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JP2010006139A - Hybrid driving device - Google Patents

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Publication number
JP2010006139A
JP2010006139A JP2008165028A JP2008165028A JP2010006139A JP 2010006139 A JP2010006139 A JP 2010006139A JP 2008165028 A JP2008165028 A JP 2008165028A JP 2008165028 A JP2008165028 A JP 2008165028A JP 2010006139 A JP2010006139 A JP 2010006139A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
gear
output element
planetary gear
input
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.)
Pending
Application number
JP2008165028A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masataka Sugiyama
正隆 杉山
Haruhisa Suzuki
晴久 鈴木
Koichi Kondo
宏一 近藤
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008165028A priority Critical patent/JP2010006139A/en
Publication of JP2010006139A publication Critical patent/JP2010006139A/en
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    • 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

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  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid driving device 10 that further improves fuel economy while avoiding powering control of a first motor generator MG1 when traveling at a high speed, and is superior in a mounting characteristic to a vehicle. <P>SOLUTION: This hybrid driving device 10 has an electric differential part 50 of a four-element composite split type, a planetary gear type automatic transmission 20 for realizing a low speed side gear stage L being 1 in the gear ratio when motive power is input from a first input element RM3 and realizing a high speed side gear stage H smaller than 1 in the gear ratio when the motive power is input from a second output element RM4, a first clutch C1 for setting the planetary gear type automatic transmission 20 to the low speed side gear stage L in a low speed travel mode, and a second clutch C2 for setting the planetary gear type automatic transmission 20 to the high speed side gear stage H in a high speed travel mode. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、2モータ機械分配式のハイブリッド駆動装置に関するものであり、特に、高速走行時における燃費の向上を図る技術に関するものである。   The present invention relates to a two-motor machine-distributed hybrid drive device, and more particularly to a technique for improving fuel consumption during high-speed traveling.

原動機に連結された入力要素と、第1電動機に連結された反力要素と、駆動輪に動力伝達可能に連結された出力要素とを備え、その第1電動機の運転状態が制御されることにより、上記入力要素の回転速度と上記出力要素の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、電気式差動部の出力要素から駆動輪までの動力伝達経路に、変速比の異なる複数の変速段を有する遊星歯車式自動変速機構を介して動力伝達可能に連結された第2電動機とを有するハイブリッド駆動装置が知られている。例えば特許文献1に記載されたハイブリッド駆動装置がそれである。
国際公開第2005/000620号パンフレット
An input element connected to the prime mover, a reaction force element connected to the first electric motor, and an output element connected to the drive wheel so as to be able to transmit power, and the operation state of the first electric motor is controlled An electric differential unit in which a differential state between the rotational speed of the input element and the rotational speed of the output element is controlled, and a power transmission path from the output element of the electric differential unit to the drive wheels. There is known a hybrid drive device having a second electric motor connected so as to be able to transmit power via a planetary gear type automatic transmission mechanism having a plurality of different gear positions. For example, this is the hybrid drive apparatus described in Patent Document 1.
International Publication No. 2005/000620 Pamphlet

このような2モータ機械分配式のハイブリッド駆動装置においては、第2電動機を力行制御して車両を走行させるEV運転モードや、第1電動機を発電制御するとともに、その発電制御で得られた電気エネルギーで第2電動機を力行制御して車両を走行させるアシスト運転モードの他、第1電動機を逆回転方向へ力行制御することにより、エンジン回転速度を燃費等に応じて定められた所定の低回転に維持しつつ、ハイブリッド駆動装置の出力軸回転速度を大幅に上昇させて車両を高速走行させるオーバードライブ運転モード等の複数の運転モードを有する。   In such a two-motor machine-distributed hybrid drive device, the EV operation mode in which the vehicle is driven by powering the second electric motor, and the electric energy obtained by the electric power generation control while controlling the electric power generation of the first electric motor. In addition to the assist operation mode in which the vehicle is driven by power running control of the second electric motor, the engine rotational speed is reduced to a predetermined low rotation speed determined according to the fuel consumption and the like by power running control of the first electric motor in the reverse rotation direction. While maintaining, it has a plurality of operation modes such as an overdrive operation mode in which the output shaft rotation speed of the hybrid drive device is significantly increased to drive the vehicle at a high speed.

ところで、前記オーバードライブ運転モードでは、前述のように、前記電気式差動部の出力要素に連結されたハイブリッド駆動装置の出力軸の回転速度を高回転とするために、前記電気式差動部の反力要素に連結された第1電動機を逆回転方向に力行制御すなわち逆転力行させる必要がある。この第1電動機の力行制御のためのエネルギーは、例えば第2電動機による発電制御により得られた電気エネルギーあるいは予めバッテリーに蓄えられた電気エネルギーが用いられるので、エネルギー循環あるいはエネルギーの持ち出しとなり、エネルギー効率すなわち伝達効率が悪くなって燃費が悪化する。   By the way, in the overdrive operation mode, as described above, in order to increase the rotation speed of the output shaft of the hybrid drive device connected to the output element of the electric differential unit, the electric differential unit The first electric motor connected to the reaction force element needs to be subjected to power running control, that is, reverse power running in the reverse rotation direction. As the energy for the power running control of the first motor, for example, the electrical energy obtained by the power generation control by the second motor or the electrical energy stored in the battery in advance is used. That is, transmission efficiency is deteriorated and fuel consumption is deteriorated.

かかる燃費の悪化に対し、従来の前進走行時における運転モードに相当する第1モードと、高速域においてその第1モードから切り換えられ、上記第1電動機を力行制御させずに車両を高速走行させるための第2モードとを含む運転モードが備えられたハイブリッド駆動装置が提案されている。例えば特許文献2に記載されたハイブリッド駆動装置がそれである。これによれば、高速走行域において第1電動機を逆転力行させることがないので、その逆転力行に起因して伝達効率が悪化することがない。
特開2000−150627号公報
In order to make the vehicle run at a high speed without powering control of the first motor, the first mode corresponding to the driving mode during the forward traveling and the first mode in the high speed range are switched to the deterioration of fuel consumption. A hybrid drive device having an operation mode including the second mode is proposed. For example, this is the hybrid drive device described in Patent Document 2. According to this, since the first motor is not reversely powered in the high-speed traveling region, the transmission efficiency is not deteriorated due to the reverse powering.
JP 2000-150627 A

ところが、上記特許文献2に記載されたハイブリッド駆動装置において、前記遊星歯車式自動変速機構は、前記電気式差動部からの動力を減速して出力軸へ伝達するか、あるいは上記動力を直結状態で出力軸へ伝達する設定であるので、さらなる燃費向上のためには、動力伝達経路においてハイブリッド駆動装置の下流に位置する終減速機のファイナルギヤ比(終減速比)をよりハイギヤに設定(ギヤ比を小さく設定)する必要がある。しかし、これによれば、車両を駆動させるために必要な出力が増大することから、第1電動機および第2電動機が大型化し、車両への搭載性の悪化や重量増大となるので好ましくない。また、上記ファイナルギヤ比のハイギヤ化は、一般的に、強度低下を防ぐために、ファイナルギヤ対のうちのドリブンギヤ(例えばデフリング)径を維持したままドライブギヤ(例えばドライブピニオン)径を大径化させることにより行われるため、そのドライブギヤによる引き摺り損失や噛み合い摩擦損失が増加し、ハイギヤ化したことによる燃費向上効果が十分にでないという問題がある。   However, in the hybrid drive device described in Patent Document 2, the planetary gear type automatic transmission mechanism decelerates the power from the electric differential unit and transmits it to the output shaft, or directly connects the power. In order to further improve fuel efficiency, the final gear ratio (final reduction ratio) of the final reduction gear located downstream of the hybrid drive unit in the power transmission path is set to a higher gear (gear). The ratio must be set small). However, this increases the output required to drive the vehicle, which is not preferable because the first electric motor and the second electric motor are increased in size, resulting in deterioration in mountability and weight increase in the vehicle. Further, the high gear of the final gear ratio generally increases the diameter of the drive gear (for example, drive pinion) while maintaining the driven gear (for example, diff ring) diameter of the final gear pair in order to prevent a decrease in strength. Therefore, there is a problem that drag loss and meshing friction loss due to the drive gear are increased, and the fuel efficiency improvement effect due to the high gear is not sufficient.

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、高速走行時における電動機の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられるとともに、車両への搭載性が良好である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 against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to improve the fuel efficiency while avoiding the power running control of the electric motor during high-speed running and to be easily mounted on a vehicle. It is in providing the hybrid drive device which is.

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a) 原動機に連結された入力要素と、第1電動機に連結された反力要素と、第2電動機に連結された第1出力要素と、第2出力要素とを備え、該第1電動機の運転状態が制御されることにより、該入力要素の回転速度と該第1出力要素および第2出力要素の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、(b) 該電気式差動部の第1出力要素および第2出力要素と駆動輪との間に設けられ、該第1出力要素から動力が入力されたときは第1変速比の低速側ギヤ段を成立させ、該第2出力要素から動力が入力されたときは該第1変速比より小さい第2変速比の高速側ギヤ段を成立させる2段の変速段を有する遊星歯車式自動変速機と、(c) 前記電気式差動部の第1出力要素から前記遊星歯車式自動変速機への第1入力経路に設けられ、低速走行モードでは該第1出力要素からの動力を該遊星歯車式自動変速機へ入力させて該遊星歯車式自動変速機を低速側ギヤ段とする第1クラッチと、(d) 前記電気式差動部の第2出力要素から前記遊星歯車式自動変速機への第2入力経路に設けられ、高速走行モードでは該第2出力要素からの動力を該遊星歯車式自動変速機へ入力させて該遊星歯車式自動変速機を高速側ギヤ段とする第2クラッチとを、含むことにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances. The gist of the invention according to claim 1 is that: (a) an input element connected to a prime mover and a reaction force connected to a first electric motor. A first output element coupled to the second motor, and a second output element, and the operating state of the first motor is controlled, whereby the rotational speed of the input element and the first output element are controlled. And an electric differential part in which a differential state with respect to the rotational speed of the second output element is controlled, and (b) between the first output element and the second output element of the electric differential part and the drive wheel. Provided, when the power is input from the first output element, the low speed side gear stage of the first gear ratio is established, and when the power is input from the second output element, the first gear ratio smaller than the first gear ratio is established. A planetary gear type automatic transmission having two speed stages for establishing a high speed side gear ratio of two speed ratios, and (c) front Provided in a first input path from the first output element of the electric differential unit to the planetary gear type automatic transmission, and in the low speed traveling mode, the power from the first output element is input to the planetary gear type automatic transmission. A first clutch that uses the planetary gear automatic transmission as a low-speed gear stage; and (d) a second input path from the second output element of the electric differential unit to the planetary gear automatic transmission. And a second clutch that inputs power from the second output element to the planetary gear type automatic transmission and uses the planetary gear type automatic transmission as a high-speed gear stage in the high-speed traveling mode. is there.

また、請求項2に係る発明の要旨とするところは、請求項1に係る発明において、前記電気式差動部は、前記第1電動機に連結された第1サンギヤと、前記原動機に連結された第1キャリヤと、前記第2電動機および第1入力経路に連結された第1リングギヤとを有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置と、前記第2入力経路に連結された第2サンギヤと、前記第1入力経路に連結された第2キャリヤと、前記第1キャリヤおよび原動機に連結された第2リングギヤとを有するダブルピニオン型の第2遊星歯車装置とを、備え、前記低速走行モードでは、前記第1リングギヤおよび第2キャリヤから前記第1入力経路へ動力を伝達し、前記高速走行モードでは、前記第2サンギヤから前記第2入力経路へ動力を伝達するものであることにある。   The gist of the invention according to claim 2 is that, in the invention according to claim 1, the electric differential portion is connected to the first sun gear connected to the first motor and to the prime mover. A single pinion type first planetary gear device having a first carrier, the second motor and a first ring gear connected to the first input path; a second sun gear connected to the second input path; A second pinion-type second planetary gear device having a second carrier coupled to the first input path and a second ring gear coupled to the first carrier and the prime mover, and in the low-speed traveling mode, Power is transmitted from the first ring gear and the second carrier to the first input path, and power is transmitted from the second sun gear to the second input path in the high speed traveling mode. A.

また、請求項3に係る発明の要旨とするところは、請求項1または2に係る発明において、前記遊星歯車式自動変速機は、非回転部材に連結された第3サンギヤと、前記駆動輪および第1クラッチに連結された第3キャリヤと、前記第2クラッチに連結された第3リングギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車装置を備え、前記低速走行モードでは、該第3キャリヤに動力が入力されて該第3キャリヤから出力する変速比が1の低速側ギヤ段を成立させ、前記高速走行モードでは、前記第3リングギヤに動力が入力されて該第3キャリヤから出力する変速比が1より小さい高速側ギヤ段を成立させるものであることにある。   The gist of the invention according to claim 3 is that, in the invention according to claim 1 or 2, the planetary gear type automatic transmission includes a third sun gear coupled to a non-rotating member, the drive wheel, A double pinion type planetary gear device having a third carrier coupled to the first clutch and a third ring gear coupled to the second clutch is provided. In the low-speed traveling mode, power is input to the third carrier. Thus, a low-speed gear stage having a gear ratio of 1 output from the third carrier is established, and in the high-speed traveling mode, power is input to the third ring gear and the gear ratio output from the third carrier is smaller than 1. This is to establish a high-speed gear stage.

また、請求項4に係る発明の要旨とするところは、請求項1乃至3に係る発明において、前記電気式差動部および遊星歯車式自動変速機は、前記低速走行モードにおいて前記電気式差動部の第1出力要素から動力が入力される前記遊星歯車式自動変速機の第1入力部材と該第1出力要素との回転、および前記高速走行モードにおいて前記電気式差動部の第2出力要素から動力が入力される前記遊星歯車式自動変速機の第2入力部材と該第2出力要素との回転が、前記第1電動機の零回転またはその零回転付近において同時にそれぞれ同期状態となるように設定されていることにある。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the electric differential unit and the planetary gear type automatic transmission are arranged in the electric differential mode in the low speed traveling mode. Rotation between the first input member of the planetary gear automatic transmission to which power is input from the first output element of the unit and the first output element, and the second output of the electric differential unit in the high-speed running mode The rotation of the second input member of the planetary gear automatic transmission to which power is input from the element and the second output element are simultaneously synchronized at or near the zero rotation of the first motor. It is in being set to.

また、請求項5に係る発明の要旨とするところは、請求項4に係る発明において、前記低速走行モードと高速走行モードとの切り換えは、前記第1入力部材と第1出力要素との回転、および前記第2入力部材と第2出力要素との回転がそれぞれ同期状態であるときに、前記第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態が相互に切り換えられることにより行われることにある。   Further, the gist of the invention according to claim 5 is that, in the invention according to claim 4, switching between the low speed running mode and the high speed running mode is rotation of the first input member and the first output element, And when the rotations of the second input member and the second output element are in a synchronized state, the engagement states of the first clutch and the second clutch are switched to each other.

また、請求項6に係る発明の要旨とするところは、請求項1乃至5に係る発明において、前記第1クラッチおよび第2クラッチは、噛合クラッチであることにある。   A gist of the invention according to claim 6 is that, in the inventions according to claims 1 to 5, the first clutch and the second clutch are meshing clutches.

また、請求項7に係る発明の要旨とするところは、請求項1乃至6に係る発明において、前記第1電動機、電気式差動部、第2電動機、および遊星歯車式自動変速機は、円筒状のハウジング内において共通の一軸心方向に沿って順に直列に配設されていることにある。   The gist of the invention according to claim 7 is that, in the invention according to claims 1 to 6, the first electric motor, the electric differential section, the second electric motor, and the planetary gear automatic transmission are cylindrical. In this case, they are arranged in series in order along a common uniaxial direction in a cylindrical housing.

請求項1に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、そのハイブリッド駆動装置は、原動機に連結された入力要素と、第1電動機に連結された反力要素と、第2電動機に連結された第1出力要素と、第2出力要素とを備え、該第1電動機の運転状態が制御されることにより、該入力要素の回転速度と該第1出力要素および第2出力要素の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、該電気式差動部の第1出力要素および第2出力要素と駆動輪との間に設けられ、該第1出力要素から動力が入力されたときは第1変速比の低速側ギヤ段を成立させ、該第2出力要素から動力が入力されたときは該第1変速比より小さい第2変速比の高速側ギヤ段を成立させる2段の変速段を有する遊星歯車式自動変速機と、前記電気式差動部の第1出力要素から前記遊星歯車式自動変速機への第1入力経路に設けられ、低速走行モードでは該第1出力要素からの動力を該遊星歯車式自動変速機へ入力させて該遊星歯車式自動変速機を低速側ギヤ段とする第1クラッチと、前記電気式差動部の第2出力要素から前記遊星歯車式自動変速機への第2入力経路に設けられ、高速走行モードでは該第2出力要素からの動力を該遊星歯車式自動変速機へ入力させて該遊星歯車式自動変速機を高速側ギヤ段とする第2クラッチとを、含む。このことから、上記ハイブリッド駆動装置を備える車両において、低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1電動機の発電制御や原動機の出力制御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1電動機が逆転力行(力行制御)させられる前に第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態を切り換えることにより、上記低速走行モードにて成立している低速側ギヤ段よりも変速比が小さい高速側ギヤ段が成立させられる高速走行モードへ切り換えて走行できるので、高速走行時における電動機の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、燃費向上のために終減速機のファイナルギヤ比をよりハイギヤに設定する必要がないので、車両への搭載性が損なわれることがない。   According to the hybrid drive device of the first aspect of the invention, the hybrid drive device includes an input element coupled to the prime mover, a reaction force element coupled to the first motor, and a first coupled to the second motor. An output element and a second output element are provided, and the operation state of the first electric motor is controlled, so that a difference between the rotation speed of the input element and the rotation speed of the first output element and the second output element is obtained. When an electric differential unit whose state is controlled is provided, and between the first output element and the second output element of the electric differential unit and the drive wheel, and when power is input from the first output element Is a two-speed shift that establishes a low-speed gear stage with a first gear ratio and establishes a high-speed gear stage with a second gear ratio that is smaller than the first gear ratio when power is input from the second output element. A planetary gear type automatic transmission having a stage and a first output of the electric differential unit; The planetary gear type automatic transmission is provided in a first input path from an element to the planetary gear type automatic transmission, and in the low-speed traveling mode, power from the first output element is input to the planetary gear type automatic transmission. Is provided in a second input path from the second output element of the electric differential unit to the planetary gear type automatic transmission, and in the high speed traveling mode, the second output element And a second clutch that causes the planetary gear type automatic transmission to be input to the planetary gear type automatic transmission to use the planetary gear type automatic transmission as a high-speed side gear stage. From this, in the vehicle equipped with the hybrid drive device, when the traveling speed of the vehicle traveling in the low speed traveling mode is shifted from the low speed side to the high speed side by the power generation control of the first motor, the output control of the prime mover, or the like, By switching the engagement state of the first clutch and the second clutch before the first motor is reversely rotated (powering control), the transmission gear ratio is smaller than the low-speed gear stage established in the low-speed traveling mode. Since the vehicle can travel by switching to the high-speed traveling mode in which the high-speed side gear is established, the fuel efficiency can be further improved while avoiding the power running control of the electric motor during the high-speed traveling. Further, since it is not necessary to set the final gear ratio of the final reduction gear to a higher gear in order to improve fuel efficiency, the mounting property on the vehicle is not impaired.

また、請求項2に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、前記電気式差動部は、前記第1電動機に連結された第1サンギヤと、前記原動機に連結された第1キャリヤと、前記第2電動機および第1入力経路に連結された第1リングギヤとを有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置と、前記第2入力経路に連結された第2サンギヤと、前記第1入力経路に連結された第2キャリヤと、前記第1キャリヤおよび原動機に連結された第2リングギヤとを有するダブルピニオン型の第2遊星歯車装置とを、備え、前記低速走行モードでは、前記第1リングギヤおよび第2キャリヤから前記第1入力経路へ動力を伝達し、前記高速走行モードでは、前記第2サンギヤから前記第2入力経路へ動力を伝達するものである。このことから、上記ハイブリッド駆動装置を備える車両において、低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1電動機の発電制御御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1電動機が逆転力行させられる前に第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態を切り換えることにより、前記高速側ギヤ段が成立させられる高速走行モードへ切り換えられ、その後、第1電動機の回転速度を発電制御等により正回転方向に増速させることにより、走行速度をさらに高めて走行できるので、高速走行時における電動機の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、燃費向上のために終減速機のファイナルギヤ比をよりハイギヤに設定する必要がないので、車両への搭載性が損なわれることがない。   According to the hybrid drive device of the invention relating to claim 2, the electric differential section includes a first sun gear coupled to the first motor, a first carrier coupled to the prime mover, and the first carrier. A single pinion type first planetary gear device having two electric motors and a first ring gear coupled to the first input path; a second sun gear coupled to the second input path; and coupled to the first input path. A second pinion-type second planetary gear device having a second carrier and a second ring gear coupled to the first carrier and the prime mover, and in the low-speed traveling mode, the first ring gear and the second carrier. Power is transmitted from the second sun gear to the second input path in the high-speed travel mode. Therefore, in the vehicle equipped with the hybrid drive device, when the traveling speed of the vehicle traveling in the low speed traveling mode is shifted from the low speed side to the high speed side by the power generation control of the first motor, the first motor is By switching the engagement state of the first clutch and the second clutch before the reverse rotation is performed, the high-speed traveling mode in which the high-speed side gear is established is established, and then the rotation speed of the first motor is controlled by power generation, etc. By increasing the speed in the forward rotation direction, it is possible to travel at a higher traveling speed, so that the fuel efficiency can be further improved while avoiding the power running control of the motor during high speed traveling. Further, since it is not necessary to set the final gear ratio of the final reduction gear to a higher gear in order to improve fuel efficiency, the mounting property on the vehicle is not impaired.

また、請求項3に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、前記遊星歯車式自動変速機は、非回転部材に連結された第3サンギヤと、前記駆動輪および第1クラッチに連結された第3キャリヤと、前記第2クラッチに連結された第3リングギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車装置を備え、前記低速走行モードでは、該第3キャリヤに動力が入力されて該第3キャリヤから出力する変速比が1の低速側ギヤ段を成立させ、前記高速走行モードでは、前記第3リングギヤに動力が入力されて該第3キャリヤから出力する変速比が1より小さい高速側ギヤ段を成立させるものである。このことから、上記ハイブリッド駆動装置を備える車両において、変速比が1の低速側ギヤ段が成立させられている低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1電動機の発電制御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1電動機が逆転力行させられる前に第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態を切り換えることにより、変速比が1よりも小さい高速側ギヤ段が成立させられる高速走行モードへ切り換えて走行できるので、高速走行時における電動機の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、上記ハイブリッド駆動装置は、2つの電動機、2つのクラッチ、および3つの遊星歯車装置を主体とする比較的少ない部品からコンパクトに構成されるので、車両への搭載性が損なわれることなく且つ安価に製造可能である。   According to the hybrid drive device of the invention of claim 3, the planetary gear type automatic transmission includes a third sun gear connected to the non-rotating member, and a third sun gear connected to the drive wheel and the first clutch. A double pinion type planetary gear device having a carrier and a third ring gear coupled to the second clutch, and in the low-speed traveling mode, power is input to the third carrier and output from the third carrier. A low-speed gear stage with a ratio of 1 is established, and in the high-speed traveling mode, a high-speed gear stage with a gear ratio smaller than 1 is established when power is input to the third ring gear and output from the third carrier. is there. Therefore, in a vehicle equipped with the hybrid drive device, the traveling speed of the vehicle traveling in the low-speed traveling mode in which the low-speed gear stage having a gear ratio of 1 is established is reduced by the power generation control of the first electric motor or the like. When shifting from the high speed side to the high speed side, the high speed side gear stage having a gear ratio smaller than 1 is established by switching the engagement state of the first clutch and the second clutch before the first motor is reversely powered. Therefore, the fuel consumption can be further improved while avoiding the power running control of the electric motor at the time of high speed traveling. In addition, the hybrid drive device is compactly configured with relatively few parts mainly including two electric motors, two clutches, and three planetary gear devices, so that the mountability to a vehicle is not impaired and is inexpensive. Can be manufactured.

また、請求項4に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、前記電気式差動部および遊星歯車式自動変速機は、前記低速走行モードにおいて前記電気式差動部の第1出力要素から動力が入力される前記遊星歯車式自動変速機の第1入力部材と該第1出力要素との回転、および前記高速走行モードにおいて前記電気式差動部の第2出力要素から動力が入力される前記遊星歯車式自動変速機の第2入力部材と該第2出力要素との回転が、前記第1電動機の零回転またはその零回転付近において同時にそれぞれ同期状態となるように設定されている。このことから、上記ハイブリッド駆動装置を備える車両において、低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1電動機の発電制御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1電動機が逆転力行させられる前であって、上記第1入力部材と第1出力要素との回転、および上記第2入力部材と第2出力要素との回転がそれぞれ同期状態であるときに第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態を切り換えることにより、変速比が1よりも小さい高速側ギヤ段が成立させられる高速走行モードへ切り換えて走行できるので、高速走行時における電動機の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、燃費向上のために終減速機のファイナルギヤ比をよりハイギヤに設定する必要がないので、車両への搭載性が損なわれることがない。また、上記低速走行モードから高速走行モードへの切り換えは、上記同期状態である時に切り換えられるので、その切り換えに伴う変速ショックが発生しないという利点がある。   According to the hybrid drive device of the invention according to claim 4, the electric differential unit and the planetary gear automatic transmission are powered from the first output element of the electric differential unit in the low-speed traveling mode. Rotation between the first input member of the planetary gear type automatic transmission and the first output element to be input, and the planet to which power is input from the second output element of the electric differential unit in the high speed traveling mode The rotation of the second input member of the gear-type automatic transmission and the second output element is set so as to be simultaneously synchronized at or near the zero rotation of the first electric motor. Therefore, in the vehicle equipped with the hybrid drive device, when the traveling speed of the vehicle traveling in the low speed traveling mode shifts from the low speed side to the high speed side due to the power generation control of the first motor, the first motor rotates in the reverse direction. Before powering, when the rotation of the first input member and the first output element and the rotation of the second input member and the second output element are in a synchronized state, respectively, the first clutch and the second clutch By switching the engagement state of the clutch, it is possible to travel by switching to a high-speed traveling mode in which a high-speed gear stage having a gear ratio smaller than 1 is established, so that fuel efficiency can be improved while avoiding powering control of the motor during high-speed traveling Can be improved. Further, since it is not necessary to set the final gear ratio of the final reduction gear to a higher gear in order to improve fuel efficiency, the mounting property on the vehicle is not impaired. Further, since the switching from the low-speed traveling mode to the high-speed traveling mode is performed when the synchronous state is in effect, there is an advantage that a shift shock accompanying the switching does not occur.

また、請求項5に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、前記低速走行モードと高速走行モードとの切り換えは、前記第1入力部材と第1出力要素との回転、および前記第2入力部材と第2出力要素との回転がそれぞれ同期状態であるときに、前記第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態が相互に切り換えられることにより行われることから、上記切り換えは、所謂同期切換であるので、その切り換えに伴って変速ショックが発生しない。   Further, according to the hybrid drive device of the invention according to claim 5, the switching between the low speed driving mode and the high speed driving mode is performed by rotating the first input member and the first output element, and the second input member. When the rotation with the second output element is in a synchronized state, the engagement state of the first clutch and the second clutch is switched to each other, so the switching is a so-called synchronous switching. As a result of this change, no shift shock occurs.

また、請求項6に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、前記第1クラッチおよび第2クラッチは、噛合クラッチであることから、電気式差動部から遊星歯車式自動変速機への動力伝達に際して、例えば摩擦係合装置等を用いたときに発生する摩擦損失等が発生しないので、さらに伝達効率を向上することができる。   According to the hybrid drive device of the invention relating to claim 6, since the first clutch and the second clutch are meshing clutches, when the power is transmitted from the electric differential unit to the planetary gear type automatic transmission. Since, for example, a friction loss that occurs when a friction engagement device or the like is used does not occur, transmission efficiency can be further improved.

また、請求項7に係る発明のハイブリッド駆動装置によれば、前記第1電動機、電気式差動部、第2電動機、および遊星歯車式自動変速機は、円筒状のハウジング内において共通の一軸心方向に沿って順に直列に配設されていることから、第1電動機および第2電動機をそのハウジング内に収納することが可能となる。このため、部品点数を減らしてコストを低減することができるとともに、剛性が向上し、騒音あるいは振動の発生を低減することができる。   According to the hybrid drive device of the invention relating to claim 7, the first electric motor, the electric differential section, the second electric motor, and the planetary gear type automatic transmission are uniaxially shared in a cylindrical housing. Since the first electric motor and the second electric motor can be accommodated in the housing because they are arranged in series in order along the central direction. For this reason, the number of parts can be reduced to reduce the cost, the rigidity can be improved, and the generation of noise or vibration can be reduced.

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.

図1は、本発明の一実施例のハイブリッド駆動装置10の骨子図を含む、車両の動力伝達装置12の概略を説明する図である。この動力伝達装置12は、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型の駆動方式の車両に好適に採用されるものである。図1において、上記動力伝達装置12では、ハイブリッド駆動装置10で発生させられたトルク(動力)が、ハイブリッド駆動装置10の出力部材としての出力軸14から差動歯車装置16等を介して左右一対の駆動輪17に伝達されるようになっている。なお、ハイブリッド駆動装置10は、出力軸14に対して略対称的に構成されているため、図1ではそれらの下半分が省略されて示されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a power transmission device 12 for a vehicle including a skeleton diagram of a hybrid drive device 10 according to an embodiment of the present invention. This power transmission device 12 is suitably employed in a vehicle of an FR (front engine / rear drive) type drive system. In FIG. 1, in the power transmission device 12, torque (power) generated by the hybrid drive device 10 is transmitted from the output shaft 14 as an output member of the hybrid drive device 10 to the left and right pairs via the differential gear device 16 and the like. Is transmitted to the drive wheel 17. Since the hybrid drive device 10 is configured substantially symmetrically with respect to the output shaft 14, the lower half thereof is omitted in FIG.

上記ハイブリッド駆動装置10は、主動力源である第1駆動力発生源18と、その第1駆動力発生源18と出力軸14との間に設けられた遊星歯車式自動変速機20とを備えている。このハイブリッド駆動装置10では、上記第1駆動力発生源18において発生させられたトルクが、2つの動力伝達経路すなわち第1入力経路RT1および第2入力経路RT2のうちの1つを介して、遊星歯車式自動変速機20へ伝達されるようになっている。また、ハイブリッド駆動装置10は、第1駆動力発生源18と遊星歯車式自動変速機20との間の上記第1入力経路RT1に設けられ、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギーを回収するための発電制御を選択的に実行可能である第2駆動力発生源としての第2モータジェネレータMG2(第2電動機)を備えている。この第2モータジェネレータMG2は、第1駆動力発生源18とともに、遊星歯車式自動変速機20を介して出力軸14に連結されている。したがって、上記第1駆動力発生源18および第2モータジェネレータMG2から出力軸14へ出力されるトルク容量が、遊星歯車式自動変速機20で設定される変速比(=遊星歯車式自動変速機20の入力部材の回転速度/出力軸14の回転速度(出力軸回転速度NOUT))に応じて増減させられる。なお、上記第2モータジェネレータMG2および後述の第1モータジェネレータ(第1電動機)MG1は、何れも発電機としても電動モータとしても機能するものである。 The hybrid drive device 10 includes a first driving force generation source 18 that is a main power source, and a planetary gear type automatic transmission 20 provided between the first driving force generation source 18 and the output shaft 14. ing. In the hybrid drive device 10, the torque generated in the first driving force generation source 18 is transmitted to the planet through one of two power transmission paths, that is, the first input path RT1 and the second input path RT2. It is transmitted to the gear type automatic transmission 20. Further, the hybrid drive device 10 is provided in the first input path RT1 between the first driving force generation source 18 and the planetary gear automatic transmission 20, and performs power running control and energy for outputting driving force for traveling. The second motor generator MG2 (second electric motor) is provided as a second driving force generation source capable of selectively executing power generation control for recovering the power. The second motor generator MG2 is coupled to the output shaft 14 through the planetary gear type automatic transmission 20 together with the first driving force generation source 18. Accordingly, the torque capacity output from the first driving force generation source 18 and the second motor generator MG2 to the output shaft 14 is a gear ratio set by the planetary gear automatic transmission 20 (= planet gear automatic transmission 20). The rotational speed of the input member / the rotational speed of the output shaft 14 (output shaft rotational speed N OUT )). The second motor generator MG2 and a first motor generator (first electric motor) MG1 described later function both as a generator and an electric motor.

第1駆動力発生源18は、主動力源としてのエンジン(原動機)26と、第1モータジェネレータMG1と、これらエンジン26と第1モータジェネレータMG1との間でトルクを合成もしくは分配するための動力分配機構としての遊星歯車装置28とを主体として構成されている。上記エンジン26は、燃料を燃焼させて動力を出力するガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の内燃機関であって、マイクロコンピュータを主体とするエンジン制御用の電子制御装置(E−ECU)30によって、スロットル弁開度や吸入空気量、燃料供給量、点火時期などの運転状態が要求駆動力を満足させつつ高効率となるように電気的に制御されるように構成されている。この電子制御装置30には、アクセルペダル31のアクセル操作量Accを検出するアクセル操作量センサ32、ブレーキペダル33の操作の有無を検出するためのブレーキセンサ34、エンジン26のエンジン回転速度Nを検出するエンジン回転速度センサ35等から検出信号が供給される。 The first driving force generation source 18 includes an engine (prime mover) 26 as a main power source, a first motor generator MG1, and power for synthesizing or distributing torque between the engine 26 and the first motor generator MG1. The planetary gear device 28 as a distribution mechanism is mainly configured. The engine 26 is a known internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine that burns fuel and outputs power, and an electronic control device (E-ECU) 30 for engine control mainly composed of a microcomputer. The operation state such as the throttle valve opening, the intake air amount, the fuel supply amount, and the ignition timing is electrically controlled so as to achieve high efficiency while satisfying the required driving force. The electronic control unit 30, an accelerator operation amount sensor 32 for detecting an accelerator operation amount Acc of an accelerator pedal 31, a brake sensor 34 for detecting the presence or absence of the operation of the brake pedal 33, the engine rotational speed N E of the engine 26 A detection signal is supplied from the detected engine rotation speed sensor 35 or the like.

前記第1モータジェネレータMG1および第2モータモジュレータMG2は、駆動トルクを発生させる電動モータとしての機能と発電機としての機能とが選択的に得られるように構成され、インバータ36および37を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置38に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置(MG−ECU)40によってそのインバータ36および37が制御されることにより、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の出力トルクあるいは発電トルク(回生トルク)が調整或いは設定されるようになっている。この電子制御装置40には、シフトレバー41の操作位置を検出する操作位置センサ42、第1モータジェネレータMG1の回転速度NMG1を検出するMG1回転速度センサ44、および第2モータジェネレータMG2の回転速度NMG2を検出するMG2回転速度センサ45等から検出信号が供給される。 The first motor generator MG1 and the second motor modulator MG2 are configured so as to selectively obtain a function as an electric motor for generating a driving torque and a function as a generator, and a battery via inverters 36 and 37. Are connected to a power storage device 38 such as a capacitor. The inverters 36 and 37 are controlled by an electronic control unit (MG-ECU) 40 for controlling the motor generator mainly composed of a microcomputer, so that the output torque of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 or The power generation torque (regenerative torque) is adjusted or set. The electronic control unit 40, the rotational speed of the shift operating position sensor 42 for detecting an operation position of the lever 41, MG1 rotational speed sensor 44 detects the rotational speed N MG1 of the first motor generator MG1 and second motor generator MG2, the detection signal from the mag MG2 rotational speed sensor 45 for detecting the supplied N MG2.

前記遊星歯車装置28は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置46とダブルピニオン型の第2遊星歯車装置48とを備えており、エンジン26や遊星歯車式自動変速機20と同心に設けられている。第1遊星歯車装置46は、第1モータジェネレータMG1に連結された第1サンギヤS1と、その第1サンギヤS1に対して略同心に配置され、第2モータジェネレータMG2および第1入力経路RT1に連結された第1リングギヤR1と、これら第1サンギヤS1および第1リングギヤR1に噛み合う複数の第1ピニオンギヤを自転可能かつ第1サンギヤS1まわりの公転可能に支持するとともに、エンジン26の出力部材に連結された第1キャリアCA1とを有している。また、第2遊星歯車装置48は、第2入力経路RT2に連結された第2サンギヤS2と、複数の互いに噛み合う一対の第2ピニオンギヤを自転可能および第2サンギヤS2まわりの公転可能に支持するとともに、第1リングギヤR1および第1入力経路RT1に連結された第2キャリヤCA2と、その第2ピニオンギヤを介して第2サンギヤS2と噛み合うとともに第2サンギヤS2に対して同心に配置され、第1キャリヤCA1およびエンジン26の出力部材に連結された第2リングギヤR2とを有している。なお、本実施例では、上記第1キャリヤCA1および第2リングギヤR2は、エンジン26の出力部材に対して直接的に連結されているが、脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)やトルクコンバータ等を介して間接的に連結されてもよい。   The planetary gear unit 28 includes a single pinion type first planetary gear unit 46 and a double pinion type second planetary gear unit 48, and is provided concentrically with the engine 26 and the planetary gear type automatic transmission 20. Yes. The first planetary gear unit 46 is disposed substantially concentrically with the first sun gear S1 connected to the first motor generator MG1 and the first sun gear S1, and is connected to the second motor generator MG2 and the first input path RT1. The first ring gear R1 and the plurality of first pinion gears meshed with the first sun gear S1 and the first ring gear R1 are supported so as to be capable of rotating and revolving around the first sun gear S1, and are coupled to an output member of the engine 26. And a first carrier CA1. The second planetary gear device 48 supports the second sun gear S2 coupled to the second input path RT2 and a plurality of meshing pairs of second pinion gears so as to be capable of rotating and revolving around the second sun gear S2. The second carrier CA2 connected to the first ring gear R1 and the first input path RT1 is engaged with the second sun gear S2 via the second pinion gear and is concentrically arranged with respect to the second sun gear S2. CA1 and a second ring gear R2 connected to the output member of the engine 26. In the present embodiment, the first carrier CA1 and the second ring gear R2 are directly connected to the output member of the engine 26, but via a pulsation absorbing damper (vibration damping device), a torque converter, or the like. May be indirectly connected.

この遊星歯車装置28では、一部が互いに連結されることによって4つの回転要素が構成されている。具体的には、エンジン26に連結された第1キャリヤCA1および第2リングギヤR2が互いに一体的に連結されて成る入力要素RM1と、第1モータジェネレータMG1に連結された第1サンギヤS1から成る反力要素RM2と、第2モータジェネレータMG2に連結された第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2が互いに一体的に連結されて成る第1出力要素RM3と、第2入力経路RT2に連結された第2サンギヤS2から成る第2出力要素RM4とが構成されている。なお、第1遊星歯車装置46および第2遊星歯車装置48は、それらの各部材の連結関係を適宜変更可能であり、また、シングルピニオン型あるいはダブルピニオン型の遊星歯車装置を適宜選択して用いることも可能である。   In this planetary gear device 28, four rotating elements are configured by being partially connected to each other. Specifically, the first carrier CA1 and the second ring gear R2 connected to the engine 26 are integrally coupled to each other, and the first sun gear S1 is connected to the first motor generator MG1. Force element RM2, first output element RM3 formed by integrally connecting first ring gear R1 and second carrier CA2 connected to second motor generator MG2, and second connected to second input path RT2. A second output element RM4 composed of the sun gear S2 is configured. The first planetary gear device 46 and the second planetary gear device 48 can appropriately change the connection relationship of their respective members, and a single pinion type or double pinion type planetary gear device is appropriately selected and used. It is also possible.

本実施例では、遊星歯車装置28および第1モータジェネレータMG1によって電気式差動部50が構成されている。この電気式差動部50は、エンジン26に連結された入力要素RM1と、第1モータジェネレータMG1に連結された反力要素RM2と、第1入力経路RT1および第2モータジェネレータMG2に連結された第1出力要素RM3と、第2入力経路RT2に連結された第2出力要素RM4とを備え、第1モータジェネレータMG1の運転状態が制御されるすなわち力行制御あるいは発電制御が実行されることにより、上記入力要素RM1の回転速度と第1出力要素RM3および第2出力要素RM4の回転速度との差動状態が制御されるものである。   In the present embodiment, the planetary gear device 28 and the first motor generator MG1 constitute an electric differential section 50. The electric differential unit 50 is connected to the input element RM1 connected to the engine 26, the reaction force element RM2 connected to the first motor generator MG1, and the first input path RT1 and the second motor generator MG2. The first output element RM3 and the second output element RM4 connected to the second input path RT2 are provided, and the operating state of the first motor generator MG1 is controlled, that is, the power running control or the power generation control is executed. The differential state between the rotational speed of the input element RM1 and the rotational speeds of the first output element RM3 and the second output element RM4 is controlled.

図2は、トルク合成分配機構として機能する遊星歯車装置28の各回転要素RM1〜RM4の回転速度の相対関係を示す共線図である。図2において、縦軸RM1、縦軸RM2、縦軸RM3、および縦軸RM4は、入力要素RM1(第1キャリヤCA1、第2リングギヤR2)の回転速度、反力要素RM2(第1サンギヤ)の回転速度、第1出力要素(第1リングギヤR1、第2キャリヤCA2)の回転速度、および第2出力要素(第2サンギヤS2)の回転速度をそれぞれ表す軸である。また、図2において、縦軸RM2、縦軸RM1、縦軸RM3の相互の間隔は、縦軸RM2と縦軸RM1との間隔をaとした場合、縦軸RM1と縦軸RM3との間隔がa*ρ1(ρ1=第1サンギヤS1の歯数/第1リングギヤR1の歯数)となるように設定されており、縦軸RM4、縦軸RM1、縦軸RM3の相互の間隔は、縦軸RM4と縦軸RM3との間隔をbとした場合、縦軸RM1と縦軸RM3との間隔がb*ρ2(ρ2=第2サンギヤS2の歯数/第2リングギヤR2の歯数)となるように設定されている。   FIG. 2 is a collinear diagram showing the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements RM1 to RM4 of the planetary gear device 28 that functions as a torque combining and distributing mechanism. In FIG. 2, the vertical axis RM1, the vertical axis RM2, the vertical axis RM3, and the vertical axis RM4 indicate the rotational speed of the input element RM1 (first carrier CA1, second ring gear R2) and the reaction force element RM2 (first sun gear). This is an axis representing the rotational speed, the rotational speed of the first output element (first ring gear R1, second carrier CA2), and the rotational speed of the second output element (second sun gear S2). In FIG. 2, the mutual intervals of the vertical axis RM2, the vertical axis RM1, and the vertical axis RM3 are set such that when the interval between the vertical axis RM2 and the vertical axis RM1 is a, the interval between the vertical axis RM1 and the vertical axis RM3 is a * ρ1 (ρ1 = the number of teeth of the first sun gear S1 / the number of teeth of the first ring gear R1). The intervals between the vertical axis RM4, the vertical axis RM1, and the vertical axis RM3 are When the distance between RM4 and the vertical axis RM3 is b, the distance between the vertical axis RM1 and the vertical axis RM3 is b * ρ2 (ρ2 = number of teeth of the second sun gear S2 / number of teeth of the second ring gear R2). Is set to

遊星歯車装置28において、入力要素RM1に入力されるエンジン26の出力トルクに対して、第1モータジェネレータMG1による反力トルクが反力要素RM2に入力されると、第1出力要素RM3および第2出力要素RM4には、その反力トルクの大きさに応じて、その出力トルクより大きいトルクまたは小さいトルクが現れる。また、第1出力要素RM3または第2出力要素RM4の回転速度が一定であるとき、第1モータジェネレータMG1の回転速度NMG1を上下に変化させることにより、エンジン回転速度Nを連続的に(無段階に)変化させることができる。すなわち、第1出力要素RM3および第2出力要素RM4の回転速度(遊星歯車式自動変速機20の入力部材の回転速度)に対するエンジン回転速度Nの変速比を、第1モータジェネレータMG1の回転速度NMG1を制御することにより無段階で変更することができるのである。図2の破線は、第1モータジェネレータMG1の回転速度NMG1を実線で示す値から下げたときに、エンジン回転速度Nが低下する状態を示している。これにより、エンジン回転速度Nを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、第1モータジェネレータMG1を制御することによって実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。特に、本実施例の場合は、2つの電動機を有し且つトルク合成分配機構として機能する遊星歯車装置28が4つの回転要素から成る、2モータ型4要素複合スプリットタイプである。 In the planetary gear device 28, when the reaction torque generated by the first motor generator MG1 is input to the reaction force element RM2 with respect to the output torque of the engine 26 input to the input element RM1, the first output element RM3 and the second output element RM3 are output. In the output element RM4, a torque larger or smaller than the output torque appears depending on the magnitude of the reaction torque. Further, when the rotational speed of the first output element RM3 or second output element RM4 is constant, by changing the rotational speed N MG1 of the first motor generator MG1 in the vertical, continuously the engine rotational speed N E ( Steplessly). That is, the gear ratio of the engine rotational speed N E with respect to the rotational speed of the first output element RM3 and second output element RM4 (the rotational speed of the input member of the planetary gear type automatic transmission 20), the rotational speed of the first motor generator MG1 It can be changed steplessly by controlling NMG1 . Broken line in FIG. 2, when lowered from a value that indicates the rotational speed N MG1 of the first motor generator MG1 by a solid line shows a state in which the engine rotational speed N E is lowered. As a result, the control for setting the engine speed NE to, for example, the speed at which the fuel efficiency is the best can be executed by controlling the first motor generator MG1. This type of hybrid type is called mechanical distribution type or split type. In particular, in the case of the present embodiment, the planetary gear device 28 having two electric motors and functioning as a torque synthesizing / distributing mechanism is a two-motor four-element composite split type including four rotating elements.

図1に戻って、前記遊星歯車式自動変速機20は、電気式差動部50の第1出力要素RM3および第2出力要素RM4と出力軸14との間に設けられ、電気式差動部50の第1出力要素RM3から動力が入力されたときは、変速比(第1変速比)が1の低速側ギヤ段Lを成立させ、電気式差動部50の第2出力要素RM4から動力が入力されたときは、変速比(第2変速比)が1より小さい高速側ギヤ段Hを成立させる2段の変速段を有するものである。具体的には、遊星歯車式自動変速機20は、出力軸14と同心に設けられ、非回転部材であるハウジング52に位置固定に連結された第3サンギヤS3と、複数の互いに噛み合う一対の第3ピニオンギヤを自転可能および第3サンギヤS3まわりの公転可能に支持するとともに、出力軸14に連結され且つ第1入力経路RT1に第1クラッチC1を介して間接的に連結された第3キャリヤCA3と、その第3ピニオンギヤを介して第3サンギヤS3と噛み合うとともに第3サンギヤS3に対して同心に配置され、第2入力経路RT2に第2クラッチを介して間接的に連結された第3リングギヤR1とを、有するダブルピニオン型遊星歯車装置53を備えている。そして、第1クラッチC1が係合させられ且つ第2クラッチC2が解放させられたときは、電気式差動部50の第1出力要素RM3から第1入力経路RT1および第1クラッチC1を介して第3キャリアCA3に動力が入力されて、その第3キャリヤCA3から動力を出力する低速側ギヤ段Lが成立させられ、第1クラッチC1が解放させられ且つ第2クラッチC2が係合させられたときは、電気式差動部50の第2出力要素RM4から第2入力経路RT2および第2クラッチC2を介して第3リングギヤR3に動力が入力されて、その第3キャリアCA3から動力を出力する高速側ギヤ段Hが成立させられる。なお、上記第1クラッチC1および第2クラッチC2は、複数の互いに噛み合うドグ歯を有し、そのドグ歯の噛み合いによりトルク(動力)を伝達するドグ歯型噛合クラッチである。これらの第1クラッチC1および第2クラッチC2は、図示しない油圧アクチュエータ等により噛み合い状態が切り換えられるように構成されており、油圧制御装置55(図5参照)を介して係合、解放制御される。また、低速側ギヤ段Lおよび高速側ギヤ段Hの間での変速すなわち変速制御は、後述の運転モード切換手段60により行われる。   Returning to FIG. 1, the planetary gear type automatic transmission 20 is provided between the first output element RM3 and the second output element RM4 of the electric differential unit 50 and the output shaft 14, and the electric differential unit. When power is input from the 50 first output element RM3, the low speed side gear stage L having a gear ratio (first gear ratio) of 1 is established, and the power is output from the second output element RM4 of the electric differential unit 50. Is input, it has two speeds that establish a high-speed gear stage H with a speed ratio (second speed ratio) smaller than 1. Specifically, the planetary gear automatic transmission 20 is provided concentrically with the output shaft 14 and is connected to a third sun gear S3 fixedly connected to a housing 52, which is a non-rotating member, and a plurality of paired first gears. A third carrier CA3 which supports the three-pinion gear so as to be capable of rotating and revolving around the third sun gear S3, and is coupled to the output shaft 14 and indirectly coupled to the first input path RT1 via the first clutch C1; A third ring gear R1 meshing with the third sun gear S3 via the third pinion gear and concentrically disposed with respect to the third sun gear S3 and indirectly connected to the second input path RT2 via the second clutch; Is provided with a double pinion type planetary gear unit 53. When the first clutch C1 is engaged and the second clutch C2 is released, the first output element RM3 of the electric differential section 50 is connected via the first input path RT1 and the first clutch C1. Power is input to the third carrier CA3, the low-speed gear stage L that outputs power from the third carrier CA3 is established, the first clutch C1 is released, and the second clutch C2 is engaged. When power is input from the second output element RM4 of the electric differential section 50 to the third ring gear R3 via the second input path RT2 and the second clutch C2, the power is output from the third carrier CA3. The high speed side gear stage H is established. The first clutch C1 and the second clutch C2 are dog-type meshing clutches having a plurality of meshing dog teeth and transmitting torque (power) by meshing the dog teeth. The first clutch C1 and the second clutch C2 are configured so that their meshing states are switched by a hydraulic actuator or the like (not shown), and are engaged / released via a hydraulic control device 55 (see FIG. 5). . Further, a shift between the low speed gear stage L and the high speed gear stage H, that is, a shift control is performed by an operation mode switching means 60 described later.

図3は、遊星歯車式自動変速機20を構成している前記ダブルピニオン型遊星歯車装置53における各回転要素の回転速度の相対関係を示す共線図である。図3において、縦軸S3、縦軸CA3、および縦軸R3は、第3サンギヤS3の回転速度、第3キャリヤCA3の回転速度、および第3リングギヤR3の回転速度をそれぞれ表す軸である。また、図3において、縦軸S3、縦軸CA3、および縦軸R3の相互の間隔は、縦軸S3と縦軸CA3との間隔をcとした場合、縦軸CA3と縦軸R3との間隔がc*ρ3(ρ3=第3サンギヤS3の歯数/第3リングギヤR3の歯数)となるように設定されている。図3における実線および一点鎖線は、高速側ギヤ段Hおよび低速側ギヤ段Lが成立している場合をそれぞれ示すものであり、その際に入力部材として機能する第3キャリヤCA3および第3リングギヤの回転速度を、それぞれ同じ所定値N1にして比較したものである。図3に示すように、遊星歯車式自動変速機20において高速側ギヤ段Hが成立させらた場合、出力軸14の出力軸回転速度NOUT2は、低速側ギヤ段Lが成立させらた場合の出力軸回転速度NOUT1に対して(1/(1−ρ3))倍になり、入力の回転速度N1に対して増速されることになる。ここで、本実施例における遊星歯車装置28およびダブルピニオン型遊星歯車装置53は、後述の図7に示すように、第1出力要素RM3の回転速度に対応する第2モータジェネレータMG2の回転速度NMG2および第3キャリヤCA3の回転速度NCA3、第2出力要素RM4の回転速度NRM4および第3リングギヤR3の回転速度NR3が、第1モータジェネレータMG1の零回転またはその付近において同時にそれぞれ同期状態となるように機械的に設定されている。 FIG. 3 is a collinear diagram showing the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements in the double pinion type planetary gear unit 53 constituting the planetary gear type automatic transmission 20. In FIG. 3, the vertical axis S3, the vertical axis CA3, and the vertical axis R3 are axes respectively representing the rotation speed of the third sun gear S3, the rotation speed of the third carrier CA3, and the rotation speed of the third ring gear R3. In FIG. 3, the mutual distance between the vertical axis S3, the vertical axis CA3, and the vertical axis R3 is the distance between the vertical axis CA3 and the vertical axis R3, where c is the distance between the vertical axis S3 and the vertical axis CA3. Is set to c * ρ3 (ρ3 = the number of teeth of the third sun gear S3 / the number of teeth of the third ring gear R3). The solid line and the alternate long and short dash line in FIG. 3 indicate the cases where the high speed side gear stage H and the low speed side gear stage L are established, respectively, and the third carrier CA3 and the third ring gear functioning as input members at that time, respectively. The rotational speeds are compared with the same predetermined value N1. As shown in FIG. 3, when the high-speed gear stage H is established in the planetary gear automatic transmission 20, the output shaft rotational speed N OUT2 of the output shaft 14 is the case where the low-speed gear stage L is established. the output shaft with respect to the rotational speed N OUT1 (1 / (1- ρ3)) is doubled will be increased with respect to the rotation speed N1 of the input. Here, the planetary gear device 28 and the double pinion type planetary gear device 53 in the present embodiment have a rotational speed N of the second motor generator MG2 corresponding to the rotational speed of the first output element RM3, as shown in FIG. MG2 and the rotational speed N CA3 of the third carrier CA3, rotational speed N R3 rotational speed N RM4 and the third ring gear R3 of the second output element RM4 is, at the same time each synchronization state at the zero rotation or near the first motor generator MG1 It is mechanically set to be

図1に戻って、本実施例では、前記変速制御を行うためにマイクロコンピュータを主体とした変速制御用の電子制御装置(T−ECU)54が設けられており、前記油圧制御装置を介して第1クラッチC1およびC2が係合、解放制御される。この電子制御装置54には、車速Vに対応する出力軸14の回転速度NOUTを検出する出力軸回転速度センサ56、第2出力要素RM4の回転速度NRM4を検出するRM4回転速度センサ57、後述の第1入力部材の回転速度に相当する第3キャリヤCA3の回転速度NCA3を検出するCA3回転速度センサ58、および後述の第2入力部材の回転速度に相当する第3リングギヤR3の回転速度NR3を検出するR3回転速度センサ59から検出信号が供給される他、第1出力部材RM3の回転速度に対応する前記第2モータジェネレータMG2の回転速度NMG2やアクセル操作量Acc等の各種の信号が直接あるいは前記電子制御装置30および40を介して読み込まれる。 Returning to FIG. 1, in this embodiment, an electronic control unit (T-ECU) 54 for shifting control, which is mainly composed of a microcomputer, is provided for performing the shifting control. The first clutches C1 and C2 are engaged and released. The electronic control unit 54 includes an output shaft rotational speed sensor 56 that detects the rotational speed N OUT of the output shaft 14 corresponding to the vehicle speed V, an RM4 rotational speed sensor 57 that detects the rotational speed N RM4 of the second output element RM4, rotational speed of the third ring gear R3 corresponding to the rotational speed of the 1 CA3 rotational speed sensor 58 detects the rotational speed N CA3 of the third carrier CA3, which corresponds to the rotational speed of the input member, and later the second input member to be described later other detection signals from R3 rotational speed sensor 59 for detecting the N R3 is supplied, the rotational speed N MG2 and the accelerator operation amount Acc, etc. various of the second motor generator MG2 corresponding to the rotational speed of the first output member RM3 Signals are read directly or via the electronic controls 30 and 40.

なお、第1モータジェネレータMG1、電気式差動部50、第2モータジェネレータMG2、および遊星歯車式自動変速機20は、円筒状のハウジング52内において共通の一軸心すなわち出力軸14の軸心方向に沿って順に直列に配設されている。   The first motor generator MG 1, the electric differential unit 50, the second motor generator MG 2, and the planetary gear type automatic transmission 20 have a common single axis in the cylindrical housing 52, that is, the axis of the output shaft 14. They are arranged in series in order along the direction.

以上のように構成されるハイブリッド駆動装置10では、上記第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態が切り換えられることにより、第1駆動力発生源18および第2モータモジュレータMG2において発生させられたトルクが2つの動力伝達経路のうちの1つを介して出力軸14へ伝達される2つのモード、すなわち図4に示す低速走行モードと高速走行モードとが成立させられるようになっている。図4は、ハイブリッド駆動装置10において各ギヤ段を成立させる際の係合要素すなわち第1クラッチC1および第2クラッチC2の作動状態を説明する作動表である。図4に示すように、第1クラッチC1が係合させられ且つ第2クラッチC2が解放させられることにより、低速走行モードが成立する。この低速走行モードでは、電気式差動部50は第1出力要素RM3から第1入力経路RT1へ動力を伝達し、遊星歯車式自動変速機20は低速側ギヤ段Lを成立させるようになっている。また、図4に示すように、第1クラッチC1が解放させられ且つ第2クラッチC2が係合させられることにより、高速走行モードが成立する。この高速走行モードでは、電気式差動部50は第2出力要素RM4から第2入力経路RT2へ動力を伝達し、遊星歯車式自動変速機20は高速側ギヤ段Hを成立させるようになっている。ここで、第1クラッチC1は、電気式差動部50の第1出力要素RM3から遊星歯車式自動変速機20への第1入力経路RT1に設けられ、低速走行モードでは該第1出力要素RM3からの動力を遊星歯車式自動変速機20へ入力させてその遊星歯車式自動変速機20を低速側ギヤ段Lとするものとして機能している。また、第2クラッチC2は、電気式差動部50の第2出力要素RM4から遊星歯車式自動変速機20への第2入力経路RT2に設けられ、高速走行モードでは第2出力要素RM4からの動力を遊星歯車式自動変速機20へ入力させてその遊星歯車式自動変速機20を高速側ギヤ段Hとするものとして機能している。   In the hybrid drive device 10 configured as described above, the first driving force generation source 18 and the second motor modulator MG2 are generated by switching the engagement state of the first clutch C1 and the second clutch C2. The two modes in which the torque is transmitted to the output shaft 14 via one of the two power transmission paths, that is, the low speed traveling mode and the high speed traveling mode shown in FIG. 4 are established. FIG. 4 is an operation table for explaining the operation states of the engagement elements, that is, the first clutch C1 and the second clutch C2 when the gear stages are established in the hybrid drive device 10. As shown in FIG. 4, the low-speed traveling mode is established by engaging the first clutch C1 and releasing the second clutch C2. In this low speed traveling mode, the electric differential unit 50 transmits power from the first output element RM3 to the first input path RT1, and the planetary gear type automatic transmission 20 establishes the low speed side gear stage L. Yes. As shown in FIG. 4, the first clutch C1 is disengaged and the second clutch C2 is engaged, so that the high-speed travel mode is established. In this high speed travel mode, the electric differential unit 50 transmits power from the second output element RM4 to the second input path RT2, and the planetary gear type automatic transmission 20 establishes the high speed side gear stage H. Yes. Here, the first clutch C1 is provided in the first input path RT1 from the first output element RM3 of the electric differential section 50 to the planetary gear automatic transmission 20, and in the low speed traveling mode, the first output element RM3. Power is input to the planetary gear type automatic transmission 20 and the planetary gear type automatic transmission 20 functions as a low-speed gear stage L. The second clutch C2 is provided on the second input path RT2 from the second output element RM4 of the electric differential section 50 to the planetary gear automatic transmission 20, and in the high speed traveling mode, the second clutch C2 is output from the second output element RM4. Power is input to the planetary gear type automatic transmission 20 so that the planetary gear type automatic transmission 20 functions as a high-speed gear stage H.

本実施例の前記電子制御装置30、40、および54は、全体として機能的に図5に示すような運転モード切換制御手段60を備えている。ここで、前述のように、遊星歯車装置28およびダブルピニオン型遊星歯車装置53は、回転速度NMG2および回転速度NCA3、回転速度NRM4および回転速度NR3が、第1モータジェネレータMG1の零回転またはその付近でそれぞれ同じとなるように設定されている。そして、運転モード切換手段60は、例えば実際の第1モータジェネレータMG1の回転速度NMG1が零回転またはその零回転付近に設定された判定値となったときに一方のモードから他方のモードへ切り換えるようになっている。この運転モード切換制御手段60は、上記運転モードの変更に際して実行する、低速走行モード実行手段62および高速走行モード実行手段64を備えている。 The electronic control devices 30, 40, and 54 of the present embodiment are functionally provided with an operation mode switching control means 60 as shown in FIG. Here, as described above, the planetary gear unit 28 and the double pinion type planetary gear unit 53 have the rotational speed N MG2 and the rotational speed N CA3 , the rotational speed N RM4 and the rotational speed N R3 are zero of the first motor generator MG1. It is set so as to be the same at or around the rotation. The operation mode switching means 60 switches from one mode to the other mode when, for example, the actual rotational speed N MG1 of the first motor generator MG1 becomes a zero rotation or a determination value set near the zero rotation. It is like that. The operation mode switching control means 60 includes a low speed travel mode execution means 62 and a high speed travel mode execution means 64 that are executed when the operation mode is changed.

上記低速走行モード実行手段62は、車両を前記低速走行モードで走行させるためのものであって、図4に示すように第1クラッチC1を係合させ且つ第2クラッチC2を解放させることにより遊星歯車式自動変速機20を低速側ギヤ段Lにする。そして、第2モータジェネレータMG2を力行制御して第3キャリアCA3を介して出力軸14にアシスト駆動力を加える一方、その第2モータジェネレータMG2を力行制御するための電気エネルギーを、主として第1モータジェネレータMG1の発電制御によって賄い、蓄電装置38の残容量の過不足等により必要に応じて蓄電装置38から電気エネルギーを持ち出したり蓄電装置38を充電したりする。この低速走行モードは、比較的低車速で実行され、第1モータジェネレータMG1は、エンジン26と同じ正回転方向へ回転させられた状態で発電制御(回生制動)が行われる。   The low-speed running mode execution means 62 is for making the vehicle run in the low-speed running mode, and as shown in FIG. 4, the first clutch C1 is engaged and the second clutch C2 is released, thereby causing the planet. The gear type automatic transmission 20 is set to the low speed side gear stage L. The second motor generator MG2 is subjected to power running control to apply assist driving force to the output shaft 14 via the third carrier CA3, while electric energy for power running control of the second motor generator MG2 is mainly used for the first motor. It is covered by the power generation control of the generator MG1, and electrical energy is taken out from the power storage device 38 or the power storage device 38 is charged as necessary due to excess or shortage of the remaining capacity of the power storage device 38, etc. This low-speed running mode is executed at a relatively low vehicle speed, and power generation control (regenerative braking) is performed while the first motor generator MG1 is rotated in the same forward rotation direction as the engine 26.

上記高速走行モード実行手段64は、車両を高速走行モードで走行させるためのものであって、図4に示すように第1クラッチC1を解放させ且つ第2クラッチC2を係合させることにより遊星歯車式自動変速機20を高速側ギヤ段Hにする。そして、前記低速走行モードと同様に、第2モータジェネレータMG2を力行制御して出力軸14にアシスト駆動力を加える一方、その第2モータジェネレータMG2を力行制御するための電気エネルギーを、主として第1モータジェネレータMG1の発電制御によって賄い、蓄電装置38の残容量の過不足等により必要に応じて蓄電装置38から電気エネルギーを持ち出したり蓄電装置38を充電したりする。この高速走行モードは、低速走行モードよりも高車速側で実行される。   The high-speed running mode execution means 64 is for driving the vehicle in the high-speed running mode, and as shown in FIG. 4, the first clutch C1 is released and the planetary gear is engaged by engaging the second clutch C2. Type automatic transmission 20 is set to the high speed side gear stage H. In the same manner as in the low-speed traveling mode, the second motor generator MG2 is subjected to power running control and an assist driving force is applied to the output shaft 14, while electric energy for power running control of the second motor generator MG2 is mainly used as the first driving force. Covered by the power generation control of the motor generator MG1, the electrical energy is taken out from the power storage device 38 or the power storage device 38 is charged as necessary due to the excess or shortage of the remaining capacity of the power storage device 38. This high speed travel mode is executed on the higher vehicle speed side than the low speed travel mode.

図6は、上記低速走行モードにおける遊星歯車装置28および遊星歯車式自動変速機20の各回転要素の関係の一例を表す共線図である。図6における各縦軸は、図2に示した遊星歯車装置28の共線図および図3に示した遊星歯車式自動変速機20の共線図と共通の縦軸によって表されている。図6において、破線で示す部分は、第1出力要素RM3と第3キャリヤCA3すなわち出力軸14とが第1クラッチC1の係合により連結されていることを示している。ここで、エンジン26のエンジン回転速度Nは、例えば車両の走行状態に応じて燃費が最もよいエンジン回転速度NE1に制御されている。この場合、出力軸回転速度NOUTに相当する第3キャリアCA3の回転速度NCA3は、第2モータジェネレータMG2が力行制御されるか、あるいは第1モータジェネレータMG1が発電制御されることにより、実線で示す状態から一点鎖線で示す状態にまで変動させられる。すなわち、一定のエンジン回転速度NE1に対して、第2モータジェネレータMG2が力行制御させられる、または第1モータジェネレータMG1が発電制御させられることにより、第3キャリアCA3の回転速度NCA3が停止状態からエンジン回転速度NE1の(1+ρ1)倍にまで増速させられるようになっている。 FIG. 6 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotating elements of the planetary gear device 28 and the planetary gear automatic transmission 20 in the low-speed traveling mode. Each vertical axis in FIG. 6 is represented by the same vertical axis as the collinear diagram of the planetary gear unit 28 shown in FIG. 2 and the collinear diagram of the planetary gear type automatic transmission 20 shown in FIG. In FIG. 6, a portion indicated by a broken line indicates that the first output element RM3 and the third carrier CA3, that is, the output shaft 14 are connected by engagement of the first clutch C1. Here, the engine rotational speed N E of the engine 26 is controlled, for example, in the best engine rotational speed N E1 fuel consumption according to the running state of the vehicle. In this case, the rotation speed N CA3 of the third carrier CA3 corresponding to the output shaft rotation speed N OUT is indicated by a solid line when the second motor generator MG2 is power-running controlled or the first motor generator MG1 is power generation controlled. It is made to change from the state shown by (1) to the state shown by a dashed-dotted line. That is, for a constant engine speed N E1, by the second motor generator MG2 is caused to power running control or the first motor generators MG1, is allowed to power control, the rotational speed N CA3 of the third carrier CA3 is stopped The engine speed is increased to (1 + ρ1) times the engine speed N E1 .

ここで、従来のハイブリッド駆動装置において、車両が高速で走行する場合においては、遊星歯車装置28の第1サンギヤS1すなわち反力要素RM2を逆方向に回転させる必要があり、これは、図6において二点差線で示すように、その第1サンギヤS1に連結された第1モータジェネレータMG1を逆回転に力行する必要があることを意味する。そのため、第1モータジェネレータMG1は電気エネルギーを消費するが、第2モータジェネレータMG2が力行している場合や、あるいは発電している場合であってもその発電量を超える電気エネルギーを必要とする場合には、蓄電装置38からのエネルギーの持ち出しとなるため、燃費の悪化を招くことになる。   Here, in the conventional hybrid drive device, when the vehicle travels at a high speed, it is necessary to rotate the first sun gear S1 of the planetary gear device 28, that is, the reaction force element RM2, in the reverse direction. As indicated by the two-dot difference line, it means that the first motor generator MG1 connected to the first sun gear S1 needs to be powered in the reverse rotation. For this reason, the first motor generator MG1 consumes electrical energy, but the second motor generator MG2 requires power that exceeds the power generation amount even when it is powering or when it is generating power. In this case, since energy is taken out from the power storage device 38, fuel consumption is deteriorated.

これに対して、本実施例においては、高速走行時における電動機の力行制御を回避するための高速走行モードへの切り換えが行われる。図7は、前記低速走行モードと上記高速走行モードとが切り換えられるときの遊星歯車装置28および遊星歯車式自動変速機20の各回転要素の関係の一例を表す共線図である。図7における各縦軸は、図6に示したものと同じ縦軸によって表されている。図7において、破線で示す部分は、第1出力要素RM3と第3キャリヤCA3すなわち出力軸14とが第1クラッチC1の係合により連結されているかあるいは連結される直前の状態であることを示している。また、長破線で示す部分は、第2出力要素RM4と第3リングギヤR3とが第2クラッチC2の係合により連結されているかあるいは連結される直前の状態であることを示している。図7において、実線に示す状態は、低速走行モードあるいは高速走行モードにおいて、一定のエンジン回転速度NE1に対して第2モータジェネレータMG2が力行制御されるか、あるいは第1モータジェネレータMG1が発電制御されることにより、第2回転要素RM2が停止状態にさせられたときを示している。このとき、第1出力要素RM1と第3キャリヤCA3との回転、および第2出力要素RM2と第3リングギヤR3との回転が同期状態となっている。すなわち、すなわち、ハイブリッド駆動装置10の電気式差動部50および遊星歯車式自動変速機20は、第1出力要素RM3の回転速度に対応する第2モータジェネレータMG2の回転速度NMG2および第3キャリヤCA3の回転速度NCA3、第2出力要素RM4の回転速度NRM4および第3リングギヤR3の回転速度NR3が、第1モータジェネレータMG1の零回転またはその付近でそれぞれ同じとなるように設定されている。そして、上記低速走行モードと高速走行モードとの切り換えは、上記同期状態であるときに、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態が相互に切り換えられることにより行われるようになっている。なお、上記第3キャリヤCA3は、第1クラッチC1が係合された場合に電気式差動部50の第1出力要素RM3から動力が入力される遊星歯車式自動変速機20の第1入力部材に相当し、また、第3リングギヤR3は、第2クラッチC2が係合された場合に電気式差動部50の第2出力要素RM4から動力が入力される遊星歯車式自動変速機20の第2入力部材に相当する。 On the other hand, in the present embodiment, switching to the high-speed running mode is performed to avoid powering control of the motor during high-speed running. FIG. 7 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotating elements of the planetary gear device 28 and the planetary gear automatic transmission 20 when the low-speed traveling mode and the high-speed traveling mode are switched. Each vertical axis in FIG. 7 is represented by the same vertical axis as shown in FIG. In FIG. 7, the portion indicated by a broken line indicates that the first output element RM3 and the third carrier CA3, that is, the output shaft 14 are connected by the engagement of the first clutch C1 or are in a state immediately before being connected. ing. Further, the portion indicated by the long broken line indicates that the second output element RM4 and the third ring gear R3 are connected by the engagement of the second clutch C2 or are in a state immediately before being connected. In FIG. 7, the state indicated by the solid line indicates that the second motor generator MG2 is power-running controlled at a constant engine speed NE1 in the low speed driving mode or the high speed driving mode, or the first motor generator MG1 performs power generation control. Thus, the second rotating element RM2 is shown in a stopped state. At this time, the rotation of the first output element RM1 and the third carrier CA3 and the rotation of the second output element RM2 and the third ring gear R3 are in a synchronized state. That is, in other words, the electric differential unit 50 and the planetary gear automatic transmission 20 of the hybrid drive apparatus 10 include the rotation speed N MG2 and the third carrier of the second motor generator MG2 corresponding to the rotation speed of the first output element RM3. CA3 rotational speed N CA3 of the rotational speed N R3 rotational speed N RM4 and the third ring gear R3 of the second output element RM4 is, is set to be respectively the same zero rotation or near the first motor generator MG1 Yes. The switching between the low-speed driving mode and the high-speed driving mode is performed by switching the engagement states of the first clutch C1 and the second clutch C2 to each other in the synchronized state. . The third carrier CA3 is a first input member of the planetary gear automatic transmission 20 to which power is input from the first output element RM3 of the electric differential section 50 when the first clutch C1 is engaged. The third ring gear R3 corresponds to the first ring gear automatic transmission 20 of the planetary gear type automatic transmission 20 to which power is input from the second output element RM4 of the electric differential section 50 when the second clutch C2 is engaged. It corresponds to 2 input members.

図8は、上記高速走行モードにおける遊星歯車装置28および遊星歯車式自動変速機20の各回転要素の関係の一例を表す共線図である。図8における各縦軸は、図6に示したものと同じ縦軸によって表されている。図8において、長破線で示す部分は、第2出力要素RM4と第3リングギヤR3とが第2クラッチC2の係合により連結されていることを示している。ここで、出力軸回転速度NOUTに相当する第3キャリアCA3の回転速度NCA3は、第2モータジェネレータMG2が力行制御あるいは発電制御されるか、または第1モータジェネレータMG1が発電制御されることにより、実線で示す状態から一点鎖線で示す状態にまで変動させられる。すなわち、一定のエンジン回転速度NE1に対して、第2モータジェネレータMG2が力行制御あるいは発電制御されるか、または第1モータジェネレータMG1が発電制御されることにより、第3キャリアCA3の回転速度NCA3がエンジン回転速度NE1の(1+ρ1)倍から(1/ρ2)/(1−ρ3)倍にまで増速させられるようになっている。 FIG. 8 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotating elements of the planetary gear device 28 and the planetary gear automatic transmission 20 in the high-speed traveling mode. Each vertical axis in FIG. 8 is represented by the same vertical axis as shown in FIG. In FIG. 8, the portion indicated by the long broken line indicates that the second output element RM4 and the third ring gear R3 are connected by the engagement of the second clutch C2. Here, the rotational speed N CA3 of the third carrier CA3, which corresponds to the output shaft rotation speed N OUT, it either second motor generator MG2 is powering control or power control or the first motor generators MG1, is generation control Thus, the state is changed from the state indicated by the solid line to the state indicated by the alternate long and short dash line. That is, the second motor generator MG2 is subjected to power running control or power generation control with respect to a constant engine rotation speed NE1 , or the first motor generator MG1 is controlled to generate power, whereby the rotation speed N of the third carrier CA3 is controlled. CA3 has come to be allowed to accelerated until the fold (1 + ρ1) of the engine rotational speed N E1 to (1 / ρ2) / (1 -ρ3) times.

上述のように、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、そのハイブリッド駆動装置10は、エンジン26に連結された入力要素RM1と、第1モータジェネレータMG1に連結された反力要素RM2と、第2モータジェネレータMG2および第1入力経路RT1に連結された第1出力要素RM3と、第2入力経路RT2に連結された第2出力要素RM4とを備え、その第1モータジェネレータMG1の運転状態が制御されることにより、入力要素RM1の回転速度と第1出力要素RM3および第2出力要素RM4の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部50と、その電気式差動部50の第1出力要素RM3および第2出力要素RM4と駆動輪17との間に設けられ、第1入力要素RM3から動力が入力されたときは変速比が1の低速側ギヤ段Lを成立させ、第2出力要素RM4から動力が入力されたときは変速比が1より小さいの高速側ギヤ段Hを成立させる2段の変速段を有する遊星歯車式自動変速機20と、電気式差動部50の第1出力要素RM3から遊星歯車式自動変速機20への第1入力経路RT1に設けられ、低速走行モードでは第1出力要素RM3からの動力を遊星歯車式自動変速機20へ入力させてその遊星歯車式自動変速機20を低速側ギヤ段Lとする第1クラッチC1と、電気式差動部50の第2出力要素RM4から遊星歯車式自動変速機20への第2入力経路RT2に設けられ、高速走行モードでは第2出力要素RM4からの動力を遊星歯車式自動変速機20へ入力させてその遊星歯車式自動変速機20を高速側ギヤ段Hとする第2クラッチC2とを、含む。このことから、上記ハイブリッド駆動装置10を備える車両において、低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1モータジェネレータMG1の発電制御やエンジン26の出力制御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1モータジェネレータMG1が逆転力行(力行制御)させられる前に第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態を切り換えることにより、上記低速走行モードにて成立している低速側ギヤ段Lよりも変速比が小さい高速側ギヤ段Hが成立させられる高速走行モードへ切り換えて走行できるので、高速走行時における第1モータジェネレータMG1の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、燃費向上のために終減速機のファイナルギヤ比をよりハイギヤに設定する必要がないので、車両への搭載性が損なわれることがない。   As described above, according to the hybrid drive device 10 of the present embodiment, the hybrid drive device 10 includes the input element RM1 connected to the engine 26, the reaction force element RM2 connected to the first motor generator MG1, A first output element RM3 connected to the second motor generator MG2 and the first input path RT1, and a second output element RM4 connected to the second input path RT2, and the operating state of the first motor generator MG1 is The electric differential unit 50 that controls the differential state between the rotational speed of the input element RM1 and the rotational speeds of the first output element RM3 and the second output element RM4 by being controlled, and the electric differential unit 50 is provided between the first output element RM3 and the second output element RM4 and the drive wheel 17, and when power is input from the first input element RM3, the gear ratio A planetary gear type automatic gear having two speeds that establishes a low speed side gear stage L of 1 and establishes a high speed side gear stage H having a gear ratio smaller than 1 when power is input from the second output element RM4. The transmission 20 is provided on a first input path RT1 from the first output element RM3 of the electric differential unit 50 to the planetary gear type automatic transmission 20, and power from the first output element RM3 is transmitted to the planetary gear in the low-speed traveling mode. The planetary gear type automatic transmission 20 is input to the gear type automatic transmission 20 and the planetary gear type automatic transmission 20 is set to the low speed side gear stage L, and the second output element RM4 of the electric differential unit 50 is connected to the planetary gear type automatic transmission. Provided in the second input path RT2 to the machine 20, and in the high-speed running mode, the power from the second output element RM4 is input to the planetary gear type automatic transmission 20, and the planetary gear type automatic transmission 20 is moved to the high speed side gear stage. H 2nd class And C2, including. From this, in the vehicle equipped with the hybrid drive device 10, the traveling speed of the vehicle traveling in the low speed traveling mode is shifted from the low speed side to the high speed side by the power generation control of the first motor generator MG1 or the output control of the engine 26. When the first motor generator MG1 is in reverse power running (power running control), the engagement state of the first clutch C1 and the second clutch C2 is switched so that the low speed side established in the low speed running mode is established. Since the vehicle can travel by switching to the high-speed traveling mode in which the high-speed side gear stage H having a smaller gear ratio than the gear stage L is established, fuel efficiency can be further improved while avoiding the power running control of the first motor generator MG1 during high-speed traveling. . Further, since it is not necessary to set the final gear ratio of the final reduction gear to a higher gear in order to improve fuel efficiency, the mounting property on the vehicle is not impaired.

また、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、電気式差動部50は、第1モータジェネレータMG1に連結された第1サンギヤS1と、エンジン26に連結された第1キャリヤCA1と、第2モータジェネレータMG2および第1入力経路RT1に連結された第1リングギヤR1とを有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置46と、第2入力経路RT2に連結された第2サンギヤS2と、第1入力経路RT1に連結された第2キャリヤCA2と、第1キャリヤCA1およびエンジン26に連結された第2リングギヤR2とを有するダブルピニオン型の第2遊星歯車装置48とを、備え、前記低速走行モードでは、第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2から第1入力経路RT1へ動力を伝達し、前記高速走行モードでは、第2サンギヤS2から第2入力経路RT2へ動力を伝達するものである。このことから、上記ハイブリッド駆動装置10を備える車両において、低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1モータジェネレータMG1の発電制御御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1モータジェネレータMG1が逆転力行させられる前に第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態を切り換えることにより、高速側ギヤ段Hが成立させられる高速走行モードへ切り換えられ、その後、第1モータジェネレータMG1の回転速度を発電制御等により正回転方向に増速させることにより、走行速度をさらに高めて走行できるので、高速走行時における第1モータジェネレータMG1の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、燃費向上のために終減速機のファイナルギヤ比をよりハイギヤに設定する必要がないので、車両への搭載性が損なわれることがない。   Further, according to the hybrid drive apparatus 10 of the present embodiment, the electric differential unit 50 includes the first sun gear S1 connected to the first motor generator MG1, the first carrier CA1 connected to the engine 26, and the first carrier CA1. A single pinion type first planetary gear unit 46 having a two-motor generator MG2 and a first ring gear R1 coupled to the first input path RT1, a second sun gear S2 coupled to the second input path RT2, and a first A second pinion type second planetary gear device 48 having a second carrier CA2 connected to the input path RT1 and a second ring gear R2 connected to the first carrier CA1 and the engine 26, and the low-speed traveling mode Then, power is transmitted from the first ring gear R1 and the second carrier CA2 to the first input path RT1, and in the high speed traveling mode, From the second sun gear S2 to the second input path RT2 is intended to transmit power. From this, when the traveling speed of the vehicle traveling in the low speed traveling mode shifts from the low speed side to the high speed side by the power generation control of the first motor generator MG1, etc. By switching the engagement state of the first clutch C1 and the second clutch C2 before the 1-motor generator MG1 is reversely powered, the high-speed traveling mode in which the high-speed gear stage H is established is switched, and then the first motor By increasing the rotational speed of the generator MG1 in the forward rotation direction by power generation control or the like, the traveling speed can be further increased, so that fuel efficiency is further improved while avoiding the power running control of the first motor generator MG1 during high speed traveling. Be made. Further, since it is not necessary to set the final gear ratio of the final reduction gear to a higher gear in order to improve fuel efficiency, the mounting property on the vehicle is not impaired.

また、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、遊星歯車式自動変速機20は、非回転部材としてのハウジング52に連結された第3サンギヤS3と、出力軸14および第1クラッチC2に連結された第3キャリヤCA3と、第2クラッチC2に連結された第3リングギヤR3とを有するダブルピニオン型遊星歯車装置53を備え、前記低速走行モードでは、第3キャリヤCA3に動力が入力されてその第3キャリヤCA3から出力する変速比が1の低速側ギヤ段Lを成立させ、前記高速走行モードでは、第3リングギヤR3に動力が入力されて第3キャリヤCA3から出力する変速比が1より小さい高速側ギヤ段Lを成立させるものである。このことから、上記ハイブリッド駆動装置10を備える車両において、変速比が1の低速側ギヤ段Lが成立させられている低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1モータジェネレータMG1の発電制御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1モータジェネレータMG1が逆転力行させられる前に第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態を切り換えることにより、変速比が1よりも小さい高速側ギヤ段Hが成立させられる高速走行モードへ切り換えて走行できるので、高速走行時における第1モータジェネレータMG1の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、上記ハイブリッド駆動装置10は、2つの電動機、2つのクラッチ、および3つの遊星歯車装置を主体とする比較的少ない部品からコンパクトに構成されるので、車両への搭載性が損なわれることなく且つ安価に製造可能である。   Further, according to the hybrid drive device 10 of the present embodiment, the planetary gear automatic transmission 20 is connected to the third sun gear S3 connected to the housing 52 as a non-rotating member, the output shaft 14 and the first clutch C2. A double pinion type planetary gear unit 53 having a third carrier CA3 and a third ring gear R3 coupled to the second clutch C2. In the low-speed traveling mode, power is input to the third carrier CA3 The low-speed gear stage L with a gear ratio of 1 output from the third carrier CA3 is established, and in the high-speed traveling mode, the power ratio is output to the third ring gear R3 and output from the third carrier CA3 is smaller than 1. The high-speed side gear stage L is established. From this, in the vehicle provided with the hybrid drive device 10, the traveling speed of the vehicle traveling in the low-speed traveling mode in which the low-speed gear stage L having the gear ratio of 1 is established is the power generation of the first motor generator MG1. When shifting from the low speed side to the high speed side by control or the like, the gear ratio is greater than 1 by switching the engagement state of the first clutch C1 and the second clutch C2 before the first motor generator MG1 is reversely powered. Since the vehicle can travel by switching to a high-speed traveling mode in which a small high-speed gear stage H is established, fuel efficiency can be further improved while avoiding the power running control of the first motor generator MG1 during high-speed traveling. In addition, the hybrid drive device 10 is compactly configured with relatively few parts mainly including two electric motors, two clutches, and three planetary gear devices, so that mountability to a vehicle is not impaired and It can be manufactured at low cost.

また、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、電気式差動部50および遊星歯車式自動変速機20は、前記低速走行モードにおいて電気式差動部50の第1出力要素RM3から動力が入力される遊星歯車式自動変速機20の第3キャリヤCA3(第1入力部材)とその第1出力要素RM3との回転、および前記高速走行モードにおいて電気式差動部50の第2出力要素RM4から動力が入力される遊星歯車式自動変速機20の第3リングギヤR3(第2入力部材)とその第2出力要素RM4との回転が、第1モータジェネレータMG1の正回転中または回転停止中に同時にそれぞれ同期状態となるように設定されている。このことから、上記ハイブリッド駆動装置10を備える車両において、低速走行モードで走行している車両の走行速度が第1モータジェネレータMG1の発電制御等により低速側から高速側へ移行する際、上記第1モータジェネレータMG1が逆転力行させられる前であって、第3キャリヤCA3と第1出力要素RM3との回転、および第3リングギヤR3と第2出力要素RM4との回転がそれぞれ同期状態であるときに第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態を切り換えることにより、変速比が1よりも小さい高速側ギヤ段Hが成立させられる高速走行モードへ切り換えて走行できるので、高速走行時における第1モータジェネレータMG1の力行制御を回避しつつ一層燃費が向上させられる。また、燃費向上のために終減速機のファイナルギヤ比をよりハイギヤに設定する必要がないので、車両への搭載性が損なわれることがない。また、上記低速走行モードから高速走行モードへの切り換えは、上記同期状態である時に切り換えられるので、その切り換えに伴う変速ショックが発生しないという利点がある。   Further, according to the hybrid drive device 10 of the present embodiment, the electric differential unit 50 and the planetary gear automatic transmission 20 are powered from the first output element RM3 of the electric differential unit 50 in the low speed traveling mode. The input rotation of the third carrier CA3 (first input member) of the planetary gear type automatic transmission 20 and the first output element RM3, and the second output element RM4 of the electric differential section 50 in the high speed traveling mode. The rotation of the third ring gear R3 (second input member) of the planetary gear type automatic transmission 20 to which power is input from the second output element RM4 during the forward rotation or the rotation stop of the first motor generator MG1. At the same time, each is set to be in a synchronized state. Therefore, in the vehicle equipped with the hybrid drive device 10, when the traveling speed of the vehicle traveling in the low-speed traveling mode shifts from the low-speed side to the high-speed side due to the power generation control of the first motor generator MG1, etc. Before the motor generator MG1 is rotated in the reverse direction and when the rotation of the third carrier CA3 and the first output element RM3 and the rotation of the third ring gear R3 and the second output element RM4 are in a synchronized state, respectively. By switching the engagement state of the first clutch C1 and the second clutch C2, the vehicle can be switched to the high-speed driving mode in which the high-speed side gear stage H having a gear ratio smaller than 1 is established. The fuel efficiency is further improved while avoiding the power running control of the generator MG1. Further, since it is not necessary to set the final gear ratio of the final reduction gear to a higher gear in order to improve fuel efficiency, the mounting property on the vehicle is not impaired. Further, since the switching from the low-speed traveling mode to the high-speed traveling mode is performed when the synchronous state is in effect, there is an advantage that a shift shock accompanying the switching does not occur.

また、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、前記低速走行モードと高速走行モードとの切り換えは、第3キャリヤCA3(第1入力部材)と第1出力要素RM3との回転、および第3リングギヤR3(第2入力部材)と第2出力要素RM4との回転が同期状態であるときに、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合状態が相互に切り換えられることにより行われることから、上記切り換えは、所謂同期切換であるので、その切り換えに伴って変速ショックが発生しない。   Further, according to the hybrid drive device 10 of the present embodiment, the switching between the low speed driving mode and the high speed driving mode is performed by the rotation of the third carrier CA3 (first input member) and the first output element RM3, and the third. When the rotation of the ring gear R3 (second input member) and the second output element RM4 is in a synchronized state, the engagement state of the first clutch C1 and the second clutch C2 is switched between each other, Since the switching is so-called synchronous switching, a shift shock does not occur with the switching.

また、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、第1クラッチC1および第2クラッチC2は、ドグ歯型噛合クラッチであることから、電気式差動部50から遊星歯車式自動変速機20への動力伝達に際して、例えば摩擦係合装置等を用いたときに発生する摩擦損失等が発生しないので、さらに伝達効率を向上することができる。   Further, according to the hybrid drive device 10 of the present embodiment, the first clutch C1 and the second clutch C2 are dog-tooth meshing clutches, so that the electric differential unit 50 is connected to the planetary gear automatic transmission 20. When transmitting the power, there is no friction loss or the like that occurs when, for example, a friction engagement device is used, so that the transmission efficiency can be further improved.

また、本実施例のハイブリッド駆動装置10によれば、第1モータジェネレータMG1、電気式差動部50、第2モータジェネレータMG2、および遊星歯車式自動変速機20は、円筒状のハウジング52内において共通の一軸心すなわち出力軸14の軸心方向に沿って順に直列に配設されていることから、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2をそのハウジング52内に収納することが可能となる。このため、部品点数を減らしてコストを低減することができるとともに、剛性が向上し、騒音あるいは振動の発生を低減することができる。   Further, according to the hybrid drive device 10 of the present embodiment, the first motor generator MG 1, the electric differential unit 50, the second motor generator MG 2, and the planetary gear type automatic transmission 20 are disposed in the cylindrical housing 52. The first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 can be housed in the housing 52 because they are arranged in series in order along the common axis, that is, the axial direction of the output shaft 14. Become. For this reason, the number of parts can be reduced to reduce the cost, the rigidity can be improved, and the generation of noise or vibration can be reduced.

以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。   As mentioned above, although one Example of this invention was described in detail with reference to drawings, this invention is not limited to this Example, It can implement in another aspect.

例えば、前述の実施例において、第1駆動力発生源18は主動力源としてのエンジン26を備えるものであったが、このエンジン26はガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であればその種類を問わず適用することができる。また、それ以外の主動力源として電動モータやモータジェネレータ等の内燃機関以外の駆動力源を採用することもできる。   For example, in the above-described embodiment, the first driving force generation source 18 is provided with the engine 26 as the main power source. However, if the engine 26 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, the type thereof is used. It can be applied regardless. In addition, a driving power source other than the internal combustion engine such as an electric motor or a motor generator may be employed as the other main power source.

また、前述の実施例において、本発明の一実施例が適用された車両はFR型であったが、これに限られない。たとえば、FF型あるいはその他の駆動形式の車両にも適用されうる。   In the above-described embodiment, the vehicle to which the embodiment of the present invention is applied is the FR type, but is not limited thereto. For example, the present invention can be applied to FF type or other drive type vehicles.

また、前述の実施例において、電気式差動部50は、シングルピニオン型の遊星歯車装置46およびダブルピニオン型の遊星歯車装置48を用いて構成されていたが、これに限られない。例えば、シングルピニオン型の遊星歯車装置、ダブルピニオン型の遊星歯車装置、あるいは傘歯車式の差動歯車装置のいずれか1を複数組み合わせることにより、4つの回転要素を備えて構成されてもよい。   In the above-described embodiment, the electric differential unit 50 is configured using the single pinion type planetary gear unit 46 and the double pinion type planetary gear unit 48, but is not limited thereto. For example, a single pinion type planetary gear device, a double pinion type planetary gear device, or a bevel gear type differential gear device may be combined to provide a plurality of rotating elements.

また、前述の実施例においては、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は、電動モータおよび発電機の機能が選択的に得られるモータジェネレータが好適に用いられたが、これに限られず、運転の態様によっては何れか一方が電動モータ或いは発電機のどちらかを用いることも可能であり、また、電動モータおよび発電機の両方を用いて第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2をそれぞれ構成することもできる。   In the above-described embodiment, the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are preferably motor generators that can selectively obtain the functions of the electric motor and the generator, but are not limited thereto. Depending on the mode of operation, either one of the electric motor or the generator can be used, and the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are both used by using both the electric motor and the generator. It can also be configured.

また、前述の実施例において、上記第1クラッチC1および第2クラッチC2は、ドグ歯型噛合クラッチから成るものであったが、これに限られず、例えば、摩擦力によって係合力が生じる油圧式等の摩擦係合装置などであってもよい。要するに、2つの回転要素を連結できる係合装置であればよい。   In the above-described embodiment, the first clutch C1 and the second clutch C2 are dog-type meshing clutches. However, the present invention is not limited to this. For example, a hydraulic type in which an engagement force is generated by a frictional force or the like. Such a friction engagement device may be used. In short, any engagement device capable of connecting two rotating elements may be used.

また、前述の実施例において、低速側ギヤ段Lおよび高速側ギヤ段Hの間での変速すなわち変速制御は、実際の第1モータジェネレータMG1の回転速度NMG1が零回転またはその零回転付近に設定された判定値となったときに一方のモードから他方のモードへ切り換える運転モード切換手段60により行われていたが、これに限らない。例えば、上記運転モード切換手段60は、実際の第2出力要素RM4の回転速度NRM4と第3リングギヤR3の回転速度NR3とが略同期状態になったことに基づいて低速走行モードから高速走行モードへ切り換え、また、実際の第1出力要素RM3の回転速度NRM3と第3キャリヤCA3の回転速度NCA3とが略同期状態になったことに基づいて高速走行モードから低速走行モードへ切り換えるものであってもよい。また、上記変速制御は、運転モード切換手段60によらず、たとえば、車速Vやアクセル操作量Acc、あるいは要求駆動力などの車両の走行状態に基づいて実行されてもよい。より具体的には、たとえば、各ギヤ段領域を予めマップ(変速線図)として定めておき、検出された上記走行状態に応じてどちらかのギヤ段を設定するように制御されてもよい。 In the above-described embodiment, the shift between the low-speed gear stage L and the high-speed gear stage H, that is, the shift control is performed so that the actual rotational speed NMG1 of the first motor generator MG1 is zero or near zero. Although it has been performed by the operation mode switching means 60 for switching from one mode to the other mode when the set determination value is reached, the present invention is not limited to this. For example, the operation mode switching means 60, a high speed from the actual second output element RM4 speed N RM4 and on the basis that the rotational speed N R3 of the third ring gear R3 becomes substantially synchronized state low speed mode of the running switching to the mode, also, those based on the rotational speed N RM3 actual first output element RM3 and the rotational speed N CA3 of the third carrier CA3 has become substantially synchronous state switched from high speed mode to the low speed mode It may be. Further, the shift control may be executed based on the running state of the vehicle such as the vehicle speed V, the accelerator operation amount Acc, or the required driving force, without depending on the driving mode switching means 60. More specifically, for example, each gear stage region may be determined as a map (shift diagram) in advance, and control may be performed so that one of the gear stages is set according to the detected traveling state.

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。   It should be noted that the above description is merely an embodiment, and other examples are not illustrated. However, the present invention is implemented in variously modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Can do.

本発明の一実施例のハイブリッド駆動装置の骨子図を含む、車両の動力伝達装置の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the power transmission device of vehicles including the outline of the hybrid drive device of one example of the present invention. 図1のハイブリッド駆動装置の電気式差動部に備えられている遊星歯車装置の各回転要素の回転速度の相対関係を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the relative relationship of the rotational speed of each rotation element of the planetary gear apparatus with which the electrical differential part of the hybrid drive device of FIG. 1 is equipped. 図1に示す遊星歯車式自動変速機を構成しているダブルピニオン型遊星歯車装置における各回転要素の回転速度の相対関係を示す共線図である。FIG. 2 is a collinear diagram showing a relative relationship of rotational speeds of rotating elements in a double pinion type planetary gear device constituting the planetary gear type automatic transmission shown in FIG. 1. 図1のハイブリッド駆動装置において、各ギヤ段を成立させる際の係合要素すなわち第1クラッチおよび第2クラッチの作動状態を説明する作動表である。FIG. 3 is an operation table for explaining the operating states of the engagement elements, that is, the first clutch and the second clutch when each gear stage is established in the hybrid drive device of FIG. 1. 図1のハイブリッド駆動装置の制御を行う制御装置が、複数の運転モードに関して備えている機能を説明するブロック線図である。It is a block diagram explaining the function with which the control apparatus which controls the hybrid drive device of FIG. 1 is provided regarding several operation modes. 図1のハイブリッド駆動装置の運転モードのうちの低速走行モードにおける遊星歯車装置および遊星歯車式自動変速機の各回転要素の関係の一例を表す共線図である。FIG. 2 is a collinear diagram illustrating an example of a relationship between each rotating element of a planetary gear device and a planetary gear type automatic transmission in a low-speed traveling mode among the operation modes of the hybrid drive device of FIG. 1. 図1のハイブリッド駆動装置の運転モードのうちの低速走行モードと高速走行モードとが切り換えられるときの遊星歯車装置および遊星歯車式自動変速機の各回転要素の関係の一例を表す共線図である。FIG. 2 is a collinear diagram showing an example of the relationship between each rotating element of the planetary gear device and the planetary gear type automatic transmission when the low-speed traveling mode and the high-speed traveling mode among the operation modes of the hybrid drive device of FIG. 1 are switched. . 図1のハイブリッド駆動装置の運転モードのうちの高速走行モードにおける遊星歯車装置および遊星歯車式自動変速機の各回転要素の関係の一例を表す共線図である。FIG. 2 is a collinear diagram illustrating an example of a relationship between rotating elements of a planetary gear device and a planetary gear type automatic transmission in a high-speed traveling mode among the operation modes of the hybrid drive device of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

10:ハイブリッド駆動装置
17:駆動輪
20:遊星歯車式自動変速機
26:エンジン(原動機)
46:第1遊星歯車装置
48:第2遊星歯車装置
50:電気式差動部
52:ハウジング(非回転部材)
53:ダブルピニオン型遊星歯車装置
C1:第1クラッチ
C2:第2クラッチ
CA1:第1キャリヤ
CA2:第2キャリヤ
CA3:第3キャリヤ
MG1:第1モータジェネレータ(第1電動機)
MG2:第2モータジェネレータ(第2電動機)
R1:第1リングギヤ
R2:第2リングギヤ
R3:第3リングギヤ
RM1:入力要素
RM2:反力要素
RM3:第1出力要素
RM4:第2出力要素
RT1:第1入力経路
RT2:第2入力経路
S1:第1サンギヤ
S2:第2サンギヤ
S3:第3サンギヤ
10: Hybrid drive device 17: Drive wheel 20: Planetary gear type automatic transmission 26: Engine (prime mover)
46: First planetary gear device 48: Second planetary gear device 50: Electric differential unit 52: Housing (non-rotating member)
53: Double pinion type planetary gear set C1: First clutch C2: Second clutch CA1: First carrier CA2: Second carrier CA3: Third carrier MG1: First motor generator (first electric motor)
MG2: second motor generator (second electric motor)
R1: first ring gear R2: second ring gear R3: third ring gear RM1: input element RM2: reaction force element RM3: first output element RM4: second output element RT1: first input path RT2: second input path S1: First sun gear S2: Second sun gear S3: Third sun gear

Claims (7)

原動機に連結された入力要素と、第1電動機に連結された反力要素と、第2電動機に連結された第1出力要素と、第2出力要素とを備え、該第1電動機の運転状態が制御されることにより、該入力要素の回転速度と該第1出力要素および第2出力要素の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、
該電気式差動部の第1出力要素および第2出力要素と駆動輪との間に設けられ、該第1出力要素から動力が入力されたときは第1変速比の低速側ギヤ段を成立させ、該第2出力要素から動力が入力されたときは該第1変速比より小さい第2変速比の高速側ギヤ段を成立させる2段の変速段を有する遊星歯車式自動変速機と、
前記電気式差動部の第1出力要素から前記遊星歯車式自動変速機への第1入力経路に設けられ、低速走行モードでは該第1出力要素からの動力を該遊星歯車式自動変速機へ入力させて該遊星歯車式自動変速機を低速側ギヤ段とする第1クラッチと、
前記電気式差動部の第2出力要素から前記遊星歯車式自動変速機への第2入力経路に設けられ、高速走行モードでは該第2出力要素からの動力を該遊星歯車式自動変速機へ入力させて該遊星歯車式自動変速機を高速側ギヤ段とする第2クラッチと
を、含むことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
An input element connected to the prime mover, a reaction force element connected to the first motor, a first output element connected to the second motor, and a second output element, the operating state of the first motor being An electric differential unit that is controlled to control a differential state between the rotational speed of the input element and the rotational speed of the first output element and the second output element;
Provided between the first output element and the second output element of the electric differential section and the drive wheel, and when power is input from the first output element, a low-speed gear stage of the first gear ratio is established. A planetary gear type automatic transmission having two speed stages that establishes a high-speed gear stage having a second speed ratio smaller than the first speed ratio when power is input from the second output element;
Provided in a first input path from the first output element of the electric differential section to the planetary gear type automatic transmission, and in the low-speed traveling mode, power from the first output element is sent to the planetary gear type automatic transmission. A first clutch that causes the planetary gear type automatic transmission to enter a low-speed gear stage;
Provided in a second input path from the second output element of the electric differential unit to the planetary gear type automatic transmission, and in the high speed running mode, power from the second output element is supplied to the planetary gear type automatic transmission. And a second clutch having the planetary gear type automatic transmission as a high-speed side gear stage.
前記電気式差動部は、
前記第1電動機に連結された第1サンギヤと、前記原動機に連結された第1キャリヤと、前記第2電動機および第1入力経路に連結された第1リングギヤとを有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置と、
前記第2入力経路に連結された第2サンギヤと、前記第1入力経路に連結された第2キャリヤと、前記第1キャリヤおよび原動機に連結された第2リングギヤとを有するダブルピニオン型の第2遊星歯車装置とを、備え、
前記低速走行モードでは、前記第1リングギヤおよび第2キャリヤから前記第1入力経路へ動力を伝達し、前記高速走行モードでは、前記第2サンギヤから前記第2入力経路へ動力を伝達するものである請求項1に記載のハイブリッド駆動装置。
The electric differential unit is
A single pinion type first planetary planetary gear having a first sun gear coupled to the first motor, a first carrier coupled to the prime mover, and a first ring gear coupled to the second motor and a first input path. A gear device;
A double pinion type second gear having a second sun gear coupled to the second input path, a second carrier coupled to the first input path, and a second ring gear coupled to the first carrier and the prime mover. A planetary gear device,
In the low speed travel mode, power is transmitted from the first ring gear and the second carrier to the first input path, and in the high speed travel mode, power is transmitted from the second sun gear to the second input path. The hybrid drive device according to claim 1.
前記遊星歯車式自動変速機は、
非回転部材に連結された第3サンギヤと、前記駆動輪および第1クラッチに連結された第3キャリヤと、前記第2クラッチに連結された第3リングギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車装置を備え、
前記低速走行モードでは、該第3キャリヤに動力が入力されて該第3キャリヤから出力する変速比が1の低速側ギヤ段を成立させ、前記高速走行モードでは、前記第3リングギヤに動力が入力されて該第3キャリヤから出力する変速比が1より小さい高速側ギヤ段を成立させるものである請求項1または2に記載のハイブリッド駆動装置。
The planetary gear type automatic transmission is
A double pinion type planetary gear device having a third sun gear coupled to a non-rotating member; a third carrier coupled to the drive wheel and the first clutch; and a third ring gear coupled to the second clutch. ,
In the low speed travel mode, power is input to the third carrier to establish a low speed gear stage with a gear ratio of 1 output from the third carrier, and in the high speed travel mode, power is input to the third ring gear. The hybrid drive apparatus according to claim 1 or 2, wherein the high speed side gear stage in which the transmission gear ratio output from the third carrier is smaller than 1 is established.
前記電気式差動部および遊星歯車式自動変速機は、前記低速走行モードにおいて前記電気式差動部の第1出力要素から動力が入力される前記遊星歯車式自動変速機の第1入力部材と該第1出力要素との回転、および前記高速走行モードにおいて前記電気式差動部の第2出力要素から動力が入力される前記遊星歯車式自動変速機の第2入力部材と該第2出力要素との回転が、前記第1電動機の零回転または該零回転付近において同時にそれぞれ同期状態となるように設定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載のハイブリッド駆動装置。   The electric differential unit and the planetary gear type automatic transmission include a first input member of the planetary gear type automatic transmission to which power is input from a first output element of the electric differential unit in the low speed traveling mode; Rotation with the first output element, and second input member of the planetary gear type automatic transmission to which power is input from the second output element of the electric differential unit in the high-speed traveling mode, and the second output element The hybrid drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation of the first motor is set to be in a synchronized state simultaneously with or near zero rotation of the first electric motor. . 前記低速走行モードと高速走行モードとの切り換えは、前記第1入力部材と第1出力要素との回転、および前記第2入力部材と第2出力要素との回転がそれぞれ同期状態であるときに、前記第1クラッチおよび第2クラッチの係合状態が相互に切り換えられることにより行われることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド駆動装置。   The switching between the low-speed driving mode and the high-speed driving mode is performed when the rotation of the first input member and the first output element and the rotation of the second input member and the second output element are in a synchronized state, respectively. The hybrid drive device according to claim 4, wherein the first clutch and the second clutch are engaged with each other by switching their engagement states. 前記第1クラッチおよび第2クラッチは、噛合クラッチであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1に記載のハイブリッド駆動装置。   The hybrid drive apparatus according to claim 1, wherein the first clutch and the second clutch are meshing clutches. 前記第1電動機、電気式差動部、第2電動機、および遊星歯車式自動変速機は、円筒状のハウジング内において共通の一軸心方向に沿って順に直列に配設されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1に記載のハイブリッド駆動装置。   The first motor, the electric differential unit, the second motor, and the planetary gear type automatic transmission are arranged in series in order along a common uniaxial direction in a cylindrical housing. The hybrid drive device according to any one of claims 1 to 6.
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