合状態では、第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２が有する３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。本実施形態においては、第二クラッチＣ２が本発明における「直結クラッチ」に相当する。
【０１１９】
ブレーキＢは、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２及び出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２以外の残余の回転要素である第二リングギヤＲ２を、ケースＤｃに選択的に固定するための係合要素である。このブレーキＢの係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定されて回転停止される。
【０１２０】
本実施形態では、これら３つの係合要素のうちのいずれか１つが、択一的に係合状態とされる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度をそれぞれ異なる変速比で変速して出力軸Ｏに伝達する３つの異なる動作モードを切り替えて実現することができるように構成されている。この際、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂへは、上記第一の実施形態における図２に示すように、主制御ユニット３１からの制御指令により動作する油圧制御装置３５から油圧が供給され、当該油圧により各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの係合又は解放が制御される。この油圧制御装置３５へは、図示しないオイルポンプにより発生した油圧が供給される。
【０１２１】
４−２．切り替え可能に備えられる複数のモード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能なモードについて説明する。図１２は、各モードでの各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂの作動状態を示す作動表である。また、図１３は、本実施形態における各モードでの動力分配装置ＰＴ、並びに第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態を表す速度線図である。これらの図における表記は、上記第一の実施形態における図３及び図４と同様である。また、図１３の左側に示す動力分配装置ＰＴの速度線図の状態についても、上記第一の実施形態と同様である。
【０１２２】
減速モード（１ｓｔ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達するモードである。減速モードでは、図１２に示すように、ブレーキＢが係合状態とされ、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は解放状態とされる。ブレーキＢが係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二リングギヤＲ２がケースＤｃに固定される。減速モードでは、図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１においては、回転速度の順で中間となる第一キャリヤＣＡ１に動力分配装置ＰＴの出力回転要素としてのリングギヤＲ０と一体回転する中間軸Ｍが駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤＲ１がケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤＳ１に第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２が駆動連結される。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１２３】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結されている。そして、回転速度の順で一方側となる第二リングギヤＲ２がブレーキＢによりケースＤｃに固定され、回転速度の順で他方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増速された中間軸Ｍの回転速度が全体として減速されて伝達される。この際、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１２４】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ２／（１＋λ２）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ２）／λ２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、λ２・（１＋λ１）／{λ１・（１＋λ２）}倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１２５】
同速モード（２ｎｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達するモードである。同速モードでは、図１２に示すように、第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第二クラッチＣ２及びブレーキＢは解放状態とされる。第一クラッチＣ１が係合されることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第二キャリヤＣＡ２とが一体回転する状態となる。同速モードでは、図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とが同一直線状となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１２６】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つであって回転速度の順で中間となる第二キャリヤＣＡ２に出力軸Ｏが駆動連結されていると共に、当該第二キャリヤＣＡ２が、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第一キャリヤＣＡ１及び中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結される。そして、回転速度の順で一方側となる一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が減速されて伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度がそのまま伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２が増幅されて伝達される。
【０１２７】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、λ１／（１＋λ１）倍に変速（ここでは、減速）されて出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、（１＋λ１）／λ１倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。従って、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１２８】
増速モード（３ｒｄ）は、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより、中間軸Ｍの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するモードである。増速モードでは、図１２に示すように、第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一クラッチＣ１及びブレーキＢは解放状態とされる。第二クラッチＣ２が係合されることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ２と第二キャリヤＣＡ２とが駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。増速モードでは、図１３の右側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１を表す直線と第二差動歯車装置ＰＧ２を表す直線とは別の直線となる。破線で示される第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記減速モードにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態と同様である。このため、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。
【０１２９】
また、実線で示される第二差動歯車装置ＰＧ２においては、３つの回転要素のうちの１つである一体連結要素ＥＬとしての第二サンギヤＳ２に、第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１が一体的に駆動連結される。この第一サンギヤＳ１には、上記のとおり中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、第一サンギヤＳ１には、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達される。そして、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素の全てが一体回転する状態となる。このため、出力要素ＥＯとしての第二キャリヤＣＡ２に駆動連結された出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２の回転速度がそのまま伝達されると共に、中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２がそのまま伝達される。
【０１３０】
具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１と第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ２とを用いて、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、同速のまま（１倍に変速されて）出力軸Ｏに伝達される。また、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は、同じ大きさのまま（１倍に変換されて）出力軸Ｏに伝達される。なお、中間軸Ｍの回転速度は、（１＋λ１）／λ１倍に変速（ここでは、増速）されて出力軸Ｏに伝達される。従って、中間軸Ｍの回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達されるのに対して、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。
【０１３１】
以上に説明したように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのうち、少なくとも減速モード及び同速モードにおいて、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて出力軸Ｏに伝達される。よって、第二回転電機ＭＧ２の体格を大型化させることなく第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能とすることができる。なお、第二回転電機ＭＧ２によるトルクアシストを一定の大きさに維持したままで第二回転電機ＭＧ２の体格を小型化させることも可能である。また、増速モードにおいても、第二回転電機ＭＧ２のトルクＴ２は減衰されることなくそのまま出力軸Ｏに伝達されるので、増速モード選択時に第二回転電機ＭＧ２によるアシストトルクが小さくなる等の不都合もほとんどない。
【０１３２】
また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈでは、切替可能に備えられる３つの動作モードのいずれにおいても、第二回転電機ＭＧ２に一体的に駆動連結された第二回転電機連結要素ＥＭとしての第一サンギヤＳ１には、入力要素ＥＩとしての第一キャリヤＣＡ１に駆動連結された中間軸Ｍの回転速度が増速されて伝達されるので、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は、常に、中間軸Ｍの回転速度よりも大きい割合で減速され、或いは中間軸Ｍの回転速度が増速されるのに対して同速のまま、出力軸Ｏに伝達される。すなわち、全体変速比は、常に第二回転電機ＭＧ２についての変速比よりも小さくなる。その結果、従来から良く知られたような中間軸Ｍと第二回転電機ＭＧ２とが一体回転するように駆動連結された構成のハイブリッド駆動装置と比較して、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストを可能としつつ、モード切替時における２つのモード間の全体変速比の比である変速ステップを小さく抑えることができる。よって、モード切替時に出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を小さく抑えることができるので、変速ショックの発生を抑制することができる。或いは、当該変速ショックを低減させるために、出力軸Ｏに伝達されるトルク変動を打ち消すように、アシストトルクＴ２とは別に第二回転電機ＭＧ２から出力すべきトルクを低減することが可能となる。そのため、装置全体のエネルギ効率を低下させることもほとんどない。従って、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２による大きなトルクアシストが可能でありながら、モード切替時における変速ショックの発生や装置全体のエネルギ効率の低下が抑制されたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。
【０１３３】
〔その他の実施形態〕
（１）上記の各実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、（ａ）第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち一体連結要素ＥＬ以外の１つの回転要素と、入力要素ＥＩ及び第二回転電機連結要素ＥＭのうち一体連結要素ＥＬとは一体的に駆動連結されていない方の回転要素とを選択的に駆動連結する連結クラッチとしての第一クラッチＣ１、（ｂ）第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうち、一体連結要素ＥＬ及び出力要素ＥＯ以外の残余の回転要素を、ケースＤｃに選択的に固定するブレーキＢ、及び（ｃ）第二差動歯車装置ＰＧ２の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に一体回転させる直結クラッチとしての第二クラッチＣ２、の３つの係合要素を全て備え、これら３つの係合要素が、択一的に係合状態とされる場合を例として説明した。また、それにより、ハイブリッド駆動装置Ｈが、実現可能な動作モードとして、減速モード及び増速モードを含む３つのモードを切替可能に備え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ない。すなわち、上記３つの係合要素のうち、ブレーキＢを含む２つの係合要素のみを備えた構成とし、当該備えられる少なくとも２つの係合要素が、択一的に係合状態とされ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。
【０１３４】
例えば上記第一の実施形態、上記第二の実施形態、及び上記第三の実施形態において、直結クラッチとしての第二クラッチＣ２を取り除いて連結クラッチとしての第一クラッチＣ１及びブレーキＢのみを備えた構成とすると共に、減速モード及び増速モード（上記第三の実施形態においては、第一増速モード）の２つのモードのみを切替可能に備えた構成とすることができる。また例えば上記第三の実施形態において、連結クラッチとしての第一クラッチＣ１を取り除いて直結クラッチとしての第二クラッチＣ２及びブレーキＢのみを備えた構成とすると共に、減速モード及び第二増速モードの２つのモードのみを切替可能に備えた構成とすることができる。また例えば上記第四の実施形態において、連結クラッチとしての第一クラッチＣ１を取り除いて直結クラッチとしての第二クラッチＣ２及びブレーキＢのみを備えた構成とすると共に、減速モード及び増速モードの２つのモードのみを切替可能に備えた構成とすることができる。
【０１３５】
（２）上記の各実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、実現可能な動作モードとして、減速モード、同速モード、及び増速モードの３つのモード、又は、減速モード、第一増速モード、及び第二増速モードの３つのモードを切替可能に備え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ない。すなわち、ハイブリッド駆動装置Ｈが４つ以上のモードを切替可能に備えた構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
この場合、例えば上記第三の実施形態において説明したハイブリッド駆動装置Ｈの構成において、第一差動歯車装置ＰＧ１の固定要素ＥＳとしての第一リングギヤＲ１を、非回転部材としてのケースＤｃに選択的に固定可能とすると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１の３つの回転要素のうちの２つを選択的に駆動連結可能な構成とすることによって、４つのモードを切替可能に備えた構成を実現することができる。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一リングギヤＲ１をケースＤｃに選択的に固定する第二のブレーキ（第二ブレーキ）と、第一差動歯車装置ＰＧ１の３つの回転要素のうちの２つを選択的に駆動連結して、第一差動歯車装置ＰＧ１が有する３つの回転要素の全てを一体回転させるための第二の直結クラッチ（第三クラッチ）と、を更に備えた構成とすれば良い。この構成では、上記第二ブレーキを解放すると共に上記第三クラッチを係合させた状態で、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を更に係合させることで、上記第三の実施形態において説明した３つのモード以外の第四のモードとして、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２とが協働することにより中間軸Ｍの回転速度を同速のまま出力軸Ｏに伝達する同速モードを更に実現可能とすることができる。
【０１３６】
（３）上記の各実施形態において説明した各差動歯車装置の具体的構成及び連結関係、並びに差動歯車装置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、本発明の範囲に含まれる。
【０１３７】
（４）上記の各実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２が、いずれも遊星歯車機構により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明における差動歯車装置（第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の一方又は双方）の構成は、遊星歯車機構に限定されない。すなわち、例えば複数の傘歯車を組み合わせた構成等のように、他の形態の歯車機構を用いて差動歯車装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、入力部材の駆動力を第一回転電機と出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
Ｈ ハイブリッド駆動装置
Ｅ エンジン
Ｉ 入力軸（入力部材）
Ｍ 中間軸（中間出力部材）
Ｏ 出力軸（出力部材）
ＭＧ１ 第一回転電機
ＭＧ２ 第二回転電機
ＰＴ 動力分配装置
ＰＧ１ 第一差動歯車装置
Ｓ１ 第一サンギヤ
ＣＡ１ 第一キャリヤ
Ｒ１ 第一リングギヤ
ＰＧ２ 第二差動歯車装置
Ｓ２ 第二サンギヤ
ＣＡ２ 第二キャリヤ
Ｒ２ 第二リングギヤ
Ｄｃ 駆動装置ケース（非回転部材）
Ｃ１ 第一クラッチ（連結クラッチ）
Ｃ２ 第二クラッチ（直結クラッチ）
Ｂ ブレーキ
ＥＩ 入力要素
ＥＯ 出力要素
ＥＳ 固定要素
ＥＭ 第二回転電機連結要素
ＥＬ 一体連結要素
Ｅ１ 第一回転要素
Ｅ２ 第二回転要素
Ｅ３ 第三回転要素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に、非回転部材に固定された固定要素、前記中間出力部材に駆動連結された入力要素、及び前記第二回転電機に駆動連結された第二回転電機連結要素、となる３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、
前記出力部材に駆動連結された出力要素と、前記入力要素及び前記第二回転電機連結要素のいずれか一方と一体的に駆動連結された一体連結要素と、を含む３つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、
前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する減速モードと、前記中間出力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記減速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が減速されて前記出力部材に伝達され、
前記増速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が、減速されて又は同速のまま前記出力部材に伝達される請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を同速のまま前記出力部材に伝達すると共に、前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する同速モードを更に切替可能に備えた請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち前記一体連結要素以外の１つの回転要素と、前記入力要素及び前記第二回転電機連結要素のいずれか他方とを選択的に駆動連結する連結クラッチと、
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち、前記一体連結要素及び前記出力要素以外の残余の回転要素を、非回転部材に選択的に固定するブレーキと、
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する直結クラッチと、の３つの係合要素のうち、少なくとも２つの係合要素を備え、
当該備えられる少なくとも２つの前記係合要素が、択一的に係合状態とされる請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第二回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第一回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチを更に備えた請求項５から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記第一差動歯車装置の第二回転要素と、前記第二差動歯車装置の第一回転要素又は第二回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチを更に備えた請求項８に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に、非回転部材に固定された固定要素、前記中間出力部材に駆動連結された入力要素、及び前記第二回転電機に駆動連結された第二回転電機連結要素、となる３つの回転要素を有する第一差動歯車装置と、
前記出力部材に駆動連結された出力要素と、前記入力要素及び前記第二回転電機連結要素のいずれか一方と一体的に駆動連結された一体連結要素と、を含む３つの回転要素を有する第二差動歯車装置と、を備え、
前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する減速モードと、前記中間出力部材の回転速度を増速して前記出力部材に伝達する増速モードと、を含む複数のモードを切替可能に備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記減速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が減速されて前記出力部材に伝達され、
前記増速モードでは、前記第二回転電機の回転速度が、減速されて又は同速のまま前記出力部材に伝達される請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第一差動歯車装置と前記第二差動歯車装置とが協働することにより、前記中間出力部材の回転速度を同速のまま前記出力部材に伝達すると共に、前記第二回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する同速モードを更に切替可能に備えた請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち前記一体連結要素以外の１つの回転要素と、前記入力要素及び前記第二回転電機連結要素のいずれか他方とを選択的に駆動連結する連結クラッチと、
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうち、前記一体連結要素及び前記出力要素以外の残余の回転要素を、非回転部材に選択的に固定するブレーキと、
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する直結クラッチと、の３つの係合要素のうち、少なくとも２つの係合要素を備え、
当該備えられる少なくとも２つの前記係合要素が、択一的に係合状態とされる請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第二回転要素が前記第一差動歯車装置の第二回転要素に一体的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第三回転要素と前記第二差動歯車装置の第三回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の第二回転要素と前記第二差動歯車装置の第一回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチと、前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の駆動力を前記第一回転電機と前記出力部材に駆動連結される中間出力部材とに分配する動力分配装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素となる３つの回転要素をそれぞれ有する第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備え、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記中間出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第二回転電機に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第二回転要素が前記出力部材に駆動連結され、第三回転要素が前記第一差動歯車装置の第三回転要素に一体的に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチと、を備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記第二差動歯車装置の３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に駆動連結する第二クラッチを更に備えた請求項５から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記第一差動歯車装置の第二回転要素と、前記第二差動歯車装置の第一回転要素又は第二回転要素とを選択的に駆動連結する第一クラッチを更に備えた請求項８に記載のハイブリッド駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１０５１０１（Ｐ２０１１−１０５１０１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６１１７０（Ｐ２００９−２６１１７０）
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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