(57)【要約】【課題】装置全体の大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、エネルギー損失が抑制された状態で電動走行モードが実現可能となるハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】入力部材Ｉと、出力部材Ｏと、回転電機ＭＧと、回転速度の順に第一から第四の４つの回転要素を有する差動歯車装置ＰＧ１と、を備えたハイブリッド駆動装置Ｈ。差動歯車装置ＰＧ１は、第一回転要素が回転電機ＭＧに駆動連結され、第三回転要素が出力部材Ｏに駆動連結され、第二回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキＢ２と第四回転要素を入力部材Ｉに選択的に駆動連結するクラッチＣ１とを備え、各変速段に応じた所定の変速比で入力部材Ｉの回転速度を変速して出力部材Ｏに伝達する有段変速モードと、ブレーキＢ２を係合状態とするとともに入力部材Ｉを出力部材Ｏから切り離した状態で、回転電機ＭＧのトルクを出力部材Ｏに伝達する電動走行モードと、を備える。【選択図】図１
2010234830.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、回転電機と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有する差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、前記第一回転要素が前記回転電機に駆動連結され、前記第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、
前記第二回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第四回転要素を入力部材に選択的に駆動連結するクラッチと、を備え、
前記ブレーキ及び前記クラッチを含む複数の係合要素の係合及び解放を切り替えることにより複数の変速段を切替可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で少なくとも前記入力部材の回転速度を変速して前記出力部材に伝達する有段変速モードと、
前記ブレーキを係合状態とするとともに前記入力部材を前記出力部材から切り離した状態で、前記回転電機のトルクを前記出力部材に伝達する電動走行モードと、
を備えるハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記ブレーキは、作動圧の非供給時に係合状態が維持されるとともに作動圧の供給時に解放状態とされる構造の係合要素である請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記ブレーキを解放状態とするとともに前記クラッチを係合状態とし、前記差動歯車装置の前記第四回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記回転電機の回転速度及びトルクを制御することにより、前記入力部材の回転速度を無段階に変速して前記出力部材に伝達する第一無段変速モードを更に備えた請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記複数の係合要素は、前記差動歯車装置の前記第二回転要素を入力部材に選択的に駆動連結する第二クラッチを更に含み、
前記ブレーキ及び前記クラッチを解放状態とするとともに前記第二クラッチを係合状態とし、前記第二回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記回転電機の回転速度及びトルクを制御することにより、前記入力部材の回転速度を無段階に変速して前記出力部材に伝達する第二無段変速モードを更に備えた請求項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】
前記差動歯車装置を介さずに前記エンジンに駆動連結された補助回転電機を更に備え、
前記回転電機と前記補助回転電機とが電力を受け渡し可能に電気的に接続され、
前記第一無段変速モード又は前記第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクに応じて前記回転電機が電力を消費する状態では、前記エンジンの回転駆動力により前記補助回転電機が発電した電力を前記回転電機に供給して、前記回転電機を駆動する請求項３又は４に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記第一無段変速モード又は前記第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクに応じて前記回転電機が発電する状態では、前記回転電機が発電した電力を前記補助回転電機に供給して前記補助回転電機を駆動させ、前記エンジンの駆動力を補助する請求項５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記有段変速モードが、各変速段に応じた所定の変速比で前記入力部材の回転速度を変速して前記出力部材に伝達しつつ、前記回転電機に力行又は発電させるパラレルモードを有する請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記パラレルモードにおける変速段の切り替えに際して、前記回転電機の回転速度を、前記入力部材の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化させる請求項７に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記パラレルモードにおける変速段の切り替えに際して、前記入力部材及び前記回転電機から前記出力部材に伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、前記回転電機のトルクを制御する請求項７又は８に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記有段変速モードが、前記回転電機の回転を停止させた状態で前記入力部材のトルクを前記出力部材に伝達するエンジン走行モードを更に有する請求項７から９のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
前記エンジン走行モードは、前記入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段を有する請求項１０に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
前記電動走行モードにおいて、前記回転電機が回転している状態で、前記複数の係合要素のうちの一つが係合状態とされることにより、前記回転電機のトルクを前記入力部材に伝達して前記エンジンを始動させる請求項１から１１のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１３】
前記電動走行モードは、前記ブレーキを係合した状態で前記回転電機の正方向回転を逆転させて前記出力部材に伝達する後進走行モードを有する請求項１から１２のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１４】
前記エンジンの停止状態で前記複数の係合要素のうちの一つを係合し、前記回転電機が前記差動歯車装置を介さずに前記入力部材に駆動連結された状態で前記回転電機に力行させることにより、前記回転電機の回転駆動力を前記出力部材に伝達することなく前記入力部材に伝達し、前記エンジンを始動させるエンジン始動モードを更に備える請求項１から１３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１５】
前記ブレーキ及び前記クラッチをそれぞれ第二ブレーキ及び第一クラッチとするとともに、前記複数の係合要素は、第一ブレーキ及び第二クラッチを更に含み、
前記差動歯車装置は、
前記第一回転要素が、第一ブレーキを介して非回転部材に選択的に固定され、
前記第二回転要素が、第二ブレーキを介して非回転部材に選択的に固定されるとともに、第二クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結され、
前記第四回転要素が、第一クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結される請求項１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１６】
前記複数の係合要素は、所定の第五係合要素を更に含み、
前記差動歯車装置の前記第一回転要素が、更に、前記第五係合要素が係合状態となることにより前記入力部材に選択的に駆動連結される請求項１５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１７】
前記有段変速モードでは、前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、前記第一ブレーキ、及び前記第二ブレーキ、のうちのいずれか２つが係合状態となることにより各変速段が形成される請求項１５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１８】
前記差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型の遊星歯車装置で構成され、
前記第一回転要素は第一サンギヤで構成され、前記第二回転要素はキャリアで構成され、前記第三回転要素はリングギヤで構成され、前記第四回転要素は第二サンギヤで構成されている請求項１から１７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１９】
前記差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型の遊星歯車装置で構成され、
前記第一回転要素は第二サンギヤで構成され、前記第二回転要素はリングギヤで構成され、前記第三回転要素はキャリアで構成され、前記第四回転要素は第一サンギヤで構成されている請求項１から１７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項２０】
前記差動歯車装置の前記第一回転要素は、外周にブレーキが設けられた円筒状回転部材に連結されている請求項１から１９のいずれか一項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、出力部材と、回転電機と、少なくとも４つの回転要素を有する差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境問題の観点から、エンジン及び回転電機（モータやジェネレータ）を駆動力源として備えたハイブリッド車両が注目されており、それに用いられるハイブリッド駆動装置に関しても様々な構成が提案されている。そのようなハイブリッド駆動装置の一つとして、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。この装置は、エンジンに駆動連結される入力軸と、車輪に駆動連結される出力軸と、第一及び第二遊星歯車装置と、回転電機とを備えたハイブリッド駆動装置である。そして、このハイブリッド駆動装置では、エンジンと第一及び第二遊星歯車装置との間の位置に回転電機が配置され、エンジンと回転電機とがエンジンクラッチを介して選択的に駆動連結可能な構成となっている。そして、このハイブリッド駆動装置では、電動走行モードが要求される場合には、前記エンジンクラッチが解放状態とされ、エンジンの連れ回りがない状態で回転電機のトルクを出力部材に伝達して車両を走行させる。一方、パラレルモードが要求される場合には、前記エンジンクラッチが係合状態とされ、エンジン及び回転電機の双方のトルクを出力部材に伝達して車両を走行させる。
【０００３】
ところで、本願の出願人によって出願されて既に公開されている、エンジンのみを駆動力源として備える一般的な車両用の自動変速装置として、例えば、下記の特許文献２に記載の装置が知られている。この自動変速装置は、エンジンに駆動連結される入力軸と、出力軸と、トルクコンバータと、ラビニヨ型の遊星歯車装置で構成される第一差動歯車装置と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置で構成される第二差動歯車装置とを備えている。そして、入力軸のトルクは、トルクコンバータを介して伝達される。また、この自動変速装置は、第一差動歯車装置及び第二差動歯車装置の各回転要素が、複数の摩擦係合要素の一つとしてのクラッチを介して互いに駆動連結され、或いはブレーキを介してケースに固定されることにより、複数の変速段を切替可能となっており、各変速段に応じた所定の変速比で入力軸の回転速度を変速して出力軸に伝達する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７９２３５号公報（段落００２４〜００２６、図１）
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００５／０２６５７９号パンフレット（図３、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、電動走行モードで車両を走行させる際のエンジンの連れ回りをなくしてエンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制するために、エンジンと回転電機との間に前記エンジンクラッチを設けることが必要となっている。そのため、特許文献２に記載されたようなエンジンのみを駆動力源として備える一般的な車両の自動変速装置を利用してハイブリッド駆動装置を構成しようとした場合に、追加変更箇所が多くならざるを得ないという課題がある。すなわち、回転電機を自動変速装置のトルクコンバータが配置される位置に配置した場合であっても、エンジンと回転電機との間の位置に、別途エンジンクラッチを追加の構成として設ける必要がある。したがって、従来の自動変速装置に比べて構造が複雑となり易く、コスト、大きさ、重量等の面で不利となり易い。
【０００６】
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、装置全体の大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、エネルギー損失が抑制された状態で電動走行モードが実現可能となる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】
【０００７】
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、回転電機と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有する差動歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、前記差動歯車装置は、前記第一回転要素が前記回転電機に駆動連結され、前記第三回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記第二回転要素を非回転部材に選択的に固定するブレーキと、前記第四回転要素を入力部材に選択的に駆動連結するクラッチと、を備え、前記ブレーキ及び前記クラッチを含む複数の係合要素の係合及び解放を切り替えることにより複数の変速段を切替可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で少なくとも前記入力部材の回転速度を変速して前記出力部材に伝達する有段変速モードと、前記ブレーキを係合状態とするとともに前記入力部材を前記出力部材から切り離した状態で、前記回転電機のトルクを前記出力部材に伝達する電動走行モードと、を備える点にある。
【０００８】
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。
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。
【０００９】
この特徴構成によれば、エンジンのみを駆動力源として備える車両の自動変速装置として一般的に用いられる４つの回転要素を有する差動歯車装置を利用し、各回転要素と入力部材及び回転電機との連結関係を工夫することで、少ない配置構成の変更でハイブリッド駆動装置を構成することができる。よって、既存の自動変速装置を利用して、製造コストの上昇を抑えることができる。
そして、有段変速モードでは、ブレーキ及びクラッチを含む複数の係合要素の係合及び解放を切り替え、複数の変速段を切り替えることにより、要求駆動力や車速等に応じて適切な変速比で変速した入力部材の回転速度を出力部材へ伝達して車両を走行させることができる。
また、電動走行モードでは、ブレーキを係合状態として第二回転要素を非回転部材に選択的に固定するするとともに、前記入力部材を前記出力部材から切り離した状態で、回転電機のトルクを出力部材へ伝達して車両を走行させることができる。その際、入力部材が出力部材から切り離された状態となっているので、電動走行モード中にエンジンが連れ回ることがなく、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制することができる。よって、そのような事態を回避するために別途エンジンクラッチを追加の構成として設ける必要がなく、装置の大型化や製造コストの上昇を招くこともない。
したがって、装置全体の大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、エネルギー損失が抑制された状態で電動走行モードが実現可能となるハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１０】
ここで、前記ブレーキは、作動圧の非供給時に係合状態が維持されるとともに作動圧の供給時に解放状態とされる構造の係合要素である構成とすると好適である。
【００１１】
この構成によれば、入力部材のトルク等により発生される作動圧とは無関係にブレーキを係合状態に維持させることができるので、車両の状況によらずに電動走行モードを適切に実現することができる。ここで、複数の係合要素の係合及び解放状態が、入力部材のトルクにより駆動されるオイルポンプが吐出する所定油圧の作動油により切り替えられる構成の駆動装置では、通常、前記オイルポンプとは別に、駆動力源としてのエンジンが停止して入力部材からトルクが伝達されない状態で作動油を吐出する電動オイルポンプを備える場合が多い。しかし、上記の構成では、そのような電動オイルポンプを備えることなく電動走行モードを実現することが可能となる。また、電動オイルポンプを備える場合であっても、電動オイルポンプの駆動時間を短縮することができるので、電動オイルポンプの長寿命化を図ることができる。
【００１２】
また、前記ブレーキを解放状態とするとともに前記クラッチを係合状態とし、前記差動歯車装置の前記第四回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記回転電機の回転速度及びトルクを制御することにより、前記入力部材の回転速度を無段階に変速して前記出力部材に伝達する第一無段変速モードを更に備えた構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、第四回転要素に入力部材のトルクが入力された状態で、回転電機の回転速度及びトルクを制御することにより、要求駆動力や車速等に応じた適切な変速比となるように無段階に変速した入力部材の回転速度を出力部材へ伝達して車両を走行させることができる。このとき、差動歯車装置の４つの回転要素のうち、回転速度の順で一方側となる第一回転要素に回転電機、回転速度の順で中間となる第三回転要素に出力部材、回転速度の順で他方側となる第四回転要素に入力部材が駆動連結されることになる。よって、上記の構成では、入力部材のトルクと回転電機のトルクとを合成し、増幅したトルクを出力部材に伝達することができる。したがって、特に出力部材に大きな駆動力が必要とされる場合に、エンジンに駆動連結される入力部材のトルクと回転電機のトルクとの双方を利用して、適切な駆動力を出力することができる。
【００１４】
また、前記複数の係合要素は、前記差動歯車装置の前記第二回転要素を入力部材に選択的に駆動連結する第二クラッチを更に含み、前記ブレーキ及び前記クラッチを解放状態とするとともに前記第二クラッチを係合状態とし、前記第二回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記回転電機の回転速度及びトルクを制御することにより、前記入力部材の回転速度を無段階に変速して前記出力部材に伝達する第二無段変速モードを更に備えた構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、第二回転要素に入力部材のトルクが入力された状態で、回転電機の回転速度及びトルクを制御することにより、要求駆動力や車速等に応じた適切な変速比となるように無段階に変速した入力部材の回転速度を出力部材へ伝達して車両を走行させることができる。このとき、差動歯車装置の４つの回転要素のうち、回転速度の順で一方側となる第一回転要素に回転電機、回転速度の順で中間となる第二回転要素に入力部材、回転速度の順で他方側となる第三回転要素に出力部材が駆動連結されることになる。よって、上記の構成では、入力部材のトルクを回転電機と出力部材とに分配し、減衰したトルクを出力部材に伝達することができる。また、その状態で、回転電機の正方向の回転速度を低下させる（負方向に大きくする）ことにより、入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る。したがって、特に出力部材に高速回転が必要とされる場合に、エンジンに駆動連結される入力部材の回転速度を適切な回転速度に抑えつつ、これを増速して出力することができる。
【００１６】
また、前記差動歯車装置を介さずに前記エンジンに駆動連結された補助回転電機を更に備え、前記回転電機と前記補助回転電機とが電力を受け渡し可能に電気的に接続され、前記第一無段変速モード又は前記第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクに応じて前記回転電機が電力を消費する状態では、前記エンジンの回転駆動力により前記補助回転電機が発電した電力を前記回転電機に供給して、前記回転電機を駆動する構成とすると好適である。
【００１７】
この構成によれば、回転電機が電力を消費する状態では、補助回転電機が発電した電力により回転電機が駆動されるので、通常、回転電機と電力の受け渡しが可能に設けられるバッテリ等の蓄電装置の蓄電量によらずに、第一無段変速モード及び第二無段変速モードを長時間実行することが可能となる。また、一般に蓄電装置を充放電する際には電力損失が生じるため、上記のように、補助回転電機が発電した電力を蓄電装置を介さずに直接回転電機に供給して回転電機を駆動することで、蓄電装置の充放電に伴う電力損失を抑制してエネルギー効率の向上を図ることができる。
【００１８】
また、前記第一無段変速モード又は前記第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクに応じて前記回転電機が発電する状態では、前記回転電機が発電した電力を前記補助回転電機に供給して前記補助回転電機を駆動させ、前記エンジンの駆動力を補助する構成とすると好適である。
【００１９】
前記蓄電装置の蓄電量によっては、回転電機が発電した電力の一部が蓄電装置に蓄電されずに発熱等により無駄に消費されてしまう場合がある。しかし、上記の構成によれば、回転電機が発電した電力により補助回転電機が駆動されてエンジンの駆動力を補助するので、回転電機が発電した電力を有効利用してエネルギー効率を向上させ、燃料消費率を向上させることができる。また、回転電機が発電した電力を蓄電装置を介さずに直接補助回転電機に供給して補助回転電機を駆動することで、蓄電装置の充放電に伴う電力損失を抑制してエネルギー効率の向上を図ることができる。
【００２０】
また、前記有段変速モードが、各変速段に応じた所定の変速比で前記入力部材の回転速度を変速して前記出力部材に伝達しつつ、前記回転電機に力行又は発電させるパラレルモードを有する構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、複数の変速段を切り替えることにより、要求駆動力や車速等に応じて適切な変速比で変速した入力部材の回転速度を出力部材へ伝達しつつ、車両の走行状態に応じて、回転電機に力行させてトルクアシストを行い、或いは回転電機に発電させて蓄電手段に電力を蓄えつつ車両を走行させることができる。したがって、エンジンに駆動連結される入力部材のトルクと回転電機のトルクとの双方を利用して効率的に車両を走行させることが可能となる。
【００２２】
また、前記パラレルモードにおける変速段の切り替えに際して、前記回転電機の回転速度を、前記入力部材の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化させる構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、変速段の切り替えに際して、入力部材に駆動連結されたエンジンのイナーシャトルクと回転電機のイナーシャトルクとが打ち消し合う方向に作用することになる。したがって、変速段の切り替えに際しての装置の振動を抑制でき、衝撃の少ない滑らかな変速段の切り替えが可能となる。
【００２４】
また、前記パラレルモードにおける変速段の切り替えに際して、前記入力部材及び前記回転電機から前記出力部材に伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、前記回転電機のトルクを制御する構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、変速段の切り替えに際して出力部材に伝達されるトルクの変動を抑制することができる。したがって、変速段の切り替えに際しての車両の挙動の変化を抑制でき、滑らかで迅速な変速段の切り替えが可能となる。また、このような制御を行うことにより、変速段の切り替えに際して、摩擦係合要素を滑らせながらつなぎ替える必要がなくなるため、摩擦係合要素の負荷を減少させることができ、摩擦係合要素の小容量化や長寿命化を図ることが可能となる。
【００２６】
また、前記有段変速モードが、前記回転電機の回転を停止させた状態で前記入力部材のトルクを前記出力部材に伝達するエンジン走行モードを更に有する構成とすると好適である。
【００２７】
この構成によれば、回転電機の回転を停止させ、入力部材を介して伝達されるエンジンのトルクのみを用いて車両を走行させることができる。したがって、要求駆動力の変動が少ない定常走行状態等において、回転電機を駆動することによるエネルギー損失を抑制し、効率的に車両を走行させることが可能となる。
【００２８】
また、前記エンジン走行モードは、前記入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段を有する構成とすると好適である。
【００２９】
この構成によれば、回転電機の回転を停止させ、入力部材を介して伝達されるエンジンのトルクのみを用いて車両を走行させる際に、入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る。したがって、特に要求駆動力の変動が小さい高速走行状態等において、回転電機を駆動することによるエネルギー損失を抑制できるとともに、エンジンの回転速度を低く抑えることができるので、効率的に車両を走行させることが可能となる。
【００３０】
また、前記電動走行モードにおいて、前記回転電機が回転している状態で、前記複数の係合要素のうちの一つが係合状態とされることにより、前記回転電機のトルクを前記入力部材に伝達して前記エンジンを始動させる構成とすると好適である。
【００３１】
この構成によれば、回転電機のみを動作させて車両を走行させる電動走行モードで走行する際に、複数の係合要素のうちの一つを係合状態とすることにより、車両を走行させながらエンジンの回転速度を上昇させてエンジンを始動させることができる。ここで、当該係合要素を係合状態とするタイミングは任意であり、車両の停止状態から当該係合要素を係合させたまま走行を開始し、或いは電動走行モードで走行中に当該係合要素を滑らせながら係合させることも可能である。いずれの場合にも、エンジンの回転速度が一定値以上となったときにエンジンを始動させることができる。
【００３２】
また、前記電動走行モードは、前記ブレーキを係合した状態で前記回転電機の正方向回転を逆転させて前記出力部材に伝達する後進走行モードを有する構成とすると好適である。
【００３３】
この構成によれば、電動走行モードにおいて、回転電機の回転方向を適宜切り替えることで出力部材の回転方向を負回転方向とし、車両を後進させることができる。よって、差動歯車装置、並びにブレーキ及びクラッチを含む複数の係合要素により別途後進段を形成する構成としなくても、車両を後進させることが可能となる。したがって、差動歯車装置及び複数の係合要素の連結構造を一部単純化することが可能となる。
【００３４】
また、前記エンジンの停止状態で前記複数の係合要素のうちの一つを係合し、前記回転電機が前記差動歯車装置を介さずに前記入力部材に駆動連結された状態で前記回転電機に力行させることにより、前記回転電機の回転駆動力を前記出力部材に伝達することなく前記入力部材に伝達し、前記エンジンを始動させるエンジン始動モードを更に備える構成とすると好適である。
【００３５】
この構成によれば、エンジンの停止状態から出力部材にトルクを伝達することなく、回転電機を力行させることによりエンジンを始動させることができる。したがって、例えば、車両が停止状態にある場合であっても、車両の挙動を変化させることなくエンジンを始動させることができる。
【００３６】
これまで説明してきたハイブリッド駆動装置の構成において、前記ブレーキ及び前記クラッチをそれぞれ第二ブレーキ及び第一クラッチとするとともに、前記複数の係合要素は、第一ブレーキ及び第二クラッチを更に含み、前記差動歯車装置は、前記第一回転要素が、第一ブレーキを介して非回転部材に選択的に固定され、前記第二回転要素が、第二ブレーキを介して非回転部材に選択的に固定されるとともに、第二クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結され、前記第四回転要素が、第一クラッチを介して前記入力部材に選択的に駆動連結される構成とすると好適である。
【００３７】
この構成によれば、既に知られている、例えば４つの前進段及び１つの後進段を備えた自動変速装置の構成に対して係合要素の追加を行うことなく、本願に係るハイブリッド駆動装置の差動歯車装置を構成することができる。そして、このような自動変速装置のトルクコンバータを取り除いて回転電機を差動歯車装置の第一回転要素に連結するように追加し、更に電動走行モードで、第二ブレーキを係合状態として第二回転要素を非回転部材に選択的に固定するするとともに、第一クラッチを解放状態として回転電機のトルクを出力部材へ伝達して車両を走行させることで、本願に係るハイブリッド駆動装置を構成することができる。
【００３８】
上記の構成において、前記複数の係合要素は、所定の第五係合要素を更に含み、前記差動歯車装置の前記第一回転要素が、更に、前記第五係合要素が係合状態となることにより前記入力部材に選択的に駆動連結される構成とすると好適である。
【００３９】
この構成によれば、第五係合要素が係合状態となって差動歯車装置の第一回転要素と入力部材とが駆動連結された状態で、エンジン始動モードを実現することができる。また、有段変速モードにおいて、第二ブレーキの係合との協働により後進段を形成することができる。
【００４０】
或いは、前記有段変速モードでは、前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、前記第一ブレーキ、及び前記第二ブレーキ、のうちのいずれか２つが係合状態となることにより各変速段が形成される構成とすると好適である。
【００４１】
この構成によれば、第一クラッチ、第二クラッチ、第一ブレーキ、及び第二ブレーキの４つの係合要素の係合及び解放の切り替えのみにより、有段変速モードにおける各変速段が形成されるので、例えば差動歯車装置の第一回転要素を入力部材に選択的に駆動連結するためのクラッチを設けない構成とすることができる。よって、装置全体を小型化し、製造コストを低減させることが可能となる。
【００４２】
以上の各構成を実現するための具体的構成として、前記差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型の遊星歯車装置で構成され、前記第一回転要素は第一サンギヤで構成され、前記第二回転要素はキャリアで構成され、前記第三回転要素はリングギヤで構成され、前記第四回転要素は第二サンギヤで構成されている構成とすると好適である。
【００４３】
或いは、前記差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、キャリア、及びリングギヤの４つの回転要素を備えたラビニヨ型の遊星歯車装置で構成され、前記第一回転要素は第二サンギヤで構成され、前記第二回転要素はリングギヤで構成され、前記第三回転要素はキャリアで構成され、前記第四回転要素は第一サンギヤで構成されている構成とすると好適である。
【００４４】
なお、本願では、サンギヤ、キャリア、リングギヤの三つの回転要素を備えた「遊星歯車機構」に関し、当該遊星歯車機構単独で、若しくは複数の遊星歯車機構を組み合わせて得られる装置を「遊星歯車装置」と呼ぶ。そして、この遊星歯車装置は、本願における差動歯車装置の一例である。
【００４５】
これらの構成によれば、エンジンのみを駆動力源として備える車両の自動変速装置として一般的に用いられるラビニヨ型の遊星歯車装置を用いて、本願に係るハイブリッド駆動装置を構成することができる。
【００４６】
また、前記差動歯車装置の前記第一回転要素は、外周にブレーキが設けられた円筒状回転部材に連結されている構成とすると好適である。
【００４７】
この構成によれば、差動歯車装置の第一回転要素がブレーキを介して非回転部材に選択的に固定される構成を実現しつつ、この円筒状回転部材を延長することにより、回転電機を差動歯車装置の第一回転要素に適切に連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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摩擦係合要素の作動表を示す図である。
【図４】第一の実施形態に係るパラレルモードでの速度線図である。
【図５】第一の実施形態に係るエンジン走行モードでの速度線図である。
【図６】第一の実施形態に係る電動走行モードでの速度線図である。
【図７】第一の実施形態に係る第一無段変速モードでの速度線図である。
【図８】第一の実施形態に係る第二無段変速モードでの速度線図である。
【図９】第一の実施形態に係るエンジン始動モードでの速度線図である。
【図１０】第一の実施形態に係るパラレルモード及びエンジン走行モードの変速段の切替を行った際の速度線図の変化を示す説明図である。
【図１１】パラレルモードである。で走行中に電動走行モードによる回生制動に移行した場合の速度線図の変化を示す説明図
【図１２】エンジン走行モードで走行中に電動走行モードによる回生制動に移行した場合の速度線図の変化を示す説明図である。
【図１３】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１４】第二の実施形態に係る摩擦係合要素の作動表を示す図である。
【図１５】第二の実施形態に係るパラレルモードでの速度線図である。
【図１６】第二の実施形態に係るエンジン走行モードでの速度線図である。
【図１７】第二の実施形態に係るエンジン始動モードでの速度線図である。
【図１８】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１９】第三の実施形態に係る摩擦係合要素の作動表を示す図である。
【図２０】第三の実施形態に係るパラレルモードでの速度線図である。
【図２１】第三の実施形態に係るエンジン走行モードでの速度線図である。
【図２２】第三の実施形態に係る電動走行モードでの速度線図である。
【図２３】第三の実施形態に係る第一無段変速モードでの速度線図である。
【図２４】第三の実施形態に係るエンジン始動モードでの速度線図である。
【図２５】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２６】第四の実施形態に係る摩擦係合要素の作動表を示す図である。
【図２７】第四の実施形態に係るパラレルモードでの速度線図である。
【図２８】第四の実施形態に係るエンジン走行モードでの速度線図である。
【図２９】第四の実施形態に係る電動走行モードでの速度線図である。
【図３０】第四の実施形態に係る第一無段変速モードでの速度線図である。
【図３１】第四の実施形態に係る第二無段変速モードでの速度線図である。
【図３２】第四の実施形態に係るエンジン始動モードでの速度線図である。
【図３３】本発明の第五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３４】第五の実施形態に係る摩擦係合要素の作動表を示す図である。
【図３５】第五の実施形態に係るパラレルモードでの速度線図である。
【図３６】本発明の第六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３７】第六の実施形態に係る摩擦係合要素の作動表を示す図である。
【図３８】第六の実施形態に係るパラレルモード及びエンジン走行モードでの速度線図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
１．第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１は、ハイブリッド駆動装置Ｈの中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。また、図２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈのシステム構成を示す模式図である。なお、図２において、二重の実線は回転駆動力の伝達経路を示し、二重の破線は電力の伝達経路を示し、白抜きの矢印は作動油の流れを示している。また、実線の矢印は各種情報の伝達経路を示している。
【００５０】
これらの図に示すように、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、モータ・ジェネレータＭＧと、第一差動歯車装置ＰＧ１と、第二差動歯車装置ＰＧ２と、を備えている。また、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としての駆動装置ケースＤｃ（以下、単に「ケースＤｃ」という。）内に収納されている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、各機器が、入力軸Ｉの回転軸方向に沿ってエンジンＥ側から、モータ・ジェネレータＭＧ、第二差動歯車装置ＰＧ２、第一差動歯車装置ＰＧ１の順に配列されており、エンジンＥとは反対側に出力軸Ｏが配置されている。なお、本実施形態においては、モータ・ジェネレータＭＧが本発明における「回転電機」に相当する。また、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。また、第一差動歯車装置ＰＧ１が本発明における「差動歯車装置」に相当する。
【００５１】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンのみを駆動力源として備える車両に用いられる従来の自動変速装置の構成を少ない変更で利用した装置構成となっている。ここで対象としている従来の自動変速装置は、国際公開ＷＯ２００５／０２６５７９号パンフレットの図３に記載された、前進８段及び後進２段の変速段を有する装置である。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、このような自動変速装置に対して、トルクコンバータを取り除き、当該トルクコンバータが配置されていた位置にモータ・ジェネレータＭＧを配置するとともに、ロータＲｏを第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素である第一サンギヤｓ１に連結した構成としている。また、このような自動変速装置における、第一差動歯車装置ＰＧ１に相当するラビニヨ型遊星歯車装置のキャリアに設けられたワンウェイクラッチが取り除かれてキャリアｃａ１が入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転可能な構成となっている。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、このような従来の自動変速装置の構成に対して少ない変更を加えるだけで、後述するように、有段変速モード（パラレルモード及びエンジン走行モード）、電動走行モード、無段変速モード（第一無段変速モード及び第二無段変速モード）及びエンジン始動モードといったハイブリッド駆動装置として有用な複数のモード（図３〜９参照）を実現できる構成となっている。
【００５２】
１−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１及び図２に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに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の出力回転軸との間にダンパやクラッチ等を介して駆動連結される構成としても好適である。出力軸Ｏは、図２に示すように、ディファレンシャル装置１７等を介して車輪Ｗに回転駆動力を伝達可能に駆動連結されている。本例では、入力軸Ｉと出力軸Ｏとは同一軸線上に配置されている。このような構成は、本発明に係るハイブリッド駆動装置Ｈを、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の車両の駆動装置に適用する場合に好適である。
【００５３】
図１に示すように、モータ・ジェネレータＭＧは、ケースＤｃに固定されたステータＳｔと、このステータＳｔの径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏと、を有している。このモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏは、第二差動歯車装置ＰＧ２の外周に設けられたブレーキドラムＤｒと一体回転するように駆動連結されている。このモータ・ジェネレータＭＧは、図２に示すように、インバータ１２を介して蓄電装置としてのバッテリ１１に電気的に接続されている。なお、バッテリ１１は蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。そして、モータ・ジェネレータＭＧは、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）としての機能との双方を果すことが可能とされている。モータ・ジェネレータＭＧ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１１に供給して充電し、モータとして機能する場合には、バッテリ１１に充電された電力の供給を受けて力行する。このようなモータ・ジェネレータＭＧの動作は、制御装置ＥＣＵからの制御指令に従ってインバータ１２を介して行われる。
【００５４】
図１に示すように、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたラビニヨ型の遊星歯車装置により構成されている。ここで、ラビニヨ型の遊星歯車装置とは、１組のシングルピニオン型の遊星歯車機構と１組のダブルピニオン型の遊星歯車装置とが、キャリアとリングギヤとを共用して構成されるものである。具体的には、この第一差動歯車装置ＰＧ１は、第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２の２つのサンギヤと、リングギヤｒ１と、第一サンギヤｓ１及びリングギヤｒ１の双方に噛み合うロングピニオンギヤ並びにこのロングピニオンギヤ及び第二サンギヤｓ２に噛み合うショートピニオンギヤを支持する共通のキャリアｃａ１との４つの回転要素を備えている。第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら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とすると、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、キャリアｃａ１が第二回転要素ｅ２に相当し、リングギヤｒ１が第三回転要素ｅ３に相当し、第二サンギヤｓ２が第四回転要素ｅ４に相当する。
【００５５】
この第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１は、ブレーキドラムＤｒに連結されている。ここで、ブレーキドラムＤｒは、第一差動歯車装置ＰＧ１に対してエンジンＥ側に配置された円筒状回転部材であり、外周に第一ブレーキＢ１が設けられている。また、このブレーキドラムＤｒの内周には、第三クラッチＣ３及び第四クラッチＣ４が設けられており、その更に径方向内側には、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第一クラッチＣ１が配置されている。そして、このブレーキドラムＤｒは、出力軸Ｏ側の端部において第一サンギヤｓ１と一体回転するように駆動連結され、エンジンＥ側の端部においてモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結されている。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第一サンギヤｓ１は、ブレーキドラムＤｒを介してモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結される。また、この第一サンギヤｓ１は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定される。更に第一サンギヤｓ１は、第三クラッチＣ３を介して第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３に選択的に駆動連結されるとともに、第四クラッチＣ４を介して第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３に選択的に駆動連結される。キャリアｃａ１は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｃに選択的に固定されるとともに、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。リングギヤｒ１は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。第二サンギヤｓ２は、第一クラッチＣ１を介して第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３に選択的に駆動連結される。
【００５６】
したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第一サンギヤｓ１には、第三クラッチＣ３を係合状態とすることにより、この第三クラッチＣ３を介して、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３からリングギヤｒ３に伝達された入力軸Ｉのトルクが入力される。また、この第一サンギヤｓ１には、第四クラッチＣ４を係合状態とすることにより、この第四クラッチＣ４を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。本実施形態においては、第三クラッチＣ３及び第四クラッチＣ４の一方又は双方が本発明における「第五係合要素」に相当する。更に、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素ｅ２であるキャリアｃａ１には、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、この第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。なお、このキャリアｃａ１は、入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転可能とされている。また、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素ｅ４である第二サンギヤｓ２には、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、第一クラッチＣ１を介して、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３からリングギヤｒ３に伝達された入力軸Ｉのトルクが入力される。
【００５７】
一方、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キャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３との３つの回転要素を備えている。第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３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、及び第三回転要素ｅ３とすると、本実施形態においては、サンギヤｓ３が第一回転要素ｅ１に相当し、リングギヤｒ３が第二回転要素ｅ２に相当し、キャリアｃａ３が第三回転要素ｅ３に相当する。本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２は、ブレーキドラムＤｒの径方向内側に収まるように配置されている。
【００５８】
この第二差動歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ３は、ケースＤｃに固定されている。リングギヤｒ３は、第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に選択的に駆動連結されるとともに、第三クラッチＣ３を介してブレーキドラムＤｒ及びそれと一体回転する第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に選択的に駆動連結される。キャリアｃａ３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、第四クラッチＣ４を介してブレーキドラムＤｒ及びそれと一体回転する第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に選択的に駆動連結される。
【００５９】
上記のとおり、このハイブリッド駆動装置Ｈは、摩擦係合要素として、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２を備えている。これらの摩擦係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキ等を好適に用いることができる。本実施形態においては、第二ブレーキＢ２は、油圧が供給されていない状態である非供給時に係合状態が維持されるとともに、油圧が供給されている状態である供給時に解放状態とされる構造（いわゆるノーマルクローズ方式）の摩擦係合要素とされている。一方、第二ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素、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、及び第一ブレーキＢ１は、油圧が供給されていない状態である非供給時に解放状態が維持されるとともに、油圧が供給されている状態である供給時に係合状態とされる構造（いわゆるノーマルオープン方式）の摩擦係合要素とされている。
【００６０】
図２では、各摩擦係合要素は第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２に含まれることとして図示を省略しているが、この図２に示すように、これらの摩擦係合要素（すなわち第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２）に供給される油圧は、制御装置ＥＣＵからの制御指令により動作する油圧制御装置１３により制御される。この油圧制御装置１３への作動油の供給は、エンジンＥの動作中は機械式オイルポンプ１４により行われ、エンジンＥの停止中は電動オイルポンプ１５により行われる。ここで、機械式オイルポンプ１４は、入力軸Ｉの回転駆動力により駆動される。また、電動オイルポンプ１５は、電動オイルポンプ用インバータ１６を介して供給されるバッテリ１１からの電力（供給経路は図示省略）により駆動される。なお、複数の係合要素は、制御指令に基づく作動圧に応じて係合及び解放が切り替え可能なものであれば、必ずしも油圧により動作するものである必要はなく、例えばソレノイド等を利用した電磁式の係合要素としても良い。
【００６１】
１−２．ハイブリッド駆動装置の制御システムの構成
図２に示すように、制御装置ＥＣＵは、車両の各部に設けられたセンサＳｅ１〜Ｓｅ６で取得される情報を用いて、エンジンＥ、モータ・ジェネレータＭＧ、油圧制御装置１３を介して第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、及びＢ２（図１参照）、並びに電動オイルポンプ１５等の動作制御を行う。これらのセンサとして、本例では、モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ１、エンジン回転センサＳｅ２、バッテリ状態検出センサＳｅ３、車速センサＳｅ４、アクセル操作検出センサＳｅ５、及びブレーキ操作検出センサＳｅ６が設けられている。
【００６２】
ここで、モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ１は、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏの回転速度を検出するためのセンサである。エンジン回転センサＳｅ２は、エンジンＥの出力回転軸の回転速度を検出するためのセンサである。ここで、入力軸ＩはエンジンＥの出力回転軸と一体回転するので、このエンジン回転センサＳｅ２により検出されるエンジンＥの回転速度は入力軸Ｉの回転速度と一致する。バッテリ状態検出センサＳｅ３は、バッテリ１１の充電量等の状態を検出するためのセンサである。車速センサＳｅ４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Ｓｅ５は、アクセルペダル１８の操作量を検出するためのセンサである。ブレーキ操作検出センサＳｅ６は、図示しないホイールブレーキに連動するブレーキペダル１９の操作量を検出するためのセンサである。
【００６３】
また、制御装置ＥＣＵは、エンジン制御手段３１、モータ・ジェネレータ制御手段３２、バッテリ状態検出手段３３、モータ・ジェネレータ回転検出手段３４、車速検出手段３５、切替制御手段３６、電動オイルポンプ制御手段３７、エンジン回転検出手段３８、モード・変速段選択手段３９、及び要求駆動力検出手段４０を備えている。制御装置ＥＣＵにおけるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。
【００６４】
エンジン制御手段３１は、エンジンＥの動作開始、停止、回転速度制御、出力トルク制御等の動作制御を行う。モータ・ジェネレータ制御手段３２は、インバータ１２を介して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度制御、出力トルク制御等の動作制御を行う。バッテリ状態検出手段３３は、バッテリ状態検出センサＳｅ３の出力に基づいて、バッテリ１１の充電量等の状態を検出する。モータ・ジェネレータ回転検出手段３４は、モータ・ジェネレータ回転センサＳｅ１の出力に基づいて、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を検出する。車速検出手段３５は、車速センサＳｅ４からの出力に基づいて車速を検出する。切替制御手段３６は、油圧制御装置１３の動作を制御することにより、ハイブリッド駆動装置Ｈの各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、及びＢ２（図１参照）のそれぞれの係合又は解放（係合解除）を行い、ハイブリッド駆動装置Ｈの動作モード及び各動作モードが有する変速段を切り替える制御を行う。電動オイルポンプ制御手段３７は、電動オイルポンプ用インバータ１６を介して電動オイルポンプ１５の動作制御を行う。エンジン回転検出手段３８は、エンジン回転センサＳｅ２からの出力に基づいて、エンジンＥの出力回転軸及び入力軸Ｉの回転速度を検出する。
【００６５】
モード・変速段選択手段３９は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、所定の制御マップに従い適切な動作モードの選択を行う。すなわち、モード・変速段選択手段３９は、車速の情報を車速検出手段３５から取得するとともに、要求駆動力の情報を要求駆動力検出手段４０から取得する。そして、モード・変速段選択手段３９は、所定の制御マップに従って、取得された車速及び要求駆動力に応じて規定された動作モード及び変速段を選択する。ここで、選択される動作モードとしては、後述するように、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード（第一無段変速モード及び第二無段変速モード）、及びエンジン始動モードの５つのモードがある。また、パラレルモード及びエンジン走行モードは、それぞれ複数の変速段を切り替え可能に備えている。なお、動作モード及び変速段の選択の際に参照される走行条件としては、車速及び要求駆動力の他にも、バッテリ充電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。要求駆動力検出手段４０は、アクセル操作検出センサＳｅ５及びブレーキ操作検出センサＳｅ６からの出力に基づいて、運転者の操作に応じて車両に要求される要求駆動力を演算して取得する。
【００６６】
１−３．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図３は、複数の動作モード及び各動作モードが備える複数の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図において、「丸印（●）」は各摩擦係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各摩擦係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。なお、電動走行モードにおける「破線の丸印」は、電動走行モードによる前進又は後進を行う際に、エンジンＥを始動するために係合される摩擦係合要素を示している。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、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード、及びエンジン始動モードの５つの動作モードを切り替え可能に備えている。また、パラレルモードは、１速段、３〜７速段、後進１速段、後進２速段の８つの変速段を切り替え可能に備えている。また、エンジン走行モードは、２速段、８速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。
【００６７】
なお、図３において、「１ｓｔ」は１速段、「２ｎｄ」は２速段、「３ｒｄ」は３速段、「４ｔｈ」は４速段、「５ｔｈ」は５速段、「６ｔｈ」は６速段、「７ｔｈ」は７速段、「８ｔｈ」は８速段、「Ｒｅｖ１」は後進１速段、「Ｒｅｖ２」は後進２速段をそれぞれ示している。本実施形態においては、各変速段の名称については、パラレルモード及びエンジン走行モードの２つのモードが備える変速段を合わせて連続する名称となるようにするとともに、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の回転速度を出力軸Ｏへ伝達する際の変速比が大きいものから順に１速段、２速段、・・・８速段としている。この点は後進用の変速段についての同様であり、変速比が大きいものから順に後進１速段、後進２速段としている。したがって、これらの各変速段の名称は、従来の自動変速装置における同じ変速比の変速段の名称と一致している。
【００６８】
図４〜図１２は、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図を示している。すなわち、図４はパラレルモードでの速度線図、図５はエンジン走行モードでの速度線図、図６は電動走行モードでの速度線図、図７及び図８は無段変速モードでの速度線図、図９はエンジン始動モードでの速度線図をそれぞれ示している。また、図１０は、出力軸Ｏの回転速度を一定とし、パラレルモード及びエンジン走行モードの変速段の切替を行った際の速度線図の変化を示す説明図である。図１１は、パラレルモードで走行中に電動走行モードによる回生制動に移行した場合の速度線図の変化を示す説明図である。図１２は、エンジン走行モードで走行中に電動走行モードによる回生制動に移行した場合の速度線図の変化を示す説明図である。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、下側が負である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、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。すなわち、各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」、「ｓ２」はそれぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１、第二サンギヤｓ２に対応し、「ｓ３」、「ｃａ３」、「ｒ３」はそれぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ３、キャリアｃａ３、リングギヤｒ３に対応している。これらの図から明らかなように、図４〜図１２には、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の左側に第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図を並べて記載している。
【００６９】
また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、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〜図１２の下部には、第一差動歯車装置ＰＧ１を構成する第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比をλ１（λ１＜１）として明示するとともに、第二サンギヤｓ２、リングギヤｒ１、及びキャリアｃａ１でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比をλ２（λ２＜１）として明示している。また、第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比をλ３（λ３＜１）として明示している。また、これらの速度線図上において、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「○」はモータ・ジェネレータＭＧの回転速度、「×」は非回転部材としてのケースＤｃへの固定状態をそれぞれ示している。
【００７０】
このハイブリッド駆動装置Ｈの各動作モード及び変速段は、モード・変速段選択手段３９により選択され、選択された動作モード及び変速段への切り替えは、制御装置ＥＣＵからの制御指令により各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２が選択的に係合又は解放されることにより行われる。なお、この際、制御装置ＥＣＵは、モータ・ジェネレータ制御手段３２によるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度及び出力トルクの制御、エンジン制御手段３１によるエンジンＥの回転速度及び出力トルクの制御等も行う。以下、各動作モード及び変速段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。
【００７１】
１−４．パラレルモード
次に、パラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図４に基づいて説明する。パラレルモードは、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、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより複数の変速段を切り替え可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で入力軸Ｉの回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達しつつ、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させて車両を走行させるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、パラレルモードは、１速段、３〜７速段、後進１速段、後進２速段の８つの変速段を切り替え可能に備えている。
【００７２】
図４は、パラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。この図４の左側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２は、パラレルモードが備える複数の変速段の全てについて共通の状態となる。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２では、回転速度の順で一方側となるキャリアｃａ３が入力軸Ｉと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤｓ３がケースＤｃに固定されている。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Ｔｅを出力し、このトルクＴｅが入力軸Ｉを介してキャリアｃａ３に伝達される。そして、第二差動歯車装置ＰＧ２における、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ３の回転が、第一クラッチＣ１の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に伝達され、第三クラッチＣ３の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に伝達される。また、入力軸Ｉと一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３の回転が、第二クラッチＣ２の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に伝達され、第四クラッチＣ４の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に伝達される。したがって、第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比をλ３＝０．４とすると、第一クラッチＣ１の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、第三クラッチＣ３の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、それぞれ入力軸Ｉの回転速度は０．６倍に減速され、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅは約１．６７倍に増幅されて伝達される。一方、第二クラッチＣ２の係合状態では入力軸Ｉの回転速度及びトルクＴｅはそのまま第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に伝達され、第四クラッチＣ４の係合状態では、入力軸Ｉの回転速度及びトルクＴｅはそのまま第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に伝達される。
【００７３】
また、図４の右側の速度線図に示すように、パラレルモードでは、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、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化する。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２との組み合せにより、複数の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達する状態となる。これらの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図の状態は、従来の自動変速装置における対応する各変速段での速度線図の状態と基本的に同じである。但し、このパラレルモードでは、モータ・ジェネレータＭＧが第一差動歯車装置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おり、このモータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させながら車両を走行させることができる点で、従来の自動変速装置とは異なっている。すなわち、このパラレルモードでは、車両の加速時等のように車両の要求駆動力に対して入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが不足する場合には、モータ・ジェネレータＭＧは力行して入力軸ＩのトルクＴｅをアシストすることができる。一方、車両の減速時には発電して回生制動を行うことができる。また、車両の定常走行状態であっても、バッテリ１１の充電量が不足する場合には発電し、バッテリ１１の充電量が一杯になった場合には力行することにより、バッテリ１１の充電状態を調整することもできる。以下、パラレルモードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【００７４】
図３に示すように、１速段（１ｓｔ）では、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この１速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第二サンギヤｓ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、１速段では、入力軸Ｉの回転速度は、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の双方によって減速されて出力軸Ｏに伝達される。この１速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、パラレルモード及びエンジン走行モードの全ての変速段の中で最も変速比が大きい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ２＝０．４とすると、上記のとおり第二差動歯車装置ＰＧ２により０．６倍に減速された後の入力軸Ｉの回転が、更に第一差動歯車装置ＰＧ１により０．４倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、１速段では、入力軸Ｉの回転速度は０．２４倍（変速比は約４．１７）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、１速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約４．１７倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、１速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値も減速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値が、第一差動歯車装置ＰＧ１により、０．５倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、１速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００７５】
図３に示すように、３速段（３ｒｄ）では、第一クラッチＣ１及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この３速段では、第一クラッチＣ１及び第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。また、第一クラッチＣ３及び第三クラッチＣ３が同時に係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の全体が一体回転する直結状態となり、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉの回転がそのまま出力軸Ｏに伝達される。この３速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、１速段及び後述するエンジン走行モードの２速段の変速比よりも小さい。具体的には、上記のとおり第二差動歯車装置ＰＧ２により０．６倍に減速された後の入力軸Ｉの回転が、そのまま出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、３速段では、入力軸Ｉの回転速度は０．６倍（変速比は約１．６７）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、３速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約１．６７倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、３速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。したがって、３速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇも、そのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００７６】
図３に示すように、４速段（４ｔｈ）では、第一クラッチＣ１及び第四クラッチＣ４が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この４速段では、第四クラッチＣ４が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。この４速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、３速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５、λ２＝０．４とすると、入力軸Ｉの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により約０．７３倍（変速比は約１．３６）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、４速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約１．３６倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、４速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度も入力軸Ｉと同じ変速比で減速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、第一差動歯車装置ＰＧ１により約０．７３倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、４速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、約１．３６倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００７７】
図３に示すように、５速段（５ｔｈ）では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この５速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によってキャリアｃａ１の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。この５速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、４速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５、λ２＝０．４とすると、入力軸Ｉの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により０．８４倍（変速比は約１．１９）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、５速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約１．１９倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、５速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度も減速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、第一差動歯車装置ＰＧ１により０．６４倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、５速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、約１．５７倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００７８】
図３に示すように、６速段（６ｔｈ）では、第二クラッチＣ２及び第四クラッチＣ４が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この６速段では、第二クラッチＣ２及び第四クラッチＣ４が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及びキャリアｃａ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第二クラッチＣ２及び第四クラッチＣ４が同時に係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の全体が一体回転する直結状態となり、第一差動歯車装置ＰＧ１においても入力軸Ｉの回転が変速されず、そのまま出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、この６速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、５速段の変速比よりも小さく、変速比は１であり、入力軸Ｉの回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。したがって、６速段では、入力軸ＩのトルクＴｅもそのまま出力軸Ｏに伝達される。また、６速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度も同速のまま出力軸Ｏに伝達される。したがって、６速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇも、そのまま出力軸Ｏに伝達される。
【００７９】
図３に示すように、７速段（７ｔｈ）では、第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この７速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によってキャリアｃａ１の回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達される。この７速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、６速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、入力軸Ｉの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により１．２倍（変速比は約０．８３）に増速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、７速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約０．８３倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。また、７速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度も増速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、第一差動歯車装置ＰＧ１により２倍に増速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、７速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、０．５倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８０】
図３に示すように、後進１速段（Ｒｅｖ１）では、第三クラッチＣ３及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この後進１速段では、第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、後進１速段では、入力軸Ｉの回転速度は、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の双方によって減速されて出力軸Ｏに伝達される。この後進１速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、後進２速段の変速比よりも大きい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、上記のとおり第二差動歯車装置ＰＧ２により０．６倍に減速された後の入力軸Ｉの回転が、更に第一差動歯車装置ＰＧ１により０．５倍に減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、後進１速段では、入力軸Ｉの回転速度は絶対値が０．３（変速比は約３．３３）倍に減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、後進１速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約３．３３倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、後進１速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値も減速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、第一差動歯車装置ＰＧ１により、０．５倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、後進１速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８１】
図３に示すように、後進２速段（Ｒｅｖ２）では、第四クラッチＣ４及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この後進２速段では、第四クラッチＣ４が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。この後進２速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、後進１速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、入力軸Ｉの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により０．５倍（変速比は２）に減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、後進２速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、後進２速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値も減速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、第一差動歯車装置ＰＧ１により、０．５倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、後進２速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８２】
以上に説明したように、パラレルモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅを各変速段に応じた変速比で変速して出力軸Ｏに伝達しつつ、必要に応じてモータ・ジェネレータＭＧに力行させて入力軸ＩのトルクＴｅをアシストし、或いはモータ・ジェネレータＭＧに発電させて回生制動やバッテリの充電等を行うことができる。したがって、このパラレルモードは、後述する電動走行モードや第一無段変速モードにより車両を発進させた後の中〜高速走行時等に使用されるモードとして適している。このパラレルモードにおける第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１速段及び３〜５速段の状態から、第一クラッチＣ１以外の摩擦係合要素を解放することにより、第一無段変速モードに移行することができる。また、このパラレルモードにおける第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である５〜７速段の状態から、第二クラッチＣ２以外の摩擦係合要素を解放することにより、第二無段変速モードに移行することができる。また、パラレルモードの１速段、後進１速段、又は後進２速段の状態から、第二ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素を解放することにより、電動走行モードに移行することができる。
【００８３】
１−５．エンジン走行モード
次に、エンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図５に基づいて説明する。エンジン走行モードは、第一ブレーキＢ１を係合してモータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させ、入力軸Ｉのトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、エンジン走行モードは、第一ブレーキＢ１を係合するとともに、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれかを選択的に係合することにより、２速段及び８速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。そして、これら２つの変速段のうち、２速段は入力軸Ｉの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速段となっており、８速段は、入力軸Ｉの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速段となっている。
【００８４】
図５は、エンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。この図５の左側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２は、エンジン走行モードの複数（２つ）の変速段について共通の状態であって、上述したパラレルモードとも共通の状態となる。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２は、パラレルモード及びエンジン走行モードの２つのモードが備える全ての変速段について共通の状態となる。そして、第二差動歯車装置ＰＧ２における、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ３の回転が、第一クラッチＣ１の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に伝達される。また、入力軸Ｉと一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３の回転が、第二クラッチＣ２の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に伝達される。したがって、第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比をλ３＝０．４とすると、第一クラッチＣ１の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉの回転速度は０．６倍に減速され、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅは約１．６７倍に増幅されて伝達される。一方、第二クラッチＣ２の係合状態では入力軸Ｉの回転速度及びトルクＴｅはそのまま第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に伝達される。
【００８５】
また、図５の右側の速度線図に示すように、エンジン走行モードでは、第一ブレーキＢ１を係合するとともに、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれかを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化する。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２との組み合せにより、複数（２つ）の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達する状態となる。このエンジン走行モードでは、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏが第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定された状態となり、モータ・ジェネレータＭＧが動作しない。したがって、このエンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図の状態は、従来の自動変速装置における対応する各変速段での速度線図の状態と同じである。以下、エンジン走行モードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【００８６】
図３に示すように、２速段（２ｎｄ）では、第一ブレーキＢ１及び第一クラッチＣ１が係合状態とされる。そして、図５に示すように、この２速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。また、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転が停止されるとともに、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第二サンギヤｓ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、２速段では、入力軸Ｉの回転速度は、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の双方によって減速されて出力軸Ｏに伝達される。この２速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、パラレルモードの１速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５、λ２＝０．４とすると、上記のとおり第二差動歯車装置ＰＧ２により０．６倍に減速された後の入力軸Ｉの回転が、更に第一差動歯車装置ＰＧ１により約０．６７倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、２速段では、入力軸Ｉの回転速度は０．４倍（変速比は２．５）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、２速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、２．５倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８７】
図３に示すように、８速段（８ｔｈ）では、第一ブレーキＢ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図５に示すように、この８速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転が停止されるとともに、第一差動歯車装置ＰＧ１によってキャリアｃａ１の回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達される。この８速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、パラレルモードの７速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、入力軸Ｉの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により１．５倍（変速比は約０．６７）に増速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、８速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約０．６７倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。
【００８８】
以上に説明したように、エンジン走行モードは、モータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させ、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅのみを各変速段に応じた変速比で変速して出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。したがって、このエンジン走行モードは、高速巡航時等のモータ・ジェネレータＭＧによるアシストや回生制動の必要が少ない走行状態で使用されるモードとして適している。すなわち、このエンジン走行モードでは、エンジンＥのみによって車両を走行させることができるので、モータ・ジェネレータＭＧを駆動することにより生じるエネルギー損失を抑制できる。特に、エンジン走行モードの８速段は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達するため、エンジンＥの回転速度を低く抑えることができる。したがって、高速巡航時に効率的に車両を走行させ、燃費を向上させることが可能となる。このエンジン走行モードの２速段の状態から、第一クラッチＣ１以外の摩擦係合要素である第一ブレーキＢ１を解放することにより、第一無段変速モードに移行することができる。また、このエンジン走行モードの８速段の状態から、第二クラッチＣ２以外の摩擦係合要素である第一ブレーキＢ１を解放することにより、第二無段変速モードに移行することができる。
【００８９】
１−６．電動走行モード
次に、電動走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図６に基づいて説明する。電動走行モードは、第二ブレーキＢ２を係合するとともに入力軸Ｉを出力軸Ｏから切り離した状態で、モータ・ジェネレータＭＧのトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させるモードである。その際、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させることにより、エンジンＥの停止状態でモータ・ジェネレータＭＧのトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。本実施形態においては、図３に示すように、電動走行モードでは、基本的には第二ブレーキＢ２のみが係合される。本実施形態においては、この第二ブレーキＢ２は、上述したように、いわゆるノーマルクローズ方式の摩擦係合要素とされている。よって、機械式オイルポンプ１４及び電動オイルポンプ１５が駆動していない状態においても第二ブレーキＢ２を係合状態に維持することができ、例えば車両が停止した状態から電動オイルポンプ１５を駆動することなく、電動走行モードで容易に車両を発進させることができる。また、このように電動オイルポンプ１５の駆動時間を節約することで、電動オイルポンプ１５を駆動するための電動モータ（不図示）の長寿命化を図ることができるようになっている。
【００９０】
電動走行モードからエンジンＥを始動してパラレルモードに移行する場合には、モータ・ジェネレータＭＧが回転している状態で、車両の進行方向に応じて、複数の係合要素のうちの一つ、具体的には、第一クラッチＣ１又は第三クラッチＣ３を係合状態とすることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。図３における「破線の丸印」は、このようなエンジンＥの始動を行うために係合される摩擦係合要素を示している。なお、エンジンＥを始動させるためのスタータを別途設け、当該スタータでエンジンＥを始動させる構成としても良い。このようにすれば、エンジンＥの駆動力により機械式オイルポンプ１４を駆動して油圧を発生させ、所定の摩擦係合要素を係合状態としてモード変更を行うことができる。その場合には、電動オイルポンプ１５を廃止することも可能となる。
【００９１】
図６は、電動走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。この図において一点鎖線は出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）での第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図を示し、実線は一点鎖線の状態よりも出力軸Ｏの回転速度が高い（すなわち車速が高い）状態であって、車両の前進時及び後進時のそれぞれにおける第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図を示している。この図６の左側の速度線図に示すように、電動走行モードでは、基本的に第二差動歯車装置ＰＧ２は第一差動歯車装置ＰＧ１の各回転要素から分離された状態となり、エンジンＥは停止されて入力軸Ｉの回転速度はゼロとなる。
【００９２】
また、図６の右側の速度線図に示すように、電動走行モードでは、第一差動歯車装置ＰＧ１により、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が減速されるとともに、トルクＴｍｇが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、この電動走行モードでは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、第一サンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構のみが機能する状態となる。そして、この遊星歯車機構における、回転速度の順で一方側となる第一サンギヤｓ１にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結され、回転速度の順で他方側となるリングギヤｒ１に出力軸Ｏが駆動連結され、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ１が第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに固定される。これにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、モータ・ジェネレータＭＧが負方向のトルクＴｍｇを出力し、回転速度が負（回転方向が負）となった状態で、出力軸Ｏは回転速度が正（回転方向が正）となり、車両が前進する。一方、モータ・ジェネレータＭＧが正方向のトルクＴｍｇを出力し、回転速度が正（回転方向が正）となった状態で、出力軸Ｏは回転速度が負（回転方向が負）となり、車両が後進する。このように、本実施形態においては、電動走行モードは、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇ及び回転速度の向きに応じて、前進走行モード及び後進走行モードの双方を備えている。またこの際、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１に応じて、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が減速されるとともに、トルクＴｍｇが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値が、第一差動歯車装置ＰＧ１により、０．５倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【００９３】
この電動走行モードでは、車両の要求駆動力に応じてモータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電を行わせる。すなわち、車両の加速時や定常走行時には、モータ・ジェネレータＭＧは力行してトルクＴｍｇを出力軸Ｏに伝達することにより車両を走行させる。一方、車両の減速時には、モータ・ジェネレータＭＧは、車両の慣性により回転させられる出力軸Ｏのトルクの向きとは反対方向のトルクを発生させて発電を行うことにより、回生制動を行って車両を減速させる。以上に説明したように、電動走行モードは、エンジンＥを停止した状態で、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇのみによって車両を走行させることができる。したがって、この電動走行モードは、車両の発進時、バッテリ１１の充電量に余裕がある状態での低速走行時、或いは車両の走行中に減速を行う場合であってエンジンＥを停止して高効率の回生制動を行う時等に使用されるモードとして適している。なお、パラレルモード又はエンジン走行モードで走行中に減速する際に、エンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、高効率で回生制動を行うための動作については、後で図１１及び図１２に基づいて詳細に説明する。
【００９４】
また、この電動走行モードでは、車両の進行方向に応じて、第一クラッチＣ１又は第三クラッチＣ３を係合状態とすることにより、エンジンＥを始動してパラレルモードに移行することができる。具体的には、電動走行モードでモータ・ジェネレータＭＧが入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転している前進状態では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。すなわち、車両が前進している状態で第一クラッチＣ１を係合状態とすれば、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３が第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２と一体回転する状態となるため、入力軸Ｉ及びエンジンＥがモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇにより正方向に回転させられ、エンジンＥを始動させることができる。このように、第二ブレーキＢ２が係合状態とされる電動走行モードにおいて、第一クラッチＣ１を係合状態とすると、パラレルモードの１速段に移行することができる（図３及び図４参照）。
【００９５】
ここで、第一クラッチＣ１を係合してエンジンＥを始動させるタイミングは、バッテリ１１の充電量等に応じて設定することができる。したがって、電動走行モードでしばらく走行してからエンジンＥを始動する場合には、電動走行モードによる前進中に第一クラッチＣ１を滑らせながら係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２の回転速度に合わせて第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度を上昇させることができる。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転する入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させることができる。一方、電動走行モードで発進してすぐにエンジンＥを始動する場合には、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）から第一クラッチＣ１を係合状態としたまま、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２の回転速度を上昇させることができるので、これと一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度を上昇させ、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転する入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させることができる。いずれの場合にも、エンジンの回転速度が一定値以上（例えば５００ｒｐｍ以上）となったときにエンジンを始動させることができる。
【００９６】
また、電動走行モードでモータ・ジェネレータＭＧが入力軸Ｉの回転方向と同じ方向に回転している後進状態では、第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。すなわち、車両が後進している状態で第三クラッチＣ３を係合状態とすれば、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３が第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１と一体回転する状態となるため、入力軸Ｉ及びエンジンＥがモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇにより正方向に回転させられ、エンジンＥを始動させることができる。このように、第二ブレーキＢ２が係合状態とされる電動走行モードにおいて、第三クラッチＣ３を係合状態とすると、パラレルモードの後進１速段に移行することができる（図３及び図４参照）。
【００９７】
ここで、第三クラッチＣ３を係合してエンジンＥを始動させるタイミングは、バッテリ１１の充電量等に応じて設定することができる。したがって、電動走行モードでしばらく走行してからエンジンＥを始動する場合には、電動走行モードによる後進中に第三クラッチＣ３を滑らせながら係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１の回転速度に合わせて第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度を上昇させることができる。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転する入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させることができる。一方、電動走行モードで発進してすぐにエンジンＥを始動する場合には、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）から第三クラッチＣ３を係合状態としたまま、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させる。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１の回転速度を上昇させることができるので、これと一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度を上昇させ、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転する入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させることができる。いずれの場合にも、エンジンの回転速度が一定値以上（例えば５００ｒｐｍ以上）となったときにエンジンを始動させることができる。なお、図３には示していないが、第三クラッチＣ３に代えて、第四クラッチＣ４を係合することによっても同様にエンジンＥを始動させることができる。この場合、エンジンＥの始動後はパラレルモードの後進２速段に移行することになる。
【００９８】
１−７．無段変速モード
次に、無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図７及び図８に基づいて説明する。無段変速モードは、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素である第二サンギヤｓ２及び第二回転要素であるキャリアｃａ１のいずれか一方に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力軸Ｏに伝達するモードである。このような無段変速モードとして、本実施形態においては、第一無段変速モード及び第二無段変速モードの２つのモードを備えている。
【００９９】
１−７−１．第一無段変速モード
第一無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図７に基づいて説明する。第一無段変速モードは、第二ブレーキＢ２を解放状態とするとともに第一クラッチＣ１を係合状態とし、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素である第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、第一無段変速モードでは、第一クラッチＣ１のみが係合状態とされる。したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２が第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３と一体回転するように駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３からリングギヤｒ３に伝達された入力軸Ｉのトルクが第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に入力される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクを制御することにより、第一無段変速モードが実現される。
【０１００】
図７は、第一無段変速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の速度線図である。この図７の左側の速度線図に示すように、第一無段変速モードでは、第二差動歯車装置ＰＧ２により、入力軸Ｉの回転速度が減速されるとともに入力軸Ｉのトルクが増幅されて第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に伝達される。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２では、回転速度の順で一方側となるキャリアｃａ３が入力軸Ｉと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤｓ３がケースＤｃに固定されている。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Ｔｅを出力し、このトルクＴｅが入力軸Ｉを介してキャリアｃａ３に伝達される。そして、第二差動歯車装置ＰＧ２における、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ３の回転が第一クラッチＣ１を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に伝達される。したがって、第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比をλ３＝０．４とすると、入力軸Ｉの回転速度は０．６倍に減速され、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅは約１．６７倍に増幅されて第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に伝達される。
【０１０１】
また、図７の右側の速度線図に示すように、第一無段変速モードでは、第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて第二サンギヤｓ２に伝達された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第一差動歯車装置ＰＧ１により更に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１では、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅された入力軸ＩのトルクＴｅが入力され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結される。そして、回転速度の順で中間となる回転要素の一つであるリングギヤｒ１に出力軸Ｏが駆動連結される。この際、モータ・ジェネレータＭＧは、正方向のトルクＴｍｇを出力し、入力軸Ｉのトルク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ＰＧ１は、第二サンギヤｓ２に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅとモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇとを合成し、第二差動歯車装置ＰＧ２による増幅後の入力軸ＩのトルクＴｅを更に増幅したトルクを出力軸Ｏに伝達する。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５、λ２＝０．４とすると、第二差動歯車装置ＰＧ２による増幅後の入力軸ＩのトルクＴｅのトルクの０．５倍のトルクをモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが分担することにより、第二差動歯車装置ＰＧ２による増幅後の入力軸ＩのトルクＴｅの１．５倍のトルクが出力軸Ｏに伝達される。
【０１０２】
したがって、上記のように第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比を、λ１＝０．５、λ２＝０．４、λ３＝０．４とした場合には、第一無段変速モードでは、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の双方により、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが２．５倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。なお、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２のギヤ比λ１、λ２、及びλ３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。
【０１０３】
以上に説明したように、第一無段変速モードは、モータ・ジェネレータＭＧに発電させることにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅを増幅して出力軸Ｏに伝達することができる。そのため、第一無段変速モードは、車両の発進時等、大きな駆動力が必要とされる場合に使用されるモードとして適している。そこで、本実施形態においては、第一無段変速モードは、バッテリ１１における充電量が低下した場合等、電動走行モードが実現できない場合に車両を発進させることができるようになっており、発進モードとしての機能も備えた構成となっている。なお、図７において一点鎖線で示した速度線図は、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）での第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図である。第一無段変速モードが発進モードとして機能する状態では、モータ・ジェネレータＭＧに正方向のトルクＴｍｇを出力させて第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１の回転速度を次第に上昇させることにより、出力軸Ｏの回転速度を次第に上昇させて加速することができる。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１の回転速度がゼロになった際に第二ブレーキＢ２を係合することにより、パラレルモードの１速段に移行することができる。また、第二ブレーキＢ２を係合することなく更に加速し、第一サンギヤｓ１の回転速度がゼロになった際に第一ブレーキＢ１を係合することにより、エンジン走行モードの２速段に移行することができる。或いは、第一ブレーキＢ１を係合することなく更に加速し、第一サンギヤｓ１の回転速度が第二サンギヤｓ２の回転速度と一致した際に第三クラッチＣ３を係合することにより、パラレルモードの３速段に移行することもできる。また、更に加速してパラレルモードの４速段又は５速段に移行することも可能である。第一無段変速モードからパラレルモードのどの変速段に移行するかは、バッテリ１１の充電量等に応じてその都度決定する構成としてもよいし、一つの変速段を予め定めておいてもよい。
【０１０４】
また、本実施形態においては、第一無段変速モードは、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１〜５速段の、各変速段間の遷移過程においても実現されるモードとなっている。すなわち、例えばパラレルモードの１速段からエンジン走行モードの２速段への遷移過程においては、第一クラッチＣ１が係合状態とされたままで第二ブレーキＢ２が解放状態とされ、第一無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に上昇させていき、回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とさせてエンジン走行モードの２速段を形成する。また、例えばエンジン走行モードの２速段からパラレルモードの３速段への遷移過程においては、第一クラッチＣ１が係合状態とされたままで第一ブレーキＢ１が解放状態とされ、第一無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に上昇させていき、回転速度が第二差動歯車装置ＰＧ２により減速された後のエンジンＥの回転速度に等しくなった際に第三クラッチＣ３を係合状態とさせてパラレルモードの３速段を形成する。パラレルモードの３速段から４速段への遷移過程、パラレルモードの４速段から５速段への遷移過程についても同様である。このような変速段の切替は、切り替えの際に係合する摩擦係合要素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。したがって、このような変速段の切替に際して、摩擦係合要素の係合に伴う衝撃を発生させることなく、滑らかな切り替えを行うことができる。
【０１０５】
ところで、この第一無段変速モードにおいては、モータ・ジェネレータＭＧは正方向のトルクＴｍｇを出力する。したがって、例えば車両の発進時等のように第一サンギヤｓ１の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、モータ・ジェネレータＭＧは発電する。一方、例えばエンジン走行モードの２速段からパラレルモードの３速段に移行する場合等のように第一サンギヤｓ１の回転速度が正（回転方向が正）となった状態では、モータ・ジェネレータＭＧは力行して電力を消費する。
【０１０６】
１−７−２．第二無段変速モード
第二無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図８に基づいて説明する。第二無段変速モードは、第二ブレーキＢ２を解放状態とするとともに第二クラッチＣ２を係合状態とし、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素であるキャリアｃａ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、第二無段変速モードでは、第二クラッチＣ２のみが係合状態とされる。したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結され、入力軸Ｉのトルクが第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に入力される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクを制御することにより、第二無段変速モードが実現される。
【０１０７】
図８は、第二無段変速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の速度線図である。この図８に示すように、第二無段変速モードでは、入力軸Ｉの回転速度及びトルクがそのまま第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に伝達される。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Ｔｅを出力し、このトルクＴｅが入力軸Ｉ及び第二クラッチＣ２を介してキャリアｃａ１に伝達される。そして、キャリアｃａ１に伝達された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第一差動歯車装置ＰＧ１により減衰されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１では、回転速度の順で一方側となる第一サンギヤｓ１にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結され、回転速度の順で中間となるキャリアｃａ１に、入力軸Ｉの回転が入力される。そして、回転速度の順で他方側となる回転要素の一つであるリングギヤｒ１に出力軸Ｏが駆動連結される。この際、モータ・ジェネレータＭＧは、負方向のトルクＴｍｇを出力し、入力軸Ｉのトルク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ＰＧ１は、キャリアｃａ１に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅの一部をモータ・ジェネレータＭＧに分配し、入力軸ＩのトルクＴｅに対して減衰したトルクを出力軸Ｏに伝達する。なお、第二無段変速モードでは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がエンジンＥの回転速度よりも小さい場合には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が第一差動歯車装置ＰＧ１により増速されて出力軸Ｏに伝達される。そのため、第二無段変速モードは、高速巡航時等に使用されるモードとして適している。
【０１０８】
また、本実施形態においては、第二無段変速モードは、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である５〜８速段の、各変速段間の遷移過程においても実現されるモードとなっている。すなわち、例えばパラレルモードの６速段から７速段への遷移過程においては、第二クラッチＣ２が係合状態とされたままで第四クラッチＣ４が解放状態とされ、第二無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に低下させていき、回転速度が第二差動歯車装置ＰＧ２により減速された後のエンジンＥの回転速度に等しくなった際に第三クラッチＣ３を係合状態とさせてパラレルモードの７速段を形成する。また、例えばパラレルモードの７速段からエンジン走行モードの８速段への遷移過程においては、第二クラッチＣ２が係合状態とされたままで第三クラッチＣ３が解放状態とされ、第二無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に低下させていき、回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とさせてエンジン走行モードの８速段を形成する。パラレルモードの５速段から６速段への遷移過程についても同様である。このような変速段の切替は、切り替えの際に係合する摩擦係合要素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。したがって、このような変速段の切替に際して、摩擦係合要素の係合に伴う衝撃を発生させることなく、滑らかな切り替えを行うことができる。
【０１０９】
ところで、この第二無段変速モードにおいては、モータ・ジェネレータＭＧは負方向のトルクＴｍｇを出力する。したがって、例えば高速巡航時等のように第一サンギヤｓ１の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、モータ・ジェネレータＭＧは力行して電力を消費する。一方、例えばパラレルモードの６速段から７速段に移行する場合等のように第一サンギヤｓ１の回転速度が正（回転方向が正）の状態では、モータ・ジェネレータＭＧは発電する。
【０１１０】
１−８．エンジン始動モード
次に、エンジン始動モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図９に基づいて説明する。エンジン始動モードは、エンジンＥの停止状態で第三クラッチＣ３又は第四クラッチＣ４を係合し、モータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを出力軸Ｏに伝達することなく入力軸Ｉに伝達し、エンジンＥを始動させるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、エンジン始動モードでは、第四クラッチＣ４のみが係合状態とされる。したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１が第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転するように駆動連結された状態となる。この状態でモータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３を介して入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、出力軸Ｏに駆動連結されたリングギヤｒ１の回転速度に関係なく第一サンギヤｓ１の回転速度を上昇させることが可能な状態となっているため、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが出力軸Ｏに伝達されることはない。
【０１１１】
図９は、エンジン始動モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。この図９の右側の速度線図に示すように、エンジン始動モードでは、モータ・ジェネレータＭＧが正方向のトルクＴｍｇを出力し、正方向に回転速度を上昇させる。これにより、モータ・ジェネレータＭＧに駆動連結された第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１の回転速度が次第に上昇する。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、第一サンギヤｓ１以外のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、及び第二サンギヤｓ２が拘束されない状態となっているため、出力軸Ｏに駆動連結されたリングギヤｒ１の回転速度に関係なく、第一サンギヤｓ１の回転速度を上昇させることができる。なお、図９においては、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）でエンジン始動モードを実行する場合の例を示している。そして、第一サンギヤｓ１は、第四クラッチＣ４により第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転するように駆動連結されているため、第一サンギヤｓ１の回転速度の上昇に伴って、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３の回転速度も上昇する。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転するように駆動連結された入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この場合、エンジンの回転速度が一定値以上（例えば５００ｒｐｍ以上）となったときにエンジンを始動させることができる。
【０１１２】
なお、図３及び図９には示していないが、第四クラッチＣ４に代えて、第三クラッチＣ３を係合することによっても同様にエンジンＥを始動させることができる。この場合、モータ・ジェネレータＭＧにより回転速度が上昇される第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１は、第三クラッチＣ３により第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３と一体回転するように駆動連結されているため、第一サンギヤｓ１の回転速度の上昇に伴って、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度が上昇する。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３からキャリアｃａ３に回転を伝達し、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転するように駆動連結された入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。
【０１１３】
このエンジン始動モードでは、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを出力軸Ｏに伝達することなくエンジンＥを始動させることができる。したがって、車両の停止時や惰性による極低速走行時にエンジンＥを始動する場合等のように、出力軸Ｏに駆動力を伝達することなくエンジンＥを始動したい場合に使用されるモードとして適している。
【０１１４】
１−９．パラレルモード及びエンジン走行モードでの変速段の切替
次に、パラレルモード及びエンジン走行モードでの変速段の切替について、図１０に基づいて説明する。図１０は、出力軸Ｏの回転速度を一定とし、パラレルモードの１速段、エンジン走行モードの２速段、及びパラレルモードの３〜５速段の中で、変速段の切替を行った際の速度線図の変化を示す説明図である。なお、上述したように、これらの各変速段間の遷移過程では第一無段変速モードが実現されている。
【０１１５】
この図に示すように、パラレルモード及びエンジン走行モードの１〜５速段では、変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化する。すなわち、シフトアップに際しては、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は上昇し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度は下降するように変化する。一方、シフトダウンに際しては、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は下降し、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度は上昇するように変化する。これにより、パラレルモード及びエンジン走行モードの変速段の切り替えに際して、入力軸Ｉに駆動連結されたエンジンＥのイナーシャトルクとモータ・ジェネレータＭＧのイナーシャトルクとが打ち消し合う方向に作用することになる。したがって、変速段の切り替えに際してモータ・ジェネレータＭＧの回転速度の変化する方向と入力軸Ｉの回転速度の変化する方向が同じである場合に比べて、変速段の切り替えに際してのハイブリッド駆動装置Ｈの振動を抑制でき、衝撃の少ない滑らかな変速段の切り替えが可能となっている。なお、５〜８速段では、変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の変化する方向と入力軸Ｉの回転速度の変化する方向が同じとなる。しかし、これらの変速段変速段の切り替えでは、変速比の変化が小さく、モータ・ジェネレータＭＧ及び入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化も少ないため、もともと振動や衝撃が少ない変速が可能であることから、特に問題とはならない。
【０１１６】
また、本実施形態においては、このようなパラレルモード及びエンジン走行モードにおける変速段の切り替えに際して、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力軸Ｏに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧのトルクが制御される。すなわち、変速段の切り替えに際して、当該変速段の切り替え動作を開始する前に出力軸Ｏに伝達されていたトルクに対する、当該変速段の切り替え動作中に出力軸Ｏに伝達されるトルクの変化量が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧの出力トルクが制御される。ここで、変速段の切り替え動作を開始する前に出力軸Ｏに伝達されていたトルクとは、当該切り替え前の変速段での走行中に、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力軸Ｏに伝達されていたトルクである。また、変速段の切り替え動作中に出力軸Ｏに伝達されるトルクとは、変速段の切り替えに際して、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を変化させる際の回転速度の変化方向と逆方向に作用する入力軸Ｉ（エンジンＥ）のイナーシャトルクと、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を変化させるためのモータ・ジェネレータＭＧの出力トルクとのそれぞれが、出力軸Ｏに伝達された合計のトルクである。
【０１１７】
そして、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、入力軸Ｉのイナーシャトルクを制御することは難しいため、モータ・ジェネレータＭＧの出力トルクを制御することにより、変速段の切り替え動作中に出力軸Ｏに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように制御する。この際、トルクの変動幅は、変速段の切り替え前と切り替え後との間で通常変化するトルク、すなわち、シフトアップに起因して減少するトルク、又はシフトダウンに起因して増加するトルクの範囲内とすると好適である。このようなモータ・ジェネレータＭＧのトルクの制御を行うことにより、変速段の切り替えに際して出力軸Ｏに伝達されるトルクの変動を抑制することができため、変速段の切り替えに際しての車両の挙動の変化を抑制でき、滑らかで迅速な変速段の切り替えが可能となる。また、このような制御を行うことにより、変速段の切り替えに際して、クラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１、Ｂ２を滑らせながらつなぎ替える必要がなくなるため、これらのクラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１、Ｂ２の負荷を減少させることができ、クラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１、Ｂ２の小容量化や長寿命化を図ることが可能となる。
【０１１８】
１−１０．パラレルモード又はエンジン走行モードからエンジンを停止して回生制動
次に、パラレルモード又はエンジン走行モードからエンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、回生制動を行う際の動作について、図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は、パラレルモードから電動走行モードによる回生制動に移行した場合の速度線図の変化の例を示す説明図であり、図１２は、エンジン走行モードから電動走行モードによる回生制動に移行した場合の速度線図の変化を示す説明図である。これらの図において、一点鎖線はパラレルモード又はエンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図を示し、実線は電動走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図を示している。
【０１１９】
図１１には、一例として、パラレルモードの７速段で走行中に減速する際に、エンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、回生制動を行う場合の速度線図の変化を示している。図３に示すように、電動走行モードでエンジンＥを停止状態とする際には、第二ブレーキＢ２のみが係合状態とされる。したがって、パラレルモードの７速段から電動走行モードに移行する際には、図１１に示すように、第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３を解放し、第二ブレーキＢ２を係合する。具体的には、第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３を解放した後、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を低下させて第二ブレーキＢ２を係合する。この際、迅速に回生制動を開始するためには、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を急激に低下させて第二ブレーキＢ２を係合する必要があるので、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の制御とともに、第二ブレーキＢ２を滑らせながら係合しても好適である。また、第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３を解放した後、エンジンＥは停止され、入力軸Ｉの回転速度はゼロとなる。このように、車両の減速時に電動走行モードに移行して回生制動を行うことにより、車輪から出力軸Ｏに伝達されるトルクを、入力軸Ｉ（エンジンＥ）に伝達することなく、全てモータ・ジェネレータＭＧに伝達して回生制動を行うことができるため、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制でき、高効率の発電（回生制動）を行うことができる。なお、パラレルモードの他の変速段で走行中に減速する場合にも、図１１に示す例と同様に、当該変速段を形成するための摩擦係合要素を解放し、第二ブレーキＢ２のみを係合させることにより、電動走行モードによる回生制動を行うことができる。
【０１２０】
また、図１２には、一例として、エンジン走行モードの８速段で走行中に減速する際に、エンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、回生制動を行う場合の速度線図の変化を示している。エンジン走行モードの８速段からエンジン走行モードに移行する際には、図１１に示すように、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１を解放し、第二ブレーキＢ２を係合する。具体的には、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１を解放した後、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を低下させて第二ブレーキＢ２を係合する。この際の制御は、図１１に基づいて説明したパラレルモードの場合と同様とすることができる。また、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１を解放した後、エンジンＥは停止され、入力軸Ｉの回転速度はゼロとなる。このように、車両の減速時に電動走行モードに移行して回生制動を行うことにより、車輪から出力軸Ｏに伝達されるトルクを、入力軸Ｉ（エンジンＥ）に伝達することなく、全てモータ・ジェネレータＭＧに伝達して回生制動を行うことができるため、エンジン内部の摩擦抵抗によるエネルギー損失を抑制でき、高効率の発電（回生制動）を行うことができる。なお、エンジン走行モードの他の変速段（２速段）で走行中に減速する場合にも、図１２に示す例と同様に、当該変速段を形成するための摩擦係合要素を解放し、第二ブレーキＢ２のみを係合させることにより、電動走行モードによる回生制動を行うことができる。
【０１２１】
２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図１３は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１３は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈの構成は、上記第一の実施形態におけるハイブリッド駆動装置Ｈから第四クラッチＣ４を取り除いた構成に等しい。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、第四クラッチＣ４を備えないことに起因して、パラレルモードの変速段の数が、上記第一の実施形態よりも少なくなっている。その他の構成は、基本的に上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。
【０１２２】
このハイブリッド駆動装置Ｈも、上記第一の実施形態と同様に、エンジンのみを駆動力源として備える車両に用いられる従来の自動変速装置の構成を少ない変更で利用した装置構成となっている。ここで対象としている従来の自動変速装置は、国際公開ＷＯ２００５／０２６５７９号パンフレットの図７に記載された、前進６段及び後進１段の変速段を有する装置である。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態と同様に、このような自動変速装置に対して、トルクコンバータを取り除き、ロータＲｏを第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素である第一サンギヤｓ１に連結するようにモータ・ジェネレータＭＧを設けた構成としている。また、ワンウェイクラッチが取り除かれて、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１が入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転可能な構成となっている。
【０１２３】
図１３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、上記第一の実施形態と同様に、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、モータ・ジェネレータＭＧと、第一差動歯車装置ＰＧ１と、第二差動歯車装置ＰＧ２と、を備えている。但し、上記のとおり、本実施形態においては、上記第一の実施形態とは異なり、第四クラッチＣ４が設けられていない。したがって、第二差動歯車装置ＰＧ２の第三回転要素ｅ３であるキャリアｃａ３は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されているだけとなっており、第四クラッチＣ４を介してブレーキドラムＤｒと選択的に駆動連結される構成とはなっていない。第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２のその他の連結構成は、上記第一の実施形態と同様である。
【０１２４】
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図１４は、複数の動作モード及び各動作モードが備える複数の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図３と同様である。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も、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード、及びエンジン始動モードの５つの動作モードを切り替え可能に備えている。また、パラレルモードは、１速段、３〜５速段、後進段の５つの変速段を切り替え可能に備えている。また、エンジン走行モードは、２速段、６速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。なお、図１４において、「１ｓｔ」は１速段、「２ｎｄ」は２速段、「３ｒｄ」は３速段、「４ｔｈ」は４速段、「５ｔｈ」は５速段、「６ｔｈ」は６速段、「Ｒｅｖ」は後進段をそれぞれ示している。
【０１２５】
図１５〜図１７は、本実施形態における、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図を示している。すなわち、図１５はパラレルモードでの速度線図、図１６はエンジン走行モードでの速度線図、図１７はエンジン始動モードでの速度線図をそれぞれ示している。なお、第一無段変速モードでの速度線図は上記第一の実施形態に係る図７と同じであり、第二無段変速モードでの速度線図は上記第一の実施形態に係る図８と同じである。また、電動走行モードでの速度線図は上記第一の実施形態に係る図６と同じである。但し、本実施形態においては、第四クラッチＣ４が存在しないため、電動走行モードで車両が後進している状態では、第四クラッチＣ４に代えて第三クラッチＣ３を係合してエンジンＥを始動させる。なお、これらの図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図４〜図１２と同様である。
【０１２６】
一方、本実施形態においては、第四クラッチＣ４が存在しないため、パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより複数の変速段を切り替える構成となっている。そのため、本実施形態のパラレルモードは、上記第一の実施形態と比較して、変速段が３つ少ない構成となっている。但し、本実施形態におけるパラレルモードの各変速段は、上記第一の実施形態におけるパラレルモードのいずれかの変速段に対応している。具体的には、図１４及び図１５に示すように、本実施形態におけるパラレルモードの１速段（１ｓｔ）、３速段（３ｒｄ）、４速段（４ｔｈ）、５速段（５ｔｈ）、後進段（Ｒｅｖ）は、それぞれ上記第一の実施形態におけるパラレルモードの１速段（１ｓｔ）、３速段（３ｒｄ）、５速段（５ｔｈ）、７速段（７ｔｈ）、後進１速段（Ｒｅｖ１）に対応している。すなわち、本実施形態におけるパラレルモードの１速段（１ｓｔ）、３速段（３ｒｄ）、４速段（４ｔｈ）、５速段（５ｔｈ）、後進段（Ｒｅｖ）のそれぞれにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態は、上記第一の実施形態におけるパラレルモードの１速段（１ｓｔ）、３速段（３ｒｄ）、５速段（５ｔｈ）、７速段（７ｔｈ）、後進１速段（Ｒｅｖ１）のそれぞれにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態と同様である。
【０１２７】
また、エンジン走行モードは、上記第一の実施形態と変速段の数が同じであり、各変速段は、上記第一の実施形態におけるエンジン走行モードのいずれかの変速段に対応している。具体的には、図１４及び図１６に示すように、本実施形態におけるエンジン走行モードの２速段（２ｎｄ）、６速段（６ｔｈ）は、それぞれ上記第一の実施形態におけるエンジン走行モードの２速段（２ｎｄ）、８速段（８ｔｈ）に対応している。すなわち、本実施形態におけるエンジン走行モードの２速段（２ｎｄ）、６速段（６ｔｈ）のそれぞれにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態は、上記第一の実施形態におけるエンジン走行モードの２速段（２ｎｄ）、８速段（８ｔｈ）のそれぞれにおける第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態と同様である。
【０１２８】
一方、本実施形態においては、第四クラッチＣ４が存在しないため、エンジン始動モードは、図１４に示すように、エンジンＥの停止状態で第三クラッチＣ３を係合し、モータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、エンジンＥを始動させる構成となっている。本実施形態のエンジン始動モードでは、図１７に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１が第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３と一体回転するように駆動連結された状態となる。この状態でモータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３からキャリアｃａ３にモータ・ジェネレータＭＧの回転を伝達して入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、出力軸Ｏに駆動連結されたリングギヤｒ１の回転速度に関係なく第一サンギヤｓ１の回転速度を上昇させることが可能な状態となっているため、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが出力軸Ｏに伝達されることはない。
【０１２９】
本実施形態においても、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１〜４速段の、各変速段間の遷移過程では、第一無段変速モードが実現される構成となっている。ここでは、これらの各変速段間の遷移過程では、第二ブレーキＢ２が解放状態とされるとともに第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクが制御される。この際、各変速段間の切り替えが同期切替となるように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が制御される。また、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である４〜６速段の、各変速段間の遷移過程では、第二無段変速モードが実現される構成となっている。ここでは、これらの各変速段間の遷移過程では、第二ブレーキＢ２が解放状態とされるとともに第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクが制御される。この際、各変速段間の切り替えが同期切替となるように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が制御される。
【０１３０】
また、パラレルモード及びエンジン走行モードの１〜４速段では、変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化する。したがって、変速段の切り替えに際してモータ・ジェネレータＭＧの回転速度の変化する方向と入力軸Ｉの回転速度の変化する方向が同じである場合に比べて、変速段の切り替えに際してのハイブリッド駆動装置Ｈの振動を抑制でき、衝撃の少ない滑らかな変速段の切り替えが可能となっている。なお、このようなパラレルモード及びエンジン走行モードにおける変速段の切り替えに際して、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力軸Ｏに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧのトルクが制御される点は、上記第一の実施形態と同様である。また、パラレルモード又はエンジン走行モードからエンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、回生制動を行う際の動作についても、上記第一の実施形態と同様とすることができる。
【０１３１】
３．第三の実施形態
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図１８は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図１８は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈの構成は、上記第一の実施形態におけるハイブリッド駆動装置Ｈから第二差動歯車装置ＰＧ２及び第四クラッチＣ４を取り除き、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３に相当する回転要素を入力軸Ｉと一体回転するようにした構成に等しい。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第四クラッチＣ４を備えないことに起因して、パラレルモードの変速段の数が、上記第一の実施形態よりも少なくなっている。その他の構成は、基本的に上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。
【０１３２】
このハイブリッド駆動装置Ｈも、上記第一の実施形態と同様に、エンジンのみを駆動力源として備える車両に用いられる従来の自動変速装置の構成を少ない変更で利用した装置構成となっている。ここで対象としている従来の自動変速装置は、ラビニヨ型遊星歯車装置を用いた前進４段及び後進１段の変速段を有する装置である。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態と同様に、このような自動変速装置に対して、トルクコンバータを取り除き、ロータＲｏを第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素である第一サンギヤｓ１に連結するようにモータ・ジェネレータＭＧを設けた構成としている。また、ワンウェイクラッチが取り除かれて、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１が入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転可能な構成となっている。
【０１３３】
３−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１８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、モータ・ジェネレータＭＧと、第一差動歯車装置ＰＧ１と、を備えている。但し、上記のとおり、本実施形態においては、上記第一の実施形態とは異なり、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第四クラッチＣ４が設けられていない。したがって、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１の各回転要素の連結関係は、以下のようになっている。
【０１３４】
すなわち、図１８に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１は、ブレーキドラムＤｒに連結されている。そして、ブレーキドラムＤｒの外周には、第一ブレーキＢ１が設けられている。また、このブレーキドラムＤｒの内周には、第三クラッチＣ３が設けられており、その更に径方向内側には、第一クラッチＣ１が配置されている。そして、このブレーキドラムＤｒは、出力軸Ｏ側の端部において第一サンギヤｓ１と一体回転するように駆動連結され、エンジンＥ側の端部においてモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結されている。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第一サンギヤｓ１は、ブレーキドラムＤｒを介してモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結される。また、この第一サンギヤｓ１は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定される。更に第一サンギヤｓ１は、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。キャリアｃａ１は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｃに選択的に固定されるとともに、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。リングギヤｒ１は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている。第二サンギヤｓ２は、第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。
【０１３５】
したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第一サンギヤｓ１には、第三クラッチＣ３を係合状態とすることにより、この第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。本実施形態においては、第三クラッチＣ３が本発明における「第五係合要素」に相当する。また、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素ｅ２であるキャリアｃａ１には、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、この第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。また、このキャリアｃａ１は、ワンウェイクラッチ等が設けられておらず、入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転可能とされている。更に、第二差動歯車装置ＰＧ２の第四回転要素ｅ４である第二サンギヤｓ２には、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。
【０１３６】
３−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図１９は、複数の動作モード及び各動作モードが備える複数の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図３と同様である。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も、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード、及びエンジン始動モードの５つの動作モードを切り替え可能に備えている。また、パラレルモードは、１速段、３速段、後進段の３つの変速段を切り替え可能に備えている。また、エンジン走行モードは、２速段、４速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。なお、図１９において、「１ｓｔ」は１速段、「２ｎｄ」は２速段、「３ｒｄ」は３速段、「４ｔｈ」は４速段、「Ｒｅｖ」は後進段をそれぞれ示している。
【０１３７】
図２０〜図２４は、本実施形態における、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図を示している。すなわち、図２０はパラレルモードでの速度線図、図２１はエンジン走行モードでの速度線図、図２２は電動走行モードでの速度線図、図２３は第一無段変速モードでの速度線図、図２４はエンジン始動モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図４〜図１２と同様である。以下、各動作モード及び変速段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。
【０１３８】
３−３．パラレルモード
次に、パラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態について、図２０に基づいて説明する。パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより複数の変速段を切り替え可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で入力軸Ｉの回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達しつつ、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させて車両を走行させるモードである。本実施形態においては、図１９に示すように、パラレルモードは、１速段、３速段、後進段の３つの変速段を切り替え可能に備えている。
【０１３９】
図２０の速度線図に示すように、パラレルモードでは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化し、それにより、複数の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達する状態となる。また、このパラレルモードでは、モータ・ジェネレータＭＧが第一差動歯車装置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おり、このモータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させながら車両を走行させることができる。以下、パラレルモードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【０１４０】
図１９に示すように、１速段（１ｓｔ）では、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図２０に示すように、この１速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第二サンギヤｓ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。この１速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、パラレルモード及びエンジン走行モードの全ての変速段の中で最も変速比が大きい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ２＝０．４とすると、入力軸Ｉの回転が第一差動歯車装置ＰＧ１により０．４倍（変速比は２．５）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、１速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約２．５倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。また、１速段では、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値も減速されて出力軸Ｏに伝達される。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度の絶対値が、第一差動歯車装置ＰＧ１により、０．５倍に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、１速段では、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１４１】
図１９に示すように、３速段（３ｒｄ）では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図２０に示すように、この３速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉが駆動連結される。これにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが一体回転するように駆動連結される状態となる。また、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が同時に係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の全体が一体回転する直結状態となり、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転がそのまま出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、この３速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、１速段及び後述するエンジン走行モードの２速段の変速比よりも小さく、変速比は１であり、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は同速のまま出力軸Ｏに伝達される。したがって、３速段では、入力軸ＩのトルクＴｅ及びモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇもそのまま出力軸Ｏに伝達される。
【０１４２】
図１９に示すように、後進段（Ｒｅｖ）では、第三クラッチＣ３及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図２０に示すように、この後進段では、第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に入力軸Ｉが駆動連結される。これにより、入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが一体回転するように駆動連結される状態となる。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。この後進段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、入力軸Ｉの回転が第一差動歯車装置ＰＧ１により０．５倍に減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。よって本例においては、後進段では、入力軸Ｉ及びそれと一体回転するモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は絶対値が０．５（変速比は２）倍に減速されるとともに回転方向が逆転されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、後進段では、入力軸ＩのトルクＴｅ及びモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは、２倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１４３】
このパラレルモードにおける第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１速段及び３速段の状態から、第一クラッチＣ１以外の摩擦係合要素を解放することにより、第一無段変速モードに移行することができる。また、このパラレルモードにおける第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である３速段の状態から、第二クラッチＣ２以外の摩擦係合要素（第一クラッチＣ１）を解放することにより、第二無段変速モードに移行することができる。また、パラレルモードの１速段又は後進段の状態から、第二ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素を解放することにより、電動走行モードに移行することができる。
【０１４４】
３−４．エンジン走行モード
次に、エンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態について、図２１に基づいて説明する。エンジン走行モードは、第一ブレーキＢ１を係合してモータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させ、入力軸Ｉのトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させるモードである。本実施形態においては、図１９に示すように、エンジン走行モードは、第一ブレーキＢ１を係合するとともに、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれかを選択的に係合することにより、２速段及び４速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。そして、これら２つの変速段のうち、２速段は入力軸Ｉの回転速度を減速して出力軸Ｏに伝達する減速段となっており、４速段は、入力軸Ｉの回転速度を増速して出力軸Ｏに伝達する増速段となっている。
【０１４５】
図２１の速度線図に示すように、エンジン走行モードでは、第一ブレーキＢ１を係合するとともに、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれかを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化し、それにより、複数（２つ）の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達する状態となる。このエンジン走行モードでは、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏが第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定された状態となり、モータ・ジェネレータＭＧが動作しない。以下、エンジン走行モードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【０１４６】
図１９に示すように、２速段（２ｎｄ）では、第一ブレーキＢ１及び第一クラッチＣ１が係合状態とされる。そして、図２１に示すように、この２速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）が駆動連結される。また、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転が停止されるとともに、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第二サンギヤｓ２の回転速度が減速されて出力軸Ｏに伝達される。この２速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、パラレルモードの１速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５、λ２＝０．４とすると、入力軸Ｉの回転が第一差動歯車装置ＰＧ１により約０．６７倍（変速比は１．５）に減速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、２速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、１．５倍に増幅されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１４７】
図１９に示すように、４速段（４ｔｈ）では、第一ブレーキＢ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図２１に示すように、この４速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が駆動連結される。また、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転が停止されるとともに、第一差動歯車装置ＰＧ１によってキャリアｃａ１の回転速度が増速されて出力軸Ｏに伝達される。この４速段での入力軸Ｉから出力軸Ｏまでの変速比は、パラレルモードの３速段の変速比よりも小さい。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５とすると、入力軸Ｉの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により１．５倍（変速比は約０．６７）に増速されて出力軸Ｏに伝達される。したがって、４速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは、約０．６７倍に減衰されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１４８】
３−５．電動走行モード
次に、電動走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態について、図２２に基づいて説明する。電動走行モードは、第二ブレーキＢ２を係合するとともに入力軸Ｉを出力軸Ｏから切り離した状態で、モータ・ジェネレータＭＧのトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させるモードである。その際、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させることにより、エンジンＥの停止状態でモータ・ジェネレータＭＧのトルクを出力軸Ｏに伝達して車両を走行させることができる。本実施形態においては、図１９に示すように、電動走行モードでは、基本的には第二ブレーキＢ２のみが係合される。本実施形態においても、この第二ブレーキＢ２は、いわゆるノーマルクローズ方式の摩擦係合要素とされている。電動走行モードからエンジンＥを始動してパラレルモードに移行する場合には、モータ・ジェネレータＭＧが回転している状態で、車両の進行方向に応じて、複数の係合要素のうちの一つ、具体的には、第一クラッチＣ１又は第三クラッチＣ３を係合状態とすることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。図１９における「破線の丸印」は、このようなエンジンＥの始動を行うために係合される摩擦係合要素を示している。
【０１４９】
図２２の速度線図に示すように、電動走行モードでは、基本的に入力軸Ｉ（エンジンＥ）は第一差動歯車装置ＰＧ１の各回転要素から分離された状態となり、エンジンＥは停止されて入力軸Ｉの回転速度はゼロとなる。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１により、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が減速されるとともに、トルクＴｍｇが増幅されて出力軸Ｏに伝達される。この電動走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、上記第一の実施形態と同様である。但し、本実施形態においては、第四クラッチＣ４が存在しないため、電動走行モードで車両が後進している状態では、第四クラッチＣ４に代えて第三クラッチＣ３を係合してエンジンＥを始動させる。
【０１５０】
３−６．無段変速モード
無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図２３に基づいて説明する。無段変速モードは、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素である第二サンギヤｓ２及び第二回転要素であるキャリアｃａ１のいずれか一方に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力軸Ｏに伝達するモードである。このような無段変速モードとして、本実施形態においては、第一無段変速モード及び第二無段変速モードの２つのモードを備えている。
【０１５１】
３−６−１．第一無段変速モード
第一無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態について、図２３に基づいて説明する。第一無段変速モードは、第二ブレーキＢ２を解放状態とするとともに第一クラッチＣ１を係合状態とし、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素である第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図１９に示すように、第一無段変速モードでは、第一クラッチＣ１のみが係合状態とされる。このように、本実施形態における第一無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、基本的には、上記第一の実施形態と同様である。但し、本実施形態においては、上記第一の実施形態とは異なり、第二差動歯車装置ＰＧ２が存在しないため、図２３に示すように、第一クラッチＣ１の係合状態で、第二サンギヤｓ２が入力軸Ｉ及びエンジンＥと一体回転するように駆動連結された状態となる。
【０１５２】
図２３の速度線図に示すように、第一無段変速モードでは、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入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１では、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉが駆動連結され、回転速度の順で他方側となる第一サンギヤｓ１にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結される。そして、回転速度の順で中間となる回転要素の一つであるリングギヤｒ１に出力軸Ｏが駆動連結される。この際、モータ・ジェネレータＭＧは、正方向のトルクＴｍｇを出力し、入力軸Ｉのトルク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ＰＧ１は、第二サンギヤｓ２に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅとモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇとを合成して増幅した入力軸ＩのトルクＴｅを出力軸Ｏに伝達する。具体的には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１＝０．５、λ２＝０．４とすると、入力軸ＩのトルクＴｅのトルクの０．５倍のトルクをモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが分担することにより、入力軸ＩのトルクＴｅの１．５倍のトルクが出力軸Ｏに伝達される。
【０１５３】
なお、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ１及びλ２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。本実施形態においても、上記第一の実施形態と同様に、第一無段変速モードからパラレルモードやエンジン走行モードへ移行し、或いはパラレルモードやエンジン走行モードから第一無段変速モードへ移行することが可能である。
【０１５４】
３−６−２．第二無段変速モード
第二無段変速モードは、第二ブレーキＢ２を解放状態とするとともに第二クラッチＣ２を係合状態とし、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素であるキャリアｃａ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力軸Ｏに伝達するモードである。本実施形態においては、図１９に示すように、第二無段変速モードでは、第二クラッチＣ２のみが係合状態とされる。したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結され、入力軸Ｉのトルクが第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に入力される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクを制御することにより、第二無段変速モードが実現される。この第二無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態は、第二差動歯車装置ＰＧ２がないことを除いて上記第一の実施形態におけるものと同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。また、本実施形態においても、上記第一の実施形態と同様に、第二無段変速モードからパラレルモードやエンジン走行モードへ移行し、或いはパラレルモードやエンジン走行モードから第二無段変速モードへ移行することが可能である。
【０１５５】
３−７．エンジン始動モード
次に、エンジン始動モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態について、図２４に基づいて説明する。エンジン始動モードは、エンジンＥの停止状態で第三クラッチＣ３を係合し、モータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを出力軸Ｏに伝達することなく入力軸Ｉに伝達し、エンジンＥを始動させるモードである。本実施形態においては、図１９に示すように、エンジン始動モードでは、第三クラッチＣ３のみが係合状態とされる。したがって、入力軸Ｉ（エンジンＥ）とモータ・ジェネレータＭＧとが一体回転するように駆動連結される状態となる。この状態でモータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、出力軸Ｏに駆動連結されたリングギヤｒ１の回転速度に関係なく第一サンギヤｓ１の回転速度を上昇させることが可能な状態となっているため、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが出力軸Ｏに伝達されることはない。
【０１５６】
図２４の速度線図に示すように、エンジン始動モードでは、モータ・ジェネレータＭＧが正方向のトルクＴｍｇを出力し、正方向に回転速度を上昇させる。これにより、モータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように駆動連結された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度が次第に上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、第一サンギヤｓ１以外のキャリアｃａ１、リングギヤｒ１、及び第二サンギヤｓ２が拘束されない状態となっているため、出力軸Ｏに駆動連結されたリングギヤｒ１の回転速度に関係なく、第一サンギヤｓ１の回転速度を上昇させることができる。なお、図２４においては、出力軸Ｏの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）でエンジン始動モードを実行する場合の例を示している。
【０１５７】
３−８．その他
本実施形態においても、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１〜３速段の、各変速段間の遷移過程では、第一無段変速モードが実現される構成となっている。ここでは、これらの各変速段間の遷移過程では、第二ブレーキＢ２が解放状態とされるとともに第一クラッチＣ１が係合状態とされ、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクが制御される。この際、各変速段間の切り替えが同期切替となるように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が制御される。また、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である３速段及び４速段の、これらの間の遷移過程では、第二無段変速モードが実現される構成となっている。ここでは、これらの間の遷移過程では、第二ブレーキＢ２が解放状態とされるとともに第二クラッチＣ２が係合状態とされ、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリアｃａ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクが制御される。この際、変速段間の切り替えが同期切替となるように、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が制御される。
【０１５８】
また、パラレルモード及びエンジン走行モードの１〜３速段では、変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化する。したがって、変速段の切り替えに際してモータ・ジェネレータＭＧの回転速度の変化する方向と入力軸Ｉの回転速度の変化する方向が同じである場合に比べて、変速段の切り替えに際してのハイブリッド駆動装置Ｈの振動を抑制でき、衝撃の少ない滑らかな変速段の切り替えが可能となっている。なお、このようなパラレルモード及びエンジン走行モードにおける変速段の切り替えに際して、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力軸Ｏに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧのトルクが制御される点は、上記第一の実施形態と同様である。また、パラレルモード又はエンジン走行モードからエンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、回生制動を行う際の動作についても、上記第一の実施形態と同様とすることができる。
【０１５９】
４．第四の実施形態
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。図２５は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図２５は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、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ギヤＯと、モータ・ジェネレータＭＧと、第一差動歯車装置ＰＧ１と、第二差動歯車装置ＰＧ２と、を備えている。また、これらの構成は、車体に固定される非回転部材としての駆動装置ケースＤｃ（以下、単に「ケースＤｃ」という。）内に収納されている。また、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、各機器が、入力軸Ｉの回転軸方向に沿ってエンジンＥ側から、モータ・ジェネレータＭＧ、第二差動歯車装置ＰＧ２、第一差動歯車装置ＰＧ１の順に配列されている。出力ギヤＯは、入力軸Ｉと同軸上に配置され、軸方向では第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２との間に配置されている。また、出力ギヤＯは、第一差動歯車装置ＰＧ１の径方向外側に配置されている。このような構成は、本発明に係るハイブリッド駆動装置Ｈを、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両やＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）方式の車両等の駆動装置に適用する場合に好適である。なお、本実施形態においては、モータ・ジェネレータＭＧが本発明における「回転電機」に相当する。また、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、出力ギヤＯが本発明における「出力部材」に相当する。また、第一差動歯車装置ＰＧ１が本発明における「差動歯車装置」に相当する。本実施形態においても、このハイブリッド駆動装置Ｈは、後述するように、有段変速モード（パラレルモード及びエンジン走行モード）、電動走行モード、無段変速モード（第一無段変速モード及び第二無段変速モード）及びエンジン始動モードを実現できる構成となっている。
【０１６０】
４−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図２５に示すように、モータ・ジェネレータＭＧは、ケースＤｃに固定されたステータＳｔと、このステータＳｔの径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏと、を有している。このモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏは、ブレーキドラムＤｒと一体回転するように駆動連結されている。このモータ・ジェネレータＭＧは、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）としての機能との双方を果すことが可能とされている。モータ・ジェネレータＭＧ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１１に供給して充電し、モータとして機能する場合には、バッテリ１１に充電された電力の供給を受けて力行する。このようなモータ・ジェネレータＭＧの動作は、制御装置ＥＣＵからの制御指令に従ってインバータ１２を介して行われる。
【０１６１】
図２５に示すように、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたラビニヨ型の遊星歯車装置により構成されている。具体的には、この第一差動歯車装置ＰＧ１は、第一サンギヤｓ１及び第二サンギヤｓ２の２つのサンギヤと、リングギヤｒ１と、第一サンギヤｓ１及びリングギヤｒ１の双方に噛み合うロングピニオンギヤ並びにこのロングピニオンギヤ及び第二サンギヤｓ２に噛み合うショートピニオンギヤを支持する共通のキャリアｃａ１との４つの回転要素を備えている。第一差動歯車装置ＰＧ１のこれら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とすると、本実施形態においては、第二サンギヤｓ２が第一回転要素ｅ１に相当し、リングギヤｒ１が第二回転要素ｅ２に相当し、キャリアｃａ１が第三回転要素ｅ３に相当し、第一サンギヤｓ１が第四回転要素ｅ４に相当する。
【０１６２】
この第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２は、ブレーキドラムＤｒに連結されている。ここで、ブレーキドラムＤｒは、第一差動歯車装置ＰＧ１に対してエンジンＥ側に配置された円筒状回転部材であり、外周に第一ブレーキＢ１が設けられている。また、このブレーキドラムＤｒは、第二差動歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３にそれぞれ噛み合う複数のピニオンギヤを回転可能に支持しており、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３としても機能している。そして、このブレーキドラムＤｒは、第二サンギヤｓ２及びモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結されている。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第二サンギヤｓ２は、ブレーキドラムＤｒを介してモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結される。また、この第二サンギヤｓ２は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定される。リングギヤｒ１は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｃに選択的に固定されるとともに、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。キャリアｃａ１は、出力ギヤＯと一体回転するように駆動連結されている。第一サンギヤｓ１は、第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。
【０１６３】
一方、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キャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ３及びリングギヤｒ３との３つの回転要素を備えている。第二差動歯車装置ＰＧ２のこれら３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、及び第三回転要素ｅ３とすると、本実施形態においては、リングギヤｒ３が第一回転要素ｅ１に相当し、キャリアｃａ３が第二回転要素ｅ２に相当し、サンギヤｓ３が第三回転要素ｅ３に相当する。
【０１６４】
この第二差動歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ３は、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。ブレーキドラムＤｒと一体回転するキャリアｃａ３は、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２と一体回転するように駆動連結されるとともに、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定される。リングギヤｒ３は、第三ブレーキＢ３を介してケースＤｃに選択的に固定される。この第二差動歯車装置ＰＧ２では、第三ブレーキＢ３が係合状態となることにより、入力軸Ｉの回転が減速されるとともにトルクが増幅されて第二サンギヤｓ２に伝達される。
【０１６５】
したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第二サンギヤｓ２には、第三ブレーキＢ３を係合状態とすることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２のサンギヤｓ３からキャリアｃａ３に伝達された入力軸Ｉのトルクが入力される。本実施形態においては、第三ブレーキＢ３が本発明における「第五係合要素」に相当する。また、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素ｅ２であるリングギヤｒ１には、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、この第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。なお、このリングギヤｒ１は、入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転可能とされている。また、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素ｅ４である第一サンギヤｓ１には、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、この第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。
【０１６６】
本実施形態においては、このハイブリッド駆動装置Ｈは、摩擦係合要素として、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２、及び第三ブレーキＢ３を備えている。これらの摩擦係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキ等を好適に用いることができる。本実施形態においても、第二ブレーキＢ２は、油圧が供給されていない状態である非供給時に係合状態が維持されるとともに、油圧が供給されている状態である供給時に解放状態とされる構造（いわゆるノーマルクローズ方式）の摩擦係合要素とされている。一方、第二ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第三ブレーキＢ３は、油圧が供給されていない状態である非供給時に解放状態が維持されるとともに、油圧が供給されている状態である供給時に係合状態とされる構造（いわゆるノーマルオープン方式）の摩擦係合要素とされている。
【０１６７】
４−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図２６は、複数の動作モード及び各動作モードが備える複数の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動状態を示す作動表である。この図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図３と同様である。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も、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード、及びエンジン始動モードの５つの動作モードを切り替え可能に備えている。また、パラレルモードは、１速段、３〜５速段、後進段の５つの変速段を切り替え可能に備えている。また、エンジン走行モードは、２速段、６速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。なお、図２６において、「１ｓｔ」は１速段、「２ｎｄ」は２速段、「３ｒｄ」は３速段、「４ｔｈ」は４速段、「５ｔｈ」は５速段、「６ｔｈ」は６速段、「Ｒｅｖ」は後進段をそれぞれ示している。
【０１６８】
図２７〜図３２は、本実施形態における、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図を示している。すなわち、図２７はパラレルモードでの速度線図、図２８はエンジン走行モードでの速度線図、図２９は電動走行モードでの速度線図、図３０は第一無段変速モードでの速度線図、図３１は第二無段変速モードでの速度線図、図３２はエンジン始動モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図４〜図１２と同様である。以下、各動作モード及び変速段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。
【０１６９】
４−３．パラレルモード
次に、パラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図２７に基づいて説明する。パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第二ブレーキＢ２、及び第三ブレーキＢ３の中のいずれか２つを選択的に係合することにより複数の変速段を切り替え可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達しつつ、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させて車両を走行さるモードである。本実施形態においては、図３に示すように、パラレルモードは、１速段、３〜５速段、後進段の５つの変速段を切り替え可能に備えている。
【０１７０】
図２７は、パラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図である。この図２７の左側の速度線図に示すように、第二差動歯車装置ＰＧ２は、パラレルモードが備える複数の変速段の全てについて共通の状態となる。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２では、回転速度の順で一方側となるサンギヤｓ３が入力軸Ｉと一体回転し、回転速度の順で他方側となるリングギヤｒ３がケースＤｃ選択的に固定される。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Ｔｅを出力し、このトルクＴｅが入力軸Ｉを介してサンギヤｓ３に伝達される。そして、第三ブレーキＢ３の係合状態では、第二差動歯車装置ＰＧ２における回転速度の順で中間となるキャリアｃａ３の回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に伝達される。また、入力軸Ｉの回転が、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に伝達され、第二クラッチＣ２の係合状態では第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤｒ１に伝達される。
【０１７１】
また、図２７の右側の速度線図に示すように、パラレルモードでは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、第二ブレーキＢ２、及び第三ブレーキＢ３の中のいずれか２つを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化する。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２との組み合せにより、複数の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達する状態となる。そして、このパラレルモードでは、車両の加速時等のように車両の要求駆動力に対して入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが不足する場合には、モータ・ジェネレータＭＧは力行して入力軸ＩのトルクＴｅをアシストすることができる。一方、車両の減速時には発電して回生制動を行うことができる。また、車両の定常走行状態であっても、バッテリ１１の充電量が不足する場合には発電し、バッテリ１１の充電量が一杯になった場合には力行することにより、バッテリ１１の充電状態を調整することもできる。以下、パラレルモードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【０１７２】
図２６に示すように、１速段（１ｓｔ）では、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図２７に示すように、この１速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されて出力ギヤＯに伝達される。この１速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、パラレルモード及びエンジン走行モードの全ての変速段の中で最も変速比が大きい。
【０１７３】
図２６に示すように、３速段（３ｒｄ）では、第一クラッチＣ１及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図２７に示すように、この３速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一サンギヤｓ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第三ブレーキＢ３が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されて出力ギヤＯに伝達される。この３速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、１速段及び後述するエンジン走行モードの２速段の変速比よりも小さい。
【０１７４】
図２６に示すように、４速段（４ｔｈ）では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図２７に示すように、この４速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、上記のとおり、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及びリングギヤｒ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が同時に係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の全体が一体回転する直結状態となり、第一差動歯車装置ＰＧ１において入力軸Ｉの回転が変速されず、そのまま出力ギヤＯに伝達される。この４速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、３速段の変速比よりも小さい。
【０１７５】
図２６に示すように、５速段（５ｔｈ）では、第二クラッチＣ２及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図２７に示すように、この５速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤｒ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第三ブレーキＢ３が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によってリングギヤｒ１の回転速度が増速されて出力ギヤＯに伝達される。この５速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、４速段の変速比よりも小さい。
【０１７６】
図２６に示すように、後進段（Ｒｅｖ）では、第二ブレーキＢ２及び第三ブレーキＢ３が係合状態とされる。そして、図２７に示すように、この後進段では、第三ブレーキＢ３が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第二サンギヤｓ２の回転速度が減速されるとともに回転方向が逆転されて出力ギヤＯに伝達される。すなわち、後進段では、入力軸Ｉの回転速度は、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第一差動歯車装置ＰＧ１の双方によって減速されて出力ギヤＯに伝達される。
【０１７７】
以上に説明したように、パラレルモードは、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅを各変速段に応じた変速比で変速して出力ギヤＯに伝達しつつ、必要に応じてモータ・ジェネレータＭＧに力行させて入力軸ＩのトルクＴｅをアシストし、或いはモータ・ジェネレータＭＧに発電させて回生制動やバッテリの充電等を行うことができる。したがって、このパラレルモードは、後述する電動走行モードや第一無段変速モードにより車両を発進させた後の中〜高速走行時等に使用されるモードとして適している。このパラレルモードにおける第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１速段、３速段及び４速段の状態から、第一クラッチＣ１以外の摩擦係合要素を解放することにより、第一無段変速モードに移行することができる。また、このパラレルモードにおける第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である４速段及び５速段の状態から、第二クラッチＣ２以外の摩擦係合要素を解放することにより、第二無段変速モードに移行することができる。また、パラレルモードの１速段又は後進段の状態から、第二ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素を解放することにより、電動走行モードに移行することができる。
【０１７８】
４−４．エンジン走行モード
次に、エンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図２８に基づいて説明する。エンジン走行モードは、第一ブレーキＢ１を係合してモータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させ、入力軸Ｉのトルクを出力ギヤＯに伝達して車両を走行させるモードである。本実施形態においては、図２６に示すように、エンジン走行モードは、第一ブレーキＢ１を係合するとともに、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれかを選択的に係合することにより、２速段及び６速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。そして、これら２つの変速段のうち、２速段は入力軸Ｉの回転速度を減速して出力ギヤＯに伝達する減速段となっており、６速段は、入力軸Ｉの回転速度を増速して出力ギヤＯに伝達する増速段となっている。
【０１７９】
図２８は、エンジン走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図である。この図に示すように、エンジン走行モードでは、第一ブレーキＢ１を係合するとともに、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれかを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化する。それにより、複数（２つ）の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達する状態となる。このエンジン走行モードでは、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏが第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定された状態となり、モータ・ジェネレータＭＧが動作しない。以下、エンジン走行モードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【０１８０】
図２６に示すように、２速段（２ｎｄ）では、第一ブレーキＢ１及び第一クラッチＣ１が係合状態とされる。そして、図２８に示すように、この２速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転が停止されるとともに、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されて出力ギヤＯに伝達される。この２速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、パラレルモードの１速段の変速比よりも小さい。
【０１８１】
図２６に示すように、６速段（６ｔｈ）では、第一ブレーキＢ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図２８に示すように、この６速段では、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤｒ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一ブレーキＢ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転が停止されるとともに、第一差動歯車装置ＰＧ１によってリングギヤｒ１の回転速度が増速されて出力ギヤＯに伝達される。この６速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、パラレルモードの５速段の変速比よりも小さい。
【０１８２】
以上に説明したように、エンジン走行モードは、モータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させ、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅのみを各変速段に応じた変速比で変速して出力ギヤＯに伝達して車両を走行させることができる。したがって、このエンジン走行モードは、高速巡航時等のモータ・ジェネレータＭＧによるアシストや回生制動の必要が少ない走行状態で使用されるモードとして適している。すなわち、このエンジン走行モードでは、エンジンＥのみによって車両を走行させることができるので、モータ・ジェネレータＭＧを駆動することにより生じるエネルギー損失を抑制できる。特に、エンジン走行モードの６速段は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を増速して出力ギヤＯに伝達するため、エンジンＥの回転速度を低く抑えることができる。したがって、高速巡航時に効率的に車両を走行させ、燃費を向上させることが可能となる。このエンジン走行モードの２速段の状態から、第一クラッチＣ１以外の摩擦係合要素である第一ブレーキＢ１を解放することにより、第一無段変速モードに移行することができる。また、このエンジン走行モードの６速段の状態から、第二クラッチＣ２以外の摩擦係合要素である第一ブレーキＢ１を解放することにより、第二無段変速モードに移行することができる。
【０１８３】
４−５．電動走行モード
次に、電動走行モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図２９に基づいて説明する。電動走行モードは、第二ブレーキＢ２を係合するとともに入力軸Ｉを出力ギヤＯから切り離した状態で、モータ・ジェネレータＭＧのトルクを出力ギヤＯに伝達して車両を走行させるモードである。その際、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させることにより、エンジンＥの停止状態でモータ・ジェネレータＭＧのトルクを出力ギヤＯに伝達して車両を走行させることができる。本実施形態においては、図２６に示すように、電動走行モードでは、基本的には第二ブレーキＢ２のみが係合される。本実施形態においては、この第二ブレーキＢ２は、上述したように、いわゆるノーマルクローズ方式の摩擦係合要素とされている。よって、機械式オイルポンプ１４及び電動オイルポンプ１５が駆動していない状態においても第二ブレーキＢ２を係合状態に維持することができ、例えば車両が停止した状態から電動オイルポンプ１５を駆動することなく、電動走行モードで容易に車両を発進させることができる。また、このように電動オイルポンプ１５の駆動時間を節約することで、電動オイルポンプ１５を駆動するための電動モータ（不図示）の長寿命化を図ることができるようになっている。
【０１８４】
電動走行モードからエンジンＥを始動してパラレルモードに移行する場合には、モータ・ジェネレータＭＧが回転している状態で、車両の進行方向に応じて、複数の係合要素のうちの一つ、具体的には、第一クラッチＣ１又は第三ブレーキＢ３を係合状態とすることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。図２６における「破線の丸印」は、このようなエンジンＥの始動を行うために係合される摩擦係合要素を示している。なお、エンジンＥを始動させるためのスタータを別途設け、当該スタータでエンジンＥを始動させる構成としても良い。このようにすれば、エンジンＥの駆動力により機械式オイルポンプ１４を駆動して油圧を発生させ、所定の摩擦係合要素を係合状態としてモード変更を行うことができる。その場合には、電動オイルポンプ１５を廃止することも可能となる。
【０１８５】
図２９の左側の速度線図に示すように、電動走行モードでは、第三ブレーキＢ３が解放状態となって第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３が空転することにより、基本的に入力軸Ｉ（エンジンＥ）は第一差動歯車装置ＰＧ１の各回転要素から分離された状態となり、エンジンＥは停止されて入力軸Ｉの回転速度はゼロとなる。また、図２９の右側の速度線図に示すように、電動走行モードでは、第一差動歯車装置ＰＧ１により、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が減速されるとともに、トルクＴｍｇが増幅されて出力ギヤＯに伝達される。すなわち、この電動走行モードでは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、第二サンギヤｓ２、リングギヤｒ１、及びキャリアｃａ１でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構のみが機能する状態となる。そして、この遊星歯車機構における、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤｓ２にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結され、回転速度の順で他方側となるキャリアｃａ１に出力ギヤＯが駆動連結され、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ１が第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに固定される。これにより、モータ・ジェネレータＭＧの回転方向が逆転されて出力ギヤＯに伝達される。したがって、モータ・ジェネレータＭＧが負方向のトルクＴｍｇを出力し、回転速度が負（回転方向が負）となった状態で、出力ギヤＯは回転速度が正（回転方向が正）となり、車両が前進する。一方、モータ・ジェネレータＭＧが正方向のトルクＴｍｇを出力し、回転速度が正（回転方向が正）となった状態で、出力ギヤＯは回転速度が負（回転方向が負）となり、車両が後進する。このように、本実施形態においても、電動走行モードは、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇ及び回転速度の向きに応じて、前進走行モード及び後進走行モードの双方を備えている。またこの際、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比λ２に応じて、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が減速されるとともに、トルクＴｍｇが増幅されて出力ギヤＯに伝達される。
【０１８６】
また、この電動走行モードでは、車両の進行方向に応じて、第一クラッチＣ１又は第三ブレーキＢ３を係合状態とすることにより、エンジンＥを始動してパラレルモードに移行することができる。具体的には、電動走行モードでモータ・ジェネレータＭＧが入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向に回転している前進状態では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。すなわち、車両が前進している状態で第一クラッチＣ１を係合状態とすれば、入力軸Ｉが第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１と一体回転する状態となるため、入力軸Ｉ及びエンジンＥがモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇにより正方向に回転させられ、エンジンＥを始動させることができる。このように、第二ブレーキＢ２が係合状態とされる電動走行モードにおいて、第一クラッチＣ１を係合状態とすると、パラレルモードの１速段に移行することができる（図２６及び図２７参照）。
【０１８７】
また、電動走行モードでモータ・ジェネレータＭＧが入力軸Ｉの回転方向と同じ方向に回転している後進状態では、第三ブレーキＢ３が係合状態とされることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを入力軸Ｉに伝達してエンジンＥを始動させることができる。すなわち、車両が後進している状態で第三ブレーキＢ３を係合状態とすれば、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３が第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２と一体回転する状態となるため、入力軸Ｉ及びエンジンＥがモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇにより正方向に回転させられ、エンジンＥを始動させることができる。このように、第二ブレーキＢ２が係合状態とされる電動走行モードにおいて、第三ブレーキＢ３を係合状態とすると、パラレルモードの後進段に移行することができる（図２６及び図２７参照）。
【０１８８】
４−６．無段変速モード
無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図３０及び図３１に基づいて説明する。無段変速モードは、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素である第一サンギヤｓ１及び第二回転要素であるリングギヤｒ１のいずれか一方に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力ギヤＯに伝達するモードである。このような無段変速モードとして、本実施形態においては、第一無段変速モード及び第二無段変速モードの２つのモードを備えている。
【０１８９】
４−６−１．第一無段変速モード
第一無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図３０に基づいて説明する。第一無段変速モードは、第二ブレーキＢ２を解放状態とするとともに第一クラッチＣ１を係合状態とし、第一差動歯車装置ＰＧ１の第四回転要素である第一サンギヤｓ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力ギヤＯに伝達するモードである。本実施形態においては、図２６に示すように、第一無段変速モードでは、第一クラッチＣ１のみが係合状態とされる。本実施形態においては、この状態で、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結され、入力軸Ｉのトルクが第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に入力される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクを制御することにより、第一無段変速モードが実現される。
【０１９０】
図３０の速度線図に示すように、第一無段変速モードでは、第一クラッチＣ１を介して第一サンギヤｓ１と一体回転するように駆動連結された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されて出力ギヤＯに伝達される。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１では、回転速度の順で一方側となる第一サンギヤｓ１に入力軸Ｉ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にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結される。そして、回転速度の順で中間となる回転要素の一つであるキャリアｃａ１に出力ギヤＯが駆動連結される。この際、モータ・ジェネレータＭＧは、正方向のトルクＴｍｇを出力し、入力軸Ｉのトルク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ＰＧ１は、第一サンギヤｓ１に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅとモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇとを合成して増幅した入力軸ＩのトルクＴｅを出力ギヤＯに伝達する。このように、本実施形態においても、第一無段変速モードは大きな駆動力を出力ギヤＯに伝達することが可能となっており、発進モードとしての機能を備えた構成となっている。
【０１９１】
また、本実施形態においても、第一無段変速モードは、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１〜４速段の、各変速段間の遷移過程においても実現されるモードとなっている。すなわち、例えばパラレルモードの１速段からエンジン走行モードの２速段への遷移過程においては、第一クラッチＣ１が係合状態とされたままで第二ブレーキＢ２が解放状態とされ、第一無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に上昇させていき、回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とさせてエンジン走行モードの２速段を形成する。また、例えばエンジン走行モードの２速段からパラレルモードの３速段への遷移過程においては、第一クラッチＣ１が係合状態とされたままで第一ブレーキＢ１が解放状態とされ、第一無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に上昇させていき、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度がゼロとなった際に第三ブレーキＢ３を係合状態とさせてパラレルモードの３速段を形成する。パラレルモードの３速段から４速段への遷移過程についても同様である。このような変速段の切替は、切り替えの際に係合する摩擦係合要素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。したがって、このような変速段の切替に際して、摩擦係合要素の係合に伴う衝撃を発生させることなく、滑らかな切り替えを行うことができる。
【０１９２】
この第一無段変速モードにおいては、モータ・ジェネレータＭＧは正方向のトルクＴｍｇを出力する。したがって、例えば車両の発進時等のように第二サンギヤｓ２の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、モータ・ジェネレータＭＧは発電する。一方、例えばエンジン走行モードの２速段からパラレルモードの３速段に移行する場合等のように第二サンギヤｓ２の回転速度が正（回転方向が正）となった状態では、モータ・ジェネレータＭＧは力行して電力を消費する。
【０１９３】
４−６−２．第二無段変速モード
第二無段変速モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図３１に基づいて説明する。第二無段変速モードは、第二ブレーキＢ２を解放状態とするとともに第二クラッチＣ２を係合状態とし、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素であるリングギヤｒ１に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルク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出力ギヤＯに伝達するモードである。本実施形態においては、図２６に示すように、第二無段変速モードでは、第二クラッチＣ２のみが係合状態とされる。本実施形態においては、この状態で、第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤｒ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結され、入力軸Ｉのトルクが第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤｒ１に入力される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクを制御することにより、第二無段変速モードが実現される。
【０１９４】
図３１の速度線図に示すように、第二無段変速モードでは、第二クラッチＣ２を介してリングギヤｒ１と一体回転するように駆動連結された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第一差動歯車装置ＰＧ１により減衰されて出力ギヤＯに伝達される。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１では、回転速度の順で一方側となる第二サンギヤｓ２にモータ・ジェネレータＭＧが駆動連結され、回転速度の順で中間となるリングギヤｒ１に入力軸Ｉが駆動連結される。そして、回転速度の順で他方側となるキャリアｃａ１に出力ギヤＯが駆動連結される。この際、モータ・ジェネレータＭＧは、負方向のトルクＴｍｇを出力し、入力軸Ｉのトルク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ＰＧ１は、リングギヤｒ１に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅの一部をモータ・ジェネレータＭＧに分配し、入力軸ＩのトルクＴｅに対して減衰したトルクを出力軸Ｏに伝達する。なお、第二無段変速モードでは、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度がエンジンＥの回転速度よりも小さい場合には、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転が第一差動歯車装置ＰＧ１により増速されて出力軸Ｏに伝達される。
【０１９５】
また、本実施形態においては、第二無段変速モードは、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である４〜６速段の、各変速段間の遷移過程においても実現されるモードとなっている。すなわち、例えばパラレルモードの４速段から５速段への遷移過程においては、第二クラッチＣ２が係合状態とされたままで第一クラッチＣ１が解放状態とされ、第二無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に低下させていき、第二差動歯車装置ＰＧ２のリングギヤｒ３の回転速度がゼロとなった際に第三ブレーキＢ３を係合状態とさせてパラレルモードの５速段を形成する。また、例えばパラレルモードの５速段からエンジン走行モードの６速段への遷移過程においては、第二クラッチＣ２が係合状態とされたままで第三ブレーキＢ３が解放状態とされ、第二無段変速モードが実現される。その状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に低下させていき、回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とさせてエンジン走行モードの６速段を形成する。このような変速段の切替は、切り替えの際に係合する摩擦係合要素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。したがって、このような変速段の切替に際して、摩擦係合要素の係合に伴う衝撃を発生させることなく、滑らかな切り替えを行うことができる。
【０１９６】
この第二無段変速モードにおいては、モータ・ジェネレータＭＧは負方向のトルクＴｍｇを出力する。したがって、例えば高速巡航時等のように第二サンギヤｓ２の回転速度が負（回転方向が負）の状態では、モータ・ジェネレータＭＧは力行して電力を消費する。一方、例えばパラレルモードの４速段から５速段に移行する場合等のように第二サンギヤｓ２の回転速度が正（回転方向が正）の状態では、モータ・ジェネレータＭＧは発電する。
【０１９７】
４−７．エンジン始動モード
次に、エンジン始動モードでの第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の動作状態について、図３２に基づいて説明する。エンジン始動モードは、エンジンＥの停止状態で第三ブレーキＢ３を係合し、モータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを出力ギヤＯに伝達することなく入力軸Ｉに伝達し、エンジンＥを始動させるモードである。本実施形態においては、図２６に示すように、エンジン始動モードでは、第三ブレーキＢ３のみが係合状態とされる。本実施形態においては、図３２に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２が第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３と一体回転するように駆動連結されている。そして、第三ブレーキＢ３が係合された状態で、モータ・ジェネレータＭＧの駆動力が第二差動歯車装置ＰＧ２を介して入力軸Ｉ（エンジンＥ）に伝達可能に駆動連結される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧに力行させることにより、入力軸Ｉ及びエンジンＥの回転速度を上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、出力ギヤＯに駆動連結されたキャリアｃａ１の回転速度に関係なく第二サンギヤｓ２の回転速度を上昇させることが可能な状態となっているため、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが出力ギヤＯに伝達されることはない。
【０１９８】
図３２の速度線図に示すように、エンジン始動モードでは、モータ・ジェネレータＭＧが正方向のトルクＴｍｇを出力し、正方向に回転速度を上昇させる。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２を介してモータ・ジェネレータＭＧに駆動連結された入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を次第に上昇させ、エンジンＥを始動させることができる。この際、第一差動歯車装置ＰＧ１は、第二サンギヤｓ２以外のリングギヤｒ１、キャリアｃａ１、及び第一サンギヤｓ１が拘束されない状態となっているため、出力ギヤＯに駆動連結されたキャリアｃａ１の回転速度に関係なく、第二サンギヤｓ２の回転速度を上昇させることができる。なお、図３２においては、出力ギヤＯの回転速度がゼロの状態（すなわち車両の停止状態）でエンジン始動モードを実行する場合の例を示している。
【０１９９】
４−８．その他
本実施形態においても、パラレルモード及びエンジン走行モードの１〜４速段では、変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化する。したがって、変速段の切り替えに際してモータ・ジェネレータＭＧの回転速度の変化する方向と入力軸Ｉの回転速度の変化する方向が同じである場合に比べて、変速段の切り替えに際してのハイブリッド駆動装置Ｈの振動を抑制でき、衝撃の少ない滑らかな変速段の切り替えが可能となっている。なお、本実施形態においても、このようなパラレルモード及びエンジン走行モードにおける変速段の切り替えに際して、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力ギヤＯに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧのトルクが制御される。また、パラレルモード又はエンジン走行モードからエンジンＥを停止して電動走行モードに移行し、回生制動を行う際の動作については、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２における各回転要素、並びに係合及び解放される摩擦係合要素が一部異なることを除いて、上記第一の実施形態と同様とすることができる。
【０２００】
５．第五の実施形態
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。図３３は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図３３は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈの構成は、上記第四の実施形態におけるハイブリッド駆動装置Ｈから第二差動歯車装置ＰＧ２及び第三ブレーキＢ３を取り除くとともに、第二差動歯車装置ＰＧ２のキャリアｃａ３に相当する回転要素が第三クラッチＣ３により入力軸Ｉと選択的に駆動連結されるようにした構成に等しい。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第三ブレーキＢ３を備えないことに起因して、パラレルモードの変速段の数が、上記第四の実施形態よりも少なくなっている。その他の構成は、基本的に上記第四の実施形態と同様である。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、上記第四の実施形態との相違点を中心として説明する。
【０２０１】
５−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図３３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、モータ・ジェネレータＭＧと、第一差動歯車装置ＰＧ１と、を備えている。但し、上記のとおり、本実施形態においては、上記第四の実施形態とは異なり、第二差動歯車装置ＰＧ２及び第三ブレーキＢ３が設けられておらず、第三クラッチＣ３が追加されている。したがって、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１の各回転要素の連結関係は、以下のようになっている。
【０２０２】
すなわち、図３３に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２は、ブレーキドラムＤｒに連結されている。そして、ブレーキドラムＤｒの外周には、第一ブレーキＢ１が設けられている。また、このブレーキドラムＤｒの内周には、第三クラッチＣ３が設けられている。そして、このブレーキドラムＤｒは、第二サンギヤｓ２及びモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結されている。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第二サンギヤｓ２は、ブレーキドラムＤｒを介してモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結される。また、この第二サンギヤｓ２は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定される。更に第二サンギヤｓ２は、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。リングギヤｒ１は、第二ブレーキＢ２を介してケースＤｃに選択的に固定されるとともに、第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。キャリアｃａ１は、出力ギヤＯと一体回転するように駆動連結されている。第一サンギヤｓ１は、第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉに選択的に駆動連結される。
【０２０３】
したがって、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第二サンギヤｓ２には、第三クラッチＣ３を係合状態とすることにより、この第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。また、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二回転要素ｅ２であるリングギヤｒ１には、第二クラッチＣ２を係合状態とすることにより、この第二クラッチＣ２を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。更に、第二差動歯車装置ＰＧ２の第四回転要素ｅ４である第一サンギヤｓ１には、第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、第一クラッチＣ１を介して入力軸Ｉのトルクが入力される。
【０２０４】
５−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図３４は、複数の動作モード及び各動作モードが備える複数の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図３と同様である。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も、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード、及びエンジン始動モードの５つの動作モードを切り替え可能に備えている。また、パラレルモードは、１速段、３速段、後進段の３つの変速段を切り替え可能に備えている。また、エンジン走行モードは、２速段、４速段の２つの変速段を切り替え可能に備えている。なお、図３４において、「１ｓｔ」は１速段、「２ｎｄ」は２速段、「３ｒｄ」は３速段、「４ｔｈ」は４速段、「Ｒｅｖ」は後進段をそれぞれ示している。
【０２０５】
図３５は、本実施形態におけるパラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図を示している。この図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図４と同様である。なお、エンジン走行モードの速度線図、電動走行モードでの速度線図、第一無段変速モードでの速度線図、及び第二無段変速モードでの速度線図は、第二差動歯車装置ＰＧ２に対応する左側の速度線図がない点を除いて、それぞれ上記第四の実施形態における図２８、図２９、図３０、及び図３１と同じである。また、エンジン始動モードでの速度線図は、第一差動歯車装置ＰＧ１における各回転要素が一部異なることを除いて、上記第四の実施形態と同じである。以下、各動作モード及び変速段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。
【０２０６】
５−３．パラレルモード
次に、パラレルモードでの第一差動歯車装置ＰＧ１の動作状態について、図３５に基づいて説明する。パラレルモードは、第一クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより複数の変速段を切り替え可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達しつつ、モータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させて車両を走行させるモードである。本実施形態においては、図３４に示すように、パラレルモードは、１速段、３速段、後進段の３つの変速段を切り替え可能に備えている。
【０２０７】
図３５の速度線図に示すように、パラレルモードでは、第一クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つを選択的に係合することにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化し、それにより、複数の変速段のそれぞれに応じた所定の変速比で、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達する状態となる。また、このパラレルモードでは、モータ・ジェネレータＭＧが第一差動歯車装置ＰＧ１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おり、このモータ・ジェネレータＭＧに力行又は発電させながら車両を走行させることができる。以下、パラレルモードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１の状態について、それぞれ説明する。
【０２０８】
図３４に示すように、１速段（１ｓｔ）では、第一クラッチＣ１及び第二ブレーキＢ２が係合状態とされる。そして、図３５に示すように、この１速段では、第一クラッチＣ１が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第一サンギヤｓ１の回転速度が減速されて出力ギヤＯに伝達される。この１速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、パラレルモード及びエンジン走行モードの全ての変速段の中で最も変速比が大きい。
【０２０９】
図３４に示すように、３速段（３ｒｄ）では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされる。そして、図３５に示すように、この３速段では、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一サンギヤｓ１及びリングギヤｒ１に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２が同時に係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の全体が一体回転する直結状態となり、第一差動歯車装置ＰＧ１において入力軸Ｉの回転が変速されず、そのまま出力ギヤＯに伝達される。この３速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、１速段及びエンジン走行モードの２速段の変速比よりも小さい。
【０２１０】
本実施形態においては、図３４に示すように、パラレルモードは後進段（Ｒｅｖ）を備えている。そして、この後進段（Ｒｅｖ）では、第二ブレーキＢ２及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる。そして、図３５に示すように、この後進段では、第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１の第二サンギヤｓ２に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転がそのまま伝達される。また、第二ブレーキＢ２が係合状態とされることにより、第一差動歯車装置ＰＧ１によって第二サンギヤｓ２の回転速度が減速されるとともに回転方向が逆転されて出力ギヤＯに伝達される。
【０２１１】
このパラレルモードでは、第一クラッチＣ１が係合状態とされる変速段である１速段及び３速段の状態から、第一クラッチＣ１以外の摩擦係合要素を解放することにより、第一無段変速モードに移行することができる。また、このパラレルモードにおける第二クラッチＣ２が係合状態とされる変速段である３速段の状態から、第二クラッチＣ２以外の摩擦係合要素である第一クラッチＣ１を解放することにより、第二無段変速モードに移行することができる。また、パラレルモードの１速段又は後進段の状態から、第二ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素を解放することにより、電動走行モードに移行することができる。
【０２１２】
５−４．その他
本実施形態においても、上記パラレルモード以外のエンジン走行モード、電動走行モード、第一無段変速モード、及び第二無段変速モード等の主要な動作モードは、上記第四の実施形態におけるものと基本的に同様とすることができる。その際、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、各変速段間の遷移過程で第一無段変速モード及び第二無段変速モードのいずれかのモードが実現されるように構成されている点についても同様である。また、パラレルモード及びエンジン走行モードにおける所定の変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化する点や、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力ギヤＯに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧのトルクが制御される点に関しても、上記第四の実施形態と同様とすることができる。
【０２１３】
６．第六の実施形態
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。図３６は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの構成を示すスケルトン図である。なお、この図３６は、図１と同様に、中心軸に対称な下半分の構成を一部省略して示している。このハイブリッド駆動装置Ｈの構成は、上記第五の実施形態におけるハイブリッド駆動装置Ｈから第三クラッチＣ３を取り除くとともに、エンジンＥに駆動連結されたスタータ・ジェネレータＳＧを更に備えた構成に等しい。また、このようなスタータ・ジェネレータＳＧを備えることに起因して、制御システムの構成が上記第五の実施形態におけるハイブリッド駆動装置Ｈと一部相違している。また、本実施形態においては、第三クラッチＣ３を備えないことに起因して、ハイブリッド駆動装置Ｈが備える動作モードやパラレルモードの変速段の数が、上記第四の実施形態と相違している。その他の構成は、基本的に上記第五の実施形態と同様である。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、上記第五の実施形態との相違点を中心として説明する。
【０２１４】
６−１．ハイブリッド駆動装置の各部及び制御システムの構成
上記のとおり、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第五の実施形態におけるハイブリッド駆動装置Ｈから第三クラッチＣ３を取り除いた構成となっている。したがって、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第二サンギヤｓ２は、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定されるものの、入力軸Ｉに選択的に駆動連結されることはない。つまり、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１の第一回転要素ｅ１である第二サンギヤｓ２は、ブレーキドラムＤｒを介してモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転するように駆動連結されるとともに、第一ブレーキＢ１を介してケースＤｃに選択的に固定されるのみとなっている。なお、第一差動歯車装置ＰＧ１のその他の各回転要素の連結関係は、上記第五の実施形態におけるものと同様である。
【０２１５】
また、本実施形態においては、エンジンＥに隣接してスタータ・ジェネレータＳＧが設けられている。スタータ・ジェネレータＳＧは、モータ・ジェネレータＭＧと同様、図示しないケーシングに固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を有している。このスタータ・ジェネレータＳＧの出力回転軸（ロータの回転軸）５６には、スタータ・ジェネレータ出力ギヤ５７が連結されている。また、入力軸Ｉの軸方向でエンジンＥに対して入力軸Ｉとは反対側に延出するエンジンＥの第二出力回転軸５１には、分離クラッチ５３を介してエンジン出力ギヤ５２が連結されている。なお、このような分離クラッチ５３を介さずにエンジンＥの第二出力回転軸５１にエンジン出力ギヤ５２が連結された構成としても良い。スタータ・ジェネレータ出力ギヤ５７とエンジン出力ギヤ５２とは互いに噛み合っている。したがって、この状態で、スタータ・ジェネレータＳＧは、第一差動歯車装置ＰＧ１を介することなく、スタータ・ジェネレータ出力ギヤ５７及びエンジン出力ギヤ５２を介してエンジンＥに駆動連結されている。本実施形態においては、スタータ・ジェネレータＳＧが本発明における「補助回転電機」に相当する。
【０２１６】
本実施形態においては、モータ・ジェネレータＭＧは、第一インバータ１２ａを介して蓄電装置としてのバッテリ１１に電気的に接続されている。また、スタータ・ジェネレータＳＧは、第二インバータ１２ｂを介して蓄電装置としてのバッテリ１１に電気的に接続されている。そして、モータ・ジェネレータＭＧとスタータ・ジェネレータＳＧとは、電力を受け渡し可能に電気的に接続されている。モータ・ジェネレータＭＧ及びスタータ・ジェネレータＳＧは、それぞれ回転速度の向きとトルクの向きとの関係に応じてジェネレータ及びモータのいずれか一方として機能する。特に、本実施形態においては、上記のとおりスタータ・ジェネレータＳＧは、第一差動歯車装置ＰＧ１を介することなくエンジンＥに駆動連結されているので、エンジンＥの駆動力が直接的に伝達されて発電を行なうことができる。そして、モータ・ジェネレータＭＧ及びスタータ・ジェネレータＳＧ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１１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ＭＧ、ＳＧに供給して力行させる。また、モータ・ジェネレータＭＧ及びスタータ・ジェネレータＳＧ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ＭＧ、ＳＧにより発電された電力の供給を受けて力行する。本実施形態においては、モータ・ジェネレータＭＧ及びスタータ・ジェネレータＳＧの動作制御は、いずれも制御装置ＥＣＵのモータ・ジェネレータ制御手段３２により、それぞれ第一インバータ１２ａ、第二インバータ１２ｂを介して行われる。
【０２１７】
６−２．ハイブリッド駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにより実現可能な動作モードについて説明する。図３７は、複数の動作モード及び各動作モードが備える複数の変速段での各摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図の記述方法は、上記第一の実施形態に係る図３と同様である。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、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、及び無段変速モードの４つの動作モードを切り替え可能に備えており、エンジン始動モードは備えていない。なお、本実施形態においては、エンジンＥを始動させる際には、バッテリ１１の電力によりスタータ・ジェネレータＳＧを力行させて、スタータ・ジェネレータＳＧの駆動力によりエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させる。
【０２１８】
本実施形態においては、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モードでは、図３７及び図３８に示すように、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２、のうちのいずれか２つが係合状態となることにより各変速段が形成される。つまり、第一クラッチＣ１と第二ブレーキＢ２とが係合状態となることによりパラレルモードの１速段が形成され、第一クラッチＣ１と第一ブレーキＢ１とが係合状態となることによりエンジン走行モードの２速段が形成される。また、第一クラッチＣ１と第二クラッチ２とが係合状態となることによりパラレルモードの３速段が形成され、第二クラッチＣ２と第一ブレーキＢ１とが係合状態となることによりエンジン走行モードの４速段が形成される。ただし、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２、のうちのいずれか２つを係合状態とすることによっては後進段を形成することはできないので、本実施形態に係るパラレルモードは後進段を備えない構成となっている。なお、車両を後進させる際には、電動走行モード（後進走行モード）を利用する。
【０２１９】
本実施形態における第一無段変速モード及び第二無段変速モードのそれぞれの動作状態は、上記第五の実施形態と同様である。また、その際、各モードにおいてモータ・ジェネレータＭＧが、トルクＴｍｇの向きと回転速度の向きとの関係に応じて、力行して電力を消費する状態と発電する状態とが切り替わる点も同様である。ただし、本実施形態においては、そのようなモータ・ジェネレータＭＧの状態に応じて、モータ・ジェネレータＭＧとスタータ・ジェネレータＳＧとの間の電力供給状態が切り替わるように構成されている点で上記第五の実施形態と異なっている。
【０２２０】
つまり、モータ・ジェネレータ制御手段３２は、第一無段変速モード又は第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクＴｍｇに応じてモータ・ジェネレータＭＧが力行して電力を消費する状態では、エンジンＥのトルクによりスタータ・ジェネレータＳＧが発電した電力をモータ・ジェネレータＭＧに供給して、モータ・ジェネレータＭＧを駆動させるように制御する。このようにすることで、バッテリ１１の蓄電量によらずに、第一無段変速モード及び第二無段変速モードを長時間に亘って実行することが可能となる。また、一般にバッテリ１１を充電し又は放電する際には電力損失が生じるため、上記のようにスタータ・ジェネレータＳＧが発電した電力をバッテリ１１を介さずに直接モータ・ジェネレータＭＧに供給してモータ・ジェネレータＭＧを駆動することで、エネルギー効率の向上を図ることができるようになっている。
【０２２１】
また、モータ・ジェネレータ制御手段３２は、第一無段変速モード又は第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクＴｍｇに応じてモータ・ジェネレータＭＧが発電する状態では、モータ・ジェネレータＭＧが発電した電力をスタータ・ジェネレータＳＧに供給してスタータ・ジェネレータＳＧを駆動させ、エンジンＥの駆動力を補助させるように制御する。バッテリ１１が満充電状態に近い状態にある場合等、バッテリ１１の蓄電量によっては、モータ・ジェネレータＭＧが発電した電力の一部がバッテリ１１に蓄電されずに発熱等により無駄に消費されてしまう場合がある。そこで、上記のように構成することで、モータ・ジェネレータＭＧが発電した電力によりスタータ・ジェネレータＳＧが駆動されてエンジンＥの駆動力を補助するので、モータ・ジェネレータＭＧが発電した電力を無駄に消費することなく有効利用して、エネルギー効率を向上させて燃料消費率を向上させることができる。また、バッテリ１１の蓄電量が比較的少ない場合等であっても、充放電に伴う電力損失を抑制してエネルギー効率の向上を図ることができる。
【０２２２】
６−３．その他
本実施形態においても、パラレルモード及びエンジン走行モードにおいて、各変速段間の遷移過程で第一無段変速モード及び第二無段変速モードのいずれかのモードが実現されるように構成されている。また、パラレルモード及びエンジン走行モードにおける所定の変速段の切り替えに際して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度の変化する方向に対して反対方向に変化する点や、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧから出力ギヤＯに伝達されるトルクの変動幅が所定範囲内となるように、モータ・ジェネレータＭＧのトルクが制御される点に関しても、上記第五の実施形態と同様とすることができる。
【０２２３】
７．その他の実施形態
（１）上記の各実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モード、電動走行モード、無段変速モード（第一無段変速モード及び第二無段変速モード）及びエンジン始動モードの５つのモードを切り替え可能に備えた構成について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、電動走行モード、並びに、パラレルモード及びエンジン走行モードのいずれか一方の２つのモードのみを備えた構成とすることも可能である。例えば、電動走行モード及びパラレルモードの２つのモードのみを備えた構成とすることができる。また、電動走行モード、並びにパラレルモード及びエンジン走行モードのいずれか一方の２つのモードと、他の１又は２以上の動作モードを切り替え可能に備えた構成としても好適である。また、上記５つのモードに加えて、更に他のモードを切り替え可能に備えた構成としても好適である。
【０２２４】
（２）上記の各実施形態では、第二ブレーキＢ２が、油圧が供給されていない状態である非供給時に係合状態が維持されるとともに、油圧が供給されている状態である供給時に解放状態とされる構造（いわゆるノーマルクローズ方式）の摩擦係合要素と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、他の摩擦係合要素と同様に、油圧が供給されていない状態である非供給時に解放状態が維持されるとともに、油圧が供給されている状態である供給時に係合状態とされる構造（いわゆるノーマルオープン方式）の摩擦係合要素とされた構成としても好適である。
【０２２５】
（３）上記第一から第五の各実施形態では、上記第六の実施形態とは異なり、ハイブリッド駆動装置Ｈがスタータ・ジェネレータＳＧを備えず、これに関連する種々の構成を備えていない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、上記第六の実施形態の場合と同様に、ハイブリッド駆動装置Ｈがスタータ・ジェネレータＳＧを備える構成として、当該スタータ・ジェネレータＳＧを補助回転電機として利用する構成としても好適である。すなわち、上記第一から第五の各実施形態においても、第一無段変速モード又は第二無段変速モードにおいて、回転速度及びトルクＴｍｇに応じてモータ・ジェネレータＭＧが力行して電力を消費する状態では、エンジンＥの回転駆動力によりスタータ・ジェネレータＳＧが発電した電力をモータ・ジェネレータＭＧに供給して、モータ・ジェネレータＭＧを駆動させるように制御するとともに、回転速度及びトルクＴｍｇに応じてモータ・ジェネレータＭＧが発電する状態では、モータ・ジェネレータＭＧが発電した電力をスタータ・ジェネレータＳＧに供給してスタータ・ジェネレータＳＧを駆動させ、エンジンＥの駆動力を補助させるように制御する構成としても好適である。
【０２２６】
（４）上記第三の実施形態では、ハイブリッド駆動装置Ｈが第三クラッチＣ３を備え、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モードでは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２、のうちのいずれか２つが係合状態となることにより各変速段（パラレルモードの１速段、３速段及び後進段、並びにエンジン走行モードの２速段及び４速段）が形成され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、そのような第三クラッチＣ３を備えない構成として、有段変速モードとしてのパラレルモード及びエンジン走行モードでは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２、のうちのいずれか２つが係合状態となることにより各変速段が形成される構成としても好適である。このような構成とすれば、ハイブリッド駆動装置Ｈの構成部品数を低減することができ、全体を小型化するとともに製造コストを低減させることが可能となる。なお、この場合、パラレルモードは後進段を備えない構成となり、車両を後進させる際には電動走行モード（後進走行モード）が利用される。
【０２２７】
（５）上記第一及び第二の実施形態では、第二差動歯車装置ＰＧ２がダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている場合を例として説明した。しかし、この第二差動歯車装置ＰＧ２を、シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。このようにシングルピニオン型の遊星歯車機構を用いる場合、３つの回転要素の回転速度の順がサンギヤ、キャリア、リングギヤの順となる。すなわち、サンギヤが第一回転要素ｅ１に相当し、キャリアが第二回転要素ｅ２に相当し、リングギヤが第三回転要素ｅ３に相当することになる。したがって、その場合には、図１及び図１２に示す各実施形態における第二差動歯車装置ＰＧ２の構成を、キャリアｃａ３及びリングギヤｒ３のそれぞれについて、他の回転要素との連結関係を入れ替えた構成とすると好適である。
【０２２８】
（６）上記第四の実施形態では、第二差動歯車装置ＰＧ２がシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている場合を例として説明した。しかし、この第二差動歯車装置ＰＧ２を、ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。このようにダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いる場合、３つの回転要素の回転速度の順がキャリア、リングギヤ、サンギヤの順となる。すなわち、キャリアが第一回転要素ｅ１に相当し、リングギヤが第二回転要素ｅ２に相当し、サンギヤが第三回転要素ｅ３に相当することになる。したがって、その場合には、図２５に示す第二差動歯車装置ＰＧ２の構成を、キャリアｃａ３及びリングギヤｒ３のそれぞれについて、他の回転要素との連結関係を入れ替えた構成とすると好適である。
【０２２９】
（７）上記の各実施形態では、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装置により構成されている場合の例について説明した。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、遊星歯車装置に限定されるものではない。したがって、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。
【０２３０】
（８）上記の各実施形態において説明した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。
【産業上の利用可能性】
【０２３１】
本発明は、エンジンと回転電機とを駆動力源として備えたハイブリッド車両の駆動装置として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０２３２】
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
Ｏ：出力軸、出力ギヤ（出力部材）
ＭＧ：モータ・ジェネレータ（回転電機）
ＳＧ：スタータ・ジェネレータ（補助回転電機）
ＰＧ１：第一差動歯車装置（差動歯車装置）
ｓ１：第一サンギヤ
ｓ２：第二サンギヤ
ｃａ１：キャリア
ｒ１：リングギヤ
ＰＧ２：第二差動歯車装置
ｓ３：サンギヤ
ｃａ３：キャリア
ｒ３：リングギヤ
Ｄｒ：ブレーキドラム（円筒状回転部材）
Ｄｃ：駆動装置ケース（非回転部材）
Ｃ１：第一クラッチ
Ｃ２：第二クラッチ
Ｃ３：第三クラッチ（第五係合要素）
Ｃ４：第四クラッチ
Ｂ１：第一ブレーキ
Ｂ２：第二ブレーキ
Ｂ３：第三ブレーキ（第五係合要素）
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
【図１】
2010234830.tif 000003
【図２】
2010234830.tif 000004
【図３】
2010234830.tif 000005
【図４】
2010234830.tif 000006
【図５】
2010234830.tif 000007
【図６】
2010234830.tif 000008
【図７】
2010234830.tif 000009
【図８】
2010234830.tif 000010
【図９】
2010234830.tif 000011
【図１０】
2010234830.tif 000012
【図１１】
2010234830.tif 000013
【図１２】
2010234830.tif 000014
【図１３】
2010234830.tif 000015
【図１４】
2010234830.tif 000016
【図１５】
2010234830.tif 000017
【図１６】
2010234830.tif 000018
【図１７】
2010234830.tif 000019
【図１８】
2010234830.tif 000020
【図１９】
2010234830.tif 000021
【図２０】
2010234830.tif 000022
【図２１】
2010234830.tif 000023
【図２２】
2010234830.tif 000024
【図２３】
2010234830.tif 000025
【図２４】
2010234830.tif 000026
【図２５】
2010234830.tif 000027
【図２６】
2010234830.tif 000028
【図２７】
2010234830.tif 000029
【図２８】
2010234830.tif 000030
【図２９】
2010234830.tif 000031
【図３０】
2010234830.tif 000032
【図３１】
2010234830.tif 000033
【図３２】
2010234830.tif 000034
【図３３】
2010234830.tif 000035
【図３４】
2010234830.tif 000036
【図３５】
2010234830.tif 000037
【図３６】
2010234830.tif 000038
【図３７】
2010234830.tif 000039
【図３８】
2010234830.tif 000040