ハイブリッド駆動装置

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【発明の名称】	ハイブリッド駆動装置
【発明者】	【氏名】長島伸幸【氏名】梅山光広【氏名】伊藤寛【氏名】森沢邦夫【氏名】塩入広行【氏名】岩瀬雄二
【要約】	【課題】充電量が少ない場合であっても充分なトルクで後進走行の可能なハイブリッド駆動装置を提供する。【解決手段】遊星歯車機構における３つの回転要素のうちのいずれか１つの回転要素５であって固定されることにより他の２つの回転要素４，８が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素５を選択的に固定するブレーキ手段Ｂ1 が設けられるとともに、前記他の２つの回転要素４，８のいずれか一方の回転要素４に内燃機関１が常時もしくは選択的に連結され、かつ他方の回転要素８に電動機２が常時もしくは選択的に連結され、さらに電動機２が連結された回転要素８を出力部材１０に選択的に連結する第１クラッチ手段Ｃ1 と、ブレーキ手段Ｂ1 によって固定される回転要素５に出力部材１０を選択的に連結する第２クラッチ手段Ｃ2 とが設けられている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置された複数のピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持したキャリヤとを回転要素とする遊星歯車機構を介して、内燃機関と電動機とから出力部材に動力を出力するハイブリッド駆動装置において、前記３つの回転要素のうちのいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素を選択的に固定するブレーキ手段が設けられるとともに、前記他の２つの回転要素のいずれか一方の回転要素に前記内燃機関が常時もしくは選択的に連結され、かつ他方の回転要素に前記電動機が常時もしくは選択的に連結され、さらに前記電動機が連結された回転要素を前記出力部材に選択的に連結する第１クラッチ手段と、前記ブレーキ手段によって固定される回転要素に前記出力部材を選択的に連結する第２クラッチ手段とが設けられていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】前記遊星歯車機構が、前記サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤと該第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛合した第２ピニオンギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車機構からなり、これらのピニオンギヤを保持しているキャリヤに前記電動機が連結され、かつ前記サンギヤに内燃機関が連結され、さらに前記ブレーキ手段が前記リングギヤとケーシングとの間に配置され、前記出力部材が、第１クラッチ手段を介して前記キャリヤに連結されるとともに第２クラッチ手段を介して前記リングギヤに連結されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】前記遊星歯車機構が、前記サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤと該第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛合した第２ピニオンギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車機構からなり、これらのピニオンギヤを保持しているキャリヤに前記内燃機関が連結され、かつ前記サンギヤに電動機が連結され、さらに前記ブレーキ手段が前記リングギヤとケーシングとの間に配置され、前記出力部材が、第１クラッチ手段を介して前記サンギヤに連結されるとともに第２クラッチ手段を介して前記リングギヤに連結されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】前記遊星歯車機構が、前記サンギヤとリングギヤとに噛合した複数のピニオンギヤを有するシングルピニオン型遊星歯車機構からなり、これらのピニオンギヤを保持しているキャリヤとケーシングとの間に前記ブレーキ手段が配置され、かつ前記サンギヤに電動機が連結され、さらに前記リングギヤに前記内燃機関が連結され、前記出力部材が、第１クラッチ手段を介して前記サンギヤに連結されるとともに第２クラッチ手段を介して前記キャリヤに連結されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置された複数のピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持したキャリヤとを回転要素とする遊星歯車機構を介して、内燃機関と電動機とから出力部材に動力を出力するハイブリッド駆動装置において、前記３つの回転要素のうちのいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素に、第１入力クラッチ手段を介して前記電動機が連結されるとともに、前記他の２つの回転要素のいずれか一方の回転要素に第２入力クラッチ手段を介して前記電動機が連結され、かつ他方の回転要素に前記内燃機関が常時もしくは選択的に連結され、さらに前記第２入力クラッチ手段によって前記電動機が連結された回転要素を前記出力部材に選択的に連結する第１出力クラッチ手段と、前記第１入力クラッチ手段によって前記電動機に連結された回転要素を前記出力部材に選択的に連結する第２出力クラッチ手段とが設けられていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項６】前記第１入力クラッチ手段と前記第２出力クラッチ手段とに連結されている前記回転要素とケーシングとの間に一方向クラッチが配置されていることを特徴とする請求項５のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】内燃機関の出力する動力と電動機が出力する動力とを、個別にもしくは合成して出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置において、第１サンギヤと、該第１サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、第１サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤおよび該第１ピニオンギヤと前記リングギヤとに噛合した第２ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリヤと、第２ピニオンギヤに噛合した第２サンギヤとを有するラビニヨ型遊星歯車機構と、前記内燃機関を前記第１サンギヤに選択的に連結する第１クラッチ手段と、前記内燃機関を前記第２サンギヤに選択的に連結する第２クラッチ手段と、前記キャリヤを選択的に固定するブレーキ手段とを有し、前記電動機が前記第２サンギヤに連結されるとともに、前記出力部材が前記リングギヤに連結されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項８】内燃機関の出力する動力と電動機が出力する動力とを、個別にもしくは合成して出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置において、第１サンギヤと、該第１サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、第１サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤおよび該第１ピニオンギヤと前記リングギヤとに噛合した第２ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリヤと、第２ピニオンギヤに噛合した第２サンギヤとを有するラビニヨ型遊星歯車機構と、前記内燃機関を前記第１サンギヤに選択的に連結する第１クラッチ手段と、前記電動機を前記キャリヤに選択的に連結する第２クラッチ手段と、前記リングギヤを選択的に固定するブレーキ手段とを有し、前記電動機が前記第２サンギヤに連結されるとともに、前記出力部材が前記キャリヤに連結されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項９】前記出力部材もしくは出力部材に一体に連結されている部材の回転を選択的に止める固定手段が、更に設けられていることを特徴とする請求項７もしくは８に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】前記第２ピニオンギヤの前記第１ピニオンギヤに噛合している部分の歯数と前記第２サンギヤに噛合している部分の歯数とが相違していることを特徴とする請求項７もしくは８に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】内燃機関の出力する動力と電動機が出力する動力とを、個別にもしくは合成して出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置において、サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持したキャリヤとを回転要素する第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構と、第２遊星歯車機構におけるいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素を選択的に固定するブレーキ手段が設けられるとともに、前記他の２つの回転要素のうちのいずれか一方の回転要素に前記内燃機関を選択的に連結する第２クラッチ手段が設けられ、かつ他方の回転要素が前記出力部材に連結され、前記第１遊星歯車機構におけるいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方に回転する関係となる回転要素が、前記出力部材に連結され、かつこの第１遊星歯車機構における前記他の２つの回転要素のうちのいずれか一方の回転要素に第１クラッチ手段を介して前記内燃機関が連結され、さらに前記第１遊星歯車機構における前記他の２つの回転要素のうちの他方の回転要素に、前記電動機の動力が伝達されるように構成されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】前記第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構が、サンギヤとリングギヤとに噛合した複数のピニオンギヤを前記キャリヤによって自転かつ公転自在に保持したシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、前記ブレーキ手段が、第２遊星歯車機構のキャリヤとケーシングとの間に配置されるとともに、このキャリヤと前記第１遊星歯車機構のリングギヤとが連結され、前記第２クラッチ手段が、前記第２遊星歯車機構のサンギヤと内燃機関とを連結するように配置されとともにそのサンギヤに前記電動機が連結され、かつ第２遊星歯車機構のリングギヤが第１遊星歯車機構のキャリヤに連結され、さらに第１遊星歯車機構のキャリヤが第２遊星歯車機構のリングギヤおよび出力部材に連結され、かつこの第１遊星歯車機構のサンギヤが前記第１クラッチ手段を介して前記内燃機関に連結されていることを特徴とする請求項１１のハイブリッド駆動装置。
【請求項１３】前記第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構が、サンギヤとリングギヤとに噛合した複数のピニオンギヤを前記キャリヤによって自転かつ公転自在に保持したシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、第２遊星歯車機構のキャリヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結されるとともにこれらキャリヤとサンギヤとを選択的に固定するように前記ブレーキ手段が配置され、前記第２クラッチ手段が、前記第２遊星歯車機構のサンギヤと内燃機関とを連結するように配置され、かつ第２遊星歯車機構のリングギヤが第１遊星歯車機構のキャリヤに連結されるとともにこのキャリヤが前記出力部材に連結され、かつこの第１遊星歯車機構のリングギヤが前記第１クラッチ手段を介して前記内燃機関に連結されていることを特徴とする請求項１１のハイブリッド駆動装置。
【請求項１４】前記出力部材もしくは出力部材に一体化されている部材の回転を選択的に止める固定手段が更に設けられていることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とモータやモータ・ジェネレータなどの電力によって動作して動力を出力する電動機とを備えた車両用のハイブリッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように内燃機関は、不可避的に排ガスを生じる。その排ガスの成分や量は、内燃機関の運転状態に依存し、一般的な傾向としてスロットル開度を増大した高負荷運転時には排ガスの清浄度が低下しやすく、また燃費も低下しやすい。これに対して最近では、内燃機関を搭載した車両の排ガスに対する清浄度の要求が高くなってきており、このような要望に応えるべくハイブリッド駆動装置が開発されている。
【０００３】ハイブリッド駆動装置は、内燃機関と電動機とを動力源として備えた駆動装置であって、基本的には、内燃機関は最も効率の良い状態で運転し、それ以外の走行状態では、電動機を補助的にもしくは動力源として使用するように構成されている。したがってハイブリッド駆動装置は、電流によってトルクを制御できる電動機を備えているので、内燃機関のみを動力源とした従来の車両におけるような変速装置は用いられていなかったが、いわゆるパラレルハイブリッド形式のように、内燃機関を発電用の動力源のみとしてではなく走行用の動力源としても使用するハイブリッド駆動装置では、変速装置を搭載するようになってきている。またさらに、内燃機関のトルクと電動機のトルクとを遊星歯車機構などの単一の変速機構に入力し、内燃機関の出力トルクを増幅して出力するように構成した装置も開発されている。
【０００４】その一例が、特開平９－３７４１１号公報に記載されている。この公報の図１１に記載された装置は、ダブルピニオン型遊星歯車機構を備え、そのリングギヤに出力軸が連結されるとともに、サンギヤにモータ・ジェネレータが連結され、またキャリヤとエンジンとを選択的に連結する入力クラッチが設けられ、さらにキャリヤを選択的に固定するブレーキと、キャリヤとサンギヤとを連結して遊星歯車機構の全体を一体化する一体化クラッチが設けられている。そしてその出力軸は、無段変速機に連結することができる。
【０００５】したがって上記の公報の図１１に記載されたハイブリッド駆動装置においては、キャリヤにエンジンから動力を入力している状態でサンギヤにモータ・ジェネレータから動力を入力すると、出力部材であるリングギヤには、エンジントルクより大きいトルクが出力され、またモータ・ジェネレータを逆回転させて動力を吸収すれば、発電をおこなうことができる。また駆動力は、無段変速機での変速比に応じて連続的に変化させることができる。このような遊星歯車機構におけるトルク増幅機能と無段変速機の連続的な変速比の変更機能とを利用して、燃費が最も良好になるように内燃機関を運転することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述したように電動機を動力源として備えていれば、電流によって電動機の出力トルクを制御できるので、基本的には変速装置が不要であり、上述した従来のハイブリッド駆動装置においても、前記遊星歯車機構や無段変速機は、内燃機関の燃費が最良になるように運転するための制御手段として使用している。そのために、上記の遊星歯車機構の構成では、内燃機関の出力で走行している場合、出力要素であるリングギヤを入力要素であるキャリヤに対して反対方向に回転させることができない。したがって上記従来のハイブリッド装置によって後進走行する場合には、内燃機関をアイドリング状態とするとともに、キャリヤをブレーキで固定し、その状態でモータ・ジェネレータをモータとして機能させることにより、出力要素であるリングギヤを内燃機関とは反対方向に回転させている。
【０００７】すなわち上記従来のハイブリッド駆動装置では、後進走行を電動機によっておこなうように構成されている。そのために、蓄電器（バッテリ）の充電量（ＳＯＣ）が少ない場合には、後進走行に要求される充分なトルクを出力できない可能性があった。このような不都合を解消するためには、内燃機関を起動して充電をおこない、バッテリの充電量を増大させればよいが、そのためには、充電が完了するまで後進走行を待たなければならなくなる。特に電動機が発電機を兼ねた形式のパラレルハイブリッド装置では、電動機による走行と発電とを同時におこなうことができないから、蓄電器での充電量が低下した場合には、後進走行が直ちに困難になる不都合があった。
【０００８】この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、蓄電器の充電量が少ない場合であっても後進走行のためのトルクを必要十分に確保することのできるハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置された複数のピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持したキャリヤとを回転要素とする遊星歯車機構を介して、内燃機関と電動機とから出力部材に動力を出力するハイブリッド駆動装置において、前記３つの回転要素のうちのいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素を選択的に固定するブレーキ手段が設けられるとともに、前記他の２つの回転要素のいずれか一方の回転要素に前記内燃機関が常時もしくは選択的に連結され、かつ他方の回転要素に前記電動機が常時もしくは選択的に連結され、さらに前記電動機が連結された回転要素を前記出力部材に選択的に連結する第１クラッチ手段と、前記ブレーキによって固定される回転要素に前記出力部材を選択的に連結する第２クラッチ手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】したがって請求項１の発明によれば、ブレーキ手段によってこのブレーキ手段に連結されている回転要素を固定するとともに、第１クラッチ手段によって電動機の連結された回転要素を出力部材に連結し、さらに第２クラッチ手段を非動作状態としてブレーキ手段で固定される回転要素と出力部材との連結を解除すれば、内燃機関が連結された回転要素と出力部材が連結されている回転要素とが互いに反対方向に回転する関係となる。そのため、内燃機関を駆動すれば、出力部材が逆回転し、後進走行することができる。また、ブレーキ手段を非動作状態として回転要素の固定を解除し、かつ第１クラッチ手段を非動作状態として出力部材と電動機が連結された回転要素との連結を解除し、さらに第２クラッチ手段を動作させてブレーキ手段に連結されている回転要素と出力部材とを連結すれば、内燃機関が連結されている回転要素に対して反力要素となる回転要素に電動機の動力を入力できるので、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記遊星歯車機構が、前記サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤと該第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛合した第２ピニオンギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車機構からなり、これらのピニオンギヤを保持しているキャリヤに前記電動機が連結され、かつ前記サンギヤに内燃機関が連結され、さらに前記ブレーキ手段が前記リングギヤとケーシングとの間に配置され、前記出力部材が、第１クラッチ手段を介して前記キャリヤに連結されるとともに第２クラッチ手段を介して前記リングギヤに連結されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】したがって請求項２の発明によれば、ブレーキ手段によってリングギヤを固定すれば、サンギヤとキャリヤとが互いに反対方向に回転する関係なるので、第１クラッチ手段によってキャリヤを出力部材に連結した状態で内燃機関を駆動すれば、出力部材が内燃機関とは反対方向に逆回転し、したがって後進走行をおこなうことができる。また、ブレーキ手段によるリングギヤの固定を解除するとともに、第２クラッチ手段によってリングギヤと出力部材とを連結すれば、サンギヤに対して反力要素となるキャリヤに電動機の動力が入力されるから、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１の構成において、前記遊星歯車機構が、前記サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤと該第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛合した第２ピニオンギヤとを有するダブルピニオン型遊星歯車機構からなり、これらのピニオンギヤを保持しているキャリヤに前記内燃機関が連結され、かつ前記サンギヤに電動機が連結され、さらに前記ブレーキ手段が前記リングギヤとケーシングとの間に配置され、前記出力部材が、第１クラッチ手段を介して前記サンギヤに連結されるとともに第２クラッチ手段を介して前記リングギヤに連結されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】したがって請求項３の発明によれば、ブレーキ手段によってリングギヤを固定するとともに、第１クラッチ手段によってサンギヤと出力部材とを連結し、かつ第２クラッチ手段によるリングギヤと出力部材との連結を解除した状態とすれば、請求項２の発明と同様に、サンギヤとキャリヤとが互いに反対方向に回転する関係となるので、キャリヤに内燃機関の動力を入力すると、サンギヤがキャリヤとは反対方向すなわち内燃機関に対して逆回転し、その結果、サンギヤと一体の出力部材が逆回転するために、内燃機関の動力によって後進走行をおこなうことができる。また、ブレーキ手段によるリングギヤの固定を解除した状態で第１クラッチ手段によるサンギヤと出力部材との連結を解除し、かつ第２クラッチ手段によってリングギヤと出力部材とを連結すれば、キャリヤに対して反力要素となるサンギヤに電動機の動力が入力されるために、出力部材のトルクを、電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００１５】請求項４の発明は、請求項１の構成において、前記遊星歯車機構が、前記サンギヤとリングギヤとに噛合した複数のピニオンギヤを有するシングルピニオン型遊星歯車機構からなり、これらのピニオンギヤを保持しているキャリヤとケーシングとの間に前記ブレーキ手段が配置され、かつ前記サンギヤに電動機が連結され、さらに前記リングギヤに前記内燃機関が連結され、前記出力部材が、第１クラッチ手段を介して前記サンギヤに連結されるとともに第２クラッチ手段を介して前記キャリヤに連結されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】したがって請求項４の発明によれば、ブレーキ手段によってキャリヤを固定するとともに、第１クラッチ手段によってサンギヤと出力部材とを連結し、かつ第２クラッチ手段によるキャリヤと出力部材との連結を解除した状態とすれば、キャリヤが固定要素であることにより、内燃機関の連結されているリングギヤと出力部材に連結されているサンギヤとが互いに反対方向に回転する関係となり、したがって内燃機関を駆動すれば、サンギヤおよびこれに連結されている出力部材が逆回転（すなわち内燃機関の回転方向とは反対方向の回転）することになり、その結果、内燃機関の動力によって後進走行することができる。また、ブレーキ手段によるキャリヤの固定を解除した状態で第１クラッチ手段による出力部材とサンギヤとの連結を解除する一方、第２クラッチ手段によって出力部材とキャリヤとを連結すれば、内燃機関の連結されているリングギヤに対して反力要素となるサンギヤに電動機からの動力を入力することができるので、キャリヤに連結されている出力部材のトルクを、電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００１７】請求項５の発明は、サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置された複数のピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持したキャリヤとを回転要素とする遊星歯車機構を介して、内燃機関と電動機とから出力部材に動力を出力するハイブリッド駆動装置において、前記３つの回転要素のうちのいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素に、第１入力クラッチ手段を介して前記電動機が連結されるとともに、前記他の２つの回転要素のいずれか一方の回転要素に第２入力クラッチ手段を介して前記電動機が連結され、かつ他方の回転要素に前記内燃機関が常時もしくは選択的に連結され、さらに前記第２入力クラッチ手段によって前記電動機が連結された回転要素を前記出力部材に選択的に連結する第１出力クラッチ手段と、前記第１入力クラッチ手段によって前記電動機に連結された回転要素を前記出力部材に選択的に連結する第２出力クラッチ手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】したがって請求項５の発明によれば、第１入力クラッチ手段と第１出力クラッチ手段とを動作状態としてこれらのクラッチ手段よる前記各回転部材の連結をおこない、かつ第２入力クラッチ手段と第２出力クラッチ手段とを非動作状態としてこれらのクラッチ手段による連結状態を解除すれば、電動機の出力する動力が第１入力クラッチ手段によって連結された回転要素に伝達され、これに対して出力部材が他の回転要素に連結される。この状態では、内燃機関の連結されている回転要素と出力部材が連結されている回転要素とが、相互にいわゆる反力要素となり、したがって電動機によって第１入力クラッチ手段によって連結されている回転要素を固定すれば、内燃機関の動力が反転して出力部材に伝達され、その結果、内燃機関の動力によって後進走行することができる。その場合、電動機の出力する動力を制御すれば、出力部材の連結されている回転要素の回転数あるいはトルクが変化し、したがって電動機によって後進走行時の駆動力を制御することができる。また、その出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、止めることもできる。これに対して、第２入力クラッチ手段と第２出力クラッチ手段とを動作させてこれらのクラッチ手段による各回転部材の連結をおこない、かつ第２入力クラッチ手段と第１出力クラッチ手段とを非動作状態としてこれらのクラッチ手段による連結動作を解除すれば、第２出力クラッチ手段によって出力部材の連結されている回転要素が出力要素となるとともに、内燃機関の連結されている回転要素と第２入力クラッチ手段によって電動機が連結されている回転要素とが互いに反力要素となる。したがって内燃機関を動作させた状態で電動機の出力する動力を変化させれば、電動機の出力するトルクに応じて出力部材のトルクが変化するので、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００１９】請求項６の発明は、請求項５の構成において、前記第１入力クラッチ手段と前記第２出力クラッチ手段とに連結されている前記回転要素とケーシングとの間に一方向クラッチが配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】したがって請求項６の発明によれば、一方向クラッチによって前記回転要素の回転を止めた状態では、内燃機関の連結されている回転要素と電動機が連結されている回転要素とが互いに反力要素となるので、電動機を逆回転させることにより、この電動機に第２入力クラッチ手段によって連結された回転要素が逆回転する一方、内燃機関の連結されている回転要素が正回転するために、電動機の出力トルクが反転されて内燃機関に伝達される。すなわち電動機によって内燃機関を回転させることができるので、この状態で内燃機関に燃料を供給するなどのことにより、内燃機関を始動することができる。
【００２１】請求項７の発明は、内燃機関の出力する動力と電動機が出力する動力とを、個別にもしくは合成して出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置において、第１サンギヤと、該第１サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、第１サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤおよび該第１ピニオンギヤと前記リングギヤとに噛合した第２ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリヤと、第２ピニオンギヤに噛合した第２サンギヤとを有するラビニヨ型遊星歯車機構と、前記内燃機関を前記第１サンギヤに選択的に連結する第１クラッチ手段と、前記内燃機関を前記第２サンギヤに選択的に連結する第２クラッチ手段と、前記キャリヤを選択的に固定するブレーキ手段とを有し、前記電動機が前記第２サンギヤに連結されるとともに、前記出力部材が前記リングギヤに連結されていることを特徴とするものである。
【００２２】したがって請求項７の発明によれば、ブレーキ手段によってキャリヤを固定し、かつ第１クラッチ手段による連結を解除し、さらに第２クラッチ手段によって内燃機関を第２サンギヤに連結すれば、その第２サンギヤとリングギヤとが、シングルピニオン型遊星歯車機構におけるサンギヤとリングギヤとの関係とになるので、内燃機関によって第２サンギヤを正回転させることにより、リングギヤおよびこれに連結されている出力部材が逆回転する。すなわち、内燃機関の動力によって後進走行をおこなうことができる。また、第１クラッチ手段によって内燃機関を第１サンギヤに連結するとともに、第２クラッチ手段とブレーキ手段とを非動作状態として各回転部材の連結を解除すれば、互いに反力要素となる第１サンギヤと第２サンギヤとに内燃機関と電動機とが連結された状態となる。したがって出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００２３】請求項８の発明は、内燃機関の出力する動力と電動機が出力する動力とを、個別にもしくは合成して出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置において、第１サンギヤと、該第１サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、第１サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤおよび該第１ピニオンギヤと前記リングギヤとに噛合した第２ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリヤと、第２ピニオンギヤに噛合した第２サンギヤとを有するラビニヨ型遊星歯車機構と、前記内燃機関を前記第１サンギヤに選択的に連結する第１クラッチ手段と、前記電動機を前記キャリヤに選択的に連結する第２クラッチ手段と、前記リングギヤを選択的に固定するブレーキ手段とを有し、前記電動機が前記第２サンギヤに連結されるとともに、前記出力部材が前記キャリヤに連結されていることを特徴とするものである。
【００２４】したがって請求項８の発明によれば、第１クラッチ手段によって内燃機関を第１サンギヤに連結し、かつブレーキ手段によってリングギヤを固定し、さらに第２クラッチ手段を非動作状態としてキャリヤと電動機との連結を解除することにより、第１サンギヤに対してキャリヤが逆回転する。したがって内燃機関を駆動して第１サンギヤを正回転させることにより、キャリヤおよびこれに連結された出力部材が逆回転し、その結果、内燃機関の動力によって後進走行することができる。また、第１クラッチ手段のみを動作させて内燃機関を第１サンギヤに連結すれば、互いに反力要素となる各サンギヤに内燃機関と電動機とが連結された状態となるので、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００２５】請求項９の発明は、請求項７もしくは８の構成において、前記出力部材もしくは出力部材に一体に連結されている部材の回転を選択的に止める固定手段が、さらに設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】したがって請求項９の発明によれば、固定手段によって出力部材もしくはこれに一体の部材の回転を止め、その状態で電動機を動作させれば、電動機の連結された第２サンギヤに対して反力要素となる第１サンギヤが、第２サンギヤに対して反対方向に回転する。したがって第１クラッチ手段によって内燃機関を第１サンギヤに連結しておき、電動機を逆回転させれば、第１サンギヤおよびこれに連結されている内燃機関が正回転する。その状態で、内燃機関に燃料を供給し、また必要に応じて点火すれば、内燃機関を始動することができる。
【００２７】請求項１０の発明は、請求項７もしくは８の構成において、前記第２ピニオンギヤの前記第１ピニオンギヤに噛合している部分の歯数と前記第２サンギヤに噛合している部分の歯数とが相違していることを特徴とするものである。
【００２８】したがって請求項１０の発明によれば、電動機の動力を出力部材に伝達する際のギヤ比が、請求項７もしくは８に記載した構成とは相違し、例えば、第２サンギヤが噛合している部分の歯数を多くすることにより、電動機の動力で走行する場合の駆動力を大きくすることができる。
【００２９】請求項１１の発明は、内燃機関の出力する動力と電動機が出力する動力とを、個別にもしくは合成して出力部材に伝達するハイブリッド駆動装置において、サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持したキャリヤとを回転要素する第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構と、第２遊星歯車機構におけるいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する関係となる回転要素を選択的に固定するブレーキ手段が設けられるとともに、前記他の２つの回転要素のうちのいずれか一方の回転要素に前記内燃機関を選択的に連結する第２クラッチ手段が設けられ、かつ他方の回転要素が前記出力部材に連結され、前記第１遊星歯車機構におけるいずれか１つの回転要素であって固定されることにより他の２つの回転要素が互いに反対方に回転する関係となる回転要素が、前記出力部材に連結され、かつこの第１遊星歯車機構における前記他の２つの回転要素のうちのいずれか一方の回転要素に第１クラッチ手段を介して前記内燃機関が連結され、さらに前記第１遊星歯車機構における前記他の２つの回転要素のうちの他方の回転要素に、前記電動機の動力が伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３０】したがって請求項１１の発明によれば、ブレーキ手段によって第２遊星歯車機構における所定の回転要素を固定することにより、他の２つの回転要素が互いに反対方向に回転する状態となる。そして第２クラッチ手段を動作させることにより、これら他の２つの回転要素のうちの一方に内燃機関が連結され、かつ他方に出力部材が連結されているので、内燃機関を駆動することにより、出力部材が内燃機関とは反対方向に回転する。したがって内燃機関の動力によって後進走行することができる。また、第１クラッチ手段によって内燃機関を第１遊星歯車機構の所定の回転要素に連結し、かつ第２クラッチ手段とブレーキ手段とを非動作状態として各回転要素の連結を解除した状態で、電動機をおよび内燃機関を駆動すると、第２遊星歯車機構では、所定の回転要素に出力部材からの負荷が掛かっている状態で他の回転要素に内燃機関からトルクが入力されるので、更に他の回転要素にトルクが生じてこれが第１遊星歯車機構における前記他の２つの回転要素のいずれか一方に伝達される。また、第１遊星歯車機構では、他方の回転要素に内燃機関の出力するトルクが掛かり、また前記他方の回転要素に電動機の出力に応じたトルクが作用しているので、出力要素である回転要素を挟んで互いに反力要素となる２つの回転要素に、内燃機関の動力と電動機の動力とが作用していることになる。その結果、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００３１】請求項１２の発明は、請求項１１の構成において、前記第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構が、サンギヤとリングギヤとに噛合した複数のピニオンギヤを前記キャリヤによって自転かつ公転自在に保持したシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、前記ブレーキ手段が、第２遊星歯車機構のキャリヤとケーシングとの間に配置されるとともに、このキャリヤと前記第１遊星歯車機構のリングギヤとが連結され、前記第２クラッチ手段が、前記第２遊星歯車機構のサンギヤと内燃機関とを連結するように配置されとともにそのサンギヤに前記電動機が連結され、かつ第２遊星歯車機構のリングギヤが第１遊星歯車機構のキャリヤに連結され、さらに第１遊星歯車機構のキャリヤが第２遊星歯車機構のリングギヤおよび出力部材に連結され、かつこの第１遊星歯車機構のサンギヤが前記第１クラッチ手段を介して前記内燃機関に連結されていることを特徴とするものである。
【００３２】したがって請求項１２の発明によれば、ブレーキ手段によって第２遊星歯車機構におけるキャリヤを固定することにより、サンギヤとリングギヤとが互いに反対方向に回転する関係となる。そして第２クラッチ手段を動作させることにより、第２遊星歯車機構のサンギヤに内燃機関が連結され、かつリングギヤに出力部材が連結されているので、内燃機関を駆動することにより、出力部材が内燃機関とは反対方向に回転する。したがって内燃機関の動力によって後進走行することができる。また、第１クラッチ手段によって内燃機関を第１遊星歯車機構のサンギヤに連結し、かつ第２クラッチ手段とブレーキ手段とを非動作状態として各回転部材の連結を解除した状態で、電動機および内燃機関を駆動すると、第２遊星歯車機構では、リングギヤに出力部材からの負荷が掛かっている状態でサンギヤにトルクが入力されるので、キャリヤにトルクが生じてこれが第１遊星歯車機構のリングギヤに伝達される。また、第１遊星歯車機構では、サンギヤに内燃機関の出力するトルクが掛かり、またリングギヤに電動機の出力に応じたトルクが作用しているので、出力要素であるキャリヤを挟んで互いに反力要素となるサンギヤとリングギヤとに、内燃機関の動力と電動機の動力とが作用していることになる。その結果、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００３３】請求項１３の発明は、請求項１１の構成において、前記第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構が、サンギヤとリングギヤとに噛合した複数のピニオンギヤを前記キャリヤによって自転かつ公転自在に保持したシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、第２遊星歯車機構のキャリヤが前記第１遊星歯車機構のサンギヤに連結されるとともにこれらキャリヤとサンギヤとを選択的に固定するように前記ブレーキ手段が配置され、前記第２クラッチ手段が、前記第２遊星歯車機構のサンギヤと内燃機関とを連結するように配置され、かつ第２遊星歯車機構のリングギヤが第１遊星歯車機構のキャリヤに連結されるとともにこのキャリヤが前記出力部材に連結され、かつこの第１遊星歯車機構のリングギヤが前記第１クラッチ手段を介して前記内燃機関に連結されていることを特徴とするものである。
【００３４】したがって請求項１３の発明によれば、ブレーキ手段によって第２遊星歯車機構におけるキャリヤを固定することにより、サンギヤとリングギヤとが互いに反対方向に回転する状態となる。そして第２クラッチ手段を動作させることにより、第２遊星歯車機構のサンギヤに内燃機関が連結され、かつリングギヤに出力部材が連結されているので、内燃機関を駆動することにより、出力部材が内燃機関とは反対方向に回転する。したがって内燃機関の動力によって後進走行することができる。また、第１クラッチ手段によって内燃機関を第１遊星歯車機構のリングギヤに連結し、かつ第２クラッチ手段とブレーキ手段とを非動作状態として各回転部材の連結を解除した状態で、電動機をおよび内燃機関を駆動すると、第２遊星歯車機構では、リングギヤに出力部材からの負荷が掛かっている状態でサンギヤにトルクが入力されるので、キャリヤにトルクが生じてこれが第１遊星歯車機構のサンギヤに伝達される。また、第１遊星歯車機構では、リングギヤに内燃機関の出力するトルクが掛かり、またサンギヤに電動機の出力に応じたトルクが作用しているので、出力要素であるキャリヤを挟んで互いに反力要素となるリングギヤとサンギヤとに、内燃機関の動力と電動機の動力とが作用していることになる。その結果、出力部材のトルクを電動機のトルクによって制御でき、また出力部材の回転を、電動機の出力を制御することにより、内燃機関を運転したまま停止させることができる。
【００３５】そして、請求項１４の発明は、請求項１１もしくは１３のいずれかの構成において、前記出力部材もしくは出力部材に一体化されている部材の回転を選択的に止める固定手段が更に設けられていることを特徴とするものである。
【００３６】したがって請求項１４の発明によれば、固定手段によって出力部材もしくはこれと一体の回転要素の回転を止めることにより、電動機を連結した回転要素と内燃機関を連結した回転要素とが、同方向もしくは反対方向に回転する状態となるので、電動機からこれに連結されている回転要素に適宜の方向のトルクを入力すると、内燃機関が正回転方向に回転させられる。したがってその状態で内燃機関に燃料を供給し、また必要に応じて点火することにより、内燃機関を始動することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明をより具体的に説明する。図１はこの発明に係るハイブリッド駆動装置の一例を示す模式図であって、内燃機関１および電動機２の動力を個別にもしくは合成して出力するように構成されている。その内燃機関１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼して動力を出力する動力装置である。以下の説明では、内燃機関をエンジン（Ｅｎｇ．）１と記す。
【００３８】また電動機２は、要は、電流が供給されることにより回転して動力を出力する動力装置であって、同期型などの各種の形式のモータを使用することができ、さらには発電機能を備えた電動機を使用することができる。以下の説明では、電動機として発電機能を備えたものを例として示し、電動機をモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２と記す。
【００３９】これらエンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力を個別にもしくは合成して出力する機構としてダブルピニオン型遊星歯車機構３を主体とした機構が設けられている。この遊星歯車機構３は、外歯歯車であるサンギヤ４と、このサンギヤ４と同心円上に配置した内歯歯車であるリングギヤ５と、サンギヤ４に噛合する第１ピニオンギヤ６およびこの第１ピニオンギヤ６とリングギヤ５とに噛合した第２ピニオンギヤ７とを自転かつ公転自在に保持したキャリヤ８とを回転要素とし、これら３つの回転要素の間で差動作用をおこなう公知の構成のものである。
【００４０】これらの回転要素のうちサンギヤ４にエンジン１の出力軸（例えばクランクシャフト）が連結されている。エンジン１としてレシプロエンジンを使用した場合には、燃料の間欠的な燃焼によるトルクの変動すなわち振動が生じるので、その振動を吸収もしくは緩和するために、エンジン１とサンギヤ４との間にダンパ機構（図示せず）を介在させてもよい。また、キャリヤ８にモータ・ジェネレータ２のロータ２ｒが連結されている。
【００４１】さらに、リングギヤ５とケーシング９との間にブレーキＢ1 が設けられている。このブレーキＢ1 はリングギヤ５を選択的に固定するためのものであって、ケーシング９との間に設けた多板ブレーキやバンドブレーキなどの摩擦係合式の装置を使用することができる。また、このブレーキＢ1 は、油圧によって動作する形式のもの以外に、電気的に動作する形式のものを使用することもできる。
【００４２】出力部材である出力軸１０がエンジン１と同一軸線上に配置されている。この出力軸１０に対して動力を選択的に伝達するための手段として２つのクラッチが設けられている。すなわちキャリヤ８と出力軸１０とを選択的に連結する第１クラッチＣ1 と、リングギヤ５と出力軸１０とを選択的に連結する第２クラッチＣ2 とが設けられている。これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 は、油圧によって係合・解放する多板式のものが最も一般的であるが、これ以外に噛み合い式のクラッチなど各種の形式のものを使用することができ、またその係合・解放のための手段として電気式の手段を備えたものを使用することもできる。
【００４３】前記出力軸１０が変速機１１に連結されている。この変速機１１は、変速比を変更して駆動トルクを増減するためのものであって、遊星歯車機構を主体として構成された有段式の変速機や、同期切換機構（シンクロナイザー）などによって回転部材の連結関係を変更するタイプの有段式変速機、ベルト式の無段変速機、トロイダル式の無段変速機などの各種の変速機を使用することができる。図１には、ベルト式の無段変速機１１を模式的に示してある。
【００４４】この無段変速機１１は、公知の構成のものであって、溝幅を変更することのできる駆動プーリ１２と従動プーリ１３とを平行に配置し、これらのプーリ１２，１３に対するベルト（図示せず）の巻き掛け半径を、各プーリ１２，１３の溝幅を変更することにより変更して変速比を連続的に変化させるように構成されている。
【００４５】その従動プーリ１３と平行にカウンタ軸１４が配置され、これら従動プーリ１３とカウンタ軸１４とが１対のカウンタギヤ１５，１６によって連結されている。また、このカウンタ軸１４に取り付けられた他のギヤ１７が出力ギヤ１８に噛合している。この出力ギヤ１８は、一例としてディファレンシャル装置のリングギヤである。
【００４６】つぎに上述したハイブリッド駆動装置の作用について説明する。この発明に係る上述した装置では、ブレーキＢ1 および各クラッチＣ1 ，Ｃ2 の係合状態に応じて各種の走行（運転）モードが可能であって、これを表に示せば図２のとおりである。なお、図２およびこれと同種の他の図において、×印は解放（非動作）状態を示し、また○印は係合（動作）状態を示す。以下、各運転モードについて説明する。
【００４７】先ず、エンジンの始動モードについて説明する。このモードは、車両の停止状態でエンジン１を始動するモードであって、ブレーキＢ1 を係合させる。すなわち遊星歯車機構３のリングギヤ５をケーシング９に対して固定する。なお、これに加えて第２クラッチＣ2 を係合させて出力軸１０を固定してもよい。この状態でエンジン１の回転方向とは反対方向にモータ・ジェネレータ２を駆動してキャリヤ８を逆回転させると、リングギヤ５が固定されていることにより、サンギヤ４が正回転する。すなわちサンギヤ４に連結されたエンジン１が正回転させられるので、同時に燃料の供給を開始し、またガソリンエンジンであれば点火をおこなうことにより、エンジン１が始動する。
【００４８】この状態を図３に共線図として示してある。なお、図３およびこれと同種の他の図において“Ｓ”はサンギヤ４を示し、“Ｒ”はリングギヤ５を示し、“ＣR”はキャリヤ８を示する。また、矢印はトルクの方向を示している。さらにρは、サンギヤとリングギヤとの歯数の比（ギヤ比）を示す。図３において、リングギヤ５を固定した状態でモータ・ジェネレータ２によってキャリヤ８を逆回転方向に回転させると、サンギヤ４が正回転させられ、そのサンギヤ４に連結されたエンジン１が始動させられる。
【００４９】つぎに前進走行時のＥＴＣモードについて説明する。このＥＴＣモードは、上述した装置をトルクコンバータとして機能させるモードであり、上記の第２クラッチＣ2 のみを係合させて出力軸１０をリングギヤ５に連結する。このモードでは、エンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転し、これに対してモータ・ジェネレータ２は、リングギヤ５に生じるトルクが走行の要求に沿うものとなるように駆動する。この状態を示す共線図は、例えば図４のとおりであり、エンジン１が駆動していることによりサンギヤ４に正のトルクが生じており、これに対して車両を走行させるための負荷によりリングギヤ５には負の方向のトルクが作用しており、さらにキャリヤ８にはモータ・ジェネレータ２の出力するトルクが正方向に作用している。この状態でモータ・ジェネレータ２を逆回転させれば、リングギヤ５の回転数が低下し、モータ・ジェネレータ２の回転数によっては、図４に実線で示してあるように、リングギヤ５の回転数がゼロになり、車両が停止した状態となる。すなわち、エンジン１を駆動しつつ車両を停止状態に維持することができる。
【００５０】また、図４に実線で示す状態からモータ・ジェネレータ２の正方向の出力トルクを増大させてその回転数を正回転方向に増大させると（逆回転方向の回転数を減少させると）、エンジン１およびこれと一体のサンギヤ４の回転数が一定に維持されているので、図４に破線で示すように、出力要素であるリングギヤ５が正方向に回転する。そしてそのトルクは、入力したトルクを、遊星歯車機構３のギヤ比ρに応じて増幅させたトルクとなる。すなわちトルクの増幅作用が生じる。言い換えれば、モータ・ジェネレータ２によるアシスト作用が生じる。
【００５１】さらに、モータモードについて説明する。このモードは、モータ・ジェネレータ２の動力のみによって走行するモードであって、第１クラッチＣ1 のみを係合させ、その状態でモータ・ジェネレータ２を駆動する。この状態では、モータ・ジェネレータ２およびキャリヤ８ならびに出力軸１０が直結された状態となるので、モータ・ジェネレータ２の動力がそのまま出力軸１０に伝達され、モータ・ジェネレータ２によって走行することができる。
【００５２】さらに、エンジン・モータ（Ｅｎｇ＋モータ）モードについて説明する。このモードは、いわゆる直結走行モードであって、第１クラッチＣ1 と第２クラッチＣ2 とを係合させる。これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 が係合することにより、キャリヤ８とリングギヤ５とが出力軸１０を介して連結されるから、遊星歯車機構３の全体が一体化される。すなわちエンジン１およびモータ・ジェネレータ２が出力軸１０に直結された状態となる。したがってエンジン１およびモータ・ジェネレータ２から出力された動力がそのまま出力軸１０を経て変速機１１に入力される。
【００５３】つぎに、後進走行のためのモードについて説明する。後進走行はエンジン１の動力での走行、モータ・ジェネレータ２の動力での走行、ならびにエンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力での走行が可能である。先ず、エンジンモードについて説明すると、このモードでは、第１クラッチＣ1 を係合させてキャリヤ８に出力軸１０を連結するとともに、ブレーキＢ1 を係合させてリングギヤ５を固定する。この状態を示す共線図は図５のとおりであって、エンジン１を駆動すれば、リングギヤ５を固定した状態でサンギヤ４が正回転することによりキャリヤ８が逆回転する。すなわちエンジン１の回転方向とは反対方向に出力軸１０が回転することにより、エンジン１の動力によって後進走行する。
【００５４】またモータ後進モードは、第１クラッチＣ1 のみを係合させる。これは、前述した前進走行でのモータモードと同様であり、モータ・ジェネレータ２が出力軸１０に直結された状態になるので、モータ・ジェネレータ２を逆回転させることにより、出力軸１０が逆回転する。すなわちモータ・ジェネレータ２の動力により後進走行する。
【００５５】後進走行でのエンジン・モータ（Ｅｎｇ＋モータ）モードでは、第１クラッチＣ1 とブレーキＢ1 とを係合させる。これは、後進走行でのエンジンモードと同様な状態であり、エンジン１を駆動することにより、キャリヤ８およびこれに連結されている出力軸１０が逆回転するが、キャリヤ８にはモータ・ジェネレータ２が常時連結されているので、モータ・ジェネレータ２を逆回転方向に駆動することにより、その動力が出力軸１０に伝達され、後進走行のための駆動力が増大する。すなわちモータ・ジェネレータ２によって駆動力をアシストすることができる。
【００５６】このように、図１に示すハイブリッド駆動装置では、ＥＴＣモードにおいて、エンジン１によって出力したトルクを、遊星歯車機構３にモータ・ジェネレータ２のトルクを入力することにより増幅して出力軸１０に出力することができる。また、モータ・ジェネレータ２の回転数を制御することにより、エンジン１を駆動したまま、出力軸１０の回転を止めることができる。したがって遊星歯車機構３をトルクコンバータと同様に機能させることができる。
【００５７】さらに、後進走行する場合、エンジン１の動力にのみによって走行することができ、したがって変速機１１として、上記のベルト式無段変速機のように後進段を設定することのできない変速機を採用することができる。そしてまた、モータ・ジェネレータ２の動力によってエンジン１を回転させてエンジン１を始動することができる。そのため、上記のハイブリッド駆動装置では、従来必要としていたスタータモータを廃止することができる。
【００５８】上記のハイブリッド駆動装置では、前進走行の際のＥＴＣモードで第２クラッチＣ2 によって出力軸１０をリングギヤ５に連結し、またエンジン１の動力による後進走行の際には第１クラッチＣ1 によって出力軸１０をキャリヤ８に連結する。このように、出力軸１０を連結する回転要素を変更することによっていわゆるＥＴＣモードとエンジン１による後進走行が可能となり、したがって上記の各クラッチＣ1 ，Ｃ2 が、いわゆる出力切り換えクラッチとなっている。
【００５９】上述したハイブリッド駆動装置を具体化した例を図６ないし図８に示してある。ここに示すハイブリッド駆動装置は、フロントケース２０とミッドケース２１とリヤケース２２とを有しており、これら三者でケーシング２３が形成されている。フロントケース２０は、エンジンに連結されるように構成され、エンジンの出力軸２４と軸線を一致させた貫通孔を有する隔壁部２５がその内部に形成されている。この隔壁部２５を挟んでエンジンとは反対側の開口端にカバー２６が取り付けられており、このカバー２６と隔壁部２５との間にモータ室２７が形成されている。このモータ室２７の内部にモータ・ジェネレータ２８が収容されている。
【００６０】前記カバー２６には、隔壁部２５と同様に前記出力軸２４と軸線を一致させた貫通孔が形成されており、これら隔壁部２５の内周部とカバー２６の内周部とに嵌合させた軸受２９によってロータ３０が回転自在に保持されている。このロータ３０は、軸受２９によって支持されたボス部から半径方向で外側に突出したフランジ部の外周部に永久磁石を取り付けたものであって、その永久磁石と半径方向で対向する位置に、ステータ３１が配置されている。このステータ３１は、フロントケース２０の内周面に固定されている。また、ロータ３０のボス部とカバー２６の内壁面との間にレゾルバー３２が配置されている。なお、前記軸受２９は、モータ室２７の液密性を確保するために、シール材を備えた軸受であることが好ましい。
【００６１】前記モータ室２７の外周側には、液密構造の中空部３３が形成されており、この中空部３３に冷却水を流すことにより、モータ・ジェネレータ２８を冷却するように構成されている。すなわちこの中空部３３がウォータージャケットとなっている。
【００６２】前記ロータ３０のボス部は、中空軸状に形成されており、そのボス部の内部に入力軸３４が回転自在に挿入されている。この入力軸３４は、前記隔壁部２５を貫通してエンジン側に突出しており、その突出端がドライブプレート３５を介してエンジンの出力軸２４に連結されている。すなわちドライブプレート３５は、外周側の質量を大きくした慣性モーメントの大きいプレートであって、エンジンの出力軸２４に取り付けられている。また、このドライブプレート３５は、回転方向に向けた配置したコイルスプリングなどの弾性体を有するダンパー機構３６を備えており、そのダンパー機構３６のボス部が前記入力軸３４の先端部に一体的に嵌合している。
【００６３】上記のフロントケース２０に連結されたミッドケース２１には、入力軸３４と軸線を一致させた貫通孔を有する隔壁部３７が、軸線方向での中間部に形成されている。この隔壁部３７と前記カバー２６との間に形成されている中空部に、遊星歯車機構３８およびブレーキＢ1 ならびに２つのクラッチＣ1 ，Ｃ2 が収納されている。
【００６４】この遊星歯車機構３８は、前述したダブルピニオン型の遊星歯車機構であって、前記カバー２６に隣接して配置されている。この遊星歯車機構２８におけるサンギヤ３９は、前記入力軸３４と一体に形成されている。また前記ロータ３０のボス部が入力軸３４の外周面に沿って遊星歯車機構３８側に延びており、そのボス部（すなわち中空軸部）の先端外周部に、キャリヤ４０がスプライン嵌合されている。このキャリヤ４０のカバー２６側の側面には、半径方向に飛散する潤滑油をピニオンギヤ側に導くガイドプレート４１が取り付けられている。
【００６５】リングギヤ４２は、円筒状の部材であって、これを軸線方向および半径方向に支持するリテーナ４３が、リングギヤ４２の内周面でかつ軸線方向での一端部に連結されている。このリテーナ４３は、キャリヤ４０とカバー２６との間に配置され、これらキャリヤ４０とカバー２６との間に配置したスラスト軸受によって軸線方向に対して位置決めされ、またキャリヤ４０のボス部に回転自在に嵌合することにより半径方向に対して位置決めされている。
【００６６】リングギア４２の外周面に円筒状をなすブレーキハブ４４が一体的に固定されている。このブレーキハブ４４にスプライン嵌合させた複数枚の摩擦板とミッドケース２１の内周面にスプライン嵌合させた摩擦板とが軸線方向において交互に配置されており、これらの摩擦板によってブレーキＢ1 が構成されている。
【００６７】前記隔壁部３７とミッドケース２１の内周面との交差部分にはブレーキＢ1 側に向けて開口した中空部が形成されており、この中空部にピストン４５が軸線方向に前後動するように配置されている。このピストン４５の先端部が前記ブレーキＢ1 の近傍にまで延びており、したがってこのピストン４５の背面側に油圧を供給することにより、ピストン４５が図６の右方向に移動して摩擦板を押圧することにより、ブレーキＢ1 を係合させるように構成されている。
【００６８】ピストン４５の内周側には、第２クラッチＣ2 用のクラッチドラム４６が配置されている。このクラッチドラム４６は、前記隔壁部３７に沿う側壁部を有する有形円筒状の中空部材であって隔壁部３７のボス部によって回転自在に保持されている。このクラッチドラム４６の円筒部分における内周面に前記ブレーキハブ４４の先端がスプライン嵌合するとともに、複数枚の摩擦板がスプライン嵌合させられており、これらの摩擦板の間に他の摩擦板が交互に配置されている。これら他の摩擦板はクラッチドラム４６の内周側に配置した第１クラッチＣ1 用のクラッチドラム４７の外周面にスプライン嵌合しており、したがってこれらの摩擦板によって第２クラッチＣ2 が構成されている。
【００６９】これらの摩擦板を押圧して第２クラッチＣ2 を係合させるピストン４８が前記クラッチドラム４６の内周部に軸線方向へ前後動するように収納されている。このピストン４８の背面側すなわちクラッチドラム４６の内部に対する油圧の供給は、前記隔壁部３７に形成した油路を介しておこなうように構成されている。さらに、このピストン４８の前面側（図６における右側）には、リテーナによって保持したリターンスプリング４９が配置されている。
【００７０】隔壁部３７の内周側には出力軸５０が貫通して回転自在に保持されておりこの出力軸５０の後端部（図６の右側の端部）は、前記入力軸３４の先端部に回転自在に嵌合している。この出力軸５０における入力軸３４側の端部には、半径方向に突出したフランジ部が形成されており、ここに前記クラッチドラム４７が一体的に連結されている。したがって、第２クラッチＣ2 によって、リングギア４２と出力軸５０とを選択的に連結するように構成されている。
【００７１】このクラッチドラム４７は第１クラッチＣ1 用のものであって、その内周面に複数枚の摩擦板がスプライン嵌合されており、これらの摩擦板と軸線方向において交互に配置した摩擦板が前記キャリヤ４０に一体化させたクラッチハブ５１の外周面にスプライン嵌合させられている。すなわち、こられの摩擦板によって第１クラッチＣ1 が構成されている。この第１クラッチＣ1 を係合させるピストン５２は、出力軸５０の半径方向に伸びるフランジ部によって保持されている。このピストン５２を動作させる油圧は、前記隔壁部３７から出力軸５０の内部を通ってピストン５２の背面側に供給するように構成されている。このピストン５２を復帰動作させるリターンスプリング５３がピストン５２の前面側に配置されている。
【００７２】なお、上述したハイブリッド駆動装置では、図６に示すようにロータ３０およびステータ３１を可及的に外周側に配置することによりモータ・ジェネレータ２８により発生するトルクを大きくする一方、ステータ３１の内周側に生じる空間部に遊星歯車機構３８の一部を入り込ませることにより、スペースを有効利用して軸線方向での寸法が短縮化されている。
【００７３】ミッドケース２１に連結されたリヤケース２２と前記隔壁部３７との間の中空部に変速機５４が配置されている。この変速機５４は前述したようにベルト式の無段変速機であって、出力軸５０と同一軸線上に駆動プーリ５５が配置されている。この駆動プーリ５５は固定シーブ５６と可動シーブ５７とから構成されており、これらのシーブ５６、５７の対向する壁面がテーパ面となっていて、これらのテーパ面によって、ベルト５８を挟み込む溝部が形成されている。固定シーブ５６は中空状の軸部を備えており、その軸部の一端部の外周側に嵌合させた軸受５９を介して前記隔壁部３７によって回転自在に支持され、かつその中空部に前記出力軸５０の先端部が挿入されてスプライン嵌合されている。可動シーブ５６の他方の端部はリヤケース２２の内周部に取り付けた軸受６０によって回転自在に保持されている。可動シーブ５７はこの固定シーブ５６における中空軸部の外周側に軸線方向へスライド可能に嵌合されている。この可動シーブ５７はダブルピストンタイプの油圧サーボ機構６１によって固定シーブ５６側へ移動させられるように構成されている。
【００７４】上記の駆動プーリ５５と平行に従動プーリ６２が設けられている。この従動プーリ６２は駆動プーリ５５と同様に固定シーブ６３と可動シーブ６４とから構成されており、これらの各シーブ６３，６４の間の溝部にベルト５８を巻掛けるように構成されている。固定シーブ６３は中空の軸部を有しており、その一方の端部（図７での左側の端部）が軸受６５を介して、リヤケース２２によって回転自在に保持されており、また他方の端部が軸受６６を介して隔壁部３７によって回転自在に保持されている。可動シーブ６４は、この固定シーブ６３における中空軸部の外周に軸線方向へ移動し得るよう嵌合させられている。この可動シーブ６４と固定シーブ６３の中空軸部との間には、可動シーブ６４を軸線方向に滑らかに移動させるとともに、固定シーブ６３と一体的に回転させるためにボールスプライン６７が設けられている。この可動シーブ６４の背面側（図７の右側）には可動シーブ６４を固定シーブ６３側に押圧する油圧サーボ機構６８が設けられている。
【００７５】この変速機５４の変速比の制御は各油圧サーボ機構６１，６８に油圧を供給することによっておこなわれるが、その制御は従来のベルト式無段変速機による制御とほぼ同様である。すなわち、従動プーリ６２側の油圧サーボ機構６８に要求トルクに応じた油圧を供給しておき、これに対して駆動プーリ５５側の油圧サーボ機構６１には要求される変速比を設定する油圧を供給する。すなわち、従動プーリ６２側の油圧によって、ベルト５８に所定の張力を付与しておく一方、駆動プーリ５５側の油圧を高くすることにより、駆動プーリ５５の溝幅が狭くなって、ベルト５８の巻き掛け半径が大きくなり、その結果、変速比が小さくなる。これとは反対に駆動プーリ５５側の油圧を低下させると、ベルト５８に掛かっている張力により駆動プーリ５５の溝幅が押し広げられ、その結果、ベルト５８の巻き掛け半径が小さくなるために、変速比が大きくなるように構成されている。
【００７６】前記出力軸５０および固定シーブ５６の内部にはその中心軸線に沿って貫通したポンプシャフト６９が配置されており、そのポンプシャフト６９の一方の端部は入力軸３４にスプライン嵌合させられている。このポンプシャフト６９の先端部には、チェーンスプロケット７０が取り付けられている。このチェーンスプロケット７０は図示しないオイルポンプに駆動力を伝達するためのものである。また、このチェーン７０および図示しないチェーンはエンドカバー７１によって覆われている。また、図７において符号７２は、パーキングギアであって、従動プーリ６２における固定シーブ６３にスプライン嵌合されている。
【００７７】前記フロントケース２０とミッドケース２１とは、半径方向に突出した部分を備えており、その突出部分にカウンターシャフト７３とディファレンシャル７４とが収納されている。カウンターシャフト７３は比較的短い回転軸であって、その両端部を軸受７５によって回転自在に保持されるとともに、前記従動プーリ６２における固定シーブ６３の軸部に一対のカウンターギア７６によって連結されている。またこのカウンターシャフト７３には他の歯車７７が一体に形成されており、この歯車７７がディファレンシャル７４におけるリングギア７８（出力ギア）に噛合している。なお、図６において符号７９は、シール部材を示し、フロントケース２０における隔壁２５と入力軸３４との間を液密状態にシールしている。
【００７８】上述した図６ないし図８に示す構成であれば、外径の大きいモータ・ジェネレータ２８がドライブプレート３５と隣接して配置され、またブレーキＢ1 やクラッチＣ1 ，Ｃ2 が無段変速機５４側に配置されているから、外径寸法の近似した部材を互いに隣接させる構成となっており、その結果、全体としてコンパクトな装置とすることができる。
【００７９】つぎにこの発明の他の例について説明する。図９に示す例は、前述した図１に示す構成の配置および連結関係を変更したものである。すなわちエンジン１がキャリヤ８に常時連結されており、これに対してモータ・ジェネレータ２がサンギヤ４に常時連結されている。このように、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との連結関係を、図１に示す構成から変更したことにより、第１クラッチＣ1 は出力軸１０とサンギヤ４とを選択的に連結するように配置されている。また、モータ・ジェネレータ２は変速機１１を挟んで各クラッチＣ1 ，Ｃ2 とは反対側に配置されている。したがってモータ・ジェネレータ２とサンギヤ４とを連結する軸が駆動プーリ１２の中心軸線に沿って貫通している。
【００８０】この図９に示す構成のハイブリッド駆動装置においても図１に示すハイブリッド駆動装置におけると同様な走行モード（運転モード）が可能である。すなわち、図１０に示すようにエンジン始動モードでは、第２クラッチＣ2 とブレーキＣ1 とを係合させる。したがってリングギヤ５を固定した状態でサンギヤ４をモータ・ジェネレータ２によって回転させることになるから、キャリヤ８がサンギヤ４とは反対方向に回転する。この状態を図１１に共線図によって示してあり、モータ・ジェネレータ２を逆回転させることにより、キャリヤ８およびこれに連結してあるエンジン１が正回転する。したがってこの状態でエンジン１に燃料を供給し、また必要に応じて点火することにより、エンジン１を始動することができる。
【００８１】前進走行の際のＥＴＣモードは、第２クラッチＣ2 のみを係合させることによって設定する。これは、図１に示す例と同様であって、エンジン１あるいはモータ・ジェネレータ２が連結されていない回転要素を出力軸１０に連結することにより設定される。この状態では、出力軸１０に連結されているリングギヤ５を固定した場合に互いに反力要素となるサンギヤ４とキャリヤ８とにモータ・ジェネレータ２およびエンジン１が連結されているので、エンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転し、その状態でモータ・ジェネレータ２の出力を制御することにより、リングギヤ５およびこれに連結してある出力軸１０の回転が止まり、またその出力軸１０にエンジン１の出力トルクを増幅したトルクが生じ、遊星歯車機構３がトルクコンバータと同様に機能する。このモードでの共線図を図１２に示してある。
【００８２】モータ走行モードは、第１クラッチＣ1 を係合させて設定する。すなわち、モータ・ジェネレータ２をサンギヤ４を介して出力軸１０に連結する。したがってモータ・ジェネレータ２の動力によって走行することができる。その場合、第２クラッチＣ2 を係合させれば、遊星歯車機構３の全体が一体回転するので、キャリヤ８に連結してあるエンジン１が正回転する。そのため、モータ走行モードでエンジン１を始動させることができる。
【００８３】エンジン１およびモータ・ジェネレータ２による走行モード（Ｅｎｇ＋モータモード）は、遊星歯車機構３の全体を一体化させてエンジン１およびモータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結するモードであり、これは、第１クラッチＣ1および第２クラッチＣ2 を係合させて設定する。図１に示す装置でのエンジン・モータモードと同様である。
【００８４】後進時には、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２のいずれかあるいは両方によって走行することができる。すなわちエンジン１の動力で後進走行する場合、第１クラッチＣ1 およびブレーキＢ1 を係合させ、リングギヤ５を固定するとともにサンギヤ４を出力軸１０に連結した状態でキャリヤ８をエンジン１によって正回転させる。その結果、図１３に共線図を示すように、サンギヤ４およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転するので、後進走行することになる。
【００８５】またモータ・ジェネレータ２によって後進走行する場合、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結すればよいのであるから、第１クラッチＣ1 を係合させる。またその場合、第２クラッチＣ2 も同時に係合させて遊星歯車機構３における回転要素同士の相対回転を生じないようにしてもよい。これは、図１に示す装置においても同様である。
【００８６】エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の両方の動力で後進走行する場合には、第１クラッチＣ1 とブレーキＢ1 とを係合させる。これは、後進走行時のエンジンモードと同様であって、リングギヤ５を固定した状態でキャリヤ８をエンジン１によって回転させるので、サンギヤ４およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転し、後進走行状態となる。その場合、モータ・ジェネレータ２を逆回転させてサンギヤ４に逆回転方向のトルクを付加することにより、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との動力によって後進走行することができる。
【００８７】このように図９に示すように構成したハイブリッド駆動装置においても、エンジン１の動力によって後進走行することができるので、バッテリ（図示せず）の充電容量が低下している場合であっても後進走行の際の駆動力が不足することはない。また、いわゆるＥＴＣモードが可能であって、エンジン１の出力するトルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅して出力軸１０から出力することができるので、エンジン１を最適運転状態に維持しつつ発進時などに必要十分な駆動トルクを得ることができる。また特に、図９に示す構成では、モータ・ジェネレータ２を軸線方向での一端部に配置することができるので、モータ・ジェネレータ２の冷却が容易になる。
【００８８】この図９に示す構成では、上記の説明から知られるように、キャリヤ８が常時正回転する。これを利用してオイルポンプＯp を内蔵した構成とすることができる。その例を図１４に示してある。この図１４に示す構成は、図９に示す構成を改良したものであって、キャリヤ８にオイルポンプＯp が連結されるとともに、キャリヤ８とエンジン１との間にクラッチＣ0 が配置され、さらに、ブレーキＢ1 と並列に一方向クラッチＦ1 が配置されている。他の構成は、図９に示す構成と同一である。
【００８９】このような構成であれば、前進および後進のいずれの走行モードであってもキャリヤ８が正回転することにより、オイルポンプＯp が正常に駆動され、必要な油圧を発生させることができる。
【００９０】上述した各例は、出力要素を変更するように構成した例であるが、これに加えて、モータ・ジェネレータ２の動力を入力する要素を変更するように構成してもよい。図１５にその一例を記載してある。この図１５に示す例は、図１に示す構成を改良したものであって、モータ・ジェネレータ２とリングギヤ５との間に第１入力クラッチＣ1 が配置され、またモータ・ジェネレータ２とキャリヤ８との間に第２入力クラッチＣ2 が配置され、さらにキャリヤ８と出力軸１０との間には、図１に示す第１クラッチに相当する第１出力クラッチＣ3 が配置され、そしてリングギヤ５と出力軸１０との間には、図１に示す第２クラッチに相当する第２出力クラッチＣ4 が配置されている。またさらに、図１に示すブレーキに替えて一方向クラッチＦ1 がリングギヤ５とケーシング９との間に配置されている。
【００９１】この図１５に示すハイブリッド駆動装置の作用すなわち各走行モードについて説明する。このハイブリッド駆動装置によれば、図１６に示す７つのモードを設定することができ、先ず、エンジン始動モードについて説明すると、このモードでは、第２入力クラッチＣ2 を係合させる。すなわちモータ・ジェネレータ２をキャリヤ８に連結する。この状態の共線図を図１７に示してある。モータ・ジェネレータ２によってキャリヤ８を逆回転させると、サンギヤ４にエンジン１の負荷が掛かっているので、リングギヤ５が逆回転しようとする。このリングギヤ５に連結してある一方向クラッチＦ1 は逆回転方向のトルクが回転側の部材（例えばインナーレース）に作用した際に係合するように構成されているので、モータ・ジェネレータ２を逆回転することによってリングギヤ５が固定され、その結果、サンギヤ４およびこれに連結してあるエンジン１が正回転する。したがってその状態でエンジン１に燃料を供給し、また必要に応じて点火することによりエンジン１を始動することができる。なお、このエンジン始動モードでは、第２出力クラッチＣ4 を係合させて、出力軸１０の回転を止めてもよい。
【００９２】また、前進走行の際のＥＴＣモードは、第２入力クラッチＣ2 と第２出力クラッチＣ4 とを係合させて設定する。すなわちモータ・ジェネレータ２をキャリヤ８に連結し、かつ出力軸１０をリングギヤ５に連結する。これは、図１に示すハイブリッド駆動装置での前進走行の際のＥＴＣモードと同じ連結状態および動力の入出力状態となる。したがって、図１８に示す共線図からも明らかなように、エンジン１の出力するトルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅して出力軸１０に出力することができ、またエンジン１を回転させたまま、出力軸１０の回転を止めることができる。
【００９３】またモータ走行モードは、第２入力クラッチＣ2 と第１出力クラッチＣ3 とを係合させて設定する。すなわちモータ・ジェネレータ２をキャリヤ８に連結するとともに、出力軸１０をキャリヤ８に連結することにより、モータ・ジェネレータ２と出力軸１０とをキャリヤ８を介して直結する。したがってモータ・ジェネレータ２の動力によって前進走行することができる。
【００９４】エンジン・モータモードでは、前記４つのクラッチのうちいずれか３つを係合させる。例えば図１６に示すように、各入力クラッチＣ1 ，Ｃ2 と第１出力クラッチＣ3 とを係合させる。したがってモータ・ジェネレータ２が遊星歯車機構３に連結されるとともに、遊星歯車機構３の全体が一体化され、その一体化された遊星歯車機構３のキャリヤ８に出力軸１０が連結される。そのため、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力が遊星歯車機構３を介して出力軸１０に伝達され、エンジン１の動力とモータ・ジェネレータ２の動力とによって前進走行することができる。
【００９５】後進走行のためのモードとしてエンジンモードとモータモードとが可能である。エンジンモードでは、第１入力クラッチＣ1 と第１出力クラッチＣ3 とを係合させる。すなわちモータ・ジェネレータ２をリングギヤ５に連結するとともに、出力軸１０をキャリヤ８に連結する。この状態の共線図を図１９に示してある。エンジン１を駆動してサンギヤ５に正回転方向のトルクを伝達すると、キャリヤ８に出力軸１０からの負荷が掛かっているので、リングギヤ５に正回転方向のトルクが生じる。これに打ち勝つトルクをモータ・ジェネレータ２によってリングギヤ５に与えると、リングギヤ５の回転数が抑制され、それに伴ってキャリヤ８およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転する。なお、リングギヤ５には一方向クラッチＦ1 が連結してあるので、一方向クラッチＦ1 によって回転が止められるまでリングギヤ５の正回転方向の回転を低下させることが可能である。すなわちこの後進走行の際のエンジンモードは、モータ・ジェネレータ２によって後進走行状態を設定することになり、またその駆動トルクをモータ・ジェネレータ２によって制御することになる。
【００９６】一方、後進走行のためのモータモードは、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結するモードであり、したがって前進走行の際のモータモードと同様に、第２入力クラッチＣ2 と第１出力クラッチＣ3 とを係合させる。この状態では、モータ・ジェネレータ２と出力軸１０とが直結状態であるから、モータ・ジェネレータ２を逆回転させることにより出力軸１０が逆回転し、後進走行する。
【００９７】なお、上記の図１５に示す例は、図１に示す構成のうち、キャリヤ８とモータ・ジェネレータ２との間、およびリングギヤ５とモータ・ジェネレータ２との間にクラッチ機構を追加設置し、かつブレーキを一方向クラッチに変更した例であるが、これと同様な変更を図９に示す構成についておこなうことができる。すなわちモータ・ジェネレータ２を遊星歯車機構３から切り離す手段を設けることになるので、エンジン１の動力で走行し、かつ発電の必要がない場合には、モータ・ジェネレータ２を切り離して動力の損失を防止することができる。
【００９８】つぎに前記ダブルピニオン型遊星歯車機構に替えてシングルピニオン型遊星歯車機構を使用した例を説明する。図２０はその一例を示しており、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力を出力軸１０に個別にもしくは合成して伝達するシングルピニオン型遊星歯車機構８０は、外歯歯車であるサンギヤ８１と、そのサンギヤ８１に対して同心円上に配置した内歯歯車であるリングギヤ８２と、これらサンギヤ８１とリングギヤ８２とに噛合したピニオンギヤ８３を自転かつ公転自在に保持したキャリヤ８４とを回転要素とした歯車機構である。
【００９９】そのサンギヤ８１にモータ・ジェネレータ２が連結されるとともに、第１クラッチＣ1 を介して出力軸１０が連結されている。またリングギヤ８２にエンジン１が連結されている。さらに、キャリヤ８４を選択的に固定するブレーキＢ1 が設けられるとともに、このキャリヤ８４と出力軸１０との間に第２クラッチＣ2が設けられている。すなわちこの図２０に示す構成は、前述した図９に示す構成におけるダブルピニオン型遊星歯車機構をシングルピニオン型遊星歯車機構に変更し、それに伴ってキャリヤとリングギヤとに対する動力装置や摩擦係合装置の連結関係を入れ替えたものである。
【０１００】したがって図２０に示す構成のハイブリッド駆動装置においても、図９に示す構成の装置と同様の走行モードを設定することができ、また各モードでのクラッチＣ1 ，Ｃ2 およびブレーキＢ1 の係合・解放状態は、図９に示す装置と同一である。図２１に各走行モードを設定するための係合作動表を示してある。なお、図２１では、前進走行および後進走行の際のモータモードで第２クラッチＣ2 を解放することとしてあるが、モータモードでは遊星歯車機構８０の全体が一体化するので、図９に示す装置による場合と同様に第２クラッチＣ2 を係合させることとしてもよい。
【０１０１】以下、各走行モードについて説明する。エンジン始動モードでは、第２クラッチＣ2 とブレーキＢ1 とを係合させる。したがってキャリヤ８４を固定した状態でサンギヤ８１をモータ・ジェネレータ２によって回転させることになるから、リングギヤ８２がサンギヤ８１とは反対方向に回転する。この状態を図２２に共線図によって示してあり、モータ・ジェネレータ２を逆回転させることにより、リングギヤ８２およびこれに連結してあるエンジン１が正回転する。したがってこの状態でエンジン１に燃料を供給し、また必要に応じて点火することにより、エンジン１を始動することができる。
【０１０２】前進走行の際のＥＴＣモードは、第２クラッチＣ2 のみを係合させることによって設定する。すなわち、エンジン１あるいはモータ・ジェネレータ２が連結されていない回転要素を出力軸１０に連結する。この状態では、出力軸１０に連結されているキャリヤ８４を固定した場合に互いに反力要素となるサンギヤ８１とリングギヤ８２とにモータ・ジェネレータ２およびエンジン１が連結されているので、エンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転し、その状態でモータ・ジェネレータ２の出力を制御することにより、キャリヤ８４およびこれに連結してある出力軸１０の回転が止まり、またその出力軸１０にエンジン１の出力トルクを増幅したトルクが生じ、遊星歯車機構８０がトルクコンバータと同様に機能する。このモードでの共線図を図２３に示してある。
【０１０３】モータ走行モードは、第１クラッチＣ1 を係合させて設定する。すなわち、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０に連結する。したがってモータ・ジェネレータ２の動力によって走行することができる。
【０１０４】エンジン１およびモータ・ジェネレータ２による走行モード（Ｅｎｇ＋モータモード）は、遊星歯車機構８０の全体を一体化させてエンジン１およびモータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結するモードであり、これは、第１クラッチＣ1 および第２クラッチＣ2 を係合させて設定する。図１あるいは図９に示す装置でのエンジン・モータモードと同様である。
【０１０５】後進時には、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２のいずれか一方あるいは両方によって走行することができる。すなわちエンジン１の動力で後進走行する場合、第１クラッチＣ1 およびブレーキＢ1 を係合させ、キャリヤ８４を固定するとともにサンギヤ８１を出力軸１０に連結した状態でリングギヤ８２をエンジン１によって正回転させる。その結果、図２４に共線図を示してあるように、サンギヤ８１およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転するので、後進走行することになる。
【０１０６】またモータ・ジェネレータ２によって後進走行する場合、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結すればよいのであるから、第１クラッチＣ1 を係合させる。またその場合、第２クラッチＣ2 も同時に係合させて遊星歯車機構８０における回転要素同士の相対回転を生じないようにしてもよい。
【０１０７】エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の両方の動力で後進走行する場合には、第１クラッチＣ1 とブレーキＢ1 とを係合させる。これは、後進走行時のエンジンモードと同様であって、キャリヤ８４を固定した状態でリングギヤ８２をエンジン１によって回転させるので、サンギヤ８１およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転し、後進走行状態となる。その場合、モータ・ジェネレータ２を逆回転させてサンギヤ８１に逆回転方向のトルクを付加することにより、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との動力によって後進走行することができる。
【０１０８】このように図２０に示すように構成したハイブリッド駆動装置においても、エンジン１の動力によって後進走行することができるので、バッテリ（図示せず）の充電容量が低下している場合であっても後進走行の際の駆動力が不足することはない。また、いわゆるＥＴＣモードが可能であって、エンジン１の出力するトルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅して出力軸１０から出力することができるので、エンジン１を最適運転状態に維持しつつ発進時などに必要十分な駆動トルクを得ることができる。
【０１０９】図２０に示す構成にオイルポンプＯp を付加した構成を図２５に示してある。リングギヤ８２とエンジン１のと間にクラッチＣ0 が配置され、そのエンジン１の出力軸にオイルポンプＯp が連結されている。また、ブレーキＢ1 と並列に一方向クラッチＦ1 が配置されている。他の構成は、図２０に示す構成と同様である。
【０１１０】なお、図２０に示す例では、モータ・ジェネレータ２を軸線方向での中央部に配置し、その両側に遊星歯車機構３とクラッチＣ1 ，Ｃ2 とを配置した構成としたが、モータ・ジェネレータ２を変速機１１に隣接して配置し、クラッチＣ1 ，Ｃ2 を遊星歯車機構３よりもエンジン１側に配置する構成としてもよい。
【０１１１】以上説明した各具体例は、出力軸１０を連結する回転要素をクラッチによって変更することにより、エンジン１の動力によって後進走行することが可能なように構成したものであるが、遊星歯車機構に対する動力の入力の仕方を変更することによってエンジン１での後進走行が可能なように構成することもできる。その例を以下に説明する。
【０１１２】図２６は、ラビニヨ型遊星歯車機構９０を使用した例であり、このラビニヨ型遊星歯車機構９０は、外歯歯車である第１サンギヤ９１と、この第１サンギヤ９１に対して同心円上に配置した内歯歯車であるリングギヤ９２と、これらのサンギヤ９１とリングギヤ９２との間に配置された第１サンギヤ９１に噛合するショートピニオンギヤ９３およびこのショートピニオンギヤ９３とリングギヤ９２とに噛合したロングピニオンギヤ９４を自転および公転自在に保持したキャリヤ９５と、そのロングピニオンギヤ９４に噛合した第２サンギヤ９６とを備えた公知の遊星歯車機構である。その第２サンギヤ９６にモータ・ジェネレータ２が連結されるとともに、エンジン１を第１サンギヤ９１に選択的に連結する第１クラッチＣ1 と、エンジン１を第２サンギヤ９６に選択的に連結する第２クラッチＣ2とが設けられている。さらにキャリヤ９５とケーシング９との間にブレーキＢ1が設けられ、このブレーキＢ1 によってキャリヤ９５を選択的に固定するように構成されている。さらにリングギヤ９２に出力軸１０が連結されている。
【０１１３】一方、従動プーリ１３とケーシング９との間には一方向クラッチＦ1 と第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されている。この一方向クラッチＦ1 は、従動プーリ１３に連結してある部材（例えばインナーレース）が従動プーリ１３と共に第２ブレーキＢ2 側の部材（例えばアウターレース）に対して後進走行方向に回転（逆回転）した場合に係合するように構成されており、したがって第２ブレーキＢ2 を係合させることにより、従動プーリ１３および駆動プーリ１２ならびに出力軸１０の後進走行方向への回転を阻止するように構成されている。他の構成は、図１に示す構成と同様であるから、図２６に図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１４】この図２６に示す構成のハイブリッド駆動装置においても図２７に示す各走行モード（運転モード）が可能である。以下、これらの各モードについて説明する。
【０１１５】エンジン始動モードでは、第１クラッチＣ1 を係合させてエンジン１を第１サンギヤ９１に連結するとともに、第２ブレーキＢ2 を係合させて出力軸１０すなわちリングギヤ９２の逆回転を阻止した状態とする。この状態の共線図を図２８に示してある。なお、以下の共線図においてρ1 は、第１サンギヤとリングギヤとの歯数の比、ρ2 は、第２サンギヤとリングギヤとの歯数の比をそれぞれ示し、またＳ1 は第１サンギヤ、Ｓ2 は第２サンギヤをそれぞれ示す。モータ・ジェネレータ２を逆回転させると、リングギヤ９２を固定した状態で第２サンギヤ９６を逆回転させることになるから、この第２サンギヤ９６に対して第１サンギヤ９１が反対方向に回転する。すなわち第１サンギヤ９１に連結されたエンジン１がモータ・ジェネレータ２によって正回転させられるので、エンジン１に燃料を供給し、また必要に応じて点火をおこなうことによりエンジン１を始動することができる。
【０１１６】前進走行の際には遊星歯車機構９０をトルクコンバータと同様に機能させるＥＴＣモードが可能である。これは、第１クラッチＣ1 のみを係合させてエンジン１を第１サンギヤ９１に連結する。この状態は、出力軸１０およびこれに連結した出力要素であるリングギヤ９２を固定した場合に、互いに反対方向に回転する回転要素すなわち第１サンギヤ９１と第２サンギヤ９６とにエンジン１およびモータ・ジェネレータ２を連結した構成となる。この場合の共線図を図２９に示してある。エンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転してその動力を第１サンギヤ９１に伝達している状態でモータ・ジェネレータ２を逆回転方向に駆動して第２サンギヤ９６を逆回転させると、そのモータ・ジェネレータ２の回転数に応じてリングギヤ９２およびこれと一体の出力軸１０の回転が止まる。図２９には、その状態を実線で示してある。
【０１１７】この状態からモータ・ジェネレータ２の正回転方向の出力トルクを増大させると、それに応じて第２サンギヤ９６の回転数（正回転方向の回転数）が次第に増大し（すなわち逆回転方向の回転数が次第に低下し）、それに伴ってリングギヤ９２およびこれに連結されている出力軸１０の正回転方向への回転数が次第に増大する。その出力軸１０の回転数はエンジン１の回転数に比較して小さいので、その出力トルクはエンジン１の出力トルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅したトルクとなる。このように図２６に示す構成のハイブリッド駆動装置においても、遊星歯車機構９０をトルクコンバータとして機能させることができる。
【０１１８】前進走行でのモータモードは、第１ブレーキＢ1 を係合させてキャリヤ９５を固定することにより設定する。この状態では、第２サンギヤ９６とリングギヤ９２とが互いに反対方向に回転する関係となるから、モータ・ジェネレータ２を逆回転させると、リングギヤ９２および連結した出力軸１０が正回転する。すなわちモータ・ジェネレータ２の動力によって出力軸１０を回転させ、前進走行することができる。なお、この場合、従動プーリ１３が前進走行方向に回転するから、一方向クラッチＦ1 が係合することがなく、したがって第２ブレーキＢ2 を係合させておいてもよい。
【０１１９】エンジン・モータモードは、エンジン１の動力モータ・ジェネレータ２の動力とを出力軸１０に伝達するモードであり、したがってこの場合は、第１クラッチＣ1 と第２クラッチＣ2 とを係合させる。２つの回転要素である第１サンギヤ９１と第２サンギヤ９６とがクラッチＣ1 ，Ｃ2 とによって連結されるので、遊星歯車機構９０の全体が一体化される。その結果、エンジン１の動力とモータ・ジェネレータ２の動力とがそのままリングギヤ９２から出力軸１０に出力される。
【０１２０】後進走行をおこなう際の３つのモードが可能であって、先ず、エンジンモードについて説明すると、エンジン１の動力によって後進走行する場合には、第２クラッチＣ2 を係合させてエンジン１を第２サンギヤ９６に連結する一方、ブレーキＢ1 を係合させてキャリヤ９５を固定する。この状態の共線図を図３０に示してあり、エンジン１と出力軸１０とは、シングルピニオン型遊星歯車機構を介して連結された状態になり、したがってキャリヤ９５を固定して第２サンギヤ９６をエンジン１によって回転させることになるから、リングギヤ９２およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転し、後進走行する。なお、この場合、図３０に示すように、リングギヤ９２が逆回転するので、従動プーリ１３に連結してある一方向クラッチＦ1 が係合する。しかしながら、この一方向クラッチＦ1 と直列の関係にある第２ブレーキＢ2 が解放しているので、装置がロックすることはない。
【０１２１】後進走行の際のモータモードは、第１ブレーキＢ1 のみを係合させて設定する。すなわち、第２サンギヤ９６とこれに噛合しているロングピニオンギヤ９４とキャリヤ９５とリングギヤ９２とによって遊星歯車機構９０を、シングルピニオン型遊星歯車機構として機能させる。そのキャリヤ９５がブレーキＢ1 によって固定されているために、モータ・ジェネレータ２を正回転させれば、これに連結されている第２サンギヤ９６が正回転することにより、リングギヤ９２が逆回転する。したがってモータ・ジェネレータ２の動力によって出力軸１０が逆回転するので、後進走行をおこなうことができる。なお、その場合、従動プーリ１３が後進走行方向に回転することにより、一方向クラッチＦ1 が係合するが、第２ブレーキＢ2 が解放されているので、装置がロックすることはない。
【０１２２】後進走行の際のエンジン・モータモードは、第２クラッチＣ2 を係合させてエンジン１を第２サンギヤ９６に連結するとともに、ブレーキＢ1 を係合させてキャリヤ９５を固定することによって設定する。この状態は上述した後進走行でのモータモードにおいて、第２サンギヤ９６にモータ・ジェネレータ２の動力に加えてエンジン１の動力を入力するモードとなり、したがったこれらエンジン１とモータ・ジェネレータ２との動力によって第２サンギヤ９６が正回転させられ、それに応じたトルクでリングギヤ９２が逆回転させられ、その結果、出力軸１０が逆回転して後進走行状態となる。なお、この場合においても一方向クラッチＦ1 が係合する。
【０１２３】このように後進走行する場合、モータ・ジェネレータ２とエンジン１とを連結することができるので、モータ・ジェネレータ２によって後進走行を開始した後、エンジン１を連結してエンジン１を始動し、あるいは後進走行を開始する以前にいずれかの摩擦係合装置をスリップさせて停車状態を維持しつつモータ・ジェネレータ２によってエンジン１を始動し、その後に摩擦係合装置を完全に係合させて後進走行を開始する。
【０１２４】図２６には示すハイブリッド駆動装置においても、前進走行の際に遊星歯車機構９０をトルクコンバータと同様に機能させて、出力トルクの増幅を図ることができるとともに、エンジン１を運転したまま出力軸１０の回転を止めて停車することができる。また、遊星歯車機構９０に対するエンジン１からの入力の仕方を変えることにより、エンジン１の動力により後進走行することができ、そのためバッテリ（図示せず）の充電容量が低下している場合であっても必要十分な駆動力で後進走行することができる。さらに図２６に示す構成のハイブリッド駆動装置では、各クラッチＣ1 ，Ｃ2 がエンジン１の動力をサンギヤ９１，９６に伝達するためのものであるから、そのクラッチＣ1 ，Ｃ2 に要求される伝達トルク容量はエンジン１が出力するトルクを上回ることがなく、したがってこれらのＣ1，Ｃ2 を小容量のものとして装置全体を小型化することができる。
【０１２５】つぎにロングピニオンの形状を変えたラビニヨ型遊星歯車機構を使用した例について説明する。図３１はその例を示しており、ここに示すラビニヨ型遊星歯車機構１００におけるロングピニオンの歯数が第２サンギヤに噛合する部分で多くなっている。すなわちこのラビニヨ型遊星歯車機構１００は、前述した図２６に示すものと同様に，第１サンギヤ１０１と、リングギヤ１０２と、第１サンギヤ１０１に噛合するショートピニオンギヤ１０３およびこのショートピニオンギヤ１０３とリングギヤ１０２とに噛合するロングピニオンギヤ１０４とを自転かつ公転自在に保持したキャリヤ１０５と、そのロングピニオンギヤ１０４に噛合した第２サンギヤ１０６とを備えている。そして、ロングピニオンギヤ１０４のうち第２サンギヤ１０６が噛合している箇所の外径が、リングギヤ１０２と噛合している部分の外径よりも大きく、この部分の歯数が多くなっている。
【０１２６】そして第１サンギヤ１０１に対してエンジン１を選択的に連結する第１クラッチＣ1 が設けられるとともに、第２サンギヤ１０６にモータ・ジェネレータ２が連結され、かつこの第２サンギヤ１０６とキャリヤ１０５との間に第２クラッチＣ2 が配置されている。さらにキャリヤ１０５に出力軸１０が連結されており、このキャリヤ１０５を選択的に固定する第１ブレーキＢ1 とリングギヤ１０２を選択的に固定する第２ブレーキＢ2 とが設けられている。他の構成は図１に示す構成と同様であるから、図３１に図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２７】この図３１に示すハイブリッド駆動装置で設定可能な走行モード（運転モード）は、図３２に示すとおりである。先ず、エンジン始動モードについて説明すると、エンジン１を始動する場合には、第１クラッチＣ1 を係合させてエンジン１を第１サンギヤ１０１に連結するとともに、第１ブレーキＢ1 を係合させてキャリヤ１０５を固定する。この状態の共線図は図３３に示すとおりである。なお、以下の共線図でρ3 は、前記第２ピニオンギヤ１０４の前記第１ピニオンギヤ１０３に噛合している部分の歯数と、前記第２サンギヤ１０６に噛合している部分の歯数との比である。キャリヤ１０５を固定した状態でモータ・ジェネレータ２によって第２サンギヤ１０６を逆回転させると、エンジン１を連結してある第１サンギヤ１０１が正回転する。すなわちエンジン１が正回転させられるので、この状態でエンジン１に燃料を供給し、また必要に応じて点火することによりエンジン１を始動することができる。
【０１２８】前進走行する際には、前述した図２６に示す装置と同様に、３つの走行モードが可能である。先ず、遊星歯車機構１００をトルクコンバータと同様に機能させるＥＴＣモードについて説明すると、この場合は、第１クラッチＣ1 のみを係合させる。その状態の共線図を図３４に示してある。すなわち、出力軸１０と一体のキャリヤ１０５を固定した場合に互いに反対方向に回転する関係となる第１サンギヤ１０１と第２サンギヤ１０６とにエンジン１とモータ・ジェネレータ２とが連結された状態となり、したがってエンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転し、その状態でモータ・ジェネレータ２を所定の回転数で逆回転させれば、図３４に実線で示すように出力軸１０の回転が止まり、エンジン１を運転したまま停車状態を維持することができる。この状態からモータ・ジェネレータ２の回転数を正回転方向に変化させれば、すなわち逆回転方向の回転数を減少させて次第に正回転させれば、出力軸１０に正回転方向のトルクが生じてその回転数が次第に増大する。その場合、出力軸１０のトルクは、エンジン１の出力トルクよりも増幅されたトルクとなる。すなわちエンジン１を駆動しつつモータ・ジェネレータ２の出力する動力によって駆動トルクを増幅させる。したがってモータアシストモードとなる。
【０１２９】前進走行時のモータモードは、第２クラッチＣ2 を係合させてモータ・ジェネレータ２をキャリヤ１０５を介して出力軸１０に直結した状態として設定する。したがってモータ・ジェネレータ２の動力がそのまま出力軸１０に伝達されるので、モータ・ジェネレータ２の動力によって走行することができる。
【０１３０】前進走行の際のエンジン・モータモードは、第１クラッチＣ1 と第２クラッチＣ2 とを係合させて設定する。すなわち、第２クラッチＣ2 を係合させることにより、第２サンギヤ１０６とキャリヤ１０５とが連結されるので、遊星歯車機構１００の全体が一体化される。さらに第１クラッチＣ1 が係合していてエンジン１が、一体化されて遊星歯車機構１００の第１サンギヤ１０１に連結されているから、エンジン１とモータ・ジェネレータ２とが出力軸１０に直結された状態となる。したがってエンジン１とモータ・ジェネレータ２との動力を、そのまま出力軸１０に伝達して前進走行することができる。
【０１３１】後進走行する場合にも３つの走行モード（運転モード）が可能である。先ず、エンジンモードについて説明すると、後進走行をエンジン１の動力でおこなう場合には、第１クラッチＣ1 と第２ブレーキＢ2 とを係合させる。すなわちエンジン１を第１サンギヤ１０１に連結するとともに、リングギヤ１０２を固定する。この状態の共線図を図３５に示してあり、リングギヤ１０２を固定した状態で第１サンギヤ１０１をエンジン１によって正回転させると、キャリヤ１０５およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転し、したがってエンジン１の動力によって後進走行することができる。
【０１３２】後進走行の際のモータモードは、第２ブレーキＢ2 のみを係合させて設定する。このモードでは第２サンギヤ１０６にのみモータ・ジェネレータ２から動力が入力され、かつその状態でリングギヤ１０２が固定されているから、キャリヤ１０５およびこれに連結されている出力軸１０が逆回転する。その場合、第２サンギヤ１０６とリングギヤ１０２との歯数の比（すなわちギヤ比）ρ2 に応じてキャリヤ１０５の回転数が減少させられるから、出力軸１０に生じる出力トルクがそのギヤ比に応じて増大させられ、したがってモータモードでの後進時の変速比を大きい値に設定することができる。
【０１３３】エンジン１およびモータ・ジェネレータ２とで後進走行するエンジン・モータモードは、第１クラッチＣ1 と第２ブレーキＢ2 とを係合させて設定する。すなわちエンジン１を第１サンギヤ１０１に連結するとともに、リングギヤ１０２を固定する。この状態では、第１サンギヤ１０１に入力された動力によってキャリヤ１０５に逆回転方向のトルクが作用し、これと同様に第２サンギヤ１０６に正回転方向の動力を入力するとキャリヤ１０５が逆回転するので、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との動力を遊星歯車機構１００によって合成して出力軸１０に伝達することができる。すなわち、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力によって出力軸１０を逆回転させて後進走行することができる。
【０１３４】上述したように図３１に示すハイブリット駆動装置においても、エンジン１の出力トルクを増幅させて出力軸１０に出力するいわゆるトルクコンバータとしての機能を達成することができると同時に、エンジン１によって後進走行することができ、したがってバッテリ（図示せず）の充電容量が低下している場合であっても、必要十分な駆動力によって後進走行することが可能である。
【０１３５】さらに、この図３１に示す構成のハイブリッド駆動装置においても、各クラッチＣ1 ，Ｃ2 は、エンジン１あるいはモータ・ジェネレータ２が出力する動力を伝達するように配置されていて、歯車機構などによって増幅されたトルクを伝達するものではないから、その伝達トルク容量が小さくてよく、その結果、装置の全体を小型軽量化することができる。
【０１３６】以上説明した各具体例は１組の遊星歯車機構を使用した例であるが、この発明の装置では、複数組の遊星歯車機構を使用することができる。以下、その例について説明する。
【０１３７】図３６に示すハイブリッド駆動装置は、２つの回転要素を互いに連結した２組のシングルピニオン型遊星歯車機構１１０，１１１を使用した例であり、これらの遊星歯車機構１１０，１１１は、それぞれサンギヤ１１２，１１３と、サンギヤ１１２，１１３に対して同心円上に配置したリングギヤ１１４，１１５と、サンギヤ１１２，１１３およびリングギヤ１１４，１１５に噛合したピニオンギヤを自転および公転自在に保持したキャリヤ１１６，１１７とを回転要素とするものである。そして第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６と第２遊星歯車機構１１１のリングギヤ１１５とが一体的に連結され、また第１遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１４と第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７とが一体的に連結されている。
【０１３８】その第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１２にモータ・ジェネレータ２が連結されるとともに、このサンギヤ１１３と第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２との間には、第２遊星歯車機構１１１側から第１遊星歯車機構１１０側に正回転方向にトルクを伝達する際に係合する第１一方向クラッチＦ1 と、多板式の第１クラッチＣ1 とが直列に配置されている。また、エンジン１と第１クラッチＣ1 との間には、エンジン１からトルクを伝達する場合に係合する第２一方向クラッチＦ2 が配置されている。したがってエンジン１から第１遊星歯車機構のサンギヤ１１２には、第２一方向クラッチＦ2 と第１クラッチＣ1 とを介してトルクが伝達されるようになっている。さらにエンジン１と第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３との間には多板式の第２クラッチＣ2 が配置されている。
【０１３９】互いに連結されている第１遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１４と第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７とを選択的に固定する第１ブレーキＢ1 が設けられている。また、第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６が出力軸１０に連結されている。
【０１４０】また一方、変速機１１における従動プーリ１３とケーシング９との間には、第３一方向クラッチＦ3 と多板式の第２ブレーキＢ2 とが、その順序に配置されている。この一方向クラッチＦ3 は従動プーリ１３が逆回転しようとする場合、すなわ後進走行する方向にトルクを受けた場合に係合するように構成されている。さらに、この従動プーリ１３とカウンタギヤ１５との間には、両者を選択的に連結する第３クラッチＣ3 が設けられている。
【０１４１】なお、駆動プーリ１２の中心軸線に沿ってポンプ軸１１８が貫通して配置されている。このポンプ軸１１８の一方の端部は、エンジン１もしくはエンジン１に連結された軸に一体回転するように連結され、また他方の端部は、チェーン機構１１９を介してオイルポンプＯp に連結されている。なお、符号１２０はドライブプレート、１２１はダンパー機構をそれぞれ示す。
【０１４２】上述した図３６に示すハイブリッド駆動装置においても前述した各具体例と同様に各種の走行モード（運転モード）を設定することができる。すなわち車両が停止している状態でエンジン１を始動する始動モードでは、第２クラッチＣ2 のみを係合させる。第２クラッチＣ2 が係合することによってエンジン１が第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３に連結され、またこのサンギヤ１１３にはモータ・ジェネレータ２が常時連結されているので、モータ・ジェネレータ２とエンジン１とが直結状態となる。したがってモータ・ジェネレータ２を正回転方向に駆動すれば、エンジン１が回転させられ、その状態で燃料を供給し、また必要に応じて点火することにより、エンジン１を始動することができる。
【０１４３】また、前進走行時にエンジン１の出力トルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅して出力軸１０に出力することのできるＥＴＣモードは、第１クラッチＣ1 および第３クラッチＣ3 を係合させて設定する。すなわち出力軸１０に連結されている第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６と第２遊星歯車機構１１１のリングギヤ１１５とを固定した場合に、第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２と第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３とが互いに反対方向に回転する関係となり、これら互いに反対方向に回転する回転要素にエンジン１とモータ・ジェネレータ２とが連結されることになる。
【０１４４】この状態を図３７に共線図で示してある。すなわちエンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転し、その状態でモータ・ジェネレータ２を所定の回転数で逆回転させれば、図３７に実線で示すように、出力軸１０の回転が止まり、停車状態を維持することができる。この状態からモータ・ジェネレータ２の正回転方向のトルクを増大させると、その回転数が増大し（逆回転方向の回転数が減少し）、それに伴って出力要素である第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６および第２遊星歯車機構１１１のリングギヤ１１５ならびにこれらに連結されている出力軸１０が、図３７に破線で示すように、正回転する。そしてその出力軸１０に生じるトルクは、エンジン１の出力トルクより大きくなる。したがってトルクコンバータと同様にトルクの増幅作用が生じる。なお、エンジン１から第１サンギヤ１１２へのトルクの伝達は一方向クラッチＦ2 を介しておこなわれるから、パワーオフ状態ではこの一方向クラッチＦ1 が解放する。したがってパワーオフ状態では、エンジン１を停止することができる。
【０１４５】前進走行時のモータモードは、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０にいわゆる直結した状態とするモードであるから、第１ないし第３の各クラッチＣ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を係合させる。第２クラッチＣ2 を係合させることにより第２一方向クラッチＦ2 にはエンジン１側から正回転方向のトルクが入力することになるので、この一方向クラッチＦ1 が係合する。またこの第２一方向クラッチＦ2 と直列の関係にある第１クラッチＣ1 が係合することにより、第１一方向クラッチＦ2が第１クラッチＣ1 を介して第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２に連結される。その結果、モータ・ジェネレータ２が第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２に連結される。またこのモータ・ジェネレータ２は第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３に常時連結されているから、結局、各サンギヤ１１２，１１３が一体的に連結されることになる。そのために第１遊星歯車機構１１０と第２遊星歯車機構１１１との全体が一体化され、モータ・ジェネレータ２の動力がそのまま出力軸１０に伝達され、モータ・ジェネレータ２の動力によって前進走行することができる。
【０１４６】なおこの場合、第２一方向クラッチＦ2 と第１クラッチＣ1 とが係合することにより、エンジン１が第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２に連結され、モータ・ジェネレータ２の動力によって回転させられることになる。いわゆるエンジン１を引きずる状態になる。したがってエンジン１のスロットルバルブ（図示せず）を全開にしたり、あるいは吸気バルブと排気バルブとを共に開いておくなどのことによりエンジン１を空転させることに伴う抵抗を可及的に低減することが好ましい。また、走行中にエンジン１を回転させ続けることになるので、走行中におけるエンジン１の始動が容易になる。
【０１４７】上述したように第１ないし第３の各クラッチＣ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を係合させると、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２が出力軸１０に対して直結された状態となるので、モータ・ジェネレータ２のみならず、エンジン１からも出力すれば、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力によって前進走行することができる。すなわち、エンジン・モータモードとなる。
【０１４８】つぎに後進走行時のモードについて説明すると、エンジン１の動力によって後進走行するエンジンモードは、第２クラッチＣ2 と第３クラッチＣ3 と第１ブレーキＢ1 とを係合させる。すなわちエンジン１を第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３に連結するとともに、そのキャリヤ１１７を固定する。したがってエンジン１によってサンギヤ１１３を正回転させれば、リングギヤ１１５およびこれに連結されている出力軸１０が逆回転し、その動力が変速機１１および第３クラッチＣ3 を介して出力されて後進状態となる。この状態を図３８に共線図として示してある。
【０１４９】また、この場合、第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３にはモータ・ジェネレータ２が常時連結されているので、エンジン１のみならずモータ・ジェネレータ２からも出力すれば、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力が出力軸１０に伝達されるので、後進走行でのエンジン・モータモードとなる。
【０１５０】さらに、第１ブレーキＢ1 を係合させて第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３に正回転方向のトルクを入力すると、リングギヤ１１５およびこれに連結した出力軸１０が逆回転して後進走行状態となるので、第２クラッチＣ2 を解放してエンジン１を第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３から遮断し、その状態でモータ・ジェネレータ２を正回転方向に駆動すれば、モータ・ジェネレータ２の動力によって後進走行することができる。すなわち後進走行時のモータモードとなる。
【０１５１】上述のように、第１ブレーキＢ1 によって第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７を固定した状態でそのサンギヤ１１３を正回転させれば、出力軸１０に連結してあるリングギヤ１１５が逆回転するから、これとは反対にリングギヤ１１５を正回転させれば、サンギヤ１１３が逆回転する。これを利用して前進走行時の回生制動をおこなうことができる。例えば前述したＥＴＣモードで前進走行している際の制動要求により、第１クラッチＣ1 に替えて第１ブレーキＢ1 を係合させると、図３９に共線図を示してあるように、第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７を固定した状態でそのリングギヤ１１５が、出力軸１０から入力されるトルクによって正回転し、その結果、サンギヤ１１３が逆回転する。このサンギヤ１１３に作用するトルクがモータ・ジェネレータ２に伝達されてモータ・ジェネレータ２が強制的に逆回転させられるので、モータ・ジェネレータ２で起電力が生じる。すなわち、出力軸１０から入力される動力が電気エネルギに変換されて消費されるので、その際の抵抗力が制動力として作用する。
【０１５２】また上記の図３６に示すハイブリッド駆動装置では、ヒルホールドモードを設定することができる。ヒルホールドモードとは、登坂路での発進時に車両が後退しないように保持するモードであり、これは、前述した第２ブレーキＢ2 およびこれと直列の第３一方向クラッチによって達成される。すなわち第３一方向クラッチＦ3 は従動プーリ１３が後進走行方向に回転しようとする際に係合するから、第２ブレーキＢ2 および第３クラッチＣ3 を係合させた状態で登坂路に停止し、かつ制動作用を解除すると、車両にはその自重により後退移動する荷重が作用する。すなわち従動プーリ１３には、これを逆回転させるトルクが作用するので、第３一方向クラッチＦ3 が係合し、その回転が阻止される。すなわち登坂路で発進する際に制動操作を解除して発進操作をおこなっても車両の後退移動が阻止され、停止状態からのスムースな発進をおこなうことができる。
【０１５３】このように図３６に示す構成のハイブリッド駆動装置であっても、前進走行時にエンジントルクを増幅して出力することにより、発進時などの大きい駆動力を必要とする走行を円滑におこなうことができるとともに、エンジン１の動力によって後進走行することができる。また、図３６に示す構成であっても、第１クラッチＣ1 および第２クラッチＣ2 はエンジン１の出力トルクをそのまま伝達するから、その伝達トルク容量が特に大きい必要はなく、したがってこれらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 を小型化してハイブリッド駆動装置を全体として小型軽量化することができる。
【０１５４】２組の遊星歯車機構を使用した他の例を次に説明する。図４０に示す例は、前述した図３６に示す例と同様に、２組のシングルピニオン型遊星歯車機構を使用し、その回転要素の連結状態およびエンジン１や摩擦係合装置の連結状態を図３６の構成とは異ならせたものである。すなわち第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６が第２遊星歯車機構１１１のリングギヤ１１５に一体的に連結され、また第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２が第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７に一体的に連結されている。
【０１５５】また、第１遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１４とエンジン１との間に第１クラッチＣ1 が配置され、また第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３とエンジン１との間に第２クラッチＣ2 が配置されている。さらに、第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２の回転を選択的に固定するように第１ブレーキＢ1 が配置されている。他の構成は、図３６に示す構成と同様であるから、図４０に図３６と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１５６】このハイブリッド駆動装置で設定可能な走行モード（運転モード）について説明すると、エンジン始動モードは、第１クラッチＣ1 と第２ブレーキＢ2 とを係合させて設定する。この状態の共線図を図４１に示してある。第２ブレーキＢ2を係合させると、従動プーリ１３すなわち出力軸１０の逆回転が、第３一方向クラッチＦ3 によって阻止される。したがってモータ・ジェネレータ２を逆回転させて第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２に逆回転方向のトルクを与えると、出力軸１０と一体の第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６が固定されるので、リングギヤ１１４が正回転する。エンジン１はこのリングギヤ１１４に連結されているので、結局、エンジン１がモータ・ジェネレータ２の動力によって正回転させられ、その状態で燃料を供給し、また必要に応じて点火することによりエンジン１を始動することができる。
【０１５７】その場合、固定要素となっている第１遊星歯車機構１１０のキャリヤ１１６は、前記第３一方向クラッチＦ3 によって逆回転しないように保持されているのであって、正回転することは可能である。したがってエンジン１を始動した後、エンジン１を例えば最も効率の良い状態で運転し、その状態でモータ・ジェネレータ２の正回転方向の出力トルクを次第に増大させると、キャリヤ１１６およびこれと一体の出力軸１０が正回転し始める。すなわち第３一方向クラッチＦ3 の係合が解除される。そしてその場合の駆動トルクは、エンジン１の出力トルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅したトルクとなる。これは、トルクコンバータによるトルクの増幅機能と同様であり、したがって図４０に示す構成のハイブリッド駆動装置では、第１クラッチＣ1 および第３クラッチＣ3 を係合させることにより、いわゆるＥＴＣモードを設定することができる。言い換えれば、このモードは、出力軸１０と一体の回転要素を固定した場合に、互いに反対方向に回転する関係となる２つの回転要素にエンジン１とモータ・ジェネレータ２とを連結して設定されるモードである。
【０１５８】このようにして車両を発進させる場合、第２ブレーキＢ2 および第３一方向クラッチＦ3 が係合していて車両の後退移動が阻止されているので、前述したヒルホールド機能を得ることができる。
【０１５９】つぎに、先進走行時のモータモードについて説明する。このモータモードは、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結してモータ・ジェネレータ２の動力で走行するモードであり、したがって第１ないし第３のクラッチＣ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を係合させる。第１および第２のクラッチＣ1 ，Ｃ2 を係合させると、第１遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１４と第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３とが一体的に連結されるので、各遊星歯車機構１１０，１１１の全体が一体化される。したがってモータ・ジェネレータ２が出力軸１０に直結され、モータ・ジェネレータ２の動力がそのまま出力される。その場合、エンジン１も遊星歯車機構１１０，１１１を介して出力軸１０に直結されるので、エンジン１を空転させることになる。このようにエンジン１を空転させるための動力の損失を防止するためには、エンジン１を一体化された遊星歯車機構１１０，１１１から切り離すための適宜のクラッチ機構を設けることが好ましい。またエンジン１を空転させるとすれば、走行中でのエンジン１の始動やエアコンなどの補機類の運転が容易になる。
【０１６０】モータモードでは、上記のようにエンジン１も出力軸１０に直結されるので、モータ・ジェネレータ２のみならず、エンジン１も駆動すれば、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の動力によって前進走行することができる。すなわちエンジン・モータモードとなる。
【０１６１】上記の図４０に示す構成においてもエンジン１の出力で後進走行することができる。このエンジンモードは、第２クラッチＣ2 と第３クラッチＣ3 と第１ブレーキＢ1 とを係合させて設定する。この状態を図４２に共線図として示してある。第１ブレーキＢ1 によって第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２および第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７を固定した状態で、エンジン１から第２クラッチＣ2 を介して第２遊星歯車機構１１１のサンギヤ１１３に正回転方向のトルクを伝達すると、そのリングギヤ１１５およびこれに連結してある出力軸１０が逆回転し、エンジン１の動力が逆回転方向の動力として出力される。すなわち後進走行する。
【０１６２】このモードでは、後進走行のための反力を第１ブレーキＢ1 によって与えているが、第１ブレーキＢ1 が連結されている第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２にはモータ・ジェネレータ２が連結されているので、モータ・ジェネレータ２によって反力を与えることができる。このようにした場合、モータ・ジェネレータ２による反力を次第に小さくすれば、第１遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１２およびこれと一体の第２遊星歯車機構１１１のキャリヤ１１７が次第に正回転し始め、これと同時にリングギヤ１１５およびこれと一体の出力軸１０の回転数が低下する。そしてついには、出力軸１０の回転が止まる。また、これとは反対にモータ・ジェネレータ２による反力（逆回転方向のトルク）を増大させれば、出力軸１０の逆回転方向の回転数が増大する。すなわち、モータ・ジェネレータ２の出力によって後進走行のための駆動トルクを制御でき、しかもその駆動トルクはエンジントルクをモータ・ジェネレータ２によって増幅したトルクとなる。これは、前進走行時のＥＴＣモードと同様に、トルクの増幅機能であり、図４０に示す構成では、後進走行時にもＥＴＣモードを設定することができる。
【０１６３】なお、前述したように、モータ・ジェネレータ２を出力軸１０に直結したモータモードでは、エンジン１も出力軸１０に直結されるので、図４０に示す構成のままでは、後進走行のためのモータモードを設定することができないが、前述したように、一体化した遊星歯車機構１１０，１１１からエンジン１を切り離す適宜のクラッチ手段を設けた場合には、モータ・ジェネレータ２の動力のみによって後進走行することができる。
【０１６４】このように、図４０に示す構成のハイブリッド駆動装置においても、エンジントルクを増幅して出力するトルクコンバータとしての機能を得ることができるとともに、エンジン１の動力によって後進走行できるので、バッテリ（図示せず）の充電容量が低下している場合であっても、後進走行のための充分な駆動力を得ることができる。また、遊星歯車機構１１０，１１１に隣接して配置されるクラッチＣ1 ，Ｃ2 には、エンジン１の出力トルクが増幅されないまま伝達されるから、これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 に要求される伝達トルク容量が小さく、したがって装置の小型軽量化を図ることできる。さらに図４０に示すように、モータ・ジェネレータ２に隣接して遊星歯車機構１１０，１１１を配置することができるので、このような構成とすることにより、モータ・ジェネレータ２のロータの内周側に遊星歯車機構１１０，１１１の一部を入り込ませることが可能になり、その結果、装置の全体としての軸長を短くして小型軽量化を図ることができる。
【０１６５】ここで、この発明と上述した各具体例との関係を説明すると、図１および図６ないし図８に示す例が請求項１および請求項２の発明の具体例であり、また図９に示す例が、請求項１および請求項３の発明の具体例である。さらに図１５に示す例が、請求項５および請求項６の発明の具体例であり、図２０に示す例が、請求項１および請求項４の発明の具体例である。図２６に示す例が、請求項７ないし９の発明の具体例であり、図３１に示す例が、請求項７および請求庫１０の発明の具体例である。図３６に示す例が請求項１１および請求項１２ならびに請求項１４の発明の具体例である。そして図４０に示す例が、請求項１１および請求項１３ならびに請求項１４の発明の具体例である。
【０１６６】なお、上記の具体例では、変速機としてベルト式の無段変速機を示したが、この発明では、これに替えてトロイダル式の無段変速機を使用してもよく、また有段式の変速機を使用してもよい。さらに、クラッチ手段やブレーキ手段は、湿式多板式の摩擦係合装置以外にベルト式や噛み合い式など、適宜の構成のものを使用することができる。
【０１６７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によるハイブリッド駆動装置によれば、内燃機関の出力する動力によって後進走行することができるので、電動機の動力源であるバッテリの充電量が低下している場合であっても、内燃機関による大きい駆動力で後進走行することができる。また、前進走行の際には、内燃機関の出力するトルクを電動機の出力する動力で増幅して出力部材に出力できるので、発進時などの大きいトルクを要求される際にも円滑な走行をおこなうことができる。さらに内燃機関を一定状態で運転している状態で電動機の出力によって出力部材の回転数および出力トルクを制御できるので、発進時の制御が容易になる。そしてまた、電動機によって内燃機関を回転させて内燃機関を始動することできるので、従来一般の車両に搭載されていたスタータモータを廃止して小型軽量化を図ることができる。
【０１６８】そして特に請求項５の発明によれば、内燃機関の動力で後進走行する際にも、内燃機関の出力するトルクを電動機の出力で増幅することができ、後進走行する際の発進制御が容易になる。
【０１６９】また請求項１０の発明によれば、後進走行するための変速比を大きくし、要求に即した駆動力を得ることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００３２０７【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】	平成１０年９月７日（１９９８．９．７）
【代理人】	【識別番号】１０００８３９９８【弁理士】【氏名又は名称】渡辺丈夫
【公開番号】	特開２０００－９２６１２（Ｐ２０００－９２６１２Ａ）
【公開日】	平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【出願番号】	特願平１０－２５３１２１