JP2010234923A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前進６速段のように多段化された変速歯車機構にモータを組み合わせ、多くの変速段にてハイブリッド走行を可能にし、さらに各段間の変速においてモータによる変速制御を可能にしたハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】プラネタリギヤセットＰＳと減速プラネタリギヤＤＰとを備えた変速歯車機構５_１にあって、サンギヤＳ２をリングギヤＲ１に連結すると共にブレーキＢ０により回転をケース９に係止自在にし、リングギヤＲ３をクラッチＫ０により入力軸６に係脱自在にすると共にブレーキＢ１により回転をケース９に係止自在にし、キャリヤＣＲ２をカウンタギヤ７に連結し、サンギヤＳ３をクラッチＫ１により入力軸６に係脱自在にする。そして、サンギヤＳ１をクラッチＫ２により入力軸６に係脱自在にすると共に、該サンギヤＳ１にモータ３を連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車輌に搭載されるハイブリッド装置に係り、詳しくは、多段変速を行う変速歯車機構にモータを組み合わせたハイブリッド駆動装置に関する。

近年、環境問題等に起因して、車輌の燃費向上が求められるようになり、内燃エンジンとモータとを用いたハイブリッド駆動を行うものの開発が進められている。このようにハイブリッド駆動を行うものにあって、前進４速段の変速が可能な変速機構にモータを組み合わせて構成したものが提案されている（特許文献１参照）。このものは、２つのプラネタリギヤを連結したプラネタリギヤセットを有しており、そのプラネタリギヤセットの１つの回転要素（第２遊星歯車列のサンギヤ）にモータを接続することで、ハイブリッド駆動装置を構成している。

特開２００６−３１６９７０号公報

ところで、近時、車輌燃費の向上を目的として、例えば前進６速段のような自動変速機の多段化が進められている。上記特許文献１のものは、前進４速段だけしか変速することができず、例えば前進６速段を達成するような多段化された変速機構を用いたものにあっても、ハイブリッド化をすることが望まれている。

また、上記特許文献１のものは、前進３速段と、スプリット方式を用いた高速域と、の２つの状態においてハイブリッド走行を可能としているが、多くの変速段でハイブリッド走行が可能になるわけでなく、例えば前進２速段で走行すべき状態を前進３速段でモータのアシストを行うことによりハイブリッド走行を達成しているため、エンジンを最適燃費回転数から外れた領域で使用することになり、車輌の燃費向上として開発の余地がある。さらに、スプリット方式を用いた高速域では、モータが高回転数となるため、モータの引き摺りロスが多い状態で高速定常走行を行うことになり、これも車輌の燃費向上として開発の余地がある。さらに、上記特許文献１のものでは、変速を行う際にモータを用いて変速制御を達成できるのは前進３速段に移行する際だけであり、各段における変速制御にモータを用いることができないという問題もある。

そこで本発明は、例えば前進６速段のように多段化された変速歯車機構にモータを組み合わせることを可能にし、もって上記課題を解決したハイブリッド駆動装置を提供することを第１の目的とするものである。

また本発明は、多くの変速段においてハイブリッド走行を可能にすると共に、エンジンによる高速定常走行も可能にしたハイブリッド駆動装置を提供することを第２の目的とするものである。

さらに本発明は、各段間の変速においてモータによる変速制御を可能にしたハイブリッド駆動装置を提供することを第３の目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、エンジン（２）に接続される入力部材（６）と、駆動車輪に接続される出力部材（７）と、それら入力部材（６）と出力部材（７）との回転状態を多段変速し得る変速歯車機構（５_１，５_２）と、該変速歯車機構（５_１，５_２）の１つの回転要素に連結されるモータ（３）と、を備えたハイブリッド駆動装置（１_１，１_２）において、
前記変速歯車機構（５_１，５_２）は、
回転速度の順に第１、第２、第３、及び第４回転要素（Ｓ２，Ｒ３，ＣＲ２，Ｓ３）を有するプラネタリギヤセット（ＰＳ）と、
前記入力部材（６）の回転が入力される入力回転要素（Ｓ１）、回転がケース（９）に対して固定される回転固定要素（ＣＲ１）、及び前記入力回転要素（Ｓ１）と前記回転固定要素（ＣＲ１）との回転状態に基づき該入力回転要素（Ｓ１）よりも減速回転となる減速回転要素（Ｒ１）を有する減速プラネタリギヤ（ＤＰ）と、を備え、
前記第１回転要素（Ｓ２）は、前記減速回転要素（Ｒ１）に連結されると共に第１係止手段（図１〜図３のＢ０、３、図４〜図６のＢ１、Ｂ２及び３）により回転を前記ケース（９）に係止自在にされ、
前記第２回転要素（Ｒ３）は、第１クラッチ（Ｋ０）により前記入力部材（６）に係脱自在にされると共に第２係止手段（図１〜図３のＢ１、図４〜図６のＢ３）により回転を前記ケース（９）に係止自在にされ、
前記第３回転要素（ＣＲ２）は、前記出力部材（７）に連結され、
前記第４回転要素（Ｓ３）は、第２クラッチ（Ｋ１）により前記入力部材（６）に係脱自在にされ、
前記入力回転要素（Ｓ１）は、第３クラッチ（Ｋ２）により前記入力部材（６）に係脱自在にされると共に、前記モータ（３）に連結された、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置（１_１，１_２）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図１乃至図３参照）、前記回転固定要素（ＣＲ１）は、前記ケース（９）に常時回転が固定されてなり、
前記第１係止手段は、前記入力回転要素（Ｓ１）の回転を前記ケース（９）に係止自在な第１ブレーキ（Ｂ０）からなる、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置（１_１）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図１乃至図３参照）、前記回転固定要素（ＣＲ１）は、前記ケース（９）に常時回転が固定されてなり、
前記第１係止手段は、前記入力回転要素（Ｓ１）の回転を停止自在な前記モータ（３）からなる、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置（１_１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図４乃至図６参照）、前記第１係止手段は、前記減速回転要素（Ｒ１）の回転を前記ケース（９）に係止自在な第２ブレーキ（Ｂ１）と、前記回転固定要素（ＣＲ１）の回転を前記ケース（９）に係止自在な第３ブレーキ（Ｂ２）と、からなる、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置（１_２）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、前記減速プラネタリギヤ（ＤＰ）は、互いに噛合する２つのピニオン（Ｐ１，Ｐ２）を回転自在に支持する第１キャリヤ（ＣＲ１）と、前記ピニオンの一方（Ｐ１）に噛合する第１サンギヤ（Ｓ１）と、前記ピニオンの他方（Ｐ２）に噛合する第１リングギヤ（Ｒ１）と、を有するダブルピニオンプラネタリギヤからなり、
前記入力回転要素は、前記第１サンギヤ（Ｓ１）からなり、
前記回転固定要素は、前記第１キャリヤ（ＣＲ１）からなり、
前記減速回転要素は、前記第１リングギヤ（Ｒ１）からなる、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のハイブリッド駆動装置（１_１，１_２）にある。

請求項６に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、前記プラネタリギヤセット（ＰＳ）は、互いに噛合するショートピニオン（Ｐｓ）及びロングピニオン（Ｐｌ）を回転自在に支持する第２キャリヤ（ＣＲ２）と、前記ショートピニオン（Ｐｓ）に噛合する第２サンギヤ（Ｓ２）と、前記ロングピニオン（Ｐｌ）に噛合する第３サンギヤ（Ｓ３）と、前記ロングピニオン（Ｐｌ）に噛合する第２リングギヤ（Ｒ３）と、を有するラビニヨ型プラネタリギヤからなり、
前記第１回転要素は、前記第２サンギヤ（Ｓ２）からなり、
前記第２回転要素は、前記第２リングギヤ（Ｒ３）からなり、
前記第３回転要素は、前記第２キャリヤ（ＣＲ２）からなり、
前記第４回転要素は、前記第３サンギヤ（Ｓ３）からなる、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド駆動装置（１_１，１_２）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、例えば前進６速段のように多段化された変速歯車機構にモータを組み合わせることを可能にすることができる。また、例えば回転固定要素の回転を常時固定した場合は前進２速段及び前進６速段にてハイブリッド走行が不能であるが、他の多くの変速段においてハイブリッド走行を可能とすることができる。さらに、例えば前進６速段である最高速段において、モータが回転しない状態でエンジンによる定常走行が可能となるので、モータ損失を無くすことができ、高速走行時における車輌の燃費向上を図ることができる。また、各段間の変速においてモータの回転制御により次の変速段に回転数を合わせることができ、つまり各段間の変速においてモータによる変速制御を可能にすることができるので、クラッチや係止手段における摩擦損失をほぼ無くすことができ、車輌の燃費向上を図ることができる。特に運転者の要求出力が大きい高負荷領域にあっても、モータの変速制御によりスムーズに変速を行うことができるので、アップシフトとダウンシフトのヒステリシスを小さくすることができ、つまりエンジンを最適燃費曲線に近い状態で変速段を達成することが可能となるため、固定段にあっても車輌の燃費向上を図ることができる。

請求項２に係る本発明によると、第１回転要素に減速回転の入力と第１回転要素の回転固定とを選択的に行う構造を、第１ブレーキを設けるだけの簡単な構成で達成することができ、つまり前進６速段を達成し得る変速歯車機構のコンパクト化を図ることができる。

請求項３に係る本発明によると、モータの回転停止によりブレーキとして代用することができ、例えば第１ブレーキを設けることを不要にできるので、前進６速段を達成し得る変速歯車機構をさらにコンパクト化することができる。

請求項４に係る本発明によると、第２ブレーキの係止により例えば前進２速段及び前進６速段を達成することができるものでありながら、例えば前進２速段及び前進６速段において第３ブレーキを解放して回転固定要素を空転させることで、それら前進２速段及び前進６速段におけるハイブリッド走行も可能とすることができ、特に全ての変速段におけるハイブリッド走行を可能とすることができて、車輌の燃費向上を図ることができる。

請求項５に係る本発明によると、入力回転要素の回転に対して減速回転要素の回転を減速することができ、特に入力回転要素に連結されたモータの回転を減速することができるので、モータの出力トルクを増大して出力部材に出力することができ、また、回生トルクを増大してモータに入力することができる。

請求項６に係る本発明によると、プラネタリギヤセットが、第２キャリヤと、第２サンギヤと、第３サンギヤと、第２リングギヤとを有するラビニヨ型プラネタリギヤからなるので、コンパクトな構成で前進６速段を達成する変速歯車機構を提供することができる。

第１の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置を示すスケルトン図。 第１の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置の速度線図。 第１の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置の作動表。 第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置を示すスケルトン図。 第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置の速度線図。 第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置の作動表。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１乃至図３に沿って説明する。まず、本発明を適用し得るハイブリッド駆動装置１_１の概略構成について図１に沿って説明する。図１に示すように、例えばＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車輌に用いて好適なハイブリッド駆動装置１_１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２に接続し得る入力軸（入力部材）６を有しており、該入力軸６の軸方向を中心としてモータ３と変速歯車機構５_１とが配置されている。エンジン２には、該エンジン２を始動し得るスタータ（Ｓ／Ａ）４が接続されている。また、モータ（ＭＧ）３は、入力軸６の外周側に配置され、ステータ３ａ及びロータ３ｂを有して構成されており、該ロータ３ｂは、クラッチＫ２（第３クラッチ）の係合・解放により入力軸６に対して係脱自在に接続されており、かつ連結部材１２に連結されている。該モータ３は、高速回転型でかつ低トルク型のものが用いられており、回転を停止自在でありながら、エンジン回転数よりも約２倍程度増速された高速回転し得るものが用いられている（図２参照）。

一方、上記変速歯車機構５_１には、入力軸６上において、減速プラネタリギヤＤＰと、プラネタリギヤセットＰＳとが備えられている。上記減速プラネタリギヤＤＰは、互いに噛合する２つのピニオンＰ１，Ｐ２を回転自在に支持するキャリヤＣＲ１（回転固定要素、第１キャリヤ）と、該ピニオンＰ１（ピニオンの一方）に噛合するサンギヤＳ１（入力回転要素、第１サンギヤ）と、該ピニオンＰ２（ピニオンの他方）に噛合するリングギヤＲ１（減速回転要素、第１リングギヤ）とを有している、いわゆるダブルピニオンプラネタリギヤである。

また、該プラネタリギヤセットＰＳは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２（第１回転要素、第２サンギヤ）、サンギヤＳ３（第４回転要素、第３サンギヤ）、キャリヤＣＲ２（第３回転要素、第２キャリヤ）、及びリングギヤＲ３（第２回転要素、第２リングギヤ）を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ３及びリングギヤＲ３に噛合するロングピニオンＰｌと、サンギヤＳ２に噛合するショートピニオンＰｓとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。

上記減速プラネタリギヤＤＰのサンギヤＳ１は、上記連結部材１２に連結されており、モータ３のロータ３ｂに連結されていると共に、クラッチＫ２により入力軸６に係脱自在にされ、かつブレーキＢ０（第１係止手段、第１ブレーキ）によりハイブリッド駆動装置１_１のケース９に係止自在にされている。また、上記キャリヤＣＲ１は、ケース９に回転方向に対して常時固定されている。さらに、リングギヤＲ１は、クラッチＫ２が係合されて該サンギヤＳ１が入力軸６の回転により回転される状態、或いはモータ３により該サンギヤＳ１が回転される状態では、該固定されたキャリヤＣＲ１により該サンギヤＳ１の回転が減速された減速回転となり、ブレーキＢ０が係止されてサンギヤＳ１の回転が固定された状態では、常時固定されたキャリヤＣＲ１と相俟って回転が固定される。そして、該リングギヤＲ１は、連結部材１３に接続されており、該連結部材１３を介してプラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２に連結されている。なお、本実施の形態では、ブレーキＢ０が連結部材１２及びサンギヤＳ１の回転を固定し得るように配設されているが、勿論、リングギヤＲ１の回転を固定し得るように配設されていてもよい。

上記プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２は、上述の連結部材１３を介してリングギヤＲ１に連結されていると共にショートピニオンＰｓに噛合されており、上記リングギヤＲ１の回転と同回転となって、つまりモータ３の回転や入力軸６の回転に対して減速され、かつブレーキＢ０の係止により回転がケース９に対して固定（停止）される。また、サンギヤＳ３は、連結部材１４に連結されていると共に該連結部材１４を介してクラッチＫ１（第２クラッチ）に連結されており、クラッチＫ１により入力軸６に連結された中心軸１１に対して係脱自在にされている。

リングギヤＲ３は、クラッチＫ０（第１クラッチ）に連結されていると共に連結部材１５に連結されており、該連結部材１５を介してブレーキＢ１（第２係止手段）に連結されている。該リングギヤＲ３は、クラッチＫ０の係合により中心軸１１（入力軸６）に係脱自在にされ、ブレーキＢ１によりケース９に対して係止自在にされている。そして、ショートピニオンＰｓとロングピニオンＰｌとを回転自在に支持するキャリヤＣＲ２は、連結部材１６に連結されていると共に該連結部材１６を介してカウンタギヤ（出力部材）７に連結されており、つまり不図示のカウンタシャフトやディファレンシャル装置等を介して駆動車輪に接続されている。

つづいて、上記構成に基づき、ハイブリッド駆動装置１_１の作用について図２及び図３を参照しつつ図１に沿って説明する。なお、図２に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示しているので、特に縦軸は、回転速度の順に並べられていることになる。即ち、速度線図の横方向左方側の最端部の縦軸はキャリヤＣＲ１に、以降図中右方側へ順に縦軸は、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２、リングギヤＲ３、キャリヤＣＲ２、サンギヤＳ１及びサンギヤＳ３に対応している。

まず、図３に示すように、例えばドライバがシフトレバーをニュートラルレンジ（Ｎレンジ）に選択操作したニュートラル停止状態では、クラッチＫ０，Ｋ１，Ｋ２を全て解放し、図１に示すように、入力軸６（及び中心軸１１）と、プラネタリギヤセットＰＳ及び減速プラネタリギヤＤＰとの間の動力伝達が切断された状態となる。またこの際、図３に示すように、ブレーキＢ１を係止し、モータ３の回転を停止する。これにより、図１に示すように、モータ３の回転が停止されているので、サンギヤＳ１の回転は停止され、回転が固定されているキャリヤＣＲ１と相俟ってリングギヤＲ１の回転も停止され、連結部材１３を介してサンギヤＳ２も回転が停止される。また、ブレーキＢ１によりリングギヤＲ３の回転が停止されるため、サンギヤＳ２の停止と相俟ってキャリヤＣＲ２の回転が停止され、つまり前後進の双方に対してヒルホールドが行われる。

なお、例えばドライバがシフトレバーをパーキングレンジ（Ｐレンジ）に選択操作した状態では、全てのクラッチＫ０，Ｋ１，Ｋ２及びブレーキＢ０，Ｂ１を解放し、図示を省略したパーキングギヤを噛合して、駆動車輪を固定することでパーキング状態を達成する。

続いて、図３に示すように、例えばドライバがシフトレバーをドライブレンジ（Ｄレンジ）に選択操作した発進状態では、上記ニュートラル停止状態からモータ３を例えばアクセル開度に基づき逆転回転方向に回転数制御する。すると、図１及び図２に示すように、モータ３の回転は、固定されたキャリヤＣＲ１を介して減速されつつリングギヤＲ１に出力され、連結部材１３を介してプラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２に入力され（逆転の減速回転）、ブレーキＢ１により回転が固定されたリングギヤＲ３を介して回転が反転されてキャリヤＣＲ２より正転回転として出力され、車輌が発進される（モータ走行の１速）。

上記のモータ走行の状態からハイブリッド走行（ＨＶ走行）の前進１速段の状態（１速ＨＶ）に移行する場合は、例えばエンジン２をスタータ４により始動し、一方でモータ３の回転数をエンジン回転数と同じ回転数となるまで逆転回転させる回転数制御を行うことで、略々前進１速段の状態としての走行状態とする。この状態から、図３に示すように、クラッチＫ１を係合すると、図１及び図２に示すように、エンジン２により回転されている入力軸６の回転が、中心軸１１、クラッチＫ１、及び連結部材１４を介してサンギヤＳ３に入力される。これにより、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転で回転されるサンギヤＳ３と、回転が固定されたリングギヤＲ３により、キャリヤＣＲ２が前進１速段としての正転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この状態では、モータ３がエンジン２と逆回転の同回転で回転されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。そして、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進１速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進１速段から前進２速段に変速する際は（１−２変速）、図３に示すように、クラッチＫ１を係合したまま、ブレーキＢ１を解放する。即ち、図１及び図２に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転を入力したまま、リングギヤＲ３を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を０回転となるように回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２の回転が停止し、略々前進２速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進２速段から前進１速段に変速する際は（２−１変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転を０回転からエンジン２の回転数と逆回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進２速段の状態から、図３に示すように、ブレーキＢ０を係止すると、図１及び図２に示すように、連結部材１２の回転が固定されることでサンギヤＳ１の回転が固定され、常時回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２の回転が固定される。これにより、エンジン２だけによる前進２速段の走行状態にすることができる（２速Ｅ／Ｇ）。

ついで、上記前進２速段から前進３速段に変速する際は（２−３変速）、図３に示すように、クラッチＫ１を係合したまま、ブレーキＢ０を解放する。即ち、図１及び図２に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転を入力したまま、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数をエンジン２の回転数と同回転になるように回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２がエンジン２の回転数に対して減速回転した状態となり、略々前進３速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進３速段から前進２速段に変速する際は（３−２変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転をエンジン２と同回転から０回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進３速段の状態から、図３に示すように、クラッチＫ２を係止すると、図１及び図２に示すように、連結部材１２及びサンギヤＳ１にエンジン２の回転数が入力され、常時回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２が減速回転とされる。このため、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたサンギヤＳ３と減速回転が入力されたサンギヤＳ２により、キャリヤＣＲ２が前進３速段としての正転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この前進３速段の状態では（３速ＨＶ）、モータ３がエンジン２と同回転で回転されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。なお、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進３速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進３速段から前進４速段に変速する際は（３−４変速）、図３に示すように、クラッチＫ１を係合したまま、クラッチＫ２を解放する。即ち、図１及び図２に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転を入力したまま、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を上昇し、サンギヤＳ２の回転がエンジン２の回転数と同回転になるように該モータ３を回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２がエンジン２の回転数と同回転の状態となり、プラネタリギヤセットＰＳの各ギヤが全てエンジン２と同回転となった、略々前進４速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進４速段から前進３速段に変速する際は（４−３変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転を増速回転からエンジン２と同回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進４速段の状態から、図３に示すように、クラッチＫ０を係止すると、図１及び図２に示すように、リングギヤＲ３にエンジン２の回転数が入力され、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたサンギヤＳ３と相俟ってエンジン２に対して直結状態となり、キャリヤＣＲ２が前進４速段としての正転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この前進４速段の状態では（４速ＨＶ）、モータ３が、サンギヤＳ２がエンジン２と同回転となるように増速回転されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。なお、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進４速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進４速段から前進５速段に変速する際は（４−５変速）、図３に示すように、クラッチＫ０を係合したまま、クラッチＫ１を解放する。即ち、図１及び図２に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのリングギヤＲ３にエンジン２の回転を入力したまま、サンギヤＳ３を自由回転状態にすることで、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を下降し、エンジン２の回転数と同回転になるように該モータ３を回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２がエンジン２の回転数に対して減速回転した状態となり、リングギヤＲ３のエンジン２の回転に基づきキャリヤＣＲ２の回転が増速された、略々前進５速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進５速段から前進４速段に変速する際は（５−４変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転をエンジン２と同回転から増速回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進５速段の状態から、図３に示すように、クラッチＫ２を係止すると、図１及び図２に示すように、連結部材１２及びサンギヤＳ１にエンジン２の回転数が入力され、常時回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２が減速回転とされる。このため、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたリングギヤＲ３と減速回転が入力されたサンギヤＳ２により、キャリヤＣＲ２が前進５速段としての増速回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この前進５速段の状態では（５速ＨＶ）、モータ３が、クラッチＫ２を介してエンジン２と直結されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。なお、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進５速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進５速段から前進６速段に変速する際は（５−６変速）、図３に示すように、クラッチＫ０を係合したまま、クラッチＫ２を解放する。即ち、図１及び図２に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのリングギヤＲ３にエンジン２の回転を入力したまま、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を下降し、０回転になるように該モータ３を回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２の回転が停止した状態となり、リングギヤＲ３のエンジン２の回転に基づきキャリヤＣＲ２の回転が増速された、略々前進６速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進６速段から前進５速段に変速する際は（６−５変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転を０回転からエンジン２と同回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進６速段の状態から、図３に示すように、ブレーキＢ０を係止すると、図１及び図２に示すように、連結部材１２及びサンギヤＳ１の回転が固定され、常時回転が固定されたキャリヤＣＲ１と相俟ってリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２の回転が停止される。このため、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたリングギヤＲ３と回転が固定されたサンギヤＳ２により、キャリヤＣＲ２が前進６速段としての増速回転となってカウンタギヤ７から出力される（６速Ｅ／Ｇ）。

一方、図３に示すように、例えばドライバがシフトレバーをリバースレンジ（Ｒレンジ）に選択操作した発進状態では、上記ニュートラル停止状態からモータ３を例えばアクセル開度に基づき正転回転方向に回転数制御する。すると、図１及び図２に示すように、モータ３の回転は、減速プラネタリギヤＤＰの回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介して減速されつつプラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２に入力され（正転の減速回転）、ブレーキＢ１により回転が固定されたリングギヤＲ３を介して回転が反転されてキャリヤＣＲ２より逆転回転として出力され、車輌が後退発進される（モータ走行のＲｅｖ）。

上記のモータ走行の状態からハイブリッド走行（ＨＶ走行）の後進段の状態（Ｒｅｖ）に移行する場合は、例えばエンジン２をスタータ４により始動し、一方でモータ３の回転数をエンジン回転数と同じ回転数となるまで回転数制御を行うことで、略々後進段の状態としての走行状態とする。この状態から、図３に示すように、クラッチＫ２を係合すると、図１及び図２に示すように、エンジン２により回転されている入力軸６の回転が、クラッチＫ２及び連結部材１２を介してサンギヤＳ１に入力され、固定されたキャリヤＣＲ１を介して減速回転としてリングギヤＲ１から出力される。これにより、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、減速回転で回転されるサンギヤＳ２と、回転が固定されたリングギヤＲ３により、キャリヤＣＲ２が後進段としての逆転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この状態では、モータ３がエンジン２と同回転で回転されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。そして、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる後進段の走行状態にすることもできる。

本ハイブリッド駆動装置１_１は、上述の前進１速段〜前進６速段及び後進段以外に、特にモータ３を駆動する電力が無い場合などに、該モータ３をトルクコンバータのように用いてエンジン２による車輌の発進を可能にする、電気Ｔ／Ｃの状態にすることができる。即ち、図３に示すように、車輌が停車した状態で、かつエンジン２が始動している状態にあって、クラッチＫ１を係合する。すると、図１及び図２に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転が入力された状態となり、サンギヤＳ２及び減速プラネタリギヤＤＰを介してモータ３によりエンジン２の反力を受ける状態となる。そのため、車輌停止時には、エンジン２の回転に基づきモータ３は逆転回転の増速回転で空転される状態となり、この状態からモータ３の回生力を上昇し、徐々にモータ３の回転数を小さくしていくと、キャリヤＣＲ２の回転数が徐々に上昇し、つまりモータ３により充電を行いつつ車輌の発進が達成される。その後、モータ３の回転数が小さくなっていき、例えばエンジン２の回転数と同回転数の逆転回転となった時点でブレーキＢ１を係止すれば前進１速段が達成され、さらにブレーキＢ１を係止せずに、モータ３の回転数が０回転となってからブレーキＢ０を係止すれば前進２速段が達成されることになる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_１は、例えば車輌の停車中であってエンジン２の停止中に、スタータ４ではなく、モータ３によりエンジン２を始動することもできる。この場合は、図３に示すように、クラッチＫ２を係合することで、図１に示すように、モータ３とエンジン２とを直結し、モータ３によりエンジン２を始動する。この際、クラッチＫ０，Ｋ１は解放されているので、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３及びリングギヤＲ３は空転状態にあり、サンギヤＳ２がモータ３及びエンジン２の回転により回転するものの、キャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７が回転されることはない。

また、クラッチＫ２を係合することでモータ３とエンジン２とを直結した状態では、エンジン２を始動するのではなく、車輌を停車したまま、エンジン２によりモータ３を回転し、該モータ３によりバッテリ（不図示）の充電を行うことも可能とすることができる。この際も同様に、クラッチＫ０，Ｋ１は解放されているので、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３及びリングギヤＲ３は空転状態にあり、サンギヤＳ２がモータ３及びエンジン２の回転により回転するものの、キャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７が回転されることはない。

以上説明した本ハイブリッド駆動装置１_１によると、前進６速段のように多段化された変速歯車機構５_１にモータ３を組み合わせることができる。また、キャリヤＣＲ１の回転を常時固定しているので、前進２速段及び前進６速段にてハイブリッド走行が不能であるが、他の変速段、即ち前進１速段、前進３速段、前進４速段、前進５速段においては、ハイブリッド走行を可能とすることができる。

また、エンジン２を変速歯車機構５_１で切離したモータ３による前後進の走行（モータ走行の１速、モータ走行のＲｅｖ）が可能であるので、例えばエンジン２を切離すクラッチ等を別途に設ける必要がなく、ハイブリッド駆動装置１_１をコンパクト化することができる。また、前進１速段を達成するまでモータ３による走行が可能であるので、前進１速段を自動形成するワンウェイクラッチを設けることも不要とすることができ、ハイブリッド駆動装置１_１をコンパクト化することができる。

さらに、上述のようにモータ３をトルクコンバータのように用いて車輌をエンジン２により発進させることができるので、例えばモータ３用の高電圧系の電池容量が無くなった場合でも、エンジン２をスタータ４で始動できれば、問題なく走行の開始が可能となる。また、言うまでも無く、トルクコンバータ等の流体伝動装置を設けることが不要となるので、ハイブリッド駆動装置１_１をコンパクト化することができる。

また、最高速段である前進６速段において、モータ３を用いないエンジン２による定常走行が可能となり、特にモータ３を回転させないので、モータ３の引き摺り損失を無くすことができ、高速走行時における車輌の燃費向上を図ることができる。

さらに、各段間の変速（即ち、１−２変速，２−３変速，・・・，５−６変速）において、モータ３の回転制御により次の変速段に回転数を合わせることができ、つまり各段間の変速においてモータ３による変速制御を可能にすることができるので、クラッチやブレーキおける摩擦係合をほぼ無くすことで摩擦損失（熱損失）をほぼ無くすことができ、車輌の燃費向上を図ることができる。特に運転者の要求出力が大きい高負荷領域にあっても、モータ３の変速制御によりスムーズに変速を行うことができるので、アップシフトとダウンシフトのヒステリシスを小さくすることができ、つまりエンジン２を最適燃費曲線に近い状態で変速段を達成することが可能となるため、固定段にあっても車輌の燃費向上を図ることができる。

また、各段間の変速において、特に運転者の要求出力が大きい高負荷領域にあっては、モータ３の回転制御だけでなく、次の変速段を形成するクラッチやブレーキを協調して係合（係止）してもよく、その場合は、いわゆる掴み換え変速におけるクラッチやブレーキの摩擦係合負担をモータ３により軽減する形となるが、この場合にあってもクラッチやブレーキの摩擦係合負担が小さくなるので、設計上、クラッチやブレーキの摩擦材の枚数や接触面積を小さくすることができ、つまりハイブリッド駆動装置１_１のコンパクト化に寄与することができる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_１においては、サンギヤＳ２に減速回転の入力とサンギヤＳ２の回転固定とを選択的に行う構造を、ブレーキＢ０を設けるだけの簡単な構成で達成することができ、例えばブレーキを２つ設ける場合に比して（図４参照）、前進６速段を達成し得る変速歯車機構５_１のコンパクト化を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、サンギヤＳ１の回転を係止するブレーキＢ０を設け、前進２速段及び前進６速段を達成しているが、モータ３を０回転に制御することでブレーキ（第１係止手段）として代用し、このブレーキＢ０も不要にすることができる。これにより、前進６速段を達成し得る変速歯車機構５_１のさらなるコンパクト化を図ることができる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_１においては、ブレーキＢ１に対し、油圧サーボに油圧を供給していない状態で例えばスプリング等の付勢力により該ブレーキＢ１が係止し、油圧を供給することで該ブレーキＢ１を解放するような、いわゆるノーマルクローズタイプのブレーキ構造を採用することで、電動オイルポンプを設けることを不要とすることも考えられる。即ち、エンジン２が停止して該エンジン２に連動する機械式オイルポンプが停止すると、油圧を発生させることができないが、ブレーキＢ１が係止されていれば、上述のようにモータ走行の前後進（モータ走行の１速、Ｒｅｖ）が可能であるので、車輌を発進させ、その後エンジン２をスタータ４により始動して機械式オイルポンプにより油圧を発生させてから、クラッチＫ１又はクラッチＫ２を係合させることで、前進１速段又は後進段が達成できる。従って、電動オイルポンプを不要とすることができるので、ハイブリッド駆動装置１_１のコンパクト化に寄与することができる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_１においては、サンギヤＳ１の回転に対してリングギヤＲ１の回転を減速することができ、特にサンギヤＳ１に連結されたモータ３の回転をサンギヤＳ２に対して減速することができるので、モータの出力トルクを増大して出力部材に出力することができ、また、回生トルクを増大してモータに入力することができる。従って、採用するモータ３としては、特に前進１速段、前進３速段、前進４速段、前進５速段のハイブリッド走行にあっても、減速プラネタリギヤＤＰにより回転が減速され、モータ３の出力トルク・回生トルクがサンギヤＳ２に対して増幅されるので、高回転型となるが、低トルク性能であっても充分足りるものとなる。

そして、プラネタリギヤセットＰＳが、ラビニヨ型プラネタリギヤからなるので、コンパクトな構成で前進６速段を達成する変速歯車機構５_１を提供することができ、ハイブリッド駆動装置１_１のコンパクト化に寄与することができる。

＜第２の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について、図４乃至図６に沿って説明する。なお、本第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態と同様な部分に、同符号を付して、その説明を省略する。

本第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置１_２は、第１の実施の形態に比して、減速プラネタリギヤＤＰのリングギヤＲ１の回転、及び連結部材１３を介してプラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２の回転を係止自在なブレーキＢ１（第１係止手段、第２ブレーキ）を設け、また、減速プラネタリギヤＤＰのキャリヤＣＲ１の回転を係止自在なブレーキＢ２（第１係止手段、第３ブレーキ）を設け、ブレーキＢ０を無くして構成したものである。なお、本第２の実施の形態におけるブレーキＢ３（第２係止手段）は、第１の実施の形態におけるブレーキＢ１に相当し、同様のものである。

つづいて、上記構成に基づき、ハイブリッド駆動装置１_２の作用について図５及び図６を参照しつつ図４に沿って説明する。図６に示すように、ニュートラル停止状態では、クラッチＫ０，Ｋ１，Ｋ２を全て解放し、図４に示すように、入力軸６（及び中心軸１１）と、プラネタリギヤセットＰＳ及び減速プラネタリギヤＤＰとの間の動力伝達が切断された状態となる。またこの際、図６に示すように、ブレーキＢ２，Ｂ３を係止し、モータ３の回転を停止する。これにより、図４に示すように、モータ３の回転が停止されているので、サンギヤＳ１の回転は停止され、ブレーキＢ２により回転が固定されたキャリヤＣＲ１と相俟ってリングギヤＲ１の回転も停止され、連結部材１３を介してサンギヤＳ２も回転が停止される。また、ブレーキＢ３によりリングギヤＲ３の回転が停止されるため、サンギヤＳ２の停止と相俟ってキャリヤＣＲ２の回転が停止され、つまり前後進の双方に対してヒルホールドが行われる。

続いて、図６に示すように、モータ走行の状態では、上記ニュートラル停止状態からモータ３を例えばアクセル開度に基づき逆転回転方向に回転数制御する。すると、図４及び図５に示すように、モータ３の回転は、減速プラネタリギヤＤＰにより減速されつつプラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２に入力され（逆転の減速回転）、ブレーキＢ３により回転が固定されたリングギヤＲ３を介して回転が反転されてキャリヤＣＲ２より正転回転として出力され、車輌が発進される（モータ走行の１速）。

上記のモータ走行の状態からハイブリッド走行（ＨＶ走行）の前進１速段の状態（１速ＨＶ）に移行する場合は、例えばエンジン２をスタータ４により始動し、一方でモータ３の回転数をエンジン回転数と同じ回転数となるまで逆転回転させる回転数制御を行うことで、略々前進１速段の状態としての走行状態とする。この状態から、図６に示すように、クラッチＫ１を係合すると、図４及び図５に示すように、エンジン２により回転されている入力軸６の回転が、中心軸１１、クラッチＫ１、及び連結部材１４を介してサンギヤＳ３に入力される。これにより、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転で回転されるサンギヤＳ３と、回転が固定されたリングギヤＲ３により、キャリヤＣＲ２が前進１速段としての正転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この状態では、モータ３がエンジン２と逆回転の同回転で回転されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。そして、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進１速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進１速段から前進２速段に変速する際は（１−２変速）、図６に示すように、クラッチＫ１を係合したまま、ブレーキＢ３を解放する。即ち、図４及び図５に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転を入力したまま、リングギヤＲ３を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を０回転となるように回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２の回転が停止し、略々前進２速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進２速段から前進１速段に変速する際は（２−１変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転を０回転からエンジン２の回転数と逆回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進２速段の状態から、図６に示すように、ブレーキＢ１を係止すると、図４及び図５に示すように、リングギヤＲ１、連結部材１３及びサンギヤＳ２の回転が固定される。これにより、エンジン２だけによる前進２速段の走行状態（２速Ｅ／Ｇ）にすることができる。

また、この前進２速段の状態から前進２速段のハイブリッド走行状態（２速ＨＶ）に移行する際は、図６に示すように、ブレーキＢ２を解放すると共にクラッチＫ２を係合する。すると、図４及び図５に示すように、モータ３が入力軸６を介してエンジン２に直結され、かつ減速プラネタリギヤＤＰにおいてリングギヤＲ１の回転がブレーキＢ１により停止されているが、モータ３の回転は空転状態となったキャリヤＣＲ１により許容される。この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すれば入力軸６、中心軸１１、連結部材１４、サンギヤＳ３を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。

ついで、上記前進２速段から前進３速段に変速する際は（２−３変速）、図６に示すように、クラッチＫ１を係合したまま、クラッチＫ２及びブレーキＢ１を解放し、さらにブレーキＢ２を係止する。即ち、図４及び図５に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転を入力したまま、ブレーキＢ１を解放してサンギヤＳ２及びリングギヤＲ１を自由回転状態にし、かつキャリヤＣＲ１の回転を固定する。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数をエンジン２の回転数と同回転になるように回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２がエンジン２の回転数に対して減速回転した状態となり、略々前進３速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進３速段から前進２速段に変速する際は（３−２変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転をエンジン２と同回転から０回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進３速段の状態から、図６に示すように、クラッチＫ２を係止すると、図４及び図５に示すように、連結部材１２及びサンギヤＳ１にエンジン２の回転数が入力され、常時回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２が減速回転とされる。このため、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたサンギヤＳ３と減速回転が入力されたサンギヤＳ２により、キャリヤＣＲ２が前進３速段としての正転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この前進３速段の状態では（３速ＨＶ）、モータ３がエンジン２と同回転で回転されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。なお、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進３速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進３速段から前進４速段に変速する際は（３−４変速）、図６に示すように、クラッチＫ１を係合したまま、クラッチＫ２を解放する。即ち、図４及び図５に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転を入力したまま、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を上昇し、サンギヤＳ２の回転がエンジン２の回転数と同回転になるように該モータ３を回転数制御する。これにより、リングギヤＲ１及びサンギヤＳ２がエンジン２の回転数と同回転の状態となり、プラネタリギヤセットＰＳの各ギヤが全てエンジン２と同回転となった、略々前進４速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進４速段から前進３速段に変速する際は（４−３変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転を増速回転からエンジン２と同回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進４速段の状態から、図６に示すように、ブレーキＢ２を解放し、クラッチＫ０を係止すると、図４及び図５に示すように、リングギヤＲ３にエンジン２の回転数が入力され、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたサンギヤＳ３と相俟ってエンジン２に対して直結状態となり、キャリヤＣＲ２が前進４速段としての正転回転となってカウンタギヤ７から出力される（４速Ｅ／Ｇ）。

また、この前進４速段の状態から前進４速段のハイブリッド走行状態（４速ＨＶ）に移行する際は、図６に示すように、クラッチＫ２を係合する。この際、サンギヤＳ２を介してリングギヤＲ１がエンジンと同回転で回転されているが、キャリヤＣＲ１が空転状態にされているため、モータ３をクラッチＫ２を介してエンジン２に直結することができる。この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すれば、入力軸６、連結部材１１、クラッチＫ１、連結部材１４及びサンギヤＳ３と、クラッチＫ０及びリングギヤＲ３とを介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、入力軸６及びクラッチＫ２を介してエンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。

ついで、上記前進４速段から前進５速段に変速する際は（４−５変速）、図６に示すように、クラッチＫ０を係合したまま、クラッチＫ１，Ｋ２を解放し、さらにブレーキＢ２を係止する。即ち、図４及び図５に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのリングギヤＲ３にエンジン２の回転を入力したまま、サンギヤＳ３を自由回転状態にすることで、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を下降し、エンジン２の回転数と同回転になるように該モータ３を回転数制御する。これにより、回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２がエンジン２の回転数に対して減速回転した状態となり、リングギヤＲ３のエンジン２の回転に基づきキャリヤＣＲ２の回転が増速された、略々前進５速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進５速段から前進４速段に変速する際は（５−４変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転をエンジン２と同回転から増速回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進５速段の状態から、図６に示すように、クラッチＫ２を係止すると、図４及び図５に示すように、連結部材１２及びサンギヤＳ１にエンジン２の回転数が入力され、ブレーキＢ２により回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２が減速回転とされる。このため、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたリングギヤＲ３と減速回転が入力されたサンギヤＳ２により、キャリヤＣＲ２が前進５速段としての増速回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この前進５速段の状態では（５速ＨＶ）、モータ３が、クラッチＫ２を介してエンジン２と直結されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。なお、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる前進５速段の走行状態にすることもできる。

ついで、上記前進５速段から前進６速段に変速する際は（５−６変速）、図６に示すように、クラッチＫ０を係合し、かつブレーキＢ２を係止したまま、クラッチＫ２を解放する。即ち、図４及び図５に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのリングギヤＲ３にエンジン２の回転を入力したまま、減速プラネタリギヤＤＰ及びサンギヤＳ２を自由回転状態にし、サンギヤＳ２の回転数変化を許容し得るようにする。そして、モータ３によりエンジン２の出力の反力を受けながら、該モータ３の回転数を下降し、０回転になるように該モータ３を回転数制御する。これにより、ブレーキＢ２により回転が固定されたキャリヤＣＲ１と相俟ってリングギヤＲ１及びサンギヤＳ２の回転が停止した状態となり、リングギヤＲ３のエンジン２の回転に基づきキャリヤＣＲ２の回転が増速された、略々前進６速段の状態としての走行状態とする。なお、反対に上記前進６速段から前進５速段に変速する際は（６−５変速）、モータ３の回転制御を逆にするだけであり、つまりモータ３の回転を０回転からエンジン２と同回転になるように回転数制御することになる。

そして、この略々前進６速段の状態から、図６に示すように、ブレーキＢ１を係止すると、図４及び図５に示すように、リングギヤＲ１、連結部材１３、及びサンギヤＳ２の回転が停止される。このため、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、エンジン２の回転が入力されたリングギヤＲ３と回転が固定されたサンギヤＳ２により、キャリヤＣＲ２が前進６速段としての増速回転となってカウンタギヤ７から出力される（６速Ｅ／Ｇ）。

また、この前進６速段の状態から前進６速段のハイブリッド走行状態（６速ＨＶ）に移行する際は、図６に示すように、ブレーキＢ２を解放すると共にクラッチＫ２を係合する。すると、図４及び図５に示すように、モータ３が入力軸６を介してエンジン２に直結され、かつ減速プラネタリギヤＤＰにおいてリングギヤＲ１の回転がブレーキＢ１により停止されているが、モータ３の回転は空転状態となったキャリヤＣＲ１により許容される。この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すれば入力軸６、中心軸１１、連結部材１４、サンギヤＳ３を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。

一方、図６に示すように、リバースレンジ（Ｒレンジ）では、上記ニュートラル停止状態からモータ３を例えばアクセル開度に基づき正転回転方向に回転数制御する。すると、図４及び図５に示すように、モータ３の回転は、減速プラネタリギヤＤＰの回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介して減速されつつプラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ２に入力され（正転の減速回転）、ブレーキＢ３により回転が固定されたリングギヤＲ３を介して回転が反転されてキャリヤＣＲ２より逆転回転として出力され、車輌が後退発進される（モータ走行のＲｅｖ）。

上記のモータ走行の状態からハイブリッド走行（ＨＶ走行）の後進段の状態（Ｒｅｖ）に移行する場合は、例えばエンジン２をスタータ４により始動し、一方でモータ３の回転数をエンジン回転数と同じ回転数となるまで回転数制御を行うことで、略々後進段の状態としての走行状態とする。この状態から、図６に示すように、クラッチＫ２を係合すると、図４及び図５に示すように、エンジン２により回転されている入力軸６の回転が、クラッチＫ２及び連結部材１２を介してサンギヤＳ１に入力され、ブレーキＢ２により回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介して減速回転としてリングギヤＲ１から出力される。これにより、プラネタリギヤセットＰＳにおいて、減速回転で回転されるサンギヤＳ２と、回転が固定されたリングギヤＲ３により、キャリヤＣＲ２が後進段としての逆転回転となってカウンタギヤ７から出力される。

また、この状態では、モータ３がエンジン２にクラッチＫ２を介して直結されており、この状態でモータ３を電圧制御してトルクを出力すればサンギヤＳ２を介してキャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７にアシストトルクとして作用し、反対にモータ３を回生することで、エンジン２のトルクの一部を吸収することもできる。そして、モータ３の電圧制御を停止し、完全に空転状態にすることで、エンジン２だけによる後進段の走行状態にすることもできる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_２は、上述の前進１速段〜前進６速段及び後進段以外に、特にモータ３を駆動する電力が無い場合などに、該モータ３をトルクコンバータのように用いてエンジン２による車輌の発進を可能にする、電気Ｔ／Ｃの状態にすることができる。即ち、図６に示すように、車輌が停車した状態で、かつエンジン２が始動している状態にあって、クラッチＫ１を係合し、かつブレーキＢ２を係止する。すると、図４及び図５に示すように、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３にエンジン２の回転が入力された状態となり、サンギヤＳ２からリングギヤＲ１を介し、さらにブレーキＢ２により回転が固定されたキャリヤＣＲ１を介してサンギヤＳ１に連結されたモータ３によりエンジン２の反力を受ける状態となる。そのため、車輌停止時には、エンジン２の回転に基づきモータ３は逆転回転の増速回転で空転される状態となり、この状態からモータ３の回生力を上昇し、徐々にモータ３の回転数を小さくしていくと、キャリヤＣＲ２の回転数が徐々に上昇し、つまりモータ３により充電を行いつつ車輌の発進が達成される。その後、モータ３の回転数が小さくなっていき、例えばエンジン２の回転数と同回転数の逆転回転となった時点でブレーキＢ３を係止すれば前進１速段が達成され、さらにブレーキＢ３を係止せずに、モータ３の回転数が０回転となってからブレーキＢ１を係止すれば前進２速段が達成されることになる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_２は、例えば車輌の停車中であってエンジン２の停止中に、スタータ４ではなく、モータ３によりエンジン２を始動することもできる。この場合は、図６に示すように、クラッチＫ２を係合することで、図４に示すように、モータ３とエンジン２とを直結し、モータ３によりエンジン２を始動する。この際、クラッチＫ０，Ｋ１は解放されているので、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３及びリングギヤＲ３は空転状態にあり、キャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７が回転されることはない。なお、本第２の実施の形態においては、図６に示すように、ブレーキＢ２を係止して、キャリヤＣＲ１の空転を防止しているが、特にブレーキＢ２を解放してそのまま空転させておいても構わない。

また、クラッチＫ２を係合することでモータ３とエンジン２とを直結した状態では、エンジン２を始動するのではなく、車輌を停車したまま、エンジン２によりモータ３を回転し、該モータ３によりバッテリ（不図示）の充電を行うことも可能とすることができる。この際も同様に、クラッチＫ０，Ｋ１は解放されているので、プラネタリギヤセットＰＳのサンギヤＳ３及びリングギヤＲ３は空転状態にあり、キャリヤＣＲ２及びカウンタギヤ７が回転されることはない。

以上説明した第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置１_２によると、ブレーキＢ１の係止により前進２速段及び前進６速段を達成することができるものでありながら、前進２速段及び前進６速段においてブレーキＢ２を解放してキャリヤＣＲ１を空転させることで、それら前進２速段及び前進６速段におけるハイブリッド走行も可能とすることができる。これにより、特に全ての変速段（前進１速段〜前進６速段）におけるハイブリッド走行を可能とすることができて、車輌の燃費向上を図ることができる。

なお、第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置１_２のこれ以外の効果は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

なお、以上説明した第１及び第２の実施の形態においては、エンジン２を始動するスタータ４を備えたものを説明したが、上述したようにモータ３によりエンジン２を始動することもでき、特にモータ３をトルクコンバータの代わりとして用いて発進することができるので、スタータ４を無くすことも可能である。

また、以上説明した第１及び第２の実施の形態においては、減速プラネタリギヤとしてダブルピニオンプラネタリギヤを用いたものを説明したが、これに限らず、シングルピニオンプラネタリギヤであってもよく、つまり回転を減速できる歯車機構であれば、どのようなものであってもよい。

また、以上説明した第１及び第２の実施の形態においては、変速歯車機構としてエンジン横置きのＦＦタイプ等に用いて好適なものを一例としたが、これに限らず、エンジン縦置きのＦＲタイプ等の車輌に用いられるものであってもよく、特に４つの回転要素を有するプラネタリギヤセットと減速プラネタリギヤとを組み合わせた変速歯車機構であれば、本発明の適用範囲内である。

本発明に係るハイブリッド駆動装置は、乗用車、トラック、バス、農機等に搭載して用いることが可能であり、特にエンジンによる走行時に多段変速を可能とし、かつモータによる走行や各変速段及び変速中にハイブリッド走行を行うことが求められるハイブリッド駆動装置に用いて好適である。

１_１，１_２ ハイブリッド駆動装置
２ エンジン
３ モータ、第１係止手段
５_１，５_２ 変速歯車機構
６ 入力部材（入力軸）
７ 出力部材（カウンタギヤ）
９ ケース
ＤＰ 減速プラネタリギヤ
Ｓ１ 入力回転要素、第１サンギヤ
ＣＲ１ 回転固定要素、第１キャリヤ
Ｒ１ 減速回転要素、第１リングギヤ
Ｐ１，Ｐ２ ピニオン
ＰＳ プラネタリギヤセット
Ｓ２ 第１回転要素、第２サンギヤ
Ｒ３ 第２回転要素、第２リングギヤ
ＣＲ２ 第３回転要素、第２キャリヤ
Ｓ３ 第４回転要素、第３サンギヤ
Ｐｓ ショートピニオン
Ｐｌ ロングピニオン
Ｋ０ 第１クラッチ
Ｋ１ 第２クラッチ
Ｋ２ 第３クラッチ
図１〜図３のＢ０ 第１係止手段、第１ブレーキ
図４〜図６のＢ１ 第１係止手段、第２ブレーキ
図４〜図６のＢ２ 第１係止手段、第３ブレーキ
図１〜図３のＢ１ 第２係止手段（ブレーキ）
図４〜図６のＢ３ 第２係止手段（ブレーキ）

Claims (6)

1. エンジンに接続される入力部材と、駆動車輪に接続される出力部材と、それら入力部材と出力部材との回転状態を多段変速し得る変速歯車機構と、該変速歯車機構の１つの回転要素に連結されるモータと、を備えたハイブリッド駆動装置において、
   前記変速歯車機構は、
   回転速度の順に第１、第２、第３、及び第４回転要素を有するプラネタリギヤセットと、
   前記入力部材の回転が入力される入力回転要素、回転がケースに対して固定される回転固定要素、及び前記入力回転要素と前記回転固定要素との回転状態に基づき該入力回転要素よりも減速回転となる減速回転要素を有する減速プラネタリギヤと、を備え、
   前記第１回転要素は、前記減速回転要素に連結されると共に第１係止手段により回転を前記ケースに係止自在にされ、
   前記第２回転要素は、第１クラッチにより前記入力部材に係脱自在にされると共に第２係止手段により回転を前記ケースに係止自在にされ、
   前記第３回転要素は、前記出力部材に連結され、
   前記第４回転要素は、第２クラッチにより前記入力部材に係脱自在にされ、
   前記入力回転要素は、第３クラッチにより前記入力部材に係脱自在にされると共に、前記モータに連結された、
   ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
2. 前記回転固定要素は、前記ケースに常時回転が固定されてなり、
   前記第１係止手段は、前記入力回転要素の回転を前記ケースに係止自在な第１ブレーキからなる、
   ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
3. 前記回転固定要素は、前記ケースに常時回転が固定されてなり、
   前記第１係止手段は、前記入力回転要素の回転を停止自在な前記モータからなる、
   ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
4. 前記第１係止手段は、前記減速回転要素の回転を前記ケースに係止自在な第２ブレーキと、前記回転固定要素の回転を前記ケースに係止自在な第３ブレーキと、からなる、
   ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
5. 前記減速プラネタリギヤは、互いに噛合する２つのピニオンを回転自在に支持する第１キャリヤと、前記ピニオンの一方に噛合する第１サンギヤと、前記ピニオンの他方に噛合する第１リングギヤと、を有するダブルピニオンプラネタリギヤからなり、
   前記入力回転要素は、前記第１サンギヤからなり、
   前記回転固定要素は、前記第１キャリヤからなり、
   前記減速回転要素は、前記第１リングギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
6. 前記プラネタリギヤセットは、互いに噛合するショートピニオン及びロングピニオンを回転自在に支持する第２キャリヤと、前記ショートピニオンに噛合する第２サンギヤと、前記ロングピニオンに噛合する第３サンギヤと、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤと、を有するラビニヨ型プラネタリギヤからなり、
   前記第１回転要素は、前記第２サンギヤからなり、
   前記第２回転要素は、前記第２リングギヤからなり、
   前記第３回転要素は、前記第２キャリヤからなり、
   前記第４回転要素は、前記第３サンギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。

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