(57)【要約】【課題】装置全体の小型化及びエネルギ効率の向上が図られたハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】エンジンＥに駆動連結される入力部材Ｉと、車輪に駆動連結される出力部材Ｏと、回転電機ＭＧと、を備えたハイブリッド駆動装置Ｈ。入力回転要素ＥＩ、出力回転要素ＥＯ及び固定要素ＥＳを有する減速用の第一差動歯車装置ＰＧ１を備えると共に、入力回転要素ＥＩが回転電機ＭＧに駆動連結され、４つの回転要素を有する第二差動歯車装置ＰＧ２を備えると共に、１つの回転要素ＣＡ２が入力部材Ｉに選択的に駆動連結され、他の１つの回転要素Ｒ２が出力部材Ｏに駆動連結され、これら以外の少なくとも１つの回転要素Ｓ３が出力回転要素ＥＯに選択的に駆動連結され、入力回転要素ＥＩを入力部材Ｉに選択的に駆動連結する第一クラッチＣ１を更に備えた。【選択図】図１
2011105167.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、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
回転速度の順に入力回転要素、出力回転要素、及び固定要素となる３つの回転要素を有する減速用の第一差動歯車装置を備えると共に、前記入力回転要素が前記回転電機に駆動連結され、
少なくとも４つの回転要素を有する第二差動歯車装置を備えると共に、当該第二差動歯車装置の１つの回転要素が前記入力部材に選択的に駆動連結され、他の１つの回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記入力部材に選択的に駆動連結される回転要素及び前記出力部材に駆動連結される回転要素以外の少なくとも１つの回転要素が前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に選択的に駆動連結され、
前記第一差動歯車装置の前記入力回転要素を前記入力部材に選択的に駆動連結する第一クラッチを更に備えたハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記回転電機が、前記第一差動歯車装置又は前記第一クラッチを介して、前記第二差動歯車装置の前記出力部材に駆動連結された回転要素以外の、前記入力部材に選択的に駆動連結される回転要素を含む少なくとも３つの回転要素のいずれかに選択的に駆動連結可能に構成された請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
第二クラッチ、第三クラッチ、第四クラッチ、第一ブレーキ、及び第二ブレーキを更に備え、
前記第二差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有し、
前記第一回転要素が、前記第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されると共に、前記第四クラッチを介して前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に選択的に駆動連結され、
前記第二回転要素が、前記第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されると共に、前記第三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、
前記第三回転要素が、前記出力部材に駆動連結され、
前記第四回転要素が、前記第二クラッチを介して前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に選択的に駆動連結される請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
第五クラッチを更に備え、
前記第二差動歯車装置の前記第一回転要素が、前記第五クラッチを介して前記第一差動歯車装置の前記入力回転要素に更に選択的に駆動連結される請求項３に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第二差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、共通キャリヤ、及び共通リングギヤの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前記第一サンギヤで構成され、前記第二回転要素は前記共通キャリヤで構成され、前記第三回転要素は前記共通リングギヤで構成され、前記第四回転要素は前記第二サンギヤで構成されている請求項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を備え、
前記有段変速モードは、前記第二差動歯車装置により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高速変速段として、
前記第一クラッチを解放すると共に、前記第一差動歯車装置により減速された前記回転電機の回転を、前記第二差動歯車装置により更に減速して前記出力部材に伝達する第一高速変速段と、
前記第一クラッチを係合すると共に、前記入力部材と一体回転する前記回転電機の回転を、前記第二差動歯車装置により前記入力部材の回転と共に増速して前記出力部材に伝達する第二高速変速段と、
を切替可能に備えた請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記高速変速段として、前記第一クラッチを解放すると共に前記回転電機を回転停止させ、前記入力部材の回転速度を、前記第二差動歯車装置により増速して前記出力部材に伝達する第三高速変速段を更に切替可能に備えた請求項６に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記第二差動歯車装置の各回転要素の回転速度の順に関し、前記入力部材に駆動連結される回転要素と前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に駆動連結される回転要素とが、前記出力部材に駆動連結された回転要素を挟んで反対側に位置すると共に、
前記第二差動歯車装置の１つの回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記入力部材のトルクに対する反力を前記回転電機に出力させることにより、前記入力部材のトルクを増幅して前記出力部材に伝達しつつ、前記出力部材の回転速度を次第に上昇させる発進モードを備えた請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記第二差動歯車装置の１つの回転要素が前記入力部材に駆動連結されると共に、前記回転電機が、前記第一差動歯車装置を介して、前記第二差動歯車装置の前記入力部材に選択的に駆動連結される回転要素及び前記出力部材に駆動連結された回転要素以外の回転要素のいずれかに選択的に駆動連結可能に構成され、
前記第二差動歯車装置の１つの回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記入力部材のトルクに対する反力を前記回転電機に出力させると共に前記回転電機の回転速度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無段変速モードを備えた請求項１から８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、車輪に駆動連結される出力部材と、回転電機と、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、本願の出願人によって出願されて既に公開された、例えば下記の特許文献１に記載の装置が知られている。このハイブリッド駆動装置は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、回転電機と、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素となる４つの回転要素を有する差動歯車装置と、を備えている。この特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置では、差動歯車装置の各回転要素に関して、出力部材が第三回転要素に駆動連結され、入力部材が第三回転要素以外の回転要素のいずれかに選択的に駆動連結可能に構成され、回転電機が第一回転要素に駆動連結されている。
【０００３】
そして、このハイブリッド駆動装置は、複数のクラッチ及びブレーキの中のいずれか２つを選択的に係合することにより複数の変速段を切替可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比で入力部材の回転速度を変速して出力部材に伝達しつつ、回転電機に力行又は発電させるパラレルモードを備えている。また、第一回転要素を非回転部材に固定することにより回転電機の回転を停止させた状態で、各変速段に応じた所定の変速比で入力部材の回転速度を変速して出力部材に伝達するエンジン走行モードを備えている。ここでは、パラレルモードとエンジン走行モードとを合わせて有段変速モードと称する。この有段変速モードでは、パラレルモード時には、車両の走行状態に応じて複数の変速段を切り替えて車両を走行させると共に、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装置に電力を蓄えつつ車両を走行させることができる。従って、エンジンに接続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っている。
【０００４】
また、車両の高速走行時に好適に選択される有段変速モードの最上段の変速段（変速比が最も小さい変速段）では、回転電機が駆動連結される差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定されるエンジン走行モードとなると共に、入力部材の回転速度が増速されて出力部材に伝達される。これにより、特に要求駆動力の変動が小さい高速走行時等において、回転電機の引き摺り損失を抑制すると共にエンジンの回転速度を低く抑え、効率的に車両を走行させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０７３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、回転電機が差動歯車装置の第一回転要素に一体的に駆動連結されている。そして、有段変速モードにおいては、各変速段における各回転部材及び回転要素の回転速度に関して、第一回転要素の回転速度が入力部材の回転速度よりも低くなる場合が多くなっている（特許文献１の図５及び図１４等を参照）。この場合、回転電機の回転速度がエンジンの回転速度よりも低くなる場合が多くなることから、回転電機を比較的低回転高トルクの状態で駆動しなければならない状況が多く発生し得る。高トルク型の回転電機は、高回転型の回転電機に比べて体格が大きくなり易いため、このことは回転電機ひいてはハイブリッド駆動装置全体の小型化の点で不利に作用する。また、差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定される変速段では、当該第一回転要素と共に回転電機も非回転部材に固定されるので、車両の走行状態に応じて回転電機にトルクアシストを行わせたり発電を行わせたりすることができなかった。このことは、ハイブリッド駆動装置全体のエネルギ効率向上の点で不利に作用し得る。従って、特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、装置全体の小型化及びエネルギ効率向上に関して、改善の余地が残されていた。
【０００７】
そこで、装置全体の小型化及びエネルギ効率の向上が図られたハイブリッド駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、回転速度の順に入力回転要素、出力回転要素、及び固定要素となる３つの回転要素を有する減速用の第一差動歯車装置を備えると共に、前記入力回転要素が前記回転電機に駆動連結され、少なくとも４つの回転要素を有する第二差動歯車装置を備えると共に、当該第二差動歯車装置の１つの回転要素が前記入力部材に選択的に駆動連結され、他の１つの回転要素が前記出力部材に駆動連結され、前記入力部材に選択的に駆動連結される回転要素及び前記出力部材に駆動連結される回転要素以外の少なくとも１つの回転要素が前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に選択的に駆動連結され、前記第一差動歯車装置の前記入力回転要素を前記入力部材に選択的に駆動連結する第一クラッチを更に備えた点にある。
【０００９】
なお、本願では、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、各差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置が備える複数の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。
また、本願では、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願では、「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、差動歯車装置の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。
【００１０】
この特徴構成によれば、減速用の第一差動歯車装置の入力回転要素に回転電機が駆動連結されるので、回転電機の回転は第一差動歯車装置により減速されて出力回転要素から出力される。これにより、第二差動歯車装置には第一差動歯車装置により減速された回転電機の回転が入力されるので、第二差動歯車装置の１つの回転要素に回転電機が一体的に駆動連結された場合と比較して、回転電機を高回転の状態で駆動し、回転電機のトルクを増幅して第二差動歯車装置へ伝達することができる。特に、第二差動歯車装置の１つの回転要素を入力部材に駆動連結させると共に、第一クラッチを解放して第一差動歯車装置の入力回転要素を入力部材から分離した状態で、第一差動歯車装置の出力回転要素を第二差動歯車装置の入力部材及び出力部材に駆動連結された回転要素以外の１つの回転要素に駆動連結させた場合には、第二差動歯車装置のギヤ比を適切に設定することにより、回転電機を入力部材よりも高速回転させることができる。よって、高回転の状態で駆動される回転電機のトルクを増幅して、出力部材に伝達できるトルクの大きさを確保しつつ、体格の小さい回転電機を使用することができるので、回転電機ひいてはハイブリッド駆動装置全体を小型化することができる。
また、上記の特徴構成によれば、第一差動歯車装置の出力回転要素が選択的に駆動連結され得る、第二差動歯車装置の入力部材及び出力部材が駆動連結された回転要素以外の１つの回転要素が、非回転部材に固定される場合であっても、当該非回転部材に固定される回転要素を第一差動歯車装置から分離すると共に第一クラッチ等を介して回転電機を第二差動歯車装置の他の回転要素に駆動連結させることにより、車両の走行状態に応じて回転電機にトルクアシストや発電を行わせることができる。よって、エネルギ効率の良い状態でハイブリッド駆動装置を駆動させることができる。
従って、装置全体の小型化及びエネルギ効率の向上が図られたハイブリッド駆動装置を提供することができる。
【００１１】
ここで、前記回転電機が、前記第一差動歯車装置又は前記第一クラッチを介して、前記第二差動歯車装置の前記出力部材に駆動連結された回転要素以外の、前記入力部材に選択的に駆動連結される回転要素を含む少なくとも３つの回転要素のいずれかに選択的に駆動連結可能に構成された構成とすると好適である。
【００１２】
この構成によれば、第二差動歯車装置における出力部材に駆動連結された回転要素以外の各回転要素と入力部材及び第一差動歯車装置の出力回転要素との間の駆動連結関係、並びに、入力部材と第一差動歯車装置の入力回転要素との間の駆動連結関係を切り替えることにより、入力部材から出力部材までの変速比に関して複数の変速段を実現することができる。これにより、要求駆動力や車速等に応じた適切な変速比で入力部材の回転速度を変速して出力部材へ伝達して車両を走行させつつ、装置全体の小型化及びエネルギ効率の向上を図ることができる。
その際、上記の構成によれば、要求駆動力や車速等に基づいて定まる車両の走行状態に応じて、第二差動歯車装置の出力部材に駆動連結された回転要素以外の少なくとも３つの回転要素のいずれかに回転電機を選択的に駆動連結させることができる。よって、車両の走行状態に応じて回転電機を効率の良い状態で駆動させることが容易となる。
【００１３】
また、第二クラッチ、第三クラッチ、第四クラッチ、第一ブレーキ、及び第二ブレーキを更に備え、前記第二差動歯車装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素を有し、前記第一回転要素が、前記第一ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されると共に、前記第四クラッチを介して前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に選択的に駆動連結され、前記第二回転要素が、前記第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されると共に、前記第三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、前記第三回転要素が、前記出力部材に駆動連結され、前記第四回転要素が、前記第二クラッチを介して前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に選択的に駆動連結される構成とすると好適である。
【００１４】
この構成によれば、４つのクラッチ及び２つのブレーキの係合及び解放をそれぞれ切り替えることにより、減速用の第一差動歯車装置と第二差動歯車装置との協働により少なくとも６つの異なる変速比の変速段を形成することができる。よって、要求駆動力や車速等に応じた適切な変速比で、入力部材の回転速度を変速して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、この構成では、第一クラッチを解放して第一差動歯車装置の入力回転要素を入力部材から分離し、第一ブレーキにより第二差動歯車装置の第一回転要素を非回転部材に固定すると共に、第三クラッチを介して第二差動歯車装置の第二回転要素を入力部材に駆動連結させた状態で、第二クラッチを介して第二差動歯車装置の第四回転要素を第一差動歯車装置の出力回転要素に駆動連結させた場合には、回転電機を入力部材よりも大幅に高速回転させることができる。よって、高回転の状態で駆動される回転電機のトルクを増幅して、出力部材に伝達できるトルクの大きさを確保しつつ、体格の小さい回転電機を使用することができるので、回転電機ひいてはハイブリッド駆動装置全体を小型化することができる。
また、上記の構成によれば、第一ブレーキにより第二差動歯車装置の第一回転要素が非回転部材に固定された状態であっても、第三クラッチを介して第二差動歯車装置の第二回転要素が入力部材に駆動連結された状態で、第一クラッチ又は第二クラッチを介して回転電機を第二差動歯車装置の第二回転要素又は第四回転要素に駆動連結させることにより、車両の走行状態に応じて回転電機にトルクアシストや発電を行わせることができる。よって、エネルギ効率の良い状態でハイブリッド駆動装置を駆動させることができる。
【００１５】
また、第五クラッチを更に備え、前記第二差動歯車装置の前記第一回転要素が、前記第五クラッチを介して前記第一差動歯車装置の前記入力回転要素に更に選択的に駆動連結される構成とすると好適である。
【００１６】
この構成によれば、更にもう１つのクラッチを追加して、５つのクラッチ及び２つのブレーキの係合及び解放をそれぞれ切り替えることにより、減速用の第一差動歯車装置と第二差動歯車装置との協働により８つの異なる変速比の変速段を形成することができる。よって、要求駆動力や車速等に応じた適切な変速比で、入力部材の回転速度を変速して出力部材へ伝達して車両を走行させることができる。
【００１７】
また、前記第二差動歯車装置は、第一サンギヤ、第二サンギヤ、共通キャリヤ、及び共通リングギヤの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前記第一サンギヤで構成され、前記第二回転要素は前記共通キャリヤで構成され、前記第三回転要素は前記共通リングギヤで構成され、前記第四回転要素は前記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。
【００１８】
なお、本願では、サンギヤ、キャリヤ、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。
【００１９】
この構成によれば、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適切に構成することができる。
【００２０】
また、前記第一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を備え、前記有段変速モードは、前記第二差動歯車装置により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高速変速段として、前記第一クラッチを解放すると共に、前記第一差動歯車装置により減速された前記回転電機の回転を、前記第二差動歯車装置により更に減速して前記出力部材に伝達する第一高速変速段と、前記第一クラッチを係合すると共に、前記入力部材と一体回転する前記回転電機の回転を、前記第二差動歯車装置により前記入力部材の回転と共に増速して前記出力部材に伝達する第二高速変速段と、を切替可能に備えた構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、有段変速モードの複数の変速段のうち、入力部材の回転速度を増速して出力部材に伝達する高速変速段に備えられる第一高速変速段では、第二差動歯車装置により増速される出力部材の回転が、第一差動歯車装置により更に増速されて回転電機に伝達されるので、回転電機を入力部材よりも大幅に高速回転させることができる。この場合、第一差動歯車装置により減速される回転電機の回転は、第二差動歯車装置により更に減速されて出力部材に伝達される。よって、高回転の状態で駆動される回転電機のトルクを増幅して、出力部材に伝達できるトルクの大きさを確保しつつ、体格の小さい回転電機を使用することができるので、回転電機ひいてはハイブリッド駆動装置全体を小型化することができる。
また、第二高速変速段では、回転電機を入力部材と一体回転させて、当該入力部材と同速となる比較的高回転の状態で回転電機を回転させることができる。
そして、上記の構成では、要求駆動力や車速等に基づいて定まる車両の走行状態に応じて第一高速変速段と第二高速変速段とを適切に切り替え、エンジン及び回転電機をそれぞれ効率の良い状態で駆動させることができる。また、第一高速変速段及び第二高速変速段のいずれにおいても、車両の走行状態に応じて回転電機にトルクアシストや発電を行わせることができる。よって、この点からもエネルギ効率の良い状態でハイブリッド駆動装置を駆動させることができる。
【００２２】
また、前記高速変速段として、前記第一クラッチを解放すると共に前記回転電機を回転停止させ、前記入力部材の回転速度を、前記第二差動歯車装置を介して増速して前記出力部材に伝達する第三高速変速段を更に切替可能に備えた構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、例えば定常走行時においてトルクアシストや発電が必要ない場合等には、第一クラッチを解放して回転電機を入力部材から分離して回転電機を回転停止させることで、回転電機の引き摺り損失を抑制することができる。よって、ハイブリッド駆動装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００２４】
また、前記第二差動歯車装置の各回転要素の回転速度の順に関し、前記入力部材に駆動連結される回転要素と前記第一差動歯車装置の前記出力回転要素に駆動連結される回転要素とが、前記出力部材に駆動連結された回転要素を挟んで反対側に位置すると共に、前記第二差動歯車装置の１つの回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記入力部材のトルクに対する反力を前記回転電機に出力させることにより、前記入力部材のトルクを増幅して前記出力部材に伝達しつつ、前記出力部材の回転速度を次第に上昇させる発進モードを備えた構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、第二差動歯車装置の１つの回転要素に入力部材を介してエンジンのトルクが入力された状態で、入力部材のトルクに対する反力を回転電機に出力させることにより、入力部材のトルクを増幅して出力部材に伝達しつつ、出力部材の回転速度を次第に上昇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、車両の発進を適切に行うことができる。
また、この構成では、車両の発進時に出力部材の回転速度が低い（典型的には、ゼロの）状態では、回転電機は入力部材のトルクに対する反力を出力するため、トルクの方向とは反対方向に回転して発電を行うことになる。よって、車両に備えられた蓄電装置等における蓄電量が少ない場合であっても車両の発進を適切に行うことができるという利点もある。
【００２６】
また、前記第二差動歯車装置の１つの回転要素が前記入力部材に駆動連結されると共に、前記回転電機が、前記第一差動歯車装置を介して、前記第二差動歯車装置の前記入力部材に選択的に駆動連結される回転要素及び前記出力部材に駆動連結された回転要素以外の回転要素のいずれかに選択的に駆動連結可能に構成され、前記第二差動歯車装置の１つの回転要素に前記入力部材のトルクが入力された状態で、前記入力部材のトルクに対する反力を前記回転電機に出力させると共に前記回転電機の回転速度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無段変速モードを備えた構成とすると好適である。
【００２７】
この構成によれば、第二差動歯車装置の１つの回転要素に入力部材のトルクが入力された状態で、入力部材のトルクに対する反力を回転電機に出力させると共に回転電機の回転速度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を出力部材へ伝達して車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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有段変速モードでの速度線図である。
【図５】第一の実施形態に係る有段変速モードでの３つの第８速段の速度線図である。
【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第三無段変速モードでの速度線図である。
【図１０】第一の実施形態に係る発進モードでの速度線図である。
【図１１】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１２】第二の実施形態に係る係合要素の作動表を示す図である。
【図１３】第二の実施形態に係る有段変速モードでの速度線図である。
【図１４】第二の実施形態に係る有段変速モードでの３つの第６速段の速度線図である。
【図１５】第二の実施形態に係る電動走行モードでの速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。なお、駆動力はトルクと同義である。
【００３０】
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、第一差動歯車装置ＰＧ１、第二差動歯車装置ＰＧ２の順に配列されている。出力ギヤＯは、入力軸Ｉと同軸状に配置され、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、第二差動歯車装置ＰＧ２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、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、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。
【００３１】
このような構成において、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、第一差動歯車装置ＰＧ１は、回転速度の順に入力回転要素ＥＩ、出力回転要素ＥＯ、及び固定要素ＥＳとなる３つの回転要素を有する減速用の差動歯車装置とされると共に、入力回転要素ＥＩがモータ・ジェネレータＭＧに駆動連結され、第二差動歯車装置ＰＧ２は少なくとも４つの回転要素を有すると共に、当該第二差動歯車装置ＰＧ２の１つの回転要素が入力軸Ｉに選択的に駆動連結され、他の１つの回転要素が出力ギヤＯに駆動連結され、入力軸Ｉに選択的に駆動連結される回転要素及び出力ギヤＯに駆動連結される回転要素以外の少なくとも１つの回転要素が第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯに選択的に駆動連結され、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩを入力軸Ｉに選択的に駆動連結する第一クラッチＣ１を更に備えた点に特徴を有する。これにより、装置全体の小型化及びエネルギ効率の向上が図られたハイブリッド駆動装置Ｈが実現されている。以下、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、詳細に説明する。
【００３２】
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。出力ギヤＯは、図２に示すように、出力用差動歯車装置１７等を介して車輪Ｗに駆動力を伝達可能に駆動連結されている。
【００３３】
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、補助回転電機として機能する。ここでは図示を省略するが、スタータ・ジェネレータＳＧは、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。従って、この状態で、スタータ・ジェネレータＳＧは、第二差動歯車装置ＰＧ２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。
【００３４】
このスタータ・ジェネレータＳＧは、図１及び図２に示すように、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。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。また、スタータ・ジェネレータＳＧは、第二インバータ１２ｂと更に第一インバータ１２ａとを介してモータ・ジェネレータＭＧに電気的に接続されている。そして、スタータ・ジェネレータＳＧ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たすことが可能とされている。スタータ・ジェネレータＳＧは、例えばエンジンＥの始動時に、バッテリ１１に充電された電力の供給を受け、モータとして機能してエンジンＥをクランキングさせる。また、スタータ・ジェネレータＳＧは、例えばバッテリ１１における蓄電量が少ない場合に、ジェネレータとして機能し、エンジンＥの駆動力により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を力行させる。このようなスタータ・ジェネレータＳＧの動作は、制御装置ＥＣＵからの制御指令に従って第二インバータ１２ｂを介して行われる。
【００３５】
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、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとなるキャリヤＣＡ１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１及び図２に示すように、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、モータ・ジェネレータＭＧは、第一インバータ１２ａと更に第二インバータ１２ｂとを介してスタータ・ジェネレータＳＧ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に充電された電力又はスタータ・ジェネレータＳＧにより発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第一インバータ１２ａを介して行われる。
【００３６】
図１に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置された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、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数組のピニオンギヤを支持するキャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１との３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Ｓ１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、キャリヤＣＡ１が「第三回転要素Ｅ３」に相当する。この第一差動歯車装置ＰＧ１のサンギヤＳ１は、非回転部材としてのケースＤｃに固定されている。キャリヤＣＡ１は、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。従って、この第一差動歯車装置ＰＧ１は、キャリヤＣＡ１に入力されるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度を減速してリングギヤＲ１から出力する減速用の差動歯車装置として機能する。本実施形態においては、キャリヤＣＡ１が「入力回転要素ＥＩ」に相当し、リングギヤＲ１が「出力回転要素ＥＯ」に相当し、サンギヤＳ１が「固定要素ＥＳ」に相当する。
【００３７】
本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１は、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と共に、更に第五クラッチＣ５を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１は、第二クラッチＣ２を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に選択的に駆動連結されると共に、第四クラッチＣ４を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。
【００３８】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏと一体回転する第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１を入力軸Ｉに選択的に駆動連結する第一クラッチＣ１を更に備えている。この第一クラッチＣ１の係合状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１が入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結される。一方、第一クラッチＣ１の解放状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１は入力軸Ｉから分離され、キャリヤＣＡ１と入力軸Ｉとの間の直接的な駆動力の伝達が遮断される。
【００３９】
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、キャリヤ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、この第二差動歯車装置ＰＧ２は、第一サンギヤＳ２及び第二サンギヤＳ３の２つのサンギヤと、共通リングギヤＲ２と、第一サンギヤＳ２及び共通リングギヤＲ２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Ｓ３に噛み合うショートピニオンギヤを支持する共通キャリヤＣＡ２との４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Ｓ２が「第一回転要素Ｅ１」に相当し、共通キャリヤＣＡ２が「第二回転要素Ｅ２」に相当し、共通リングギヤＲ２が「第三回転要素Ｅ３」に相当し、第二サンギヤＳ３が「第四回転要素Ｅ４」に相当する。
【００４０】
この第二差動歯車装置ＰＧ２の４つの回転要素のうち、１つの回転要素である共通キャリヤＣＡ２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。また、他の１つの回転要素である共通リングギヤＲ２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。また、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共通キャリヤＣＡ２及び出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２以外の回転要素の１つである第二サンギヤＳ３が、第二クラッチＣ２を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１に選択的に駆動連結される。本実施形態においては、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共通キャリヤＣＡ２及び出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２以外の回転要素の他の１つである第一サンギヤＳ２は、第四クラッチＣ４を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１に選択的に駆動連結される。
【００４１】
更に本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２は、第四クラッチＣ４を介して第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１に選択的に駆動連結されると共に、第五クラッチＣ５を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。また、この第一サンギヤＳ２は、第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定される。共通キャリヤＣＡ２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と共に、第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに選択的に固定される。なお、この共通キャリヤＣＡ２は、後述する有段変速モードの第一速段では、ワンウエィクラッチＦによりケースＤｃに選択的に固定される。
【００４２】
したがって、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一回転要素Ｅ１である第一サンギヤＳ２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、第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１の回転及びトルクが入力される。また、この第一サンギヤＳ２には、第五クラッチＣ５を係合状態とすることにより、この第五クラッチＣ５を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１の回転及びトルクが入力される。また、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二回転要素Ｅ２である共通キャリヤＣＡ２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（エンジンＥ）の回転及びトルクが入力される。なお、この共通キャリヤＣＡ２は、ワンウエィクラッチＦにより、入力軸Ｉの回転方向に対して反対方向への回転が規制される。また、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Ｓ３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、第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１の回転及びトルクが入力される。
【００４３】
上記のとおり、このハイブリッド駆動装置Ｈは、係合要素として、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、第五クラッチＣ５、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２を備えている。これらの係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキ等の摩擦係合要素を好適に用いることができる。これらの係合要素、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、第五クラッチＣ５、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２は、油圧が供給されていない状態では解放状態が維持されると共に、油圧が供給されている状態で係合状態とされる構造（いわゆるノーマルオープン方式）の係合要素とすることができる。
【００４４】
図２では、各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替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。
【００４５】
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の各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｂ１、及びＢ２（図１を参照）、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。
【００４６】
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の蓄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ギヤ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。
【００４７】
また、制御装置ＥＣＵは、エンジン制御部３１、モータ・ジェネレータ制御部３２、バッテリ状態検出部３３、モータ・ジェネレータ回転検出部３４、車速検出部３５、切替制御部３６、電動オイルポンプ制御部３７、エンジン回転検出部３８、モード・変速段選択部３９、及び要求駆動力検出部４０を備えている。制御装置ＥＣＵにおけるこれらの各機能部は、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。
【００４８】
エンジン制御部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・ジェネレータ制御部３２は、第一インバータ１２ａ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。本実施形態においては、モータ・ジェネレータ制御部３２は、第二インバータ１２ｂを介して、スタータ・ジェネレータＳＧの回転速度制御、出力トルク制御等の動作制御も行うように構成されている。バッテリ状態検出部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の蓄電量等の状態を検出する。モータ・ジェネレータ回転検出部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。車速検出部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。切替制御部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に備えられた各係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｂ１、及びＢ２（図１を参照）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部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。エンジン回転検出部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。
【００４９】
モード・変速段選択部３９は、車速及び要求駆動力などの車両の走行状態に応じて、所定の制御マップに従い適切な動作モードの選択を行う。すなわち、モード・変速段選択部３９は、車速の情報を車速検出部３５から取得すると共に、要求駆動力の情報を要求駆動力検出部４０から取得する。そして、モード・変速段選択部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、電動走行モード、無段変速モード、及び発進モードの４つのモードがある。また、有段変速モード及び電動走行モードは、複数の変速段を切替可能に備えている。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、バッテリ蓄電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。要求駆動力検出部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。
【００５０】
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係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｂ１、及びＢ２の作動状態を示す作動表である。この図において、「丸印（●）」は各係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、各係合要素が解放（係合解除）状態にあることを示している。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、電動走行モード、無段変速モード、及び発進モードの４つの動作モードを切替可能に備えている。また、有段変速モードは、第１〜８速段及び後進段の９つの変速段を切替可能に備えている。また、電動走行モードは、第１〜４速段及び後進段の５つの変速段を切替可能に備えている。
【００５１】
なお、図３において、有段変速モードの「１ｓｔ」は第１速段、「２ｎｄ」は第２速段、「３ｒｄ」は第３速段、「４ｔｈ」は第４速段、「５ｔｈ」は第５速段、「６ｔｈ」は第６速段、「７ｔｈ」は第７速段、「８ｔｈ」は第８速段、「Ｒｅｖ」は後進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、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度を出力ギヤＯへ伝達する際の変速比（＝減速比）が大きいものから順に第１速段、第２速段、・・・、第８速段としている。また、図３において、電動走行モードの「ＥＶ１」は第１速段、「ＥＶ２」は第２速段、「ＥＶ３」は第３速段、「ＥＶ４」は第４速段、「ＥＶＲｅｖ」は後進段をそれぞれ示している。各変速段の名称については、モータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏの回転速度を出力ギヤＯへ伝達する際の変速比が大きいものから順に第１速段、第２速段、・・・、第４速段としている。
【００５２】
図４〜図１０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は有段変速モードでの速度線図、図５は有段変速モードにおいて駆動力の伝達形態を三通りに切替可能に備える第８速段での速度線図、図６は電動走行モードでの速度線図、図７〜図９は無段変速モードでの速度線図、図１０は発進モードでの速度線図をそれぞれ示している。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」はそれぞれ第一差動歯車装置ＰＧ１のサンギヤＳ１、キャリヤＣＡ１、リングギヤＲ１に対応し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」、「Ｓ３」はそれぞれ第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２、共通キャリヤＣＡ２、共通リングギヤＲ２、第二サンギヤＳ３に対応している。これらの図から明らかなように、図４〜図１０には、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の右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。
【００５３】
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１０の下部には、第一差動歯車装置ＰＧ１のギヤ比をλ１（λ１＜１）として明示している。また、第二差動歯車装置ＰＧ２を構成する第一サンギヤＳ２、共通キャリヤＣＡ２、及び共通リングギヤＲ２でなるシングルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比をλ２（λ２＜１）として明示すると共に、第二サンギヤＳ３、共通リングギヤＲ２、及び共通キャリヤＣＡ２でなるダブルピニオン型の遊星歯車機構のギヤ比をλ３（λ３＜１）として明示している。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の具体的な値は、エンジンＥ及びモータ・ジェネレータＭＧの特性や車両重量等を考慮して適宜設定することができる。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、「☆」は出力ギヤ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。
【００５４】
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・変速段選択部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係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、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・ジェネレータ制御部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、エンジン制御部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。
【００５５】
１−４．有段変速モード
まず、有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４及び図５に基づいて説明する。有段変速モードは、７つの係合要素、すなわち第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、第五クラッチＣ５、第一ブレーキＢ１、及び第二ブレーキＢ２の中のいずれか２つ以上を選択的に係合す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入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達するモードである。本実施形態においては、図３に示すように、有段変速モードは、第１〜８速段、後進段の９つの変速段を切替可能に備えると共に、有段変速モードの第８速段は、第一８速段、第二８速段、及び第三８速段の３つを切替可能に備えている。第１〜７速段、第二８速段、及び後進段については、第一クラッチＣ１を係合状態とすると共に、他の６つの係合要素の中のいずれか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。一方、第一クラッチＣ１を解放状態とすると共に、他の６つの係合要素の中の特定の３つを選択的に係合することにより第一８速段が形成され、他の６つの係合要素の中の特定の２つを選択的に係合することにより、第三８速段が形成される。
【００５６】
図４は、有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の速度線図である。図４には、第８速段として第二８速段の状態を示している。なお、以下では、第二８速段が有段変速モードの第８速段を代表しているものとして説明する場合がある。この図４の左側の速度線図に示すように、第一差動歯車装置ＰＧ１は、第一８速段及び第三８速段を除いて（図５を参照）、基本的には有段変速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、図３に示すように有段変速モードでは、第一８速段及び第三８速段を除き、第一クラッチＣ１が係合状態とされる。この第一クラッチＣ１の係合状態では、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏ及び第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１とが一体回転する。
【００５７】
第一差動歯車装置ＰＧ１では、回転速度の順で一方側となる入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１が入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤＳ１がケースＤｃに固定されている。これにより、第一差動歯車装置ＰＧ１における、回転速度の順で中間となる出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１に、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度が減速されて伝達される。出力回転要素ＥＯとしてのリングギヤＲ１の回転は、第二クラッチＣ２の係合状態では第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に伝達され、第四クラッチＣ４の係合状態では第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に伝達される。また、入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１の回転が、第三クラッチＣ３の係合状態では第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に伝達され、第五クラッチＣ５の係合状態では第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に伝達される。
【００５８】
なお、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を出力する。また、モータ・ジェネレータＭＧ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は回転方向と同方向のトルクＴｍｇを出力して入力軸ＩのトルクＴｅをアシストすることができる。一方、車両の減速時には回転方向と逆方向のトルクＴｍｇを出力して回生制動を行うことができる。
【００５９】
また、図４の右側の速度線図に示すように、有段変速モードでは、第一クラッチＣ１を係合状態に維持したまま、第二クラッチＣ２、第三クラッチＣ３、第四クラッチＣ４、第五クラッチＣ５、第一ブレーキＢ１、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、第二差動歯車装置ＰＧ２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とが協働することにより、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。以下、この有段変速モードの各変速段での第二差動歯車装置ＰＧ２の状態について、それぞれ説明する。
【００６０】
図３に示すように、第１速段（１ｓｔ）では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２及び第二ブレーキＢ２（又はワンウエィクラッチＦ）が係合状態とされる。第一クラッチＣ１の係合状態では、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧ及び第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１とが一体回転する（以下、第７速段まで同様である。）。そして、図４に示すように、この第１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、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧ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、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２がケースＤｃに固定される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって第二サンギヤＳ３の回転速度が減速されて出力ギヤＯに伝達される。すなわち、第１速段では、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転は、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって更に減速されて出力ギヤＯに伝達される。この第１速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比（減速比）はギヤ比λ１及びλ３に基づいて定まり、有段変速モードの全ての変速段の中で最も変速比が大きい。したがって、第１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は、有段変速モードの全ての変速段の中で最も増幅されて出力ギヤＯに伝達される。
【００６１】
図３に示すように、第２速段（２ｎｄ）では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この第２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、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧ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、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２がケースＤｃに固定される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって第二サンギヤＳ３の回転速度が減速されて出力ギヤＯに伝達される。すなわち、第２速段では、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって更に減速されて出力ギヤＯに伝達される。この第２速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比はギヤ比λ１〜λ３に基づいて定まり、有段変速モードの第１速段の変速比よりも小さい。したがって、第２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は、第１速段よりも小さい比率で増幅されて出力ギヤＯに伝達される。
【００６２】
図３に示すように、第３速段（３ｒｄ）では、第一クラッチＣ１、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、この第３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、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３及び第一サンギヤＳ２に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。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、第二差動歯車装置ＰＧ２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によって減速された入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転がそのまま出力ギヤＯに伝達される。すなわち、第３速段では、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速されて出力ギヤＯに伝達される。この第３速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比はギヤ比λ１に基づいて定まり、第１速段及び第２速段の変速比よりも小さい。したがって、第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は、第２速段よりも小さい比率で増幅されて出力ギヤＯに伝達される。
【００６３】
図３に示すように、第４速段（４ｔｈ）では、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２及び第五クラッチＣ５が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この第４速段では、第五クラッチＣ５が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転がそのまま伝達される。また、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって第一サンギヤＳ２の回転速度が減速されると共に第二サンギヤＳ３の回転速度が増速され、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は全体として減速されて出力ギヤＯに伝達される。この第４速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比はギヤ比λ１〜λ３に基づいて定まり、第３速段の変速比よりも小さい。したがって、第４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は、第３速段よりも小さい比率で増幅されて出力ギヤＯに伝達される。
【００６４】
図３に示すように、第５速段（５ｔｈ）では、第一クラッチＣ１、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、この第５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、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転がそのまま伝達される。また、第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって共通キャリヤＣＡ２の回転速度が減速されると共に第二サンギヤＳ３の回転速度が増速され、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は全体として減速されて出力ギヤＯに伝達される。この第５速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比はギヤ比λ１及びλ３に基づいて定まり、第４速段の変速比よりも小さい。したがって、第５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は、第４速段よりも小さい比率で増幅されて出力ギヤＯに伝達される。
【００６５】
図３に示すように、第６速段（６ｔｈ）では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３及び第五クラッチＣ５が係合状態とされる。そして、図４に示すように、この第６速段では、第三クラッチＣ３及び第五クラッチＣ５が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２及び第一サンギヤＳ２に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転がそのまま伝達される。また、第三クラッチＣ３及び第五クラッチＣ５が同時に係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２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においても入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転が変速されず、そのまま出力ギヤＯに伝達される。よって本例においては、この第６速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は１であり、第５速段の変速比よりも小さい。したがって、第６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は、そのまま出力ギヤＯに伝達される。
【００６６】
図３に示すように、第７速段（７ｔｈ）では、第一クラッチＣ１、第三クラッチＣ３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、この第７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、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転がそのまま伝達される。また、第四クラッチＣ４が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって第一サンギヤＳ２及び共通キャリヤＣＡ２の回転速度が増速され、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度も増速されて出力ギヤＯに伝達される。この第７速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比はギヤ比λ１及びλ２に基づいて定まり、第６速段の変速比よりも小さく、入力軸Ｉ及びモータ・ジェネレータＭＧの回転は、第二差動歯車装置ＰＧ２により増速されて出力ギヤＯに伝達される。したがって、第７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は、減衰されて出力ギヤＯに伝達される。
【００６７】
上記のとおり、有段変速モードの第８速段は、第一８速段、第二８速段、及び第三８速段の３つを切替可能に備えている。これらは、入力軸Ｉの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達する際の変速比は互いに等しい点で共通している。つまり、図５の右側の速度線図に示されるように、第二差動歯車装置ＰＧ２は、有段変速モードが備える３つの第８速段の全てについて共通の状態となる。すなわち、図３に示すように３つの第８速段では、いずれも第三クラッチＣ３及び第一ブレーキＢ１が係合状態とされる。そして、図５に示すように、第三クラッチＣ３が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２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、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２がケースＤｃに固定される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって入力軸Ｉと一体回転する共通キャリヤＣＡ２の回転速度が増速されて出力ギヤＯに伝達される。この３つの第８速段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比はギヤ比λ２に基づいて定まり、第７速段の変速比よりも小さい。したがって、第８速段では、入力軸ＩのトルクＴｅは減衰されて出力ギヤＯに伝達される。なお、本実施形態においては、第８速段が本発明における「高速変速段」に相当する。
【００６８】
図５は、有段変速モードでの３つの第８速段（第一８速段、第二８速段、及び第三８速段）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。有段変速モードが備える３つの第８速段では、係合状態とされる係合要素の数及び種類がそれぞれ異なることにより、図５の左側の速度線図に良く示されるように、第一差動歯車装置ＰＧ１の速度線図の状態が変化する。
【００６９】
図３に示すように、第一８速段（８ｔｈ〔１〕、図面中は丸囲み文字で表示、以下同様）では、第三クラッチＣ３及び第一ブレーキＢ１に加えて、第二クラッチＣ２が係合状態とされる。また、第一クラッチＣ１は解放状態とされる。第一クラッチＣ１の解放状態では、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏ及び第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのキャリヤＣＡ１とが分離され、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとが互いに異なる速度で回転可能な状態となる。この状態で第二クラッチＣ２が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速されたモータ・ジェネレータＭＧの回転が伝達される。また、第二差動歯車装置ＰＧ２によって第二サンギヤＳ３の回転速度が更に減速されて出力ギヤＯに伝達される。言い換えれば、出力ギヤＯの回転速度が第二差動歯車装置ＰＧ２によって増速されて第二サンギヤＳ３に伝達され、第二クラッチＣ２を介して第二サンギヤＳ３と一体回転するように駆動連結されるリングギヤＲ１の回転速度が第一差動歯車装置ＰＧ１によって更に増速されてキャリヤＣＡ１に伝達される。本実施形態においては、第一８速段が本発明における「第一高速変速段」に相当する。
【００７０】
このように、第一８速段では、入力軸Ｉの回転速度が増速されて出力ギヤＯに伝達されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２により増速されてリングギヤＲ１に伝達される出力ギヤＯの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により更に増速されてキャリヤＣＡ１に伝達される。よって、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１と一体回転するように駆動連結されたモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏを、入力軸Ｉよりも大幅に高速回転させることができる。また、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されて第二サンギヤＳ３に伝達されるモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、この第一８速段では、高回転の状態で駆動されるモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを増幅して、出力ギヤＯに伝達できるアシストトルクの大きさを確保しつつ、体格の小さいモータ・ジェネレータＭＧを使用することができるので、当該モータ・ジェネレータＭＧひいてはハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体を小型化することができる。また、ハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体を小型化することで、その重量を軽減して、車両駆動時のエネルギ効率を向上させることができるという利点もある。
【００７１】
図３に示すように、第二８速段（８ｔｈ〔２〕）では、第三クラッチＣ３及び第一ブレーキＢ１に加えて、第一クラッチＣ１が係合状態とされる。また、第一８速段とは異なり第二クラッチＣ２は解放状態とされる。第一クラッチＣ１の係合状態では、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏ及び第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１とが一体回転し、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとが等しい速度で回転する状態となる。そして、第二８速段では、入力軸Ｉと一体回転するモータ・ジェネレータＭＧの回転は、第二差動歯車装置ＰＧ２により入力軸Ｉの回転と共に増速されて出力ギヤＯに伝達される。本実施形態においては、第二８速段が本発明における「第二高速変速段」に相当する。
【００７２】
この第二８速段では、モータ・ジェネレータＭＧを、入力軸Ｉと同速となる比較的高回転の状態で回転させることができる。なお、この第二８速段におけるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、比較的高速ではあるものの、第一８速段におけるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度よりも低くなる。この場合、第一８速段と比較して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が上昇し過ぎて誘起電圧が高くなるのを抑制することができる。よって、幅広い車速（出力ギヤＯの回転速度）範囲でモータ・ジェネレータＭＧを最大トルク制御することを可能として、エネルギ効率を向上させることができる。また、それに伴い、ハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００７３】
図３に示すように、第三８速段（８ｔｈ〔３〕）では、第一８速段及び第二８速段とは異なり、第三クラッチＣ３及び第一ブレーキＢ１のみが係合状態とされ、その他の係合要素は全て解放状態とされる。第一クラッチＣ１の解放状態では、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏ及び第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１とが分離され、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとが互いに異なる速度で回転可能な状態となる。また、第二クラッチＣ２、第四クラッチＣ４、及び第五クラッチＣ５の全ての解放状態では、第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２及び第二サンギヤＳ３との間が分離されると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１と第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２との間が分離される。これにより、モータ・ジェネレータＭＧは、入力軸Ｉ及び第二差動歯車装置ＰＧ２から完全に分離された状態となって入力軸Ｉや第二差動歯車装置ＰＧ２の４つの回転要素に駆動連結された部材に対して独立して回転可能な状態となる。本実施形態においては、第三８速段では、この状態でモータ・ジェネレータＭＧの回転が停止させられ、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転のみが第二差動歯車装置ＰＧ２により増速されて出力ギヤＯに伝達される。本実施形態においては、第三８速段が本発明における「第三高速変速段」に相当する。
【００７４】
この第三８速段では、モータ・ジェネレータＭＧを入力軸Ｉ及び第二差動歯車装置ＰＧ２から完全に分離させると共に、当該モータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させることで、例えば定常走行時においてトルクアシストや発電が必要ない場合等に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の駆動力のみで車両を走行させると共に、モータ・ジェネレータＭＧの引き摺り損失を抑制することができる。よって、ハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００７５】
第一８速段、第二８速段、及び第三８速段のいずれにおいても、従来技術として示した特許文献に記載されたハイブリッド駆動装置とは異なり、有段変速モードの第８速段において第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される場合であっても、モータ・ジェネレータＭＧは第一サンギヤＳ２と共にケースＤｃに固定されることはない。つまり、モータ・ジェネレータＭＧは、第一８速段では入力軸Ｉよりも大幅に高速回転し、第二８速段では入力軸Ｉと同速で回転している。よって、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される場合であっても、車両の走行状態に応じてモータ・ジェネレータＭＧにトルクアシストや発電を行わせることができる。なお、モータ・ジェネレータＭＧは、第三８速段では独立して回転可能な状態となっているが、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を係合させることにより第一８速段又は第二８速段に移行することもできるので、同様に車両の走行状態に応じてモータ・ジェネレータＭＧにトルクアシストや発電を行わせることができる。また、同じく第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される第２速段に関しても、モータ・ジェネレータＭＧは入力軸Ｉと同速で回転するので、同様に車両の走行状態に応じてモータ・ジェネレータＭＧにトルクアシストや発電を行わせることができる。よって、エネルギ効率の良い状態でハイブリッド駆動装置Ｈを駆動させることが可能となっている。
【００７６】
図３に示すように、後進段（Ｒｅｖ）では、第一クラッチＣ１、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、この後進段では、第四クラッチＣ４が係合状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速された入力軸Ｉ（エンジンＥ）及びモータ・ジェネレータＭＧ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、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２がケースＤｃに固定される。これにより、第二差動歯車装置ＰＧ２によって第一サンギヤＳ２の回転速度が減速されると共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及びモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、第一差動歯車装置ＰＧ１によって減速されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２によって更に減速されて出力ギヤ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、増幅されて出力ギヤＯに伝達される。なお、この後進段での入力軸Ｉから出力ギヤＯまでの変速比は、ギヤ比λ１及びλ２に基づいて定まる。
【００７７】
以上説明したように、有段変速モードでは、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。この有段変速モードにおける第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３が係合状態とされる変速段である第５速段の状態から、第一クラッチＣ１を解放することにより、後述する第一無段変速モードに移行することができる。また、この有段変速モードにおける第三クラッチＣ３及び第五クラッチＣ５が係合状態とされる変速段である第６速段の状態から、第一クラッチＣ１を解放することにより、後述する第二無段変速モードに移行することができる。また、この有段変速モードにおける第三クラッチＣ３及び第四クラッチＣ４が係合状態とされる変速段である第７速段の状態から、第一クラッチＣ１を解放することにより、後述する第三無段変速モードに移行することができる。
【００７８】
１−５．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６に基づいて説明する。電動走行モードは、入力軸Ｉを出力ギヤＯ及びモータ・ジェネレータＭＧから分離した状態で、モータ・ジェネレータＭＧの駆動力を出力ギヤＯに伝達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、電動走行モードは、第一クラッチＣ１及び第三クラッチＣ３の解放状態で、第二クラッチＣ２、第四クラッチＣ４、第五クラッチＣ５、第一ブレーキＢ１、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替可能に備え、各変速段に応じた所定の変速比でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度を変速して出力ギヤＯに伝達する。本実施形態においては、図３に示すように、電動走行モードは、第１〜４速段、後進段の５つの変速段を切替可能に備えている。
【００７９】
また、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６と図４とを参照して理解できるように、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の速度線図は、有段変速モードで第三クラッチＣ３の解放状態で形成される第１〜４速段及び後進段の第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の速度線図と同様である。したがって、ここでは、電動走行モードの各変速段での第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の状態についての説明は省略する。但し、電動走行モードでは、図３に示すように、第三クラッチＣ３に加えて第一クラッチＣ１も解放状態とされ、入力軸Ｉが出力ギヤＯ及びモータ・ジェネレータＭＧから分離される。そのため、電動走行モードでは、上記有段変速モードとは異なり、出力ギヤＯにはモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇのみが伝達される。そして、この電動走行モードでは、各変速段に応じた所定の変速比でモータ・ジェネレータＭＧの回転速度を変速すると共にモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを変換して出力ギヤＯに伝達し、車両を走行させる。
【００８０】
なお、本実施形態においては、有段変速モードの第一８速段が形成された状態から、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１を係合状態としたままで第三クラッチＣ３を解放させることにより、電動走行モードの第２速段を形成することができる。このとき、第二クラッチＣ２及び第一ブレーキＢ１は係合状態に維持されるので、第二差動歯車装置ＰＧ２における各回転要素の回転速度の比は一定の状態に維持される。この状態で第三クラッチＣ３が解放状態とされることにより、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２と入力軸Ｉとが分離されて電動走行モードの第２速段に移行する。電動走行モードの第２速段では、出力ギヤＯの回転速度が、第二差動歯車装置ＰＧ２により増速されて第二サンギヤＳ３に伝達され、第二クラッチＣ２を介して第二サンギヤＳ３と一体回転するように駆動連結されたリングギヤＲ１の回転速度が、第一差動歯車装置ＰＧ１により増速されてキャリヤＣＡ１伝達される。よって、第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１と一体回転するモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏを、出力ギヤＯよりも大幅に高速回転させることができる。したがって、本実施形態では、車両の高速走行時であってかつ有段変速モードの第一８速段が形成された状態から回生制動を行う場合に、第三クラッチＣ３を解放させて電動走行モードの第２速段へ移行することで、出力ギヤＯとモータ・ジェネレータＭＧとの回転速度の比を一定としたままで、モータ・ジェネレータＭＧを高速回転させ、回生時のエネルギ効率を向上させることができる。
【００８１】
１−６．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〜図９に基づいて説明する。無段変速モードは、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。この無段変速モードでは、第二差動歯車装置ＰＧ２の１つの回転要素である共通キャリヤＣＡ２が第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに駆動連結されると共に、モータ・ジェネレータＭＧが、第一差動歯車装置ＰＧ１を介して、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２及び出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２以外の２つの回転要素（すなわち、第一サンギヤＳ２及び第二サンギヤＳ３）のいずれかに選択的に駆動連結される。そして、第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが入力された状態で、入力軸ＩのトルクＴｅに対する反力をモータ・ジェネレータＭＧに出力させると共に、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を制御することにより、入力軸Ｉの回転速度を無段階に変速して出力ギヤＯに伝達する。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、図３に示すように第一無段変速モード、第二無段変速モード、及び第三無段変速モードの３つの無段変速モードを備えている。
【００８２】
１−６−１．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７に基づいて説明する。図３に示すように、第一無段変速モード（ＣＶＴ〔１〕）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。第三クラッチＣ３の係合状態で、入力軸ＩのトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に入力される。また、第二クラッチＣ２の係合状態で、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３が第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転するように駆動連結され、第二サンギヤＳ３にモータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇが第一差動歯車装置ＰＧ１を介して入力される。このとき、モータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇは、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速及び増幅されて第二サンギヤＳ３に伝達される。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。
【００８３】
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共にモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが増幅されて第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３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キャリヤＣＡ１がモータ・ジェネレータＭＧと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤＳ１がケースＤｃに固定されている。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１における、回転速度の順で中間となるリングギヤＲ１の回転が第二クラッチＣ２を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に伝達される。したがって、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は減速されると共に、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは増幅されて第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に伝達される。
【００８４】
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、入力軸Ｉの回転速度及びトルクが、第三クラッチＣ３を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２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及び第三クラッチＣ３を介して共通キャリヤＣＡ２に伝達される。そして、共通キャリヤＣＡ２に伝達された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて出力ギヤＯ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第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが入力され、回転速度の順で他方側となる共通キャリヤＣＡ２に入力軸ＩのトルクＴｅが駆動連結される。そして、回転速度の順で中間となる共通リングギヤＲ２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、第二差動歯車装置ＰＧ２は、共通キャリヤＣＡ２に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅと第二サンギヤＳ３に伝達されたモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇとを合成し、入力軸ＩのトルクＴｅに対して増幅したトルクを出力ギヤＯに伝達する。このとき、モータ・ジェネレータＭＧは正回転正トルクの状態となって力行する。
【００８５】
ここで、上記のとおり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、エンジンＥの駆動力によりスタータ・ジェネレータＳＧに発電を行なわせることができるように構成されている。そして、第一無段変速モードでは、モータ・ジェネレータＭＧは正回転正トルクの状態となって力行して電力を消費するため、モータ・ジェネレータ制御部３２は、エンジンＥのトルクＴｅ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を力行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を実現することが可能となる。なお、この場合、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、エネルギ効率の向上を図ることができるという利点もある。
【００８６】
本実施形態においては、第一無段変速モードは、有段変速モードにおける第５速段と第８速段（ここでは、第一８速段）との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。そこで、図７の速度線図においては、有段変速モードの第５速段及び第一８速段に対応する速度線図を一点鎖線で示している。第５速段から第一８速段への遷移過程においては、第５速段が形成された状態から、第二クラッチＣ２及び第三クラッチＣ３を係合状態としたままで第一クラッチＣ１が解放され、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ると、第二クラッチＣ２を介して第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３の回転速度も徐々に上昇する。また、それに伴って第一サンギヤＳ２の回転速度は徐々に低下する。そして、やがて第一サンギヤＳ２の回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とすることにより、第一８速段が形成される。なお、ここでは第５速段から第一８速段への遷移過程についてのみ説明したが、上記の逆動作により、第一８速段から第一無段変速モードを経て第５速段へ遷移することも可能である。
【００８７】
１−６−２．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８に基づいて説明する。図３に示すように、第二無段変速モード（ＣＶＴ〔２〕）では、第三クラッチＣ３及び第五クラッチＣ５が係合状態とされる。第三クラッチＣ３の係合状態で、入力軸ＩのトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に入力される。また、第五クラッチＣ５の係合状態で、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１及びモータ・ジェネレータＭＧと一体回転するように駆動連結され、第一サンギヤＳ２にモータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇがそのまま入力される。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Ｔｍｇ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。
【００８８】
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の右側の速度線図に示すように、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、第三クラッチＣ３を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２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及び第三クラッチＣ３を介して共通キャリヤＣＡ２に伝達される。そして、共通キャリヤＣＡ２に伝達された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２により減衰されて出力ギヤＯ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第一サンギヤＳ２に第五クラッチＣ５を介してモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが入力され、回転速度の順で中間となる共通キャリヤＣＡ２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共通リングギヤＲ２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、第二差動歯車装置ＰＧ２は、共通キャリヤＣＡ２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に対して減衰されたトルクを出力ギヤＯに伝達する。このとき、モータ・ジェネレータＭＧは正回転負トルクの状態となって発電する。
【００８９】
本実施形態においては、第二無段変速モードは、有段変速モードにおける第６速段と第８速段（ここでは、第三８速段）との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。そこで、図８の速度線図においては、有段変速モードの第６速段及び第三８速段に対応する速度線図を一点鎖線で示している。第６速段から第三８速段への遷移過程においては、第６速段が形成された状態から、第三クラッチＣ３及び第五クラッチＣ５を係合状態としたままで第一クラッチＣ１が解放され、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ると、第五クラッチＣ５を介してモータ・ジェネレータＭＧと一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２の回転速度も徐々に低下する。そして、やがて第一サンギヤＳ２の回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とすると共に第五クラッチＣ５を解放状態とすることにより、第三８速段が形成される。また、その後モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクＴｍｇを制御して第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれか一方を係合状態とし、第一８速段や第二８速段へ移行することもできる。なお、ここでは第６速段から第三８速段への遷移過程についてのみ説明したが、上記の逆動作により、第三８速段から第二無段変速モードを経て第６速段へ遷移することも可能である。また、第一８速段や第二８速段から、第三８速段及び第二無段変速モードを経て第６速段へ遷移することも可能である。
【００９０】
１−６−３．第三無段変速モード
第三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９に基づいて説明する。図３に示すように、第三無段変速モード（ＣＶＴ〔３〕）では、第三クラッチＣ３及び第四クラッチＣ４が係合状態とされる。第三クラッチＣ３の係合状態で、入力軸ＩのトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に入力される。また、第四クラッチＣ４の係合状態で、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転するように駆動連結され、第一サンギヤＳ２にモータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇが第一差動歯車装置ＰＧ１を介して入力される。このとき、モータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇは、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速及び増幅されて第一サンギヤＳ２に伝達される。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Ｔｍｇを制御することにより、第三無段変速モードが実現される。
【００９１】
図９は、第三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９の左側の速度線図に示すように、第三無段変速モードでは、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共にモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが増幅されて第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２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キャリヤＣＡ１がモータ・ジェネレータＭＧと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤＳ１がケースＤｃに固定されている。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１における、回転速度の順で中間となるリングギヤＲ１の回転が第四クラッチＣ４を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に伝達される。したがって、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は減速されると共に、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは増幅されて第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に伝達される。
【００９２】
また、図９の右側の速度線図に示すように、第三無段変速モードでは、入力軸Ｉの回転速度及びトルクが、第三クラッチＣ３を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２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及び第三クラッチＣ３を介して共通キャリヤＣＡ２に伝達される。そして、共通キャリヤＣＡ２に伝達された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２により減衰されて出力ギヤＯ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第一サンギヤＳ２に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが入力され、回転速度の順で中間となる共通キャリヤＣＡ２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共通リングギヤＲ２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、第二差動歯車装置ＰＧ２は、共通キャリヤＣＡ２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に対して減衰されたトルクを出力ギヤＯに伝達する。このとき、モータ・ジェネレータＭＧは正回転負トルクの状態となって発電する。
【００９３】
本実施形態においては、第三無段変速モードは、有段変速モードにおける第７速段と第８速段（ここでは、第三８速段）との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。そこで、図９の速度線図においては、有段変速モードの第７速段及び第三８速段に対応する速度線図を一点鎖線で示している。第７速段から第三８速段への遷移過程においては、第７速段が形成された状態から、第三クラッチＣ３及び第四クラッチＣ４を係合状態としたままで第一クラッチＣ１が解放され、第三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ると、第四クラッチＣ４を介して第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２の回転速度も徐々に低下する。そして、やがて第一サンギヤＳ２の回転速度がゼロとなった際に第一ブレーキＢ１を係合状態とすると共に第四クラッチＣ４を解放状態とすることにより、第三８速段が形成される。また、その後モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクＴｍｇを制御して第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２のいずれか一方を係合状態とし、第一８速段や第二８速段へ移行することもできる。なお、ここでは第７速段から第三８速段への遷移過程についてのみ説明したが、上記の逆動作により、第三８速段から第三無段変速モードを経て第７速段へ遷移することも可能である。また、第一８速段や第二８速段から、第三８速段及び第三無段変速モードを経て第７速段へ遷移することも可能である。
【００９４】
ところで、上記３つの無段変速モードを経て行われる変速段の切替は、切り替えの際に係合する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、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。なお、必ずしも変速段の切替時における遷移過程の全体に亘って、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度及びトルクＴｍｇを常時制御する必要はない。すなわち、例えば変速段の切替時における遷移過程において、モータ・ジェネレータＭＧの制御と油圧制御との協調制御を行なう構成としても良い。より具体的には、油圧制御装置１３（図２を参照）により、変速段の切替後に係合される係合要素（例えば、第５速段から第一８速段への遷移過程における第一ブレーキＢ１）への供給油圧を上昇させることで変速過程を終盤付近まで進行させ、その後モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを制御することにより、変速段の切替後に係合される係合要素の両側の係合部材を回転同期させる構成とすることができる。
【００９５】
１−７．発進モード
次に、発進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１０に基づいて説明する。発進モードは、第二差動歯車装置ＰＧ２の１つの回転要素である共通キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクが入力された状態で、入力軸Ｉのトルクに対する反力をモータ・ジェネレータＭＧに出力させることにより、入力軸Ｉのトルクを増幅して出力ギヤＯに伝達しつつ、出力ギヤＯの回転速度を次第に上昇させて車両を発進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、発進モードでは、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。第三クラッチＣ３の係合状態で、入力軸ＩのトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２に入力される。また、第二クラッチＣ２の係合状態で、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３が第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転するように駆動連結され、第二サンギヤＳ３にモータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇが第一差動歯車装置ＰＧ１を介して入力される。このとき、モータ・ジェネレータＭＧの回転及びトルクＴｍｇは、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速及び増幅されて第二サンギヤＳ３に伝達される。この状態でモータ・ジェネレータＭＧに、入力軸Ｉのトルクに対する反力を出力させることにより、発進モードが実現される。
【００９６】
図１０は、発進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。この図において一点鎖線は出力ギヤ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、実線は一点鎖線の状態よりも出力ギヤＯの回転速度が高い（すなわち車速が高い）状態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。この図１０の左側の速度線図に示すように、発進モードでは、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共にモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが増幅されて第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３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キャリヤＣＡ１がモータ・ジェネレータＭＧと一体回転し、回転速度の順で他方側となるサンギヤＳ１がケースＤｃに固定されている。そして、第一差動歯車装置ＰＧ１における、回転速度の順で中間となるリングギヤＲ１の回転が第二クラッチＣ２を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に伝達される。したがって、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度は減速されると共に、モータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇは増幅されて第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に伝達される。
【００９７】
また、図１０の右側の速度線図に示すように、発進モードでは、入力軸Ｉの回転速度及びトルクが、第三クラッチＣ３を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の共通キャリヤＣＡ２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及び第三クラッチＣ３を介して共通キャリヤＣＡ２に伝達される。そして、共通キャリヤＣＡ２に伝達された入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが第二差動歯車装置ＰＧ２により増幅されて出力ギヤＯ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第二サンギヤＳ３に、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されたモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが入力され、回転速度の順で他方側となる共通キャリヤＣＡ２に入力軸ＩのトルクＴｅが駆動連結される。そして、回転速度の順で中間となる共通リングギヤＲ２に出力ギヤＯが駆動連結される。
【００９８】
このように、発進モードでは、第二差動歯車装置ＰＧ２の各回転要素の回転速度の順に関し、第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに駆動連結される共通キャリヤＣＡ２と第二クラッチＣ２を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯであるリングギヤＲ１に駆動連結される第二サンギヤＳ３とが、出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２を挟んで反対側に位置している。この状態で、共通キャリヤＣＡ２に入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅが入力されると共に、入力軸ＩのトルクＴｅに対する反力をモータ・ジェネレータＭＧに出力させる。すなわち、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、第二差動歯車装置ＰＧ２は、共通キャリヤＣＡ２に伝達された入力軸ＩのトルクＴｅと第二サンギヤＳ３に伝達されたモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇとを合成し、入力軸ＩのトルクＴｅに対して増幅したトルクを出力ギヤＯに伝達する。
【００９９】
この際、上記のとおり第三クラッチＣ３を介して入力軸Ｉに駆動連結される共通キャリヤＣＡ２と第二クラッチＣ２を介してリングギヤＲ１に駆動連結される第二サンギヤＳ３とが、出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２を挟んで反対側に位置している。入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度は常に正であるため、図１０において一点鎖線で示すように、車両の停止時には第二サンギヤＳ３は負方向に回転する。このとき、第二サンギヤＳ３の負方向の回転は第二クラッチＣ２を介して第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１に伝達され、更に第一差動歯車装置ＰＧ１により負方向に増速されてモータ・ジェネレータＭＧに伝達される。したがって、車両の停止時に発進モードを実現すると、まず始めにモータ・ジェネレータＭＧは負回転正トルクの状態となって発電する。この状態で、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度を徐々に上昇させると、第二クラッチＣ２を介して第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転する第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３の回転速度も徐々に上昇する。また、それに伴って共通リングギヤＲ２及びこれに駆動連結される出力ギヤＯの回転速度も徐々に上昇する。これにより車両が発進されて前進し始める。そして、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が上昇してやがて正方向に回転し始めると、モータ・ジェネレータＭＧは正回転正トルクの状態となって力行する。
【０１００】
このように、発進モードでは、第二差動歯車装置ＰＧ２により入力軸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、入力軸ＩのトルクＴｅに対して増幅したトルクを出力ギヤＯに伝達しつつ、出力ギヤＯの回転速度を次第に上昇させることができる。よって、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との双方を利用して、車両の発進を適切に行なうことができる。また、本実施形態に係る発進モードでは、上記のとおり車両が停止した状態からモータ・ジェネレータＭＧに発電を行わせつつ、車両を発進させることができる。よって、車両に備えられたバッテリ１１における蓄電量が少ない場合であっても、車両の発進を適切に行うことができる。
【０１０１】
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１１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１１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における第一差動歯車装置ＰＧ１の具体的構成を変更すると共に、第五クラッチＣ５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、第五クラッチＣ５を備えないことに起因して、有段変速モード及び電動走行モードの変速段数、並びに、無段変速モードのモード数が、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。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【０１０２】
２−１．ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図１１に示すように、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シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第一差動歯車装置ＰＧ１は、複数のピニオンギヤを支持するキャリヤＣＡ１と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１との３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Ｓ１が「第一回転要素Ｅ１」に相当し、キャリヤ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」に相当する。この第一差動歯車装置ＰＧ１のサンギヤＳ１は、非回転部材としてのケースＤｃに固定されている。リングギヤＲ１は、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。従って、この第一差動歯車装置ＰＧ１は、リングギヤＲ１に入力されるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度を減速してキャリヤＣＡ１から出力する減速用の差動歯車装置として機能する。本実施形態においては、リングギヤＲ１が「入力回転要素ＥＩ」に相当し、キャリヤＣＡ１が「出力回転要素ＥＯ」に相当し、サンギヤＳ１が「固定要素ＥＳ」に相当する。
【０１０３】
本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１の入力回転要素ＥＩとしてのリングギヤＲ１は、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のみであり、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される構成とはなっていない。出力回転要素ＥＯとしてのキャリヤＣＡ１は、第二クラッチＣ２を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第二サンギヤＳ３に選択的に駆動連結されると共に、第四クラッチＣ４を介して第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２に選択的に駆動連結される。
【０１０４】
本実施形態では、第二差動歯車装置ＰＧ２の４つの回転要素のうち、１つの回転要素である共通キャリヤＣＡ２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。また、他の１つの回転要素である共通リングギヤＲ２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。また、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共通キャリヤＣＡ２及び出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２以外の回転要素の１つである第二サンギヤＳ３が、第二クラッチＣ２を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのキャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。本実施形態においては、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共通キャリヤＣＡ２及び出力ギヤＯに駆動連結された共通リングギヤＲ２以外の回転要素の他の１つである第一サンギヤＳ２は、第四クラッチＣ４を介して第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのキャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結される。
【０１０５】
更に本実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２は、第四クラッチＣ４を介して第一差動歯車装置ＰＧ１のキャリヤＣＡ１に選択的に駆動連結されると共に、第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定される。共通キャリヤＣＡ２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と共に、第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに選択的に固定される。
【０１０６】
したがって、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一回転要素Ｅ１である第一サンギヤＳ２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、第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのキャリヤＣＡ１の回転及びトルクが入力される。また、第二差動歯車装置ＰＧ２の第二回転要素Ｅ２である共通キャリヤＣＡ２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（エンジンＥ）の回転及びトルクが入力される。また、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Ｓ３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、第一差動歯車装置ＰＧ１の出力回転要素ＥＯとしてのキャリヤＣＡ１の回転及びトルクが入力される。
【０１０７】
２−２．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１２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係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、及びＢ２の作動状態を示す作動表である。この図における表記は、図３におけるものと同様である。図１２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、上記第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈと同様に、有段変速モード、電動走行モード、無段変速モード、及び発進モードの４つの動作モードを切替可能に備えている。但し、本実施形態においては、有段変速モードは、第１〜６速段及び後進段の７つの変速段を切替可能に備えている。また、電動走行モードは、第１〜３速段及び後進段の４つの変速段を切替可能に備えている。また、無段変速モードとして、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。
【０１０８】
そして、本実施形態に係る有段変速モードの第１速段、第２速段、第３速段、第４速段、第５速段、及び第６速段は、上記第一の実施形態に係る有段変速モードの第１速段、第２速段、第３速段、第５速段、第７速段、及び第８速段にそれぞれ対応している。また、本実施形態に係る有段変速モードの第６速段が切替可能に備える第一６速段、第二６速段、及び第三６速段は、上記第一の実施形態に係る有段変速モードの第８速段が切替可能に備える第一８速段、第二８速段、及び第三８速段にそれぞれ対応している。また、本実施形態に係る電動走行モードの第１速段、第２速段、及び第３速段は、上記第一の実施形態に係る電動走行モードの第１速段、第２速段、及び第３速段にそれぞれ対応している。従って、ここでは、上記第一の実施形態において説明した図４〜図６に対応する、有段変速モードでの速度線図、有段変速モードでの３つの第６速段の速度線図、及び電動走行モードでの速度線図を図１３〜図１５に示すことにより、各モードの説明に代える。
【０１０９】
また、本実施形態に係る第一無段変速モード及び第二無段変速モードは、上記第一の実施形態に係る第一無段変速モード及び第三無段変速モードにそれぞれ対応している。また、本実施形態に係る発進モードは、上記第一の実施形態に係る発進モードと基本的に同じである。従って、ここでは、第一無段変速モード、第三無段変速モード、及び発進モードについての説明は省略する。但し、本実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１が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ことから、上記第一の実施形態と比較して、キャリヤＣＡ１及びリングギヤＲ１の、回転速度の順、並びに入力回転要素ＥＩ及び出力回転要素ＥＯとしての機能が入れ替わっている点に留意する。また、有段変速モードが切替可能に備える変速段の数が異なることに対応して、第一無段変速モードは、有段変速モードにおける第４速段と第６速段（ここでは、第一６速段）との間の遷移過程において実現されるモードとなっており、第二無段変速モードは、有段変速モードにおける第５速段と第６速段（ここでは、第三６速段）との間の遷移過程において実現されるモードとなっている点に留意する。
【０１１０】
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈにおいては、第一６速段では、入力軸Ｉの回転速度が増速されて出力ギヤＯに伝達されると共に、第二差動歯車装置ＰＧ２により増速されてキャリヤＣＡ１に伝達される出力ギヤＯの回転が、第一差動歯車装置ＰＧ１により更に増速されてリングギヤＲ１に伝達される。よって、第一差動歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１と一体回転するように駆動連結されたモータ・ジェネレータＭＧのロータＲｏを、入力軸Ｉよりも大幅に高速回転させることができる。また、第一差動歯車装置ＰＧ１により増幅されて第二サンギヤＳ３に伝達されるモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇが、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に増幅されて出力ギヤＯに伝達される。よって、この第一６速段では、高回転の状態で駆動されるモータ・ジェネレータＭＧのトルクＴｍｇを増幅して、出力ギヤＯに伝達できるアシストトルクの大きさを確保しつつ、体格の小さいモータ・ジェネレータＭＧを使用することができるので、当該モータ・ジェネレータＭＧひいてはハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体を小型化することができる。また、ハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体を小型化することで、その重量を軽減して、車両駆動時のエネルギ効率を向上させることができるという利点もある。
【０１１１】
また、第二６速段では、モータ・ジェネレータＭＧを、入力軸Ｉと同速となる比較的高回転の状態で回転させることができる。なお、この第二６速段におけるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度は、比較的高速ではあるものの、第一６速段におけるモータ・ジェネレータＭＧの回転速度よりも低くなる。この場合、第一６速段と比較して、モータ・ジェネレータＭＧの回転速度が上昇し過ぎて誘起電圧が高くなるのを抑制することができる。よって、幅広い車速（出力ギヤＯの回転速度）範囲でモータ・ジェネレータＭＧを最大トルク制御して、エネルギ効率を向上させることができる。また、それに伴い、ハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【０１１２】
更に、第三６速段では、モータ・ジェネレータＭＧを入力軸Ｉ及び第二差動歯車装置ＰＧ２から完全に分離させると共に、当該モータ・ジェネレータＭＧの回転を停止させることで、例えば定常走行時においてトルクアシストや発電が必要ない場合等に、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の駆動力のみで車両を走行させると共に、モータ・ジェネレータＭＧの引き摺り損失を抑制することができる。よって、ハイブリッド駆動装置Ｈの装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【０１１３】
そして、第一６速段、第二６速段、及び第三６速段のいずれにおいても、従来技術として示した特許文献に記載されたハイブリッド駆動装置とは異なり、有段変速モードの第６速段において第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される場合であっても、モータ・ジェネレータＭＧは第一サンギヤＳ２と共にケースＤｃに固定されることはない。つまり、モータ・ジェネレータＭＧは、第一６速段では入力軸Ｉよりも大幅に高速回転し、第二６速段では入力軸Ｉと同速で回転している。よって、第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される場合であっても、車両の走行状態に応じてモータ・ジェネレータＭＧにトルクアシストや発電を行わせることができる。なお、モータ・ジェネレータＭＧは、第三６速段では独立して回転可能な状態となっているが、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を係合させることにより第一６速段又は第二６速段に移行することもできるので、同様に車両の走行状態に応じてモータ・ジェネレータＭＧにトルクアシストや発電を行わせることができる。また、同じく第二差動歯車装置ＰＧ２の第一サンギヤＳ２が第一ブレーキＢ１によりケースＤｃに固定される第２速段に関しても、モータ・ジェネレータＭＧは入力軸Ｉと同速で回転するので、同様に車両の走行状態に応じてモータ・ジェネレータＭＧにトルクアシストや発電を行わせることができる。よって、エネルギ効率の良い状態でハイブリッド駆動装置Ｈを駆動させることが可能となっている。
【０１１４】
〔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、電動走行モード、無段変速モード、及び発進モードの４つのモードを切替可能に備えた構成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ない。例えばハイブリッド駆動装置Ｈが、有段変速モードのみを備えた構成とすることも可能である。また、有段変速モードと、他の１つ又は２つの動作モードを切替可能に備えた構成としても好適である。また、上記４つのモードに加えて、更に他のモードを切替可能に備えた構成としても好適である。
この場合の他のモードとしては、例えば充電モードが挙げられる。充電モードでは第一クラッチＣ１を係合状態とすることにより、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとが一体回転する状態とされる。なおこの際、他の係合要素は全て解放状態とされる。そして、第一クラッチＣ１を介して、入力軸Ｉ（エンジンＥ）のトルクＴｅをモータ・ジェネレータＭＧに伝達すると共に、モータ・ジェネレータＭＧに回転方向とは反対方向のトルクＴｍｇを出力させて充電を行う。なお、この充電モードでは、入力軸Ｉとモータ・ジェネレータＭＧとが一体回転することを利用して、モータ・ジェネレータＭＧにトルクＴｍｇを出力させてエンジンＥを始動させることも可能である。
【０１１５】
（２）上記第一の実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、有段変速モードにおける最高変速段の第８速段として、第一８速段、第二８速段、及び第三８速段の３つを切替可能に備えている場合を例として説明した。また、上記第二の実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、有段変速モードにおける最高変速段の第６速段として、第一６速段、第二６速段、及び第三６速段の３つを切替可能に備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば上記第一の実施形態において、有段変速モードにおける最高変速段の第８速段として第一８速段のみを形成可能な構成としたり、第一８速段及び第二８速段の２つを切替可能に備える構成としたりすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。上記第二の実施形態においても同様である。
【０１１６】
（３）上記第一の実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、有段変速モードにおいて第１〜８速段の８つの前進用の変速段を切替可能に備えると共に、電動走行モードにおいて第１〜４速段の４つの前進用の変速段を切替可能に備えている場合を例として説明した。また、上記第二の実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈが、有段変速モードにおいて第１〜６速段の６つの前進用の変速段を切替可能に備えると共に、電動走行モードにおいて第１〜３速段の３つの前進用の変速段を切替可能に備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、有段変速モードにおける変速段の段数は任意であり、５つ以下、７つ、或いは９つ以上とすることも可能である。これらいずれの場合においても、入力軸Ｉの回転速度を増速して出力ギヤＯに伝達する高速変速段として、第一クラッチＣ１を解放すると共に、第一差動歯車装置ＰＧ１により減速されたモータ・ジェネレータＭＧの回転を、第二差動歯車装置ＰＧ２により更に減速して出力ギヤＯに伝達する第一高速変速段と、第一クラッチＣ１を係合すると共に、入力軸Ｉと一体回転するモータ・ジェネレータＭＧの回転を、第二差動歯車装置ＰＧ２により入力軸Ｉの回転と共に増速して出力ギヤＯに伝達する第二高速変速段と、を切替可能に備える構成とすると好適である。また、電動走行モードにおける変速段の段数についても任意であり、２つ以下、或いは５つ以上とすることも可能である。特に、車両の駆動力源として機能するモータ・ジェネレータＭＧは、その回転速度及びトルクＴｍｇの制御を行なうことが比較的容易であるので、電動走行モードの前進用の変速段を１段のみとしても良い。この場合、第二クラッチＣ２及び第二ブレーキＢ２を係合状態とし、その他の係合要素を全て解放することにより電動走行モードの前進段が実現される構成とすることができる。
【０１１７】
（４）上記の各実施形態においては、第二差動歯車装置ＰＧ２が、ラビニヨ型の遊星歯車装置により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二差動歯車装置ＰＧ２の具体的構成は適宜変更が可能であり、例えば複数の遊星歯車機構を組み合わせて第二差動歯車装置ＰＧ２を構成しても良い。この場合のそれぞれの遊星歯車機構としては、シングルピニオン型又はダブルピニオン型のいずれであっても良い。また、第二差動歯車装置ＰＧ２は少なくとも４つの回転要素を有していれば良く、５つ以上の回転要素を有する構成とすることもできる。
【０１１８】
（５）上記の各実施形態においては、モータ・ジェネレータＭＧが力行して電力を消費する場合には、モータ・ジェネレータ制御部３２が、エンジンＥのトルクＴｅ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に供給するように制御する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えばこれとは逆に、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することも、本発明の好適な実施形態の一つである。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効率の向上を図ることができる。
【０１１９】
（６）上記の各実施形態においては、第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２が、いずれも遊星歯車装置により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明における差動歯車装置（第一差動歯車装置ＰＧ１及び第二差動歯車装置ＰＧ２の一方又は双方）の構成は、遊星歯車装置に限定されない。すなわち、例えば複数の傘歯車を組み合わせた構成等のように、他の形態の歯車機構を用いて差動歯車装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１２０】
（７）上記の各実施形態において説明した各差動歯車装置の具体的構成及び連結関係、並びに差動歯車装置の各回転要素に対する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。
【０１２１】
（８）上記の各実施形態においては、ハイブリッド駆動装置Ｈに備えられる出力部材としての出力ギヤＯが、軸方向では第一差動歯車装置ＰＧ１と第二差動歯車装置ＰＧ２との間に配置されると共に、径方向では第二差動歯車装置ＰＧ２の径方向外側に配置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ない。すなわち、例えば出力部材としての出力軸を、軸方向でエンジンＥとは反対側に、入力軸Ｉと同軸上に配置した構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような構成は、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な構成となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、エンジンに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、回転電機と、を備えたハイブリッド駆動装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
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        出力ギヤ（出力部材）
ＭＧ      モータ・ジェネレータ（回転電機）
ＰＧ１    第一差動歯車装置
Ｓ１      サンギヤ
ＣＡ１    キャリヤ
Ｒ１      リングギヤ
ＰＧ２    第二差動歯車装置
Ｓ２      第一サンギヤ
Ｓ３      第二サンギヤ
ＣＡ２    共通キャリヤ
Ｒ２      共通リングギヤ
Ｄｃ      駆動装置ケース（非回転部材）
Ｃ１      第一クラッチ
Ｃ２      第二クラッチ
Ｃ３      第三クラッチ
Ｃ４      第四クラッチ
Ｃ５      第五クラッチ
Ｂ１      第一ブレーキ
Ｂ２      第二ブレーキ
ＥＩ      入力回転要素
ＥＯ      出力回転要素
ＥＳ      固定要素
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】
2011105167.tif 000003
【図２】
2011105167.tif 000004
【図３】
2011105167.tif 000005
【図４】
2011105167.tif 000006
【図５】
2011105167.tif 000007
【図６】
2011105167.tif 000008
【図７】
2011105167.tif 000009
【図８】
2011105167.tif 000010
【図９】
2011105167.tif 000011
【図１０】
2011105167.tif 000012
【図１１】
2011105167.tif 000013
【図１２】
2011105167.tif 000014
【図１３】
2011105167.tif 000015
【図１４】
2011105167.tif 000016
【図１５】
2011105167.tif 000017