(57)【要約】【課題】変速装置の外径を拡大することなく低速段での変速比を大きくすることを可能とし、更には、高速段においてピニオンギヤの回転速度が高くなることを抑制してピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することができるハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】入力部材Ｉと、出力部材Ｏと、第一回転電機ＭＧ１と、第二回転電機ＭＧ２と、入力部材Ｉの回転駆動力を出力部材Ｏと第一回転電機ＭＧ１とに分配する動力分配装置Ｐ１と、変速装置ＴＭと、を備え、変速装置ＴＭは、低速段では、一方の遊星歯車機構Ｐ２による減速と他方の遊星歯車機構Ｐ３による減速とを組み合わせて第二回転電機ＭＧ２の回転を減速して出力部材Ｏに伝達し、高速段では、２つの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３を組み合わせて構成される４つの回転要素により第二回転電機ＭＧ２の回転を低速段よりも小さい変速比で減速して出力部材Ｏに伝達する。【選択図】図１
2009248825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
前記変速装置は、２つの遊星歯車機構と２つの摩擦係合要素とを備え、これら２つの摩擦係合要素の係合状態を切り替えることにより低速段と高速段とを切り替え可能に構成され、
前記低速段は、一方の遊星歯車機構による減速と他方の遊星歯車機構による減速とを組み合わせて前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達し、
前記高速段は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素により前記第二回転電機の回転を前記低速段よりも小さい変速比で減速して前記出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記低速段は、前記第二回転電機の回転を、前記一方の遊星歯車機構により減速して当該一方の遊星歯車機構における回転速度の順で中間の回転要素に伝達し、当該中間の回転要素の回転を前記他方の遊星歯車機構により更に減速して前記出力部材に伝達する請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記低速段は、前記第二回転電機の回転を、前記一方の遊星歯車機構により減速するとともに回転方向を反転させて前記他方の遊星歯車機構に伝達し、前記他方の遊星歯車機構により更に減速するとともに再度回転方向を反転させて前記出力部材に伝達する請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記高速段は、前記一方の遊星歯車機構の２つの回転要素をそれぞれ前記他方の遊星歯車機構の異なる回転要素に接続して構成される４つの回転要素を用い、これら４つの回転要素の回転速度の順で一方端となる回転要素の回転が停止され、この回転速度の順で他方端となる回転要素に伝達される前記第二回転電機の回転を、この回転速度の順で中間の回転要素に接続される前記出力部材に減速して伝達する請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ備えた第一遊星歯車機構及び第二遊星歯車機構と、ブレーキと、クラッチとを備え、
前記第一遊星歯車機構の第一回転要素が、前記ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されるとともに前記クラッチにより前記第二遊星歯車機構の第二回転要素に選択的に接続され、前記第一遊星歯車機構の第二回転要素が前記第二遊星歯車機構の第三回転要素に接続され、前記第一遊星歯車機構の第三回転要素が前記第二回転電機に接続され、
前記第二遊星歯車機構の第一回転要素が非回転部材に固定され、前記第二遊星歯車機構の第二回転要素が前記出力部材に接続されているハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記第一遊星歯車機構は、第一サンギヤ、第一キャリア、及び第一リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第二遊星歯車機構は、第二サンギヤ、第二キャリア、及び第二リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、
前記第一リングギヤが、前記ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されるとともに前記クラッチにより前記第二キャリアに選択的に接続され、前記第一キャリアが前記第二リングギヤに接続され、前記第一サンギヤが前記第二回転電機に接続され、
前記第二サンギヤが非回転部材に固定され、前記第二キャリアが前記出力部材に接続されている請求項５に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置であって、
前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ備えた第一遊星歯車機構及び第二遊星歯車機構と、第一ブレーキと、第二ブレーキとを備え、
前記第一遊星歯車機構の第一回転要素が、前記第二遊星歯車機構の第一回転要素に接続されているとともに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、前記第一遊星歯車機構の第二回転要素が前記第二遊星歯車機構の第二回転要素に接続されているとともに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、前記第一遊星歯車機構の第三回転要素が前記第二回転電機に接続され、
前記第二遊星歯車機構の第三回転要素が前記出力部材に接続されているハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記第一遊星歯車機構は、第一サンギヤ、第一キャリア、及び第一リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第二遊星歯車機構は、第二サンギヤ、第二キャリア、及び第二リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、
前記第一リングギヤが、前記第二サンギヤに接続されているとともに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、前記第一キャリアが前記第二キャリアに接続されているとともに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、前記第一サンギヤが前記第二回転電機に接続され、
前記第二リングギヤが前記出力部材に接続されている請求項７に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記動力分配装置は、前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機にそれぞれ接続される少なくとも３つの回転要素を備えた差動歯車装置である請求項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。
【請求項１０】
前記動力分配装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備えた遊星歯車機構であって、前記動力分配装置の第一回転要素が前記第一回転電機に接続され、前記動力分配装置の第二回転要素が前記入力部材に接続され、前記動力分配装置の第三回転要素が前記出力部材に接続されている請求項９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、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動力源としてエンジンと回転電機とを併用することにより、エンジンの燃費向上及び排出ガスの低減を図ることのできるハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に用いるハイブリッド駆動装置の一例として、エンジンと、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記エンジンの回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置とを備えた、いわゆるスプリット型のハイブリッド駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
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、動力分配装置はシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。また、変速装置は、例えば、ダブルピニオン型の遊星歯車機構とシングルピニオン型の遊星歯車機構とがキャリア及びリングギヤを共有するように組み合わされた、いわゆるラビニョ型の遊星歯車装置で構成されている。このラビニョ型の遊星歯車装置は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を構成する第一サンギヤと、シングルピニオン型の遊星歯車機構を構成する第二サンギヤと、２つの遊星歯車機構に共通のリングギヤ及びキャリアを有する。また、このハイブリッド駆動装置では、第一サンギヤに第二回転電機が接続され、共通のリングギヤに出力部材が接続され、第二サンギヤが第一ブレーキによりケースに選択的に固定され、共通のキャリアが第二ブレーキによりケースに選択的に固定される構成とされている。そして、この変速装置は、第一ブレーキが係合された状態で第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達する高速段が実現され、第二ブレーキが係合された状態で高速段よりも大きい変速比で第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達する低速段が実現される。
【０００４】
このような従来のハイブリッド駆動装置における変速装置の速度線図の例を図１０に示す。この速度線図において、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、変速装置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ｓ２、ｒ２、ｃａ２は、それぞれダブルピニオン型の遊星歯車機構を構成する第一サンギヤｓ２、第一リングギヤｒ２、及び第一キャリアｃａ２に対応しており、ｓ３、ｃａ３、ｒ３は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車機構を構成する第二サンギヤｓ３、第二キャリアｃａ３、及び第二リングギヤｒ３に対応している。また、図中に実線で表された線Ｌ２はダブルピニオン型の遊星歯車機構の動作状態を示し、破線で表された線Ｌ３はシングルピニオン型の遊星歯車機構の動作状態を示している。この図においては、２つの遊星歯車機構の関係を明確にするために、共通のリングギヤ及びキャリアをそれぞれの遊星歯車機構に分けて記載している。そして、これらの各縦線上の位置は、各回転要素の回転速度に対応している。ここでは、横軸上は回転速度がゼロであり、上側が正、下側が負である。また、これらの速度線図上において、「☆」は出力部材Ｏの回転速度、「□」は第二回転電機ＭＧ２の回転速度、「×」第一ブレーキＢ１又は第二ブレーキＢ２による各回転要素のケースへの固定をそれぞれ示している。なお、図中の「☆」に隣接して「Ｏ（Ｈｉ）」と記載されている回転速度は、第二回転電機ＭＧ２の回転が高速段Ｈｉで減速されて出力部材Ｏに伝達された際の回転速度を示し、「Ｏ（Ｌｏ）」と記載されている回転速度は、第二回転電機ＭＧ２の回転が低速段Ｌｏで減速されて出力部材Ｏに伝達された際の回転速度を示している。
【０００５】
この図に示すように、この変速装置では、第一ブレーキＢ１が係合されて実現される高速段Ｈｉでは、第二回転電機ＭＧ２の回転は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素により減速されて出力部材Ｏに伝達される。すなわち、この高速段Ｈｉでは、ラビニョ型の遊星歯車装置を構成するダブルピニオン型の遊星歯車機構の歯数比λ２（第一サンギヤｓ２と第一リングギヤｒ２との歯数比λ２＝〔第一サンギヤｓ２の歯数〕／〔第一リングギヤｒ２の歯数〕）と、シングルピニオン型の遊星歯車機構の歯数比λ３（第二サンギヤｓ３と第二リングギヤｒ３との歯数比λ３＝〔第二サンギヤｓ３の歯数〕／〔第二リングギヤｒ３の歯数〕）との組み合わせにより、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速する変速比が決定される。一方、第二ブレーキＢ２が係合されて実現される低速段Ｌｏでは、第二回転電機ＭＧ２の回転は、一つの遊星歯車機構、ここではダブルピニオン型の遊星歯車機構のみにより減速されて出力部材Ｏに伝達される。すなわち、低速段Ｌｏでは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構の歯数比λ２のみにより、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速する変速比が決定される。
【０００６】
なお、特許文献１には、変速装置が、２つのシングルピニオン型の遊星歯車機構が一方のキャリアと他方のリングギヤとを互いに接続するように組み合わされた遊星歯車装置で構成されている例も記載されている。変速装置がこのような構成であっても、当該変速装置の速度線図は、図１０に示すものとほぼ同じになり、２つの遊星歯車機構と高速段Ｈｉ及び低速段Ｌｏのそれぞれでの変速比との関係は、ラビニョ型の遊星歯車装置の場合と同様になる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、車両の高速走行時の更なる燃費向上のため、最終減速比を小さくすること等によって、エンジンから車輪までの変速比（トータルギヤ比）を小さく（ハイギヤ化）したいという要求がある。しかし、単純に最終減速比を小さくすると、第二回転電機から車輪までの変速比も小さくなる。そのため、車両の発進時や加速時に第二回転電機により十分な駆動力を車輪へ伝えることができなくなり、車両の動力性能が低下する。第二回転電機の出力を高めることなく車両の動力性能の低下を防止するためには、第二回転電機と出力部材との間に設けられた変速装置の各変速段での変速比を大きく（ローギヤ化）する必要がある。しかし、従来のハイブリッド駆動装置では、上記のとおり、低速段Ｌｏでは、一つの遊星歯車機構の歯数比λ２のみにより、第二回転電機ＭＧ２の回転を減速する変速比が決定されていた。そのため、低速段Ｌｏでの変速比を大きくするためには、当該一つの遊星歯車機構の第一リングギヤｒ２（＝ｒ３）の外径を大きくする必要がある。その場合、変速装置の外径が大きくなり、車両への搭載性が悪化するという問題がある。
【０００９】
一方、低速段Ｌｏの変速比を大きくするために、変速装置の構成を変更した場合であっても、高速段Ｈｉにおいて、第二回転電機ＭＧ２の回転を、一つの遊星歯車機構のみにより減速して出力部材Ｏに伝達する構成とすると、２つの遊星歯車機構により減速する場合と比べて、当該減速に用いられる一つの遊星歯車機構のピニオンギヤの回転速度が高くなる。そのため、第二回転電機ＭＧ２の回転速度が高い状態で当該ピニオンギヤの軸受けに大きな負荷がかかることになり、当該軸受けの寿命が短くなり易いという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、変速装置の外径を拡大することなく低速段での変速比を大きくすることを可能とし、更には、高速段においてピニオンギヤの回転速度が高くなることを抑制してピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することができるハイブリッド駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置の特徴構成は、前記変速装置が、２つの遊星歯車機構と２つの摩擦係合要素とを備え、これら２つの摩擦係合要素の係合状態を切り替えることにより低速段と高速段とを切り替え可能に構成され、前記低速段は、一方の遊星歯車機構による減速と他方の遊星歯車機構による減速とを組み合わせて前記第二回転電機の回転を減速して前記出力部材に伝達し、前記高速段は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素により前記第二回転電機の回転を前記低速段よりも小さい変速比で減速して前記出力部材に伝達する点にある。
【００１２】
なお、本願では、「接続」とは、回転の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して回転の伝達を間接的に行う構造も含む。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。
【００１３】
この特徴構成によれば、低速段では、一方の遊星歯車機構による減速と他方の遊星歯車機構による減速とを組み合わせて第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達するので、２つの遊星歯車機構の組み合わせにより大きな変速比を得ることができ、一つの遊星歯車機構のみで大きな変速比を得る必要がない。したがって、従来の構成と比較して変速装置の外径を拡大することなく、低速段での変速比を大きくすることが可能となる。また、低速段よりも小さい変速比を実現する高速段では、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素により第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達するので、一つの遊星歯車機構のみにより第二回転電機の回転を減速する構成と比べてピニオンギヤの回転速度が高くなることを抑制できる。したがって、ピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することができる。
【００１４】
ここで、前記低速段は、前記第二回転電機の回転を、前記一方の遊星歯車機構により減速して当該一方の遊星歯車機構における回転速度の順で中間の回転要素に伝達し、当該中間の回転要素の回転を前記他方の遊星歯車機構により更に減速して前記出力部材に伝達する構成とすると好適である。
【００１５】
なお、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、遊星歯車機構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。また、本願では、「回転速度の順で中間の回転要素」とは、回転速度の順に配列した３つ以上の回転要素の内で最も高速又は最も低速となる両端の回転要素以外の回転要素を指す。
【００１６】
この構成によれば、低速段では、第二回転電機の回転を、まず一方の遊星歯車機構により減速し、当該減速後の回転を他方の遊星歯車機構により更に減速して出力部材に伝達するので、２つの遊星歯車機構の組み合わせにより、容易に大きな変速比を得ることができる。
【００１７】
また、前記低速段は、前記第二回転電機の回転を、前記一方の遊星歯車機構により減速するとともに回転方向を反転させて前記他方の遊星歯車機構に伝達し、前記他方の遊星歯車機構により更に減速するとともに再度回転方向を反転させて前記出力部材に伝達する構成としても好適である。
【００１８】
この構成によれば、低速段では、第二回転電機の回転を、一方の遊星歯車機構により減速するとともに回転方向を反転させ、当該反転減速後の回転を他方の遊星歯車機構により更に減速するとともに再度回転方向を反転させて元に戻してから出力部材に伝達するので、２つの遊星歯車機構の組み合わせにより、回転方向を変えることなく容易に大きな変速比を得ることができる。
【００１９】
また、前記高速段は、前記一方の遊星歯車機構の２つの回転要素をそれぞれ前記他方の遊星歯車機構の異なる回転要素に接続して構成される４つの回転要素を用い、これら４つの回転要素の回転速度の順で一方端となる回転要素の回転が停止され、この回転速度の順で他方端となる回転要素に伝達される前記第二回転電機の回転を、この回転速度の順で中間の回転要素に接続される前記出力部材に減速して伝達する構成とすると好適である。
【００２０】
なお、本願では、「回転速度の順で一方端となる回転要素」とは、回転速度の順に配列した３つ以上の回転要素の内で最も高速又は最も低速となる回転要素を指し、「回転速度の順で他方端となる回転要素」とは、回転速度の順に配列した３つ以上の回転要素の内で、前記回転速度の順で一方端となる回転要素とは反対側の端に位置する回転要素を指す。
【００２１】
この構成によれば、高速段では、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素を用い、回転速度で一方端となる回転要素を停止させることにより、他方端に伝達される第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達することができる。したがって、２つの遊星歯車機構により、適切に第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達することができる。
【００２２】
本発明に係る、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置のもう一つの特徴構成は、前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ備えた第一遊星歯車機構及び第二遊星歯車機構と、ブレーキと、クラッチとを備え、前記第一遊星歯車機構の第一回転要素が、前記ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されるとともに前記クラッチにより前記第二遊星歯車機構の第二回転要素に選択的に接続され、前記第一遊星歯車機構の第二回転要素が前記第二遊星歯車機構の第三回転要素に接続され、前記第一遊星歯車機構の第三回転要素が前記第二回転電機に接続され、前記第二遊星歯車機構の第一回転要素が非回転部材に固定され、前記第二遊星歯車機構の第二回転要素が前記出力部材に接続されている点にある。
【００２３】
この特徴構成によれば、ブレーキを係合状態とし、クラッチを開放（係合解除）状態とすることにより、第一遊星歯車機構による減速と第二遊星歯車機構による減速とを組み合わせて第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達する低速段を実現することができる。すなわち、この低速段では、第二回転電機の回転が、第一遊星歯車機構により減速されて当該第一遊星歯車機構の第二回転要素に伝達され、当該第一遊星歯車機構の第二回転要素の回転が第二遊星歯車機構により更に減速されて出力部材に伝達される。したがって、低速段では、これら２つの遊星歯車機構の組み合わせにより大きな変速比を得ることができ、一つの遊星歯車機構のみで大きな変速比を得る必要がない。よって、従来の構成と比較して変速装置の外径を拡大することなく、低速段での変速比を大きくすることが可能となる。また、クラッチを係合状態とし、ブレーキを開放（係合解除）状態とすることにより、第一遊星歯車機構と第二遊星歯車機構とを組み合わせて構成される４つの回転要素により第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達する高速段を実現することができる。したがって、高速段では、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素により第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達するので、一つの遊星歯車機構のみにより第二回転電機の回転を減速する構成と比べてピニオンギヤの回転速度が高くなることを抑制できる。よって、ピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することができる。
【００２４】
ここで、変速装置の具体的構成として、例えば、前記第一遊星歯車機構は、第一サンギヤ、第一キャリア、及び第一リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第二遊星歯車機構は、第二サンギヤ、第二キャリア、及び第二リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第一リングギヤが、前記ブレーキにより非回転部材に選択的に固定されるとともに前記クラッチにより前記第二キャリアに選択的に接続され、前記第一キャリアが前記第二リングギヤに接続され、前記第一サンギヤが前記第二回転電機に接続され、前記第二サンギヤが非回転部材に固定され、前記第二キャリアが前記出力部材に接続されている構成とすると好適である。
【００２５】
本発明に係る、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、前記入力部材の回転駆動力を前記出力部材と前記第一回転電機とに分配する動力分配装置と、前記第二回転電機と前記出力部材との間に接続された変速装置と、を備えるハイブリッド駆動装置の更にもう一つの特徴構成は前記変速装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素をそれぞれ備えた第一遊星歯車機構及び第二遊星歯車機構と、第一ブレーキと、第二ブレーキとを備え、前記第一遊星歯車機構の第一回転要素が、前記第二遊星歯車機構の第一回転要素に接続されているとともに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、前記第一遊星歯車機構の第二回転要素が前記第二遊星歯車機構の第二回転要素に接続されているとともに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、前記第一遊星歯車機構の第三回転要素が前記第二回転電機に接続され、前記第二遊星歯車機構の第三回転要素が前記出力部材に接続されている点にある。
【００２６】
この特徴構成によれば、第二ブレーキを係合状態とし、第一ブレーキを開放（係合解除）状態とすることにより、第一遊星歯車機構による減速と第二遊星歯車機構による減速とを組み合わせて第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達する低速段を実現することができる。すなわち、この低速段では、第二回転電機の回転が、第一遊星歯車機構により減速されるとともに回転方向を反転させて第二遊星歯車機構に伝達され、この第二遊星歯車機構により更に減速するとともに再度回転方向を反転させて出力部材に伝達される。したがって、低速段では、これら２つの遊星歯車機構の組み合わせにより大きな変速比を得ることができ、一つの遊星歯車機構のみで大きな変速比を得る必要がない。よって、従来の構成と比較して変速装置の外径を拡大することなく、低速段での変速比を大きくすることが可能となる。また、第一ブレーキを係合状態とし、第二ブレーキを開放（係合解除）状態とすることにより、第一遊星歯車機構と第二遊星歯車機構とを組み合わせて構成される４つの回転要素により第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達する高速段を実現することができる。したがって、高速段では、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される４つの回転要素により第二回転電機の回転を減速して出力部材に伝達するので、一つの遊星歯車機構のみにより第二回転電機の回転を減速する構成と比べてピニオンギヤの回転速度が高くなることを抑制できる。よって、ピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することができる。
【００２７】
ここで、変速装置の具体的構成として、例えば、前記第一遊星歯車機構は、第一サンギヤ、第一キャリア、及び第一リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第二遊星歯車機構は、第二サンギヤ、第二キャリア、及び第二リングギヤの３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第一リングギヤが、前記第二サンギヤに接続されているとともに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、前記第一キャリアが前記第二キャリアに接続されているとともに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、前記第一サンギヤが前記第二回転電機に接続され、前記第二リングギヤが前記出力部材に接続されている構成とすると好適である。
【００２８】
以上の各構成において、前記動力分配装置は、前記入力部材、前記出力部材、及び前記第一回転電機にそれぞれ接続される少なくとも３つの回転要素を備えた差動歯車装置であると好適である。
【００２９】
この構成によれば、動力分配装置により、入力部材の回転駆動力を出力部材と第一回転電機とに適切に分配することができる。
【００３０】
また、前記動力分配装置は、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素を備えた遊星歯車機構であって、前記動力分配装置の第一回転要素が前記第一回転電機に接続され、前記動力分配装置の第二回転要素が前記入力部材に接続され、前記動力分配装置の第三回転要素が前記出力部材に接続されている構成とすると好適である。
【００３１】
この構成によれば、第一回転要素に接続された第一回転電機の回転駆動力を、第二回転要素に接続された入力部材に伝達されるエンジンの回転駆動力に対する反力受けとして利用し、入力部材の回転駆動力を出力部材と第一回転電機とに適切に分配することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
１．第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈ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の機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図１は、中心軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、車輪（図示を省略）に接続された出力軸Ｏと、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と、入力軸Ｉの回転駆動力を出力軸Ｏと第一モータ・ジェネレータＭＧ１とに分配する分配用遊星歯車機構Ｐ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と出力軸Ｏとの間に接続された変速装置ＴＭと、を備えている。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。そして、このハイブリッド駆動装置Ｈは、変速装置ＴＭが、２つの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３と２つの摩擦係合要素Ｂ１、Ｃ１とを備え、これら２つの摩擦係合要素Ｂ１、Ｃ１の係合状態を切り替えることにより低速段Ｌｏと高速段Ｈｉとを切り替え可能に構成されている（図４及び図５参照）。
【００３３】
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、出力軸Ｏが本発明における「出力部材」に相当する。また、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が本発明における「第一回転電機」に相当し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が本発明における「第二回転電機」に相当する。更に、分配用遊星歯車機構Ｐ１が本発明における「動力分配装置」に相当する。以下、このハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成について詳細に説明する。
【００３４】
１−１．ハイブリッド駆動装置の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的な構成について説明する。図１に示すように、入力軸Ｉは、エンジンＥに接続されている。ここで、エンジンＥとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種の内燃機関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的に接続されている。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接続された構成としても好適である。出力軸Ｏは、図示しないディファレンシャル装置等を介して車輪に回転駆動力を伝達可能に接続されている。また、出力軸Ｏは、分配用遊星歯車機構Ｐ１により分配された回転駆動力の伝達を受ける構成となっている。そのため、出力軸Ｏは、分配用遊星歯車機構Ｐ１のリングギヤｒ１に連結され、これと一体回転するように接続されている。また、出力軸Ｏは、変速装置ＴＭを構成する第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３と一体回転するように接続されている。本実施形態においては、入力軸Ｉと出力軸Ｏとは、同軸上に配置されている。
【００３５】
第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ケースＤｃに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１は、分配用遊星歯車機構Ｐ１のサンギヤｓ１と一体回転するように連結されている。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、ケースＤｃに固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。この第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２は、変速装置ＴＭを構成する第一遊星歯車機構Ｐ２の第一サンギヤｓ２と一体回転するように連結されている。第１モータ・ジェネレータＭＧ１及び第２モータ・ジェネレータＭＧ２は、それぞれ図示しないインバータを介してバッテリやキャパシタ等の蓄電装置に電気的に接続されている。そして、第１モータ・ジェネレータＭＧ１及び第２モータ・ジェネレータＭＧ２は、それぞれ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）としての機能とを果すことが可能とされている。
【００３６】
本例では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、主に分配用遊星歯車機構Ｐ１を介して入力されるエンジンＥの駆動力により発電を行い、蓄電装置を充電し、或いは第二モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動するための電力を供給するジェネレータとして機能する。ただし、車両の高速走行時やエンジンＥの始動時等には第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行して駆動力を出力するモータとして機能する場合もある。一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、主に車両の走行用の駆動力を補助するモータとして機能する。ただし、車両の減速時等には第二モータ・ジェネレータＭＧ２はジェネレータとして機能し、車両の慣性力を電気エネルギとして回生するジェネレータとして機能する場合もある。
【００３７】
図１に示すように、分配用遊星歯車機構Ｐ１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、分配用遊星歯車機構Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持するキャリア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とを回転要素として有している。サンギヤｓ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続されている。キャリアｃａ１は、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。リングギヤｒ１は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。これにより、リングギヤｒ１は、出力軸Ｏを介して、変速装置ＴＭを構成する第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３とも一体回転するように接続されている。本実施形態においては、これらのサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、及びリングギヤｒ１が、それぞれ本発明における分配用遊星歯車機構Ｐ１の「第一回転要素ｍ１」、「第二回転要素ｍ２」、及び「第三回転要素ｍ３」に相当する。
【００３８】
本実施形態に係る変速装置ＴＭ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た第一遊星歯車機構Ｐ２と、同じく入力軸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た第二遊星歯車機構Ｐ３とを有して構成されている。また、この変速装置ＴＭは、摩擦係合要素として、ブレーキＢ１及びクラッチＣ１の２つを備えている。これらの摩擦係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式クラッチや多板式ブレーキを用いることができる。そして、ブレーキＢ１及びクラッチＣ１の係合状態を切り替えることにより、変速装置ＴＭは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達する際の変速比が異なる２つの変速段に切り替え可能に構成されている。後述するように、これら２つの変速段が、低速段Ｌｏと高速段Ｈｉになる（図４及び図５参照）。
【００３９】
第一遊星歯車機構Ｐ２は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリアｃａ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤｓ２及び第一リングギヤｒ２とを回転要素として有している。第一リングギヤｒ２は、ブレーキＢ１によりケースＤｃに選択的に固定されるとともに、クラッチＣ１により第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３に選択的に接続される。第一キャリアｃａ２は、第二遊星歯車機構Ｐ３の第二リングギヤｒ３と一体回転するように接続されている。第一サンギヤｓ２は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように接続されている。本実施形態においては、第一リングギヤｒ２、第一キャリアｃａ２、及び第一サンギヤｓ２が、それぞれ本発明における第一遊星歯車機構Ｐ２の「第一回転要素ｍ１」、「第二回転要素ｍ２」、及び「第三回転要素ｍ３」に相当する。
【００４０】
第二遊星歯車機構Ｐ３は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤｓ３及び第二リングギヤｒ３とを回転要素として有している。第二サンギヤｓ３は、非回転部材としてのケースＤｃに固定されている。第二キャリアｃａ３は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されているとともに、クラッチＣ１により第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２に選択的に接続される。第二リングギヤｒ３は、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一キャリアｃａ２と一体回転するように接続されている。本実施形態においては、第二サンギヤｓ３、第二キャリアｃａ３、及び第二リングギヤｒ３が、それぞれ本発明における第二遊星歯車機構Ｐ３の「第一回転要素ｍ１」、「第二回転要素ｍ２」、及び「第三回転要素ｍ３」に相当する。
【００４１】
１−２．ハイブリッド駆動装置の動作
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの動作について説明する。図２は、変速装置ＴＭの各変速段での摩擦係合要素Ｂ１、Ｃ１の作動状態を示す作動表である。この図において、「Ｌｏ」は低速段、「Ｈｉ」は高速段を示している。そして、この図において、「○」は各摩擦係合要素が係合状態にあることを示し、「無印」は、各摩擦係合要素が開放（係合解除）状態にあること示している。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈの変速装置ＴＭは、ブレーキＢ１及びクラッチＣ１の係合状態を切り替えることにより、低速段Ｌｏと高速段Ｈｉとの２つの変速段に切り替え可能に構成されている。
【００４２】
図３は、分配用遊星歯車機構Ｐ１の速度線図を示している。また、図４及び図５は、変速装置ＴＭの速度線図を示しており、図４は低速段Ｌｏでの速度線図、図５は高速段Ｈｉ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おり、横軸上は回転速度がゼロ、上側が正、下側が負となっている。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、分配用遊星歯車機構Ｐ１又は変速装置ＴＭを構成する第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の各回転要素に対応している。すなわち、図３の各縦線の上側に記載されている「ｓ１」、「ｃａ１」、「ｒ１」はそれぞれ分配用遊星歯車機構Ｐ１のサンギヤｓ１、キャリアｃａ１、リングギヤｒ１に対応している。また、図４及び図５の各縦線の上側に記載されている「ｒ２」、「ｃａ２」、「ｓ２」はそれぞれ第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２、第一キャリアｃａ２、第一サンギヤｓ２に対応し、「ｓ３」、「ｃａ３」、「ｒ３」はそれぞれ第二遊星歯車機構Ｐ３の第二サンギヤｓ３、第二キャリアｃａ３、第二リングギヤｒ３に対応している。また、図４及び図５中において、実線で表された線Ｌ２は第一遊星歯車機構Ｐ２の動作状態を示し、破線で表された線Ｌ３は第二遊星歯車機構Ｐ３の動作状態を示している。
【００４３】
図３における、各回転要素に対応する縦線の間隔は、分配用遊星歯車機構Ｐ１の歯数比λ１（サンギヤｓ１とリングギヤｒ１との歯数比λ１＝〔サンギヤｓ１の歯数〕／〔リングギヤｒ１の歯数〕）に対応している。一方、図４及び図５における、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一遊星歯車機構Ｐ２の歯数比λ２（第一サンギヤｓ２と第一リングギヤｒ２との歯数比λ２＝〔第一サンギヤｓ２の歯数〕／〔第一リングギヤｒ２の歯数〕）、及び第二遊星歯車機構Ｐ３の歯数比λ３（第二サンギヤｓ３と第二リングギヤｒ３との歯数比λ３＝〔第二サンギヤｓ３の歯数〕／〔第二リングギヤｒ３の歯数〕）に対応している。また、これらの速度線図上において、「△」は入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転速度、「☆」は出力軸Ｏの回転速度、「○」は第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度、「□」は第二モータ・ジェネレータＭＧ２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。なお、これらの記号に隣接して示される矢印は、各回転要素に伝達されるトルクの方向の一例を示している。
【００４４】
まず、分配用遊星歯車機構Ｐ１の動作について、図３を用いて説明する。分配用遊星歯車機構Ｐ１は、入力軸Ｉ（エンジンＥ）の回転駆動力を出力軸Ｏ及び第一モータ・ジェネレータＭＧ１に分配する動作を行う。すなわち、分配用遊星歯車機構Ｐ１は、回転速度の順で中間となる第二回転要素ｍ２としてのキャリアｃａ１が入力軸Ｉ（エンジンＥ）と一体的に回転する。そして、このキャリアｃａ１の回転が、その回転が回転速度の順で一方端となる第一回転要素ｍ１としてのサンギヤｓ１、及び回転速度の順で他方端となる第二回転要素ｍ２としてのリングギヤｒ１に分配される。リングギヤｒ１に分配された回転は出力軸Ｏに伝達され、サンギヤｓ１に分配された回転は第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１に伝達される（図１参照）。この際、エンジンＥは、効率が高く排気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車両側からの要求駆動力に応じた正方向のトルクを出力し、このトルクが入力軸Ｉを介してキャリアｃａ１に伝達される。一方、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、負方向のトルクを出力することにより、入力軸Ｉのトルクの反力をサンギヤｓ１に伝達する。すなわち、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジントルクの反力を支持する反力受けとして機能し、それによりエンジンＥのトルクが出力軸Ｏに分配される。この際、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度により出力軸Ｏの回転速度が決定される。通常の走行状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正回転（回転速度が正）しつつ負方向のトルクを発生して発電を行う。一方、車速が高く（出力軸Ｏの回転速度が高く）なると第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、負回転（回転速度が負）しつつ負方向のトルクを発生して力行を行う場合がある。
【００４５】
次に、変速装置ＴＭの動作について、図４及び図５を用いて説明する。変速装置ＴＭは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と出力軸Ｏとの間に接続されている。ここで、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両側からの要求駆動力に応じて回転駆動力を出力し、その回転駆動力は、変速装置ＴＭを介して出力軸Ｏに伝達される。したがって、分配用遊星歯車機構Ｐ１から分配されるエンジンＥ（入力軸Ｉ）の回転駆動力が要求駆動力に対して不足する場合には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は力行して正方向のトルクを出力軸Ｏに伝達することにより、エンジンＥ（入力軸Ｉ）の回転駆動力を補助する。一方、車両側からの要求駆動力が負である場合、すなわち車両が減速する場合には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は回生制動（発電）を行って負方向のトルクを出力軸Ｏに伝達することにより、車両を減速させる。また、車速が高く（出力軸Ｏの回転速度が高く）、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が力行する場合には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、負方向のトルクを出力して発電を行う。このように動作する第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力は、変速装置ＴＭを介して出力軸Ｏに伝達される。
【００４６】
変速装置ＴＭは、上記のとおり、２つの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３と２つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｂ１とを備え、これら２つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｂ１の係合状態を切り替えることにより低速段Ｌｏと高速段Ｈｉとを切り替え可能に構成されている。本実施形態においては、図２に示すように、ブレーキＢ１を係合し、クラッチＣ１を開放した状態で低速段Ｌｏが実現され、クラッチＣ１を係合し、ブレーキＢ１を開放した状態で高速段Ｈｉが実現される。ここで、低速段Ｌｏ及び高速段Ｈｉは、いずれも第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達するが、この際の変速比は、低速段Ｌｏの方が高速段Ｈｉよりも大きくなるように設定されている。これにより、変速機構ＴＭは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を、各変速段の変速比に応じて減速するとともに、それぞれの変速比に応じて回転駆動力を増幅して出力軸Ｏに伝達する。したがって、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、比較的幅広い車速（出力軸Ｏの回転速度）で、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転駆動力を適切に出力軸Ｏに伝達しつつ、車両を走行させることが可能である。
【００４７】
図２の作動表に示すように、低速段Ｌｏでは、クラッチＣ１は開放状態とされ、ブレーキＢ１が係合状態とされるため、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２がケースＤｃに固定される。これにより、図４に示すように、低速段Ｌｏは、第一遊星歯車機構Ｐ２による減速と第二遊星歯車機構Ｐ３による減速とを組み合わせて第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する。言い換えれば、低速段Ｌｏでは、実線Ｌ２で示される第一遊星歯車機構Ｐ２により減速された第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転が、破線Ｌ３で示される第二遊星歯車機構Ｐ３により更に減速されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一サンギヤｓ２に接続された第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転は、第一遊星歯車機構Ｐ２により減速されて第一キャリアｃａ２に伝達される。具体的には、図４の実線Ｌ２に示されるように、第一遊星歯車機構Ｐ２は、３つの回転要素の回転速度の順で一方端となる第一リングギヤｒ２がケースＤｃに固定されて回転速度がゼロになることにより、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤｓ２の回転を減速して、回転速度の順で中間となる第一キャリアｃａ２に伝達する。この際の第一遊星歯車機構Ｐ２による変速比は、（１＋λ２）／λ２となる。
【００４８】
そして、この第一キャリアｃａ２の回転は、第二遊星歯車機構Ｐ３により更に減速されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、第二遊星歯車機構Ｐ３の第二リングギヤｒ３に接続された第一キャリアｃａ２の回転は、第二遊星歯車機構Ｐ３により減速されて第二キャリアｃａ３及びこれと一体回転する出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図４の破線Ｌ３に示されるように、第二遊星歯車機構Ｐ３は、３つの回転要素の回転速度の順で一方端となる第二サンギヤｓ３がケースＤｃに固定されており回転速度はゼロであるので、回転速度の順で他方端となる第二リングギヤｒ３の回転を減速して、回転速度の順で中間となる第二キャリアｃａ３に伝達する。この第二キャリアｃａ３の回転は、これと一体回転する出力軸Ｏに伝達される。この際の第二遊星歯車機構Ｐ３による変速比は、（１＋λ３）となる。したがって、変速装置ＴＭの低速段Ｌｏでの変速比は、（１＋λ２）（１＋λ３）／λ２となる。例えば、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の歯数比が、λ２＝０．５、λ３＝０．５であった場合、低速段Ｌｏでの変速比は「４．５」となる。よって、同様の歯数比を有する一つの遊星歯車機構のみにより低速段Ｌｏを構成する場合と比べて、十分に大きい変速比を得ることができる。
【００４９】
以上のように、この変速装置ＴＭは、低速段Ｌｏにおいて、第一遊星歯車機構Ｐ２による減速と第二遊星歯車機構Ｐ３による減速とを組み合わせて第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速し、出力軸Ｏに伝達する構成としたことにより、比較的大きな変速比を容易に得ることができる。したがって、一つの遊星歯車機構のみで大きな変速比を得る必要がないので、従来に比べて変速装置ＴＭの外径を拡大することなく、低速段Ｌｏでの変速比を大きくすることが可能となる。
【００５０】
図２の作動表に示すように、高速段Ｈｉでは、ブレーキＢ１は開放状態とされ、クラッチＣ１が係合状態とされるため、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２と第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３とが一体回転するように接続される。また、上記のとおり、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一キャリアｃａ２と第二遊星歯車機構Ｐ３の第二リングギヤｒ３は、常に一体回転するように接続されている。これにより、図５に示すように、高速段Ｈｉでは、実線Ｌ２で示される第一遊星歯車機構Ｐ２と破線Ｌ３で示される第二遊星歯車機構Ｐ３とが、一方の遊星歯車機構の２つの回転要素をそれぞれ他方の遊星歯車機構の異なる回転要素に接続して構成される４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。そのため、速度線図上では、２つの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３を表す線Ｌ２、Ｌ３が同一直線上に位置する状態となる。ここでは、４つの回転要素は、図５の速度線図における４本の縦線のそれぞれに対応している。すなわち、これら４つの回転要素は、回転速度の順に、第一回転要素が第二サンギヤｓ３であり、第二回転要素が第一リングギヤｒ２及び第二キャリアｃａ３であり、第三回転要素が第一キャリアｃａ２及び第二リングギヤｒ３であり、第四回転要素が第一サンギヤｓ２である。
【００５１】
そして、上記のとおり、第二遊星歯車機構Ｐ３の第二サンギヤｓ３がケースＤｃに固定されており回転速度はゼロである。よって、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３を組み合わせて構成される４つの回転要素により、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達することができる。すなわち、変速装置ＴＭは、これら４つの回転要素の回転速度の順で一方端となる第二サンギヤｓ３の回転が停止され、この回転速度の順で他方端となる第一サンギヤｓ２に伝達される第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を、この回転速度の順で中間となる第一リングギヤｒ２及び第二キャリアｃａ３に接続される出力軸Ｏに減速して伝達する。この変速装置ＴＭの高速段Ｈｉでの変速比は、（λ３／λ２）＋λ３＋１となる。したがって、例えば、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の歯数比が、λ２＝０．５、λ３＝０．５であった場合、高速段Ｈｉでの変速比は「２．５」となる。よって、高速段Ｈｉでは、低速段Ｌｏよりも変速比が小さくなる。
【００５２】
以上のように、この変速装置ＴＭは、高速段Ｈｉにおいて、第一遊星歯車機構Ｐ２と第二遊星歯車機構Ｐ３とを組み合わせて構成される４つの回転要素により第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する構成としたことにより、それぞれの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３による減速幅を小さく抑えることができる。したがって、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が非常に高くなった際にも、第一遊星歯車機構Ｐ２における第一サンギヤｓ２と第一リングギヤｒ２との回転速度の差、及び第二遊星歯車機構Ｐ３における第二サンギヤｓ３と第二リングギヤｒ３との回転速度の差を小さく抑えることができるので、同じ変速比を一つの遊星歯車機構により得る場合と比べて、各遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３におけるピニオンギヤの回転速度を低く抑えることができる。したがって、ピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することが可能となる。
【００５３】
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６は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。なお、この図６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。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、上記第一の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈと比べて、変速装置ＴＭの構成及び動作が異なっている。その他の構成は、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の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、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００５４】
２−１．変速装置の構成
本実施形態に係る変速装置ＴＭは、上記第一の実施形態と同様に、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た、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３を有して構成されている。但し、この変速装置ＴＭは、第一遊星歯車機構Ｐ２の各回転要素と、第二遊星歯車機構Ｐ３の各回転要素との接続（連結）関係が上記第一の実施形態とは異なる。また、この変速装置ＴＭは、摩擦係合要素として、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の２つを備えている。これらの摩擦係合要素としては、いずれも油圧により動作する多板式ブレーキを用いることができる。そして、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の係合状態を切り替えることにより、変速装置ＴＭは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を変速して出力軸Ｏに伝達する際の変速比が異なる、低速段Ｌｏ及び高速段Ｈｉ（図８及び図９参照）の２つの変速段に切り替え可能に構成されている。
【００５５】
第一遊星歯車機構Ｐ２は、複数のピニオンギヤを支持する第一キャリアｃａ２と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第一サンギヤｓ２及び第一リングギヤｒ２とを回転要素として有している。第一リングギヤｒ２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とともに、第二遊星歯車機構Ｐ３の第二サンギヤｓ３と一体回転するように接続されている。第一キャリアｃａ２は、第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３と一体回転するように接続されているとともに、第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに選択的に固定される。第一サンギヤｓ２は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２と一体回転するように接続されている。本実施形態においては、第一リングギヤｒ２、第一キャリアｃａ２、及び第一サンギヤｓ２が、それぞれ本発明における第一遊星歯車機構Ｐ２の「第一回転要素ｍ１」、「第二回転要素ｍ２」、及び「第三回転要素ｍ３」に相当する。
【００５６】
第二遊星歯車機構Ｐ３は、複数のピニオンギヤを支持する第二キャリアｃａ３と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第二サンギヤｓ３及び第二リングギヤｒ３とを回転要素として有している。第二サンギヤｓ３は、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２一体回転するように接続されている。第二キャリアｃａ３は、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一キャリアｃａ２と一体回転するように接続されているとともに、第二ブレーキＢ２によりケースＤｃに選択的に固定される。第二リングギヤｒ３は、出力軸Ｏと一体回転するように接続されている。本実施形態においては、第二サンギヤｓ３、第二キャリアｃａ３、及び第二リングギヤｒ３が、それぞれ本発明における第二遊星歯車機構Ｐ３の「第一回転要素ｍ１」、「第二回転要素ｍ２」、及び「第三回転要素ｍ３」に相当する。
【００５７】
２−２．ハイブリッド駆動装置の動作
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの動作について説明する。図７は、変速装置ＴＭの各変速段での摩擦係合要素Ｂ１、Ｂ２の作動状態を示す作動表である。この図に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈの変速装置ＴＭは、第一ブレーキＢ１及び第二ブレーキＢ２の係合状態を切り替えることにより、低速段Ｌｏと高速段Ｈｉとの２つの変速段に切り替え可能に構成されている。
【００５８】
図８及び図９は、変速装置ＴＭの速度線図を示しており、図８は低速段Ｌｏでの速度線図、図９は高速段Ｈｉでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記載方法は、上記第一の実施形態に係る図４及び図５と同様である。また、変速装置ＴＭを介して出力軸Ｏに駆動力を伝達する第二モータ・ジェネレータＭＧ２の動作は、上記第一の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５９】
図７の作動表に示すように、低速段Ｌｏでは、第一ブレーキＢ１は開放状態とされ、第二ブレーキＢ２が係合状態とされるため、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一キャリアｃａ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３がケースＤｃに固定される。これにより、図８に示すように、低速段Ｌｏは、第一遊星歯車機構Ｐ２による減速と第二遊星歯車機構Ｐ３による減速とを組み合わせて第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する。ここで、本実施形態においては、低速段Ｌｏでは、実線Ｌ２で示される第一遊星歯車機構Ｐ２により減速されるとともに回転方向が反転された第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転が、破線Ｌ３で示される第二遊星歯車機構Ｐ３により更に減速されるとともに再度回転方向が反転されて出力軸Ｏに伝達される。この際、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一サンギヤｓ２に接続された第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転は、第一遊星歯車機構Ｐ２により減速されるとともに回転方向が反転されて第一リングギヤｒ２に伝達される。具体的には、図８の実線Ｌ２に示されるように、第一遊星歯車機構Ｐ２は、３つの回転要素の回転速度の順で中間となる第一キャリアｃａ２がケースＤｃに固定されて回転速度がゼロになることにより、回転速度の順で他方端となる第一サンギヤｓ２の回転を減速するとともに回転方向を反転して、回転速度の順で一方端となる第一リングギヤｒ２に伝達する。この際の第一遊星歯車機構Ｐ２による変速比は、１／λ２となる。
【００６０】
そして、この第一リングギヤｒ２の回転は、第二遊星歯車機構Ｐ３により更に減速されるとともに再度回転方向が反転されて出力軸Ｏに伝達される。すなわち、第二遊星歯車機構Ｐ３の第二サンギヤｓ３に接続された第一リングギヤｒ２の回転は、第二遊星歯車機構Ｐ３により減速されるとともに再度回転方向が反転されて第二リングギヤｒ３及びこれと一体回転する出力軸Ｏに伝達される。具体的には、図８の破線Ｌ３に示されるように、第二遊星歯車機構Ｐ３は、３つの回転要素の回転速度の順で中間となる第二キャリアｃａ３がケースＤｃに固定されて回転速度がゼロになることにより、回転速度の順で一方端となる第二サンギヤｓ３の回転を減速するとともに回転方向を反転させて回転速度の順で他方端となる第二リングギヤｒ３に伝達する。この第二リングギヤｒ３の回転は、これと一体回転する出力軸Ｏに伝達される。この際の第二遊星歯車機構Ｐ３による変速比は、１／λ３となる。したがって、変速装置ＴＭの低速段Ｌｏでの変速比は、１／（λ２・λ３）となる。例えば、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の歯数比が、λ２＝０．５、λ３＝０．５であった場合、低速段Ｌｏでの変速比は「４」となる。よって、同様の歯数比を有する一つの遊星歯車機構のみにより低速段Ｌｏを構成する場合と比べて、十分に大きい変速比を得ることができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る変速装置ＴＭも、上記第一の実施形態と同様に、低速段Ｌｏにおいて、第一遊星歯車機構Ｐ２による減速と第二遊星歯車機構Ｐ３による減速とを組み合わせて第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速し、出力軸Ｏに伝達する構成としたことにより、比較的大きな変速比を容易に得ることができる。したがって、一つの遊星歯車機構のみで大きな変速比を得る必要がないので、従来に比べて変速装置ＴＭの外径を拡大することなく、低速段Ｌｏでの変速比を大きくすることが可能となる。なお、本実施形態においては、低速段Ｌｏは、後述する高速段Ｈｉと同様に、第一遊星歯車機構Ｐ２と第二遊星歯車機構Ｐ３が、４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる点で、上記第一の実施形態と異なっている。
【００６２】
図７の作動表に示すように、高速段Ｈｉでは、第二ブレーキＢ２は開放状態とされ、第一ブレーキＢ１が係合状態とされるため、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の第二サンギヤｓ３がケースＤｃに固定される。また、上記のとおり、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一キャリアｃａ２と第二遊星歯車機構Ｐ３の第二キャリアｃａ３は、常に一体回転するように接続されている。これにより、図９に示すように、高速段Ｈｉでは、実線Ｌ２で示される第一遊星歯車機構Ｐ２と破線Ｌ３で示される第二遊星歯車機構Ｐ３とが、一方の遊星歯車機構の２つの回転要素をそれぞれ他方の遊星歯車機構の異なる回転要素に接続して構成される４つの回転要素を有して一体的に動作する状態となる。そのため、速度線図上では、２つの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３を表す線Ｌ２、Ｌ３が同一直線上に位置する状態となる。ここでは、４つの回転要素は、図９の速度線図における４本の縦線のそれぞれに対応している。すなわち、これら４つの回転要素は、回転速度の順に、第一回転要素が第一リングギヤｒ２及び第二サンギヤｓ３であり、第二回転要素が第一キャリアｃａ２及び第二キャリアｃａ３であり、第三回転要素が第二リングギヤｒ３であり、第四回転要素が第一サンギヤｓ２である。
【００６３】
そして、上記のとおり、第一遊星歯車機構Ｐ２の第一リングギヤｒ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の第二サンギヤｓ３がケースＤｃに固定されており回転速度はゼロである。よって、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３を組み合わせて構成される４つの回転要素により、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達することができる。すなわち、変速装置ＴＭは、これら４つの回転要素の回転速度の順で一方端となる第一リングギヤｒ２及び第二サンギヤｓ３の回転が停止され、この回転速度の順で他方端となる第一サンギヤｓ２に伝達される第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を、この回転速度の順で中間となる第二リングギヤｒ３に接続される出力軸Ｏに減速して伝達する。この変速装置ＴＭの高速段Ｈｉでの変速比は、（１＋λ２）／〔λ２（１＋λ３）〕となる。したがって、例えば、第一遊星歯車機構Ｐ２及び第二遊星歯車機構Ｐ３の歯数比が、λ２＝０．５、λ３＝０．５であった場合、高速段Ｈｉでの変速比は「２」となる。よって、高速段Ｈｉでは、低速段Ｌｏよりも変速比が小さくなる。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係る変速装置ＴＭも、上記第一の実施形態と同様に、高速段Ｈｉにおいて、第一遊星歯車機構Ｐ２と第二遊星歯車機構Ｐ３とを組み合わせて構成される４つの回転要素により第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力軸Ｏに伝達する構成としたことにより、それぞれの遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３による減速幅を小さく抑えることができる。したがって、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度が非常に高くなった際にも、第一遊星歯車機構Ｐ２における第一サンギヤｓ２と第一リングギヤｒ２との回転速度の差、及び第二遊星歯車機構Ｐ３における第二サンギヤｓ３と第二リングギヤｒ３との回転速度の差を小さく抑えることができるので、同じ変速比を一つの遊星歯車機構により得る場合と比べて、各遊星歯車機構Ｐ２、Ｐ３におけるピニオンギヤの回転速度を低く抑えることができる。したがって、ピニオンギヤの軸受けの寿命を容易に確保することが可能となる。
【００６５】
３．その他の実施形態
（１）上記の実施形態では、動力分配装置として、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成された分配用遊星歯車機構Ｐ１を用いる場合を例として説明した。しかし、本発明に係る動力分配装置の構成はこれに限定されるものではなく、動力分配装置は、入力部材、出力部材、及び第一回転電機にそれぞれ接続される少なくとも３つの回転要素を備えた差動歯車装置であればよい。したがって、例えば、動力分配装置を、ダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成し、或いは、複数の傘歯車を組み合わせた差動歯車装置等のように、他の構成の差動歯車装置を用いることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６６】
（２）上記の各実施形態において説明した変速機構ＴＭを構成する歯車機構の具体的構成、及び変速装置ＴＭの各回転要素に対する摩擦係合要素の配置構成は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の範囲に含まれる。
【００６７】
（３）上記の実施形態では、出力軸Ｏ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、第二モータ・ジェネレータＭＧ２、分配用遊星歯車機構Ｐ１、及び変速装置ＴＭが、いずれも入力軸Ｉと同軸上に配置された構成を例として説明した。このような配置構成は、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の車両に好適に用いられる配置である。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、各構成を、入力軸Ｉとは異なる軸上に配置することも可能である。したがって、例えば、入力軸Ｉ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び分配用遊星歯車機構Ｐ１を同一軸上に配置し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と、変速装置ＴＭとを、それぞれ入力軸Ｉと平行に配置された異なる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。またこの場合、出力部材は軸ではなく、ギヤ等の他の構成としても好適である。このような構成は、エンジンＥに接続された入力軸Ｉの方向に短く構成することができるので、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式やＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）方式の車両等に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、駆動力源としてエンジンと２つの回転電機とを備えたハイブリッド車両の駆動装置として好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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
【図２】第一の実施形態に係る変速装置の摩擦係合要素の作動状態を示す作動表
【図３】第一の実施形態に係る分配用遊星歯車機構の速度線図
【図４】第一の実施形態に係る変速装置の低速段での速度線図
【図５】第一の実施形態に係る変速装置の高速段での速度線図
【図６】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
【図７】第二の実施形態に係る変速装置の摩擦係合要素の作動状態を示す作動表
【図８】第二の実施形態に係る変速装置の低速段での速度線図
【図９】第二の実施形態に係る変速装置の高速段での速度線図
【図１０】背景技術に係る変速装置の速度線図
【符号の説明】
【００７０】
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
Ｏ：出力軸（出力部材）
ＭＧ１：第一モータ・ジェネレータ（第一回転電機）
ＭＧ２：第二モータ・ジェネレータ（第二回転電機）
Ｐ１：分配用遊星歯車機構（動力分配装置）
ＴＭ：変速装置
Ｐ２：第一遊星歯車機構
ｓ２第一サンギヤ
ｃａ２：：第一キャリア
ｒ２：第一リングギヤ
Ｐ３：第二遊星歯車機構
ｓ３：第二サンギヤ
ｃａ３：第二第二キャリア
ｒ３：第二リングギヤ
Ｃ１：クラッチ
Ｂ１：ブレーキ（第一ブレーキ）
Ｂ２：第二ブレーキ
Ｄｃ：ケース（非回転部材）
ｍ１：第一回転要素
ｍ２：第二回転要素
ｍ３：第三回転要素
Ｈｉ：高速段
Ｌｏ：低速段
【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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