(57)【要約】【課題】エンジントルクの反力受けとなる一方の回転電機の回転速度の絶対値が大きくなることを抑制しつつ幅広い速度域で出力部材を駆動可能とするように複数のモードを切り替え可能に備えたハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクを所定の基準トルク変換比で出力部材Ｏに伝達する第一トルクコンバータモードと、中間出力トルクを基準トルク変換比で出力部材Ｏに伝達する第一トルクスプリットモードと、第一トルクコンバータモードよりも入力トルクを増幅して出力部材Ｏに伝達する第二トルクスプリットモード、及び第一トルクスプリットモードよりも入力トルクを減衰して出力部材Ｏに伝達する第二トルクコンバータモード、の少なくとも一方と、を入力トルクが出力部材Ｏに伝達されるまでの総トルク変換比の順に切り替え可能に備える。【選択図】図１３
2010234966.tif 000002
【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、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第二回転電機が前記差動歯車装置を介さずに前記出力部材に駆動連結され、
前記差動歯車装置が備える少なくとも３つの回転要素に対する、前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機の駆動連結関係に関して、回転速度の順が、前記第一回転電機に駆動連結された第一回転電機連結要素、前記出力部材に駆動連結された出力回転要素、前記入力部材に駆動連結された入力回転要素の順となるように駆動連結して前記入力回転要素に伝達される前記入力部材のトルクである入力トルクに対して増幅された中間出力トルクを前記出力回転要素に伝達するトルクコンバータモードであって、前記出力回転要素に伝達された前記中間出力トルクを所定の基準トルク変換比で前記出力部材に伝達する第一トルクコンバータモードと、
前記駆動連結関係に関して、回転速度の順が、前記第一回転電機連結要素、前記入力回転要素、前記出力回転要素の順となるように駆動連結して前記入力トルクに対して減衰された中間出力トルクを前記出力回転要素に伝達するトルクスプリットモードであって、前記出力回転要素に伝達された前記中間出力トルクを前記基準トルク変換比で前記出力部材に伝達する第一トルクスプリットモードと、
前記トルクスプリットモードであって前記第一トルクコンバータモードよりも前記入力トルクを増幅して前記出力部材に伝達する第二トルクスプリットモード、及び前記トルクコンバータモードであって前記第一トルクスプリットモードよりも前記入力トルクを減衰して前記出力部材に伝達する第二トルクコンバータモード、の少なくとも一方と、
を前記入力トルクが前記出力部材に伝達されるまでの総トルク変換比の順に切り替え可能に備えるハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記複数のモードの全てが、前記総トルク変換比の順で隣接する他のモードとの切替点までの間に、前記第一回転電機の回転速度がゼロとなる点を通過するように構成されている請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第一回転電機は、前記第一トルクコンバータモード及び前記第二トルクコンバータモードでは、前記入力トルクに対する反力として正方向のトルクを出力し、前記第一トルクスプリットモード及び前記第二トルクスプリットモードでは、前記入力トルクに対する反力として負方向のトルクを出力する請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記総トルク変換比の順で隣接する２つのモード間のトルク変換比のステップが、他のモード間のトルク変換比のステップと略均等となるように設定されている請求項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】
前記差動歯車装置は、前記トルクコンバータモードと前記トルクスプリットモードとの切り替えを行う基本モード切替用の第一差動歯車装置であり、
この第一差動歯車装置の他に、前記出力回転要素に伝達された前記中間出力トルクを増幅又は減衰して前記出力部材に伝達するトルク増減用の第二差動歯車装置を備える請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記第一差動歯車装置において、前記トルクコンバータモードを実現した状態で前記入力トルクが前記出力回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一増幅比とし、前記トルクスプリットモードを実現した状態で前記入力トルクが前記出力回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一減衰比とするとともに、
前記第二差動歯車装置において、前記出力回転要素に伝達された中間出力トルクが増幅されて前記出力部材に伝達される際のトルク変換比を第二増幅比とし、前記出力回転要素に伝達された中間出力トルクが減衰されて前記出力部材に伝達される際のトルク変換比を第二減衰比とした場合に、
前記第一減衰比に前記第二増幅比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一増幅比よりもトルク増幅側の値となり、前記第一増幅比に前記第二減衰比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一減衰比よりもトルク減衰側の値となるように設定されている請求項５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記第一差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を備え、前記第一回転要素が前記第一回転電機に駆動連結された前記第一回転電機連結要素であり、前記第三回転要素が前記入力部材に駆動連結された前記入力回転要素であり、前記第二回転要素及び前記第四回転要素のいずれか一方が選択的に前記出力部材に駆動連結される前記出力回転要素となる請求項５又は６に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記第二差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備え、前記第二差動歯車装置の第一回転要素はブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素は第一クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第四回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第二クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素は第三クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第二回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第四クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結される請求項７に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
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、第一差動歯車装置と、第二差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第二回転電機が前記差動歯車装置を介さずに前記出力部材に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が前記第一回転電機に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が前記入力部材に駆動連結され、
前記第二差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備え、前記第二差動歯車装置の第一回転要素がブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素が第一クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第四回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第二クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が第三クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第二回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第四クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結されるハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記第一差動歯車装置において、第一回転要素を支点として第三回転要素のトルクが第二回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一増幅比とし、第一回転要素を支点として第三回転要素のトルクが第四回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一減衰比とするとともに、
前記第二差動歯車装置において、第一回転要素を支点として第三回転要素のトルクが第二回転要素に伝達される際のトルク変換比を第二増幅比とし、第一回転要素を支点として第二回転要素のトルクが第三回転要素に伝達される際のトルク変換比を第二減衰比とした場合に、
前記第一減衰比に前記第二増幅比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一増幅比よりもトルク増幅側の値となり、前記第一増幅比に前記第二減衰比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一減衰比よりもトルク減衰側の値となるように設定されている請求項９に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記第一差動歯車装置は、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの３つの回転要素をそれぞれ備えたシングルピニオン型の第一遊星歯車機構とダブルピニオン型の第二遊星歯車機構とで構成され、
前記第一差動歯車装置の第一回転要素は前記第一遊星歯車機構のサンギヤで構成され、前記第一差動歯車装置の第二回転要素は前記第二遊星歯車機構のサンギヤで構成され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素は互いに一体回転するように駆動連結された前記第一遊星歯車機構のキャリヤ及び前記第二遊星歯車機構のリングギヤで構成され、前記第一差動歯車装置の第四回転要素は互いに一体回転するように駆動連結された前記第一遊星歯車機構のリングギヤ及び前記第二遊星歯車機構のキャリヤで構成され、
前記第二差動歯車装置は、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の第三遊星歯車機構で構成され、
前記第二差動歯車装置の第一回転要素は前記第三遊星歯車機構のリングギヤで構成され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素は前記第三遊星歯車機構のキャリヤで構成され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素は前記第三遊星歯車機構のサンギヤで構成されている請求項９又は１０に記載のハイブリッド駆動装置。
【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、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置として、例えば、下記の特許文献１に記載の装置が既に知られている。このハイブリッド駆動装置は、４つの回転要素を有する差動歯車装置を用い、エンジン、出力部材としての駆動軸、及びエンジントルクの反力受けとなるいずれか一方の回転電機を、それぞれ異なる回転要素に駆動連結し、当該一方の回転電機のトルクを反力としてエンジンのトルクを駆動軸に伝達する構成となっている。この際、反力受けとならない他方の回転電機は、差動歯車装置のいずれかの回転要素に駆動連結され、基本的にはエンジンのトルクを補助する機能を果たす。そして、このハイブリッド駆動装置は、反力受けとなる回転電機の回転速度を変化させることにより、エンジンの回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する。また、このハイブリッド駆動装置は、２つの回転電機が駆動連結される回転要素を切り替えることにより、エンジンのトルクが駆動軸に伝達される際のトルク変換比が異なる複数のモードを切り替えることができるように構成されている。
【０００３】
より具体的には、このハイブリッド駆動装置では、差動歯車装置は回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素の４つの回転要素を備えており、第一モードでは第一回転要素に第一回転電機、第二回転要素にエンジン、第三回転要素に駆動軸及び第二回転電機が駆動連結される。この第一モードでは、第一回転電機が反力受けとなり、エンジンからのトルクが減衰されて駆動軸に伝達される。この際、第二回転電機は、駆動軸と一体回転するように駆動連結された状態でエンジントルクの補助を行う。第一モードは、低速時のモードとされている。第二モードでは、第一回転要素に第一回転電機、第二回転要素にエンジン、第三回転要素に駆動軸、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。この第二モードでも、第一回転電機が反力受けとなり、エンジンからのトルクが減衰されて駆動軸に伝達される。但し、第二モードでは、第二回転電機は、駆動軸とは異なる回転要素に駆動連結されており、第一回転電機のトルクを反力として増幅したトルクを駆動軸に伝達する状態でエンジントルクの補助を行う。第二モードは、中速時のモードとされている。第三モードでは、第二回転要素にエンジン及び第一回転電機、第三回転要素に駆動軸、第四回転要素に第二回転電機が駆動連結される。この第三モードでは、第二回転電機が反力受けとなり、エンジンからのトルクが増幅されて駆動軸に伝達される。この際、第一回転電機は、エンジンと一体回転するように駆動連結された状態でエンジントルクの補助を行う。第三モードは、高速時のモードとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９７５９０号公報（段落００５４〜００６４、図８〜１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のハイブリッド駆動装置では、第一モード及び第二モードにおいて反力受けとなる第一回転電機は、特に駆動軸の回転速度が低い低速時に回転速度が高くなる。また、第三モードにおいて反力受けとなる第二回転電機は、駆動軸の回転速度が高い高速時に、駆動軸よりも高回転の非常に高い回転速度となる。このように、上記のハイブリッド駆動装置では、反力受けとなる回転電機の回転速度の絶対値が大きくなりがちであるため、当該反力受けとなる回転電機を駆動するためにエンジンの仕事を電力に変換する割合を高くする必要がある。従って、電力変換による損失が拡大し易く、ハイブリッド駆動装置のエネルギー効率を高めることが困難であるという問題がある。
【０００６】
また、上記のハイブリッド駆動装置では、第二モード及び第三モードにおいて、第一回転電機及び第二回転電機の双方が駆動軸とは異なる回転要素に駆動連結された状態となる。このため、車両が減速するためにエンジンを停止して回生制動を行う際には、第一回転電機と第二回転電機の双方が出力するトルクの均衡を保ちながら回生（発電）を行い、適切な減速度で駆動軸の回転速度を低下させるように適切に制御を行う必要がある。しかしながら、このような制御を適切に行うことは難しく、回生制動時に出力部材に伝達される駆動力の状態が不連続となることや回生効率の低下等の問題が生じる可能性がある。
【０００７】
更に、上記のハイブリッド駆動装置では、モード切替時に、駆動連結される回転要素が切り替わるいずれか一方の回転電機について、回転速度を変化させて別の回転要素に駆動連結させるようにクラッチを係合させる必要がある。そのため、モード切替後に当該回転電機が係合する回転要素に対して回転速度が異なる状態で当該回転電機を駆動連結すると、当該駆動連結を実現するためのクラッチに係合ショックが発生することになる。一方、モード切替前に駆動連結されていた回転要素から当該回転電機を分離し、モード切替後に駆動連結される回転要素に回転速度を合わせてから駆動連結すると、当該駆動連結を実現するためのクラッチにおける係合ショックは発生しないが、当該回転電機がいずれの回転要素にも駆動連結されていない状態が生じ、駆動軸に伝達される駆動力が途切れることになる。そのため、いずれにしても、上記のハイブリッド駆動装置では、モード切替時に出力部材に伝達される駆動力の状態が不連続となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンのトルクに対する反力受けとなる一方の回転電機の回転速度の絶対値が大きくなることを抑制しつつ幅広い速度域で出力部材を駆動可能とするように複数のモードを切り替え可能に備え、更にはこれらの複数のモードのいずれにおいても回転電機が出力部材に駆動連結された状態となり回生制動を適切に行うことが可能なハイブリッド駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る、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、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、前記第二回転電機が前記差動歯車装置を介さずに前記出力部材に駆動連結され、前記差動歯車装置が備える少なくとも３つの回転要素に対する、前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機の駆動連結関係に関して、回転速度の順が、前記第一回転電機に駆動連結された第一回転電機連結要素、前記出力部材に駆動連結された出力回転要素、前記入力部材に駆動連結された入力回転要素の順となるように駆動連結して前記入力回転要素に伝達される前記入力部材のトルクである入力トルクに対して増幅された中間出力トルクを前記出力回転要素に伝達するトルクコンバータモードであって、前記出力回転要素に伝達された前記中間出力トルクを所定の基準トルク変換比で前記出力部材に伝達する第一トルクコンバータモードと、前記駆動連結関係に関して、回転速度の順が、前記第一回転電機連結要素、前記入力回転要素、前記出力回転要素の順となるように駆動連結して前記入力トルクに対して減衰された中間出力トルクを前記出力回転要素に伝達するトルクスプリットモードであって、前記出力回転要素に伝達された前記中間出力トルクを前記基準トルク変換比で前記出力部材に伝達する第一トルクスプリットモードと、前記トルクスプリットモードであって前記第一トルクコンバータモードよりも前記入力トルクを増幅して前記出力部材に伝達する第二トルクスプリットモード、及び前記トルクコンバータモードであって前記第一トルクスプリットモードよりも前記入力トルクを減衰して前記出力部材に伝達する第二トルクコンバータモード、の少なくとも一方と、を前記入力トルクが前記出力部材に伝達されるまでの総トルク変換比の順に切り替え可能に備える点にある。
【００１０】
なお、本願において「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、各差動歯車機構の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車機構が備える３つ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。
【００１１】
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。本願では、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各差動歯車機構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。本願において「トルク変換比」は、入力側の回転要素に伝達されたトルクが出力側の回転要素に伝達された際に変換されるトルクの比であり、ここでは、出力側の回転要素に伝達されたトルクを入力側の回転要素に伝達されたトルクにより除算した値とする。また、「トルク変換比の順」は、トルク変換比が大きい側から小さい側へ向かう順又はトルク変換比が小さい側から大きい側へ向かう順である。
【００１２】
この特徴構成によれば、ハイブリッド駆動装置は、４つ以上のモードを備える場合には、総トルク変換比の順に、第二トルクスプリットモード、第一トルクコンバータモード、第一トルクスプリットモード、第二トルクコンバータモードの４つのモードを切り替え可能に備えることになる。また、ハイブリッド駆動装置は、３つのモードを備える場合には、総トルク変換比の順に、第二トルクスプリットモード、第一トルクコンバータモード、第一トルクスプリットモードの３つのモードを切り替え可能に備え、或いは、第一トルクコンバータモード、第一トルクスプリットモード、第二トルクコンバータモードの３つのモードを切り替え可能に備えることになる。
【００１３】
ところで、第一及び第二のトルクスプリットモードでは、入力トルクに対する反力受けとなる第一回転電機は負方向のトルクを出力する状態となり、第一回転電機の回転速度は出力部材の回転速度の上昇に伴って低下する。一方、第一及び第二のトルクコンバータモードでは、入力トルクに対する反力受けとなる第一回転電機は正方向のトルクを出力する状態となり、第一回転電機の回転速度は出力部材の回転速度の上昇に伴って上昇する。そのため、出力部材の回転速度の上昇に伴って総トルク変換比の順にモードを切り替えると、第一回転電機の回転速度は上昇と下降を交互に行うことになる。これにより、反力受けとなる第一回転電機の回転速度の変化する方向が複数のモード間にわたって同じである場合に比べて第一回転電機の回転速度の絶対値が大きくなることを抑制することができる。従って、幅広い回転速度域で出力部材を駆動可能としつつ、入力部材（エンジン）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置のエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００１４】
また、この特徴構成によれば、第二回転電機が差動歯車装置を介さずに出力部材に駆動連結された状態とされているため、差動歯車装置の各回転要素に対する入力部材、出力部材、及び第一回転電機の駆動連結関係を切り替えて異なるモードに移行した場合にも第二回転電機が差動歯車装置を介さずに出力部材に駆動連結された状態が維持される。従って、いずれのモードにおいても出力部材に駆動連結された第二回転電機により回生制動を行うことができるので、第一回転電機とのトルクの均衡を保つ等の複雑な制御が不要となるとともに、出力部材からの駆動力を直接的に第二回転電機に伝達して効率的に回生を行うことができる。
【００１５】
上記のとおり、本願の特徴構成によれば、出力部材の回転速度の上昇に伴って総トルク変換比の順にモードを切り替えた際に、第一回転電機の回転速度は上昇と下降を交互に行う。従って、前記複数のモードの全てが、前記総トルク変換比の順で隣接する他のモードとの切替点までの間に、前記第一回転電機の回転速度がゼロとなる点を通過する構成とすることが可能である。
【００１６】
そして、このように構成すれば、複数のモードの全てに、入力部材（エンジン）の仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない点を有することになるとともに、反力受けとなる第一回転電機の回転速度の絶対値も更に低く抑えることが可能となる。従って、入力部材（エンジン）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置のエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００１７】
また、前記第一回転電機は、前記第一トルクコンバータモード及び前記第二トルクコンバータモードでは、前記入力トルクに対する反力として正方向のトルクを出力し、前記第一トルクスプリットモード及び前記第二トルクスプリットモードでは、前記入力トルクに対する反力として負方向のトルクを出力する構成とすると好適である。
【００１８】
この構成によれば、いずれのモードにおいても、入力回転要素に伝達される入力部材のトルクである入力トルクを、出力部材に駆動連結された出力回転要素に適切に伝達することができる。そして、各モードに応じた方向に出力される第一回転電機のトルクを反力として入力部材（エンジン）のトルクを出力部材に伝達しつつ、第一回転電機の回転速度を変化させることにより入力部材の回転速度を無段階に変速して出力部材に伝達する、いわゆる電気的無段変速を適切に実現することができる。
【００１９】
また、前記総トルク変換比の順で隣接する２つのモード間のトルク変換比のステップが、他のモード間のトルク変換比のステップと略均等となるように設定されていると好適である。ここで、トルク変換比のステップとは、隣接する２つのモード間で切り替わるトルク変換比の倍率に相当する。
【００２０】
この構成によれば、３つ以上のモードを切り替え可能に備える本願の構成において、異なるモード間での出力部材に伝達される駆動力の変化の程度を適切なものとすることができる。よって、幅広い出力部材の回転速度域にわたって適切な駆動力を出力可能な構成とすることができる。
【００２１】
また、前記差動歯車装置は、前記トルクコンバータモードと前記トルクスプリットモードとの切り替えを行う基本モード切替用の第一差動歯車装置であり、この第一差動歯車装置の他に、前記出力回転要素に伝達された前記中間出力トルクを増幅又は減衰して前記出力部材に伝達するトルク増減用の第二差動歯車装置を備えると好適である。
【００２２】
この構成によれば、第一差動歯車装置により、トルクコンバータモードを実現するための駆動連結関係とトルクスプリットモードを実現するための駆動連結関係とを切り替えて基本的なモード切替を行い、各モードに応じて出力回転要素に中間出力トルクを伝達することができる。そして、第二差動歯車装置により、当該出力回転要素に伝達された中間出力トルクを増幅又は減衰して出力部材に伝達する構成とすることができる。従って、これらの第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置の２つの差動歯車装置の組み合わせにより、第一トルクコンバータモード、第一トルクスプリットモード、第二トルクコンバータモード、第二トルクスプリットモードの４つのモードの中で少なくとも３つのモードを備えるハイブリッド駆動装置を適切に構成することができる。
【００２３】
また、このような第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を備える構成において、前記第一差動歯車装置において、前記トルクコンバータモードを実現した状態で前記入力トルクが前記出力回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一増幅比とし、前記トルクスプリットモードを実現した状態で前記入力トルクが前記出力回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一減衰比とするとともに、前記第二差動歯車装置において、前記出力回転要素に伝達された中間出力トルクが増幅されて前記出力部材に伝達される際のトルク変換比を第二増幅比とし、前記出力回転要素に伝達された中間出力トルクが減衰されて前記出力部材に伝達される際のトルク変換比を第二減衰比とした場合に、前記第一減衰比に前記第二増幅比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一増幅比よりもトルク増幅側の値となり、前記第一増幅比に前記第二減衰比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一減衰比よりもトルク減衰側の値となるように設定されていると好適である。
【００２４】
この構成によれば、上記のように基本モード切替用の第一差動歯車装置とトルク増減用の第二差動歯車装置を備える場合において、第二トルクスプリットモードが第一トルクコンバータモードよりも入力トルクを増幅して出力部材に伝達するモードとなり、第二トルクコンバータモードが第一トルクスプリットモードよりも入力トルクを減衰して出力部材に伝達するモードとなるように、適切に各差動歯車装置を設定することができる。
【００２５】
また、前記第一差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を備え、前記第一回転要素が前記第一回転電機に駆動連結された前記第一回転電機連結要素であり、前記第三回転要素が前記入力部材に駆動連結された前記入力回転要素であり、前記第二回転要素及び前記第四回転要素のいずれか一方が選択的に前記出力部材に駆動連結される前記出力回転要素となるように構成されていると好適である。
【００２６】
この構成によれば、第一差動歯車装置の第二回転要素が出力部材に駆動連結されて出力回転要素となった状態でトルクコンバータモードが実現され、第一差動歯車装置の第四回転要素が出力部材に駆動連結されて出力回転要素となった状態でトルクスプリットモードが実現される。従って、第一差動歯車装置を用いて当該第一差動歯車装置の各回転要素に対する入力部材、出力部材、及び第一回転電機の駆動連結関係を切り替えてトルクコンバータモードとトルクスプリットモードという基本モードの切替を行い、各モードに応じた中間出力トルクを各モードでの出力回転要素に伝達することができる。
【００２７】
また、上記の第一差動歯車装置の構成において、前記第二差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備え、前記第二差動歯車装置の第一回転要素はブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素は第一クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第四回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第二クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素は第三クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第二回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第四クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結されるように構成されていると好適である。
【００２８】
この構成によれば、第一トルクコンバータモード、第一トルクスプリットモード、第二トルクスプリットモード、第二トルクコンバータモードの４つのモードを切り替え可能に備えることができる。すなわち、第一クラッチ、第三クラッチ、及び第四クラッチの係合状態で、入力トルクに対して増幅されて出力回転要素に伝達される中間出力トルクをそのまま出力部材に伝達することができ、これにより第一トルクコンバータモードを実現できる。また、第一クラッチ、第二クラッチ、及び第三クラッチの係合状態で、入力トルクに対して減衰されて出力回転要素に伝達される中間出力トルクをそのまま出力部材に伝達することができ、これにより第一トルクスプリットモードを実現できる。更に、第一クラッチ、第四クラッチ、及びブレーキの係合状態で、入力トルクに対して減衰されて出力回転要素に伝達される中間出力トルクを増幅して出力部材に伝達することができ、これにより第二トルクスプリットモードを実現できる。また、第二クラッチ、第三クラッチ、及びブレーキの係合状態で、入力トルクに対して増幅されて出力回転要素に伝達される中間出力トルクを減衰して出力部材に伝達することができ、これにより第二トルクコンバータモードを実現できる。
【００２９】
また、この構成によれば、４つのクラッチ及び１つのブレーキの係合状態を切り替えてモードを切り替える際に、係合するクラッチ又はブレーキの両側の回転要素の回転速度が同じ状態で係合してモードを切り替える同期切替が可能である。従って、モード切替時にクラッチやブレーキの係合ショックが発生することを抑制できるとともに出力部材に伝達される駆動力が途切れることも抑制できる。よって、モード切替時に出力部材に伝達される駆動力の状態が不連続となることを抑制することができる。
【００３０】
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、第一差動歯車装置と、第二差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は、前記第二回転電機が前記差動歯車装置を介さずに前記出力部材に駆動連結され、前記第一差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を備え、前記第一差動歯車装置の第一回転要素が前記第一回転電機に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第二差動歯車装置は、回転速度の順に、第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備え、前記第二差動歯車装置の第一回転要素がブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素が第一クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第四回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第二クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素が第三クラッチを介して前記第一差動歯車装置の第二回転要素に選択的に駆動連結されるとともに第四クラッチを介して前記出力部材に選択的に駆動連結される点にある。
【００３１】
この特徴構成によれば、第一クラッチ、第三クラッチ、及び第四クラッチの係合状態で、第一差動歯車装置によって入力トルクを増幅して出力回転要素に伝達するとともに当該出力回転要素に伝達された中間出力トルクをそのまま出力部材に伝達することができる。このモードは第一トルクコンバータモードとなる。また、第一クラッチ、第二クラッチ、及び第三クラッチの係合状態で、第一差動歯車装置によって入力トルクを減衰して出力回転要素に伝達するとともに当該出力回転要素に伝達された中間出力トルクをそのまま出力部材に伝達することができる。このモードは第一トルクスプリットモードとなる。更に、第一クラッチ、第四クラッチ、及びブレーキの係合状態で、第一差動歯車装置によって入力トルクを減衰して出力回転要素に伝達するとともに当該出力回転要素に伝達された中間出力トルクを第二差動歯車装置により増幅して出力部材に伝達することができる。このモードは第二トルクスプリットモードとなる。また、第二クラッチ、第三クラッチ、及びブレーキの係合状態で、第一差動歯車装置によって入力トルクを増幅して出力回転要素に伝達するとともに当該出力回転要素に伝達された中間出力トルクを第二差動歯車装置により減衰して出力部材に伝達することができる。このモードは第二トルクコンバータモードとなる。
【００３２】
ところで、上記の第一及び第二のトルクスプリットモードでは、入力部材（エンジン）のトルクに対する反力受けとなる第一回転電機は負方向のトルクを出力する状態となり、第一回転電機の回転速度は出力部材の回転速度の上昇に伴って低下する。一方、第一及び第二のトルクコンバータモードでは、入力部材（エンジン）のトルクに対する反力受けとなる第一回転電機は正方向のトルクを出力する状態となり、第一回転電機の回転速度は出力部材の回転速度の上昇に伴って上昇する。そのため、出力部材の回転速度の上昇に伴って総トルク変換比の順にモードを切り替えると、第一回転電機の回転速度は上昇と下降を交互に行うことになる。これにより、反力受けとなる第一回転電機の回転速度の変化する方向が複数のモード間にわたって同じである場合に比べて第一回転電機の回転速度の絶対値が大きくなることを抑制することができる。従って、幅広い回転速度域で出力部材を駆動可能としつつ、入力部材（エンジン）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置のエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００３３】
また、この特徴構成によれば、第二回転電機が差動歯車装置を介さずに出力部材に駆動連結された状態とされているため、差動歯車装置の各回転要素に対する入力部材、出力部材、及び第一回転電機の駆動連結関係を切り替えて異なるモードに移行した場合にも第二回転電機が差動歯車装置を介さずに出力部材に駆動連結された状態が維持される。従って、いずれのモードにおいても出力部材に駆動連結された第二回転電機により回生制動を行うことができるので、第一回転電機とのトルクの均衡を保つ等の複雑な制御が不要となるとともに、出力部材からの駆動力を直接的に第二回転電機に伝達して効率的に回生を行うことができる。
【００３４】
また、この構成によれば、４つのクラッチ及び１つのブレーキの係合状態を切り替えてモードを切り替える際に、係合するクラッチ又はブレーキの両側の回転要素の回転速度が同じ状態で係合してモードを切り替える同期切替が可能である。従って、モード切替時にクラッチやブレーキの係合ショックが発生することを抑制できるとともに出力部材に伝達される駆動力が途切れることも抑制できる。よって、モード切替時に出力部材に伝達される駆動力の状態が不連続となることを抑制することができる。
【００３５】
ここで、前記第一差動歯車装置において、第一回転要素を支点として第三回転要素のトルクが第二回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一増幅比とし、第一回転要素を支点として第三回転要素のトルクが第四回転要素に伝達される際のトルク変換比を第一減衰比とするとともに、前記第二差動歯車装置において、第一回転要素を支点として第三回転要素のトルクが第二回転要素に伝達される際のトルク変換比を第二増幅比とし、第一回転要素を支点として第二回転要素のトルクが第三回転要素に伝達される際のトルク変換比を第二減衰比とした場合に、前記第一減衰比に前記第二増幅比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一増幅比よりもトルク増幅側の値となり、前記第一増幅比に前記第二減衰比を乗算して得られるトルク変換比が、前記第一減衰比よりもトルク減衰側の値となるように設定されていると好適である。
【００３６】
この構成によれば、第一クラッチ、第四クラッチ、及びブレーキの係合状態で実現される第二トルクスプリットモードが、第一クラッチ、第三クラッチ、及び第四クラッチの係合状態で実現される第一トルクコンバータモードよりも入力部材（エンジン）のトルクを増幅して出力部材に伝達するモードとなる。また、第二クラッチ、第三クラッチ、及びブレーキの係合状態で実現される第二トルクコンバータモードが、第一クラッチ、第二クラッチ、及び第三クラッチの係合状態で実現される第一トルクスプリットモードよりも入力部材（エンジン）のトルクを減衰して出力部材に伝達するモードとなる。従って、各モードを適切に実現できるように第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置を設定することができる。
【００３７】
また、前記第一差動歯車装置は、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの３つの回転要素をそれぞれ備えたシングルピニオン型の第一遊星歯車機構とダブルピニオン型の第二遊星歯車機構とで構成され、前記第一差動歯車装置の第一回転要素は前記第一遊星歯車機構のサンギヤで構成され、前記第一差動歯車装置の第二回転要素は前記第二遊星歯車機構のサンギヤで構成され、前記第一差動歯車装置の第三回転要素は互いに一体回転するように駆動連結された前記第一遊星歯車機構のキャリヤ及び前記第二遊星歯車機構のリングギヤで構成され、前記第一差動歯車装置の第四回転要素は互いに一体回転するように駆動連結された前記第一遊星歯車機構のリングギヤ及び前記第二遊星歯車機構のキャリヤで構成され、前記第二差動歯車装置は、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の第三遊星歯車機構で構成され、前記第二差動歯車装置の第一回転要素は前記第三遊星歯車機構のリングギヤで構成され、前記第二差動歯車装置の第二回転要素は前記第三遊星歯車機構のキャリヤで構成され、前記第二差動歯車装置の第三回転要素は前記第三遊星歯車機構のサンギヤで構成されていると好適である。
【００３８】
この構成によれば、３つの遊星歯車機構の各回転要素を適切に駆動連結し、４つの回転要素を有する第一差動歯車装置及び３つの回転要素を有する第二差動歯車装置を構成することができるとともに、各回転要素に入力部材、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機を駆動連結してハイブリッド駆動装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明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】本発明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】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】トルクスプリット低速モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図５】トルクスプリット低速モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図６】トルクスプリット低速モードからトルクコンバータ基準モードへ切り替えられた際の差動歯車装置の速度線図である。
【図７】トルクコンバータ基準モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図８】トルクコンバータ基準モードからトルクスプリット基準モードへ切り替えられた際の差動歯車装置の速度線図である。
【図９】トルクスプリット基準モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１０】トルクスプリット基準モードからトルクコンバータ高速モードへ切り替えられた際の差動歯車装置の速度線図である。
【図１１】トルクコンバータ高速モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１２】トルクコンバータ高速モードでの差動歯車装置の速度線図である。
【図１３】理論伝達効率と入出力回転速度比との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図であるが、この図で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に示す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は、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。
【００４１】
図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに駆動連結される入力軸Ｉと、車輪Ｗ（図２参照）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、第一差動歯車装置Ｇ１と、第二差動歯車装置Ｇ２と、を備えている。第二回転電機ＭＧ２は、第一差動歯車装置Ｇ１を介さずに出力軸Ｏに駆動連結されている。また、本実施形態においては、第一差動歯車装置Ｇ１は、第一遊星歯車機構ＰＧ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２とを組み合わせて構成されており、第二差動歯車装置Ｇ２は第三遊星歯車機構ＰＧ３により構成されている。これらのハイブリッド駆動装置Ｈの各構成は、車両に固定される非回転部材としてのケースＤｃ内に収納されている。そして、第一差動歯車装置Ｇ１の各回転要素に対する入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１の駆動連結関係を切り替えることにより、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの２つの基本モードが切り替えられる。更に、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを第二差動歯車装置Ｇ２により増幅又は減衰して出力軸Ｏに伝達する。これにより、このハイブリッド駆動装置Ｈは、トルクスプリット低速モード、トルクコンバータ基準モード、トルクスプリット基準モード、及びトルクコンバータ高速モードを、入力軸Ｉから伝達されるトルクが出力軸Ｏに伝達されるまでの総トルク変換比の順に切り替え可能に備えている。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。以下、このハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成について詳細に説明する。
【００４２】
１．ハイブリッド駆動装置の機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の機械的構成について説明する。図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに駆動連結される。ここで、エンジンＥは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、入力軸Ｉは、エンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸と一体回転するように駆動連結されている。なお、入力軸Ｉが、エンジンＥの出力回転軸に対して、ダンパ、クラッチ、トルクコンバータ等の他の部材を介して駆動連結された構成としても好適である。本実施形態においては、入力軸ＩはエンジンＥの出力回転軸と一体的に回転するため、入力軸Ｉの回転はエンジンＥの回転と同じであり、エンジンＥのトルクが入力軸Ｉのトルクとなる。
【００４３】
出力軸Ｏは、図２に示すように、出力用差動歯車装置ＤＦを介して車輪Ｗ（駆動輪）に駆動連結されている。本実施形態においては、出力軸Ｏは、入力軸Ｉと同軸上に配置されている。更には、図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥ、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、第一差動歯車装置Ｇ１、及び第二差動歯車装置Ｇ２が、入力軸Ｉと同軸上に配置されており、全体が同軸配置された一軸構成とされている。
【００４４】
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。第一回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、第一差動歯車装置Ｇ１を構成する第一遊星歯車機構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。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。第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。
【００４５】
図２に示すように、第一回転電機ＭＧ１は第一インバータ２２を介して、第二回転電機ＭＧ２は第二インバータ２３を介して、それぞれバッテリ２１に電気的に接続されている。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）としての機能とを果すことが可能とされている。後述するように、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２は、それぞれ回転方向とトルクの向きとの関係に応じてモータ又はジェネレータとして機能する。そして、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、発電した電力をバッテリ２１に供給して充電し、或いは当該電力をモータとして機能する他方の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に供給して力行させる。また、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。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。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。
【００４６】
本実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２の２つの差動歯車装置を備えている。第一差動歯車装置Ｇ１は第一遊星歯車機構ＰＧ１と第二遊星歯車機構ＰＧ２とを組み合わせて構成され、４つの回転要素を備えている。そして、第一差動歯車装置Ｇ１は、当該４つの回転要素に対する入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１の駆動連結関係を切り替えることにより、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの２つの基本モードの切り替えを行う基本モード切替用の差動歯車装置として機能する。また、第二差動歯車装置Ｇ２は第三遊星歯車機構ＰＧ３により構成され、３つの回転要素を備えている。そして、第二差動歯車装置Ｇ２は、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭ（図４〜図１２参照）を増幅又は減衰して出力軸Ｏに伝達するトルク増減用の差動歯車装置として機能する。なお、本実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２は、第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２の双方を介することなく出力軸Ｏに駆動連結されている。以下、各差動歯車装置Ｇ１、Ｇ２を構成する各遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３のそれぞれの構成について図１に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
第一差動歯車装置Ｇ１を構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１は、３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。すなわち、第一遊星歯車機構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。第一キャリヤｃａ１は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されているとともに、第二遊星歯車機構ＰＧ２の第二リングギヤｒ２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、第二遊星歯車機構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とともに、第一クラッチＣ１を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３の第三サンギヤｓ３と選択的に駆動連結される。
【００４８】
第一差動歯車装置Ｇ１を構成する第二遊星歯車機構ＰＧ２は、３つの回転要素を備えたダブルピニオン型の遊星歯車機構である。すなわち、第二遊星歯車機構ＰＧ２は、複数対のピニオンギヤを支持する第二キャリヤｃａ２と、一対のピニオンギヤの一方に噛み合う第二サンギヤｓ２と、一対のピニオンギヤの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、第三クラッチＣ３を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３の第三キャリヤｃａ３と選択的に駆動連結される。第二リングギヤｒ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１の第一キャリヤｃａ１及び入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。第二キャリヤｃａ２は、第一遊星歯車機構ＰＧ１の第一リングギヤｒ１と一体回転するように駆動連結されているとともに、第一クラッチＣ１を介して第三遊星歯車機構ＰＧ３の第三サンギヤｓ３と選択的に駆動連結される。
【００４９】
第一差動歯車装置Ｇ１は、第一遊星歯車機構ＰＧ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２がそれぞれの有する３つの回転要素のうち、２つずつを互いに一体回転するように接続することにより、全体として４つの回転要素を備えて一体的に動作するように構成されている。これら４つの回転要素を、回転速度の順に第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、第三回転要素ｅ３、及び第四回転要素ｅ４とする。本実施形態においては、第一サンギヤｓ１が第一回転要素ｅ１に相当し、第二サンギヤｓ２が第二回転要素ｅ２に相当し、互いに一体回転する第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２が第三回転要素ｅ３に相当し、互いに一体回転する第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２が第四回転要素ｅ４に相当する。そして、第一回転要素ｅ１としての第一サンギヤｓ１が第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１となっている。また、第三回転要素ｅ３としての第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２が入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉとなっている。そして、第二回転要素ｅ２としての第二サンギヤｓ２と、第四回転要素ｅ４としての第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２とのいずれか一方が選択的に、第三遊星歯車機構ＰＧ３（第二差動歯車装置Ｇ２）及び複数のクラッチＣ１〜Ｃ４を介して出力軸Ｏに駆動連結される出力回転要素Ｅｏとなる。
【００５０】
第二差動歯車装置Ｇ２としての第三遊星歯車機構ＰＧ３は、３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。すなわち、第三遊星歯車機構ＰＧ３は、複数のピニオンギヤを支持する第三キャリヤｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第三サンギヤｓ３及び第三リングギヤｒ３とを回転要素として有している。第三リングギヤｒ３は、ブレーキＢにより非回転部材としてのケースＤｃに選択的に固定される。第三キャリヤｃａ３は、第三クラッチＣ３を介して第二遊星歯車機構ＰＧ２の第二サンギヤｓ２と選択的に駆動連結されるとともに、第四クラッチＣ４を介して出力軸Ｏと選択的に駆動連結される。第三サンギヤｓ３は、第一クラッチＣ１を介して第一遊星歯車機構ＰＧ１の第一リングギヤｒ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２の第二キャリヤｃａ２と選択的に駆動連結されるとともに、第二クラッチＣ２を介して出力軸Ｏと選択的に駆動連結される。これらの第三遊星歯車機構ＰＧ３の３つの回転要素は、回転速度の順に、第三リングギヤｒ３、第三キャリヤｃａ３、第三サンギヤｓ３となっている。従って、本実施形態においては、第三リングギヤｒ３、第三キャリヤｃａ３、第三サンギヤｓ３が、それぞれ第三遊星歯車機構ＰＧ３の第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、第三回転要素ｅ３となっている。
【００５１】
上記のとおり、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、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、及びブレーキＢ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。図２に示すように、これらの係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂへは、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、Ｃ３、Ｃ４、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。
【００５２】
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、Ｃ３、Ｃ４、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。
【００５３】
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、アクセル操作検出センサＳｅ３、及びブレーキ操作検出センサＳｅ４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。ブレーキ操作検出センサＳｅ４は、図示しないホイールブレーキに連動するブレーキペダル２５の操作量を検出するためのセンサである。
【００５４】
主制御ユニット３１は、各センサＳｅ１〜Ｓｅ４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、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、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、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ことにより、選択された動作モードに応じて適切な車両の走行が行われるようにする。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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４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及びブレーキ操作検出センサＳｅ４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。
【００５８】
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、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、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。
【００５９】
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、Ｃ３、Ｃ４、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。本実施形態においては、トルクコンバータ基準モードが本発明における「第一トルクコンバータモード」に相当し、トルクスプリット基準モードが本発明における「第一トルクスプリットモード」に相当し、トルクスプリット低速モードが本発明における「第二トルクスプリットモード」に相当し、トルクコンバータ高速モードが本発明における「第二トルクコンバータモード」に相当する。図３に示されている４つのモードの配列は、総トルク変換比の順となっており、総トルク変換比が大きい側（図３の上側）から小さい側（図３の下側）へ向かって、トルクスプリット低速モード、トルクコンバータ基準モード、トルクスプリット基準モード、トルクコンバータ高速モードの順となっている。なお、総トルク変換比は、入力回転要素Ｅｉ（第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２）に伝達される入力軸Ｉのトルクである入力トルクＴＥが出力軸Ｏに伝達されるまでの総合的なトルク変換比であり、ここでは、出力軸Ｏに伝達されたトルクを入力トルクＴＥにより除算した値とする。
【００６０】
図４〜図１２は、各モードでの第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２の動作状態を表す速度線図である。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、第一差動歯車装置Ｇ１を構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２、並びに第二差動歯車装置Ｇ２を構成する第三遊星歯車機構ＰＧ３の各回転要素に対応している。そして、これらの図において、実線で示される直線が第一差動歯車装置Ｇ１の動作状態を示し、破線で示される直線が第二差動歯車装置Ｇ２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、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「×」はブレーキＢによるケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。なお、各縦線の上側に記載されている四角形で囲まれた「Ｅ１」、「Ｅｉ」、「Ｅｏ」は、それぞれ、各モードにおける第一回転電機連結要素Ｅ１、入力回転要素Ｅｉ、出力回転要素Ｅｏを示している。
【００６１】
図４〜図１２において、各回転要素の回転速度を示す点に隣接配置された矢印は、各動作モードでの通常の走行時に各回転要素に作用するトルクの向きを示しており、上向き矢印が正方向のトルクを表し、下向き矢印が負方向のトルクを表している。そして、「ＴＥ」はエンジンＥから入力軸Ｉを介して入力回転要素Ｅｉとしての第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２に伝達される入力トルクＴＥ、「Ｔ１」は第一回転電機ＭＧ１から第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１に伝達されるＭＧ１トルクＴ１、「Ｔ２」は第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏに伝達されるＭＧ２トルクＴ２、「ＴＯ」は車輪Ｗ側から出力軸Ｏに伝達される走行抵抗ＴＯを示している。また、「ＴＭ」は各モードにおいて第一差動歯車装置Ｇ１側から出力回転要素Ｅｏとなる回転要素に伝達されるトルク中間出力トルクＴＭを示している。
【００６２】
本実施形態においては、トルクコンバータ基準モード及びトルクコンバータ高速モードを含むトルクコンバータモードと、トルクスプリット基準モード及びトルクスプリット低速モードを含むトルクスプリットモードとの２つの基本モードの切り替えは、第一差動歯車装置Ｇ１により行う。図６、図７、図１１、及び図１２に示すように、トルクコンバータモードは、第一差動歯車装置Ｇ１が備える４つの回転要素の内の３つの回転要素に対する、入力軸Ｉ、出力軸Ｏ、及び第一回転電機ＭＧ１の駆動連結関係に関して、回転速度の順が、第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１、出力軸Ｏに駆動連結された出力回転要素Ｅｏ、入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉの順となるように駆動連結し、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力軸Ｉのトルクである入力トルクＴＥに対して増幅された中間出力トルクＴＭを出力回転要素Ｅｏに伝達するモードである。また、トルクスプリットモードは、同様の駆動連結関係に関して、回転速度の順が、第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１、入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉ、出力軸Ｏに駆動連結された出力回転要素Ｅｏの順となるように駆動連結し、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥに対して減衰された中間出力トルクＴＭを出力回転要素Ｅｏに伝達するモードである。
【００６３】
これらのトルクコンバータモード及びトルクスプリットモードは、いずれも、第一回転電機ＭＧ１から第一回転電機連結要素Ｅ１に伝達されるＭＧ１トルクＴ１を反力として入力軸Ｉ（エンジンＥ）から入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥを出力回転要素Ｅｏに伝達しつつ、反力受けとして機能する第一回転電機ＭＧ１の回転速度を変化させることにより、入力軸Ｉの回転速度を無段階に変速して出力回転要素Ｅｏに伝達することができる。但し、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとでは、第一差動歯車装置Ｇ１の回転要素に対する駆動連結関係が異なるため、出力回転要素Ｅｏに伝達される入力トルクＴＥが出力回転要素Ｅｏに伝達される際のトルク変換比が異なるとともに、反力トルクとしてのＭＧ１トルクＴ１の向きが異なる。なお、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭは、第二差動歯車装置Ｇ２を介して出力軸Ｏに伝達される。第二回転電機ＭＧ２は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されており、出力軸ＯにＭＧ２トルクＴ２を常時伝達可能に構成されている。この第二回転電機ＭＧ２は、基本的には、第一差動歯車装置Ｇ１側から出力軸Ｏへ伝達されるトルクを補助する補助回転電機として機能する。また、車両の減速時には第二回転電機ＭＧ２は回生制動を行うが、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されているので、当該回生制動も効率的に行うことができる。
【００６４】
図４〜図１２において、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３のそれぞれの歯数比に対応している。ところで、上記のとおり、第一差動歯車装置Ｇ１は、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとの２つの基本モードの切り替えを行う基本モード切替用の差動歯車装置として機能し、第二差動歯車装置Ｇ２は、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを増幅又は減衰して出力軸Ｏに伝達するトルク増減用の差動歯車装置として機能する。そこで、図４〜図１２の下部には、それらの機能を実現するための各差動歯車装置Ｇ１、Ｇ２の歯数比として、第一差動歯車装置Ｇ１のトルクスプリットモード用歯数比λｓ及びトルクコンバータモード用歯数比λｔ、並びに第二差動歯車装置Ｇ２の増減速用歯数比λｕを示している。
【００６５】
トルクスプリットモード用歯数比λｓは、第一差動歯車装置Ｇ１においてトルクスプリットモードを実現した状態で入力トルクＴＥが出力回転要素Ｅｏに伝達される際のトルク変換比を決定する歯数比であり、ここでは、第一遊星歯車機構ＰＧ１の第一サンギヤｓ１と第一リングギヤｒ１との歯数比＝〔第一サンギヤｓ１の歯数〕／〔第一リングギヤｒ１の歯数〕に等しい。トルクコンバータモード用歯数比λｔは、第一差動歯車装置Ｇ１においてトルクコンバータモードを実現した状態で入力トルクＴＥが出力回転要素Ｅｏに伝達される際のトルク変換比を決定する歯数比であり、第一遊星歯車機構ＰＧ１及び第二遊星歯車機構ＰＧ２の双方の歯数比の関係により定まる。ここでは、トルクコンバータモード用歯数比λｔは、第二サンギヤｓ２の回転速度をゼロとした場合における第一サンギヤｓ１の回転速度に対する第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２の回転速度の比＝〔第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２の回転速度〕／〔第一サンギヤｓ１の回転速度〕に等しい値としている。増減速用歯数比λｕは、第二差動歯車装置Ｇ２において出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを増幅又は減衰する際のトルク変換比を決定する歯数比であり、ここでは、第三遊星歯車機構ＰＧ３の第三サンギヤｓ３と第三リングギヤｒ３との歯数比＝〔第三サンギヤｓ３の歯数〕／〔第三リングギヤｒ３の歯数〕に等しい。
【００６６】
トルクスプリットモード用歯数比λｓ、トルクコンバータモード用歯数比λｔ、及び増減速用歯数比λｕは、上述した４つのモードを適切に実現できるように、各モードを実現した状態で所定のトルク変換比を実現するように設定される。ここで、本願において「トルク変換比」は、入力側の回転要素に伝達されたトルクが出力側の回転要素に伝達された際に変換されるトルクの比であり、ここでは、トルク変換比＝〔出力側の回転要素に伝達されたトルク〕／〔入力側の回転要素に伝達されたトルク〕とする。よって、トルク変換比の値が１より大きければトルクは増幅して出力され、トルク変換比の値が１より小さければトルクは減衰して出力される。
【００６７】
ここで、第一差動歯車装置Ｇ１において、トルクコンバータモード（トルクコンバータ基準モード又はトルクコンバータ高速モード）を実現した状態で入力トルクＴＥが出力回転要素Ｅｏに伝達される際のトルク変換比を第一増幅比Ｒ１ａとする。この第一増幅比Ｒ１ａは、第一差動歯車装置Ｇ１において、第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）を支点とし、入力回転要素Ｅｉとしての第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２（第三回転要素ｅ３）に伝達された入力トルクＴＥが、出力回転要素Ｅｏとしての第二サンギヤｓ２（第二回転要素ｅ２）に伝達される際のトルク変換比（＝〔中間出力トルクＴＭ〕／〔入力トルクＴＥ〕）である。図６、図７、図１１、図１２に示す速度線図から明らかなように、このとき入力トルクＴＥは、（１＋λｔ）倍されて出力回転要素Ｅｏとしての第二サンギヤｓ２に伝達される。よって、このときの出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭは、ＴＭ＝（１＋λｔ）ＴＥとなる。
従って、第一増幅比Ｒ１ａは、
Ｒ１ａ＝１＋λｔ・・・（１）
となる。
【００６８】
一方、第一差動歯車装置Ｇ１において、トルクスプリットモード（トルクスプリット基準モード又はトルクスプリット低速モード）を実現した状態で入力トルクＴＥが出力回転要素Ｅｏに伝達される際のトルク変換比を第一減衰比Ｒ１ｂとする。この第一減衰比Ｒ１ｂは、第一差動歯車装置Ｇ１において、第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）を支点とし、入力回転要素Ｅｉとしての第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２（第三回転要素ｅ３）に伝達された入力トルクＴＥが、出力回転要素Ｅｏとしての第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２（第四回転要素ｅ４）に伝達される際のトルク変換比（＝〔中間出力トルクＴＭ〕／〔入力トルクＴＥ〕）である。図４、図５、図８、及び図９に示す速度線図から明らかなように、このとき入力トルクＴＥは、１／（１＋λｓ）倍されて出力回転要素Ｅｏとしての第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２に伝達される。よって、このときの出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭは、ＴＭ＝１／（１＋λｓ）ＴＥとなる。
従って、第一減衰比Ｒ１ｂは、
Ｒ１ｂ＝１／（１＋λｓ）・・・（２）
となる。
【００６９】
また、第二差動歯車装置Ｇ２において、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭが増幅されて出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比を第二増幅比Ｒ２ａとする。本実施形態では、トルクスプリット低速モードを実現する際に第二差動歯車装置Ｇ２は出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを増幅して出力軸Ｏに伝達する。ここでは、このように出力軸Ｏに伝達されるトルクを「総出力トルク」という。第二増幅比Ｒ２ａは、第二差動歯車装置Ｇ２において、第三リングギヤｒ３（第一回転要素ｅ１）を支点とし、第三サンギヤｓ３（第三回転要素ｅ３）に伝達された中間出力トルクＴＭが第三キャリヤｃａ３（第二回転要素ｅ２）に伝達される際のトルク変換比（＝〔総出力トルク〕／〔中間出力トルクＴＭ〕）である。図４及び図５に示す速度線図から明らかなように、このとき中間出力トルクＴＭは、（１＋λｕ）／λｕ倍されて第三キャリヤｃａ３を介して出力軸Ｏに伝達される。よって、このときの出力軸Ｏに伝達される総出力トルクは、{（１＋λｕ）／λｕ}・ＴＭとなる。
従って、第二増幅比Ｒ２ａは、
Ｒ２ａ＝（１＋λｕ）／λｕ・・・（３）
となる。
【００７０】
一方、第二差動歯車装置Ｇ２において、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭが減衰されて出力軸Ｏに伝達される際のトルク変換比を第二減衰比Ｒ２ｂとする。本実施形態では、トルクコンバータ高速モードを実現する際に第二差動歯車装置Ｇ２は出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを減衰して出力軸Ｏに伝達する。第二減衰比Ｒ２ｂは、第二差動歯車装置Ｇ２において、第三リングギヤｒ３（第一回転要素ｅ１）を支点とし、第三キャリヤｃａ３（第二回転要素ｅ２）に伝達された中間出力トルクＴＭが第三サンギヤｓ３（第三回転要素ｅ３）に伝達される際のトルク変換比（＝〔総出力トルク〕／〔中間出力トルクＴＭ〕）である。図１１及び図１２に示す速度線図から明らかなように、このとき中間出力トルクＴＭは、λｕ／（１＋λｕ）倍されて第三サンギヤｓ３を介して出力軸Ｏに伝達される。よって、このときの出力軸Ｏに伝達される総出力トルクは、{λｕ／（１＋λｕ）}・ＴＭとなる。
従って、第二減衰比Ｒ２ｂは、
Ｒ２ｂ＝λｕ／（１＋λｕ）・・・（４）
となる。
【００７１】
本実施形態においては、トルクコンバータ基準モード及びトルクスプリット基準モードにおいて、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを出力軸Ｏに伝達する際のトルク変換比である基準トルク変換比を「１」としている。従って、トルクコンバータ基準モード及びトルクスプリット基準モードでは、第一差動歯車装置Ｇ１から出力された中間出力トルクＴＭがそのまま出力軸Ｏに伝達される。従って、トルクコンバータ基準モードにおける総トルク変換比は第一増幅比Ｒ１ａに等しくなり、トルクスプリット基準モードにおける総トルク変換比は第一減衰比Ｒ１ｂに等しくなる。一方、トルクスプリット低速モード及びトルクコンバータ高速モードでは、第一差動歯車装置Ｇ１から出力された中間出力トルクＴＭが、第二差動歯車装置Ｇ２により増幅又は減衰されて出力軸Ｏに伝達される。従って、トルクスプリット低速モードにおける総トルク変換比は第一減衰比Ｒ１ｂに第二増幅比Ｒ２ａを乗算して得られる値に等しくなり、トルクコンバータ高速モードにおける総トルク変換比は第一増幅比Ｒ１ａに第二減衰比Ｒ２ｂを乗算して得られる値に等しくなる。
【００７２】
そこで、第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２は、トルクスプリット低速モードにおける総トルク変換比（＝〔第一減衰比Ｒ１ｂ〕×〔第二増幅比Ｒ２ａ〕）が、トルクコンバータ基準モードにおける総トルク変換比（第一増幅比Ｒ１ａ）よりも大きい値（トルク増幅側の値）となるとともに、トルクコンバータ高速モードにおける総トルク変換比（＝〔第一増幅比Ｒ１ａ〕×〔第二減衰比Ｒ２ｂ〕）がトルクスプリット基準モードにおける総トルク変換比（第一減衰比Ｒ１ｂ）よりも小さい値（トルク減衰側の値）となるように設定されている。すなわち、これらのトルク変換比は、以下の式（５）及び（６）の双方を満たすように設定される。
Ｒ１ｂ×Ｒ２ａ＞Ｒ１ａ・・・（５）
Ｒ１ａ×Ｒ２ｂ＜Ｒ１ｂ・・・（６）
なお、これらの式（５）及び（６）のそれぞれに上記式（１）〜（４）を代入すると、以下の式（７）及び（８）となる。従って、第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２の各回転要素の歯数比は、これらの式（７）及び（８）の双方を満たすように設定される。
（１＋λｕ）／{λｕ・（１＋λｓ）}＞（１＋λｔ）      ・・・（７）
{（１＋λｔ）・λｕ}／（１＋λｕ）＜{１／（１＋λｓ）}・・・（８）
【００７３】
ところで、第一増幅比Ｒ１ａが第一減衰比Ｒ１ｂよりも大きい値となることは明らかであるので、上記式（５）及び（６）の双方が満たされる場合、以下の式（９）が満たされることになる。
Ｒ１ａ×Ｒ２ｂ＜Ｒ１ｂ＜Ｒ１ａ＜Ｒ１ｂ×Ｒ２ａ・・・（９）
従って、このように第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２を設定した場合には、ハイブリッド駆動装置Ｈが実現可能な４つのモードは、トルク変換比が大きい側から小さい側へ向かって、トルクスプリット低速モード、トルクコンバータ基準モード、トルクスプリット基準モード、トルクコンバータ高速モードの順となる。従って、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、総トルク変換比の順にこれら４つのモードを切り替えて車両を走行させることができる。
【００７４】
この際、総トルク変換比の順で隣接する２つのモード間のトルク変換比のステップ（倍率）が、他のモード間のトルク変換比のステップと略均等となるように設定されていると好適である。具体的には、トルクスプリット低速モードとトルクコンバータ基準モードとの間のトルク変換比のステップ、トルクコンバータ基準モードとトルクスプリット基準モードとの間のトルク変換比のステップ、トルクスプリット基準モードとトルクコンバータ高速モードとの間のトルク変換比のステップが、互いに略均等な値となるように設定されていると好適である。例えば、第一増幅比Ｒ１ａが約「１．３８」、第一減衰比Ｒ１ｂが約「０．７」となるように第一差動歯車装置Ｇ１の各回転要素の歯数比を設定し、第二増幅比Ｒ２ａが約「３．８９」、第二増幅比Ｒ２ａの逆数となる第二減衰比Ｒ２ｂが約「０．２６」となるように第二差動歯車装置Ｇ２の各回転要素の歯数比を設定すると好適である。この場合、トルクスプリット低速モードの総トルク変換比が約「２．７２」、トルクコンバータ基準モードの総トルク変換比が約「１．３８」、トルクスプリット基準モードの総トルク変換比が約「０．７」、トルクコンバータ高速モードの総トルク変換比が約「０．３５５」となる。したがって、各モード間のトルク変換比のステップがいずれも約「１．９７」となる。これにより、各モード間での出力軸Ｏに伝達される駆動力の変化の程度を適切なものとすることができ、幅広い出力軸Ｏの回転速度域にわたって適切な駆動力を出力できる。以下、各モードでのハイブリッド駆動装置Ｈの動作状態について詳細に説明する。
【００７５】
４．トルクスプリット低速モード
トルクスプリット低速モードは、上述したトルクスプリットモードの一つであって、後述するトルクコンバータ基準モードよりも入力トルクＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達するモードである。そこで、トルクスプリット低速モードでは、総トルク変換比がトルクコンバータ基準モードよりも大きくなるように、第一差動歯車装置Ｇ１により入力トルクＴＥに対して減衰されて出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭを、第二差動歯車装置Ｇ２により増幅して出力軸Ｏに伝達する。図３に示すように、トルクスプリット低速モードは、第一クラッチＣ１、第四クラッチＣ４、及びブレーキＢを係合状態とすると共に第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３を解放状態とすることにより実現される。図１を参照すれば明らかなように、第一クラッチＣ１が係合されることによって第一差動歯車装置Ｇ１の第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２が出力回転要素Ｅｏとなり、第四クラッチＣ４及びブレーキＢが係合されることによって出力回転要素Ｅｏの回転が第二差動歯車装置Ｇ２により減速されて出力軸Ｏに伝達される状態となる。このトルクスプリット低速モードでは、第一回転電機ＭＧ１は全域において負方向のＭＧ１トルクＴ１を反力トルクとして出力する。
【００７６】
トルクスプリット低速モードでは、図４及び図５に直線Ｇ１として示すように、第一差動歯車装置Ｇ１の４つの回転要素のうち、第一回転要素ｅ１、第三回転要素ｅ３、及び第四回転要素ｅ４の３つの回転要素を実質的に用いる。そして、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２（第三回転要素ｅ３）が入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉとなっている。更に、この入力回転要素Ｅｉに対して、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２（第四回転要素ｅ４）が第二差動歯車装置Ｇ２を介して出力軸Ｏに駆動連結された出力回転要素Ｅｏとなり、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）が第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１となっている。この際、エンジンＥは、効率が高く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要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして入力回転要素Ｅｉに伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、トルクスプリット低速モードの全域で負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生させ、入力トルクＴＥの反力受けとして機能する。これにより、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥを出力回転要素Ｅｏと第一回転電機ＭＧ１とに分配し、ＭＧ１トルクＴ１を反力として入力トルクＴＥに対して減衰した中間出力トルクＴＭを出力回転要素Ｅｏに伝達する。上記のとおり、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥを１／（１＋λｓ）倍（＝第一減衰比Ｒ１ｂ）に減衰して出力回転要素Ｅｏに伝達する。
【００７７】
トルクスプリット低速モードでは、第二差動歯車装置Ｇ２は、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏ（第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２）の回転を減速して出力軸Ｏに伝達するとともに、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを増幅して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、第二差動歯車装置Ｇ２は、図４及び図５に直線Ｇ２として示すように、回転速度の順で中間となる第三キャリヤｃａ３に第四クラッチＣ４を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２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三リングギヤｒ３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三サンギヤｓ３に第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏが駆動連結される。このため、第三キャリヤｃａ３に駆動連結された出力軸Ｏには、第三サンギヤｓ３に駆動連結された第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏの回転が減速されて伝達される。したがって、第二差動歯車装置Ｇ２は、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを増幅して出力軸Ｏに伝達する。上記のとおり、第二差動歯車装置Ｇ２は、中間出力トルクＴＭを（１＋λｕ）／λｕ倍（＝第二増幅比Ｒ２ａ）に増幅して出力軸Ｏに伝達する。
【００７８】
トルクスプリット低速モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１に伝達する。このように伝達される第一回転電機ＭＧ１からのＭＧ１トルクＴ１が、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥに対する反力となる。そして、トルクスプリット低速モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、負方向のＭＧ１トルクＴ１を常に出力する。そして、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）を含む低速走行時には、図４に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正となっている。その後、出力軸Ｏの回転速度（車速）が次第に上昇するに従って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は下降する。そして、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点を通過し、図６に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負となってからトルクコンバータ基準モードへの切り替えが行われる。第一回転電機ＭＧ１は、回転速度が正の状態ではジェネレータとして機能して発電を行い、回転速度が負の状態ではモータとして機能して力行する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない、すなわち電気変換が行われない点となっている。本実施形態では、この点を便宜上「無電気変換点」という。
【００７９】
また、このトルクスプリット低速モードでは、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力することにより、第二差動歯車装置Ｇ２を介して出力軸Ｏに伝達される中間出力トルクＴＭに対するアシストを行う。但し、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じて負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する場合もある。すなわち、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は常に正となる。そして、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じた向きのＭＧ２トルクＴ２を出力する。具体的には、図４に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正であって第一回転電機ＭＧ１が発電しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を消費してモータとして機能して力行し、正方向のトルクを出力する。また、図６に破線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負であって第一回転電機ＭＧ１が力行しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１が消費する電力を生成するためにジェネレータとして機能して発電を行い、負方向のトルクを出力する。一方、図５に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、トルクスプリット低速モード中に第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態を有することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が発電又は力行する際には、一方が発電した電力を他方が消費して力行するので、ハイブリッド制御装置Ｈの全体での電力収支を基本的にゼロとすることができる。よって、蓄電装置としてのバッテリ１１の充電状態が大きく変動しない状態とすることができるので、長時間にわたってトルクスプリット低速モードを実行することが可能となる。上記のとおり、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から次第に上昇する際には、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正からゼロを経て負に変化する。従って、第二回転電機ＭＧ２は、正方向のトルクを出力する状態からトルクゼロの状態を経て負方向のトルクを出力する状態に変化する。
【００８０】
上記のとおり、トルクスプリット低速モードにおいて、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥが出力軸Ｏに伝達されるまでの総トルク変換比は、第一減衰比Ｒ１ｂに第二増幅比Ｒ２ａを乗算して得られる値に等しい。従って、トルクスプリット低速モードの総トルク変換比は、下記の式（１０）により求まる。
総トルク変換比＝（１＋λｕ）／{λｕ・（１＋λｓ）}・・・（１０）
上記のとおり、第一減衰比Ｒ１ｂが約「０．７」、第二増幅比Ｒ２ａが約「３．８９」となるように設定した場合には、トルクスプリット低速モードの総トルク変換比は約「２．７２」となる。この場合、入力トルクＴＥは、約２．７２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も伝達される。
【００８１】
以上に説明したように、トルクスプリット低速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥを、最も大きいトルク変換比で増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が最も低い領域で使用される第一の低速用モードとして適している。本実施形態では、トルクスプリット低速モードは、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（車両の発進時）から、出力軸Ｏ及び第三キャリヤｃａ３の回転速度が第二サンギヤｓ２の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。具体的には、トルクスプリット低速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を低下させることにより、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇し、出力軸Ｏ及び第三キャリヤｃａ３の回転速度と第二サンギヤｓ２の回転速度とが一致した際に第三クラッチＣ３を係合してブレーキＢを解放すれば、トルクスプリット低速モードからトルクコンバータ基準モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第三クラッチＣ３の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。
【００８２】
５．トルクコンバータ基準モード
トルクコンバータ基準モードは、上述したトルクコンバータモードの一つであって、第一差動歯車装置Ｇ１により入力トルクＴＥに対して増幅して出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭを所定の基準トルク変換比で出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態では、トルクコンバータ基準モードにおいては、出力回転要素Ｅｏを出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結する。これにより、基準トルク変換比は「１」となり、出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭはそのまま出力軸Ｏに伝達される。図３に示すように、トルクコンバータ基準モードは、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３、及び第四クラッチＣ４を係合状態とすると共に第二クラッチＣ２及びブレーキＢを解放状態とすることにより実現される。図１を参照すれば明らかなように、第三クラッチＣ３が係合されることによって第一差動歯車装置Ｇ１の第二サンギヤｓ２が出力回転要素Ｅｏとなり、第四クラッチＣ４が係合されることによって出力回転要素Ｅｏが出力軸Ｏと一体回転する状態となる。また、第一クラッチＣ１と第三クラッチＣ３の２つが係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｇ１と第二差動歯車装置Ｇ２とが一体的に動作する状態となり、図６及び図７に示すように、速度線図上で第一差動歯車装置Ｇ１を表す線と第二差動歯車装置Ｇ２を表す線とが同一直線状となる。このトルクコンバータ基準モードでは、第一回転電機ＭＧ１は全域において正方向のＭＧ１トルクＴ１を反力トルクとして出力する。
【００８３】
トルクコンバータ基準モードでは、図６及び図７に直線Ｇ１として示すように、第一差動歯車装置Ｇ１の４つの回転要素のうち、第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、及び第三回転要素ｅ３の３つの回転要素を実質的に用いる。そして、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二サンギヤｓ２（第二回転要素ｅ２）が出力軸Ｏに駆動連結された出力回転要素Ｅｏとなっている。更に、この出力回転要素Ｅｏに対して、回転速度の順で一方側となる第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２（第三回転要素ｅ３）が入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉとなり、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）が第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１となっている。この際、エンジンＥは、効率が高く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要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして入力回転要素Ｅｉに伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、トルクコンバータ基準モードの全域で正方向のＭＧ１トルクＴ１を発生させ、入力トルクＴＥの反力受けとして機能する。これにより、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥとＭＧ１トルクＴ１とを合成し、入力トルクＴＥに対して増幅した中間出力トルクＴＭを出力回転要素Ｅｏに伝達する。上記のとおり、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥを１＋λｔ倍（＝第一増幅比Ｒ１ａ）に増幅して出力回転要素Ｅｏに伝達する。
【００８４】
トルクコンバータ基準モードでは、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏである第二サンギヤｓ２は、第三クラッチＣ３、第三キャリヤｃａ３、及び第四クラッチＣ４を介して出力軸Ｏと一体回転する状態となる。従って、トルクコンバータ基準モードでは、第二差動歯車装置Ｇ２は、実質的に機能せず、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏの回転はそのまま出力軸Ｏに伝達されるとともに、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭもそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００８５】
トルクコンバータ基準モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１に伝達する。このように伝達される第一回転電機ＭＧ１からのＭＧ１トルクＴ１が、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥに対する反力となる。そして、トルクコンバータ基準モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、正方向のＭＧ１トルクＴ１を常に出力する。そして、図６に示すように、出力軸Ｏの回転速度が比較的低速の状態では、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負となっている。その後、出力軸Ｏの回転速度（車速）が次第に上昇するに従って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度も上昇する。そして、図７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点を通過し、図８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正となってからトルクスプリット基準モードへの切り替えが行われる。第一回転電機ＭＧ１は、回転速度が負の状態ではジェネレータとして機能して発電を行い、回転速度が正の状態ではモータとして機能して力行する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない（電気変換が行われない）無電気変換点となっている。
【００８６】
また、このトルクコンバータ基準モードでは、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力することにより、出力軸Ｏに伝達される中間出力トルクＴＭに対するアシストを行う。但し、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じて負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する場合もある。すなわち、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は常に正となる。そして、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じた向きのＭＧ２トルクＴ２を出力する。具体的には、図６に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負であって第一回転電機ＭＧ１が発電しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を消費してモータとして機能して力行し、正方向のトルクを出力する。また、図８に破線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正であって第一回転電機ＭＧ１が力行しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１が消費する電力を生成するためにジェネレータとして機能して発電を行い、負方向のトルクを出力する。一方、図７に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、トルクコンバータ基準モード中に第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態を有することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が発電又は力行する際には、一方が発電した電力を他方が消費して力行するので、ハイブリッド制御装置Ｈの全体での電力収支を基本的にゼロとすることができる。よって、蓄電装置としてのバッテリ１１の充電状態が大きく変動しない状態とすることができるので、長時間にわたってトルクコンバータ基準モードを実行することが可能となる。上記のとおり、出力軸Ｏの回転速度が次第に上昇する際には、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負からゼロを経て正に変化する。従って、第二回転電機ＭＧ２は、正方向のトルクを出力する状態からトルクゼロの状態を経て負方向のトルクを出力する状態に変化する。
【００８７】
上記のとおり、トルクコンバータ基準モードにおいて、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥが出力軸Ｏに伝達されるまでの総トルク変換比は、第一増幅比Ｒ１ａに等しい。従って、トルクコンバータ基準モードの総トルク変換比は、下記の式（１１）により求まる。
総トルク変換比＝１＋λｔ・・・（１１）
上記のとおり、第一増幅比Ｒ１ａが約「１．３８」となるように設定した場合には、トルクコンバータ基準モードの総トルク変換比も約「１．３８」となる。この場合、入力トルクＴＥは、約１．３８倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も伝達される。
【００８８】
以上に説明したように、トルクコンバータ基準モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥを、トルクスプリット低速モードに次ぐ２番目に大きいトルク変換比で増幅して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が２番目に低い領域で使用される第二の低速用モードとして適している。本実施形態では、トルクコンバータ基準モードは、トルクスプリット低速モードにおいて出力軸Ｏの回転速度が次第に上昇し、出力軸Ｏ及び第三キャリヤｃａ３の回転速度と第二サンギヤｓ２の回転速度とが一致した状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い状態で使用される。具体的には、トルクコンバータ基準モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度と第二サンギヤｓ２の回転速度とが一致した状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度を次第に上昇させて車両を加速させる。そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇し、出力軸Ｏ及び第三キャリヤｃａ３の回転速度と、第一リングギヤｒ１、第二キャリヤｃａ２、及び第三サンギヤｓ３の回転速度とが一致した際に第二クラッチＣ２を係合して第四クラッチＣ４を解放すれば、トルクコンバータ基準モードからトルクスプリット基準モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチＣ２の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。
【００８９】
６．トルクスプリット基準モード
トルクスプリット基準モードは、上述したトルクスプリットモードの一つであって、第一差動歯車装置Ｇ１により入力トルクＴＥに対して減衰して出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭを所定の基準トルク変換比で出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態では、トルクスプリット基準モードにおいては、出力回転要素Ｅｏを出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結する。これにより、基準トルク変換比は「１」となり、出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭはそのまま出力軸Ｏに伝達される。図３に示すように、トルクスプリット基準モードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第三クラッチＣ３を係合状態とすると共に第四クラッチＣ４及びブレーキＢを解放状態とすることにより実現される。図１を参照すれば明らかなように、第一クラッチＣ１が係合されることによって第一差動歯車装置Ｇ１の第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２が出力回転要素Ｅｏとなり、第二クラッチＣ２が係合されることによって出力回転要素Ｅｏが出力軸Ｏと一体回転する状態となる。また、第一クラッチＣ１と第三クラッチＣ３の２つが係合状態とされることにより、第一差動歯車装置Ｇ１と第二差動歯車装置Ｇ２とが一体的に動作する状態となり、図８及び図９に示すように、速度線図上で第一差動歯車装置Ｇ１を表す線と第二差動歯車装置Ｇ２を表す線とが同一直線状となる。このトルクスプリット基準モードでは、第一回転電機ＭＧ１は全域において負方向のＭＧ１トルクＴ１を反力トルクとして出力する。
【００９０】
トルクスプリット基準モードでは、図８及び図９に直線Ｇ１として示すように、第一差動歯車装置Ｇ１の４つの回転要素のうち、第一回転要素ｅ１、第三回転要素ｅ３、及び第四回転要素ｅ４の３つの回転要素を実質的に用いる。そして、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２（第三回転要素ｅ３）が入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉとなっている。更に、この入力回転要素Ｅｉに対して、回転速度の順で一方側となる第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２（第四回転要素ｅ４）が第二差動歯車装置Ｇ２を介して出力軸Ｏに駆動連結された出力回転要素Ｅｏとなり、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）が第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１となっている。この際、エンジンＥは、効率が高く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要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして入力回転要素Ｅｉに伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、トルクスプリット基準モードの全域で負方向のＭＧ１トルクＴ１を発生させ、入力トルクＴＥの反力受けとして機能する。これにより、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥを出力回転要素Ｅｏと第一回転電機ＭＧ１とに分配し、ＭＧ１トルクＴ１を反力として入力トルクＴＥに対して減衰した中間出力トルクＴＭを出力回転要素Ｅｏに伝達する。上記のとおり、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥを１／（１＋λｓ）倍（＝第一減衰比Ｒ１ｂ）に減衰して出力回転要素Ｅｏに伝達する。
【００９１】
トルクスプリット基準モードでは、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏである第一リングギヤｒ１及び第二キャリヤｃａ２は、第一クラッチＣ１、第三サンギヤｓ３、及び第二クラッチＣ２を介して出力軸Ｏと一体回転する状態となる。従って、トルクスプリット基準モードでは、第二差動歯車装置Ｇ２は、実質的に機能せず、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏの回転はそのまま出力軸Ｏに伝達されるとともに、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭもそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００９２】
トルクスプリット基準モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１に伝達する。このように伝達される第一回転電機ＭＧ１からのＭＧ１トルクＴ１が、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥに対する反力となる。そして、トルクスプリット基準モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、負方向のＭＧ１トルクＴ１を常に出力する。そして、出力軸Ｏの回転速度が比較的低速の状態では、図８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正となっている。その後、出力軸Ｏの回転速度（車速）が次第に上昇するに従って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は下降する。そして、図９に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点を通過し、図１０に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負となってからトルクコンバータ高速モードへの切り替えが行われる。第一回転電機ＭＧ１は、回転速度が正の状態ではジェネレータとして機能して発電を行い、回転速度が負の状態ではモータとして機能して力行する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない（電気変換が行われない）無電気変換点となっている。
【００９３】
また、このトルクスプリット基準モードでは、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力することにより、出力軸Ｏに伝達される中間出力トルクＴＭに対するアシストを行う。但し、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じて負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する場合もある。すなわち、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は常に正となる。そして、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じた向きのＭＧ２トルクＴ２を出力する。具体的には、図８に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正であって第一回転電機ＭＧ１が発電しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を消費してモータとして機能して力行し、正方向のトルクを出力する。また、図１０に破線矢印で示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負であって第一回転電機ＭＧ１が力行しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１が消費する電力を生成するためにジェネレータとして機能して発電を行い、負方向のトルクを出力する。一方、図９に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、トルクスプリット基準モード中に第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態を有することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が発電又は力行する際には、一方が発電した電力を他方が消費して力行するので、ハイブリッド制御装置Ｈの全体での電力収支を基本的にゼロとすることができる。よって、蓄電装置としてのバッテリ１１の充電状態が大きく変動しない状態とすることができるので、長時間にわたってトルクスプリット基準モードを実行することが可能となる。上記のとおり、出力軸Ｏの回転速度が次第に上昇する際には、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は正からゼロを経て負に変化する。従って、第二回転電機ＭＧ２は、正方向のトルクを出力する状態からトルクゼロの状態を経て負方向のトルクを出力する状態に変化する。
【００９４】
上記のとおり、トルクスプリット基準モードにおいて、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥが出力軸Ｏに伝達されるまでの総トルク変換比は、第一減衰比Ｒ１ｂに等しい。従って、トルクスプリット基準モードの総トルク変換比は、下記の式（１２）により求まる。
総トルク変換比＝１／（１＋λｓ）・・・（１２）
上記のとおり、第一減衰比Ｒ１ｂが約「０．７」となるように設定した場合には、トルクスプリット基準モードの総トルク変換比も約「０．７」となる。この場合、入力トルクＴＥは、約０．７倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も伝達される。
【００９５】
以上に説明したように、トルクスプリット基準モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥを、後述するトルクコンバータ高速モードに次ぐ２番目に小さいトルク変換比で減衰して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が２番目に高い領域で使用される中速用モードとして適している。本実施形態では、トルクスプリット基準モードは、トルクコンバータ基準モードにおいて出力軸Ｏの回転速度が次第に上昇し、出力軸Ｏ及び第三キャリヤｃａ３の回転速度と第三サンギヤｓ３の回転速度とが一致した状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い状態で使用される。具体的には、トルクスプリット基準モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、出力軸Ｏの回転速度と第三サンギヤｓ３の回転速度とが一致した状態から、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を低下させることにより、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度を次第に上昇させて車両を加速させる。そして、出力軸Ｏの回転速度が上昇するとともに第一回転電機ＭＧ１の回転速度が低下し、第三リングギヤｒ３の回転速度がゼロとなった際にブレーキＢを係合して第一クラッチＣ１を解放すれば、トルクスプリット基準モードからトルクコンバータ高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合するブレーキＢの両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替となっている。
【００９６】
７．トルクコンバータ高速モード
トルクコンバータ高速モードは、上述したトルクコンバータモードの一つであって、上述したトルクスプリット基準モードよりも入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達するモードである。そこで、トルクコンバータ高速モードでは、総トルク変換比がトルクスプリット基準モードよりも小さくなるように、第一差動歯車装置Ｇ１により入力トルクＴＥに対して増幅されて出力回転要素Ｅｏに伝達される中間出力トルクＴＭを、第二差動歯車装置Ｇ２により減衰して出力軸Ｏに伝達する。図３に示すように、トルクコンバータ高速モードは、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、及びブレーキＢを係合状態とすると共に第一クラッチＣ１及び第四クラッチＣ４を解放状態とすることにより実現される。図１を参照すれば明らかなように、第三クラッチＣ３が係合されることによって第一差動歯車装置Ｇ１の第二サンギヤｓ２が出力回転要素Ｅｏとなり、第二クラッチＣ２及びブレーキＢが係合されることによって出力回転要素Ｅｏの回転が第二差動歯車装置Ｇ２により増速されて出力軸Ｏに伝達される状態となる。このトルクコンバータ高速モードでは、第一回転電機ＭＧ１は全域において正方向のＭＧ１トルクＴ１を反力トルクとして出力する。
【００９７】
トルクコンバータ高速モードでは、図１１及び図１２に直線Ｇ１として示すように、第一差動歯車装置Ｇ１の４つの回転要素のうち、第一回転要素ｅ１、第二回転要素ｅ２、及び第三回転要素ｅ３の３つの回転要素を実質的に用いる。そして、これら３つの回転要素のうち、回転速度の順で中間となる第二サンギヤｓ２（第二回転要素ｅ２）が第二差動歯車装置Ｇ２を介して出力軸Ｏに駆動連結された出力回転要素Ｅｏとなっている。更に、この出力回転要素Ｅｏに対して、回転速度の順で一方側となる第一キャリヤｃａ１及び第二リングギヤｒ２（第三回転要素ｅ３）が入力軸Ｉに駆動連結された入力回転要素Ｅｉとなり、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１（第一回転要素ｅ１）が第一回転電機ＭＧ１に駆動連結された第一回転電機連結要素Ｅ１となっている。この際、エンジンＥは、効率が高く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要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このエンジントルクが入力軸Ｉを介して入力トルクＴＥとして入力回転要素Ｅｉに伝達される。また、第一回転電機ＭＧ１は、トルクコンバータ高速モードの全域で正方向のＭＧ１トルクＴ１を発生させ、入力トルクＴＥの反力受けとして機能する。これにより、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥとＭＧ１トルクＴ１とを合成し、入力トルクＴＥに対して増幅した中間出力トルクＴＭを出力回転要素Ｅｏに伝達する。上記のとおり、第一差動歯車装置Ｇ１は、入力トルクＴＥを１＋λｔ倍（＝第一増幅比Ｒ１ａ）に増幅して出力回転要素Ｅｏに伝達する。
【００９８】
トルクコンバータ高速モードでは、第二差動歯車装置Ｇ２は、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏ（第二サンギヤｓ２）の回転を増速して出力軸Ｏに伝達するとともに、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを減衰して出力軸Ｏに伝達する。すなわち、第二差動歯車装置Ｇ２は、図１１及び図１２に直線Ｇ２として示すように、回転速度の順で中間となる第三キャリヤｃａ３に第三クラッチＣ３を介して第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏ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三リングギヤｒ３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三サンギヤｓ３に第二クラッチＣ２を介して出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２が駆動連結される。このため、第三サンギヤｓ３に駆動連結された出力軸Ｏには、第三キャリヤｃａ３に駆動連結された第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏの回転が増速されて伝達される。したがって、第二差動歯車装置Ｇ２は、出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを減衰して出力軸Ｏに伝達する。上記のとおり、第二差動歯車装置Ｇ２は、中間出力トルクＴＭをλｕ／（１＋λｕ）倍（＝第二減衰比Ｒ２ｂ）に減衰して出力軸Ｏに伝達する。
【００９９】
トルクコンバータ高速モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力して第一回転電機連結要素Ｅ１としての第一サンギヤｓ１に伝達する。このように伝達される第一回転電機ＭＧ１からのＭＧ１トルクＴ１が、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥに対する反力となる。そして、トルクコンバータ高速モードでは、第一回転電機ＭＧ１は、正方向のＭＧ１トルクＴ１を常に出力する。そして、図１０に示すように、出力軸Ｏの回転速度が比較的低速の状態では、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負となっている。その後、出力軸Ｏの回転速度（車速）が次第に上昇するに従って、第一回転電機ＭＧ１の回転速度も上昇する。そして、図１１に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点を通過し、図１２に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正となる。第一回転電機ＭＧ１は、回転速度が負の状態ではジェネレータとして機能して発電を行い、回転速度が正の状態ではモータとして機能して力行する。なお、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる点は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から伝達される入力トルクＴＥによる仕事が電力に変換されない（電気変換が行われない）無電気変換点となっている。
【０１００】
また、このトルクコンバータ高速モードでは、第二回転電機ＭＧ２は、基本的に正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力することにより、出力軸Ｏに伝達される中間出力トルクＴＭに対するアシストを行う。但し、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じて負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する場合もある。すなわち、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２の回転速度は常に正となる。そして、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１の動作状態に応じた向きのＭＧ２トルクＴ２を出力する。具体的には、図１０に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が負であって第一回転電機ＭＧ１が発電しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１により発電された電力を消費してモータとして機能して力行し、正方向のトルクを出力する。また、図１２に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度が正であって第一回転電機ＭＧ１が力行しているときには、第二回転電機ＭＧ２は当該第一回転電機ＭＧ１が消費する電力を生成するためにジェネレータとして機能して発電を行い、負方向のトルクを出力する。一方、図１１に示すように、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点では、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２をゼロとする。このように、トルクコンバータ高速モード中に第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２の双方が発電も力行もしない状態を有することにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力に変換する際の損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。また、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２が発電又は力行する際には、一方が発電した電力を他方が消費して力行するので、ハイブリッド制御装置Ｈの全体での電力収支を基本的にゼロとすることができる。よって、蓄電装置としてのバッテリ１１の充電状態が大きく変動しない状態とすることができるので、長時間にわたってトルクコンバータ高速モードを実行することが可能となる。上記のとおり、出力軸Ｏの回転速度が次第に上昇する際には、第一回転電機ＭＧ１の回転速度は負からゼロを経て正に変化する。従って、第二回転電機ＭＧ２は、正方向のトルクを出力する状態からトルクゼロの状態を経て負方向のトルクを出力する状態に変化する。
【０１０１】
上記のとおり、トルクコンバータ高速モードにおいて、入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥが出力軸Ｏに伝達されるまでの総トルク変換比は、第一増幅比Ｒ１ａに第二減衰比Ｒ２ｂを乗算して得られる値に等しい。従って、トルクコンバータ高速モードの総トルク変換比は、下記の式（１３）により求まる。
総トルク変換比＝{（１＋λｔ）・λｕ}／（１＋λｕ）・・・（１３）
上記のとおり、第一増幅比Ｒ１ａが約「１．３８」、第二減衰比Ｒ２ｂが約「０．２６」となるように設定した場合には、トルクコンバータ高速モードの総トルク変換比は約「０．３５５」となる。この場合、入力トルクＴＥは、約０．３５５倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。また、出力軸Ｏには、第二回転電機ＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２も伝達される。
【０１０２】
以上に説明したように、トルクコンバータ高速モードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）から入力回転要素Ｅｉに伝達される入力トルクＴＥを、最も小さいトルク変換比で減衰して出力軸Ｏに伝達することができるため、車速が最も高い領域で使用される高速用モードとして適している。本実施形態では、トルクコンバータ高速モードは、トルクスプリット基準モードにおいて出力軸Ｏの回転速度が次第に上昇し、第三リングギヤｒ３の回転速度がゼロとなったときの出力軸Ｏの回転速度以上の回転速度で使用される。具体的には、トルクコンバータ高速モードでは、エンジンＥの回転速度を一定とした場合、第三リングギヤｒ３の回転速度がゼロとなった状態から第一回転電機ＭＧ１の回転速度を上昇させることにより、出力軸Ｏ及び第二回転電機ＭＧ２の回転速度を次第に上昇させて車両を加速させる。このトルクコンバータ高速モードは、車両の最高速度まで使用される。
【０１０３】
８．ハイブリッド駆動装置の理論伝達効率について
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおける理論伝達効率について説明する。図１３は、このハイブリッド駆動装置Ｈにおける理論伝達効率（縦軸）と入出力回転速度比（横軸）との関係を示したグラフである。入出力回転速度比は、出力軸Ｏの回転速度と入力軸Ｉの回転速度との比であり、ここでは、入力軸Ｉの回転速度を出力軸Ｏの回転速度で除算した値としている。なお、図１３の横軸に記載した入出力回転速度比の値は一例であり、上述したように、第一増幅比Ｒ１ａが約「１．３８」、第一減衰比Ｒ１ｂが約「０．７」、第二増幅比Ｒ２ａが約「３．８９」、第二減衰比Ｒ２ｂが約「０．２６」となるように、第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２の各歯数比λｓ、λｔ、λｕが設定されている場合の例を示している。ここで、理論伝達効率は、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の出力（仕事率）が出力軸Ｏに伝達されるまでの伝達効率に関し、歯車等の機械的な伝動部材を介して機械的に伝達される際の伝達効率を１００％と仮定し、第一回転電機ＭＧ１及び第二回転電機ＭＧ２により一旦電力に変換されて伝達される際の伝達効率を９０％と仮定して計算した伝達効率としている。従って、入力トルクＴＥに対する反力受けとして機能する第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなり、電気変換が行われない無電気変換点において、理論伝達効率は１００％となる。そして、第一回転電機ＭＧ１又は第二回転電機ＭＧ２の回転速度の絶対値が大きくなり、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の出力（仕事率）が電力に変換される割合が高くなるに従って理論伝達効率は低くなる。
【０１０４】
そして、図１３に示される山形の４つの線が各モードの理論伝達効率を表しており、実線がトルクスプリット低速モード、破線がトルクコンバータ基準モード、一点鎖線がトルクスプリット基準モード、二点鎖線がトルクコンバータ高速モードを表している。また、この図において、各モードの理論伝達効率を表す線の内、太線部分が使用される領域であり、細線部分は他のモードに切り替えられて使用されない領域である。この図に示すように、本実施形態では、入出力回転速度比の値に応じて複数のモードの中で最も理論伝達効率が高いモードを選択して使用する。各モードが隣接する他のモードに切り替えられる切替点の入出力回転速度比は、上記のとおり、当該モード切替の際に係合する係合要素（クラッチ又はブレーキ）の両側の係合部材の回転速度が同じ状態で係合される同期切替点に対応している。
【０１０５】
上記のとおり、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、入力軸Ｉの回転速度に対する出力軸Ｏの回転速度の上昇（入出力回転速度比の下降）に伴って順にモードを切り替えた際に、第一回転電機ＭＧ１のＭＧ１トルクＴ１の向きはモード毎に負方向と正方向とに交互に切り替えられ、それによって第一回転電機ＭＧ１の回転速度はモード毎に上昇と下降を交互に行う。これにより、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、切り替え可能に備えられる複数のモードの全てについて、総トルク変換比の順で隣接する他のモードとの切替点（同期切替点）までの間に、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点を通過するように構成されている。これにより、図１３に示すように、切り替え可能に備えられる複数のモードの全てにおいて、車両を加速又は減速させる（入出力回転速度比を変化させる）過程において、必ず一度は理論伝達効率が１００％となる点を通過することになる。これにより、入力トルクＴＥに対する反力受けとなる第一回転電機ＭＧ１の回転速度の絶対値を相対的に低く抑えることが可能となるので、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の仕事を電力変換による損失を少なく抑え、ハイブリッド駆動装置Ｈのエネルギー効率を高めることができる。
【０１０６】
２．その他の実施形態
（１）上記の実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが、トルクスプリット低速モード、トルクコンバータ基準モード、トルクスプリット基準モード、及びトルクコンバータ高速モードの４つのモードをこの順に切り替え可能に備える場合について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、ハイブリッド駆動装置Ｈが、トルクスプリット低速モード、トルクコンバータ基準モード、及びトルクスプリット基準モードの３つのモードをこの順に切り替え可能に備え、又はトルクコンバータ基準モード、トルクスプリット基準モード、及びトルクコンバータ高速モードの３つのモードをこの順に切り替え可能に備え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。また、これら３つ又は４つのモードの他に、更に別の１又は２以上のモードを切り替え可能に備える構成としても好適である。いずれの場合においても、総トルク変換比の順で、トルクコンバータモードとトルクスプリットモードとが交互に切り替えられるように構成すると好適である。例えば、上記の実施形態において説明した４つのモード以外に、トルクスプリット低速モードよりも入力トルクＴＥを増幅して出力軸Ｏに伝達するトルクコンバータ低速モード（第三トルクコンバータモード）、及びトルクコンバータ高速モードよりも入力トルクＴＥを減衰して出力軸Ｏに伝達するトルクスプリット高速モード（第三トルクスプリットモード）の少なくとも一方を、更に切り替え可能に備える構成としても好適である。
【０１０７】
（２）上記の実施形態では、トルクコンバータ基準モード及びトルクスプリット基準モードにおいて、第一差動歯車装置Ｇ１の出力回転要素Ｅｏに伝達された中間出力トルクＴＭを出力軸Ｏに伝達する際のトルク変換比である基準トルク変換比を「１」とした場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、基準トルク変換比を「１」以外の値、例えば「１．５」や「２」等のようにトルク増幅側の値に設定し、或いは、例えば「０．５」や「０．７５」等のようにトルク減衰側の値に設定することも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、第一増幅比Ｒ１ａ、第一減衰比Ｒ１ｂ、第二増幅比Ｒ２ａ、第二減衰比Ｒ２ｂについても、上記実施形態において例示した値に限定されるものではなく、上記の各条件を満たす値を適宜設定することができる。
【０１０８】
（３）上記の実施形態では、切り替え可能に備えられる複数のモードの全てが、総トルク変換比の順で隣接する他のモードとの切替点までの間に、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点を通過するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、一部又は全部のモードが、総トルク変換比の順で隣接する他のモードとの切替点までの間に、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がゼロとなる無電気変換点を通過しない構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合においても、入力軸Ｉの回転速度に対する出力軸Ｏの回転速度の変化に伴って順にモードを切り替えた際に、第一回転電機ＭＧ１の回転速度がモード毎に上昇と下降を交互に行うことになる。これにより、第一回転電機ＭＧ１の回転速度の絶対値を相対的に低く抑えることが可能となり、電力変換による損失を少なく抑えてエネルギー効率を高めることが可能である。
【０１０９】
（４）また、上記の各実施形態において説明した第一差動歯車装置Ｇ１及び第二差動歯車装置Ｇ２、これらを構成する第一遊星歯車機構ＰＧ１、第二遊星歯車機構ＰＧ２、及び第三遊星歯車機構ＰＧ３の構成、並びにこれらの各回転要素に対する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。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
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、差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
Ｗ：車輪
Ｏ：出力軸（出力部材）
ＭＧ１：第一回転電機
ＭＧ２：第二回転電機
Ｄｃ：ケース（非回転部材）
Ｇ１：第一差動歯車装置（差動歯車装置）
Ｅ１：第一回転電機連結要素
Ｅｏ：出力回転要素
Ｅｉ：入力回転要素
Ｇ２：第二差動歯車装置
ｅ１：第一回転要素
ｅ２：第二回転要素
ｅ３：第三回転要素
ｅ４：第四回転要素
Ｂ：ブレーキ
Ｃ１：第一クラッチ
Ｃ２：第二クラッチ
Ｃ３：第三クラッチ
Ｃ４：第四クラッチ
ＰＧ１：第一遊星歯車機構
ｓ１：第一サンギヤ
ｃａ１：第一キャリヤ
ｒ１：第一リングギヤ
ＰＧ２：第二遊星歯車機構
ｓ２：第二サンギヤ
ｃａ２：第二キャリヤ
ｒ２：第二リングギヤ
ＰＧ３：第三遊星歯車機構
ｓ３：第三サンギヤ
ｃａ３：第三キャリヤ
ｒ３：第三リングギヤ
ＴＥ：入力トルク
ＴＭ：中間出力トルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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