(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４個以上の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、
前記回転メンバのうち、前記差動装置を表した共線図上で回転メンバ配列方向内側に位置する２個の回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上でこれら原動機からの入力および駆動系への出力に係わる両回転メンバよりも回転メンバ配列方向外側に位置する回転メンバのうち、原動機側の回転メンバに原動機側モータ／ジェネレータを、また、出力側の回転メンバに出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ結合し、
該モータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るようにしたハイブリッド変速機において、
前記共線図上で前記入出力に係わる回転メンバ間の距離に対する、前記入力に係わる回転メンバおよび前記原動機側モータ／ジェネレータに係わる回転メンバ間の距離の比をα、また、前記出力に係わる回転メンバおよび前記出力側モータ／ジェネレータに係わる回転メンバ間の距離の比をβとし、更に、前記入力に係わる回転系のイナーシャをJe、前記出力に係わる回転系のイナーシャをJo、前記原動機側モータ／ジェネレータに係わる回転系のイナーシャをJmg1、そして、前記出力側モータ／ジェネレータに係わる回転系のイナーシャをJmg2とした時、
Xc=｛α・Je＋（α＋１）Jo＋（α＋１＋β）・Jmg2｝／｛Jmg1＋Je＋Jo＋Jmg2｝
で表される、前記共線図上の原動機側モータ／ジェネレータ位置から前記共線図上の重心位置までの距離Xcが、Xc≧（１＋α）となるようα，β，Je，Jo，Jmg1，Jmg2を決定して、
前記共線図上の重心を、前記出力上に、または、該出力と前記出力側モータ／ジェネレータとの間に位置させたことを特徴とするハイブリッド変速機。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド変速機において、
前記出力側モータ／ジェネレータをモータとして動作させ、前記原動機側モータ／ジェネレータを発電機として動作させ、これらモータ／ジェネレータの動作状態を、原動機の回転速度がアイドル回転速度未満になるよう定めてモータ／ジェネレータのみによる電動走行を可能にしたことを特徴とするハイブリッド変速機。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド変速機において、
前記モータ／ジェネレータのみによる電動走行を、バッテリ電力の可能限界まで使用して行わせるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
【請求項４】
請求項２または３に記載のハイブリッド変速機において、
前記原動機側モータ／ジェネレータの発電量を増加させることにより原動機を始動させるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド変速機において、
前記原動機側モータ／ジェネレータの、原動機と逆方向の回転速度が低下する間に原動機の始動を行わせるよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機において、
共通なステータの内外周にそれぞれインナーロータおよびアウターロータを配置し、ステータおよびインナーロータで前記２個のモータ／ジェネレータの一方を構成し、また、他方のモータ／ジェネレータをステータおよびアウターロータにより構成し、これらモータ／ジェネレータの制御電流を複合した複合電流をステータに流すことにより両モータ／ジェネレータを個々に制御するよう構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の原動機とモータ／ジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に有用なハイブリッド変速機、特に、これら原動機とモータ／ジェネレータとの間における差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド変速機としては従来、例えば特開２０００−２３８５５５号公報に記載されたものが知られている。
このハイブリッド変速機は図９に概略を示すように、サンギヤ３１ｓ、リングギヤ３１ｒおよびキャリア３１ｃよりなる単純遊星歯車組３１を具え、キャリア３１ｃに入力軸３２からのエンジンENGの回転を入力する。
キャリア３１ｃへの回転は、一方でサンギヤ３１ｓおよび中空軸３３を経てジェネレータ（発電機）３４に伝達し、他方でリングギヤ３１ｒおよびスプロケット３５並びにチェーン３６を経て車輪３７に伝達するようになし、リングギヤ３１ｒにはモータ３８を結合してこれからの回転をも車輪に伝達するように構成する。
【０００３】
上記の構成を共線図により示すと図１０および図１１に示すごとくに表され、差動装置が単純遊星歯車組３１で構成された３要素、２自由度の差動装置であるため、車輪駆動系を結合される出力（Ｏｕｔ）要素としてのリングギヤ３１ｒにモータ３８を直結し、エンジンＥＮＧが結合された入力要素としてのキャリア３１ｃを挟んで出力Ｏｕｔと反対側に位置するサンギヤ３１ｓにジェネレータ３４を結合することとなる。
【０００４】
図１０は、エンジン回転速度Ｎｅおよびエンジン負荷トルクＴｅを共に０にし、モータ３８を前進回転速度Ｎｍｇ２０および発生トルクＴｍｇ２０での駆動により車両を車輪負荷トルクＴｏに抗して電動走行（以下、ＥＶ走行と言う）させる時の状態で、この時ジェネレータ３４は後進回転速度Ｎｍｇ１０を０に向け低下させる方向の釣り合いトルクＴｍｇ１０により発電を行ってモータ３８の駆動電力の一部に供する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１の破線は、図１０に示すEV走行時のレバーを移記したもので、このEV走行状態からエンジンENGを始動させるべくエンジン回転速度Neをエンジン負荷トルクTeに抗して上昇させるため、ジェネレータ３４をトルクTmg11により、後進回転速度がNmg10からNmg11に向け低下するよう作動させる時、上記した従来のハイブリッド変速機においては以下に説明するような問題が発生する。
【０００６】
つまり図１１の共線図上において、キャリア３１ｃに結合した入力回転系はエンジンＥＮＧが存在するためその回転イナーシャが大きく、またリングギヤ３１ｒに結合した出力（Ｏｕｔ）回転系も車輪やディファレンシャルギヤ装置などが存在するためその回転イナーシャが大きい。
従って、図１１の共線図における破線で示すレバーの重心Ｇは、イナーシャが大きなキャリア３１ｃ（エンジンＥＮＧ）およびリングギヤ３１ｒ（出力Ｏｕｔ）間に位置する。
【０００７】
このため、ＥＶ走行状態からエンジンＥＮＧを始動させるためジェネレータ３４の後進回転速度をＮｍｇ１０からＮｍｇ１１に向け低下させる時、図１１の破線で示すレバーが重心Ｇを中心にして実線で示すように変化することになる。
このことは、エンジン始動時にその反力が出力Ｏｕｔの回転速度を低下させるように働いて車速を一旦低下させる違和感を伴ったものになることを意味する。
【０００８】
これを防止するため、同じ車輪負荷トルクＴｏのもとでもエンジン始動時にモータ３８の釣り合いトルクＴｍｇ２１を図１０における釣り合いトルクＴｍｇ２０より、上記の車速低下を防止するのに丁度必要な分だけ大きくする制御が不可避である。
従って、ＥＶ走行状態からエンジンを始動する時に要求されるモータ３８のトルク増のための電力を残してＥＶ走行を行う必要があり、さもなくばエンジン始動が不能になる。
【０００９】
このため従来は、ジェネレータ３４の発電力を含むバッテリ出力可能電力からモータ３８のトルク増のための電力を差し引いた電力でＥＶ走行を行う必要があり、ＥＶ走行時の走行性能が低下したり、所定の走行性能を維持しようとすると大容量のバッテリが必要になるという問題があった。
【００１０】
また図１１に示す重心（Ｇ）位置となる従来の構成では、エンジン始動時に発生するエンジンＥＮＧの大きなトルク変動が、出力Ｏｕｔに伝達されて違和感になることから、このトルク変動を、出力Ｏｕｔに直結されたモータ３８の瞬時のトルク制御により相殺する必要があるが、実際上はかかる瞬間的なモータ制御はすこぶる困難で上記のトルク変動を完全にはなくし得ず、運転性が悪くなるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、ハイブリッド変速機の共線図上の重心位置が上記問題の根幹にあるとの事実認識に基づき、この重心を上記の問題が生じないような位置にしたハイブリッド変速機を提案することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるハイブリッド変速機は、請求項１に記載のごとく、
４個以上の回転メンバを有する２自由度の差動装置を具え、その回転メンバのうち、前記差動装置を表した共線図上で回転メンバ配列方向内側に位置する２個の回転メンバにそれぞれ原動機からの入力および駆動系への出力を結合し、共線図上でこれら原動機からの入力および駆動系への出力に係わる両回転メンバよりも回転メンバ配列方向外側に位置する回転メンバのうち、原動機側の回転メンバに原動機側モータ／ジェネレータを、また、出力側の回転メンバに出力側モータ／ジェネレータをそれぞれ結合し、これらモータ／ジェネレータの制御により無段変速を行い得るハイブリッド変速機とする。
そして、前記共線図上で前記入出力に係わる回転メンバ間の距離に対する、前記入力に係わる回転メンバおよび前記原動機側モータ／ジェネレータに係わる回転メンバ間の距離の比をα、また、前記出力に係わる回転メンバおよび前記出力側モータ／ジェネレータに係わる回転メンバ間の距離の比をβとし、更に、前記入力に係わる回転系のイナーシャをJe、前記出力に係わる回転系のイナーシャをJo、前記原動機側モータ／ジェネレータに係わる回転系のイナーシャをJmg1、そして、前記出力側モータ／ジェネレータに係わる回転系のイナーシャをJmg2とした時、
Xc=｛α・Je＋（α＋１）Jo＋（α＋１＋β）・Jmg2｝／｛Jmg1＋Je＋Jo＋Jmg2｝
で表される、前記共線図上の原動機側モータ／ジェネレータ位置から前記共線図上の重心位置までの距離Xcが、Xc≧（１＋α）となるようα，β，Je，Jo，Jmg1，Jmg2を決定して、
前記共線図上の重心を、前記出力上に、または、該出力と前記出力側モータ／ジェネレータとの間に位置させた構成に特徴づけられるものである。
【００１３】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、上記共線図で表されるハイブリッド変速機において、該共線図上の重心を上記出力上、または、この出力と出力側のモータ／ジェネレータとの間に位置させたため、以下の作用効果が得られる。
先ず重心を出力上に位置させた場合は、モータ／ジェネレータのみによる電動走行（EV走行）中に原動機の始動を行っても共線図上のレバーが上記出力の周りで回動するため、出力の駆動力変化や回転速度変化を生ずることがない。
【００１４】
このため、ＥＶ走行状態から原動機の始動を行った時にその反力が出力の回転速度を変化させることがなく、車両に用いた場合に従来前記のごとく生じていた車速が一旦低下する違和感を回避することができる。
従って、車速低下防止用のモータ／ジェネレータの駆動力増大制御が不要であり、そのための電力を残してＥＶ走行を行う必要がなくなり、ＥＶ走行時にバッテリ出力可能限界の電力で走行を行わせることができてＥＶ走行性能の向上を達成し得るし、そのために大容量のバッテリが必要になるという問題も生じなくなる。
【００１５】
上記のように共線図上の重心を出力上に位置させる場合、原動機の始動時に発生する大きなトルク変動が同様の理由から、出力に伝達されることがなくなってこれに伴う運転性の悪化を回避することができる。
このため、上記のトルク変動をモータ／ジェネレータのトルク制御により相殺する必要もなくなり、かかる瞬間的で困難なモータ／ジェネレータのトルク制御を不要にして制御上も大いに有利なものとなる。
【００１６】
なお前記したごとく、共線図上の重心を出力と出力側のモータ／ジェネレータとの間に位置させた場合は、
ＥＶ走行中に原動機の始動を行った時、共線図上のレバーが出力と出力側モータ／ジェネレータとの間における重心位置の周りで回動するため、出力の回転速度が上昇することになる。
【００１７】
このため、ＥＶ走行状態から原動機の始動を行った時にその反力が出力の回転速度を変化させるも、その変化方向が従来の場合と逆の回転速度増大方向であるから、この回転速度増大が生じないようにするには出力側モータ／ジェネレータを駆動力低下方向に制御すれば足りる。
このモータ駆動力低下制御は、モータ／ジェネレータを発電動作させることになって消費電力が不要であり、ＥＶ走行時にバッテリ出力可能限界の電力で走行を行わせることができてＥＶ走行性能の向上を達成し得るし、そのために大容量のバッテリが必要になるという問題も生じなくなる。
【００１８】
なお、前記したモータ／ジェネレータのみによる電動走行（EV走行）に際しては請求項２に記載のごとく、
前記出力側モータ／ジェネレータをモータとして動作させ、前記原動機側モータ／ジェネレータを発電機として動作させ、これらモータ／ジェネレータの動作状態により原動機の回転速度がアイドル回転速度未満になるようにしてEV走行を行わせるのがよい。
【００１９】
この場合、原動機側モータ／ジェネレータの発電量を出力側モータ／ジェネレータのモータ駆動に用いることができ、バッテリからの少ない持ち出し電力でEV走行が可能であると共に、原動機の回転速度が０であることによってその負荷損失を最小にすることができる。
【００２０】
更に、モータ／ジェネレータのみによる電動走行（EV走行）は請求項３に記載のごとく、バッテリ電力の可能限界まで使用して行わせるのがよい。
【００２１】
この場合、EV走行時の走行性能を最大限向上させることができる。
【００２２】
更に、EV走行状態から原動機を始動させるに当たっては請求項４に記載のごとく、原動機側モータ／ジェネレータの発電量を増加させることにより原動機を始動させるようにするのがよい。
この場合、原動機の始動時においてバッテリからの電力の持出しをなくしたり、少なくすることができて、バッテリ容量を小さくすることができる。
【００２３】
また、EV走行状態から原動機を始動させるに当たっては請求項５に記載のごとく、原動機側モータ／ジェネレータの、原動機と逆方向の回転速度が低下する間に原動機を始動させるようにするのがよい。
この場合、EV走行状態では原動機側モータ／ジェネレータが原動機と逆方向に回転しており、この原動機側モータ／ジェネレータが、当該原動機と逆方向の回転速度を低下する発電状態により原動機を始動させることとなり、その分だけバッテリ消費電力を減ずることができて有利である。
ちなみに、原動機側モータ／ジェネレータがEV走行時に原動機と同じ方向に回転する構成では、出力側モータ／ジェネレータに加えて原動機側モータ／ジェネレータもモータ動作となるため電力が余分に必要となる弊害を生ずるが、上記の構成ではこのような問題を回避することができる。
【００２４】
なお、２個のモータ／ジェネレータは請求項６に記載のごとき以下の構成にするのがよい。
つまり、共通なステータの内外周にそれぞれインナーロータおよびアウターロータを配置し、ステータおよびインナーロータで一方のモータ／ジェネレータを構成し、ステータおよびアウターロータで他方のモータ／ジェネレータを構成し、これらモータ／ジェネレータの制御電流を複合した複合電流をステータに流すことにより両モータ／ジェネレータを個々に制御する構成にすることができる。
かように２個のモータ／ジェネレータを複合電流多層モータで構成する場合、モータ損失が低減してトルク循環時の効率を向上させることができ、燃費の向上に寄与する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機を示し、これを本実施の形態においては、前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして用いるのに有用な以下の構成とする。
【００２６】
図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）における右側のエンジンＥＮＧ（原動機）側にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また反対側の後端に例えば複合電流２層モータ３を可とするモータ／ジェネレータ組を内蔵し、
これらラビニョオ型プラネタリギヤセット２および複合電流２層モータ３を変速機ケース１の軸線上に同軸に配置する。
【００２７】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ピニオンＰ１およびリングギヤＲｓを共有するシングルピニオン遊星歯車組４およびダブルピニオン遊星歯車組５の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組４を複合電流２層モータ３の側に、またダブルピニオン遊星歯車組５をエンジン側にそれぞれ配置する。
【００２８】
シングルピニオン遊星歯車組４はサンギヤＳｓおよびリングギヤＲｓにそれぞれピニオンＰ１を噛合させた構造とし、
ダブルピニオン遊星歯車組５はサンギヤＳｄおよび共有ピニオンＰ１の他に、共有リングギヤＲｓとは別に付加したリングギヤＲｄおよび大径ピニオンＰ２を具え、大径ピニオンＰ２をサンギヤＳｄ、リングギヤＲｄおよび共有ピニオンＰ１の３者に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組４，５のピニオンＰ１，Ｐ２を全て、共通なキャリアＣにより回転自在に支持する。
【００２９】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤＳｓ、サンギヤＳｄ、リングギヤＲｓ、リングギヤＲｄおよびキャリアＣの５個の回転メンバを主たる要素とし、これら５個のメンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置を構成する。
【００３０】
かかるラビニョオ型プラネタリギヤセット２に対し本実施の形態においては、図の右側に同軸に配置したエンジンＥＮＧからの回転がダブルピニオン遊星歯車組５のリングギヤＲｄに入力されるよう、リングギヤＲｄにエンジンＥＮＧのクランクシャフトを結合する。
一方で、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２からの出力回転を共通なキャリアＣより取り出すよう、このキャリアＣに車輪駆動系Ｏｕｔ（例えば図３におけるディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機６および左右駆動車輪７）を結合する。
【００３１】
複合電流２層モータ３は、インナーロータ３ｒｉと、これを包囲する環状のアウターロータ３ｒｏとを、変速機ケース１内の後軸端に同軸に回転自在に支持して具え、これらインナーロータ３ｒｉおよびアウターロータ３ｒｏ間における環状空間に同軸に配置した環状コイルよりなるステータ３ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
かくして、環状コイル３ｓとアウターロータ３ｒｏとで外側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータＭＧ１が構成され、環状コイル３ｓとインナーロータ３ｒｉとで内側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータＭＧ２が構成される。
ここでモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれ、複合電流を供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を供給されない時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００３２】
かかる複合電流２層モータ３と、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２との間の結合に当たっては、ダブルピニオン遊星歯車組５のサンギヤＳｄに第２のモータ／ジェネレータＭＧ２（詳しくはインナーロータ３ｒｉ）を結合し、
シングルピニオン遊星歯車組４のサンギヤＳｓに第１のモータ／ジェネレータＭＧ１（詳しくはアウターロータ３ｒｏ）を結合する。
更に、シングルピニオン遊星歯車組４のリングギヤＲｓを適宜制動可能にするためのフォワードブレーキＦ／Ｂを設ける。
【００３３】
図１に示した上記の構成になるハイブリッド変速機において、フォワードブレーキＦ／Ｂは必ずしも必要ではなく、従って、このフォワードブレーキＦ／Ｂが締結されない状態で図１におけるハイブリッド変速機の共線図を示すと図４および図５に示すごときものとなる。
【００３４】
なおこれら図４および図５には、リングギヤＲｄ（エンジンＥＮＧ）およびキャリアＣ（出力Ｏｕｔ）間の距離（これを図４および図５では１として示した）に対する、リングギヤＲｄおよびサンギヤＳｓ（モータ／ジェネレータＭＧ１）間の距離の比で表されるレバー比をαで示し、
リングギヤＲｄおよびキャリアＣ間の距離（１）に対する、キャリアＣおよびサンギヤＳｄ（モータ／ジェネレータＭＧ２）間の距離の比で表されるレバー比をβで示した。
これらα，βはそれぞれ、ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の歯車仕様により決まる。
【００３５】
図４および図５の共線図におけるレバーの傾き（変速比ｉ）は、変速機の入力（エンジン）回転速度Ｎｅと、入力（エンジン）トルクＴｅとの組み合わせであるエンジン動作点（Ｎｅ，Ｔｅ）、
サンギヤＳｓに係わるモータ／ジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎ１と、トルクＴ１との組み合わせであるモータ／ジェネレータ動作点（Ｎ１，Ｔ１）、
サンギヤＳｄに係わるモータ／ジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎ２と、トルクＴ２との組み合わせであるモータ／ジェネレータ動作点（Ｎ２，Ｔ２）により決まり、
これらにより出力Ｏｕｔの回転速度Ｎｏ（車速）と、トルクＴｏとの組み合わせ（Ｎｏ，Ｔｏ）が定まる。
ちなみに出力トルクＴｏはＴｏ＝−Ｔ１−Ｔ２−Ｔｅで表され、モータ／ジェネレータＭＧ１のトルクＴ１はＴ１＝Ｔ２＋Ｔｅで表される。
【００３６】
なお図１ではモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を複合電流２層モータとして構成したが、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はこれに限られず、例えば図２に示すように、相互に径方向へオフセットさせて配置することができる。
本実施の形態においては、サンギヤＳｓに係わるモータ／ジェネレータＭＧ２をラビニョオ型プラネタリギヤセット２に同軸に配置したロータ３ｒｏおよびステータ３ｓｏにより構成し、サンギヤＳｄに係わるモータ／ジェネレータＭＧ１をラビニョオ型プラネタリギヤセット２の軸線からオフセットさせて配置したロータ３ｒｉおよびステータ３ｓｉにより構成する。
【００３７】
そして、サンギヤＳｄに結合した駆動軸をモータ／ジェネレータＭＧ２のロータ３ｒｏに貫通し、この駆動軸とモータ／ジェネレータＭＧ１のロータ３ｒｉとの間をギヤ列１１により駆動結合する。
かようにモータ／ジェネレータＭＧ１，  ＭＧ２を相互に径方向へオフセットさせて配置した構成によれば、両モータ／ジェネレータの配置の自由度が増す。
モータ／ジェネレータＭＧ１，  ＭＧ２をかように構成した図２に示すハイブリッド変速機も、その共線図は図４および図５に示すように表されることは言うまでもない。
【００３８】
上記したハイブリッド変速機の変速制御システムは図３に示すごとく、ハイブリッドコントローラ１０を具え、このハイブリッドコントローラ１０はエンジン動作点（Ｎｅ，Ｔｅ）に関する指令をエンジンコントローラ１１に供給し、エンジンコントローラ１１がエンジンＥＮＧを当該動作点で運転させるように機能する。
【００３９】
ハイブリッドコントローラ１０は更に、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作点（Ｎ１，Ｔ１）および（Ｎ２，Ｔ２）に関する指令をモータコントローラ１２に供給し、モータコントローラ１２がインバータ１３およびバッテリ１４によりモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれの動作点で動作させるように機能する。
【００４０】
これがためハイブリッドコントローラ１０には、アクセルペダル踏み込み量からアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１５からの信号と、変速機出力回転速度Ｎｏを検出する出力回転センサ１６からの信号とを入力する。
【００４１】
ところで本実施の形態においては特に、上記したハイブリッド変速機を、図４に示すごとく共線図のレバーの重心Ｇが出力Ｏｕｔ上に位置するよう構成する。
この構成に当たっては、図４と同様な図６の共線図上に示すように、エンジンＥＮＧおよび出力Ｏｕｔ間の距離（１）に対する、エンジンＥＮＧおよびエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１間の距離の比をα、出力Ｏｕｔおよび出力側モータ／ジェネレータＭＧ２間の距離の比をβとし、エンジンＥＮＧに係わる回転系のイナーシャをＪｅ、出力Ｏｕｔに係わる回転系のイナーシャをＪｏ、エンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１に係わる回転系のイナーシャをＪｍｇ１、出力側モータ／ジェネレータＭＧ２に係わる回転系のイナーシャをＪｍｇ２とした時、次式で表されるエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１からの距離Ｘｃ
Ｘｃ＝｛α・Ｊｅ＋（α＋１）Ｊｏ＋（α＋１＋β）・Ｊｍｇ２｝／｛Ｊｍｇ１＋Ｊｅ＋Ｊｏ＋Ｊｍｇ２｝
が、図４に示すようなレバー重心（Ｇ）位置を提供する値（Ｘｃ＝１＋α）となるようにα，β，Ｊｅ，Ｊｏ，Ｊｍｇ１，Ｊｍｇ２を決定する。
【００４２】
図４の実線で示すレバー状態は、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のみによる電動走行（ＥＶ走行）状態を示し、モータ／ジェネレータＭＧ２が図示の動作点でモータ動作を行い、モータ／ジェネレータＭＧ１がエンジン回転速度Ｎｅを０にするようにジェネレータ（発電機）として動作することで当該ＥＶ走行が可能である。
かかるＥＶ走行状態でエンジンＥＮＧを始動させるのには、図４に実線で示すレバー状態を例えば破線で示すレバー状態にしてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる。
【００４３】
つまり、モータ／ジェネレータＭＧ１をエンジンとは逆方向の回転速度が０に向け低下するよう動作させてその発電量を増加し、これによりエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることでエンジンの始動を可能にする。
なおエンジンの始動に際しては、エンジン回転速度Ｎｅを予め上昇させた後に点火を行わないと排気性能が極端に悪化することから、点火時のエンジン負荷は下げることが望ましい。
【００４４】
ところで本実施の形態においては、図４に示すような共線図で表されるハイブリッド変速機において、該共線図上のレバー重心Gが同図に示すごとく出力Out上に位置するよう構成したため、
EV走行中にエンジンの始動を上記のごとくに行っても共線図上の実線で示すレバーが破線で示すように出力Outの周りで回動するだけのため、出力Outの駆動力変化や回転速度変化を生ずることがない。
このため、EV走行状態からエンジンの始動を行った時にその反力が出力Outの回転速度を変化させることがなく、従来装置において前記のごとく生じていた車速が一旦低下する違和感を回避することができる。
従って、車速低下防止用のモータ／ジェネレータMG2の駆動力増大制御が不要であり、そのための電力を残して上記のEV走行を行う必要がなくなり、EV走行時にバッテリ出力可能限界の電力で走行を行わせることができてEV走行性能の向上を達成し得るし、そのために大容量のバッテリが必要になるという問題も生じなくなる。
【００４５】
また図４に示すように共線図上のレバー重心Ｇを出力Ｏｕｔ上に位置させた場合、エンジンＥＮＧの始動時に発生する大きなトルク変動が、上記と同様の理由から出力Ｏｕｔに伝達されることがなくなり、これに伴う運転性の悪化を回避することができる。
このため、上記のトルク変動をモータ／ジェネレータＭＧ２のトルク制御により相殺する必要もなくなり、かかる瞬間的で困難なモータ／ジェネレータＭＧ２のトルク制御を不要にして制御上も大いに有利なものにし得る。
【００４６】
なお本発明においては図５に示すごとく、共線図上のレバー重心Ｇが出力Ｏｕｔと出力側モータ／ジェネレータＭＧ２との間に位置するようハイブリッド変速機を構成することができる。
かかるレバー重心位置は、前記した式で表されるエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１からの距離Ｘｃが（Ｘｃ＞１＋α）となるように当該式中のα，β，Ｊｅ，Ｊｏ，Ｊｍｇ１，Ｊｍｇ２を決定することで達成することができる。
【００４７】
図５の実線で示すレバー状態は、図４に実線で示すと同様なＥＶ走行状態を示し、かかるＥＶ走行状態でエンジンＥＮＧを始動させるため、モータ／ジェネレータＭＧ１の前記したと同様な発電動作により図５に実線で示すレバー状態を例えば破線で示すレバー状態にしてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる時、レバーはその重心（Ｇ）位置が上記の通りであるから、共線図上の出力Ｏｕｔと出力側モータ／ジェネレータＭＧ２との間における重心Ｇの周りで回動する。
【００４８】
かかるレバーの回動は、出力Ｏｕｔの回転速度Ｎｏを変化させるも、その変化方向が回転速度増大方向であるから、かかる回転速度増大が発生しないようにするには出力側モータ／ジェネレータＭＧ２を駆動力低下方向に制御すれば足りることとなる。
このモータ駆動力低下制御は、モータ／ジェネレータＭＧ２を発電動作させることになって消費電力が不要であり、ＥＶ走行時にバッテリ出力可能限界の電力で走行を行わせることができてＥＶ走行性能の向上を達成し得るし、そのために大容量のバッテリが必要になるという問題も生じなくなる。
【００４９】
次に図３のハイブリッドコントローラ１０が、上記したＥＶ走行状態からエンジン回転速度Ｎｅを０から上昇させてエンジンＥＮＧを始動する時に実行するＮ１，Ｎ２，Ｔ１，Ｔ２の決定処理を説明するに、これは図７に示すごときものである。
先ずステップＳ１において、予定の変速マップをもとにアクセル開度ＡＰＯおよび変速機出力回転速度Ｎｏから目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を検索すると共に変速機出力回転速度Ｎｏを読み込む。
【００５０】
次いでステップＳ２において、これら目標エンジン回転速度Ｎｅ＊および変速機出力回転速度Ｎｏと、前記のα，βとからモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度Ｎ１，Ｎ２を次式により算出する。
Ｎ１＝（Ｎｅ＊−Ｎｏ）・α＋Ｎｅ＊
Ｎ２＝（Ｎｏ−  Ｎｅ＊）・β＋Ｎｏ
更にステップＳ３において、始動時にエンジンＥＮＧにかかる負荷Ｔｉおよび車両の目標トルクＴｏ＊を求める。
【００５１】
ここで始動時エンジン負荷Ｔｉは、エンジンが未だ始動していないのでその回転速度Ｎｅに依存したフリクショントルクＴｅｍ（Ｎｅ）と、イナーシャ（Ｊｅ）分によるイナーシャトルクＪｅ・ωｅ（ωｅは軸加速度）との和であるから、Ｔｉ＝Ｔｅｍ（Ｎｅ）＋Ｊｅ・ωｅの演算により求める。
また車両の目標トルクＴｏ＊は、アクセル開度ＡＰＯおよび変速機出力回転速度Ｎｏから予定のトルクマップＴｏｍ（ＡＰＯ，Ｎｏ）を基に検索により決定する。
なおＥＶ走行時のトルクマップは、当然ながらバッテリ出力可能電力Ｐｂを上限とした特性を持つ。
【００５２】
次いでステップＳ４において、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクＴ１，Ｔ２の総和（Ｔ１＋Ｔ２）を、Ｔｏ＊−Ｔｉにより求め、次のステップＳ５でモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の分担トルクＴ１，Ｔ２をそれぞれ以下の式により算出する。
Ｔ１＝（β・Ｐｂ−Ｎ２・Ｔｉ）／｛β・Ｎ１＋（１＋α）・Ｎ２｝
Ｔ２＝｛（１＋α）Ｐｂ−Ｎ１・Ｔｉ｝／｛β・Ｎ１＋（１＋α）・Ｎ２｝
なお上記では、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のイナーシヤに起因するイナーシャトルクは、出力Ｏｕｔに係わるイナーシャ、エンジンＥＮＧに係わるイナーシヤに比べて小さいので計算から除外した。
勿論上記の計算に当たっては、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のイナーシヤに起因するイナーシャトルクも考慮した方が詳細にトルクＴ１，Ｔ２を算出できる。
【００５３】
ＥＶ走行状態からのエンジン始動に当たっては、上記のようにして求めたモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度Ｎ１，Ｎ２および分担トルクＴ１，Ｔ２をモータコントローラ１２（図３参照）に出力してモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御に資することで、目標エンジン回転速度Ｎｅ＊および変速機出力回転速度Ｎｏ（車速）を維持しつつエンジンの始動が可能である。
かかるエンジン始動制御によれば、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の分担トルクＴ１，Ｔ２、電力Ｐ１，Ｐ２、およびこれら電力の総和Ｐ１２はそれぞれ、エンジン回転速度Ｎｅの上昇につれて図８のごとくに変化する。
なお図８において、分担トルクＴ１，Ｔ２はエンジンの最高トルクを１として正規化した場合の値を示し、電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１２もエンジンの最高出力を１として正規化した場合の値を示す。
【００５４】
図８において、エンジン回転速度Ｎｅ＝０がエンジンからの動力を使わないＥＶ走行状態を示す。
この時におけるモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電力Ｐ１，Ｐ２の総和Ｐ１２は約０．０４である。
このＥＶ走行状態からエンジンを始動するため、前記したごとくモータ／ジェネレータＭＧ１の発電動作によりエンジンを引きずりながらその回転速度Ｎｅを上昇させるとき、Ｎｅ＝６００（ｒｐｍ）の近くまで電力総和Ｐ１２は減少傾向にあり、  Ｎｅ＝６００（ｒｐｍ）以上になってはじめて、Ｎｅ＝０の時よりも大きな電力を必要とすることが判る。
【００５５】
なお仮に、例えばエンジン始動時にＮｅ＝８００（ｒｐｍ）まで上昇させる必要がある場合においても電力総和Ｐ１２は、Ｐ１２＝０．０４３程度であり、０．０４３／０．０４＝７．５（％）の僅かな電力を残しておくだけで当該始動用のエンジン回転速度を十分なモータリングにより達成することができ、その後の点火でエンジンを確実に始動させることができる。
従って本実施の形態によれば、従来のように通常のＥＶ走行で必要な電力以上のバッテリ容量を持った大型のバッテリを搭載する必要がなくなり大いに有利である。
【００５６】
本実施の形態によれば更に、図４および図５に示すごとくハイブリッド変速機の共線図上で２個のモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２間にエンジンＥＮＧおよび出力Ｏｕｔを位置させ、出力側のモータ／ジェネレータＭＧ２をモータとして動作させ、エンジン側のモータ／ジェネレータＭＧ１を発電機として動作させ、これらモータ／ジェネレータの動作状態によりエンジンの回転速度Ｎｅがアイドル回転速度（例えば６００ｒｐｍ）未満になるようにしてＥＶ走行を行わせることから、
エンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１の発電量を出力側モータ／ジェネレータＭＧ２のモータ駆動に用いることができ、バッテリからの少ない持ち出し電力でＥＶ走行が可能であると共に、エンジンの回転速度Ｎｅが０になることによってその負荷損失を最小にすることができる。
【００５７】
更に、図４または図５に示すレバー重心Ｇの位置を求めるに際し、前記した式により表されるエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１からの距離Ｘｃが、当該重心位置を提供する値（図４の場合Ｘｃ＝１＋α、図５の場合Ｘｃ＞１＋α）となるようα，β，Ｊｏ，Ｊｍｇ１，Ｊｍｇ２を決定するから、レバー重心の位置を簡単に設計することができる。
【００５８】
また、ＥＶ走行状態からエンジンを始動させるに当たって、エンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１の発電量を増加させることによりエンジンを始動させるようにしたから、エンジン始動時においてバッテリからの電力の持出しをなくしたり、少なくすることができて、バッテリ容量を小さくすることができる。
【００５９】
更に加えてＥＶ走行状態から原動機を始動させるに当たり、エンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１の、エンジンと逆方向の回転速度が低下する間にエンジンを始動させることから、ＥＶ走行状態ではエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１がエンジンと逆方向に回転しており、このエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１が、当該エンジンと逆方向の回転速度を低下する発電状態によりエンジンを始動させることとなり、その分だけバッテリ消費電力を減ずることができて有利である。
ちなみに、エンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１がＥＶ走行時にエンジンと同じ方向に回転する構成では、出力側モータ／ジェネレータＭＧ２に加えてエンジン側モータ／ジェネレータＭＧ１もモータ動作となるため電力が余分に必要となる弊害を生ずるが、本実施の形態になる構成ではこのような問題を回避することができる。
【００６０】
なお、２個のモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、図２に示す構成にするよりも図１に示すごとく複合電流多層モータ３で構成するのが良く、この場合、モータ損失が低減してトルク循環時の効率を向上させることができ、燃費の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機を示す線図的構成図である。
【図２】本発明の他の実施の形態になるハイブリッド変速機を示す線図的構成図である。
【図３】本発明によるハイブリッド変速機の変速制御システムを示すブロック線図である。
【図４】図１および図２に示すハイブリッド変速機のフォワードブレーキがない場合における共線図を示し、該共線図上におけるレバー重心を出力上に位置させた場合の線図である。
【図５】図１および図２に示すハイブリッド変速機のフォワードブレーキがない場合における共線図を示し、該共線図上におけるレバー重心を出力および出力側モータ／ジェネレータ間に位置させた場合の線図である。
【図６】図１および図２に示すハイブリッド変速機のフォワードブレーキがない場合における共線図を示し、該共線図上におけるレバーに関連した各回転系のイナーシャを併記した線図である。
【図７】図３に示すハイブリッドコントローラが、ＥＶ走行状態からエンジンを始動させる時に実行するモータ／ジェネレータの制御プログラムを示すフローチャートである。
【図８】図７に示すエンジン始動時モータ／ジェネレータ制御の動作説明図である。
【図９】従来のハイブリッド変速機を示す線図的斜視図である。
【図１０】同ハイブリッド変速機のＥＶ走行時における共線図である。
【図１１】同ハイブリッド変速機の共線図で、ＥＶ走行からエンジンを始動させる時におけるレバーの変化状態を示す線図である。
【符号の説明】
１  変速機ケース
２  ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
ＥＮＧ  エンジン（原動機）
３  複合電流２層モータ
ＭＧ１  モータ／ジェネレータ
ＭＧ２  モータ／ジェネレータ
４  シングルピニオン遊星歯車組
５  ダブルピニオン遊星歯車組
１０  ハイブリッドコントローラ
１１  エンジンコントローラ
１２  モータコントローラ
１３  インバータ
１４  バッテリ
１５  アクセル開度センサ
１６  変速機出力回転速度センサ
Ｓｓ  サンギヤ
Ｓｄ  サンギヤ
Ｐ１  ピニオン
Ｐ２  大径ピニオン
Ｒｓ  リングギヤ
Ｒｄ  リングギヤ
Ｃ  キャリア
Ｆ／Ｂ  フォワードブレーキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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