[go: up one dir, main page]

JP2009078617A - Hybrid drive device - Google Patents

Hybrid drive device Download PDF

Info

Publication number
JP2009078617A
JP2009078617A JP2007247691A JP2007247691A JP2009078617A JP 2009078617 A JP2009078617 A JP 2009078617A JP 2007247691 A JP2007247691 A JP 2007247691A JP 2007247691 A JP2007247691 A JP 2007247691A JP 2009078617 A JP2009078617 A JP 2009078617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
planetary gear
gear mechanism
rotating
mode
rotating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007247691A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4912266B2 (en
Inventor
Makoto Iwanaka
誠 岩中
Yoshika Kawaguchi
美嘉 河口
Yukihiko Ideshio
幸彦 出塩
Shigeru Okuwaki
茂 奥脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin AW Co Ltd
Priority to JP2007247691A priority Critical patent/JP4912266B2/en
Publication of JP2009078617A publication Critical patent/JP2009078617A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4912266B2 publication Critical patent/JP4912266B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

【課題】中低速走行時には2つの回転電機の回転駆動力を制御することによりエンジンを効率的な動作点で動作させることを可能としつつ、高速走行時には回転電機の動作によるエネルギー損失を抑制することにより、エネルギー効率を高めることが可能なハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】入力部材Iの回転駆動力が出力部材Oに伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを切り替え可能に備えるとともに、入力部材Iの回転速度に比例して、出力部材O、第一回転電機MG1、及び第二回転電機MG2の回転速度が定まり、入力部材Iの回転速度が増速して出力部材Oに伝達されるパラレル増速モードを切り替え可能に備える。
【選択図】図1
An engine can be operated at an efficient operating point by controlling the rotational driving force of two rotating electric machines during medium and low speed running, and energy loss due to the operation of the rotating electric machine is suppressed during high speed running. Thus, a hybrid drive device capable of increasing energy efficiency is provided.
A split first mode and a split second mode having different torque conversion ratios when the rotational driving force of the input member I is transmitted to the output member O are switchable, and the rotational speed of the input member I is provided. The rotation speed of the output member O, the first rotating electrical machine MG1, and the second rotating electrical machine MG2 is determined in proportion to the output speed, and the parallel speed increasing mode in which the rotational speed of the input member I is increased and transmitted to the output member O is set. Prepare to be switchable.
[Selection] Figure 1

Description

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、少なくとも4つの回転要素を有し、前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。   The present invention includes an input member connected to an engine, an output member connected to a wheel, a first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine, and at least four rotating elements, and the input member and the output member And a planetary gear device in which the first rotating electric machine and the second rotating electric machine are connected to different rotating elements, respectively.

第一及び第二の2つの回転電機を備え、少なくとも4つの回転要素を有する遊星歯車装置のそれぞれ異なる回転要素に、入力部材、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機が接続された構成を有するハイブリッド駆動装置として、例えば、下記の特許文献1に記載の装置が既に知られている。このハイブリッド駆動装置は、入力部材の回転が遊星歯車装置の第一の回転要素に伝動され、入力部材の回転駆動力の反力受けとして働く一方の回転電機の回転が遊星歯車装置の第二の回転要素に伝動され、遊星歯車装置の第三の回転要素の回転が出力部材に伝動されるとともに、他方の回転電機の回転が当該第三の回転要素に伝動される3要素構造の駆動伝動状態において、減速比が異なる第一から第三の3つのモードを切り替え可能に備えている。この3要素構造の駆動伝動状態の各モードでは、入力部材の回転駆動力が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに分配される状態となっており、本願発明のスプリットモードに近似する駆動伝動状態となっている。   An input member, an output member, a first rotating electric machine, and a second rotating electric machine are connected to different rotating elements of a planetary gear device that includes the first and second rotating electric machines and has at least four rotating elements. As a hybrid drive device having a configuration, for example, a device described in Patent Document 1 below is already known. In this hybrid drive device, the rotation of the input member is transmitted to the first rotating element of the planetary gear device, and the rotation of one rotating electric machine that acts as a reaction force receiver of the rotational drive force of the input member is the second of the planetary gear device. A drive transmission state of a three-element structure that is transmitted to the rotating element, the rotation of the third rotating element of the planetary gear device is transmitted to the output member, and the rotation of the other rotating electrical machine is transmitted to the third rotating element The first to third modes having different reduction ratios can be switched. In each mode of the drive transmission state of this three-element structure, the rotational driving force of the input member is distributed to the rotating element connected to the first rotating electrical machine and the rotating element connected to the second rotating electrical machine Thus, the drive transmission state is similar to the split mode of the present invention.

特開2006−347376号公報JP 2006-347376 A

上記のハイブリッド駆動装置では、3要素構造の駆動伝動状態で、車両の走行速度に応じて適切に減速比を切り替えることにより、特に高速走行時において、4要素構造の駆動伝動状態を用いる装置と比較してエネルギー効率を高めることができる構成となっている。しかし、上記のハイブリッド駆動装置であっても、一方の回転電機が入力部材の回転駆動力の反力受けとして働き、他方の回転電機がエンジンの回転駆動力をアシストするという3要素構造の性質上、一方の回転電機により発電された電力を、他方の回転電機が力行して消費する状態が常に生じていることになる。この状態では、一方の回転電機により発電する際や、発電した電力により他方の回転電機を力行させる際に、エネルギーが熱として消費されることによるエネルギー損失が発生することは避けられない。   Compared with the device using the drive transmission state of the four-element structure in the hybrid drive device described above, by switching the reduction ratio appropriately according to the traveling speed of the vehicle in the drive transmission state of the three-element structure, particularly at high speeds. Thus, the energy efficiency can be increased. However, even in the hybrid drive device described above, due to the nature of the three-element structure, one rotating electrical machine works as a reaction force receiver for the rotational driving force of the input member, and the other rotating electrical machine assists the rotational driving force of the engine. Thus, there is always a state where the power generated by one rotating electrical machine is consumed by the other rotating electrical machine. In this state, when power is generated by one rotating electrical machine or when the other rotating electrical machine is powered by the generated power, it is inevitable that energy loss occurs due to the consumption of energy as heat.

上記のハイブリッド駆動装置では、中低速走行時などの車両の走行負荷の変動が多い走行状態では、車両の走行負荷の変動に応じて2つの回転電機の回転駆動力を制御することにより、エンジンを常に効率的な動作点で動作させることができるという利点が、上記のようなエネルギー損失を上回る。そのため、ハイブリッド駆動装置の全体としてはエネルギー効率を高めることができる。しかし、高速走行時のように、車両の走行負荷の変動が少ない走行状態では、車両の走行負荷の変動を回転電機の回転駆動力の制御により吸収する機会が少なくなる。そのため、3要素構造の駆動伝動状態による利点が少なくなり、上記のようなエネルギー損失の影響が相対的に大きくなる。したがって、4要素構造の駆動伝動状態ほどではないが、ハイブリッド駆動装置の全体としてのエネルギー効率が低くなり易いという問題があった。   In the hybrid drive device described above, the engine is controlled by controlling the rotational driving force of the two rotating electric machines in accordance with the fluctuation of the vehicle driving load in a driving state where the vehicle driving load varies greatly, such as during medium-low speed driving. The advantage of being able to operate at an efficient operating point at all times exceeds the energy loss as described above. Therefore, energy efficiency can be improved as a whole of the hybrid drive device. However, in a traveling state in which the variation in the traveling load of the vehicle is small, such as during high speed traveling, the opportunity for absorbing the variation in the traveling load of the vehicle by controlling the rotational driving force of the rotating electrical machine is reduced. Therefore, the advantage of the three-element structure drive transmission state is reduced, and the influence of the energy loss as described above is relatively increased. Therefore, although not as much as the drive transmission state of the four-element structure, there has been a problem that the energy efficiency of the hybrid drive device as a whole tends to be low.

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、中低速走行時には2つの回転電機の回転駆動力を制御することによりエンジンを効率的な動作点で動作させることを可能としつつ、高速走行時には回転電機の動作によるエネルギー損失を抑制することにより、エネルギー効率を高めることが可能なハイブリッド駆動装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to enable the engine to operate at an efficient operating point by controlling the rotational driving force of the two rotating electrical machines during medium and low speed traveling. On the other hand, an object of the present invention is to provide a hybrid drive device that can increase energy efficiency by suppressing energy loss due to operation of a rotating electrical machine during high-speed traveling.

上記目的を達成するための本発明に係るハイブリッド駆動装置の特徴構成は、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、少なくとも4つの回転要素を有し、前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置と、を備え、前記入力部材の回転駆動力が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに分配され、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方が前記入力部材の回転駆動力の反力受けとなる2つのモードであって、前記入力部材の回転駆動力が前記出力部材に伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを切り替え可能に備えるとともに、前記入力部材の回転速度に比例して、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機の回転速度が定まり、前記入力部材の回転速度が増速して前記出力部材に伝達されるパラレル増速モードを切り替え可能に備える点にある。   In order to achieve the above object, the hybrid drive device according to the present invention is characterized in that an input member connected to an engine, an output member connected to a wheel, a first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine, A planetary gear device having four rotating elements, wherein the input member, the output member, the first rotating electrical machine, and the second rotating electrical machine are respectively connected to different rotating elements, and rotating the input member A driving force is distributed to a rotating element connected to the first rotating electric machine and a rotating element connected to the second rotating electric machine, and one of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine receives the input A split first mode and a split second mode, which are two modes for receiving a reaction force of the rotational driving force of the member and have different torque conversion ratios when the rotational driving force of the input member is transmitted to the output member. The output member, the first rotating electrical machine, and the second rotating electrical machine have rotational speeds that are proportional to the rotational speed of the input member, and the rotational speed of the input member is The parallel acceleration mode that is accelerated and transmitted to the output member can be switched.

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、サンギヤ、キャリア、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。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。   In the present application, “connection” includes not only a structure that directly transmits rotation but also a structure that indirectly transmits rotation via one or more members. Further, in the present application, regarding a planetary gear mechanism including three rotating elements of a sun gear, a carrier, and a ring gear, a device obtained by using the planetary gear mechanism alone or a combination of a plurality of planetary gear mechanisms is referred to as a “planetary gear device”. . In the present application, the “rotary electric machine” is used as a concept including any of a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator functioning as both a motor and a generator as necessary.

この特徴構成によれば、中低速走行時などの車両の走行負荷の変動が多い走行状態では、スプリット第一モード又はスプリット第二モードとすることにより、車両の走行負荷の変動に応じて2つの回転電機の回転駆動力を制御し、エンジンを常に効率的な動作点で動作させながら走行することができる。更にこのとき、入力部材(エンジン)の回転駆動力が出力部材に伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを、車両の走行速度や走行負荷に応じて適宜切り替えて走行することにより、最大出力が比較的小さい回転電機を用いて十分な走行性能を得ることが可能になるとともに、回転電機の回転速度を比較的低く抑えることが可能となるため、装置のエネルギー効率を高めることができる。   According to this characteristic configuration, in the traveling state in which the traveling load of the vehicle is large, such as during medium / low speed traveling, the split first mode or the split second mode is set, so that It is possible to run while controlling the rotational driving force of the rotating electrical machine and always operating the engine at an efficient operating point. Further, at this time, the split first mode and the split second mode, which have different torque conversion ratios when the rotational driving force of the input member (engine) is transmitted to the output member, are set according to the traveling speed and traveling load of the vehicle. By appropriately switching and running, it becomes possible to obtain sufficient running performance using a rotating electrical machine with a relatively small maximum output, and it is possible to keep the rotational speed of the rotating electrical machine relatively low. Can improve the energy efficiency.

また、高速走行時などの車両の走行負荷の変動が少ない走行状態では、パラレル増速モードに切り替えることにより、回転電機を動作させずにエンジンの回転駆動力を出力部材に伝達して走行することが可能となるので、回転電機の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。更にこのとき、入力部材(エンジン)の回転速度を増速して出力部材に伝達するため、エンジンの回転速度を低く抑えることが可能となり、エンジンを高い効率で動作させることができる。よって、この場合にも、装置のエネルギー効率を高めることができる。したがって、この特徴構成によれば、全ての走行速度域において、エネルギー効率が高いハイブリッド駆動装置を実現することができる。   Also, when driving at low speeds, such as when driving at high speeds, by switching to the parallel acceleration mode, the engine can be driven by transmitting the rotational driving force of the engine to the output member without operating the rotating electrical machine. Therefore, energy loss due to the operation of the rotating electrical machine can be suppressed. Furthermore, at this time, since the rotational speed of the input member (engine) is increased and transmitted to the output member, the rotational speed of the engine can be kept low, and the engine can be operated with high efficiency. Therefore, also in this case, the energy efficiency of the apparatus can be increased. Therefore, according to this characteristic configuration, it is possible to realize a hybrid drive device having high energy efficiency in all travel speed ranges.

ここで、前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとで、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方の前記反力受けとなる回転電機が交替する構成とすると好適である。   Here, it is preferable that the rotating electric machine serving as the reaction force receiver of either the first rotating electric machine or the second rotating electric machine is switched between the split first mode and the split second mode. .

この構成によれば、第一回転電機及び第二回転電機のそれぞれの性能や遊星歯車装置に対する接続構造に応じて、スプリット第一モード及びスプリット第二モードのそれぞれに要求される走行性能を発揮できるように、第一回転電機及び第二回転電機に適切な役割を分担させることが可能となる。したがって、最大出力が比較的小さい回転電機を用いて十分な走行性能を得ることが可能になるとともに、回転電機のエネルギー効率を高めることが可能となる。   According to this configuration, the traveling performance required for each of the split first mode and the split second mode can be exhibited according to the performance of each of the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine and the connection structure to the planetary gear device. As described above, it is possible to share an appropriate role between the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine. Therefore, it is possible to obtain a sufficient traveling performance using a rotating electrical machine having a relatively small maximum output, and to increase the energy efficiency of the rotating electrical machine.

また、前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとの間の切り替え、及び前記スプリット第二モードと前記パラレル増速モードとの間の切り替えに際して、それらのモード切り替えの際に係合する摩擦係合手段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が可能に構成されている構成とすると好適である。   In addition, when switching between the split first mode and the split second mode and switching between the split second mode and the parallel acceleration mode, the frictional engagement that is engaged when switching the modes. It is preferable to employ a configuration in which synchronous switching is possible in which the engaging members on both sides of the coupling means are engaged in the same state.

この構成によれば、スプリット第一モードとスプリット第二モードとの間のモード切り替え、及びスプリット第二モードとパラレル増速モードとの間のモード切り替えに際して、摩擦係合手段の係合による衝撃を非常に小さくすることができる。   According to this configuration, when the mode is switched between the split first mode and the split second mode and the mode is switched between the split second mode and the parallel acceleration mode, the impact due to the engagement of the friction engagement means is applied. Can be very small.

また、前記遊星歯車装置は、複数の摩擦係合要素を備え、少なくとも2つの摩擦係合要素の係合状態で前記パラレル増速モードが実現される構成とすると好適である。   Further, it is preferable that the planetary gear device includes a plurality of friction engagement elements and the parallel acceleration mode is realized in an engagement state of at least two friction engagement elements.

この構成によれば、入力部材の回転速度に比例して、出力部材、第一回転電機、及び第二回転電機の回転速度が定まるような遊星歯車装置の各回転要素の接続状態を、比較的容易に実現することができる。   According to this configuration, the connection state of each rotating element of the planetary gear device in which the rotational speeds of the output member, the first rotating electrical machine, and the second rotating electrical machine are determined in proportion to the rotational speed of the input member is relatively It can be easily realized.

このハイブリッド駆動装置は、具体的には、前記遊星歯車装置は、3つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構、第二遊星歯車機構、及び第三遊星歯車機構を組み合わせて構成され、前記第一遊星歯車機構の一つの回転要素に前記入力部材が接続され、前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素に前記出力部材が接続され、前記スプリット第一モードでは前記第一回転電機が前記反力受けとなり、前記スプリット第二モードでは前記第二回転電機が前記反力受けとなる構成とすることにより、好適に実現される。   Specifically, in the hybrid drive device, the planetary gear device is configured by combining a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism each having three rotating elements. The input member is connected to one rotating element of one planetary gear mechanism, the output member is connected to one rotating element of the third planetary gear mechanism, and in the split first mode, the first rotating electric machine is This is preferably realized by adopting a configuration in which the second rotating electrical machine is the reaction force receiver in the split second mode.

そして、このような3つの遊星歯車機構を備える構成において、前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、少なくとも前記第一遊星歯車機構が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに前記入力部材の回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能する構成とすると好適である。   And in the configuration comprising such three planetary gear mechanisms, at least the first planetary gear mechanism in the split first mode and the split second mode has a rotating element connected to the first rotating electrical machine and the It is preferable to have a configuration that functions as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input member to a rotating element connected to the second rotating electrical machine.

この構成によれば、スプリット第一モード及びスプリット第二モードにおいて、第一遊星歯車機構を中心として3要素構造の駆動伝動状態を形成することができる。したがって、これらのモードにおいて、車両の走行負荷の変動に応じて2つの回転電機の回転駆動力を制御し、エンジンを常に効率的な動作点で動作させながら走行することが可能となる。   According to this configuration, in the split first mode and the split second mode, it is possible to form a drive transmission state having a three-element structure with the first planetary gear mechanism as the center. Therefore, in these modes, it becomes possible to control the rotational driving force of the two rotating electric machines according to the fluctuation of the traveling load of the vehicle, and to travel while always operating the engine at an efficient operating point.

また、前記スプリット第一モードで、前記第三遊星歯車機構が、前記第二回転電機に接続された回転要素の回転速度を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。   In the split first mode, it is preferable that the third planetary gear mechanism is configured to reduce the rotational speed of the rotating element connected to the second rotating electrical machine and transmit it to the output member.

この構成によれば、スプリット第一モードにおいて、比較的大きい回転駆動力を出力部材に伝達して走行することが可能となる。   According to this configuration, in the split first mode, it is possible to travel by transmitting a relatively large rotational driving force to the output member.

また、前記第一回転電機が前記第二遊星歯車機構の一つの回転要素に接続され、
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、前記第二遊星歯車機構が、前記第一回転電機の回転速度を減速して前記第一遊星歯車機構に伝達する構成とすると好適である。
Further, the first rotating electrical machine is connected to one rotating element of the second planetary gear mechanism,
In the split first mode and the split second mode, it is preferable that the second planetary gear mechanism is configured to reduce the rotational speed of the first rotating electrical machine and transmit it to the first planetary gear mechanism.

この構成によれば、最大出力が比較的小さい第一回転電機を用いた場合であっても、十分な回転駆動力を第一遊星歯車機構に伝達することが可能となる。   According to this configuration, it is possible to transmit a sufficient rotational driving force to the first planetary gear mechanism even when the first rotating electrical machine having a relatively small maximum output is used.

また、前記スプリット第二モードで、前記第一回転電機が前記第二遊星歯車機構の一つの回転要素に接続され、前記第二遊星歯車機構が、前記第一回転電機の回転速度を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。   In the split second mode, the first rotating electrical machine is connected to one rotating element of the second planetary gear mechanism, and the second planetary gear mechanism reduces the rotational speed of the first rotating electrical machine. It is preferable to adopt a configuration for transmitting to the output member.

この構成によれば、スプリット第二モードにおいて、スプリット第一モードとは異なるトルク変換比により回転駆動力を出力部材に伝達しつつ走行することが可能となる。   According to this configuration, in the split second mode, it is possible to travel while transmitting the rotational driving force to the output member with a torque conversion ratio different from that in the split first mode.

また、前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素が、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される選択固定回転要素であり、この選択固定回転要素と前記前記第一回転電機に接続された回転要素とを選択的に接続するクラッチを備える構成とすると好適である。   One rotating element of the third planetary gear mechanism is a selective fixed rotating element that is selectively fixed to a non-rotating member by a brake, and is connected to the selected fixed rotating element and the first rotating electrical machine. It is preferable to provide a clutch that selectively connects the rotating element.

この構成によれば、いずれかのモードの実現のために非回転部材に固定される回転要素を、他のモードの実現のために有効に利用することができる。したがって、回転要素の数を少なく抑えることが可能となり、比較的小型のハイブリッド駆動装置とすることが可能となる。   According to this configuration, the rotating element fixed to the non-rotating member for realizing one of the modes can be effectively used for realizing another mode. Accordingly, the number of rotating elements can be reduced to a relatively small hybrid drive device.

また、上記のようなハイブリッド駆動装置を実現するための具体的な構成としては、例えば、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、第一遊星歯車機構と、第二遊星歯車機構と、第三遊星歯車機構と、を備えた、前記第一遊星歯車機構、前記第二遊星歯車機構、及び前記第三遊星歯車機構は、それぞれ回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備え、前記第一遊星歯車機構は、第一回転要素が前記第二回転電機及び前記第三遊星歯車機構の第一回転要素に接続され、第二回転要素が前記入力部材に接続され、第三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、前記第二遊星歯車機構は、第一回転要素が非回転部材に固定され、第三回転要素が前記第一回転電機に接続され、前記第三遊星歯車機構は、第二回転要素が前記出力部材に接続され、第三回転要素が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及び前記第二遊星歯車機構の第二回転要素と前記第三遊星歯車機構の第二回転要素とが第一クラッチにより選択的に接続され、前記第二遊星歯車機構の第三回転要素と前記第三遊星歯車機構の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に接続される構成とすると好適である。   Moreover, as a concrete structure for implement | achieving the above hybrid drive devices, for example, the input member connected to the engine, the output member connected to the wheel, the first rotating electrical machine, and the second rotation The first planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism, and the third planetary gear mechanism, each including an electric machine, a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism, Each of the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element in order of rotational speed, the first planetary gear mechanism, wherein the first rotating element is the second rotating electrical machine and the first rotating element. Connected to the first rotating element of the three planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the input member, the third rotating element is connected to the second rotating element of the second planetary gear mechanism, and the second planetary gear The mechanism is such that the first rotating element is fixed to the non-rotating member. The third rotating element is connected to the first rotating electrical machine, and the third planetary gear mechanism is configured such that the second rotating element is connected to the output member and the third rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by a brake. The third rotating element of the first planetary gear mechanism and the second rotating element of the second planetary gear mechanism and the second rotating element of the third planetary gear mechanism are selectively connected by a first clutch, It is preferable that the third rotating element of the second planetary gear mechanism and the third rotating element of the third planetary gear mechanism are selectively connected by the second clutch.

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、各遊星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。   In the present application, the “order of rotational speed” is either the order from the high speed side to the low speed side, or the order from the low speed side to the high speed side, and can be any depending on the rotation state of each planetary gear device. In either case, the order of the rotating elements does not change.

この構成によれば、ブレーキ、第一クラッチ、及び第二クラッチの選択的係合により、上記のスプリット第一モード、スプリット第二モード、及びパラレル増速モードを切り替えることが可能なハイブリッド駆動装置を実現することができる。したがって、各モードを備えることによる上記の作用効果を奏することができる。また、この構成によれば、スプリット第一モード及びスプリット第二モードにおいて、第一回転電機の回転速度が、第二遊星歯車機構により減速されて第一遊星歯車機構に伝達されるため、第一回転電機として出力が小さいものを使用することが可能となる。   According to this configuration, the hybrid drive device capable of switching the split first mode, the split second mode, and the parallel acceleration mode by selective engagement of the brake, the first clutch, and the second clutch. Can be realized. Therefore, it is possible to achieve the above-described effects by providing each mode. Further, according to this configuration, in the split first mode and the split second mode, the rotation speed of the first rotating electrical machine is decelerated by the second planetary gear mechanism and transmitted to the first planetary gear mechanism. A rotating electric machine having a small output can be used.

また、上記のようなハイブリッド駆動装置を実現するための別の具体的な構成として、例えば、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、第一遊星歯車機構と、第二遊星歯車機構と、第三遊星歯車機構と、を備え、前記第一遊星歯車機構、前記第二遊星歯車機構、及び前記第三遊星歯車機構は、それぞれ回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備え、前記第一遊星歯車機構は、第一回転要素が前記第二回転電機及び前記第三遊星歯車機構の第一回転要素に接続され、第二回転要素が前記入力部材に接続され、第三回転要素が前記第一回転電機に接続され、前記第二遊星歯車機構は、第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記第三遊星歯車機構の第二回転要素に接続され、前記第三遊星歯車機構は、第二回転要素が前記出力部材に接続され、第三回転要素が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と前記第二遊星歯車機構の第三回転要素とが第一クラッチにより選択的に接続され、前記第二遊星歯車機構の第三回転要素と前記第三遊星歯車機構の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に接続される構成とすると好適である。   Moreover, as another specific structure for implement | achieving the above hybrid drive devices, for example, the input member connected to the engine, the output member connected to the wheel, the first rotating electrical machine, and the second A rotating electrical machine, a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism, wherein the first planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism, and the third planetary gear mechanism are Each of the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element in order of rotational speed, the first planetary gear mechanism, wherein the first rotating element is the second rotating electrical machine and the first rotating element. Connected to the first rotating element of the three planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the input member, the third rotating element is connected to the first rotating electrical machine, and the second planetary gear mechanism is connected to the first rotating element. The element is fixed to the non-rotating member and the second rotating element is The third planetary gear mechanism is connected to the second rotating element of the third planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the output member, and the third rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by a brake. The third rotating element of the first planetary gear mechanism and the third rotating element of the second planetary gear mechanism are selectively connected by a first clutch, and the third rotating element of the second planetary gear mechanism and the It is preferable that the third rotating element of the third planetary gear mechanism is selectively connected by the second clutch.

この構成によれば、ブレーキ、第一クラッチ、及び第二クラッチの選択的係合により、上記のスプリット第一モード、スプリット第二モード、及びパラレル増速モードを切り替えることが可能なハイブリッド駆動装置を実現することができる。したがって、各モードを備えることによる上記の作用効果を奏することができる。   According to this configuration, the hybrid drive device capable of switching the split first mode, the split second mode, and the parallel acceleration mode by selective engagement of the brake, the first clutch, and the second clutch. Can be realized. Therefore, it is possible to achieve the above-described effects by providing each mode.

また、上記のようなハイブリッド駆動装置を実現するための更に別の具体的な構成としては、例えば、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、第一遊星歯車機構と、第二遊星歯車機構と、第三遊星歯車機構と、を備え、前記第一遊星歯車機構、前記第二遊星歯車機構、及び前記第三遊星歯車機構は、それぞれ回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備え、前記第一遊星歯車機構は、第一回転要素が前記第二回転電機及び前記第三遊星歯車機構の第一回転要素に接続され、第二回転要素が前記入力部材に接続され、第三回転要素が前記第一回転電機及び前記第二遊星歯車機構の第三回転要素に接続され、前記第二遊星歯車機構は、第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、第二回転要素が前記第三遊星歯車機構の第二回転要素に接続され、前記第三遊星歯車機構は、第二回転要素が前記出力部材に接続され、第三回転要素が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三回転要素及び前記第二遊星歯車機構の第三回転要素と前記第三遊星歯車機構の第三回転要素とがクラッチにより選択的に接続される構成とすると好適である。   Further, as another specific configuration for realizing the hybrid drive device as described above, for example, an input member connected to an engine, an output member connected to a wheel, a first rotating electrical machine, A second rotating electrical machine; a first planetary gear mechanism; a second planetary gear mechanism; and a third planetary gear mechanism. The first planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism, and the third planetary gear. The mechanism includes three rotating elements, ie, a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element in order of rotational speed, and the first planetary gear mechanism includes a first rotating element and the second rotating electric machine. The third rotating element is connected to the first rotating element of the third planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the input member, and the third rotating element is connected to the first rotating electric machine and the third rotating element of the second planetary gear mechanism. Connected, the second planetary gear mechanism is The element is selectively fixed to the non-rotating member by a second brake, the second rotating element is connected to the second rotating element of the third planetary gear mechanism, and the second planetary gear mechanism has the second rotating element Connected to the output member, the third rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by the first brake, the third rotating element of the first planetary gear mechanism, the third rotating element of the second planetary gear mechanism, and the It is preferable that the third rotating element of the third planetary gear mechanism is selectively connected by a clutch.

この構成によれば、第一ブレーキ、第二ブレーキ、及びクラッチの選択的係合により、上記のスプリット第一モード、スプリット第二モード、及びパラレル増速モードを切り替えることが可能なハイブリッド駆動装置を実現することができる。したがって、各モードを備えることによる上記の作用効果を奏することができる。また、この構成によれば、クラッチを一つとしているため、上記2の例のようにクラッチを2つとする構成よりも装置の小型化を図ることが可能となる。   According to this configuration, the hybrid drive apparatus capable of switching the split first mode, the split second mode, and the parallel acceleration mode by selective engagement of the first brake, the second brake, and the clutch. Can be realized. Therefore, it is possible to achieve the above-described effects by providing each mode. In addition, according to this configuration, since there is one clutch, it is possible to reduce the size of the apparatus as compared with the configuration in which two clutches are used as in the above example 2.

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、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、二重の実線は回転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。これらの図に示すように、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W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、少なくとも4つの回転要素を有し、入力軸I、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置PGと、を備えている。また、このハイブリッド駆動装置Hでは、遊星歯車装置PGは、3つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3を組み合わせて構成されている。そして、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。なお、本実施形態においては、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。また、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。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram showing the configuration of the hybrid drive apparatus H according to the present embodiment. In FIG. 1, the configuration of the lower half symmetrical with respect to the central axis is omitted. FIG. 2 is a schematic diagram showing a system configuration of the hybrid drive apparatus H according to the present embodiment. In FIG. 2, the double solid line indicates the transmission path of the rotational driving force, the double broken line indicates the power transmission path, and the white arrow indicates the flow of the hydraulic oil. Also, solid arrows indicate various information transmission paths. As shown in these drawings, the hybrid drive device H includes an input shaft I connected to an engine E, an output shaft O connected to wheels W, a first motor generator MG1, and a second motor generator. MG2, and a planetary gear device PG having at least four rotating elements, in which the input shaft I, the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are respectively connected to different rotating elements. I have. In this hybrid drive device H, the planetary gear device PG is configured by combining a first planetary gear mechanism PG1, a second planetary gear mechanism PG2, and a third planetary gear mechanism PG3 each having three rotating elements. . These components are housed in a drive device case Dc (hereinafter simply referred to as “case Dc”) as a non-rotating member fixed to the vehicle body. In the present embodiment, the first motor / generator MG1 corresponds to the “first rotating electrical machine” in the present invention, and the second motor / generator MG2 corresponds to the “second rotating electrical machine” in the present invention. The input shaft I corresponds to the “input member” in the present invention, and the output shaft O corresponds to the “output member” in the present invention.

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に接続されている。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、ディファレンシャル装置17等を介して車輪Wに回転駆動力を伝達可能に接続されている。本例では、入力軸Iと出力軸Oとは同一軸線上に配置されている。
1-1. Configuration of Each Part of Hybrid Drive Device As shown in FIGS. 1 and 2, the input shaft I is connected to an engine E. Here, the engine E is an internal combustion engine driven by combustion of fuel, and for example, various known engines such as a gasoline engine and a diesel engine can be used. In this example, the input shaft I is integrally connected to an output rotation shaft such as a crankshaft of the engine E. A configuration in which the input shaft I is connected to the output rotation shaft of the engine E via a damper, a clutch, or the like is also suitable. The output shaft O is connected to the wheel W through the differential device 17 or the like so as to be able to transmit the rotational driving force. In this example, the input shaft I and the output shaft O are arranged on the same axis.

図1に示すように、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、第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と一体回転するように接続されている。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、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1と一体回転するように接続されている。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、図2に示すように、それぞれインバータ12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。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)としての機能を果すことが可能とされている。   As shown in FIG. 1, the first motor / generator MG1 has a stator St1 fixed to the case Dc, and a rotor Ro1 rotatably supported on the radially inner side of the stator St1. The rotor Ro1 of the first motor / generator MG1 is connected to rotate integrally with the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2. The second motor / generator MG2 includes a stator St2 fixed to the case Dc, and a rotor Ro2 that is rotatably supported on the radial inner side of the stator St2. The rotor Ro2 of the second motor / generator MG2 is connected to rotate integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1. As shown in FIG. 2, the first motor / generator MG <b> 1 and the second motor / generator MG <b> 2 are each electrically connected to a battery 11 as a power storage device via an inverter 12. Note that the battery 11 is an example of a power storage device, and other power storage devices such as capacitors may be used, or a plurality of types of power storage devices may be used in combination. Each of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 functions as a motor (electric motor) that generates power by receiving power and a generator (power generation) that generates power by receiving power. Function).

本実施形態においては、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の機能が、後述するスプリット低速モードとスプリット高速モードとで交替する構成となっている。すなわち、スプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとなって主にジェネレータとして機能し、第二モータ・ジェネレータMG2が主にモータとして機能する。一方、スプリット高速モードでは、第二モータ・ジェネレータMG2が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとなって主にジェネレータとして機能し、第一モータ・ジェネレータMG1が主にモータとして機能する。ここで、ジェネレータとして機能する方のモータ・ジェネレータMG1、MG2は、エンジンEの回転駆動力により発電を行い、バッテリ11を充電し、或いはモータとして機能する方のモータ・ジェネレータMG1、MG2を駆動するための電力を供給する。一方、モータとして機能する方のモータ・ジェネレータMG1、MG2は、主に車両の走行用の駆動力を補助するために力行するが、車両の減速のための回生制動時等にはジェネレータとして機能する。これら第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の動作は、制御装置ECUから制御指令に従ってインバータ12を介して行われる。   In the present embodiment, the functions of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 are switched between a split low speed mode and a split high speed mode, which will be described later. That is, in the split low speed mode, the first motor / generator MG1 receives the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I and functions mainly as a generator, and the second motor / generator MG2 functions mainly as a motor. On the other hand, in the split high speed mode, the second motor / generator MG2 receives the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I and functions mainly as a generator, and the first motor / generator MG1 functions mainly as a motor. Here, the motor generators MG1 and MG2 that function as generators generate electric power by the rotational driving force of the engine E, charge the battery 11, or drive the motor generators MG1 and MG2 that function as motors. To supply power for. On the other hand, the motor generators MG1 and MG2 that function as motors mainly operate to assist driving force for driving the vehicle, but function as generators during regenerative braking for vehicle deceleration, and the like. . The operations of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 are performed via the inverter 12 in accordance with a control command from the control unit ECU.

遊星歯車装置PGは、ここでは、3つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3を組み合わせて構成されている。そして、これらの各遊星歯車機構PG1〜PG3のそれぞれ異なる回転要素に、入力軸I、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2が接続されている。ここでは、第一遊星歯車機構PG1の一つの回転要素に入力軸Iが接続され、第三遊星歯車機構PG3の一つの回転要素に出力軸Oが接続されている。以下、各遊星歯車機構PG1〜PG3のそれぞれの構成について詳細に説明する。   Here, the planetary gear device PG is configured by combining a first planetary gear mechanism PG1, a second planetary gear mechanism PG2, and a third planetary gear mechanism PG3 each having three rotating elements. An input shaft I, an output shaft O, a first motor / generator MG1, and a second motor / generator MG2 are connected to different rotating elements of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3. Here, the input shaft I is connected to one rotating element of the first planetary gear mechanism PG1, and the output shaft O is connected to one rotating element of the third planetary gear mechanism PG3. Hereinafter, each structure of each planetary gear mechanism PG1-PG3 is demonstrated in detail.

図1に示すように、第一遊星歯車機構PG1は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第一遊星歯車機構PG1は、複数対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。キャリアca1は、第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2及び第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3と一体回転するように接続されている。リングギヤr1は、入力軸Iと一体回転するように接続されている。サンギヤs1は、第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2と一体回転するように接続されているとともに、第一クラッチC1を介して第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3と選択的に接続される。後述するように、第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2には第一モータ・ジェネレータMG1が接続されている。これにより、第一遊星歯車機構PG1は、スプリット低速モード及びスプリット高速モードにおいて、入力軸Iの回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素であるキャリアca1とに分配する駆動力分配機構として機能する。なお、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である、第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2には、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2を介して入力軸Iの回転駆動力が伝達される。本実施形態においては、この第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1、リングギヤr1、サンギヤs1が、それぞれ第一遊星歯車機構PG1の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。   As shown in FIG. 1, the first planetary gear mechanism PG1 is a double pinion type planetary gear mechanism arranged coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the first planetary gear mechanism PG1 includes a carrier ca1 that supports a plurality of pairs of pinion gears, and a sun gear s1 and a ring gear r1 that mesh with the pinion gears, respectively, as rotating elements. The carrier ca1 is connected to rotate integrally with the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2 and the sun gear s3 of the third planetary gear mechanism PG3. The ring gear r1 is connected to rotate integrally with the input shaft I. The sun gear s1 is connected to rotate integrally with the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2, and is selectively connected to the carrier ca3 of the third planetary gear mechanism PG3 via the first clutch C1. As will be described later, the first motor / generator MG1 is connected to the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2. As a result, the first planetary gear mechanism PG1 causes the rotational driving force of the input shaft I in the split low speed mode and split high speed mode to be applied to the second planetary gear mechanism PG2, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1. It functions as a driving force distribution mechanism that distributes to the carrier ca2 and the carrier ca1, which is a rotating element connected to the second motor / generator MG2. The carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, is connected to the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2. Thus, the rotational driving force of the input shaft I is transmitted. In the present embodiment, the carrier ca1, ring gear r1, and sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 are the “first rotating element e1”, “second rotating element e2”, “first rotating element e1” of the first planetary gear mechanism PG1, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”.

第二遊星歯車機構PG2は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第二遊星歯車機構PG2は、複数対のピニオンギヤを支持するキャリアca2と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs2及びリングギヤr2とを回転要素として有している。サンギヤs2は、ケースDcに固定されている。リングギヤr2は、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1と一体回転するように接続されているとともに、第一クラッチC1を介して第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3と選択的に接続される。キャリアca2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とともに、第二クラッチC2を介して第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3と選択的に接続される。本実施形態においては、この第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2、リングギヤr2、キャリアca2が、それぞれ第二遊星歯車機構PG2の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。   The second planetary gear mechanism PG2 is a double pinion type planetary gear mechanism that is disposed coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the second planetary gear mechanism PG2 includes a carrier ca2 that supports a plurality of pairs of pinion gears, and a sun gear s2 and a ring gear r2 that mesh with the pinion gears, respectively, as rotating elements. The sun gear s2 is fixed to the case Dc. The ring gear r2 is connected to rotate integrally with the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1, and is selectively connected to the carrier ca3 of the third planetary gear mechanism PG3 via the first clutch C1. The carrier ca2 is connected to rotate integrally with the rotor Ro1 of the first motor / generator MG1, and is selectively connected to the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 via the second clutch C2. In the present embodiment, the sun gear s2, the ring gear r2, and the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 are the “first rotation element e1”, “second rotation element e2”, “first rotation element” of the second planetary gear mechanism PG2, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”.

第三遊星歯車機構PG3は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第三遊星歯車機構PG3は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアca3と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs3及びリングギヤr3とを回転要素として有している。サンギヤs3は、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1及び第二モータ・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。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、第一クラッチC1を介して第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2と選択的に接続される。リングギヤr3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、第二クラッチC2を介して第二遊星歯車機構PGのキャリアca2に選択的に接続される。本実施形態においては、この第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3、キャリアca3、リングギヤr3が、それぞれ第三遊星歯車機構PG3の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。また、リングギヤr3が、第三遊星歯車機構PG3の「選択固定回転要素」に相当する。   The third planetary gear mechanism PG3 is a single pinion type planetary gear mechanism arranged coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the third planetary gear mechanism PG3 includes, as rotating elements, a carrier ca3 that supports a plurality of pinion gears, and a sun gear s3 and a ring gear r3 that mesh with the pinion gears. The sun gear s3 is connected to rotate integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2. The carrier ca3 is connected to rotate integrally with the output shaft O, and selectively connected to the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2 via the first clutch C1. Is done. The ring gear r3 is selectively fixed to the case Dc by the brake B1, and is selectively connected to the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG via the second clutch C2. In the present embodiment, the sun gear s3, the carrier ca3, and the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 are the “first rotation element e1”, “second rotation element e2”, “second rotation gear” of the third planetary gear mechanism PG3, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”. The ring gear r3 corresponds to the “selective fixed rotation element” of the third planetary gear mechanism PG3.

上記のとおり、このハイブリッド駆動装置Hは、摩擦係合要素として、第一クラッチC1、第二クラッチC2、及びブレーキB1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。図2では、各摩擦係合要素は遊星歯車装置PGに含まれることとして図示を省略しているが、この図に示すように、これらの摩擦係合要素(すなわち遊星歯車装置PG)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の回転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。   As described above, the hybrid drive device H includes the first clutch C1, the second clutch C2, and the brake B1 as friction engagement elements. As these friction engagement elements, a multi-plate clutch and a multi-plate brake that operate by hydraulic pressure can be used. In FIG. 2, the illustration of each friction engagement element is omitted because it is included in the planetary gear device PG. However, as shown in FIG. The hydraulic pressure is controlled by a hydraulic control device 13 that operates according to a control command from the control device ECU. The hydraulic oil is supplied to the hydraulic control device 13 by the mechanical oil pump 14 while the engine E is operating, and by the electric oil pump 15 while the engine E is stopped. Here, the mechanical oil pump 14 is driven by the rotational driving force of the input shaft I. The electric oil pump 15 is driven by electric power (supply path is not shown) from the battery 11 supplied via the electric oil pump inverter 16.

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〜Se7で取得される情報を用いて、エンジンE、第一モータ・ジェネレータMG1、第二モータ・ジェネレータMG2、油圧制御装置13を介して遊星歯車装置PGの各摩擦係合要素C1、C2、B1(図1参照)、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、第一モータ・ジェネレータ回転センサSe1、第二モータ・ジェネレータ回転センサSe2、エンジン回転センサSe3、バッテリ状態検出センサSe4、車速センサSe5、アクセル操作検出センサSe6、及びブレーキ操作検出センサSe7が設けられている。
1-2. Configuration of Control System for Hybrid Drive Device As shown in FIG. 2, the control device ECU uses the information acquired by the sensors Se1 to Se7 provided in each part of the vehicle, and uses the engine E, the first motor generator MG1, Operation control of the friction engagement elements C1, C2, and B1 (see FIG. 1) and the electric oil pump 15 of the planetary gear device PG is performed via the second motor / generator MG2 and the hydraulic control device 13. As these sensors, in this example, the first motor / generator rotation sensor Se1, the second motor / generator rotation sensor Se2, the engine rotation sensor Se3, the battery state detection sensor Se4, the vehicle speed sensor Se5, the accelerator operation detection sensor Se6, and the brake An operation detection sensor Se7 is provided.

ここで、第一モータ・ジェネレータ回転センサSe1は、第一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1の回転速度を検出するためのセンサである。第二モータ・ジェネレータ回転センサSe2は、第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2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Se3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Se3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Se4は、バッテリ11の充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Se5は、車速を検出するために出力軸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Se6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Se7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。   The first motor / generator rotation sensor Se1 is a sensor for detecting the rotation speed of the rotor Ro1 of the first motor / generator MG1. The second motor / generator rotation sensor Se2 is a sensor for detecting the rotation speed of the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2. The engine rotation sensor Se3 is a sensor for detecting the rotation speed of the output rotation shaft of the engine E. Here, since the input shaft I rotates integrally with the output rotation shaft of the engine E, the rotation speed of the engine E detected by the engine rotation sensor Se3 matches the rotation speed of the input shaft I. The battery state detection sensor Se4 is a sensor for detecting a state such as a charge amount of the battery 11. The vehicle speed sensor Se5 is a sensor for detecting the rotational speed of the output shaft O in order to detect the vehicle speed. The accelerator operation detection sensor Se6 is a sensor for detecting the operation amount of the accelerator pedal 18. The brake operation detection sensor Se7 is a sensor for detecting the operation amount of the brake pedal 19 interlocked with a wheel brake (not shown).

また、制御装置ECUは、エンジン制御手段31、モータ・ジェネレータ制御手段32、バッテリ状態検出手段33、モータ・ジェネレータ回転検出手段34、車速検出手段35、切替制御手段36、電動オイルポンプ制御手段37、エンジン回転検出手段38、モード選択手段39、及び要求駆動力検出手段40を備えている。制御装置ECUにおけるこれらの各手段は、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。   The control unit ECU includes an engine control unit 31, a motor / generator control unit 32, a battery state detection unit 33, a motor / generator rotation detection unit 34, a vehicle speed detection unit 35, a switching control unit 36, an electric oil pump control unit 37, The engine rotation detection means 38, the mode selection means 39, and the required driving force detection means 40 are provided. Each of these means in the control unit ECU includes an arithmetic processing unit such as a CPU as a core member, and a functional unit for performing various processes on input data is performed by hardware or software (program) or both. Implemented and configured.

エンジン制御手段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・ジェネレータ制御手段32は、インバータ12を介して、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度制御、出力トルク制御等の動作制御を行う。バッテリ状態検出手段33は、バッテリ状態検出センサSe4の出力に基づいて、バッテリ11の充電量等の状態を検出する。モータ・ジェネレータ回転検出手段34は、第一モータ・ジェネレータ回転センサSe1、及び第二モータ・ジェネレータ回転センサSe2の出力に基づいて、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を検出する。車速検出手段35は、車速センサSe5からの出力に基づいて車速を検出する。切替制御手段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の各摩擦係合要素C1、C2、B1(図1参照)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の動作モードを切り替える制御を行う。電動オイルポンプ制御手段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。エンジン回転検出手段38は、エンジン回転センサSe3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。   The engine control means 31 performs operation control such as operation start, stop, rotation speed control, and output torque control of the engine E. The motor / generator control means 32 performs operation control such as rotational speed control and output torque control of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 via the inverter 12. The battery state detection means 33 detects the state of the battery 11 such as the amount of charge based on the output of the battery state detection sensor Se4. The motor / generator rotation detection means 34 determines the rotation speeds of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 based on the outputs of the first motor / generator rotation sensor Se1 and the second motor / generator rotation sensor Se2. To detect. The vehicle speed detection means 35 detects the vehicle speed based on the output from the vehicle speed sensor Se5. The switching control means 36 controls the operation of the hydraulic control device 13 to engage or disengage (disengage) each of the friction engagement elements C1, C2, B1 (see FIG. 1) of the hybrid drive device H. And control for switching the operation mode of the hybrid drive device H is performed. The electric oil pump control means 37 controls the operation of the electric oil pump 15 via the electric oil pump inverter 16. The engine rotation detection means 38 detects the rotation speed of the output rotation shaft of the engine E and the input shaft I based on the output from the engine rotation sensor Se3.

モード選択手段39は、車速及び要求駆動力などの走行条件に応じて、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、モード選択手段39は、車速の情報を車速検出手段35から取得するとともに、要求駆動力の情報を要求駆動力検出手段40から取得する。そして、モード選択手段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、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つのモードがある。なお、モード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、バッテリ充電量、冷却水温度、油温等の各種条件を用いても好適である。要求駆動力検出手段40は、アクセル操作検出センサSe6及びブレーキ操作検出センサSe7からの出力に基づいて、運転者による要求駆動力を演算して取得する。   The mode selection means 39 selects an appropriate operation mode according to a predetermined control map in accordance with traveling conditions such as vehicle speed and required driving force. That is, the mode selection unit 39 acquires information on the vehicle speed from the vehicle speed detection unit 35 and also acquires information on the required driving force from the required driving force detection unit 40. And the mode selection means 39 selects the operation mode prescribed | regulated according to the acquired vehicle speed and the request | requirement driving force according to a predetermined control map. Here, as the operation mode to be selected, there are three modes, a split low speed mode, a split high speed mode, and a parallel speed increase mode, as will be described later. In addition to the vehicle speed and the required driving force, it is also preferable to use various conditions such as the battery charge amount, the cooling water temperature, and the oil temperature as the running conditions referred to when selecting the mode. The required driving force detection means 40 calculates and acquires the required driving force by the driver based on the outputs from the accelerator operation detection sensor Se6 and the brake operation detection sensor Se7.

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、各動作モードでの複数の摩擦係合要素C1、C2、B1の作動状態を示す作動表である。この図において、「Lo」はスプリット低速モード、「Hi」はスプリット高速モードをそれぞれ示している。また、「OD」はパラレル増速モードを示している。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ており、「無印」は、各摩擦係合要素が解放(係合解除)状態にあることを示している。
1-3. Operation Mode of Hybrid Drive Device Next, operation modes that can be realized by the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is an operation table showing operation states of the plurality of friction engagement elements C1, C2, and B1 in each operation mode. In this figure, “Lo” indicates the split low speed mode, and “Hi” indicates the split high speed mode. “OD” indicates a parallel acceleration mode. In this figure, “◯” indicates that each friction engagement element is in an engaged state, and “No mark” indicates that each friction engagement element is in a released (disengaged) state. ing.

また、図4〜図6は、遊星歯車装置PGの速度線図を示しており、図4はスプリット低速モードでの速度線図、図5はスプリット高速モードでの速度線図、図6はパラレル増速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、遊星歯車装置PGを構成する第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3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「ca1」、「r1」、「s1」はそれぞれ第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1、リングギヤr1、サンギヤs1に対応し、「s2」、「r2」、「ca2」はそれぞれ第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2、リングギヤr2、キャリアca2に対応し、「s3」、「ca3」、「r3」はそれぞれ第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3、キャリアca3、リングギヤr3に対応している。   4 to 6 show velocity diagrams of the planetary gear device PG. FIG. 4 is a velocity diagram in the split low speed mode, FIG. 5 is a velocity diagram in the split high speed mode, and FIG. 6 is a parallel diagram. A speed diagram in the acceleration mode is shown. In these velocity diagrams, the vertical axis corresponds to the rotational speed of each rotating element. That is, “0” described corresponding to the vertical axis indicates that the rotational speed is zero, with the upper side being positive and the lower side being negative. Each of the plurality of vertical lines arranged in parallel corresponds to each rotation element of the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 constituting the planetary gear device PG. ing. That is, “ca1”, “r1”, and “s1” described above each vertical line correspond to the carrier ca1, the ring gear r1, and the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1, respectively, and “s2” and “r2”. ”,“ Ca2 ”correspond to the sun gear s2, ring gear r2, and carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2, respectively, and“ s3 ”,“ ca3 ”, and“ r3 ”respectively indicate the sun gear s3 and carrier of the third planetary gear mechanism PG3. It corresponds to ca3 and ring gear r3.

また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3のそれぞれのギヤ比に対応している。図4〜図6の下部には、各遊星歯車機構PG1、PG2、PG3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〕)をλ1、λ2、λ3として示している。そして、図4〜図6において、直線L1は第一遊星歯車機構PG1の動作状態を示し、直線L2は第二遊星歯車機構PG2の動作状態を示し、直線L3は第三遊星歯車機構PG3の動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」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。   The intervals between the vertical lines corresponding to the rotating elements correspond to the gear ratios of the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3. 4 to 6, the gear ratios of the planetary gear mechanisms PG1, PG2, and PG3 (the gear ratio between the sun gear and the ring gear = [the number of teeth of the sun gear] / [the number of teeth of the ring gear]) are shown as λ1, λ2. , Λ3. 4 to 6, the straight line L1 indicates the operation state of the first planetary gear mechanism PG1, the straight line L2 indicates the operation state of the second planetary gear mechanism PG2, and the straight line L3 indicates the operation state of the third planetary gear mechanism PG3. Indicates the state. In these speed diagrams, “◯” represents the rotational speed of the first motor / generator MG1, “□” represents the rotational speed of the second motor / generator MG2, and “Δ” represents the rotational speed of the input shaft I (engine E). , “☆” indicates the rotational speed of the output shaft O, and “×” indicates the fixed state to the case Dc as a non-rotating member.

図3〜図6に示すように、このハイブリッド駆動装置Hは、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。ここで、スプリット低速モード及びスプリット高速モードは、いずれも、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配する状態となるスプリットモードである。このスプリットモードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のいずれか一方が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとなる。そして、スプリット低速モードとスプリット高速モードとは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比が互いに異なっている。ここで、トルク変換比とは、入力軸Iのトルクを分母とし、入力軸Iのトルクのうちで出力軸Oに伝達されるトルク(以下単に「出力軸Oのトルク」という。)を分子とするトルクの比である(トルク変換比=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)。本実施形態においては、スプリット低速モードが本発明におけるスプリット第一モードに相当し、スプリット高速モードが本発明におけるスプリット第二モードに相当する。一方、パラレル増速モードは、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まり、入力軸Iの回転速度が増速して出力軸Oに伝達されるモードである。   As shown in FIGS. 3 to 6, the hybrid drive device H is configured to be able to switch between three operation modes: a split low speed mode, a split high speed mode, and a parallel speed increase mode. Here, in both of the split low speed mode and the split high speed mode, the carrier of the second planetary gear mechanism PG2, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, uses the rotational driving force of the input shaft I (engine E). This is a split mode in which the state is distributed to ca2 and the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the second motor / generator MG2. In this split mode, one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 receives a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. The split low speed mode and the split high speed mode have different torque conversion ratios when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O. Here, the torque conversion ratio uses the torque of the input shaft I as a denominator, and the torque transmitted to the output shaft O among the torque of the input shaft I (hereinafter simply referred to as “torque of the output shaft O”) is a numerator. (Torque conversion ratio = [torque of output shaft O] / [torque of input shaft I]). In the present embodiment, the split low speed mode corresponds to the split first mode in the present invention, and the split high speed mode corresponds to the split second mode in the present invention. On the other hand, in the parallel acceleration mode, the rotational speeds of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are determined in proportion to the rotational speed of the input shaft I, and the rotational speed of the input shaft I is In this mode, the speed is increased and transmitted to the output shaft O.

これらの動作モードは、モード選択手段39により選択され、選択された動作モードへの切り替えは、制御装置ECUからの制御指令により各摩擦係合要素C1、C2、B1が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・ジェネレータ制御手段32による第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度及び出力トルクの制御、エンジン制御手段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。   These operation modes are selected by the mode selection means 39, and switching to the selected operation mode is performed by engaging or releasing each friction engagement element C1, C2, B1 according to a control command from the control unit ECU. Is done. At this time, the control unit ECU controls the rotational speed and output torque of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 by the motor / generator control means 32, and the rotational speed of the engine E by the engine control means 31. It also controls output torque. Hereinafter, the operation state of the hybrid drive device H in each operation mode will be described in detail.

1−4.スプリット低速モード
スプリット低速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配しつつ、後述するスプリット高速モードよりも大きいトルク変換比で入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oに伝達するモードである。このスプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構PG1が、入力軸Iの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第一モータ・ジェネレータMG1が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構PG2は、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を減速して第一遊星歯車機構PG1に伝達する。すなわち、第二遊星歯車機構PG2は、第一モータ・ジェネレータMG1の出力トルクを増幅して第一遊星歯車機構PG1に伝達するトルク増幅機構として機能する。また、第三遊星歯車機構PG3は、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力が分配されるとともに第二モータ・ジェネレータMG2に接続されている第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1の回転速度を、減速して出力軸Oに伝達する。このような構成を実現するため、図3に示すように、スプリット低速モード(Lo)では、ブレーキB1が係合状態とされることで第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3がケースDcに固定される。以下、スプリット低速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図4に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
1-4. Split low-speed mode The split low-speed mode uses the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to generate the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2, which is a rotating element connected to the first motor generator MG1, and the second motor The rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O with a torque conversion ratio larger than that of the split high-speed mode described later while being distributed to the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the generator MG2. It is a mode to do. In this split low speed mode, the first planetary gear mechanism PG1 functions as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input shaft I, and the first motor / generator MG1 receives the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. Function as. The second planetary gear mechanism PG2 reduces the rotational speed of the first motor / generator MG1 and transmits it to the first planetary gear mechanism PG1. That is, the second planetary gear mechanism PG2 functions as a torque amplification mechanism that amplifies the output torque of the first motor / generator MG1 and transmits the amplified torque to the first planetary gear mechanism PG1. Further, the third planetary gear mechanism PG3 distributes the rotational driving force of the input shaft I (engine E), and controls the rotational speed of the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 connected to the second motor / generator MG2. , Decelerate and transmit to the output shaft O. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 3, in the split low speed mode (Lo), the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 is fixed to the case Dc by engaging the brake B1. The Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the split low speed mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

スプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構PG1は、図4に直線L1として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤr1が入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、このリングギヤr1に伝達された入力軸Iの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤs1及び他方端となるキャリアca1に分配される。そして、サンギヤs1に分配された回転駆動力は、第二遊星歯車機構PG2を介して第一モータ・ジェネレータMG1に伝達される。また、キャリアca1に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータMG2に伝達されるとともに、第三遊星歯車機構PG3を介して出力軸Oに伝達される。この際、エンジンEは、高い効率で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正方向の回転駆動力(エンジントルクTE)を出力し、この回転駆動力が入力軸Iを介してリングギヤr1に伝達される。   In the split low speed mode, the first planetary gear mechanism PG1, as shown by a straight line L1 in FIG. 4, the ring gear r1 that is intermediate in the order of the rotational speed rotates integrally with the input shaft I (engine E). The rotational driving force of the input shaft I transmitted to r1 is distributed in the order of rotational speed to the sun gear s1 at one end and the carrier ca1 at the other end. The rotational driving force distributed to the sun gear s1 is transmitted to the first motor / generator MG1 via the second planetary gear mechanism PG2. The rotational driving force distributed to the carrier ca1 is transmitted to the second motor / generator MG2 and also to the output shaft O through the third planetary gear mechanism PG3. At this time, the engine E outputs a rotational driving force (engine torque TE) in the positive direction while being controlled so as to be maintained in a state of high efficiency and low exhaust gas (generally along optimal fuel consumption characteristics). The force is transmitted to the ring gear r1 via the input shaft I.

また、第一モータ・ジェネレータMG1は、負方向の回転駆動力(MG1トルクT1)を出力することにより、第二遊星歯車機構PG2を介して、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1に伝達する。この際、図4に直線L2として示すように、第二遊星歯車機構PG2は、回転速度の順で一方端となるサンギヤs2がケースDcに固定され、他方端となるキャリアca2に第一モータ・ジェネレータMG1が接続されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤr2に、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第二遊星歯車機構PG2は、第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力を増幅して、リングギヤr2と一体回転する第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1に伝達する。ここで、第二遊星歯車機構PG2のギヤ比がλ2(λ2<1)である場合、第二遊星歯車機構PG2によって第一モータ・ジェネレータMG1が出力するMG1トルクは、1/(1−λ2)倍に増幅される。この増幅された第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力が、入力軸Iの回転駆動力の反力となる。このスプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1は、正回転(回転速度が正)しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。   In addition, the first motor / generator MG1 outputs a negative rotational driving force (MG1 torque T1), thereby counteracting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) via the second planetary gear mechanism PG2. The force is transmitted to the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1. At this time, as shown as a straight line L2 in FIG. 4, the second planetary gear mechanism PG2 has a sun gear s2 that is one end in the order of rotational speed fixed to the case Dc, and a carrier ca2 that is the other end to the first motor A generator MG1 is connected. For this reason, the rotational speed of the first motor / generator MG1 is decelerated and transmitted to the ring gear r2 which is intermediate in the order of the rotational speed. Accordingly, the second planetary gear mechanism PG2 amplifies the rotational driving force of the first motor / generator MG1 and transmits the amplified rotational driving force to the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 that rotates integrally with the ring gear r2. Here, when the gear ratio of the second planetary gear mechanism PG2 is λ2 (λ2 <1), the MG1 torque output from the first motor / generator MG1 by the second planetary gear mechanism PG2 is 1 / (1-λ2). Amplified twice. The amplified rotational driving force of the first motor / generator MG1 becomes a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. In the split low speed mode, the first motor / generator MG1 is in a state of generating a rotational driving force in the negative direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a generator to generate electric power.

一方、第二モータ・ジェネレータMG2は、正方向の回転駆動力(MG2トルクT2)を出力することにより、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1から第三遊星歯車機構PG3を介して出力軸Oに伝達される入力軸I(エンジンE)の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図4に直線L3として示すように、第三遊星歯車機構PG3は、回転速度の順で一方端となるサンギヤs3に第二モータ・ジェネレータMG2及び第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1が接続され、他方端となるリングギヤr3がブレーキB1によりケースDcに固定される。このため、回転速度の順で中間となるキャリアca3に接続された出力軸Oには、サンギヤs3の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第三遊星歯車機構PG3は、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1からサンギヤs3に伝達された入力軸Iの回転駆動力及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力を、増幅して出力軸Oに伝達する。このスプリット低速モードでは、第二モータ・ジェネレータMG2は、正回転(回転速度が正)しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。   On the other hand, the second motor / generator MG2 outputs a forward rotational driving force (MG2 torque T2) to the output shaft O from the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 via the third planetary gear mechanism PG3. Assist the rotational driving force of the input shaft I (engine E) transmitted. At this time, as shown by a straight line L3 in FIG. 4, the third planetary gear mechanism PG3 has the second motor / generator MG2 and the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 on the sun gear s3 which is one end in the order of rotational speed. The other connected ring gear r3 is fixed to the case Dc by the brake B1. For this reason, the rotational speed of the sun gear s3 is reduced and transmitted to the output shaft O connected to the carrier ca3 that is intermediate in the order of the rotational speed. Therefore, the third planetary gear mechanism PG3 amplifies and outputs the rotational driving force of the input shaft I and the rotational driving force of the second motor / generator MG2 transmitted from the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 to the sun gear s3. Transmit to axis O. In the split low speed mode, the second motor / generator MG2 is in a state of generating a rotational driving force in the positive direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a motor to perform powering.

スプリット低速モードでは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図4の下部に示すように、第一遊星歯車機構PG1、第三遊星歯車機構PG3のギヤ比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)がそれぞれλ1、λ3(λ1<1、λ3<1)である場合、出力軸Oに伝達される入力軸IのトルクをTOとすると、トルクTOは以下の式(1)により求まる。
TO=TE×{(1−λ1)×(1+λ3)}/λ3・・・(1)
よって、例えば、λ1=0.5、λ3=0.5であった場合、TO=1.5TEとなる。すなわち、この場合、スプリット低速モードでのトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)は1.5となり、入力軸IのトルクTEは、1.5倍されて出力軸Oに伝達される。また、出力軸Oには、第二モータ・ジェネレータMG2が出力するMG2トルクT2も、第三遊星歯車機構PG3によって(1+λ3)/λ3倍に増幅されて伝達される。なお、各遊星歯車機構PG1、PG2、PG3のギヤ比λ1、λ2、λ3は、エンジンE、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2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。
In the split low speed mode, the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O is as follows. That is, as shown in the lower part of FIG. 4, the gear ratios of the first planetary gear mechanism PG1 and the third planetary gear mechanism PG3 (= [number of teeth of the sun gear] / [number of teeth of the ring gear]) are λ1, λ3 (λ1 When <1, λ3 <1), assuming that the torque of the input shaft I transmitted to the output shaft O is TO, the torque TO is obtained by the following equation (1).
TO = TE × {(1−λ1) × (1 + λ3)} / λ3 (1)
Therefore, for example, when λ1 = 0.5 and λ3 = 0.5, TO = 1.5TE. That is, in this case, the torque conversion ratio (= [torque of output shaft O] / [torque of input shaft I]) in the split low speed mode is 1.5, and the torque TE of the input shaft I is multiplied by 1.5. Is transmitted to the output shaft O. Further, the MG2 torque T2 output from the second motor / generator MG2 is also amplified and transmitted to the output shaft O by (1 + λ3) / λ3 times by the third planetary gear mechanism PG3. The gear ratios λ1, λ2, and λ3 of the planetary gear mechanisms PG1, PG2, and PG3 are appropriately set in consideration of the characteristics of the engine E, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2, the vehicle weight, and the like. can do.

以上に説明したように、スプリット低速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力、すなわちエンジントルクTEを増幅して出力軸Oに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとなる。具体的には、スプリット低速モードは、出力軸Oの回転速度がゼロの状態(車両の発進時)から、出力軸Oの回転速度が第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット低速モードでは、エンジンEの回転速度を一定とした場合、出力軸Oの回転速度がゼロの状態から、第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を上昇させるとともに、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を下降させることにより、出力軸Oの回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Oの回転速度が上昇し、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2の回転速度と一致した際に、制御装置ECUは、第一クラッチC1を係合するとともに、ブレーキB1を解放する。これにより、スプリット低速モードから後述するスプリット高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第一クラッチC1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。ここで、第一クラッチC1の両側の係合部材の一方は、第一クラッチC1の入力側回転部材である第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2であり、当該係合部材の他方は第一クラッチC1の出力側回転部材である第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3及び出力軸Oである。なお、制御装置ECUは、スプリット低速モードからスプリット高速モードへの切り替え後には、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の機能を入れ替え、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のそれぞれの回転駆動力の出力方向も変更する。   As described above, in the split low speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E), that is, the engine torque TE can be amplified and transmitted to the output shaft O, so that the vehicle speed is relatively low. It becomes the mode for low speed used. Specifically, in the split low speed mode, the rotation speed of the output shaft O is zero (when the vehicle starts), and the rotation speed of the output shaft O is the sun gear s1 and the second planetary gear mechanism of the first planetary gear mechanism PG1. It is used until it reaches a state that matches the rotational speed of the ring gear r2 of PG2. That is, in the split low speed mode, when the rotational speed of the engine E is constant, the rotational speed of the second motor / generator MG2 is increased from the state where the rotational speed of the output shaft O is zero, and the first motor / generator MG1. By lowering the rotational speed of the vehicle, the rotational speed of the output shaft O is gradually increased to start the vehicle. Then, when the rotation speed of the output shaft O increases and matches the rotation speed of the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2, the control unit ECU turns on the first clutch C1. Engage and release the brake B1. Thereby, the split low speed mode is switched to the split high speed mode described later. This mode switching is a synchronous switching in which the engaging members on both sides of the first clutch C1 engaged at this time are engaged in the same state. Here, one of the engaging members on both sides of the first clutch C1 is the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2 which are input side rotating members of the first clutch C1, The other of the engaging members is a carrier ca3 and an output shaft O of the third planetary gear mechanism PG3 which is an output side rotating member of the first clutch C1. The control unit ECU switches the functions of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 after switching from the split low-speed mode to the split high-speed mode, so that the first motor / generator MG1 and the second motor / generator are switched. The output direction of each rotational driving force of MG2 is also changed.

1−5.スプリット高速モード
スプリット高速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配しつつ、上記のスプリット低速モードよりも小さいトルク変換比で入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oに伝達するモードである。このスプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1及び第三遊星歯車機構PG3が、入力軸Iの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第二モータ・ジェネレータMG2が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構PG2は、スプリット低速モードと同様に、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を減速して第一遊星歯車機構PG1に伝達する。このような構成を実現するため、図3に示すように、スプリット高速モード(Hi)では、第一クラッチC1が係合状態とされることで、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2と第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3とが一体回転するように接続される。以下、スプリット高速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図5に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
1-5. Split high-speed mode In the split high-speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is applied to the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2, which is a rotating element connected to the first motor generator MG1, and the second motor The rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O with a torque conversion ratio smaller than that of the split low speed mode while being distributed to the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the generator MG2. It is a mode to do. In this split high-speed mode, the first planetary gear mechanism PG1 and the third planetary gear mechanism PG3 function as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input shaft I, and the second motor / generator MG2 functions as the input shaft I. It functions as a reaction force receiver for rotational driving force. The second planetary gear mechanism PG2 reduces the rotational speed of the first motor / generator MG1 and transmits it to the first planetary gear mechanism PG1, as in the split low-speed mode. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 3, in the split high speed mode (Hi), the first clutch C1 is engaged, so that the sun gear s1 and the second planetary gear mechanism PG1 of the first planetary gear mechanism PG1 are engaged. The ring gear r2 of the planetary gear mechanism PG2 and the carrier ca3 of the third planetary gear mechanism PG3 are connected to rotate integrally. Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the split high speed mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1は、図5に直線L1として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤr1が入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、このリングギヤr1に伝達された入力軸Iの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤs1及び他方端となるキャリアca1に分配される。また、このスプリット高速モードでは、第一クラッチC1が係合状態とされることで、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2と第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3とが一体回転するように接続される。これにより、第三遊星歯車機構PG3は、図5に直線L3として示すように、第一遊星歯車機構PG1と一体的に動作する状態となり、第一遊星歯車機構PG1と第三遊星歯車機構PG3とは、速度線図上で同一直線状となる。したがって、サンギヤs1に分配された回転駆動力は、当該サンギヤs1と一体回転する第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3を介して出力軸Oに伝達される。また、キャリアca1に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータMG2に伝達される。この際、エンジンEは、高い効率で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正方向の回転駆動力(エンジントルクTE)を出力し、この回転駆動力が入力軸Iを介して第一遊星歯車機構PG1のリングギヤr1に伝達される。   In the split high speed mode, as shown by a straight line L1 in FIG. 5, in the first planetary gear mechanism PG1, the ring gear r1 that is intermediate in the order of rotational speed rotates integrally with the input shaft I (engine E). The rotational driving force of the input shaft I transmitted to r1 is distributed in the order of rotational speed to the sun gear s1 that is one end and the carrier ca1 that is the other end. In the split high speed mode, the first clutch C1 is engaged, so that the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1, the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2, and the carrier of the third planetary gear mechanism PG3. The ca3 is connected to rotate integrally. As a result, the third planetary gear mechanism PG3 enters a state of operating integrally with the first planetary gear mechanism PG1, as indicated by a straight line L3 in FIG. 5, and the first planetary gear mechanism PG1 and the third planetary gear mechanism PG3 Are collinear on the velocity diagram. Therefore, the rotational driving force distributed to the sun gear s1 is transmitted to the output shaft O via the carrier ca3 of the third planetary gear mechanism PG3 that rotates integrally with the sun gear s1. The rotational driving force distributed to the carrier ca1 is transmitted to the second motor / generator MG2. At this time, the engine E outputs a rotational driving force (engine torque TE) in the positive direction while being controlled so as to be maintained in a state of high efficiency and low exhaust gas (generally along optimal fuel consumption characteristics). The force is transmitted to the ring gear r1 of the first planetary gear mechanism PG1 via the input shaft I.

また、第一モータ・ジェネレータMG1は、正方向の回転駆動力(MG1トルクT1)を出力することにより、第二遊星歯車機構PG2を介して、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3から出力軸Oに伝達される入力軸I(エンジンE)の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図5に直線L2として示すように、第二遊星歯車機構PG2は、回転速度の順で一方端となるサンギヤs2がケースDcに固定され、他方端となるキャリアca2に第一モータ・ジェネレータMG1が接続されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤr2に、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度が減速されて伝達される。したがって、スプリット高速モードにおいても、第二遊星歯車機構PG2は、第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力を増幅して、リングギヤr2と一体回転する第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1に伝達する。そして、スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1と出力軸Oとは一体回転することから、増幅された第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力は、出力軸Oに直接的に伝達される。ここで、第二遊星歯車機構PG2のギヤ比がλ2(λ2<1)である場合、第二遊星歯車機構PG2によって第一モータ・ジェネレータMG1が出力するMG1トルクは、1/(1−λ2)倍に増幅される。このスプリット高速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1は、正回転(回転速度が正)しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。   Further, the first motor / generator MG1 outputs a rotational driving force (MG1 torque T1) in the positive direction, whereby the sun gear s1 and the third planet of the first planetary gear mechanism PG1 are connected via the second planetary gear mechanism PG2. Assisting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) transmitted from the carrier ca3 of the gear mechanism PG3 to the output shaft O is performed. At this time, as shown as a straight line L2 in FIG. 5, in the second planetary gear mechanism PG2, the sun gear s2 that is one end in the order of the rotational speed is fixed to the case Dc, and the carrier ca2 that is the other end is fixed to the first motor A generator MG1 is connected. For this reason, the rotational speed of the first motor / generator MG1 is decelerated and transmitted to the ring gear r2 which is intermediate in the order of the rotational speed. Accordingly, even in the split high speed mode, the second planetary gear mechanism PG2 amplifies the rotational driving force of the first motor / generator MG1 and transmits it to the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 that rotates integrally with the ring gear r2. In the split high-speed mode, the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the output shaft O rotate integrally, so that the amplified rotational driving force of the first motor / generator MG1 is directly applied to the output shaft O. Communicated. Here, when the gear ratio of the second planetary gear mechanism PG2 is λ2 (λ2 <1), the MG1 torque output from the first motor / generator MG1 by the second planetary gear mechanism PG2 is 1 / (1-λ2). Amplified twice. In this split high-speed mode, the first motor / generator MG1 is in a state of generating a rotational driving force in the positive direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a motor to power.

一方、第二モータ・ジェネレータMG2は、負方向の回転駆動力(MG2トルクT2)を出力することにより、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1に伝達する。よって、このスプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1と一体回転する第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力が、そのまま入力軸Iの回転駆動力の反力となる。この際、第二モータ・ジェネレータMG2は、正回転(回転速度が正)しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。このように、スプリット低速モードとスプリット高速モードとでは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力受けとなるモータ・ジェネレータMG1、MG2が交替する。   On the other hand, the second motor / generator MG2 outputs a negative rotational driving force (MG2 torque T2), thereby generating a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) as a carrier of the first planetary gear mechanism PG1. It transmits to ca1. Therefore, in this split high speed mode, the rotational driving force of the second motor / generator MG2 that rotates integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 becomes the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I as it is. At this time, the second motor / generator MG2 is in a state of generating a rotational driving force in the negative direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a generator to generate electric power. Thus, in the split low speed mode and the split high speed mode, the motor / generators MG1 and MG2 that receive the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) alternate.

スプリット高速モードでは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図5の下部に示すように、第一遊星歯車機構PG1のギヤ比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)がλ1(λ1<1)である場合、出力軸Oに伝達される入力軸IのトルクをTOとすると、トルクTOは以下の式(2)により求まる。
TO=TE×λ1・・・(2)
よって、例えば、λ1=0.5であった場合、TO=0.5TEとなる。すなわち、この場合、スプリット高速モードでのトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)は0.5となり、入力軸IのトルクTEは、0.5倍されて出力軸Oに伝達される。また、出力軸Oには、第一モータ・ジェネレータMG1が出力するMG1トルクT1も、上記のとおり、第二遊星歯車機構PG2によって1/(1−λ2)倍に増幅されて伝達される。
In the split high speed mode, the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O is as follows. That is, as shown in the lower part of FIG. 5, when the gear ratio (= [number of teeth of sun gear] / [number of teeth of ring gear]) of the first planetary gear mechanism PG1 is λ1 (λ1 <1), the output shaft O When the torque of the input shaft I transmitted to is assumed to be TO, the torque TO is obtained by the following equation (2).
TO = TE × λ1 (2)
Therefore, for example, when λ1 = 0.5, TO = 0.5TE. That is, in this case, the torque conversion ratio (= [torque of the output shaft O] / [torque of the input shaft I]) in the split high speed mode is 0.5, and the torque TE of the input shaft I is multiplied by 0.5. Is transmitted to the output shaft O. Further, the MG1 torque T1 output from the first motor / generator MG1 is also amplified and transmitted to the output shaft O by 1 / (1-λ2) times by the second planetary gear mechanism PG2, as described above.

以上に説明したように、スプリット高速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力、すなわちエンジントルクTEを減少させて出力軸Oに伝達するモードであり、出力軸Oの回転速度に対してエンジンEの回転速度を低く抑えることができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとなる。具体的には、スプリット高速モードは、スプリット低速モードで次第に出力軸Oの回転速度が上昇し、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2の回転速度と一致してスプリット高速モードに切り替えられた状態から、更に出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット高速モードでは、エンジンEの回転速度を一定とした場合、スプリット低速モードから切り替えられた後、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を上昇させることにより、出力軸Oの回転速度を上昇させる。またこの際、反力受けとしての第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を下降させる。そして、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致し、図6に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が同一直線状となった際に、制御装置ECUは、第一クラッチC1を係合状態としたまま、第二クラッチC2を係合する。これにより、スプリット高速モードから後述するパラレル増速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチC2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。ここで、第二クラッチC2の両側の係合部材の一方は、第二クラッチC2の入力側回転部材である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2であり、当該係合部材の他方は第二クラッチC2の出力側回転部材である第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3である。なお、制御装置ECUは、スプリット高速モードからパラレル増速モードへの切り替え後には、基本的に、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は回転駆動力を出力しない状態とする。   As described above, the split high speed mode is a mode in which the rotational driving force of the input shaft I (engine E), that is, the engine torque TE is reduced and transmitted to the output shaft O. Thus, since the rotational speed of the engine E can be kept low, the high speed mode is used in a state where the vehicle speed is relatively high. Specifically, in the split high speed mode, the rotation speed of the output shaft O gradually increases in the split low speed mode, and coincides with the rotation speed of the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2. From the state of switching to the split high speed mode, the rotation speed of the output shaft O further increases, the rotation speed of the second motor / generator MG2 decreases, and the rotation speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 becomes the second rotation speed. The planetary gear mechanism PG is used until the rotational speed of the carrier ca2 of the planetary gear mechanism PG is reached. That is, in the split high speed mode, when the rotational speed of the engine E is constant, the rotational speed of the output shaft O is increased by increasing the rotational speed of the first motor / generator MG1 after switching from the split low speed mode. Let At this time, the rotational speed of the second motor / generator MG2 as a reaction force receiver is lowered. The rotational speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 matches the rotational speed of the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG, and as shown in FIG. When PG3 becomes the same straight line, the control unit ECU engages the second clutch C2 while keeping the first clutch C1 in the engaged state. As a result, the split high-speed mode is switched to the parallel acceleration mode described later. This mode switching is a synchronous switching in which the engaging members on both sides of the second clutch C2 engaged at this time are engaged in the same state. Here, one of the engaging members on both sides of the second clutch C2 is a carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 which is an input side rotating member of the second clutch C2, and the other of the engaging members is the second clutch. This is the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 which is the output side rotation member of C2. The controller ECU basically sets the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 to not output the rotational driving force after switching from the split high-speed mode to the parallel acceleration mode.

1−6.パラレル増速モード
パラレル増速モードは、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まり、入力軸Iの回転速度が増速して出力軸Oに伝達されるモードである。このパラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3が一体的に動作する状態となり、図6に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構PG1〜PG3を表す線が同一直線状となる。このように、全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作する状態となることにより、パラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方を動作させずに、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を出力軸Oに伝達して走行することが可能となる。また、この際、入力軸I(エンジンE)の回転速度を増速して出力軸Oに伝達するため、エンジンEの回転速度を低く抑えることも可能となる。このような構成を実現するため、図3に示すように、パラレル増速モード(OD)は、第一クラッチC1及び第二クラッチC2の2つが係合状態とされることで実現される。すなわち、第一クラッチC1が係合状態とされることによって第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第二遊星歯車機構PG2のリングギヤr2と第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3とが一体回転するように接続され、第二クラッチC2が係合状態とされることによって第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3とが一体回転するように接続される。以下、パラレル増速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図5に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
1-6. Parallel acceleration mode In the parallel acceleration mode, the rotation speed of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 is determined in proportion to the rotation speed of the input shaft I. In this mode, the speed is increased and transmitted to the output shaft O. In the parallel acceleration mode, the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 are in a state of operating integrally, and as shown in FIG. The lines representing the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 are the same straight line. As described above, since all the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 operate integrally, in the parallel acceleration mode, one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 are operated. Instead, it is possible to travel by transmitting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to the output shaft O. At this time, since the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O, the rotational speed of the engine E can be kept low. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 3, the parallel acceleration mode (OD) is realized by engaging two of the first clutch C1 and the second clutch C2. That is, when the first clutch C1 is engaged, the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1, the ring gear r2 of the second planetary gear mechanism PG2, and the carrier ca3 of the third planetary gear mechanism PG3 rotate integrally. When the second clutch C2 is engaged, the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 and the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 are connected to rotate integrally. Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the parallel acceleration mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

パラレル増速モードでは、図6に直線L1、L2、及びL3として示すように、速度線図上で第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3のそれぞれを表す線が同一直線状となり、遊星歯車装置PGを構成する全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作する状態となる。そして、このパラレル増速モードでは、遊星歯車装置PGは、全部で5個の回転要素を有する状態となる。また、この遊星歯車装置PGの5個の回転要素は、図6における左側から回転速度の順に、第二モータ・ジェネレータMG2と一体回転する回転要素であるキャリアca1及びサンギヤs3、ケースDcに固定された回転要素であるサンギヤs2、入力軸Iと一体回転する回転要素であるリングギヤr1、出力軸Oと一体回転する回転要素であるサンギヤs1、リングギヤr2及びキャリアca3、第一モータ・ジェネレータMG1と一体回転する回転要素であるキャリアca2及びリングギヤr3となっている。このように、遊星歯車装置PGの全体が一体的に動作する状態で、一つの回転要素であるサンギヤs2がケースDcに固定されていることにより、入力軸I(エンジンE)の回転速度に応じて、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まる。また、回転速度の順で、ケースDcに固定される回転要素(s2)と出力軸Oに接続された回転要素との間に、入力軸Iに接続された回転要素が設けられていることにより、入力軸I(エンジンE)の回転速度が増速して出力軸Oに伝達される。   In the parallel acceleration mode, each of the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 is shown on the velocity diagram as shown as straight lines L1, L2, and L3 in FIG. The line to represent becomes the same straight line, and all the planetary gear mechanisms PG1-PG3 which comprise the planetary gear apparatus PG will be in the state which operate | moves integrally. In the parallel acceleration mode, the planetary gear device PG has a total of five rotating elements. Further, the five rotating elements of the planetary gear device PG are fixed to the carrier ca1, the sun gear s3, and the case Dc, which are rotating elements integrally rotating with the second motor / generator MG2, in order of the rotation speed from the left side in FIG. A sun gear s2 that is a rotating element, a ring gear r1 that is a rotating element that rotates integrally with the input shaft I, a sun gear s1 that is a rotating element that rotates together with the output shaft O, a ring gear r2 and a carrier ca3, and a first motor generator MG1. It is a carrier ca2 and a ring gear r3 which are rotating elements that rotate. As described above, the sun gear s2 that is one rotating element is fixed to the case Dc in a state in which the entire planetary gear device PG is integrally operated, so that the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased. Thus, the rotational speeds of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are determined. Further, in the order of the rotation speed, the rotation element connected to the input shaft I is provided between the rotation element (s2) fixed to the case Dc and the rotation element connected to the output shaft O. The rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O.

この際、エンジンEは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力(エンジントルクTE)を出力するように制御される。また、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は、基本的には、入力軸I(エンジンE)の回転速度に応じて定まる回転速度で回転しつつ、回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。但し、要求駆動力に対して、エンジンEの回転駆動力が不足する場合などには、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ11の充電量が不足した場合などには、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方をジェネレータとして発電させることも可能である。或いは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。   At this time, the engine E is controlled to output an appropriate rotational speed and rotational driving force (engine torque TE) according to the vehicle speed and the required driving force. The first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 basically rotate at a rotational speed determined according to the rotational speed of the input shaft I (engine E), but do not output rotational driving force. Controlled. That is, in this parallel acceleration mode, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 basically do not function as either a motor or a generator, and do not perform power running or power generation. However, when the rotational driving force of the engine E is insufficient with respect to the required driving force, it is possible to power one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 as a motor. . Further, when the amount of charge of the battery 11 is insufficient, it is possible to generate power using one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2. Alternatively, one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be used as a generator, and the other can be used as a motor by using the power obtained by the power generation.

以上に説明したように、パラレル増速モードは、遊星歯車装置PGを構成する全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作することにより、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まる状態になるとともに、入力軸I(エンジンE)の回転速度が増速されて出力軸Oに伝達されるモードである。したがって、このパラレル増速モードは、車速が高い状態であって、要求駆動力が小さく、またその変化も少ない状況で使用される、スプリット高速モードよりも更に高速域に適したモードである。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2を動作させずに入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を出力軸Oに伝達して走行することができる。したがって、要求駆動力の変化が少ない状況において、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。また、このとき、入力軸I(エンジンE)の回転速度を増速して出力軸Oに伝達するため、出力軸Oに伝達されるエンジントルクTEは小さくなるが、エンジンEの回転速度を低く抑えることが可能となる。したがって、エンジンを高い効率で動作させることができる。このパラレル増速モードは、スプリット高速モードで出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致してパラレル増速モードに切り替えられた状態よりも、出力軸Oの回転速度が高い領域で使用される。   As described above, in the parallel acceleration mode, all the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 constituting the planetary gear device PG operate integrally, so that the output shaft is proportional to the rotational speed of the input shaft I. O, the rotation speed of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 is determined, and the rotation speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O. is there. Therefore, this parallel acceleration mode is a mode more suitable for the high-speed region than the split high-speed mode, which is used in a state where the vehicle speed is high, the required driving force is small, and the change is small. That is, in this parallel acceleration mode, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be operated by transmitting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to the output shaft O without operating. it can. Therefore, energy loss due to the operations of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be suppressed in a situation where the change in the required driving force is small. At this time, since the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O, the engine torque TE transmitted to the output shaft O decreases, but the rotational speed of the engine E decreases. It becomes possible to suppress. Therefore, the engine can be operated with high efficiency. In this parallel acceleration mode, the rotation speed of the output shaft O increases and the rotation speed of the second motor / generator MG2 decreases while the rotation speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 becomes the second planetary speed mode. It is used in a region where the rotational speed of the output shaft O is higher than the state in which the gear mechanism PG is switched to the parallel acceleration mode in accordance with the rotational speed of the carrier ca2.

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7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7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は、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つの動作モードを切り替え可能に備えている点で、上記第一の実施形態と同様であるが、これらの各モードを実現可能とするための装置の具体的構成が異なっている。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、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Hのシステム構成は図2と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構成についても、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。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a skeleton diagram showing the configuration of the hybrid drive apparatus H according to the present embodiment. In FIG. 7, as in FIG. 1, the configuration of the lower half symmetric with respect to the central axis is omitted. This hybrid drive device H is similar to the first embodiment in that it can be switched between three operation modes of a split low speed mode, a split high speed mode, and a parallel speed increase mode. The specific configuration of the apparatus for enabling the mode is different. Hereinafter, the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. Since the system configuration of the hybrid drive apparatus H according to this embodiment is the same as that shown in FIG. 2, the description thereof is omitted. Other configurations are also the same as those in the first embodiment unless otherwise described.

2−1.ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図7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、遊星歯車装置PGを構成する第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3の具体的構成が、上記第一の実施形態と異なっている。以下、各遊星歯車機構PG1〜PG3のそれぞれの構成について詳細に説明する。
2-1. Configuration of Each Part of Hybrid Drive Device As shown in FIG. 7, the hybrid drive device H according to this embodiment includes a first planetary gear mechanism PG1, a second planetary gear mechanism PG2, and a third planetary gear that constitute the planetary gear device PG. The specific configuration of the gear mechanism PG3 is different from that of the first embodiment. Hereinafter, each structure of each planetary gear mechanism PG1-PG3 is demonstrated in detail.

図7に示すように、第一遊星歯車機構PG1は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第一遊星歯車機構PG1は、複数対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。キャリアca1は、第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2及び第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3と一体回転するように接続されている。リングギヤr1は、入力軸Iと一体回転するように接続されている。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とともに、第一クラッチC1を介して第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と選択的に接続される。これにより、第一遊星歯車機構PG1は、スプリット低速モード及びスプリット高速モードにおいて、入力軸Iの回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素であるサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素であるキャリアca1とに分配する駆動力分配機構として機能する。本実施形態においては、この第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1、リングギヤr1、サンギヤs1が、それぞれ第一遊星歯車機構PG1の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。   As shown in FIG. 7, the first planetary gear mechanism PG1 is a double pinion type planetary gear mechanism that is arranged coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the first planetary gear mechanism PG1 includes a carrier ca1 that supports a plurality of pairs of pinion gears, and a sun gear s1 and a ring gear r1 that mesh with the pinion gears, respectively, as rotating elements. The carrier ca1 is connected to rotate integrally with the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2 and the sun gear s3 of the third planetary gear mechanism PG3. The ring gear r1 is connected to rotate integrally with the input shaft I. The sun gear s1 is connected to rotate integrally with the rotor Ro1 of the first motor / generator MG1, and is selectively connected to the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 via the first clutch C1. As a result, the first planetary gear mechanism PG1 uses the sun gear s1, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, in the split low speed mode and the split high speed mode, and the second motor. Functions as a driving force distribution mechanism that distributes to the carrier ca1, which is a rotating element connected to the generator MG2. In the present embodiment, the carrier ca1, ring gear r1, and sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 are the “first rotating element e1”, “second rotating element e2”, “first rotating element e1” of the first planetary gear mechanism PG1, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”.

第二遊星歯車機構PG2は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第二遊星歯車機構PG2は、複数対のピニオンギヤを支持するキャリアca2と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs2及びリングギヤr2とを回転要素として有している。サンギヤs2は、ケースDcに固定されている。リングギヤr2は、第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3及び出力軸Oと一体回転するように接続されている。キャリアca2は、第一クラッチC1を介して第一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1及び第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と選択的に接続されるとともに、第二クラッチC2を介して第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3と選択的に接続される。本実施形態においては、この第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2、リングギヤr2、キャリアca2が、それぞれ第二遊星歯車機構PG2の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。   The second planetary gear mechanism PG2 is a double pinion type planetary gear mechanism that is disposed coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the second planetary gear mechanism PG2 includes a carrier ca2 that supports a plurality of pairs of pinion gears, and a sun gear s2 and a ring gear r2 that mesh with the pinion gears, respectively, as rotating elements. The sun gear s2 is fixed to the case Dc. The ring gear r2 is connected to rotate integrally with the carrier ca3 and the output shaft O of the third planetary gear mechanism PG3. The carrier ca2 is selectively connected to the rotor Ro1 of the first motor / generator MG1 and the sun gear s1 of the first planetary gear device PG1 via the first clutch C1, and to the third planetary gear via the second clutch C2. The ring gear r3 of the mechanism PG3 is selectively connected. In the present embodiment, the sun gear s2, the ring gear r2, and the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 are the “first rotation element e1”, “second rotation element e2”, “first rotation element” of the second planetary gear mechanism PG2, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”.

第三遊星歯車機構PG3は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第三遊星歯車機構PG3は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアca3と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs3及びリングギヤr3とを回転要素として有している。サンギヤs3は、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1及び第二モータ・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。キャリアca3は、出力軸O及び第二遊星歯車装置PG2のリングギヤr2と一体回転するように接続されている。リングギヤr3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、第二クラッチC2を介して第二遊星歯車機構PGのキャリアca2に選択的に接続される。本実施形態においては、この第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3、キャリアca3、リングギヤr3が、それぞれ第三遊星歯車機構PG3の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。また、リングギヤr3が、第三遊星歯車機構PG3の「選択固定回転要素」に相当する。   The third planetary gear mechanism PG3 is a single pinion type planetary gear mechanism arranged coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the third planetary gear mechanism PG3 includes, as rotating elements, a carrier ca3 that supports a plurality of pinion gears, and a sun gear s3 and a ring gear r3 that mesh with the pinion gears. The sun gear s3 is connected to rotate integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2. The carrier ca3 is connected to rotate integrally with the output shaft O and the ring gear r2 of the second planetary gear device PG2. The ring gear r3 is selectively fixed to the case Dc by the brake B1, and is selectively connected to the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG via the second clutch C2. In the present embodiment, the sun gear s3, the carrier ca3, and the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 are the “first rotation element e1”, “second rotation element e2”, “second rotation gear” of the third planetary gear mechanism PG3, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”. The ring gear r3 corresponds to the “selective fixed rotation element” of the third planetary gear mechanism PG3.

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。このハイブリッド駆動装置Hにおける、各動作モードでの複数の摩擦係合要素C1、C2、B1の作動状態を示す作動表は、図3と同一である。図8〜図10は、遊星歯車装置PGの速度線図を示しており、図8はスプリット低速モードでの速度線図、図9はスプリット高速モードでの速度線図、図10はパラレル増速モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記載方式は、上記第一の実施形態に係る図4〜図6と同様である。
2-2. Operation Mode of Hybrid Drive Device Next, operation modes that can be realized by the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described. In the hybrid drive device H, the operation table showing the operation states of the plurality of friction engagement elements C1, C2, and B1 in each operation mode is the same as FIG. 8 to 10 show velocity diagrams of the planetary gear device PG. FIG. 8 is a velocity diagram in the split low speed mode, FIG. 9 is a velocity diagram in the split high speed mode, and FIG. 10 is a parallel acceleration. A velocity diagram in each mode is shown. The description method of these velocity diagrams is the same as that in FIGS. 4 to 6 according to the first embodiment.

図3及び図8〜図10に示すように、このハイブリッド駆動装置Hは、上記第一の実施形態と同様に、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。ここで、スプリット低速モード及びスプリット高速モードは、いずれも、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配する状態となるスプリットモードである。このスプリットモードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のいずれか一方が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとなる。そして、スプリット低速モードとスプリット高速モードとは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)が互いに異なっている。本実施形態においても、スプリット低速モードが本発明におけるスプリット第一モードに相当し、スプリット高速モードが本発明におけるスプリット第二モードに相当する。一方、パラレル増速モードは、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まり、入力軸Iの回転速度が増速して出力軸Oに伝達されるモードである。以下、各動作モード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。   As shown in FIG. 3 and FIG. 8 to FIG. 10, this hybrid drive device H switches between three operation modes: a split low speed mode, a split high speed mode, and a parallel speed increase mode, as in the first embodiment. It has a configuration prepared for possible. Here, in both of the split low speed mode and the split high speed mode, the sun gear of the first planetary gear device PG1 which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1 is used as the rotational driving force of the input shaft I (engine E). This is a split mode in which the state is distributed to s1 and the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the second motor / generator MG2. In this split mode, one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 receives a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. The split low-speed mode and split high-speed mode are the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O (= [torque of output shaft O] / [torque of input shaft I]). Are different from each other. Also in this embodiment, the split low speed mode corresponds to the split first mode in the present invention, and the split high speed mode corresponds to the split second mode in the present invention. On the other hand, in the parallel acceleration mode, the rotational speeds of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are determined in proportion to the rotational speed of the input shaft I, and the rotational speed of the input shaft I is In this mode, the speed is increased and transmitted to the output shaft O. Hereinafter, the operation state of the hybrid drive device H in each operation mode will be described in detail.

2−3.スプリット低速モード
スプリット低速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配しつつ、後述するスプリット高速モードよりも大きいトルク変換比で入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oに伝達するモードである。このスプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構PG1が、入力軸Iの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第一モータ・ジェネレータMG1が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第三遊星歯車機構PG3は、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力が分配されるとともに第二モータ・ジェネレータMG2に接続されている第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1の回転速度を、減速して出力軸Oに伝達する。一方、このスプリット低速モードでは、第二遊星歯車機構PG2は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図3に示すように、スプリット低速モード(Lo)では、ブレーキB1が係合状態とされることで第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3がケースDcに固定される。以下、スプリット低速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図8に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
2-3. Split low-speed mode In the split low-speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is applied to the sun gear s1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, and the second motor The rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O with a torque conversion ratio larger than that of the split high-speed mode described later while being distributed to the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the generator MG2. It is a mode to do. In this split low speed mode, the first planetary gear mechanism PG1 functions as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input shaft I, and the first motor / generator MG1 receives the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. Function as. Further, the third planetary gear mechanism PG3 distributes the rotational driving force of the input shaft I (engine E), and controls the rotational speed of the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 connected to the second motor / generator MG2. , Decelerate and transmit to the output shaft O. On the other hand, in this split low speed mode, the second planetary gear mechanism PG2 does not particularly function. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 3, in the split low speed mode (Lo), the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 is fixed to the case Dc by engaging the brake B1. The Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the split low speed mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

スプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構PG1は、図8に直線L1として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤr1が入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、このリングギヤr1に伝達された入力軸Iの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤs1及び他方端となるキャリアca1に分配される。そして、サンギヤs1に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータMG1に伝達される。また、キャリアca1に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータMG2に伝達されるとともに、第三遊星歯車機構PG3を介して出力軸Oに伝達される。この際、エンジンEは、高い効率で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正方向の回転駆動力(エンジントルクTE)を出力し、この回転駆動力が入力軸Iを介してリングギヤr1に伝達される。   In the split low speed mode, the first planetary gear mechanism PG1, as shown by a straight line L1 in FIG. 8, rotates the ring gear r1 that is intermediate in the order of rotational speed integrally with the input shaft I (engine E). The rotational driving force of the input shaft I transmitted to r1 is distributed in the order of rotational speed to the sun gear s1 at one end and the carrier ca1 at the other end. The rotational driving force distributed to the sun gear s1 is transmitted to the first motor / generator MG1. The rotational driving force distributed to the carrier ca1 is transmitted to the second motor / generator MG2 and also to the output shaft O through the third planetary gear mechanism PG3. At this time, the engine E outputs a rotational driving force (engine torque TE) in the positive direction while being controlled so as to be maintained in a state of high efficiency and low exhaust gas (generally along optimal fuel consumption characteristics). The force is transmitted to the ring gear r1 via the input shaft I.

また、第一モータ・ジェネレータMG1は、負方向の回転駆動力(MG1トルクT1)を出力することにより、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1に伝達する。よって、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1と一体回転する第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力が、そのまま入力軸Iの回転駆動力の反力となる。このスプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1は、正回転(回転速度が正)しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。   Further, the first motor / generator MG1 outputs a negative direction rotational driving force (MG1 torque T1), whereby the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is converted to the sun gear of the first planetary gear mechanism PG1. to s1. Therefore, the rotational driving force of the first motor / generator MG1 that rotates integrally with the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 becomes the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I as it is. In the split low speed mode, the first motor / generator MG1 is in a state of generating a rotational driving force in the negative direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a generator to generate electric power.

一方、第二モータ・ジェネレータMG2は、正方向の回転駆動力(MG2トルクT2)を出力することにより、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1から第三遊星歯車機構PG3を介して出力軸Oに伝達される入力軸I(エンジンE)の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図8に直線L3として示すように、第三遊星歯車機構PG3は、回転速度の順で一方端となるサンギヤs3に第二モータ・ジェネレータMG2及び第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1が接続され、他方端となるリングギヤr3がブレーキB1によりケースDcに固定される。このため、回転速度の順で中間となるキャリアca3に接続された出力軸Oには、サンギヤs3の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第三遊星歯車機構PG3は、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1からサンギヤs3に伝達された入力軸Iの回転駆動力及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力を、増幅して出力軸Oに伝達する。このスプリット低速モードでは、第二モータ・ジェネレータMG2は、正回転(回転速度が正)しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。   On the other hand, the second motor / generator MG2 outputs a forward rotational driving force (MG2 torque T2) to the output shaft O from the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 via the third planetary gear mechanism PG3. Assist the rotational driving force of the input shaft I (engine E) transmitted. At this time, as indicated by a straight line L3 in FIG. 8, the third planetary gear mechanism PG3 has the second motor / generator MG2 and the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 on the sun gear s3 that is one end in the order of the rotational speed. The ring gear r3 which is connected and becomes the other end is fixed to the case Dc by the brake B1. For this reason, the rotational speed of the sun gear s3 is reduced and transmitted to the output shaft O connected to the carrier ca3 that is intermediate in the order of the rotational speed. Therefore, the third planetary gear mechanism PG3 amplifies and outputs the rotational driving force of the input shaft I and the rotational driving force of the second motor / generator MG2 transmitted from the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 to the sun gear s3. Transmit to axis O. In the split low speed mode, the second motor / generator MG2 is in a state of generating a rotational driving force in the positive direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a motor to perform powering.

スプリット低速モードでは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図8の下部に示すように、第一遊星歯車機構PG1、第三遊星歯車機構PG3のギヤ比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)がそれぞれλ1、λ3(λ1<1、λ3<1)である場合、出力軸Oに伝達される入力軸IのトルクをTOとすると、トルクTOは上記第一の実施形態と同様に、以下の式(1)により求まる。
TO=TE×{(1−λ1)×(1+λ3)}/λ3・・・(1)
よって、例えば、λ1=0.3、λ3=0.5であった場合、TO=2.1TEとなる。すなわち、この場合、スプリット低速モードでのトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)は2.1となり、入力軸IのトルクTEは、2.1倍されて出力軸Oに伝達される。また、出力軸Oには、第二モータ・ジェネレータMG2が出力するMG2トルクT2も、第三遊星歯車機構PG3によって(1+λ3)/λ3倍に増幅されて伝達される。なお、各遊星歯車機構PG1、PG2、PG3のギヤ比λ1、λ2、λ3は、エンジンE、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2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。
In the split low speed mode, the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O is as follows. That is, as shown in the lower part of FIG. 8, the gear ratios of the first planetary gear mechanism PG1 and the third planetary gear mechanism PG3 (= [the number of teeth of the sun gear] / [the number of teeth of the ring gear]) are λ1, λ3 (λ1 When <1, λ3 <1), assuming that the torque of the input shaft I transmitted to the output shaft O is TO, the torque TO is obtained by the following equation (1) as in the first embodiment.
TO = TE × {(1−λ1) × (1 + λ3)} / λ3 (1)
Therefore, for example, when λ1 = 0.3 and λ3 = 0.5, TO = 2.1TE. That is, in this case, the torque conversion ratio (= [torque of output shaft O] / [torque of input shaft I]) in the split low speed mode is 2.1, and the torque TE of the input shaft I is multiplied by 2.1. Is transmitted to the output shaft O. Further, the MG2 torque T2 output from the second motor / generator MG2 is also amplified and transmitted to the output shaft O by (1 + λ3) / λ3 times by the third planetary gear mechanism PG3. The gear ratios λ1, λ2, and λ3 of the planetary gear mechanisms PG1, PG2, and PG3 are appropriately set in consideration of the characteristics of the engine E, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2, the vehicle weight, and the like. can do.

以上に説明したように、スプリット低速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力、すなわちエンジントルクTEを増幅して出力軸Oに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとなる。具体的には、スプリット低速モードは、出力軸Oの回転速度がゼロの状態(車両の発進時)から、第二遊星歯車装置PG2のキャリアca2の回転速度が第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット低速モードでは、エンジンEの回転速度を一定とした場合、出力軸Oの回転速度がゼロの状態から、第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を上昇させるとともに、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を下降させることにより、出力軸Oの回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度が下降し、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1の回転速度と第二遊星歯車装置PG2のキャリアca2の回転速度とが一致した際に、制御装置ECUは、第一クラッチC1を係合するとともに、ブレーキB1を解放する。これにより、スプリット低速モードから後述するスプリット高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第一クラッチC1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。ここで、第一クラッチC1の両側の係合部材の一方は、第一クラッチC1の入力側回転部材である第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第一モータ・ジェネレータMG1であり、当該係合部材の他方は第一クラッチC1の出力側回転部材である第二遊星歯車装置PG2のキャリアca2である。なお、制御装置ECUは、スプリット低速モードからスプリット高速モードへの切り替え後には、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の機能を入れ替え、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のそれぞれの回転駆動力の出力方向も変更する。   As described above, in the split low speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E), that is, the engine torque TE can be amplified and transmitted to the output shaft O, so that the vehicle speed is relatively low. It becomes the mode for low speed used. Specifically, in the split low speed mode, the rotation speed of the carrier ca2 of the second planetary gear device PG2 is changed from the state where the rotation speed of the output shaft O is zero (when the vehicle starts) to the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1. It is used until it becomes the state which corresponds to the rotational speed of. That is, in the split low speed mode, when the rotational speed of the engine E is constant, the rotational speed of the second motor / generator MG2 is increased from the state where the rotational speed of the output shaft O is zero, and the first motor / generator MG1. By lowering the rotational speed of the vehicle, the rotational speed of the output shaft O is gradually increased to start the vehicle. Then, the rotational speed of the output shaft O increases and the rotational speed of the first motor / generator MG1 decreases, and the rotational speed of the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the rotational speed of the carrier ca2 of the second planetary gear device PG2. When the two coincide with each other, the control device ECU engages the first clutch C1 and releases the brake B1. Thereby, the split low speed mode is switched to the split high speed mode described later. This mode switching is a synchronous switching in which the engaging members on both sides of the first clutch C1 engaged at this time are engaged in the same state. Here, one of the engaging members on both sides of the first clutch C1 is the sun gear s1 and the first motor / generator MG1 of the first planetary gear mechanism PG1, which is the input side rotating member of the first clutch C1, and the engagement. The other member is a carrier ca2 of the second planetary gear device PG2 which is an output side rotation member of the first clutch C1. The control unit ECU switches the functions of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 after switching from the split low-speed mode to the split high-speed mode, so that the first motor / generator MG1 and the second motor / generator are switched. The output direction of each rotational driving force of MG2 is also changed.

2−4.スプリット高速モード
スプリット高速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配しつつ、上記のスプリット低速モードよりも小さいトルク変換比で入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oに伝達するモードである。本実施形態においては、このスプリット高速モードでも、第一遊星歯車機構PG1が、入力軸Iの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能する。そして、第二モータ・ジェネレータMG2が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構PG2は、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力が分配されるとともに第一モータ・ジェネレータMG1に接続されている第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1の回転速度を、減速して出力軸Oに伝達する。一方、このスプリット高速モードでは、第三遊星歯車機構PG3は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図3に示すように、スプリット高速モード(Hi)では、第一クラッチC1が係合状態とされることで、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第一モータ・ジェネレータMG1と第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2とが一体回転するように接続される。以下、スプリット高速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図9に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
2-4. Split high-speed mode In the split high-speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is applied to the sun gear s1 of the first planetary gear unit PG1, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, and the second motor The rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O with a torque conversion ratio smaller than that of the split low speed mode while being distributed to the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the generator MG2. It is a mode to do. In the present embodiment, even in the split high speed mode, the first planetary gear mechanism PG1 functions as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input shaft I. The second motor / generator MG2 functions as a reaction force receiver for the rotational driving force of the input shaft I. Further, the second planetary gear mechanism PG2 distributes the rotational driving force of the input shaft I (engine E), and controls the rotational speed of the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 connected to the first motor / generator MG1. , Decelerate and transmit to the output shaft O. On the other hand, in the split high speed mode, the third planetary gear mechanism PG3 does not particularly function. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 3, in the split high speed mode (Hi), the first clutch C1 is engaged, so that the sun gear s1 and the first planetary gear mechanism PG1 are engaged. Motor generator MG1 and carrier ca2 of second planetary gear mechanism PG2 are connected to rotate integrally. Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the split high speed mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1は、図9に直線L1として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤr1が入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、このリングギヤr1に伝達された入力軸Iの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤs1及び他方端となるキャリアca1に分配される。そして、サンギヤs1に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータMG1に伝達されるとともに、第二遊星歯車機構PG2を介して出力軸Oに伝達される。また、キャリアca1に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータMG2に伝達される。この際、エンジンEは、高い効率で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正方向の回転駆動力(エンジントルクTE)を出力し、この回転駆動力が入力軸Iを介してリングギヤr1に伝達される。   In the split high speed mode, the first planetary gear mechanism PG1, as shown by a straight line L1 in FIG. The rotational driving force of the input shaft I transmitted to r1 is distributed in the order of rotational speed to the sun gear s1 that is one end and the carrier ca1 that is the other end. The rotational driving force distributed to the sun gear s1 is transmitted to the first motor / generator MG1 and is also transmitted to the output shaft O via the second planetary gear mechanism PG2. The rotational driving force distributed to the carrier ca1 is transmitted to the second motor / generator MG2. At this time, the engine E outputs a rotational driving force (engine torque TE) in the positive direction while being controlled so as to be maintained in a state of high efficiency and low exhaust gas (generally along optimal fuel consumption characteristics). The force is transmitted to the ring gear r1 via the input shaft I.

また、第一モータ・ジェネレータMG1は、正方向の回転駆動力(MG1トルクT1)を出力することにより、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1から第二遊星歯車機構PG2を介して出力軸Oに伝達される入力軸I(エンジンE)の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図9に直線L2として示すように、第二遊星歯車機構PG2は、回転速度の順で一方端となるキャリアca2に第一モータ・ジェネレータMG1及び第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1が接続され、他方端となるサンギヤs2がケースDcに固定されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤr2に接続された出力軸Oには、キャリアca2の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第二遊星歯車機構PG2は、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1からキャリアca2に伝達された入力軸Iの回転駆動力及び第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力を、増幅して出力軸Oに伝達する。このスプリット高速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1は、正回転(回転速度が正)しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。   Further, the first motor / generator MG1 outputs a rotational driving force (MG1 torque T1) in the positive direction, whereby the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 is output to the output shaft O via the second planetary gear mechanism PG2. Assist the rotational driving force of the input shaft I (engine E) transmitted. At this time, as shown by a straight line L2 in FIG. 9, the second planetary gear mechanism PG2 has the first motor / generator MG1 and the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 on the carrier ca2, which is one end in the order of rotational speed. A sun gear s2 connected to the other end is fixed to the case Dc. For this reason, the rotational speed of the carrier ca2 is decelerated and transmitted to the output shaft O connected to the ring gear r2 that is intermediate in the order of the rotational speed. Therefore, the second planetary gear mechanism PG2 amplifies and outputs the rotational driving force of the input shaft I and the rotational driving force of the first motor / generator MG1 transmitted from the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 to the carrier ca2. Transmit to axis O. In this split high-speed mode, the first motor / generator MG1 is in a state of generating a rotational driving force in the positive direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a motor to power.

一方、第二モータ・ジェネレータMG2は、負方向の回転駆動力(MG2トルクT2)を出力することにより、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1に伝達する。よって、このスプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1と一体回転する第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力が、そのまま入力軸Iの回転駆動力の反力となる。この際、第二モータ・ジェネレータMG2は、正回転(回転速度が正)しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。このように、スプリット低速モードとスプリット高速モードとでは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力受けとなるモータ・ジェネレータMG1、MG2が交替する。   On the other hand, the second motor / generator MG2 outputs a negative rotational driving force (MG2 torque T2), thereby generating a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) as a carrier of the first planetary gear mechanism PG1. It transmits to ca1. Therefore, in this split high speed mode, the rotational driving force of the second motor / generator MG2 that rotates integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 becomes the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I as it is. At this time, the second motor / generator MG2 is in a state of generating a rotational driving force in the negative direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a generator to generate electric power. Thus, in the split low speed mode and the split high speed mode, the motor / generators MG1 and MG2 that receive the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) alternate.

スプリット高速モードでは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図9の下部に示すように、第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2のギヤ比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)がλ1、λ2(λ1<1、λ2<1)である場合、出力軸Oに伝達される入力軸IのトルクをTOとすると、トルクTOは以下の式(3)により求まる。
TO=TE×λ1/(1−λ2)・・・(3)
よって、例えば、λ1=0.3、λ2=0.4であった場合、TO=0.5TEとなる。すなわち、この場合、スプリット高速モードでのトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)は0.5となり、入力軸IのトルクTEは、0.5倍されて出力軸Oに伝達される。また、出力軸Oには、第一モータ・ジェネレータMG1が出力するMG1トルクT1も、上記のとおり、第二遊星歯車機構PG2によって1/(1−λ2)倍に増幅されて伝達される。
In the split high speed mode, the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O is as follows. That is, as shown in the lower part of FIG. 9, the gear ratio (= [number of teeth of sun gear] / [number of teeth of ring gear]) of the first planetary gear mechanism PG1 and the second planetary gear mechanism PG2 is λ1, λ2 (λ1 < In the case of 1, λ2 <1), assuming that the torque of the input shaft I transmitted to the output shaft O is TO, the torque TO is obtained by the following equation (3).
TO = TE × λ1 / (1-λ2) (3)
Therefore, for example, when λ1 = 0.3 and λ2 = 0.4, TO = 0.5TE. That is, in this case, the torque conversion ratio (= [torque of the output shaft O] / [torque of the input shaft I]) in the split high speed mode is 0.5, and the torque TE of the input shaft I is multiplied by 0.5. Is transmitted to the output shaft O. Further, the MG1 torque T1 output from the first motor / generator MG1 is also amplified and transmitted to the output shaft O by 1 / (1-λ2) times by the second planetary gear mechanism PG2, as described above.

以上に説明したように、スプリット高速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力、すなわちエンジントルクTEを減少させて出力軸Oに伝達するモードであり、出力軸Oの回転速度に対してエンジンEの回転速度を低く抑えることができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとなる。具体的には、スプリット高速モードは、スプリット低速モードで次第に出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度が下降し、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1の回転速度と第二遊星歯車装置PG2のキャリアca2の回転速度とが一致してスプリット高速モードに切り替えられた状態から、更に出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット高速モードでは、エンジンEの回転速度を一定とした場合、スプリット低速モードから切り替えられた後、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を上昇させることにより、出力軸Oの回転速度を上昇させる。またこの際、反力受けとしての第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を下降させる。そして、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致し、図10に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が同一直線状となった際に、制御装置ECUは、第一クラッチC1を係合状態としたまま、第二クラッチC2を係合する。これにより、スプリット高速モードから後述するパラレル増速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二クラッチC2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。ここで、第二クラッチC2の両側の係合部材の一方は、第二クラッチC2の入力側回転部材である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2であり、当該係合部材の他方は第二クラッチC2の出力側回転部材である第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3である。なお、制御装置ECUは、スプリット高速モードからパラレル増速モードへの切り替え後には、基本的に、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は回転駆動力を出力しない状態とする。   As described above, the split high speed mode is a mode in which the rotational driving force of the input shaft I (engine E), that is, the engine torque TE is reduced and transmitted to the output shaft O. Thus, since the rotational speed of the engine E can be kept low, the high speed mode is used in a state where the vehicle speed is relatively high. Specifically, in the split high speed mode, the rotation speed of the output shaft O gradually increases and the rotation speed of the first motor / generator MG1 decreases in the split low speed mode, and the rotation speed of the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1. And the rotation speed of the output shaft O are further increased and the rotation speed of the second motor / generator MG2 is decreased from the state where the rotation speed of the carrier ca2 of the second planetary gear unit PG2 is matched and switched to the split high speed mode. The rotation speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 is used until the rotation speed of the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG is matched. That is, in the split high speed mode, when the rotational speed of the engine E is constant, the rotational speed of the output shaft O is increased by increasing the rotational speed of the first motor / generator MG1 after switching from the split low speed mode. Let At this time, the rotational speed of the second motor / generator MG2 as a reaction force receiver is lowered. Then, the rotational speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 coincides with the rotational speed of the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG, and as shown in FIG. When PG3 becomes the same straight line, the control device ECU engages the second clutch C2 while keeping the first clutch C1 in the engaged state. As a result, the split high-speed mode is switched to the parallel acceleration mode described later. This mode switching is a synchronous switching in which the engaging members on both sides of the second clutch C2 engaged at this time are engaged in the same state. Here, one of the engaging members on both sides of the second clutch C2 is a carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 which is an input side rotating member of the second clutch C2, and the other of the engaging members is the second clutch. This is the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 which is the output side rotation member of C2. The controller ECU basically sets the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 to not output the rotational driving force after switching from the split high-speed mode to the parallel acceleration mode.

2−5.パラレル増速モード
パラレル増速モードは、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まり、入力軸Iの回転速度が増速して出力軸Oに伝達されるモードである。このパラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3が一体的に動作する状態となり、図10に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構PG1〜PG3を表す線が同一直線状となる。このように、全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作する状態となることにより、パラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方を動作させずに、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を出力軸Oに伝達して走行することが可能となる。また、この際、入力軸I(エンジンE)の回転速度を増速して出力軸Oに伝達するため、エンジンEの回転速度を低く抑えることも可能となる。このような構成を実現するため、図3に示すように、パラレル増速モード(OD)は、第一クラッチC1及び第二クラッチC2の2つが係合状態とされることで実現される。すなわち、第一クラッチC1が係合状態とされることによって第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1及び第一モータ・ジェネレータMG1と第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2とが一体回転するように接続され、第二クラッチC2が係合状態とされることによって第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3とが一体回転するように接続される。以下、パラレル増速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図10に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
2-5. Parallel acceleration mode In the parallel acceleration mode, the rotation speed of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 is determined in proportion to the rotation speed of the input shaft I. In this mode, the speed is increased and transmitted to the output shaft O. In this parallel acceleration mode, the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 are in an integrated operation state, and as shown in FIG. The lines representing the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 are the same straight line. As described above, since all the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 operate integrally, in the parallel acceleration mode, one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 are operated. Instead, it is possible to travel by transmitting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to the output shaft O. At this time, since the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O, the rotational speed of the engine E can be kept low. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 3, the parallel acceleration mode (OD) is realized by engaging two of the first clutch C1 and the second clutch C2. That is, when the first clutch C1 is engaged, the sun gear s1 and the first motor / generator MG1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 are connected to rotate integrally. When the second clutch C2 is engaged, the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 and the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 are connected to rotate integrally. Hereinafter, operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the parallel acceleration mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

パラレル増速モードでは、図10に直線L1、L2、及びL3として示すように、速度線図上で第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3のそれぞれを表す線が同一直線状となり、遊星歯車装置PGを構成する全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作する状態となる。そして、このパラレル増速モードでは、遊星歯車装置PGは、全部で5個の回転要素を有する状態となる。また、この遊星歯車装置PGの5個の回転要素は、図10における左側から回転速度の順に、第二モータ・ジェネレータMG2と一体回転する回転要素であるキャリアca1及びサンギヤs3、ケースDcに固定された回転要素であるサンギヤs2、入力軸Iと一体回転する回転要素であるリングギヤr1、出力軸Oと一体回転する回転要素であるリングギヤr2及びキャリアca3、第一モータ・ジェネレータMG1と一体回転する回転要素であるサンギヤs1、キャリアca2及びリングギヤr3となっている。このように、遊星歯車装置PGの全体が一体的に動作する状態で、一つの回転要素であるサンギヤs2がケースDcに固定されていることにより、入力軸I(エンジンE)の回転速度に応じて、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まる。また、回転速度の順で、ケースDcに固定される回転要素(s2)と出力軸Oに接続された回転要素との間に、入力軸Iに接続された回転要素が設けられていることにより、入力軸I(エンジンE)の回転速度が増速して出力軸Oに伝達される。   In the parallel acceleration mode, each of the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 is shown on the velocity diagram as shown as straight lines L1, L2, and L3 in FIG. The line to represent becomes the same straight line, and all the planetary gear mechanisms PG1-PG3 which comprise the planetary gear apparatus PG will be in the state which operate | moves integrally. In the parallel acceleration mode, the planetary gear device PG has a total of five rotating elements. Further, the five rotating elements of the planetary gear device PG are fixed to the carrier ca1, the sun gear s3, and the case Dc, which are rotating elements integrally rotating with the second motor / generator MG2, in order of the rotation speed from the left side in FIG. A sun gear s2 that is a rotating element, a ring gear r1 that is a rotating element that rotates together with the input shaft I, a ring gear r2 that is a rotating element that rotates together with the output shaft O, a carrier ca3, and a rotation that rotates together with the first motor / generator MG1. The elements are a sun gear s1, a carrier ca2, and a ring gear r3. As described above, the sun gear s2 that is one rotating element is fixed to the case Dc in a state in which the entire planetary gear device PG is integrally operated, so that the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased. Thus, the rotational speeds of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are determined. Further, in the order of the rotation speed, the rotation element connected to the input shaft I is provided between the rotation element (s2) fixed to the case Dc and the rotation element connected to the output shaft O. The rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O.

この際、エンジンEは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力(エンジントルクTE)を出力するように制御される。また、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は、基本的には、入力軸I(エンジンE)の回転速度に応じて定まる回転速度で回転しつつ、回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。但し、要求駆動力に対して、エンジンEの回転駆動力が不足する場合などには、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ11の充電量が不足した場合などには、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方をジェネレータとして発電させることも可能である。或いは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。   At this time, the engine E is controlled to output an appropriate rotational speed and rotational driving force (engine torque TE) according to the vehicle speed and the required driving force. The first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 basically rotate at a rotational speed determined according to the rotational speed of the input shaft I (engine E), but do not output rotational driving force. Controlled. That is, in this parallel acceleration mode, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 basically do not function as either a motor or a generator, and do not perform power running or power generation. However, when the rotational driving force of the engine E is insufficient with respect to the required driving force, it is possible to power one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 as a motor. . Further, when the amount of charge of the battery 11 is insufficient, it is possible to generate power using one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2. Alternatively, one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be used as a generator, and the other can be used as a motor by using the power obtained by the power generation.

以上に説明したように、パラレル増速モードは、遊星歯車装置PGを構成する全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作することにより、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まる状態になるとともに、入力軸I(エンジンE)の回転速度が増速されて出力軸Oに伝達されるモードである。したがって、このパラレル増速モードは、車速が高い状態であって、要求駆動力が小さく、またその変化も少ない状況で使用される、スプリット高速モードよりも更に高速域に適したモードである。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2を動作させずに入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を出力軸Oに伝達して走行することができる。したがって、要求駆動力の変化が少ない状況において、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。また、このとき、入力軸I(エンジンE)の回転速度を増速して出力軸Oに伝達するため、出力軸Oに伝達されるエンジントルクTEは小さくなるが、エンジンEの回転速度を低く抑えることが可能となる。したがって、エンジンを高い効率で動作させることができる。このパラレル増速モードは、スプリット高速モードで出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致してパラレル増速モードに切り替えられた状態よりも、出力軸Oの回転速度が高い領域で使用される。   As described above, in the parallel acceleration mode, all the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 constituting the planetary gear device PG operate integrally, so that the output shaft is proportional to the rotational speed of the input shaft I. O, the rotation speed of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 is determined, and the rotation speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O. is there. Therefore, this parallel acceleration mode is a mode more suitable for the high-speed region than the split high-speed mode, which is used in a state where the vehicle speed is high, the required driving force is small, and the change is small. That is, in this parallel acceleration mode, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be operated by transmitting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to the output shaft O without operating. it can. Therefore, energy loss due to the operations of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be suppressed in a situation where the change in the required driving force is small. At this time, since the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O, the engine torque TE transmitted to the output shaft O decreases, but the rotational speed of the engine E decreases. It becomes possible to suppress. Therefore, the engine can be operated with high efficiency. In this parallel acceleration mode, the rotation speed of the output shaft O increases and the rotation speed of the second motor / generator MG2 decreases while the rotation speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 becomes the second planetary speed mode. It is used in a region where the rotational speed of the output shaft O is higher than the state in which the gear mechanism PG is switched to the parallel acceleration mode in accordance with the rotational speed of the carrier ca2.

3.第三の実施形態
次に、本発明の第三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は、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つの動作モードを切り替え可能に備えている点で、上記第一及び第二の実施形態と同様であるが、これらの各モードを実現可能とするための装置の具体的構成が異なっている。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、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Hのシステム構成は図2と同様であるのでその点についての説明は省略する。また、その他の構成についても、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。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a skeleton diagram showing the configuration of the hybrid drive apparatus H according to the present embodiment. Note that FIG. 11 omits the configuration of the lower half symmetric with respect to the central axis, as in FIG. This hybrid drive device H is similar to the first and second embodiments in that it can be switched between three operation modes: a split low speed mode, a split high speed mode, and a parallel speed increase mode. The specific configuration of the apparatus for enabling each of these modes is different. Hereinafter, the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. Since the system configuration of the hybrid drive apparatus H according to this embodiment is the same as that shown in FIG. 2, the description thereof is omitted. Other configurations are also the same as those in the first embodiment unless otherwise described.

3−1.ハイブリッド駆動装置の各部の構成
図11に示すように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Hは、遊星歯車装置PGを構成する第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3の具体的構成が、上記第一の実施形態と異なっている。以下、各遊星歯車機構PG1〜PG3のそれぞれの構成について詳細に説明する。
3-1. Configuration of Each Part of Hybrid Drive Device As shown in FIG. 11, the hybrid drive device H according to the present embodiment includes a first planetary gear mechanism PG1, a second planetary gear mechanism PG2, and a third planetary gear constituting the planetary gear device PG. The specific configuration of the gear mechanism PG3 is different from that of the first embodiment. Hereinafter, each structure of each planetary gear mechanism PG1-PG3 is demonstrated in detail.

図11に示すように、第一遊星歯車機構PG1は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第一遊星歯車機構PG1は、複数対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。キャリアca1は、第二モータ・ジェネレータMG2のロータRo2及び第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3と一体回転するように接続されている。リングギヤr1は、入力軸Iと一体回転するように接続されている。サンギヤs1は、第一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1及び第二遊星歯車装置PG2のキャリアca2と一体回転するように接続されているとともに、クラッチC1を介して第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3と選択的に接続される。これにより、第一遊星歯車機構PG1は、スプリット低速モード及びスプリット高速モードにおいて、入力軸Iの回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素であるサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素であるキャリアca1とに分配する駆動力分配機構として機能する。本実施形態においては、この第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1、リングギヤr1、サンギヤs1が、それぞれ第一遊星歯車機構PG1の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。   As shown in FIG. 11, the first planetary gear mechanism PG1 is a double pinion type planetary gear mechanism that is arranged coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the first planetary gear mechanism PG1 includes a carrier ca1 that supports a plurality of pairs of pinion gears, and a sun gear s1 and a ring gear r1 that mesh with the pinion gears, respectively, as rotating elements. The carrier ca1 is connected to rotate integrally with the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2 and the sun gear s3 of the third planetary gear mechanism PG3. The ring gear r1 is connected to rotate integrally with the input shaft I. The sun gear s1 is connected so as to rotate integrally with the rotor Ro1 of the first motor / generator MG1 and the carrier ca2 of the second planetary gear unit PG2, and also with the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 via the clutch C1. Connected selectively. As a result, the first planetary gear mechanism PG1 uses the sun gear s1, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, in the split low speed mode and the split high speed mode, and the second motor. Functions as a driving force distribution mechanism that distributes to the carrier ca1, which is a rotating element connected to the generator MG2. In the present embodiment, the carrier ca1, ring gear r1, and sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 are the “first rotating element e1”, “second rotating element e2”, “first rotating element e1” of the first planetary gear mechanism PG1, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”.

第二遊星歯車機構PG2は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第二遊星歯車機構PG2は、複数対のピニオンギヤを支持するキャリアca2と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs2及びリングギヤr2とを回転要素として有している。サンギヤs2は、第二ブレーキB2を介してケースDcに選択的に固定される。リングギヤr2は、第三遊星歯車機構PG3のキャリアca3及び出力軸Oと一体回転するように接続されている。キャリアca2は、第一モータ・ジェネレータMG1のロータRo1及び第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1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を介して第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3と選択的に接続される。本実施形態においては、この第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2、リングギヤr2、キャリアca2が、それぞれ第二遊星歯車機構PG2の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。   The second planetary gear mechanism PG2 is a double pinion type planetary gear mechanism that is disposed coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the second planetary gear mechanism PG2 includes a carrier ca2 that supports a plurality of pairs of pinion gears, and a sun gear s2 and a ring gear r2 that mesh with the pinion gears, respectively, as rotating elements. The sun gear s2 is selectively fixed to the case Dc via the second brake B2. The ring gear r2 is connected to rotate integrally with the carrier ca3 and the output shaft O of the third planetary gear mechanism PG3. The carrier ca2 is connected so as to rotate integrally with the rotor Ro1 of the first motor / generator MG1 and the sun gear s1 of the first planetary gear unit PG1, and with the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 via the clutch C1. Connected selectively. In the present embodiment, the sun gear s2, the ring gear r2, and the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 are the “first rotation element e1”, “second rotation element e2”, “first rotation element” of the second planetary gear mechanism PG2, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”.

第三遊星歯車機構PG3は、入力軸I及び出力軸O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である。すなわち、第三遊星歯車機構PG3は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアca3と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs3及びリングギヤr3とを回転要素として有している。サンギヤs3は、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1及び第二モータ・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。キャリアca3は、出力軸O及び第二遊星歯車装置PG2のリングギヤr2と一体回転するように接続されている。リングギヤr3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、クラッチC1を介して第二遊星歯車機構PGのキャリアca2に選択的に接続される。本実施形態においては、この第三遊星歯車機構PG3のサンギヤs3、キャリアca3、リングギヤr3が、それぞれ第三遊星歯車機構PG3の「第一回転要素e1」、「第二回転要素e2」、「第三回転要素e3」に相当する。また、リングギヤr3が、第三遊星歯車機構PG3の「選択固定回転要素」に相当する。以上のように、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Hの構成によれば、上記第一及び第二の実施形態の構成と比べて、一般的にクラッチよりも体積が小さいブレーキの数を増やして第一ブレーキB1及び第二ブレーキB2の2つとし、クラッチの数を減らして一つとしているため、更なる装置の小型化を図ることが可能となっている。   The third planetary gear mechanism PG3 is a single pinion type planetary gear mechanism arranged coaxially with the input shaft I and the output shaft O. That is, the third planetary gear mechanism PG3 includes, as rotating elements, a carrier ca3 that supports a plurality of pinion gears, and a sun gear s3 and a ring gear r3 that mesh with the pinion gears. The sun gear s3 is connected to rotate integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 and the rotor Ro2 of the second motor / generator MG2. The carrier ca3 is connected to rotate integrally with the output shaft O and the ring gear r2 of the second planetary gear device PG2. The ring gear r3 is selectively fixed to the case Dc by the first brake B1, and is selectively connected to the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG via the clutch C1. In the present embodiment, the sun gear s3, the carrier ca3, and the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 are the “first rotation element e1”, “second rotation element e2”, “second rotation gear” of the third planetary gear mechanism PG3, respectively. This corresponds to the “three rotation element e3”. The ring gear r3 corresponds to the “selective fixed rotation element” of the third planetary gear mechanism PG3. As described above, according to the configuration of the hybrid drive device H according to the present embodiment, the number of brakes whose volume is generally smaller than that of the clutch is increased as compared with the configurations of the first and second embodiments. Since the first brake B1 and the second brake B2 are two and the number of clutches is reduced to one, it is possible to further reduce the size of the device.

3−2.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、各動作モードでの複数の摩擦係合要素C1、B1、B2の作動状態を示す作動表である。図13〜図15は、遊星歯車装置PGの速度線図を示しており、図13はスプリット低速モードでの速度線図、図14はスプリット高速モードでの速度線図、図15はパラレル増速モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記載方式は、上記第一の実施形態に係る図4〜図6と同様である。
3-2. Operation Mode of Hybrid Drive Device Next, operation modes that can be realized by the hybrid drive device H according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is an operation table showing operation states of the plurality of friction engagement elements C1, B1, and B2 in each operation mode. FIGS. 13 to 15 show velocity diagrams of the planetary gear device PG, FIG. 13 is a velocity diagram in the split low speed mode, FIG. 14 is a velocity diagram in the split high speed mode, and FIG. 15 is a parallel acceleration. A velocity diagram in each mode is shown. The description method of these velocity diagrams is the same as that in FIGS. 4 to 6 according to the first embodiment.

図12〜図15に示すように、このハイブリッド駆動装置Hは、上記第一及び第二の実施形態と同様に、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つの動作モードを切り替え可能に備えた構成となっている。ここで、スプリット低速モード及びスプリット高速モードは、いずれも、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配する状態となるスプリットモードである。このスプリットモードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のいずれか一方が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとなる。そして、スプリット低速モードとスプリット高速モードとは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)が互いに異なっている。本実施形態においても、スプリット低速モードが本発明におけるスプリット第一モードに相当し、スプリット高速モードが本発明におけるスプリット第二モードに相当する。一方、パラレル増速モードは、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まり、入力軸Iの回転速度が増速して出力軸Oに伝達されるモードである。以下、各動作モード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。   As shown in FIGS. 12 to 15, the hybrid drive device H switches between three operation modes: a split low speed mode, a split high speed mode, and a parallel speed increase mode, as in the first and second embodiments. It has a configuration prepared for possible. Here, in both of the split low speed mode and the split high speed mode, the sun gear of the first planetary gear device PG1 which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1 is used as the rotational driving force of the input shaft I (engine E). This is a split mode in which the state is distributed to s1 and the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the second motor / generator MG2. In this split mode, one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 receives a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. The split low-speed mode and split high-speed mode are the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O (= [torque of output shaft O] / [torque of input shaft I]). Are different from each other. Also in this embodiment, the split low speed mode corresponds to the split first mode in the present invention, and the split high speed mode corresponds to the split second mode in the present invention. On the other hand, in the parallel acceleration mode, the rotational speeds of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are determined in proportion to the rotational speed of the input shaft I, and the rotational speed of the input shaft I is In this mode, the speed is increased and transmitted to the output shaft O. Hereinafter, the operation state of the hybrid drive device H in each operation mode will be described in detail.

3−3.スプリット低速モード
スプリット低速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配しつつ、後述するスプリット高速モードよりも大きいトルク変換比で入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oに伝達するモードである。このスプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構PG1が、入力軸Iの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能し、第一モータ・ジェネレータMG1が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第三遊星歯車機構PG3は、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力が分配されるとともに第二モータ・ジェネレータMG2に接続されている第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1の回転速度を、減速して出力軸Oに伝達する。一方、このスプリット低速モードでは、第二遊星歯車機構PG2は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図12に示すように、スプリット低速モード(Lo)では、第一ブレーキB1が係合状態とされることで第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3がケースDcに固定される。以下、スプリット低速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図13に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
3-3. Split low-speed mode In the split low-speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is applied to the sun gear s1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, and the second motor The rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O with a torque conversion ratio larger than that of the split high-speed mode described later while being distributed to the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the generator MG2. It is a mode to do. In this split low speed mode, the first planetary gear mechanism PG1 functions as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input shaft I, and the first motor / generator MG1 receives the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I. Function as. Further, the third planetary gear mechanism PG3 distributes the rotational driving force of the input shaft I (engine E), and controls the rotational speed of the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 connected to the second motor / generator MG2. , Decelerate and transmit to the output shaft O. On the other hand, in this split low speed mode, the second planetary gear mechanism PG2 does not particularly function. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 12, in the split low speed mode (Lo), the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 is moved to the case Dc by engaging the first brake B1. Fixed. Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the split low speed mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

スプリット低速モードでは、第一遊星歯車機構PG1は、図13に直線L1として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤr1が入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、このリングギヤr1に伝達された入力軸Iの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤs1及び他方端となるキャリアca1に分配される。そして、サンギヤs1に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータMG1に伝達される。また、キャリアca1に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータMG2に伝達されるとともに、第三遊星歯車機構PG3を介して出力軸Oに伝達される。この際、エンジンEは、高い効率で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正方向の回転駆動力(エンジントルクTE)を出力し、この回転駆動力が入力軸Iを介してリングギヤr1に伝達される。   In the split low speed mode, the first planetary gear mechanism PG1, as shown as a straight line L1 in FIG. 13, rotates the ring gear r1 that is intermediate in the order of rotational speed integrally with the input shaft I (engine E). The rotational driving force of the input shaft I transmitted to r1 is distributed in the order of rotational speed to the sun gear s1 at one end and the carrier ca1 at the other end. The rotational driving force distributed to the sun gear s1 is transmitted to the first motor / generator MG1. The rotational driving force distributed to the carrier ca1 is transmitted to the second motor / generator MG2 and also to the output shaft O through the third planetary gear mechanism PG3. At this time, the engine E outputs a rotational driving force (engine torque TE) in the positive direction while being controlled so as to be maintained in a state of high efficiency and low exhaust gas (generally along optimal fuel consumption characteristics). The force is transmitted to the ring gear r1 via the input shaft I.

また、第一モータ・ジェネレータMG1は、負方向の回転駆動力(MG1トルクT1)を出力することにより、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1に伝達する。よって、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1と一体回転する第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力が、そのまま入力軸Iの回転駆動力の反力となる。このスプリット低速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1は、正回転(回転速度が正)しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。   Further, the first motor / generator MG1 outputs a negative direction rotational driving force (MG1 torque T1), whereby the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is converted to the sun gear of the first planetary gear mechanism PG1. to s1. Therefore, the rotational driving force of the first motor / generator MG1 that rotates integrally with the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 becomes the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I as it is. In the split low speed mode, the first motor / generator MG1 is in a state of generating a rotational driving force in the negative direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a generator to generate electric power.

一方、第二モータ・ジェネレータMG2は、正方向の回転駆動力(MG2トルクT2)を出力することにより、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1から第三遊星歯車機構PG3を介して出力軸Oに伝達される入力軸I(エンジンE)の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図13に直線L3として示すように、第三遊星歯車機構PG3は、回転速度の順で一方端となるサンギヤs3に第二モータ・ジェネレータMG2及び第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1が接続され、他方端となるリングギヤr3が第一ブレーキB1によりケースDcに固定される。このため、回転速度の順で中間となるキャリアca3に接続された出力軸Oには、サンギヤs3の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第三遊星歯車機構PG3は、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1からサンギヤs3に伝達された入力軸Iの回転駆動力及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力を、増幅して出力軸Oに伝達する。このスプリット低速モードでは、第二モータ・ジェネレータMG2は、正回転(回転速度が正)しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。   On the other hand, the second motor / generator MG2 outputs a forward rotational driving force (MG2 torque T2) to the output shaft O from the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 via the third planetary gear mechanism PG3. Assist the rotational driving force of the input shaft I (engine E) transmitted. At this time, as shown by a straight line L3 in FIG. 13, the third planetary gear mechanism PG3 has the second motor / generator MG2 and the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 on the sun gear s3 which is one end in the order of rotational speed. The ring gear r3 that is connected and is the other end is fixed to the case Dc by the first brake B1. For this reason, the rotational speed of the sun gear s3 is reduced and transmitted to the output shaft O connected to the carrier ca3 that is intermediate in the order of the rotational speed. Therefore, the third planetary gear mechanism PG3 amplifies and outputs the rotational driving force of the input shaft I and the rotational driving force of the second motor / generator MG2 transmitted from the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 to the sun gear s3. Transmit to axis O. In the split low speed mode, the second motor / generator MG2 is in a state of generating a rotational driving force in the positive direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a motor to perform powering.

スプリット低速モードでは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図13の下部に示すように、第一遊星歯車機構PG1、第三遊星歯車機構PG3のギヤ比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)がそれぞれλ1、λ3(λ1<1、λ3<1)である場合、出力軸Oに伝達される入力軸IのトルクをTOとすると、トルクTOは上記第一及び第二の実施形態と同様に、以下の式(1)により求まる。
TO=TE×{(1−λ1)×(1+λ3)}/λ3・・・(1)
よって、例えば、λ1=0.3、λ3=0.5であった場合、TO=2.1TEとなる。すなわち、この場合、スプリット低速モードでのトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)は2.1となり、入力軸IのトルクTEは、2.1倍されて出力軸Oに伝達される。また、出力軸Oには、第二モータ・ジェネレータMG2が出力するMG2トルクT2も、第三遊星歯車機構PG3によって(1+λ3)/λ3倍に増幅されて伝達される。なお、各遊星歯車機構PG1、PG2、PG3のギヤ比λ1、λ2、λ3は、エンジンE、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2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。
In the split low speed mode, the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O is as follows. That is, as shown in the lower part of FIG. 13, the gear ratios of the first planetary gear mechanism PG1 and the third planetary gear mechanism PG3 (= [number of teeth of the sun gear] / [number of teeth of the ring gear]) are λ1, λ3 (λ1 When <1, λ3 <1), assuming that the torque of the input shaft I transmitted to the output shaft O is TO, the torque TO is expressed by the following equation (1) as in the first and second embodiments. It is obtained by.
TO = TE × {(1−λ1) × (1 + λ3)} / λ3 (1)
Therefore, for example, when λ1 = 0.3 and λ3 = 0.5, TO = 2.1TE. That is, in this case, the torque conversion ratio (= [torque of output shaft O] / [torque of input shaft I]) in the split low speed mode is 2.1, and the torque TE of the input shaft I is multiplied by 2.1. Is transmitted to the output shaft O. Further, the MG2 torque T2 output from the second motor / generator MG2 is also amplified and transmitted to the output shaft O by (1 + λ3) / λ3 times by the third planetary gear mechanism PG3. The gear ratios λ1, λ2, and λ3 of the planetary gear mechanisms PG1, PG2, and PG3 are appropriately set in consideration of the characteristics of the engine E, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2, the vehicle weight, and the like. can do.

以上に説明したように、スプリット低速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力、すなわちエンジントルクTEを増幅して出力軸Oに伝達することができるため、車速が比較的低い状態で使用される低速用のモードとなる。具体的には、スプリット低速モードは、出力軸Oの回転速度がゼロの状態(車両の発進時)から、第二遊星歯車装置PG2のサンギヤs2の回転速度がゼロになるまでの間で使用される。すなわち、スプリット低速モードでは、エンジンEの回転速度を一定とした場合、出力軸Oの回転速度がゼロの状態から、第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を上昇させるとともに、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を下降させることにより、出力軸Oの回転速度を次第に上昇させて車両を発進させる。そして、出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度が下降し、第二遊星歯車装置PG2のサンギヤs2の回転速度がゼロになった際に、制御装置ECUは、第二ブレーキB2を係合するとともに、第一ブレーキB1を解放する。これにより、スプリット低速モードから後述するスプリット高速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合する第二ブレーキB2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。ここで、第二ブレーキB2の両側の係合部材の一方は、回転部材である第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2であり、当該係合部材の他方は非回転部材であるケースDcである。なお、制御装置ECUは、スプリット低速モードからスプリット高速モードへの切り替え後には、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の機能を入れ替え、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のそれぞれの回転駆動力の出力方向も変更する。   As described above, in the split low speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E), that is, the engine torque TE can be amplified and transmitted to the output shaft O, so that the vehicle speed is relatively low. It becomes the mode for low speed used. Specifically, the split low speed mode is used from the state where the rotational speed of the output shaft O is zero (when the vehicle starts) until the rotational speed of the sun gear s2 of the second planetary gear device PG2 becomes zero. The That is, in the split low speed mode, when the rotational speed of the engine E is constant, the rotational speed of the second motor / generator MG2 is increased from the state where the rotational speed of the output shaft O is zero, and the first motor / generator MG1. By lowering the rotational speed of the vehicle, the rotational speed of the output shaft O is gradually increased to start the vehicle. When the rotation speed of the output shaft O increases and the rotation speed of the first motor / generator MG1 decreases and the rotation speed of the sun gear s2 of the second planetary gear device PG2 becomes zero, the control device ECU The second brake B2 is engaged and the first brake B1 is released. Thereby, the split low speed mode is switched to the split high speed mode described later. This mode switching is a synchronous switching in which the engaging members on both sides of the second brake B2 engaged at this time are engaged in the same state. Here, one of the engaging members on both sides of the second brake B2 is the sun gear s2 of the second planetary gear mechanism PG2 that is a rotating member, and the other of the engaging members is a case Dc that is a non-rotating member. The control unit ECU switches the functions of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 after switching from the split low-speed mode to the split high-speed mode, so that the first motor / generator MG1 and the second motor / generator are switched. The output direction of each rotational driving force of MG2 is also changed.

3−4.スプリット高速モード
スプリット高速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を、第一モータ・ジェネレータMG1に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のサンギヤs1と、第二モータ・ジェネレータMG2に接続された回転要素である第一遊星歯車装置PG1のキャリアca1とに分配しつつ、上記のスプリット低速モードよりも小さいトルク変換比で入力軸Iの回転駆動力を出力軸Oに伝達するモードである。本実施形態においては、このスプリット高速モードでも、第一遊星歯車機構PG1が、入力軸Iの回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能する。そして、第二モータ・ジェネレータMG2が入力軸Iの回転駆動力の反力受けとして機能する。また、第二遊星歯車機構PG2は、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力が分配されるとともに第一モータ・ジェネレータMG1に接続されている第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1の回転速度を、減速して出力軸Oに伝達する。一方、このスプリット高速モードでは、第三遊星歯車機構PG3は、特に機能しない。このような構成を実現するため、図12に示すように、スプリット高速モード(Hi)では、第二ブレーキB2が係合状態とされることで、第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2がケースDcに固定される。以下、スプリット高速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図14に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
3-4. Split high-speed mode In the split high-speed mode, the rotational driving force of the input shaft I (engine E) is applied to the sun gear s1 of the first planetary gear unit PG1, which is a rotating element connected to the first motor / generator MG1, and the second motor The rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O with a torque conversion ratio smaller than that of the split low speed mode while being distributed to the carrier ca1 of the first planetary gear device PG1, which is a rotating element connected to the generator MG2. It is a mode to do. In the present embodiment, even in the split high speed mode, the first planetary gear mechanism PG1 functions as a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the input shaft I. The second motor / generator MG2 functions as a reaction force receiver for the rotational driving force of the input shaft I. Further, the second planetary gear mechanism PG2 distributes the rotational driving force of the input shaft I (engine E), and controls the rotational speed of the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 connected to the first motor / generator MG1. , Decelerate and transmit to the output shaft O. On the other hand, in the split high speed mode, the third planetary gear mechanism PG3 does not particularly function. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 12, in the split high speed mode (Hi), the sun brake s2 of the second planetary gear mechanism PG2 is placed in the case Dc by engaging the second brake B2. Fixed to. Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the split high speed mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

スプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1は、図14に直線L1として示すように、回転速度の順で中間となるリングギヤr1が入力軸I(エンジンE)と一体的に回転し、このリングギヤr1に伝達された入力軸Iの回転駆動力が回転速度の順で一方端となるサンギヤs1及び他方端となるキャリアca1に分配される。そして、サンギヤs1に分配された回転駆動力は、第一モータ・ジェネレータMG1に伝達されるとともに、第二遊星歯車機構PG2を介して出力軸Oに伝達される。また、キャリアca1に分配された回転駆動力は、第二モータ・ジェネレータMG2に伝達される。この際、エンジンEは、高い効率で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正方向の回転駆動力(エンジントルクTE)を出力し、この回転駆動力が入力軸Iを介してリングギヤr1に伝達される。   In the split high speed mode, as shown by a straight line L1 in FIG. 14, the first planetary gear mechanism PG1 rotates integrally with the input shaft I (engine E) by the ring gear r1 that is intermediate in the order of rotational speed. The rotational driving force of the input shaft I transmitted to r1 is distributed in the order of rotational speed to the sun gear s1 at one end and the carrier ca1 at the other end. The rotational driving force distributed to the sun gear s1 is transmitted to the first motor / generator MG1 and is also transmitted to the output shaft O via the second planetary gear mechanism PG2. The rotational driving force distributed to the carrier ca1 is transmitted to the second motor / generator MG2. At this time, the engine E outputs a rotational driving force (engine torque TE) in the positive direction while being controlled so as to be maintained in a state of high efficiency and low exhaust gas (generally along optimal fuel consumption characteristics). The force is transmitted to the ring gear r1 via the input shaft I.

また、第一モータ・ジェネレータMG1は、正方向の回転駆動力(MG1トルクT1)を出力することにより、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1から第二遊星歯車機構PG2を介して出力軸Oに伝達される入力軸I(エンジンE)の回転駆動力に対するアシストを行う。この際、図14に直線L2として示すように、第二遊星歯車機構PG2は、回転速度の順で一方端となるキャリアca2に第一モータ・ジェネレータMG1及び第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1が接続され、他方端となるサンギヤs2がケースDcに固定されている。このため、回転速度の順で中間となるリングギヤr2に接続された出力軸Oには、キャリアca2の回転速度が減速されて伝達される。したがって、第二遊星歯車機構PG2は、第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1からキャリアca2に伝達された入力軸Iの回転駆動力及び第一モータ・ジェネレータMG1の回転駆動力を、増幅して出力軸Oに伝達する。このスプリット高速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1は、正回転(回転速度が正)しつつ正方向の回転駆動力を発生する状態となり、モータとして機能して力行する。   Further, the first motor / generator MG1 outputs a rotational driving force (MG1 torque T1) in the positive direction, whereby the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 is output to the output shaft O via the second planetary gear mechanism PG2. Assist the rotational driving force of the input shaft I (engine E) transmitted. At this time, as shown by a straight line L2 in FIG. 14, the second planetary gear mechanism PG2 has the first motor / generator MG1 and the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 on the carrier ca2, which is one end in order of rotational speed. A sun gear s2 connected to the other end is fixed to the case Dc. For this reason, the rotational speed of the carrier ca2 is decelerated and transmitted to the output shaft O connected to the ring gear r2 that is intermediate in the order of the rotational speed. Therefore, the second planetary gear mechanism PG2 amplifies and outputs the rotational driving force of the input shaft I and the rotational driving force of the first motor / generator MG1 transmitted from the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1 to the carrier ca2. Transmit to axis O. In this split high-speed mode, the first motor / generator MG1 is in a state of generating a rotational driving force in the positive direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a motor to power.

一方、第二モータ・ジェネレータMG2は、負方向の回転駆動力(MG2トルクT2)を出力することにより、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力を第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1に伝達する。よって、このスプリット高速モードでは、第一遊星歯車機構PG1のキャリアca1と一体回転する第二モータ・ジェネレータMG2の回転駆動力が、そのまま入力軸Iの回転駆動力の反力となる。この際、第二モータ・ジェネレータMG2は、正回転(回転速度が正)しつつ負方向の回転駆動力を発生する状態となり、ジェネレータとして機能して発電を行う。このように、スプリット低速モードとスプリット高速モードとでは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力受けとなるモータ・ジェネレータMG1、MG2が交替する。   On the other hand, the second motor / generator MG2 outputs a negative rotational driving force (MG2 torque T2), thereby generating a reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) as a carrier of the first planetary gear mechanism PG1. It transmits to ca1. Therefore, in this split high speed mode, the rotational driving force of the second motor / generator MG2 that rotates integrally with the carrier ca1 of the first planetary gear mechanism PG1 becomes the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I as it is. At this time, the second motor / generator MG2 is in a state of generating a rotational driving force in the negative direction while rotating forward (rotation speed is positive), and functions as a generator to generate electric power. Thus, in the split low speed mode and the split high speed mode, the motor / generators MG1 and MG2 that receive the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) alternate.

スプリット高速モードでは、入力軸Iの回転駆動力が出力軸Oに伝達される際のトルク変換比は、以下のようになる。すなわち、図14の下部に示すように、第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2のギヤ比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)がλ1、λ2(λ1<1、λ2<1)である場合、出力軸Oに伝達される入力軸IのトルクをTOとすると、トルクTOは上記第二の実施形態と同様に、以下の式(3)により求まる。
TO=TE×λ1/(1−λ2)・・・(3)
よって、例えば、λ1=0.3、λ2=0.4であった場合、TO=0.5TEとなる。すなわち、この場合、スプリット高速モードでのトルク変換比(=〔出力軸Oのトルク〕/〔入力軸Iのトルク〕)は0.5となり、入力軸IのトルクTEは、0.5倍されて出力軸Oに伝達される。また、出力軸Oには、第一モータ・ジェネレータMG1が出力するMG1トルクT1も、上記のとおり、第二遊星歯車機構PG2によって1/(1−λ2)倍に増幅されて伝達される。
In the split high speed mode, the torque conversion ratio when the rotational driving force of the input shaft I is transmitted to the output shaft O is as follows. That is, as shown in the lower part of FIG. 14, the gear ratio of the first planetary gear mechanism PG1 and the second planetary gear mechanism PG2 (= [number of teeth of the sun gear] / [number of teeth of the ring gear]) is λ1, λ2 (λ1 < In the case of 1, λ2 <1), assuming that the torque of the input shaft I transmitted to the output shaft O is TO, the torque TO is obtained by the following equation (3), as in the second embodiment.
TO = TE × λ1 / (1-λ2) (3)
Therefore, for example, when λ1 = 0.3 and λ2 = 0.4, TO = 0.5TE. That is, in this case, the torque conversion ratio (= [torque of the output shaft O] / [torque of the input shaft I]) in the split high speed mode is 0.5, and the torque TE of the input shaft I is multiplied by 0.5. Is transmitted to the output shaft O. Further, the MG1 torque T1 output from the first motor / generator MG1 is also amplified and transmitted to the output shaft O by 1 / (1-λ2) times by the second planetary gear mechanism PG2, as described above.

以上に説明したように、スプリット高速モードは、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力、すなわちエンジントルクTEを減少させて出力軸Oに伝達するモードであり、出力軸Oの回転速度に対してエンジンEの回転速度を低く抑えることができるため、車速が比較的高い状態で使用される高速用のモードとなる。具体的には、スプリット高速モードは、スプリット低速モードで次第に出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度が下降し、第二遊星歯車装置PG2のサンギヤs2の回転速度がゼロになってスプリット高速モードに切り替えられた状態から、更に出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致する状態となるまでの間で使用される。すなわち、スプリット高速モードでは、エンジンEの回転速度を一定とした場合、スプリット低速モードから切り替えられた後、第一モータ・ジェネレータMG1の回転速度を上昇させることにより、出力軸Oの回転速度を上昇させる。またこの際、反力受けとしての第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度を下降させる。そして、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致し、図15に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が同一直線状となった際に、制御装置ECUは、第二ブレーキB2を係合状態としたまま、クラッチC1を係合する。これにより、スプリット高速モードから後述するパラレル増速モードに切り替えられる。このモード切り替えは、この際に係合するクラッチC1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。ここで、クラッチC1の両側の係合部材の一方は、クラッチC1の入力側回転部材である第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2であり、当該係合部材の他方はクラッチC1の出力側回転部材である第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3である。なお、制御装置ECUは、スプリット高速モードからパラレル増速モードへの切り替え後には、基本的に、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は回転駆動力を出力しない状態とする。   As described above, the split high speed mode is a mode in which the rotational driving force of the input shaft I (engine E), that is, the engine torque TE is reduced and transmitted to the output shaft O. Thus, since the rotational speed of the engine E can be kept low, the high speed mode is used in a state where the vehicle speed is relatively high. Specifically, in the split high speed mode, the rotation speed of the output shaft O gradually increases and the rotation speed of the first motor / generator MG1 decreases and the rotation speed of the sun gear s2 of the second planetary gear unit PG2 is decreased in the split low speed mode. Since the rotation speed of the output shaft O is further increased and the rotation speed of the second motor / generator MG2 is decreased from the state in which the motor is switched to the split high speed mode with zero, the rotation of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 The speed is used until the speed becomes equal to the rotational speed of the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG. That is, in the split high speed mode, when the rotational speed of the engine E is constant, the rotational speed of the output shaft O is increased by increasing the rotational speed of the first motor / generator MG1 after switching from the split low speed mode. Let At this time, the rotational speed of the second motor / generator MG2 as a reaction force receiver is lowered. Then, the rotational speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 coincides with the rotational speed of the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG, and as shown in FIG. When PG3 becomes the same straight line, the control device ECU engages the clutch C1 while keeping the second brake B2 engaged. As a result, the split high-speed mode is switched to the parallel acceleration mode described later. This mode switching is a synchronous switching in which the engaging members on both sides of the clutch C1 engaged at this time are engaged in the same state. Here, one of the engaging members on both sides of the clutch C1 is a carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2 which is an input side rotating member of the clutch C1, and the other of the engaging members is an output side rotating member of the clutch C1. This is the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3. The controller ECU basically sets the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 to not output the rotational driving force after switching from the split high-speed mode to the parallel acceleration mode.

3−5.パラレル増速モード
パラレル増速モードは、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まり、入力軸Iの回転速度が増速して出力軸Oに伝達されるモードである。このパラレル増速モードでは、第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3が一体的に動作する状態となり、図15に示すように、速度線図上で全ての遊星歯車機構PG1〜PG3を表す線が同一直線状となる。このように、全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作する状態となることにより、パラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方を動作させずに、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を出力軸Oに伝達して走行することが可能となる。また、この際、入力軸I(エンジンE)の回転速度を増速して出力軸Oに伝達するため、エンジンEの回転速度を低く抑えることも可能となる。このような構成を実現するため、図12に示すように、パラレル増速モード(OD)は、クラッチC1及び第二ブレーキB2の2つが係合状態とされることで実現される。すなわち、クラッチC1が係合状態とされることによって第一遊星歯車機構PG1のサンギヤs1、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二遊星歯車機構PG2のキャリアca2と、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3とが一体回転するように接続され、第二ブレーキB2が係合状態とされることによって第二遊星歯車機構PG2のサンギヤs2がケースDcに固定される。以下、パラレル増速モードでの各遊星歯車機構PG1〜PG3の動作及び機能について、図15に示す速度線図に基づいて詳細に説明する。
3-5. Parallel acceleration mode In the parallel acceleration mode, the rotation speed of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 is determined in proportion to the rotation speed of the input shaft I. In this mode, the speed is increased and transmitted to the output shaft O. In this parallel acceleration mode, the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 are in an integrated operation state, and as shown in FIG. The lines representing the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 are the same straight line. As described above, since all the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 operate integrally, in the parallel acceleration mode, one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 are operated. Instead, it is possible to travel by transmitting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to the output shaft O. At this time, since the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O, the rotational speed of the engine E can be kept low. In order to realize such a configuration, as shown in FIG. 12, the parallel acceleration mode (OD) is realized by engaging two of the clutch C1 and the second brake B2. That is, when the clutch C1 is engaged, the sun gear s1 of the first planetary gear mechanism PG1, the first motor generator MG1, the carrier ca2 of the second planetary gear mechanism PG2, and the ring gear of the third planetary gear mechanism PG3. r3 is connected to rotate integrally, and the second brake B2 is engaged, whereby the sun gear s2 of the second planetary gear mechanism PG2 is fixed to the case Dc. Hereinafter, the operations and functions of the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 in the parallel acceleration mode will be described in detail based on the velocity diagram shown in FIG.

パラレル増速モードでは、図15に直線L1、L2、及びL3として示すように、速度線図上で第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3のそれぞれを表す線が同一直線状となり、遊星歯車装置PGを構成する全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作する状態となる。そして、このパラレル増速モードでは、遊星歯車装置PGは、全部で5個の回転要素を有する状態となる。また、この遊星歯車装置PGの5個の回転要素は、図15における左側から回転速度の順に、第二モータ・ジェネレータMG2と一体回転する回転要素であるキャリアca1及びサンギヤs3、第二ブレーキB2によりケースDcに固定された回転要素であるサンギヤs2、入力軸Iと一体回転する回転要素であるリングギヤr1、出力軸Oと一体回転する回転要素であるリングギヤr2及びキャリアca3、第一モータ・ジェネレータMG1と一体回転する回転要素であるサンギヤs1、キャリアca2及びリングギヤr3となっている。このように、遊星歯車装置PGの全体が一体的に動作する状態で、一つの回転要素であるサンギヤs2がケースDcに固定されていることにより、入力軸I(エンジンE)の回転速度に応じて、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まる。また、回転速度の順で、ケースDcに固定される回転要素(s2)と出力軸Oに接続された回転要素との間に、入力軸Iに接続された回転要素が設けられていることにより、入力軸I(エンジンE)の回転速度が増速して出力軸Oに伝達される。   In the parallel acceleration mode, each of the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3 on the velocity diagram is shown as straight lines L1, L2, and L3 in FIG. The line to represent becomes the same straight line, and all the planetary gear mechanisms PG1-PG3 which comprise the planetary gear apparatus PG will be in the state which operate | moves integrally. In the parallel acceleration mode, the planetary gear device PG has a total of five rotating elements. Further, the five rotating elements of the planetary gear device PG are rotated by the carrier ca1, the sun gear s3, and the second brake B2, which are rotating elements integrally rotating with the second motor / generator MG2, in the order of the rotation speed from the left side in FIG. A sun gear s2 that is a rotating element fixed to the case Dc, a ring gear r1 that is a rotating element that rotates integrally with the input shaft I, a ring gear r2 that is a rotating element that rotates together with the output shaft O, a carrier ca3, and a first motor / generator MG1. And a sun gear s1, a carrier ca2, and a ring gear r3, which are rotating elements that rotate integrally with each other. As described above, the sun gear s2 that is one rotating element is fixed to the case Dc in a state in which the entire planetary gear device PG is integrally operated, so that the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased. Thus, the rotational speeds of the output shaft O, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are determined. Further, in the order of the rotation speed, the rotation element connected to the input shaft I is provided between the rotation element (s2) fixed to the case Dc and the rotation element connected to the output shaft O. The rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O.

この際、エンジンEは、車速及び要求駆動力に応じて、適切な回転速度及び回転駆動力(エンジントルクTE)を出力するように制御される。また、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は、基本的には、入力軸I(エンジンE)の回転速度に応じて定まる回転速度で回転しつつ、回転駆動力を出力しない状態に制御される。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2は、基本的には、モータ及びジェネレータのいずれとしても機能せず、力行も発電も行わない。但し、要求駆動力に対して、エンジンEの回転駆動力が不足する場合などには、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方をモータとして力行させることも可能である。また、バッテリ11の充電量が不足した場合などには、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方又は双方をジェネレータとして発電させることも可能である。或いは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の一方をジェネレータとして発電させ、当該発電により得た電力を用いて他方をモータとして力行させることも可能である。   At this time, the engine E is controlled to output an appropriate rotational speed and rotational driving force (engine torque TE) according to the vehicle speed and the required driving force. The first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 basically rotate at a rotational speed determined according to the rotational speed of the input shaft I (engine E), but do not output rotational driving force. Controlled. That is, in this parallel acceleration mode, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 basically do not function as either a motor or a generator, and do not perform power running or power generation. However, when the rotational driving force of the engine E is insufficient with respect to the required driving force, it is possible to power one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 as a motor. . Further, when the amount of charge of the battery 11 is insufficient, it is possible to generate power using one or both of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2. Alternatively, one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be used as a generator, and the other can be used as a motor by using the power obtained by the power generation.

以上に説明したように、パラレル増速モードは、遊星歯車装置PGを構成する全ての遊星歯車機構PG1〜PG3が一体的に動作することにより、入力軸Iの回転速度に比例して、出力軸O、第一モータ・ジェネレータMG1、及び第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が定まる状態になるとともに、入力軸I(エンジンE)の回転速度が増速されて出力軸Oに伝達されるモードである。したがって、このパラレル増速モードは、車速が高い状態であって、要求駆動力が小さく、またその変化も少ない状況で使用される、スプリット高速モードよりも更に高速域に適したモードである。すなわち、このパラレル増速モードでは、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2を動作させずに入力軸I(エンジンE)の回転駆動力を出力軸Oに伝達して走行することができる。したがって、要求駆動力の変化が少ない状況において、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2の動作によるエネルギー損失を抑制することができる。また、このとき、入力軸I(エンジンE)の回転速度を増速して出力軸Oに伝達するため、出力軸Oに伝達されるエンジントルクTEは小さくなるが、エンジンEの回転速度を低く抑えることが可能となる。したがって、エンジンを高い効率で動作させることができる。このパラレル増速モードは、スプリット高速モードで出力軸Oの回転速度が上昇するとともに第二モータ・ジェネレータMG2の回転速度が下降し、第三遊星歯車機構PG3のリングギヤr3の回転速度が第二遊星歯車機構PGのキャリアca2の回転速度に一致してパラレル増速モードに切り替えられた状態よりも、出力軸Oの回転速度が高い領域で使用される。   As described above, in the parallel acceleration mode, all the planetary gear mechanisms PG1 to PG3 constituting the planetary gear device PG operate integrally, so that the output shaft is proportional to the rotational speed of the input shaft I. O, the rotation speed of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 is determined, and the rotation speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O. is there. Therefore, this parallel acceleration mode is a mode more suitable for the high-speed region than the split high-speed mode, which is used in a state where the vehicle speed is high, the required driving force is small, and the change is small. That is, in this parallel acceleration mode, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be operated by transmitting the rotational driving force of the input shaft I (engine E) to the output shaft O without operating. it can. Therefore, energy loss due to the operations of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 can be suppressed in a situation where the change in the required driving force is small. At this time, since the rotational speed of the input shaft I (engine E) is increased and transmitted to the output shaft O, the engine torque TE transmitted to the output shaft O decreases, but the rotational speed of the engine E decreases. It becomes possible to suppress. Therefore, the engine can be operated with high efficiency. In this parallel acceleration mode, the rotation speed of the output shaft O increases and the rotation speed of the second motor / generator MG2 decreases while the rotation speed of the ring gear r3 of the third planetary gear mechanism PG3 becomes the second planetary speed mode. It is used in a region where the rotational speed of the output shaft O is higher than the state in which the gear mechanism PG is switched to the parallel acceleration mode in accordance with the rotational speed of the carrier ca2.

4.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、スプリット低速モード、スプリット高速モード、及びパラレル増速モードの3つの動作モードを切り替え可能に備えた構成について説明した。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、前記3つのモードに加えて、更に他のモードを切り替え可能に備えた構成としても好適である。
4). Other Embodiments (1) In each of the above-described embodiments, the configuration in which the hybrid drive device H is provided so as to be able to switch between the three operation modes of the split low speed mode, the split high speed mode, and the parallel speed increase mode has been described. However, the embodiment of the present invention is not limited to this, and it is also preferable to have a configuration in which other modes can be switched in addition to the three modes.

(2)上記の各実施形態では、遊星歯車装置PGが第一から第三の3つの遊星歯車機構PG1〜PG3を組み合わせて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るものではない。したがって、遊星歯車装置PGが4つ以上の遊星歯車機構を組み合わせて構成されたものとすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。 (2) In each of the above embodiments, the case where the planetary gear device PG is configured by combining the first to third planetary gear mechanisms PG1 to PG3 has been described as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. Therefore, it is also one preferred embodiment of the present invention that the planetary gear device PG is configured by combining four or more planetary gear mechanisms.

(3)上記の各実施形態では、スプリット低速モードとスプリット高速モードとで、入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力受けとなるモータ・ジェネレータMG1、MG2が交替する構成について説明した。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、第一モータ・ジェネレータMG1及び第二モータ・ジェネレータMG2のいずれか一方が、スプリット低速モード及びスプリット高速モードの両方で入力軸I(エンジンE)の回転駆動力の反力受けとな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。 (3) In each of the above-described embodiments, the configuration has been described in which the motor generators MG1 and MG2 that receive the reaction force of the rotational driving force of the input shaft I (engine E) are switched between the split low speed mode and the split high speed mode. . However, the embodiment of the present invention is not limited to this, and any one of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 is used in both the split low speed mode and the split high speed mode. It is one of the preferred embodiments of the present invention to be configured to receive a reaction force of the rotational driving force of the engine E).

(4)また、上記の各実施形態において説明した遊星歯車装置PG及びこれを構成する第一遊星歯車機構PG1、第二遊星歯車機構PG2、及び第三遊星歯車機構PG3の構成、並びにこれら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、本発明の適用範囲に含まれる。 (4) In addition, the planetary gear device PG described in the above embodiments, the configurations of the first planetary gear mechanism PG1, the second planetary gear mechanism PG2, and the third planetary gear mechanism PG3, and each of these. The arrangement configuration of the frictional engagement element with respect to the rotating element is merely an example, and all configurations that can realize the configuration of the present invention by configurations other than those described above are included in the scope of application of the present invention.

本発明は、エンジンと2つの回転電機とを駆動力源として備えたハイブリッド車両に好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for a hybrid vehicle including an engine and two rotating electric machines as driving force sources.

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Skeleton diagram of hybrid drive device according to first embodiment of the present invention 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The schematic diagram which shows the system configuration | structure of the hybrid drive device which concerns on 1st embodiment. 第一の実施形態に係る作動表を示す図The figure which shows the action | operation table | surface which concerns on 1st embodiment. 第一の実施形態に係るスプリット低速モードでの速度線図Speed diagram in split low speed mode according to the first embodiment 第一の実施形態に係るスプリット高速モードでの速度線図Speed diagram in split high-speed mode according to the first embodiment 第一の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図Speed diagram in parallel acceleration mode according to the first embodiment 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Skeleton diagram of hybrid drive device according to second embodiment of the present invention 第二の実施形態に係るスプリット低速モードでの速度線図Speed diagram in split low-speed mode according to the second embodiment 第二の実施形態に係るスプリット高速モードでの速度線図Speed diagram in split high-speed mode according to the second embodiment 第二の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図Speed diagram in parallel acceleration mode according to the second embodiment 本発明の第三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Skeleton diagram of hybrid drive device according to third embodiment of the present invention 第三の実施形態に係る作動表を示す図The figure which shows the action | operation table | surface which concerns on 3rd embodiment. 第三の実施形態に係るスプリット低速モードでの速度線図Speed diagram in split low speed mode according to the third embodiment 第三の実施形態に係るスプリット高速モードでの速度線図Velocity diagram in split high-speed mode according to the third embodiment 第三の実施形態に係るパラレル増速モードでの速度線図Speed diagram in parallel acceleration mode according to the third embodiment

符号の説明Explanation of symbols

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)
PG:遊星歯車装置
PG1:第一遊星歯車機構
PG2:第二遊星歯車機構
PG3:第三遊星歯車機構
r3:リングギヤ(選択固定回転要素)
e1:第一回転要素
e2:第二回転要素
e3:第三回転要素
C1:第一クラッチ(クラッチ)
C2:第二クラッチ
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)
W:車輪
H: Hybrid drive device E: Engine I: Input shaft (input member)
O: Output shaft (output member)
MG1: First motor / generator (first rotating electrical machine)
MG2: Second motor / generator (second rotating electrical machine)
PG: planetary gear device PG1: first planetary gear mechanism PG2: second planetary gear mechanism PG3: third planetary gear mechanism r3: ring gear (selective fixed rotation element)
e1: First rotating element e2: Second rotating element e3: Third rotating element C1: First clutch (clutch)
C2: Second clutch B1: Brake (first brake)
B2: Second brake Dc: Case (non-rotating member)
W: Wheel

Claims (13)

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、少なくとも4つの回転要素を有し、前記入力部材、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機がそれぞれ異なる回転要素に接続された遊星歯車装置と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記入力部材の回転駆動力が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに分配され、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方が前記入力部材の回転駆動力の反力受けとなる2つのモードであって、前記入力部材の回転駆動力が前記出力部材に伝達される際のトルク変換比が互いに異なるスプリット第一モードとスプリット第二モードとを切り替え可能に備えるとともに、
前記入力部材の回転速度に比例して、前記出力部材、前記第一回転電機、及び前記第二回転電機の回転速度が定まり、前記入力部材の回転速度が増速して前記出力部材に伝達されるパラレル増速モードを切り替え可能に備えるハイブリッド駆動装置。
An input member connected to the engine; an output member connected to a wheel; a first rotating electrical machine; a second rotating electrical machine; and at least four rotating elements, wherein the input member, the output member, the first A rotating electric machine, and a planetary gear device in which the second rotating electric machine is connected to different rotating elements, respectively,
The rotational driving force of the input member is distributed to a rotating element connected to the first rotating electrical machine and a rotating element connected to the second rotating electrical machine, and any one of the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine One of the two modes is a reaction force reception of the rotational driving force of the input member, and the split first mode has different torque conversion ratios when the rotational driving force of the input member is transmitted to the output member. And split second mode can be switched,
The rotational speeds of the output member, the first rotating electrical machine, and the second rotating electrical machine are determined in proportion to the rotational speed of the input member, and the rotational speed of the input member is increased and transmitted to the output member. A hybrid drive device that can switch between parallel acceleration modes.
前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとで、前記第一回転電機及び前記第二回転電機のいずれか一方の前記反力受けとなる回転電機が交替する請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。   2. The hybrid drive device according to claim 1, wherein a rotating electrical machine serving as the reaction force receiver of one of the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine alternates between the split first mode and the split second mode. . 前記スプリット第一モードと前記スプリット第二モードとの間の切り替え、及び前記スプリット第二モードと前記パラレル増速モードとの間の切り替えに際して、それらのモード切り替えの際に係合する摩擦係合手段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が可能に構成されている請求項1又は2に記載のハイブリッド駆動装置。   Friction engaging means that engages when switching between the split first mode and the split second mode and when switching between the split second mode and the parallel acceleration mode. The hybrid drive device according to claim 1, wherein the synchronous switching is performed so that the engaging members on both sides of the member are engaged with each other with the same rotational speed. 前記遊星歯車装置は、複数の摩擦係合要素を備え、少なくとも2つの摩擦係合要素の係合状態で前記パラレル増速モードが実現される請求項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。   The hybrid according to any one of claims 1 to 3, wherein the planetary gear device includes a plurality of friction engagement elements, and the parallel acceleration mode is realized in an engagement state of at least two friction engagement elements. Drive device. 前記遊星歯車装置は、3つの回転要素をそれぞれ有する第一遊星歯車機構、第二遊星歯車機構、及び第三遊星歯車機構を組み合わせて構成され、
前記第一遊星歯車機構の一つの回転要素に前記入力部材が接続され、前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素に前記出力部材が接続され、
前記スプリット第一モードでは前記第一回転電機が前記反力受けとなり、前記スプリット第二モードでは前記第二回転電機が前記反力受けとなる請求項1から4のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
The planetary gear device is configured by combining a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism each having three rotating elements,
The input member is connected to one rotating element of the first planetary gear mechanism, and the output member is connected to one rotating element of the third planetary gear mechanism;
5. The hybrid according to claim 1, wherein the first rotating electrical machine serves as the reaction force receiver in the split first mode, and the second rotating electrical machine serves as the reaction force receiver in the split second mode. Drive device.
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、少なくとも前記第一遊星歯車機構が、前記第一回転電機に接続された回転要素と前記第二回転電機に接続された回転要素とに前記入力部材の回転駆動力を分配する駆動力分配機構として機能する請求項5に記載のハイブリッド駆動装置。   In the split first mode and the split second mode, at least the first planetary gear mechanism is connected to the rotating element connected to the first rotating electric machine and the rotating element connected to the second rotating electric machine. The hybrid drive device according to claim 5, which functions as a drive force distribution mechanism that distributes the rotational drive force. 前記スプリット第一モードで、前記第三遊星歯車機構が、前記第二回転電機に接続された回転要素の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する請求項5又は6に記載のハイブリッド駆動装置。   The hybrid drive device according to claim 5 or 6, wherein, in the split first mode, the third planetary gear mechanism reduces the rotational speed of a rotating element connected to the second rotating electrical machine and transmits the reduced speed to the output member. . 前記第一回転電機が前記第二遊星歯車機構の一つの回転要素に接続され、
前記スプリット第一モード及び前記スプリット第二モードで、前記第二遊星歯車機構が、前記第一回転電機の回転速度を減速して前記第一遊星歯車機構に伝達する請求項5から7のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
The first rotating electrical machine is connected to one rotating element of the second planetary gear mechanism;
The said 1st planetary gear mechanism reduces the rotational speed of a said 1st rotary electric machine, and transmits it to a said 1st planetary gear mechanism in the said split 1st mode and the said split 2nd mode. The hybrid drive device according to one item.
前記スプリット第二モードで、前記第一回転電機が前記第二遊星歯車機構の一つの回転要素に接続され、前記第二遊星歯車機構が、前記第一回転電機の回転速度を減速して前記出力部材に伝達する請求項5から7のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。   In the split second mode, the first rotating electrical machine is connected to one rotating element of the second planetary gear mechanism, and the second planetary gear mechanism reduces the rotational speed of the first rotating electrical machine and outputs the output. The hybrid drive apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the hybrid drive apparatus is transmitted to a member. 前記第三遊星歯車機構の一つの回転要素が、ブレーキにより非回転部材に選択的に固定される選択固定回転要素であり、この選択固定回転要素と前記前記第一回転電機に接続された回転要素とを選択的に接続するクラッチを備える請求項5から9のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。   One rotating element of the third planetary gear mechanism is a selectively fixed rotating element that is selectively fixed to a non-rotating member by a brake, and the rotating element connected to the selected fixed rotating element and the first rotating electrical machine The hybrid drive device according to any one of claims 5 to 9, further comprising a clutch that selectively connects the two. 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、第一遊星歯車機構と、第二遊星歯車機構と、第三遊星歯車機構と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第一遊星歯車機構、前記第二遊星歯車機構、及び前記第三遊星歯車機構は、それぞれ回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備え、
前記第一遊星歯車機構は、第一回転要素が前記第二回転電機及び前記第三遊星歯車機構の第一回転要素に接続され、第二回転要素が前記入力部材に接続され、第三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、
前記第二遊星歯車機構は、第一回転要素が非回転部材に固定され、第三回転要素が前記第一回転電機に接続され、
前記第三遊星歯車機構は、第二回転要素が前記出力部材に接続され、第三回転要素が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及び前記第二遊星歯車機構の第二回転要素と前記第三遊星歯車機構の第二回転要素とが第一クラッチにより選択的に接続され、前記第二遊星歯車機構の第三回転要素と前記第三遊星歯車機構の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に接続される
ハイブリッド駆動装置。
An input member connected to the engine, an output member connected to the wheel, a first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine, a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism; A hybrid drive device comprising:
Each of the first planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism, and the third planetary gear mechanism includes three rotation elements of a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element in order of rotation speed. ,
The first planetary gear mechanism has a first rotating element connected to the first rotating element of the second rotating electrical machine and the third planetary gear mechanism, a second rotating element connected to the input member, and a third rotating element. Is connected to the second rotating element of the second planetary gear mechanism,
In the second planetary gear mechanism, the first rotating element is fixed to the non-rotating member, the third rotating element is connected to the first rotating electrical machine,
In the third planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the output member, the third rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by a brake,
The second rotating element of the first planetary gear mechanism, the second rotating element of the second planetary gear mechanism, and the second rotating element of the third planetary gear mechanism are selectively connected by a first clutch, A hybrid drive device in which a third rotating element of a planetary gear mechanism and a third rotating element of the third planetary gear mechanism are selectively connected by a second clutch.
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、第一遊星歯車機構と、第二遊星歯車機構と、第三遊星歯車機構と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第一遊星歯車機構、前記第二遊星歯車機構、及び前記第三遊星歯車機構は、それぞれ回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備え、
前記第一遊星歯車機構は、第一回転要素が前記第二回転電機及び前記第三遊星歯車機構の第一回転要素に接続され、第二回転要素が前記入力部材に接続され、第三回転要素が前記第一回転電機に接続され、
前記第二遊星歯車機構は、第一回転要素が非回転部材に固定され、第二回転要素が前記第三遊星歯車機構の第二回転要素に接続され、
前記第三遊星歯車機構は、第二回転要素が前記出力部材に接続され、第三回転要素が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と前記第二遊星歯車機構の第三回転要素とが第一クラッチにより選択的に接続され、前記第二遊星歯車機構の第三回転要素と前記第三遊星歯車機構の第三回転要素とが第二クラッチにより選択的に接続される
ハイブリッド駆動装置。
An input member connected to the engine, an output member connected to the wheel, a first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine, a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism; A hybrid drive device comprising:
Each of the first planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism, and the third planetary gear mechanism includes three rotation elements of a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element in order of rotation speed. ,
The first planetary gear mechanism has a first rotating element connected to the first rotating element of the second rotating electrical machine and the third planetary gear mechanism, a second rotating element connected to the input member, and a third rotating element. Is connected to the first rotating electrical machine,
In the second planetary gear mechanism, the first rotating element is fixed to the non-rotating member, the second rotating element is connected to the second rotating element of the third planetary gear mechanism,
In the third planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the output member, the third rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by a brake,
The third rotating element of the first planetary gear mechanism and the third rotating element of the second planetary gear mechanism are selectively connected by a first clutch, and the third rotating element of the second planetary gear mechanism and the third rotating element are A hybrid drive device in which a third rotating element of a planetary gear mechanism is selectively connected by a second clutch.
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、第一遊星歯車機構と、第二遊星歯車機構と、第三遊星歯車機構と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記第一遊星歯車機構、前記第二遊星歯車機構、及び前記第三遊星歯車機構は、それぞれ回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備え、
前記第一遊星歯車機構は、第一回転要素が前記第二回転電機及び前記第三遊星歯車機構の第一回転要素に接続され、第二回転要素が前記入力部材に接続され、第三回転要素が前記第一回転電機及び前記第二遊星歯車機構の第三回転要素に接続され、
前記第二遊星歯車機構は、第一回転要素が第二ブレーキにより非回転部材に選択的に固定され、第二回転要素が前記第三遊星歯車機構の第二回転要素に接続され、
前記第三遊星歯車機構は、第二回転要素が前記出力部材に接続され、第三回転要素が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三回転要素及び前記第二遊星歯車機構の第三回転要素と前記第三遊星歯車機構の第三回転要素とがクラッチにより選択的に接続される
ハイブリッド駆動装置。
An input member connected to the engine, an output member connected to the wheel, a first rotating electrical machine, a second rotating electrical machine, a first planetary gear mechanism, a second planetary gear mechanism, and a third planetary gear mechanism; A hybrid drive device comprising:
Each of the first planetary gear mechanism, the second planetary gear mechanism, and the third planetary gear mechanism includes three rotation elements of a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element in order of rotation speed. ,
The first planetary gear mechanism has a first rotating element connected to the first rotating element of the second rotating electrical machine and the third planetary gear mechanism, a second rotating element connected to the input member, and a third rotating element. Is connected to the third rotating element of the first rotating electrical machine and the second planetary gear mechanism,
In the second planetary gear mechanism, the first rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by the second brake, the second rotating element is connected to the second rotating element of the third planetary gear mechanism,
In the third planetary gear mechanism, the second rotating element is connected to the output member, the third rotating element is selectively fixed to the non-rotating member by the first brake,
A hybrid drive device in which a third rotating element of the first planetary gear mechanism, a third rotating element of the second planetary gear mechanism, and a third rotating element of the third planetary gear mechanism are selectively connected by a clutch.
JP2007247691A 2007-09-25 2007-09-25 Hybrid drive unit Expired - Fee Related JP4912266B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007247691A JP4912266B2 (en) 2007-09-25 2007-09-25 Hybrid drive unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007247691A JP4912266B2 (en) 2007-09-25 2007-09-25 Hybrid drive unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009078617A true JP2009078617A (en) 2009-04-16
JP4912266B2 JP4912266B2 (en) 2012-04-11

Family

ID=40653713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007247691A Expired - Fee Related JP4912266B2 (en) 2007-09-25 2007-09-25 Hybrid drive unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4912266B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105317944A (en) * 2014-06-26 2016-02-10 现代自动车株式会社 Power transmission system of hybrid electric vehicle
CN107215200A (en) * 2017-05-02 2017-09-29 北京理工大学 Commercial car hybrid transmissions with slow function
CN107244232A (en) * 2017-05-02 2017-10-13 北京理工大学 Passenger car connection in series-parallel hybrid transmissions
CN109282017A (en) * 2017-07-21 2019-01-29 通用电气阿维奥有限责任公司 Gear assembly for aerospace applications

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005349881A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Toyota Motor Corp Power output device, automobile equipped with the same, and power transmission device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005349881A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Toyota Motor Corp Power output device, automobile equipped with the same, and power transmission device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105317944A (en) * 2014-06-26 2016-02-10 现代自动车株式会社 Power transmission system of hybrid electric vehicle
KR101610103B1 (en) * 2014-06-26 2016-04-08 현대자동차 주식회사 Power transmission system of hybrid electric vehicle
US9316291B2 (en) 2014-06-26 2016-04-19 Hyundai Motor Company Power transmission system of hybrid electric vehicle
CN107215200A (en) * 2017-05-02 2017-09-29 北京理工大学 Commercial car hybrid transmissions with slow function
CN107244232A (en) * 2017-05-02 2017-10-13 北京理工大学 Passenger car connection in series-parallel hybrid transmissions
CN109282017A (en) * 2017-07-21 2019-01-29 通用电气阿维奥有限责任公司 Gear assembly for aerospace applications
CN109282017B (en) * 2017-07-21 2021-09-21 通用电气阿维奥有限责任公司 Gear assembly for aeronautical applications

Also Published As

Publication number Publication date
JP4912266B2 (en) 2012-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4257800B1 (en) Hybrid drive device
JP4278110B2 (en) Hybrid drive device
JP4203828B2 (en) Hybrid drive device
JP4158122B2 (en) Hybrid drive device
JP5067642B2 (en) Hybrid drive unit
JP4989257B2 (en) Hybrid drive unit
JP5874812B2 (en) Drive control apparatus for hybrid vehicle
JP4906665B2 (en) Hybrid drive unit
JP5477662B2 (en) Transmission and transmission control device
JP4993200B2 (en) Hybrid drive unit
JP2010076679A (en) Hybrid drive device
JP4200460B2 (en) Hybrid drive device
JP2010125900A (en) Hybrid drive device
JP4046035B2 (en) Hybrid vehicle drive system
JP2010234830A (en) Hybrid driving device
JP4912266B2 (en) Hybrid drive unit
JP5083631B2 (en) Hybrid drive device
JP5083633B2 (en) Hybrid drive unit
JP2011105118A (en) Hybrid driving device
JP2019172030A (en) Vehicular control apparatus
JP2010234903A (en) Hybrid drive unit
JP5083632B2 (en) Hybrid drive device
JP2013203382A (en) Drive control device of hybrid vehicle
JP2011105167A (en) Hybrid driving device
JP6007768B2 (en) Vehicle drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111222

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4912266

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees