(57)【要約】【課題】４要素、２自由度の差動装置に組み合わせるモータ／ジェネレータを大型化することなく変速比幅を大きくし得るようにしたハイブリッド変速機を提供する。【解決手段】シングルピニオン遊星歯車組２およびダブルピニオン遊星歯車組３よりなるラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）１と、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との組み合わせになり、リングギヤＲｓをエンジンＥＮＧに結合し、キャリアＣを出力歯車５に結合し、サンギヤＳｄをモータ／ジェネレータＭＧ１に結合し、サンギヤＳｓをモータ／ジェネレータＭＧ２に結合したハイブリッド変速機において、サンギヤＳｓおよびモータ／ジェネレータＭＧ２間の結合は単純遊星歯車組８を介してこれを行う。ここで単純遊星歯車組８は、サンギヤＳ３をサンギヤＳｓに結合し、リングギヤＲ３をモータ／ジェネレータＭＧ２に結合し、キャリアＣ３をブレーキＢＲにより固定可能にすると共に直結クラッチＣＬ２によりリングギヤＲ３に結合可能にする。【選択図】        図４
2004239278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共線図上に配置される回転メンバとして４個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、前記回転メンバにそれぞれ主動力源からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機において、
前記モータ／ジェネレータの一方と、該一方のモータ／ジェネレータを結合すべき回転メンバとの間を、サンギヤ、リングギヤおよびキャリアよりなる遊星歯車組を介して結合し、
該遊星歯車組を２要素の結合により直結状態にする直結クラッチと、１要素の固定により前記一方のモータ／ジェネレータから対応する回転メンバへトルクが増大下に伝達されるようにする制動手段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２】
請求項１に記載のハイブリッド変速機において、前記一方のモータ／ジェネレータを結合すべき回転メンバが前記主動力源の回転方向とは逆の方向に回転され、且つ、該一方のモータ／ジェネレータが回転数を低下される発電負荷を受ける時、前記直結クラッチを解放すると共に前記制動手段を締結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３】
請求項１または２に記載のハイブリッド変速機において、前記一方のモータ／ジェネレータを結合すべき回転メンバが前記主動力源の回転方向と同じ方向に回転される時、前記制動手段を解放すると共に前記直結クラッチを締結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４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド変速機において、前記制動手段をワンウェイクラッチで構成し、前記遊星歯車組の１要素が前記トルク増大時に反力受けとして機能し得るよう対応方向へ回転されるのを阻止す向きに該ワンウェイクラッチを配置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】
この種ハイブリッド変速機としては、例えば特許文献１に記載のように、共線図上に配置される回転メンバとして４個の回転メンバを有した２自由度・４要素の差動装置を具え、これら回転メンバにそれぞれ主動力源からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合したものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２９５６１５号公報
【０００４】
このような差動装置を用いたハイブリッド変速機は、例えば図１の略線図で示すように構成することができる。
エンジンＥＮＧに隣り合わせて、４要素、２自由度の差動装置を成すラビニョオ型プラネタリギヤセット１を設け、これを、ロングピニオン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２およびダブルピニオン遊星歯車組３の同軸配置により構成する。
シングルピニオン遊星歯車組２はサンギヤＳｓおよびリングギヤＲｓにロングピニオンＰ１を噛合させた構造とし、ダブルピニオン遊星歯車組３はサンギヤＳｄおよびロングピニオンＰ１に大径のショートピニオンＰ２を噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組２，３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。
【０００５】
エンジンＥＮＧから遠いラビニョオ型プラネタリギヤセット１の側に、ステータ４ｓおよび内側ロータ４ｒｉよりなる第１モータ／ジェネレータＭＧ１と、ステータ４ｓおよび外側ロータ４ｒｏよりなる第２モータ／ジェネレータＭＧ２とを設け、
サンギヤＳｄにモータ／ジェネレータＭＧ１を、また、サンギヤＳｓにモータ／ジェネレータＭＧ２を結合する。
リングギヤＲｓにはメインクラッチＣＬ１を介してエンジンＥＮＧを結合し、キャリアＣには出力歯車５を結合し、この歯車への変速機出力回転をカウンターシャフト６およびディファレンシャルギヤ装置７を経て駆動車輪に伝達するようになす。
【０００６】
図１の構成になるハイブリッド変速機の共線図は図２に示すように表すことができ、ラビニョオ型プラネタリギヤセット１の４個の回転メンバには、回転速度順に、つまりサンギヤＳｄ、リングギヤＲｓ、キャリアＣ、サンギヤＳｓの順に、第１モータ／ジェネレータＭＧ１、主動力源であるエンジンＥＮＧ、ディファレンシャギヤ装置７を含む車輪駆動系への出力（Ｏｕｔ）、第２モータ／ジェネレータＭＧ２がそれぞれ結合されている。
図２において、α，βは、ラビニョオ型プラネタリギヤセット１を構成する遊星歯車組２，３のギヤ比を、入出力間の距離を「１」とした場合の比として示し、
エンジンＥＮＧの回転数をＮｅ、トルクをＴｅで、また、変速機の出力回転数をＮｏ、トルクをＴｏで、更に、モータ／ジェネレータＭＧ１の回転数をＮｍ１、トルクをＴｍ１で、また、モータ／ジェネレータＭＧ２の回転数をＮｍ２、トルクをＴｍ２で示した。
【０００７】
図２において、エンジン回転数Ｎｅおよび変速比ｉ＝（Ｎｅ／Ｎｏ）が決まっている場合、出力回転数ＮｏはＮｏ＝Ｎｅ×（１／ｉ）により求めることができ、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、エンジン回転数Ｎｅおよび出力回転数Ｎｏから次式の回転バランス式により求めることができる。
Ｎｍ１＝Ｎｅ＋α  （Ｎｅ−Ｎｏ）              ・・・（１）
Ｎｍ２＝Ｎｏ−β（Ｎｅ−Ｎｏ）              ・・・（２）
また、図２に示す共線図上のトルクバランスは下記の３つの式で表すことができる。
先ず、トルク上下方向のバランスについては、
Ｔｏ＝Ｔｍ１＋Ｔｍ２＋Ｔｅ            ・・・（３）
また、モータパワーのバランスについては、
Ｎｍ１・Ｔｍ１＋Ｎｍ２・Ｔｍ２＝Ｐｂ      ・・・（４）
更に、レバー回転方向のバランスについては、
αＴｍ１＋  Ｔｏ＝  （１＋β）Ｔｍ２        ・・・（５）
が得られる。
これら３つの式を解いて、Ｐｂ＝０とすると、図２の共線図におけるトルクバランス式は次式で表される。
Ｔｍ１＝［Ｎｍ２／｛βＮｍ１＋（α＋１）Ｎｍ２｝］・Ｔｅ      ・・・（６）
Ｔｍ２＝［Ｎｍ１／｛βＮｍ１＋（α＋１）Ｎｍ２｝］・Ｔｅ      ・・・（７）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように４要素、２自由度の差動装置を用いたハイブリッド変速機においては、速度比（１／変速比ｉ）対トルク特性が図３のごときものとなり（図３では、エンジンの回転数およびトルクを１に正規化した時のモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数およびトルクを出力トルクＴｏおよび電気パワーＰｅと共に示す）、この図３におけるモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの和値（Ｔｍ１＋Ｔｍ２）に関する線図から明らかなように、ロー側変速比やハイ側変速比、特にロー側変速比においてモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の要求トルクが大きくなり、この傾向が特に、ロー側変速比になるほど問題となる。
【０００９】
このことは、変速比をロー側やハイ側に拡大しようとすると、特にロー側への変速比の拡大時に、大きなトルクを発生し得るモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が要求されることを意味する。
しかしこの場合、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が大型となって車載上の制約とか、コスト上の制約の要求を満足し得ず、これらの制約を満足するモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を用いざるを得ない。
これがため実際上は、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生可能なトルクにより決定される変速比の幅を大きくすることができず、電気変速レンジが狭くなってハイブリッド変速機の使用に制限が掛かるという問題があった。
例えば、エンジンの作動速度レンジが狭ければハイブリッド変速機の変速レンジを広くすることで高速走行が可能になるが、ハイブリッド変速機の変速レンジが上記のごとく狭いことからこの要求を満足させることができず、エンジンの制約やエンジン動作点の制約、駆動力不足などがあると、これをハイブリッド変速機により補うといったような利用ができない。
【００１０】
本発明は、大トルクを発生する大型のモータ／ジェネレータを用いずとも電気変速レンジを広くし得て、エンジンの制約やエンジン動作点の制約、駆動力不足などがある場合でも、これを大きな変速レンジにより補い得るようにしたハイブリッド変速機を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、
前記したと同じく４要素、２自由度の差動装置をなす回転メンバにそれぞれ主動力源からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機を要旨構成の基礎前提とし、
上記モータ／ジェネレータの一方と、該一方のモータ／ジェネレータを結合すべき回転メンバとの間を、サンギヤ、リングギヤおよびキャリアよりなる遊星歯車組を介して結合し、
該遊星歯車組を２要素の結合により直結状態にする直結クラッチと、１要素の固定により前記一方のモータ／ジェネレータから対応する回転メンバへトルクが増大下に伝達されるようにする制動手段とを設けたものである。
【００１２】
【発明の効果】
かかる本発明のハイブリッド変速機によれば、上記一方のモータ／ジェネレータから対応する回転メンバへトルクを増大下に伝達する遊星歯車組を設けたから、当該モータ／ジェネレータの要求トルクをその分小さくすることができ、モータ／ジェネレータの要求トルクが大きくなるロー側変速比やハイ側変速比においても小さなモータ／ジェネレータで足りることとなる。
【００１３】
従って、モータ／ジェネレータが車載上の制約とか、コスト上の制約で大きくし得ない場合においても、ハイブリッド変速機の変速比をロー側やハイ側に拡大して変速比の幅を大きくすることができ、電気変速レンジの拡大によりハイブリッド変速機の応用範囲を拡大することができる。
例えば、エンジンの作動速度レンジが狭くてもこれを、ハイブリッド変速機の変速レンジの拡大により補って高速走行が可能になる。
つまり本発明によれば、大トルクを発生する大型のモータ／ジェネレータを用いずとも電気変速レンジを広くし得て、エンジンの制約やエンジン動作点の制約、駆動力不足などがある場合でも、これを大きな変速レンジにより補うことができてハイブリッド変速機の応用範囲を広げることができる。
【００１４】
【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４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に詳述する構成とする。
【００１５】
ハイブリッド変速機の主軸線方向（図の左右方向）右側（エンジンＥＮＧに近い前側）にラビニョオ型プラネタリギヤセット１を、また図の左側（エンジンＥＮＧから遠い後側）に例えば複合電流２層モータ４を可とするモータ／ジェネレータ組を配置する。
これらラビニョオ型プラネタリギヤセット１および複合電流２層モータ４は上記の主軸線上に同軸に配置するが、この主軸線からオフセットさせて平行にカウンターシャフト６およびディファレンシャルギヤ装置７を設ける。
【００１６】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット１は図１につき前述したと同様に、ロングピニオン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２およびダブルピニオン遊星歯車組３の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組２はサンギヤＳｓにロングピニオンＰ１を噛合させ、ロングピニオンＰ１にリングギヤＲｓを噛合させた構造とし、ダブルピニオン遊星歯車組３はサンギヤＳｄおよびロングピニオンＰ１にそれぞれ大径のショートピニオンＰ２を噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組２，３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。
【００１７】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット１は、サンギヤＳｄ、サンギヤＳｓ、リングギヤＲｓ、およびキャリアＣの４個の回転メンバを主たる要素とし、これら４個の回転メンバのうち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。
そして４個の回転メンバの回転速度順は、図５の共線図により示した通りサンギヤＳｄ、リングギヤＲｓ、キャリアＣ、サンギヤＳｓの順番である。
なお差動装置は、本実施の形態で用いるラビニョオ型プラネタリギヤセット１に限られず、任意のものを用いることができるのは言うまでもない。
【００１８】
複合電流２層モータ４は、内側ロータ４ｒｉと、これを包囲する環状の外側ロータ４ｒｏとを、変速機ケース１内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ４ｒｉおよび外側ロータ４ｒｏ間における環状空間に同軸に配置した環状ステ−タ４ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状コイル４ｓと内側ロータ４ｒｉとで内側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータＭＧ１を構成し、環状コイル４ｓと外側ロータ４ｒｏとで外側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータＭＧ２を構成する。
ここでモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれ、ステータ４ｓへの複合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、ステータ４ｓへの複合電流を発電機側が負荷として印加し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。
【００１９】
なお上記ではモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を複合電流２層モータ４で構成したが、これに限られるものではなく、ステータを個別に持つモータ／ジェネレータを平行にオフセットさせて配置した構成のものでもよいことはいうまでもない。
【００２０】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット１の上記した４個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図５の共線図にも示したがサンギヤＳｄ、リングギヤＲｓ、キャリアＣ、サンギヤＳｓの順に、第１モータ／ジェネレータＭＧ１、主動力源であるエンジンＥＮＧ、ディファレンシャギヤ装置６を含む車輪駆動系への出力（Ｏｕｔ）、第２モータ／ジェネレータＭＧ２をそれぞれ結合する。
しかして、第２モータ／ジェネレータＭＧ２とサンギヤＳｓとの間の結合に当っては、図４に示すごとくエンジンＥＮＧから遠い後端に配した単純遊星歯車組７を介して当該結合を行い、単純遊星歯車組８は、サンギヤＳ３と、リングギヤＲ３と、これらサンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛合するぴピニオンＰ３を回転自在に支持したキャリアＣ３との３要素で構成する。
【００２１】
単純遊星歯車組８のサンギヤＳ３にサンギヤＳｓを結合し、リングギヤＲ３に第２モータ／ジェネレータＭＧ２のロータ４ｒｏを結合し、キャリアＣ３を制動手段としてのブレーキＢＲにより固定可能にする。
ブレーキＢＲによりキャリアＣ３を固定した状態では、外ロータ４ｒｏからのトルクがピニオンＰ３を介しサンギヤＳ３（サンギヤＳｓ）へ増大下に伝達される。
キャリアＣ３は更に、直結クラッチＣＬ２によりリングギヤＲ３に結合可能とし、クラッチＣＬ２の締結でキャリアＣ３およびリングギヤＲ３間を結合した状態では、単純遊星歯車組８の全ての要素が一体回転回転する直結状態になる。
【００２２】
かかる単純遊星歯車組８の３要素（サンギヤＳ３、リングギヤＲ３、キャリアＣ３）は、ラビニョオ型プラネタリギヤセット１の４要素に対し、共線図上において図５に示すごとき関係にある。
なお図５におけるα，βは、ラビニョオ型プラネタリギヤセット１を構成する遊星歯車組２，３のギヤ比を、入出力間の距離を「１」とした場合の比として示すもので、またγは、単純遊星歯車組８のギヤ比を、キャリアＣ３およびサンギヤＳ３間の距離を「１」とした場合の比として示すものである。
また図５では、エンジンＥＮＧの回転数をＮｅ、トルクをＴｅで、また、変速機の出力回転数をＮｏ、トルクをＴｏで示し、更に、モータ／ジェネレータＭＧ１の回転数をＮｍ１、トルクをＴｍ１で、また、サンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）の回転数をＮｍ２、トルクをＴｍ２で、また、モータ／ジェネレータＭＧ２の回転数をＮｍ２’、トルクをＴｍ２’で示す。
【００２３】
各要素間の結合を図４に基づき更に詳述するに、リングギヤＲｓを前記の通りエンジン（ＥＮＧ）回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤＲｓをメインクラッチＣＬ１を介してエンジンＥＮＧのクランクシャフト９に結合する。
サンギヤＳｄは中空軸１１を介して第１モータ／ジェネレータＭＧ１の内側ロータ４ｒｉに結合し、中空軸１１およびモータ／ジェネレータＭＧ１を貫通して後方に延在する中心軸１２を介してサンギヤＳｓをサンギヤＳ３に結合し、リングギヤＲ３は第２モータ／ジェネレータＭＧ２の外側ロータ４ｒｏに結合する。
【００２４】
キャリアＣを前記のごとく、車輪駆動系（Ｏｕｔ）へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアＣに中空軸１３を介して出力歯車５を結合し、これをカウンターシャフト６上のカウンター歯車１４に噛合させる。
カウンターシャフト６には別にファイナルドライブピニオン１５を一体的に設け、これを、ディファレンシャルギヤ装置７に設けたファイナルドライブリングギヤ１６に噛合させる。
ハイブリッド変速機からの出力回転は、出力歯車５からカウンターシャフト６を経て、ファイナルドライブピニオン１５およびファイナルドライブリングギヤ１６により構成されるファイナルドライブギヤ組を経てディファレンシャルギヤ装置７に至り、このディファレンシャルギヤ装置により図６に示す左右駆動輪１７に分配されるものとする。
【００２５】
上記の構成になるハイブリッド変速機は図５に示すような共線図により表すことができ、この場合においても、回転バランス式は、図１および図２につき前述した（１）式および（２）式により表され、トルクバランス式も、図１および図２につき前述した（６）式および（７）式により表され、
モータ／ジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍ２’およびトルクＴｍ２’は、サンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）の回転数Ｎｍ２およびトルクＴｍ２と、ブレーキＢＲまたはクラッチＣＬ２のいずれが締結されているかに応じて異なる単純遊星歯車組８のギヤ比とにより求めることができる。
【００２６】
上記したハイブリッド変速機の変速制御システムは図６に示すごとく、ハイブリッドコントローラ２１を具え、このハイブリッドコントローラ２１は目標エンジントルクｔＴｅに関する指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２はエンジンＥＮＧを当該目標トルクが発生するよう運転させる。
【００２７】
ハイブリッドコントローラ２１は更に、モータ／ジェネレータＭＧ１の回転数指令ｔＮｍ１およびモータ／ジェネレータＭＧ２のトルク指令ｔＴｍ２’の組み合わせに関する信号をモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３はインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ、上記した回転数指令ｔＮｍ１およびトルク指令ｔＴｍ２’の組み合わせが達成されるよう制御する。
【００２８】
これがためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２６からの信号と、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２７からの信号と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ２８からの信号とを入力する。
ハイブリッドコントローラ２１は、これら入力情報をもとに基本的には以下に概略説明する周知の要領で、上記の目標エンジントルクｔＴｅと、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数指令ｔＮｍ１およびトルク指令ｔＴｍ２’の組み合わせを決定する。
【００２９】
先ずハイブリッドコントローラ２１は、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから運転者が要求している車輪の目標駆動トルクを周知のマップ検索などの手法により求める。
次いでハイブリッドコントローラ２１は、車速ＶＳＰに車輪タイヤ半径などで決まる定数を掛けて車輪駆動軸回転数を求め、これと上記目標駆動トルクとの乗算により車輪の目標駆動力（目標エンジン出力）を求める。（便宜上、損失を０とする）
ハイブリッドコントローラ２１は、この目標エンジン出力を最低燃費で発生させるための目標エンジントルクｔＴｅおよび目標エンジン回転数ｔＮｅの組み合わせをエンジン動作点（ｔＴｅ，ｔＮｅ）として決定し、目標エンジントルクｔＴｅをエンジンコントローラ２２に供給する。
【００３０】
またハイブリッドコントローラ２１は、上記車輪駆動軸回転数にファイナルギヤ比を掛けて求め得る変速機出力回転数Ｎｏ、および上記目標エンジン回転数ｔＮｅから、第１モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１を、前記（１）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ１＝ｔＮｅ＋α  （ｔＮｅ−Ｎｏ）            ・・・（８）
の演算により求め、
更に、同じく変速機出力回転数Ｎｏおよび目標エンジン回転数ｔＮｅから、サンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）の目標回転数ｔＮｍ２を、前記（２）式に対応する次の回転バランス式
ｔＮｍ２＝Ｎｏ−β（ｔＮｅ−Ｎｏ）              ・・・（９）
の演算により求める。
【００３１】
次いでハイブリッドコントローラ２１は、これら目標回転数ｔＮｍ１，  ｔＮｍ２と、前記目標エンジントルクｔＴｅとから、サンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）の目標トルクｔＴｍ２を、前記（７）式に対応する次のトルクバランス式
ｔＴｍ２＝［ｔＮｍ１／｛βｔＮｍ１＋（α＋１）ｔＮｍ２｝］・ｔＴｅ      ・・・（１０）
の演算により求め、
この目標トルクｔＴｍ２と、単純遊星歯車組８の状態（クラッチＣＬ２が締結しているのか、ブレーキＢＲが締結しているのか）とに応じて、第２モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２’を以下のごとくに決定する。
つまり、クラッチＣＬ２が締結している場合、単純遊星歯車組８が直結状態であるから第２モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２’をｔＴｍ２’＝ｔＴｍ２とし、ブレーキＢＲが締結している場合、単純遊星歯車組８がリングギヤＲ３からサンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）へのトルクをギヤ比γで増大させているから第２モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２’をｔＴｍ２’＝ｔＴｍ２×（１／γ）とする。
【００３２】
ハイブリッドコントローラ２１は、かようにして求めた第２モータ／ジェネレータＭＧ２の目標トルクｔＴｍ２’と、上記（８）式の演算により求めた第１モータ／ジェネレータＭＧ１の目標回転数ｔＮｍ１との組み合わせをモータコントローラ２３に供給する。
これにより、第２モータ／ジェネレータＭＧ２が目標トルクｔＴｍ２’となるよう制御され、第１モータ／ジェネレータＭＧ１が目標回転数ｔＮｍ１となるよう制御され、エンジンコントローラ２２を介した目標エンジントルクｔＴｅの実現と相まって、前記の目標駆動トルクを最適燃費制御により最低燃費で発生させることができる。
【００３３】
上記の構成になるハイブリッド変速機は、本発明の目的を達成するため、図５につき以下に詳述するような変速制御を行わせ、同図（ａ）〜（ｃ）は、前進（正）回転出力時の変速動作を示し、同図（ｄ）は、後進（逆）回転出力時の変速動作を示す。
先ず、前進（正）回転出力時の変速動作を説明するに、発進に際して必要な最ロー変速比を選択するときは、図５（ａ）に示すように、メインクラッチＣＬ１を解放してエンジン出力なしに、モータ／ジェネレータＭＧ１の正回転モータ駆動、およびモータ／ジェネレータＭＧ２の正回転ジェネレータ（発電）作動（Ｔｍ２’＜０）により、サンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）の逆転駆動（Ｎｍ２＜０）下に車両を最ロー変速比で発進可能とする。
これがため、かかる（Ｔｍ２’＜０）および（Ｎｍ２＜０）が要求される最ロー変速比では、ブレーキＢＲを締結させてキャリアＣ３を固定することにより、単純遊星歯車組８のリングギヤＲ３からサンギヤＳ３（サンギヤＳｓ）へのトルクがγ倍に増大されて伝わるようにしておく。
【００３４】
かかる構成によれば、図３につき前述したごとく大きなモータ／ジェネレータトルクを要求される最ロー近辺の変速比において、単純遊星歯車組８のリングギヤＲ３からサンギヤＳ３（サンギヤＳｓ）へのトルクがγ倍に増大されるため、
単純遊星歯車組８に係わるモータ／ジェネレータＭＧ２の要求トルクをその分小さくして１／γにすることができ、
モータ／ジェネレータの要求トルクが大きくなるロー側変速比においても小さなモータ／ジェネレータで足りることとなる。
【００３５】
従って、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が車載上の制約とか、コスト上の制約で大きくし得ない場合においても、ハイブリッド変速機の変速比をロー側に拡大して変速比の幅を大きくすることができ、電気変速レンジの拡大によりハイブリッド変速機の応用範囲を拡大することができる。
例えば、エンジンＥＮＧの作動速度レンジが狭くてもこれを、ハイブリッド変速機の変速レンジの上記拡大により補うことが可能になり、大トルクを発生する大型のモータ／ジェネレータを用いずとも電気変速レンジを広くし得て、ハイブリッド変速機の応用範囲を広げることができる。
【００３６】
同じ前進（正）回転出力時の変速動作でも、発進後の中間的な変速比を選択するときは、図５（ｂ）に示すように、メインクラッチＣＬ１を解放してエンジン出力なしに、若しくはメインクラッチＣＬ１を締結してエンジン出力をも用いて、モータ／ジェネレータＭＧ１の正回転モータ駆動、およびモータ／ジェネレータＭＧ２の以下に説明する制御により中間的変速比を選択させる。
図５（ａ）の発進状態から出力回転数Ｎｏが上昇している間継続的に（全域で）ブレーキＢＲを締結させておくと、単純遊星歯車組８のギヤ比γによりモータ／ジェネレータＭＧ２が過回転される。
そこで、サンギヤＳｓ（サンギヤＳ３）の回転速度Ｎｍ２が負回転から０になった時に、図５（ｂ）のごとくブレーキＢＲを解放し、クラッチＣＬ２を締結させて単純遊星歯車組８を直結状態にする。
【００３７】
前進（正）回転出力時に変速比を更にハイ側にするに当たっては図５（ｃ）に示すごとく、クラッチＣＬ２の締結により単純遊星歯車組８を直結させた状態で、メインクラッチＣＬ１の締結によりエンジン出力をも用いて、モータ／ジェネレータＭＧ１の逆回転ジェネレータ作動（Ｔｍ１＜０）、およびモータ／ジェネレータＭＧ２（サンギヤＳｓ，Ｓ３）の正回転モータ駆動により、車両をハイ側変速比で高速走行とする。
この高速走行時に単純遊星歯車組８がブレーキＢＲの解放とクラッチＣＬ２の締結とで直結状態にされているため、そのギヤ比γによりモータ／ジェネレータＭＧ２が過回転されるのを回避することができる。
【００３８】
次に後進（逆）回転出力時の変速動作を説明するに、後進に際しては図５（ｄ）に示すように、メインクラッチＣＬ１を解放してエンジン出力なしに、モータ／ジェネレータＭＧ１の逆回転モータ駆動、およびモータ／ジェネレータＭＧ２の以下に説明する制御により後進変速比で発進可能とする。
つまり、後進（逆）回転出力時は無条件にブレーキＢＲを解放し、クラッチＣＬ２の締結により単純遊星歯車組８を直結状態にする。
そして、モータ／ジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２’が０に保たれるようモータ／ジェネレータＭＧ２のトルクＴｍ２’を制御し、これによりモータ／ジェネレータＭＧ２をトルク反力受けとしてモータ／ジェネレータＭＧ２が上記の逆回転モータ駆動により車両を後進電気（ＥＶ）走行させるものとする。
【００３９】
上記した本実施の形態になるハイブリッド変速機の速度比（１／変速比ｉ）対トルク特性は図８のごときものとなり（図８でも図３と同様に、エンジンの回転数およびトルクを１に正規化してトルクおよび電気パワーＰｅを示す）、この図中、図３におけると同様の特性を同一符号にて示す。
この図８から明らかなように、従来はモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの和値が図３につき前述した（Ｔｍ１＋Ｔｍ２）のごときものであったのに対し、本実施の形態によればモータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの和値を（Ｔｍ１＋Ｔｍ２’）のごときものにすることができる。
【００４０】
よって、（Ｔｍ１＋Ｔｍ２）の特性上のＡ点につき注視するに、本実施の形態によれば、Ａ点と同じ変速比を、（Ｔｍ１＋Ｔｍ２’）の特性上のＢ点における小さな（従来の半分ほどの）モータ／ジェネレータトルクにより達成することができ、モータ／ジェネレータの定格（大きさ）を半分にし得る。
なお、Ａ点と同じモータ／ジェネレータトルクで、Ａ点に対応した変速比よりもロー側の変速比、つまり（Ｔｍ１＋Ｔｍ２’）の特性上のＤ点におけるロー側の変速比を達成することができ、モータ／ジェネレータの定格（大きさ）を小さくする必要がない場合、モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を用いた電気変速レンジをロー側に拡大することができる。
【００４１】
図７は、本発明の他の実施の形態を示し、本実施の形態においては、図４におけるブレーキＢＲをワンウェイクラッチＯＷＣに置換し、これで制動手段を構成する。
このワンウェイクラッチＯＷＣは、図４におけるブレーキＢＲと同様、図５（ａ）につき前述した最ロー変速比の選択時にキャリアＣ３を対応方向に回転しないようにロックして、単純遊星歯車組８がキャリアＣ３を反力受けとしてトルク増大機能を果たし得るようにするためのもので、この機能が得られるような向きにワンウェイクラッチＯＷＣを配置する。
かかる構成になるハイブリッド変速機は、ワンウェイクラッチＯＷＣが図４におけるブレーキＢＲと同様の役目を果たして前記したと同様の作用効果を奏するのに加えて、以下に説明する作用効果をも奏し得る。
【００４２】
つまり、前記した実施の形態においては図５（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態への移行時に、ブレーキＢＲを解放すると共に直結クラッチＣＬ２を締結するという摩擦要素の締結掛け替えが必要であり、この際、ブレーキＢＲの解放タイミングと直結クラッチＣＬ２の締結タイミングとを良好に調時させないと、エンジンＥＮＧの空吹けやトルクの引き込みショックを生ずる。
しかし本実施の形態においては、図５（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態への移行時に直結クラッチＣＬ２を締結させると、これに呼応してワンウェイクラッチＯＷＣが自動的にフリーランニングにより解放され、図５（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態への変速が行われるから、直結クラッチＣＬ２の締結とワンウェイクラッチＯＷＣの解放とが常時確実に調時されることとなり、何ら面倒なタイミング制御なしにエンジンＥＮＧの空吹けやトルクの引き込みショックを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が要旨構成の基礎前提とする４要素、２自由度の差動装置を用いたハイブリッド変速機を例示する線図的構成図である。
【図２】同ハイブリッド変速機の回転バランス式およびトルクバランス式を求めるのに用いた共線図である。
【図３】同ハイブリッド変速機の速度比（１／変速比）に対する動作特性を示す特性線図である。
【図４】本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機の線図的構成図である。
【図５】同ハイブリッド変速機の共線図を示し、
（ａ）は、前進最ロー変速比を選択した時のレバー状態を示す共線図、
（ｂ）は、前進中間変速比を選択した時のレバー状態を示す共線図、
（ｃ）は、前進ハイ側変速比を選択した時のレバー状態を示す共線図、
（ｄ）は、後進変速比を選択した時のレバー状態を示す共線図である。
【図６】同ハイブリッド変速機の制御システムを示すブロック線図である。
【図７】本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機の線図的構成図である。
【図８】図４および図７に示すハイブリッド変速機の速度比（１／変速比）に対する動作特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
ＥＮＧ  エンジン
１  ラビニョオ型プラネタリギヤセット
Ｐ１  ロングピニオン
Ｒｓ  リングギヤ
２  シングルピニオン遊星歯車組
３  ダブルピニオン遊星歯車組
Ｓｓ  サンギヤ
Ｓｄ  サンギヤ
Ｐ２  ショートピニオン
Ｃ  キャリア
４ｓ  ステータ
４ｒｉ  内側ロータ
ＭＧ１  第１（内側）モータ／ジェネレータ
４ｒｏ  外側ロータ
ＭＧ２  第２（外側）モータ／ジェネレータ
ＣＬ１  メインクラッチ
４  複合電流２層モータ
５  出力歯車
６  カウンターシャフト
７  ディファレンシャルギヤ装置
８  単純遊星歯車組
Ｓ３  サンギヤ
Ｒ３  リングギヤ
Ｃ３  キャリア
ＢＲ  ブレーキ（制動手段）
ＣＬ２  直結クラッチ
ＯＷＣ  ワンウェイクラッチ
２１  ハイブリッドコントローラ
２２  エンジンコントローラ
２３  モータコントローラ
２４  インバータ
２５  バッテリ
２６  アクセル開度センサ
２７  車速センサ
２８  エンジン回転センサ
【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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