(57)【要約】【課題】大駆動力が必要な後進変速比を、ロー変速比固定モードに頼らず、ロー側無段変速モードで実現して、ロー変速比固定モードを省略可能にする。【解決手段】キャリアCfをローブレーキL/Bにより固定した状態では、レバーGF（G3）により示すごとく、サンギヤSc,Sfに対してサンギヤSrの回転が逆回転となるため、レバーGR（G2）で示すごとくキャリアCrに結合させた出力Outが、レバーGC（G1）上のキャリアCcおよびリングギヤRrにおける入力（In）回転速度よりも低回転となり（後進回転を含む）、ロー側無段変速モードでの動力伝達が可能である。そして、要素間距離1，α，β，δ間にδ>α・β/（1+α+β）の関係が成立するよう構成して、モータ/ジェネレータMG1,MG2が大きな出力を発生しないでも、ロー側無段変速モードにより要求通りの大トルクを出力する後進変速比を選択可能とし、大駆動力が必要な後進変速比をロー変速比固定モードに頼ることなく実現してこのモードを省略可能にする。【選択図】図１２
2006335120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
2自由度3要素の差動装置を3組用い、これら差動装置のうち第1および第2差動装置の1要素同士を相互に結合すると共に、残りの1要素同士が相互に逆転する所定変速比と、該残りの１要素同士が相互に同方向に回転する所定変速比とを第3差動装置により選択し得るよう、該残りの１要素間に第3差動装置を結合し、
前記同方向に回転する所定変速比が選択された状態で、共線図上に配置される前記第1および第2差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、主動力源からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を前記第1および第2差動装置に結合し、
共線図上で、前記入力が結合された要素および前記出力が結合された要素間の距離に対する、前記入力および入力側モータ/ジェネレータがそれぞれ結合された要素間の距離の比αと、前記出力および出力側モータ/ジェネレータがそれぞれ結合された要素間の距離の比βと、
共線図上で前記第1および第2差動装置の残りの1要素にそれぞれ結合された第3差動装置の両端要素間における中間要素と、前記出力側モータ/ジェネレータに係わる要素に結合された第3差動装置の一方の両端要素との間の距離に対する、前記中間要素および他方の両端要素間における距離の比δとの間に
δ>α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう第1、第2、第3差動装置を構成し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、
前記第3差動装置の中間要素を固定するローブレーキと、
前記第3差動装置の2要素間を結合するハイクラッチとを設け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、
前記ハイクラッチの締結により前記第3差動装置の2要素間を結合すると共に前記ローブレーキにより前記第3差動装置の中間要素を固定した変速比固定モードをロー変速比固定モードとして用い得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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン等の主動力源とモータ／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、これら主動力源とモータ／ジェネレータとの間を結合す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。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド変速機としては、例えば特許文献1に記載のごとく、2自由度3要素の差動装置を3組用い、これら差動装置を介して、主動力源と、モータ／ジェネレータと、出力軸とを相互に結合したものが知られている。
【０００３】
この結合に当たっては、3個の差動装置のうち第1および第2差動装置の1要素同士を相互に結合すると共に、残りの1要素同士が相互に逆転する所定変速比と、該残りの１要素同士が相互に同方向に回転する所定変速比とを第3差動装置により選択し得るよう、該残りの１要素間に第3差動装置を結合する。
【０００４】
そして、上記同方向に回転する所定変速比が選択された状態で、共線図上に配置される第1および第2差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、主動力源からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を第1および第2差動装置に結合する。
【０００５】
また、共線図上で第3差動装置の両端要素間に位置する中間要素をローブレーキにより固定可能とし、
第3差動装置の任意の2要素間をハイクラッチにより結合可能とし、
入力側モータ/ジェネレータが結合された第1差動装置の要素をハイ＆ローブレーキにより固定可能にすることで、
これらブレーキやクラッチの締結・解放の組み合わせにより種々の変速モードを選択し得るようになす。
【０００６】
つまり、ローブレーキの締結によりロー側無段変速モードでの変速が可能であり、ローブレーキおよびハイ＆ローブレーキの締結によりロー変速比固定モードでの伝動が可能であり、ハイクラッチの締結によりハイ側無段変速モードでの変速が可能であり、ハイクラッチおよびハイ＆ローブレーキの締結によりハイ側変速比固定モードでの伝動が可能であり、ローブレーキおよびハイ＆ローブレーキの締結によりロー側変速比およびハイ側変速比間の中間的な２速固定モードでの伝動が可能である。
【特許文献１】特開２００４−１５０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、かかるハイブリッド変速機においては、前進時よりも大きな出力トルクが必要な後進時において、要求通りの大きなトルクを出力するのに、ローブレーキおよびハイ＆ローブレーキの締結によりロー変速比固定モードを選択し、このモードで出力回転が後進回転となるような変速状態にすることで目的を達成するものであるため、
当該ロー変速比固定モードが必須であって、ハイ＆ローブレーキが不可欠となる。
【０００８】
このため、ハイ＆ローブレーキの設置スペースが必要で、ハイブリッド変速機が大型になると共にその重量増を招き、コスト上およびレイアウト設計上の不利益を被るだけでなく、制御対象が多い分だけ信頼性の確保が難しくなる。
また、ハイ＆ローブレーキの締結・解放制御も必要になって、制御プログラムの複雑化を招き、この点でもコスト上および信頼性の点での不利益も免れない。
【０００９】
本発明は、差動装置のギヤ比で決まる共線図上のレバー比の決定次第で、後進用の大トルクを従来のようにロー変速比固定モードに頼ることなく、ロー側無段変速モードにより発生させ得るとの事実認識にもとづき、
この着想を具体化してハイ＆ローブレーキの設置を不要になし、もって、上記したハイブリッド変速機の大型化、重量増、設計上の不利益、信頼性の不利益、制御上の不利益に関する諸々の問題を一挙に解消したハイブリッド変速機を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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に記載のごとくに構成する。
つまり、2自由度3要素の差動装置を3組用い、これら差動装置のうち第1および第2差動装置の1要素同士を相互に結合すると共に、残りの1要素同士が相互に逆転する所定変速比と、該残りの１要素同士が相互に同方向に回転する所定変速比とを第3差動装置により選択し得るよう、該残りの１要素間に第3差動装置を結合し、
同方向に回転する所定変速比が選択された状態で、共線図上に配置される第1および第2差動装置の要素に対し回転速度順に入力側モータ／ジェネレータ、主動力源からの入力、駆動系への出力、および出力側モータ／ジェネレータが結合されているよう、これらモータ／ジェネレータおよび入出力を上記第1および第2差動装置に結合する。
【００１１】
また、共線図上で、上記入力が結合された要素および上記出力が結合された要素間の距離に対する、上記入力および入力側モータ/ジェネレータがそれぞれ結合された要素間の距離の比αと、上記出力および出力側モータ/ジェネレータがそれぞれ結合された要素間の距離の比βと、
共線図上で上記第1および第2差動装置の残りの1要素にそれぞれ結合された第3差動装置の両端要素間における中間要素と、上記出力側モータ/ジェネレータに係わる要素に結合された第3差動装置の一方の両端要素との間の距離に対する、上記中間要素および他方の両端要素間における距離の比δとの間に
δ>α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう第1、第2、第3差動装置を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
かかる本発明のハイブリッド変速機によれば、距離の比α，β，δ間に上記不等式の関係が成立するよう構成したことで、
共線図上で第3差動装置の両端要素間に位置する中間要素を固定すると共に2要素間を結合したロー側無段変速モードによっても、小さなモータ/ジェネレータ出力で大きな後進回転トルクを発生させることができ、
従って、大きな後進回転トルクを発生させるのに、従来のようなロー変速比固定モードが必要でなくなり、当該モードを選択するのに必要なハイ＆ローブレーキを省略することができる。
【００１３】
このため本発明によれば、後進用にハイ＆ローブレーキを設ける必要がなくなり、前記したハイブリッド変速機の大型化、重量増、設計上の不利益、信頼性の不利益、制御上の不利益に関する諸々の問題をことごとく解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例になるハイブリッド変速機の基礎となるハイブリッド変速機を例示し、
このハイブリッド変速機を、後輪駆動車（ＦＲ車）用のトランスミッションとして用いるのに有用な以下の構成となす。
【００１５】
図1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）右側（エンジンENGから遠い後端）に3個の単純遊星歯車組、つまりエンジンENGに近いフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRを同軸に配して内蔵する。
また、変速機ケース1の軸線方向（図の左右方向）左側（エンジンENGに近い前側）には、第1および第2モータ/ジェネレータMG1,MG2を上記の遊星歯車組に対し同軸に配して内蔵し、第1モータ/ジェネレータMG1は変速機ケース1に固設したステータ2sおよびロータ2rにより構成してエンジンENGに近い側に配置し、また、第2モータ/ジェネレータMG2は変速機ケース1に固設したステータ3sおよびロータ3rにより構成してエンジンENGから遠い側に配置する。
【００１６】
フロント側遊星歯車組GFは本発明における第3差動装置G3を成し、中央の遊星歯車組GCは本発明における第1差動装置G1を成し、リヤ側遊星歯車組GRは本発明における第2差動装置G2を成す。
これらフロント側遊星歯車組GF、中央の遊星歯車組GC、およびリヤ側遊星歯車組GRはそれぞれ、サンギヤSf,Sc,Sr、リングギヤRf,Rc,Rr、およびキャリアCf,Cc,Crの３要素を具えた２自由度の差動装置を構成する。
【００１７】
エンジンENGの回転を入力される入力軸4（後述の共線図では入力Inとして示す）に、エンジンクラッチE/Cを介してキャリアCcおよびリングギヤRrを結合し、入力軸4に同軸に配置した出力軸5（後述の共線図では出力Outとして示す）にキャリアCrを結合する。
出力軸5は、ディファレンシャルギヤ装置6を介して左右駆動輪7（図では、一方の後輪のみを図示した）に結合し、出力軸5からの変速機出力回転をディファレンシャルギヤ装置6により左右駆動輪7へ分配出力することにより車両を走行させるものとする。
【００１８】
またモータ／ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、制御電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向と速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、制御電流を発電機側が負荷として印加された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ものとする。
【００１９】
第1モータ／ジェネレータMG1（ロータ2r）はシリーズクラッチS/Cを介して入力軸4に結合可能にすると共に、モータ/ジェネレータクラッチMG1/Cを介してリングギヤRcに結合可能とし、このリングギヤRcは更に、ハイ＆ローブレーキHL/Bにより変速機ケース1に固定可能とする。
第2モータ／ジェネレータMG2（ロータ3r）は、相互に結合したサンギヤSf,Scに結合し、これらサンギヤSf,ScをハイクラッチH/CによりキャリアCfに結合可能とし、キャリアCfをローブレーキL/Bにより変速機ケース1に固定可能とする。
そして、リングギヤRfおよびサンギヤSrを相互に結合する。
【００２０】
上記の構成になるハイブリッド変速機を、判りやすくなるよう骨子図により表すと図2のごとくになり、
エンジンENGに近い側から順次、第1モータ/ジェネレータMG1、第2モータ/ジェネレータMG2、フロント側単純遊星歯車組GF（第3差動装置G3）、中央の単純遊星歯車組GC（第1差動装置）、およびリヤ側単純遊星歯車組GR（第2差動装置）を設け、
これらを全て、ハイブリッド変速機の軸線に対し同軸に配置する。
【００２１】
そして、キャリアCcおよびリングギヤRrを相互に結合し、これらの結合体は、エンジンENGの回転を入力される入力軸4（図3の共線図では入力Inとして示す）に、エンジンクラッチE/Cを介して結合可能とする。
キャリアCrには、入力軸4に同軸に配置した出力軸5（図3の共線図では出力Outとして示す）を結合する。
【００２２】
サンギヤSrおよびリングギヤRfを相互に結合し、リングギヤRcをモータ／ジェネレータクラッチMG1／Cにより第1モータ／ジェネレータMG1に結合可能にすると共にハイ＆ローブレーキHL/Bにより固定可能とする。
また入力軸4および第1モータ／ジェネレータMG1間をシリーズクラッチS/Cにより結合可能とする。
サンギヤSc,Sfを相互に結合し、これらの結合体を第2のモータ／ジェネレータMG2に結合する。
そして、キャリアCfをローブレーキL/Bにより固定可能にすると共に、ハイクラッチH/CによりサンギヤSfに結合可能とする。
【００２３】
図1および図2につき上述したハイブリッド変速機を共線図により表すと図3のごとくになり、中央の遊星歯車組GC（第1差動装置G1）における回転メンバの回転速度順は、リングギヤRc、キャリアCc、およびサンギヤScであり（この回転速度順は、変速状態に応じて遅い順番だったり、速い順番だったりする）、リヤ側遊星歯車組GR（第2差動装置G2）における回転メンバの回転速度順はリングギヤRr、キャリアCr、およびサンギヤSrである（この回転速度順は、変速状態に応じて遅い順番だったり、速い順番だったりする）。
【００２４】
中央の遊星歯車組GC（第1差動装置G1）における回転速度順で中間のキャリアCcと、リヤ側遊星歯車組（第2差動装置G2）における回転速度順で一方の端に位置するリングギヤRrとを相互に結合し、リヤ側遊星歯車組（第2差動装置G2）における回転速度順で他方の端に位置するサンギヤSrと、中央の遊星歯車組GC（第1差動装置G1）における回転速度順で一方の端に位置するサンギヤScとにそれぞれ、フロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）におけるリングギヤRfおよびサンギヤSfを結合する。
【００２５】
また、フロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）のキャリアCfを固定するローブレーキL/Bを設けると共に、フロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）のキャリアCfおよびサンギヤSfを相互に結合して結果的にサンギヤSc,Srを一体回転させるハイクラッチH/Cを設ける。
中央の遊星歯車組GC（第1差動装置G1）のリングギヤRcをモータ／ジェネレータクラッチMG1/Cにより第1モータ／ジェネレータMG1に結合可能にすると共に、ハイ＆ローブレーキHL/Bにより固定可能とする。
【００２６】
中央の遊星歯車組GC（第1差動装置G1）のキャリアCcおよびリヤ側遊星歯車組GR（第2差動装置G2）のリングギヤRrを相互に結合して、この結合体にエンジンクラッチE/Cを介してエンジンENGからの入力Inを結合可能とし、エンジンENGおよび第1モータ／ジェネレータMG1間をシリーズクラッチS/Cにより相互に結合可能とする。
リヤ側遊星歯車組GR（第2差動装置G2）のキャリアCrに車輪駆動系への出力Outを結合し、中央の遊星歯車組GC（第1差動装置G1）のサンギヤScおよびフロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）のサンギヤSfに第2モータ／ジェネレータMG2を結合する。
【００２７】
なお図3の横軸は遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）のギヤ比により決まる回転メンバ間の距離比を表し、
入力Inが結合されたリングギヤRr（キャリアCc）と、出力Outが結合されたキャリアCrとの間の距離を1とした時における、リングギヤRr（キャリアCc）およびリングギヤRc（第1モータ/ジェネレータMG1が結合されている）間の距離をαで、また、キャリアCrおよびサンギヤSc（第2モータ/ジェネレータMG2が結合されている）間の距離をβでそれぞれ示し、
第2モータ/ジェネレータMG2が結合されたサンギヤSfと、ローブレーキL/Bにより固定されるキャリアCfとの間の距離を1とした時における、キャリアCfおよびリングギヤRf（サンギヤSrに結合されている）間の距離をδで示す。
【００２８】
そして図3の縦軸は、回転メンバの回転速度（0を基準に、上方が前進回転速度、下方が後進回転速度）を表す。
なお図3の共線図から明らかなように、第1モータ/ジェネレータMG1が入力Inに近い側に位置することから、これが本発明における入力側モータ/ジェネレータに相当し、第2モータ/ジェネレータMG2が出力Outに近い側に位置することから、これが本発明における出力側モータ/ジェネレータに相当する。
【００２９】
上記した図3の共線図により表されるハイブリッド変速機は、エンジンクラッチE/Cを締結してエンジン回転がキャリアCcおよびリングギヤRrへ入力されるようにし、シリーズクラッチS/Cを解放してモータ／ジェネレータMG1をエンジンENGから切り離すと共にモータ／ジェネレータクラッチMG1/Cを締結してモータ／ジェネレータMG1をリングギヤRcに結合したパラレルハイブリッドモードで、以下のように作用する。
【００３０】
図4(a)のように、キャリアCfをローブレーキL/Bの締結により固定して回転速度＝0となし、更に、リングギヤRcをハイ＆ローブレーキHL/Bの締結により固定して回転速度＝0となした状態では、
図4(a)のレバーGF（G3）により示すごとく、サンギヤSc,Sfに対してサンギヤSrの回転が、リングギヤRfおよびサンギヤSf間の歯数比で決まる逆回転となる。
従って、レバーGR（G2）で示すごとくキャリアCrに結合させた出力Outが、レバーGC（G1）上のキャリアCcおよびリングギヤRrにおける入力（In）回転速度よりも低回転となり、ロー変速比で動力伝達を行うことができる。
【００３１】
しかも図4(a)では、モータ／ジェネレータMG2がレバーGF（G3）を介してサンギヤSc（Sf）およびサンギヤSr間を相互に遠ざかる方向または相互に接近させることにより出力Outの回転速度を変化せる時、レバーGC（G1）が、回転速度＝0の固定状態にされたリングギヤRcの箇所を支点にして揺動することから、上記のロー変速比が固定されたロー変速比固定モードでの動力伝達を行うことができる。
【００３２】
上記したロー変速比固定モードでの、クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせを図5にON,OFFで示す。
なおこのロー変速比固定モードでは、モータ／ジェネレータMG2が正トルクを出力する時エンジンENGをアシストすることができ、モータ／ジェネレータMG2が負トルクを出力する時エンジンENGの一部の出力を用いて発電を行うことができる。
【００３３】
このロー変速比固定モードで入力Inの回転を一定とすると、モータ／ジェネレータMG2によりサンギヤSc(Sf)の回転を高くしてサンギヤSrの回転を低下させることで、キャリアCrに結合された出力Outの回転が低下し、ついには0回転（停車に相当するロー側無限大変速比）を経由して後進回転を行うようになることから、後進変速比選択状態へと移行させることができる。
【００３４】
図4(b)のように、キャリアCfをローブレーキL/Bの締結により固定して回転速度＝0にするが、リングギヤRcをハイ＆ローブレーキHL/Bの解放により回転可能にした状態では、
図4(b)のレバーGF（G3）により示すごとく、サンギヤSc,Sfに対してサンギヤSrの回転が、リングギヤRfおよびサンギヤSf間の歯数比で決まる逆回転となるため、
レバーGR（G2）で示すごとくキャリアCrに結合させた出力Outが、レバーGC（G1）上のキャリアCcおよびリングギヤRrにおける入力（In）回転速度よりも低回転となり、ロー変速比で動力伝達を行うことができる。
【００３５】
ところで図4(b)においては、リングギヤRcが自由に回転可能であってこれをモータ／ジェネレータMG1が回転速度制御し得ることから、モータ／ジェネレータMG1,MG2がレバーGF（G3）を介してサンギヤSc（Sf）およびサンギヤSr間を相互に遠ざかる方向または相互に接近させることにより出力Outの回転速度を変化せる時の変速比を、ロー側変速比ではあるものの無段階に変化させることができ、ロー側無段変速モードで動力伝達を行うことができる。
【００３６】
上記したロー側無段変速モードでの、クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせを図5にON,OFFで示す。
なおこのロー側無段変速モードでは、モータ／ジェネレータMG1が正トルクを出力し、モータ／ジェネレータMG2が負トルクを出力することで、エンジンENGの出力を車輪駆動系Outに向かわせることができる。
【００３７】
このロー側無段変速モードでも、前記したロー変速比固定モードにおけると同様に、入力Inの回転を一定とすると、モータ／ジェネレータMG2によりサンギヤSc(Sf)の回転を高くしてサンギヤSrの回転を低下させることで、キャリアCrに結合された出力Outの回転が低下し、ついには0回転（停車に相当するロー側無限大変速比）を経由して後進回転を行うようになることから、後進変速比選択状態へと移行させることができる。
【００３８】
ところで、図3につき前記した距離1，α，β，δ間に
δ＝δ1<α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう、遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）を構成した場合、
エンジン出力に対するモータ/ジェネレータMG1の出力比Pmg1、および、エンジン出力に対するモータ/ジェネレータMG2の出力比Pmg2が、変速機出力回転数Noと、変速機入力回転数であるエンジン回転数Neとの比である速度比e（＝No/Ne）に応じ、図6(a)に示すごとくに変化し、後進時において常に極めて大きなモータ/ジェネレータMG1,MG2の出力が必要となり、実際上はロー側無段変速モードで後進変速比を選択することができない。
【００３９】
そこで後進変速比の選択に当たっては、図7(a)の後進車速域に見られるように、前記したロー変速比固定モードで後進変速比を選択するようになす。
【００４０】
図4(c)のように、キャリアCfをローブレーキL/Bの締結により固定して回転速度＝0となし、更に、サンギヤSc(Sf)およびサンギヤSr間をハイクラッチH/Cの締結により結合してこれらの回転速度も0になした状態では、
サンギヤSc(Sf)およびサンギヤSr回転速度が0であることから、レバーGR（G2）がレバーGC（G1）上に乗り、遊星歯車組GC,GRにより構成される差動装置G1,G2が４要素２自由度の一直線で表される変速状態を提供し、回転メンバの回転速度順にモータ／ジェネレータMG1、エンジンENGからの入力In、車輪駆動系への出力Out、モータ／ジェネレータMG2の配列となる。
【００４１】
従って、出力Out（キャリアCr）の回転が、図4(a)、同図（b）の変速状態の時よりも高くなり、第2速相当の変速比で動力伝達を行うことができる。
【００４２】
しかも図4(c)では、モータ／ジェネレータMG1がレバーGC（G1）およびGR（G2）を介して出力Outの回転速度を変化せる時、これらレバーGC（G1）およびGR（G2）が回転速度＝0の固定状態にされたサンギヤSc,Sf,Srの箇所を支点にして揺動することから、上記の第2速に固定された2速固定モードでの動力伝達を行うことができる。
上記した２速固定モードでの、クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせを図5にON,OFFで示す。
またこの2速固定モードでは、モータ／ジェネレータMG1が正トルクを出力する時エンジンENGをアシストすることができ、モータ／ジェネレータMG1が負トルクを出力する時エンジンENGの一部の出力を用いて発電を行うことができる。
【００４３】
図4(d)のように、サンギヤSc,Sf,SrをハイクラッチH/Cの締結により相互に結合するが、キャリアCfをローブレーキL/Bの解放により自由に回転可能にして、サンギヤSc,Sf,Srを一体回転可能にした状態では、
レバーGR（G2）が図4（c）につき前述したと同じくレバーGC（G1）上に乗り、遊星歯車組GC,GRにより構成される差動装置G1,G2が４要素２自由度の一直線で表される変速状態を提供し、出力Out（キャリアCr）の回転が、図4(a)、同図（b）,(c)の変速状態の時よりも高くなり、ハイ側変速比での動力伝達を行うことができる。
【００４４】
ところで図4(d)においては、サンギヤSc,Sf,Srが自由に回転可能であってこれをモータ／ジェネレータMG2が回転速度制御し得ることから、モータ／ジェネレータMG1,MG2がレバーGC（G1）,GR（G2）を介して出力Outの回転速度を変化せる時の変速比を、上記の通りハイ側変速比の領域において無段階に変化させることができ、ハイ側無段変速モードで動力伝達を行うことができる。
上記したハイ側無段変速モードでの、クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせを図5にON,OFFで示す。
なおこのハイ側無段変速モードでは、モータ／ジェネレータMG1が負トルクを出力し、モータ／ジェネレータMG2が正トルクを出力することで、エンジンENGの出力を車輪駆動系Outに向かわせることができる。
【００４５】
図示しなかったが、上記のハイ側無段変速モードでハイ＆ローブレーキHL/Bを締結すると、ハイ変速比に固定したモードも得られる。
しかし、このハイ変速比固定モードは必ずしも必要ではなく、本明細書では除外することとする。
【００４６】
上記した各変速モードの使用域は、図3につき前記した距離1，α，β，δ間に
δ＝δ1<α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう、遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）を構成した場合、図7(a)に示すごとくになる。
つまり、距離1，α，β，δ間に上式の関係が成立するよう構成した場合、図6(a)につき前述した通り後進時において常に極めて大きなモータ/ジェネレータMG1,MG2の出力が必要になることから、実際上はロー側無段変速モードで後進変速比を選択することができず、ロー変速比固定モードで前記したようにして後進変速比を選択する。
【００４７】
前進変速比の選択に当たっては、図7(a)の前進車速域に見られるように、低車速、小駆動力要求時なら後進時と同じくロー変速比固定モードを選択し、中車速、小駆動力要求時ならロー側無段変速モードを選択し、中車速、大駆動力要求時ならロー変速比固定モードを選択し、中高車速、小駆動力要求時ならハイ側無段変速モードを選択し、ロー側無段変速モードおよびハイ側無段変速モード間でのモード切り替えは、2速固定モードを経由してこれを行わせる。
【００４８】
図3の共線図により表される、図1および図2に示したハイブリッド変速機は、エンジンクラッチE/Cを解放してエンジンENGをキャリアCcおよびリングギヤRrから切り離し、シリーズクラッチS/Cを締結してモータ／ジェネレータMG1をエンジンENGにより駆動すると共にモータ／ジェネレータクラッチMG1/Cを解放してモータ／ジェネレータMG1をリングギヤRcから切り離したシリーズハイブリッドモードで、以下のように作用する。
【００４９】
つまり、ローブレーキL/Bおよびハイ＆ローブレーキHL/Bを締結することにより図4(a)に示すロー変速比固定モードと同じにした状態で、エンジンENGからのトルクによりモータ／ジェネレータMG1を一定回転数で駆動して発電を行わせ、その発電電力を用いて、また必要に応じ図示せざるバッテリ電力を用いて、出力Out側のモータ／ジェネレータMG2を駆動することにより、車両をロー変速比固定状態でさせる。
従ってシリーズハイブリッドモードでは、モータ／ジェネレータMG2からの動力のみにより駆動系への出力Outが決定され、車両を電気走行（EV走行）させることができる。
かかるシリーズハイブリッドモードでの、クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせを図5にON,OFFで示す。
【００５０】
ところで、上記したハイブリッド変速機においては、図3につき前記した距離1，α，β，δ間に
δ＝δ1<α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう、遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）を構成した場合、図6(a)につき前述した通り後進時において常に極めて大きなモータ/ジェネレータMG1,MG2の出力が必要になって、実際上はロー側無段変速モードで後進変速比を選択することができず、図7(a)に示すごとくロー変速比固定モードで後進変速比を選択せざるを得ない。
【００５１】
このため、図8中δ＝δ1の欄に示すようにロー変速比固定モードが不可欠（○により示す）で、パラレルハイブリッドモードとして前記した全ての変速モードを有したものとなる。
従って、ロー変速比固定モードを選択するのに必要なローブレーキL/Bおよびハイ＆ローブレーキHL/Bのうち、専らロー変速比固定モードを選択するの必要なハイ＆ローブレーキHL/Bが不可欠である。
【００５２】
これがため、ハイ＆ローブレーキHL/Bの設置スペースが別に必要で、ハイブリッド変速機が大型になると共にその重量増を招き、コスト上およびレイアウト設計上の不利益を被るだけでなく、制御対象が多い分だけ信頼性の確保が難しくなる。
また、ハイ＆ローブレーキHL/Bの締結・解放制御も必要になって、制御プログラムの複雑化を招き、この点でもコスト上および信頼性の点での不利益も免れない。
【００５３】
ところで、図3につき前記した距離1，α，β，δ間に
δ＝δ2>α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう、遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）を構成する場合、
ロー側無段変速モードにおいて、エンジン出力に対するモータ/ジェネレータMG1の出力比Pmg1、および、エンジン出力に対するモータ/ジェネレータMG2の出力比Pmg2が、変速機出力回転数Noと、変速機入力回転数であるエンジン回転数Neとの比である速度比e（＝No/Ne）に応じ、図6(b)に示すごとくに変化し、
図7(b)の後進車速域に見られるように、ロー側無段変速モードで大きなモータ/ジェネレータMG1,MG2の出力を必要とすることなく後進変速比を選択することができる。
【００５４】
本発明の一実施例になるハイブリッド変速機は、この観点から、距離1，α，β，δ間にδ＝δ2>α・β/（1+α+β）の関係が成立するよう遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）を構成して、ロー側無段変速モードで後進変速比を選択し得るようになし、これにより、図8のδ=δ2の欄に−印で示すように、後進変速比選択用にロー変速比固定モードを設定する必要がなくなるようにし、これを排除する。
本実施例においては併せて、図8のδ=δ2の欄に−印で示すようにシリーズハイブリッドモードも排除する。
【００５５】
これにより本実施例においては、図9のδ=δ2の欄に−印で示すように、ロー変速比固定モードを選択するだけのために用いるハイ＆ローブレーキHL/Bを排除すると共に、同時に、シリーズハイブリッドモード選択用のエンジンクラッチE/C、シリーズクラッチS/Cおよびモータ/ジェネレータクラッチMG1/Cも排除する。
【００５６】
本実施例になるハイブリッド変速機の具体的な構成を図10に示し、その骨子図を図11に示し、共線図を図12に示す。
図10は、図1に対応し、図11は、図2に対応し、図12は、図3に対応し、本実施例のハイブリッド変速機を、図1〜図3と異なる部分のみについて以下に説明する。
【００５７】
エンジンENGの回転を入力される入力軸4（図12の共線図では入力Inとして示す）は、キャリアCcおよびリングギヤRrの相互結合体に直接的に結合する。
第1モータ／ジェネレータMG1（ロータ2r）は入力軸4から切り離すと共にリングギヤRcに直接的に結合し、このリングギヤRcを常に、第1モータ／ジェネレータMG1（ロータ2r）により回転可能とする。
それ以外は、図1〜図3につき前述したと同様な構成とし、図4（b）のロー側無段変速モード、同図（c）の２速固定モード、および同図（d）のハイ側無段変速モードを選択し得るようにする。
【００５８】
ただし、図4（c）につき前述したごとく、ハイクラッチH/Cの締結によりフロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）の任意の2要素間（図示例ではサンギヤSfおよびリングギヤRf間）を結合すると共にローブレーキL/Bによりフロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）のキャリアCfを固定して得られる変速比固定モード（前記では２速固定モードと称した）は、図4(a)のロー変速比固定モードで得られると同様な変速比を実現し得るように構成する。
【００５９】
上記した本実施例になるハイブリッド変速機の各変速モードの使用域は、図7（b）に示すごとくに設定する。
後進変速比の選択に当たっては、図7(b)の後進車速域に見られるように、ロー側無段変速モードを選択し、
前進変速比の選択に当たっては、図7(b)の前進車速域に見られるように、低車速、中駆動力要求時なら後進時と同じくロー側無段変速モードを選択し、低車速、大駆動力要求時なら上記のごとくロー変速比固定モード相当とした２速固定モードを選択し、小駆動力要求時なら全車速域に亘ってハイ側無段変速モードを選択する。
【００６０】
ところで本実施例においては、図12の共線図上における回転要素間の距離1，α，β，δ（図3におけると同じ符号は、図3におけると同様な要素間距離）の間に
δ>α・β/（1+α+β）
の関係が成立するよう遊星歯車組GC,GR,GF（差動装置G1,G2,G3）を構成したから、
ハイクラッチH/Cによりフロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）の任意の2要素間を結合すると共に両端要素間に位置する中間要素を固定したロー側無段変速モードによっても、小さなモータ/ジェネレータ出力で大きな後進回転トルクを発生させることができる。
従って、大きな後進回転トルクを発生させるのに、従来のようなロー変速比固定モードが必要でなくなり、当該モードを選択するのに必要なハイ＆ローブレーキHL/Bを省略することができる。
【００６１】
このため本実施例によれば、後進用にハイ＆ローブレーキHL/Bを設ける必要がなくなり、ハイブリッド変速機の大型化、重量増、設計上の不利益、信頼性の不利益、制御上の不利益に関する前記した諸々の問題をことごとく解消することができる。
【００６２】
更に本実施例にあっては、ハイクラッチH/Cの締結によりフロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）の任意の2要素間（図示例ではサンギヤSfおよびリングギヤRf間）を結合すると共にローブレーキL/Bによりフロント側遊星歯車組GF（第3差動装置G3）のキャリアCfを固定して得られる変速比固定モード（２速固定モード）がロー変速比固定モードで得られると同様な変速比を実現し得るような構成としたから、
図7(b)の前進車速域に見られるように、低車速、大駆動力要求時に当該ロー変速比固定モード相当の２速固定モードを選択して、要求通りの大きな要求駆動力をロー変速比固定モードの設定なしに実現することができ、本発明の目的のためロー変速比固定モードを除去したといえども動力性能が犠牲になることはない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例になるハイブリッド変速機の基礎となるハイブリッド変速機を搭載した車両のパワートレーンを示す略線図である。
【図２】図1におけるハイブリッド変速機の骨子図である。
【図３】同ハイブリッド変速機の共線図である。
【図４】同共線図によるハイブリッド変速機の動作説明図で、  (a)は、ロー変速比固定モードの共線図、  (b)は、ロー側無段変速モードの共線図、  (c)は、２速固定モードの共線図、  (d)は、ハイ側無段変速モードの共線図である。
【図５】同ハイブリッド変速機の変速モードと、ブレーキおよびクラッチの締結・解放との組み合わせを示す締結論理図である。
【図６】同ハイブリッド変速機の動作特性図で、  (a)は、共線図上におけるレバー比を、本発明のごとくに設定しなかった場合の特性図、  (b)は、共線図上におけるレバー比を、本発明のごとくに設定した場合の特性図である。
【図７】同ハイブリッド変速機の変速モードに関する領域線図で、  (a)は、共線図上におけるレバー比を、本発明のごとくに設定しなかった場合の変速モード領域線図、  (b)は、共線図上におけるレバー比を、本発明のごとくに設定した場合の変速モード領域線図である。
【図８】同ハイブリッド変速機に設定する変速モードを、共線図上におけるレバー比が本発明のごとくに設定されていない場合と、共線図上におけるレバー比が本発明のごとくに設定された場合とで比較して示す説明図である。
【図９】同ハイブリッド変速機に設けるブレーキおよびクラッチの組み合わせを、共線図上におけるレバー比が本発明のごとくに設定されていない場合と、共線図上におけるレバー比が本発明のごとくに設定された場合とで比較して示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例になるハイブリッド変速機を搭載した車両のパワートレーンを示す略線図である。
【図１１】同ハイブリッド変速機の骨子図である。
【図１２】同ハイブリッド変速機の共線図である。
【符号の説明】
【００６４】
ENG  エンジン（主動力源）
1  変速機ケース
4  入力軸
5  出力軸
6  ディファレンシャルギヤ装置
7  駆動車輪
MG1  第１モータ／ジェネレータ（入力側モータ／ジェネレータ）
MG2  第２モータ／ジェネレータ（出力側モータ／ジェネレータ）
G1  第１差動装置
G2  第２差動装置
G3  第３差動装置
GF  フロント側遊星歯車組
GC  中間の遊星歯車組
GR  リヤ側遊星歯車組
Sf,Sc,Sr  サンギヤ
Rf,Rc,Rr  リングギヤ
Cf,Cc,Cr  キャリア
H/C  ハイクラッチ
L/B  ローブレーキ
E/C  エンジンクラッチ
S/C  シリーズクラッチ
MG1/C  モータ／ジェネレータクラッチ
HL/B  ハイ＆ローブレーキ
【図１】
2006335120.tif 000003
【図２】
2006335120.tif 000004
【図３】
2006335120.tif 000005
【図４】
2006335120.tif 000006
【図５】
2006335120.tif 000007
【図６】
2006335120.tif 000008
【図７】
2006335120.tif 000009
【図８】
2006335120.tif 000010
【図９】
2006335120.tif 000011
【図１０】
2006335120.tif 000012
【図１１】
2006335120.tif 000013
【図１２】
2006335120.tif 000014