JP2005081929A - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギ効率の向上を図ると共に電動機の小型化を図る。
【解決手段】 動力分配統合機構３０の第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２にモータＭＧ２と駆動軸６５とを接続し、キャリア３４にエンジン２２を接続する。サンギヤ３１を第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９に接続すると共にワンウェイクラッチＦ１を介して第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６に接続し、更にモータＭＧ１の回転軸を接続する。また、第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７をブレーキＢ１を介してケースに接続する。ブレーキＢ１とワンウェイクラッチＦ１とにより、必要に応じてモータＭＧ１を直接サンギヤ３１に連結したり、減速比をもってサンギヤ３１に連結したり、連結の解除を行なう。これにより、モータＭＧ１の小型化を図ることができると共に装置のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載すると共に駆動軸に車軸が機械的に連結されてなる自動車に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、第１プラネタリギヤのサンギヤ，リングギヤ，キャリアに第１モータの回転軸，出力軸，エンジンのクランクシャフトをそれぞれ接続し、第２プラネタリギヤのサンギヤ，リングギヤ，キャリアに第１プラネタリギヤのキャリア，第２モータの回転軸，第１プラネタリギヤのリングギヤがそれぞれ接続されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンから出力される動力を第１モータと第２モータとによりトルク変換して効率よく出力軸に出力することができる、とされている。
特開２００２−２８１６０７号公報（図１）

上述の動力出力装置では、出力軸，エンジンのクランクシャフト，第１モータの回転軸，第２モータの回転軸の４軸の回転要素のうちいずれか２軸に入出力する動力を設定すると残余の２軸に入出力すべき動力は第１プラネタリギヤと第２プラネタリギヤのギヤ比により設定されるから、出力軸に出力すべき動力とエンジンから出力すべき動力とを設定すると、これに伴って第１モータや第２モータから出力すべき動力も設定される。従って、出力軸に出力すべき動力やエンジンから出力すべき動力によっては、第１モータか第２モータの一方に低回転高トルクが要求されることもあり、定格値を超える高トルクが要求される場合が生じる。こうした問題に対応するために、定格値の大きな第１モータや第２モータを採用することも考えられるが、モータの体格が大きくなることにより装置が大型化すると共に消費電力も多くなって装置全体のエネルギ効率も低下してしまう。また、モータから出力するトルクを定格値以下にするために、出力軸に出力すべき動力やエンジンから出力すべき動力を変更することも考えられるが、これでは出力軸に出力可能な動力範囲を狭めてしまうものとなったり、エンジンを高効率で運転することができないものとなってしまう。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、エネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、電動機の小型化を図ることを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、より広い動力範囲の動力を駆動軸に出力することを目的の一つとする。

本発明の動力出力装置およびこれを備える自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
発電可能な第１の電動機と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２軸と第３軸とを含む複数軸に接続され、前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸の３軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させ、前記複数軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を出力可能な多軸式動力入出力手段と、
前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸の３軸のいずれかと前記第１の電動機の回転軸とを少なくとも異なる２つの変速比をもって連結する連結手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、駆動軸に連結された第１軸と内燃機関の出力軸に連結された第２軸と第３軸とを含む複数軸に接続され第１軸と第２軸と第３軸の３軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共に複数軸に入出力される動力の収支をもって駆動軸に動力を出力する多軸式動力入出力手段の第１軸と第２軸と第３軸の３軸のいずれかと第１の電動機の回転軸とを少なくとも異なる２つの変速比をもって連結するから、第１の電動機を少なくとも異なる２つの変速比をもって駆動することができる。したがって、第１の電動機が効率よく駆動できる変速比をもって駆動することにより、装置全体のエネルギ効率を向上させることができると共に第１の電動機の小型化を図ることができ、より広い動力範囲の動力を駆動軸に出力することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記第２の電動機の回転軸は前記第１軸に接続されてなり、前記連結手段は前記第３軸と前記第１の電動機の回転軸とを連結する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の電動機からの動力を直接駆動軸に出力することができると共に第１の電動機の回転軸を少なくとも異なる２つの変速比をもって連結することができる。したがって、第３軸の回転数に応じて異なる変速比を用いて第１の電動機の回転軸を連結することにより、第１の電動機を高効率で駆動することができるから、装置全体のエネルギ効率を向上させることができると共に第１の電動機の小型化を図ることができる。

この第３軸に第１の電動機を連結する態様の本発明の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第３軸に接続された第４軸と前記第１の電動機の回転軸に接続された第５軸と第６軸とに接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第４軸と前記第５軸との連結および該連結の解除を行なう連結解除手段と、前記第６軸の回転の停止および該停止の解除を行なう停止解除手段と、を備える手段であるものとすることもできる。この場合、前記連結手段は、前記連結解除手段により前記第４軸と前記第５軸とを連結すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の停止を解除することにより前記第３軸の回転数と前記第１の電動機の回転軸の回転数とを同一の変速比をもって連結し、前記連結解除手段により前記第４軸と前記第５軸との連結を解除すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の回転を停止することにより前記第３軸の回転数より前記第１の電動機の回転軸の回転数が大きくなる変速比をもって連結する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１の電動機を第３軸の回転数で駆動したり第３軸の回転数より大きな回転数で駆動することができる。ここで、前記連結解除手段はワンウェイクラッチであるものとすることもできる。また、多軸式動力入出力手段や３軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構により構成されてなるものとすることもできる。

また、本発明の動力出力装置において、前記第２の電動機の回転軸は前記第３軸に接続されてなり、前記連結手段は、前記第１軸と前記第２軸と前記第１の電動機の回転軸の３軸のいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させる第１の変速比と前記第１軸に対して比例的に前記第１の電動機の回転軸を回転させる第２の変速比とをもって連結する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１の変速比をもって連結することにより、第１軸と第２軸と第３軸と第１の電動機の回転軸の４軸はいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させことになるから、この４軸を回転要素とするいわゆる４要素タイプの動力入出力機構として駆動させることができる。したがって、３軸を回転要素とするいわゆる３要素タイプの動力入出力機構に比して第１の電動機や第２の電動機の小型化を図ることができる。また、第２の変速比をもって連結することにより、第１軸に対して比例的に第１の電動機の回転軸を回転させることができる。ここで、「比例的」とは、第１軸の回転数に正または負の比例係数を乗じた回転数で第１の電動機を回転させることを意味する。したがって、第１軸、即ち駆動軸の回転数に対して比例した回転数で第１の電動機を回転させることになる。

この第１の変速比と第２の変速比とをもって連結する態様の本発明の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第１の電動機の回転軸が連結された第４軸と前記駆動軸に連結された第５軸と第６軸との３軸に接続され該３軸のいずれかの２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記内燃機関の出力軸と前記第６軸との連結および該連結の解除を行なう連結解除手段と、該第６軸の回転の停止および該停止の解除を行なう停止解除手段と、を備える手段であるものとすることもできる。この場合、前記連結手段は、前記連結解除手段により前記内燃機関の出力軸と前記第６軸とを連結すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の停止を解除することにより前記第１の変速比をもって連結し、前記連結解除手段により前記内燃機関の出力軸と前記第６軸との連結を解除すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の回転を停止することにより前記第２の変速比をもって連結する手段であるものとすることもできる。ここで、前記多軸式動力入出力手段や３軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構により構成されてなるものとすることもできる。

連結解除手段と停止解除手段とによって第１の変速比と第２の変速比をもって第１の電動機の回転軸を連結する態様の本発明の動力出力装置において、前記駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記第１の変速比と前記第２の変速比とが切り替えられるよう前記連結手段を制御する切替制御手段を備えるものとすることもできる。この場合、前記切替制御手段は、前記要求動力が所定の低回転高トルク範囲外のときには前記第１の変速比となるよう前記連結手段を制御し、前記要求動力が所定の低回転高トルク範囲内のときには前記第２の変速比となるよう前記連結手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求動力が所定の低回転高トルク範囲外のときには第１軸と第２軸と第３軸と第１の電動機の回転軸の４軸を４要素タイプの動力入出力機構として機能させ、要求動力が所定の低回転高トルク範囲内のときには第１の電動機の回転軸を第１軸に対して比例的に回転させることができる。この結果、要求動力が所定の低回転高トルク範囲内のときに第１の電動機からの動力を比例的に変換して駆動軸に出力することができ、駆動軸に高トルクを出力することができる。

本発明の動力出力装置において、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、該設定された要求動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、該設定された目標動力が前記内燃機関から出力されると共に前記要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、操作者に操作に基づく動力を内燃機関から出力して駆動軸に出力することができる。

この駆動制御手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記第１の電動機および前記第２の電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定する要求電力設定手段と、を備え、前記目標動力設定手段は、前記設定された要求動力と前記設定された要求電力とに基づいて前記目標動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段を効率よく用いることにより装置のエネルギ効率を更に向上させることができる。

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、発電可能な第１の電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、前記駆動軸に連結された第１軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２軸と第３軸とを含む複数軸に接続され前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸の３軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させ前記複数軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を出力可能な多軸式動力入出力手段と、前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸の３軸のいずれかと前記第１の電動機の回転軸とを少なくとも異なる２つの変速比をもって連結する連結手段と、を備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が機械的に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる効果や第１の電動機の小型化を図ることができる効果、より広い動力範囲の動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様な効果を奏することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されると共に駆動輪６９ａ，６９ｂにデファレンシャルギヤ６８とギヤ機構６６とを介して接続された動力分配統合機構３０と、この動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２とブレーキＢ１とワンウェイクラッチＦ１とにより構成されている。第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２にはモータＭＧ２の回転軸とギヤ機構６６が、ピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、それぞれ接続されている。第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２は、上述したようにギヤ機構６６に接続され、最終的には駆動輪６９ａ，６９ｂに接続されているから、その回転軸を説明の都合上、「駆動軸」６５と呼ぶことにする。第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１には第２プラネタリギヤＰ２のピニオンギヤ３８を連結するキャリア３９が接続されていると共にワンウェイクラッチＦ１を介して第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６が接続されている。この第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６には、更にモータＭＧ１の回転軸が接続されている。また、第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７はブレーキＢ１を介してケースに接続されている。ここで、実施例のワンウェイクラッチＦ１は、サンギヤ３６の回転数をキャリア３９の回転数より大きくしようとするときにフリーとなり、逆にサンギヤ３６の回転数をキャリア３９の回転数より小さくしようとするとロックされるように構成されている。

こうして構成された動力分配統合機構３０は、ブレーキＢ１をオンとすることにより、モータＭＧ１からの動力を減速して第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に出力することができる。ブレーキＢ１をオンとし停車した状態でエンジン２２をクランキングしている際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図２に示す。図中、左のＲ１軸は駆動軸６５の回転数であると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２の回転数を示し、Ｃ１軸はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ（以下、エンジン２２の回転数Ｎｅという）である第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４の回転数を示し、Ｓ１，Ｃ２軸は第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１の回転数と第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９の回転数を示す。Ｒ２軸は第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７の回転数を示し、Ｓ２軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６の回転数を示す。Ｒ１軸，Ｃ１軸，Ｓ１，Ｃ２軸に差し掛かっている直線が第１プラネタリギヤＰ１における共線であり、Ｒ２軸，Ｓ１，Ｃ２軸，Ｓ２軸に差し掛かっている直線が第２プラネタリギヤＰ２の共線である。この共線図は、各回転要素（各軸）に作用するトルクを共線を梁に見立てたときにこの梁に作用する力と同一視することができるものである。したがって、各軸に作用するトルク或いは作用させるべきトルクを、同様の力が作用している梁の釣り合いを解くことにより計算することができる。なお、図中、ρ１は第１プラネタリギヤＰ１のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）であり、ρ２は第２プラネタリギヤＰ２のギヤ比（サンギヤ３６の歯数／リングギヤ３７の歯数）である。このように、停車した状態でエンジン２２をクランキングする際にブレーキＢ１をオンとすることにより、モータＭＧ１から出力する動力を、第２プラネタリギヤＰ２により減速し、更に第１プラネタリギヤＰ１により減速してエンジン２２のクランクシャフト２６に出力することができる。なお、ブレーキＢ１をオンとする状態は、停車した状態でエンジン２２をクランキングする際に用いるだけでなく、モータＭＧ１が低回転高トルクで運転されるような場合にも用いられる。即ち、ブレーキＢ１をオンとすることにより、モータＭＧ１をブレーキＢ１がオフの状態より高回転低トルクで運転するのである。

また、動力分配統合機構３０は、ブレーキＢ１をオフとしてサンギヤ３６の回転数をキャリア３９の回転数より小さくしようとするようモータＭＧ１を駆動することにより、ワンウェイクラッチＦ１をロックさせて、モータＭＧ１の回転軸を第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に連結した状態とすることができる。この状態の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図３に示す。この状態では、動力分配統合機構３０は、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１にモータＭＧ１の回転軸が、リングギヤ３２に駆動軸６５とモータＭＧ２の回転軸とが、キャリア３４にエンジン２２のクランクシャフト２６が連結された、いわゆる３要素タイプの動力分配統合機構として機能する。さらに、動力分配統合機構３０は、ブレーキＢ１をオフとしてサンギヤ３６の回転数がキャリア３９の回転数より大きくなるような状態とすることにより、ワンウェイクラッチＦ１をフリーとして、モータＭＧ１を切り離した状態とすることができる。この状態の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図４に示す。この図４の状態は、エンジン２２を停止させてモータＭＧ２からの動力だけで走行する状態である。この状態では、いわゆる３要素タイプの動力分配統合機構では、モータＭＧ１の回転子は連れ回されることになるが、ワンウェイクラッチＦ１がフリーとなることにより、モータＭＧ１の回転子を連れ回すことがない。なお、こうしたブレーキＢ１のオンオフ制御はハイブリッド用電子制御ユニット７０により行なわれている。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ５１，５２を介してバッテリ６０と電力のやりとりを行なう。インバータ５１，５２とバッテリ６０とを接続する電力ライン６４は、各インバータ５１，５２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ６０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ６０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）５０により駆動制御されている。モータＥＣＵ５０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ５３，５４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ５０からは、インバータ５１，５２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ５０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリ６０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）６２によって管理されている。バッテリＥＣＵ６２には、バッテリ６０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ６０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ６０の出力端子に接続された電力ライン６４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ６０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ６０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ６２では、バッテリ６０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づく残容量（ＳＯＣ）やこの残容量（ＳＯＣ）と電池温度とに基づく入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなども演算または設定している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、ブレーキＢ１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。更に、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊を計算し、この駆動要求トルクＴｄ＊に対応する要求動力が駆動軸６５に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸６５に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ６０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ６０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸６５に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸６５に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードはバッテリ６０の充放電を行なうか否かの差があるだけで実質的な制御における差違はない。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にブレーキＢ１の切り替えを含む基本的な動作について説明する。図５は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ５３，５４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ５０から通信により入力するものとした。また、バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊は、残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ６２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。駆動要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと駆動要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーＰ＊は、設定した駆動要求トルクＴｄ＊に駆動軸６５の回転数Ｎｄを乗じたものとバッテリ６０が要求する要求充放電パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、駆動軸６５の回転数Ｎｄは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。

次に、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較すると共に車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆや閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行可能な上限を設定するものである。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、ブレーキＢ１をオフとして（ステップＳ１３０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に駆動要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１６０）。そして、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときには燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止してエンジン２２の運転を停止し、エンジン２２が停止しているときにその状態（停止状態）を保持する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、モータＭＧ１については、駆動しているときには駆動が停止するように、駆動停止しているときにはその状態（停止状態）が保持されるように、モータＭＧ２については、トルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるように、インバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、図４の共線図の状態として駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力して走行することができる。

一方、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上であったり車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、設定した車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１７０）。エンジン要求パワーＰｅ＊の設定は、エンジン２２の応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などに比して遅いことから、いままでにこのルーチンが実行されて設定されたエンジン要求パワーＰｅ＊と今回設定された車両要求パワーＰ＊とを用いて車両要求パワーＰ＊がいずれエンジン要求パワーＰｅ＊として設定されるようなまし処理やレート処理を用いてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。続いて、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１８０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０における第１プラネタリギヤＰ１のギヤ比ρ１を用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の第１プラネタリギヤＰ１の回転要素に対する力学的な関係式であり、図３の共線図における第１プラネタリギヤＰ１の共線から容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、駆動要求トルクＴｄ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０の第１プラネタリギヤＰ１におけるギヤ比ρ１とを用いて次式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算する（ステップＳ２００）ここで、式（３）は、前述した図３の共線図における第１プラネタリギヤＰ１の共線から容易に導き出すことができる。

続いて、設定したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を閾値Ｎｒｅｆと比較すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆと閾値Ｔｒｅｆは、モータＭＧ１の運転領域として低回転高トルクとなる領域を設定するものである。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が閾値Ｎｒｅｆ以上であったり、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ１の運転領域は低回転高トルクの領域にはないと判断し、ブレーキＢ１をオフとして（ステップＳ２２０）、図３の共線図の状態とし、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

一方、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が閾値Ｎｒｅｆ未満でモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ１の運転領域が低回転高トルクの領域にあると判断し、ブレーキＢ１をオンとして（ステップＳ２３０）、図２の共線図の状態とし、ステップＳ１９０で第１プラネタリギヤＰ１のギヤ比ρ１を用いて計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊に対して第２プラネタリギヤＰ２のギヤ比ρ２を用いた換算式を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算し（ステップＳ２４０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、モータＭＧ１の運転領域が低回転高トルクの領域にあるときに、ブレーキＢ１をオンとしてモータＭＧ１の運転領域をこれより高回転低トルク側にすることにより、モータＭＧ１の体格を小さくすることができると共にモータＭＧ１の効率を向上させることができる。これは、一般的に、低回転高トルク型のモータは高回転低トルク型のモータに比して体格が大きくなると共に効率が低くなることに基づく。なお、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４による処理やトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０による処理については上述した。

以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ブレーキＢ１をオンとすることにより、モータＭＧ１からの動力を減速して第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に出力することができる。即ち、停車した状態でエンジン２２をクランキングする際に、モータＭＧ１から出力する動力を、第２プラネタリギヤＰ２により減速し、更に第１プラネタリギヤＰ１により減速してエンジン２２のクランクシャフト２６に出力することができる。この結果、モータＭＧ１から比較的小さなトルクを出力するだけでエンジン２２をクランキングすることができる。また、モータＭＧ１の運転領域が低回転高トルクの領域になるときにはブレーキＢ１をオンとすることにより、ブレーキＢ１をオフとした状態よりモータＭＧ１の運転領域を高回転低トルクの領域にすることができる。この結果、モータＭＧ１の体格を小さくすることができると共にモータＭＧ１の効率を向上させることができる。さらに、ブレーキＢ１をオフとしてサンギヤ３６の回転数をキャリア３９の回転数より小さくしようとするようモータＭＧ１を駆動することにより、ワンウェイクラッチＦ１をロックさせて、モータＭＧ１の回転軸を第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に連結した状態、即ちいわゆる３要素タイプの動力分配統合機構として機能させることができる。加えて、ブレーキＢ１をオフとしてサンギヤ３６の回転数がキャリア３９の回転数より大きくなるような状態とすることにより、ワンウェイクラッチＦ１をフリーとして、モータＭＧ１を切り離した状態とすることができる。この結果、モータＭＧ２からの動力だけで走行する際にモータＭＧ１の回転子が連れ回されるのを抑止することができる。これらの結果、装置全体のエネルギ効率を向上させることができると共にモータＭＧ１やモータＭＧ２の小型化を図ることができる。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０を第１プラネタリギヤＰ１と第２プラネタリギヤＰ２とブレーキＢ１とワンウェイクラッチＦ１とにより構成したが、図８の変形例のハイブリッド自動車２０Ｂに示すように、動力分配統合機構３０Ｂを第１プラネタリギヤＰ１とギヤ機構Ｑ２とにより構成するものとしてもよい。ギヤ機構Ｑ２は、２つのワンウェイクラッチＦ２，Ｆ３を用いて第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１とモータＭＧ１の回転軸とを連結している。ギヤ機構Ｑ２のワンウェイクラッチＦ２は、サンギヤ３１が正回転しているときにモータＭＧ１により増速しようとするときロックし、逆に減速しようとするときにフリーとなるよう構成されている。また、ワンウェイクラッチＦ３は、サンギヤ３１が正回転しているときにモータＭＧ１により減速しようとするときロックし、逆に増速しようとするときにフリーとなるよう構成されている。また、ワンウェイクラッチＦ２に取り付けられたギヤとワンウェイクラッチＦ３に取り付けられたギヤを調製することにより、ワンウェイクラッチＦ２をロックすると共にワンウェイクラッチＦ３をフリーとしたときにはモータＭＧ１から出力される動力を減速してサンギヤ３１に出力し、ワンウェイクラッチＦ２をフリーとすると共にワンウェイクラッチＦ３をロックしたときにはモータＭＧ１から出力される動力をそのままサンギヤ３１に出力するようにすることができる。こうすることにより、第１実施例の動力分配統合機構３０における第２プラネタリギヤＰ２とブレーキＢ１とワンウェイクラッチＦ１とをギヤ機構Ｑ２に置き換えることができる。こうした変形例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、図９の変形例のハイブリッド自動車２０Ｃに示すように、モータＭＧ１をエンジン２２のクランクシャフト２６からオフセットして配置できるよう動力分配統合機構３０Ｂのギヤ機構Ｑ２を動力分配統合機構３０Ｃのギヤ機構Ｑ３のように構成するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、ワンウェイクラッチＦ１、Ｆ２，Ｆ３を用いたが、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２，Ｆ３に代えて通常のクラッチを用いるものとし、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からクラッチによる接続およびその解除を駆動制御するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２にモータＭＧ２を接続し、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４にエンジン２２のクランクシャフト２６を接続し、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に第２プラネタリギヤＰ２を介してモータＭＧ１を接続するものとしたが、接続関係はこれに限定されるものではなく、例えば、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１の接続関係とリングギヤ３２の接続関係とを入れ替えるものとするなど種々の接続としてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の回転数を変更するために第２プラネタリギヤＰ２とブレーキＢ１とワンウェイクラッチＦ１とを用いるものとしたが、他の手法によりモータＭＧ１の回転数を変更するものとしてもよい。

図１０は、本発明の第２実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例のハイブリッド自動車１２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されると共に駆動輪６９ａ，６９ｂにデファレンシャルギヤ６８とギヤ機構６６とを介して接続された動力分配統合機構１３０と、この動力分配統合機構１３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構１３０に接続された発電可能なモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備え、動力分配統合機構１３０の構成が異なる点を除いて第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、説明の容易のために、図１に例示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付した。したがって、重複した説明を避けるため、同一の符号を付した構成についての詳細な説明は省略する。

第２実施例のハイブリッド自動車１２０が備える動力分配統合機構１３０は、２つのプラネタリギヤＰ３，Ｐ４とクラッチＣ２とブレーキＢ２とにより構成されている。第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、リングギヤ１３２にはモータＭＧ２が、ピニオンギヤ１３３を連結するキャリア１３４にはギヤ機構６６およびデファレンシャルギヤ６８を介して駆動輪６９ａ，６９ｂが、それぞれ接続されている。この駆動輪６９ａ，６９ｂに接続されたキャリア１３４の回転軸を説明の都合上、「駆動軸」１６５と呼ぶことにする。第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６にはモータＭＧ１が、リングギヤ１３７には第３プラネタリギヤＰ３のキャリア１３４（駆動軸１６５）が、それぞれ接続されている。第４プラネタリギヤＰ４のピニオンギヤ１３８を連結するキャリア１３９は、クラッチＣ２を介して第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１およびエンジン２２のクランクシャフト２６に接続されている。また、この第４プラネタリギヤＰ４のキャリア１３９は、ブレーキＢ２を介してケースに接続されている。

こうして構成された第２実施例の動力分配統合機構１３０は、クラッチＣ２とブレーキＢ２とを共にオフとすることによりモータＭＧ１を切り離すことができる。また、動力分配統合機構１３０は、クラッチＣ２をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとすることにより、第３プラネタリギヤＰ３のキャリア１３４の回転軸であると共に第４プラネタリギヤＰ４のリングギヤ１３７の回転軸である駆動軸１６５と、第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１の回転軸であると共に第４プラネタリギヤＰ４のキャリア１３９の回転軸であるエンジン２２のクランクシャフト２６と、第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６の回転軸であるモータＭＧ１の回転軸と、第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２の回転軸であるモータＭＧ２の回転軸と、の４軸を回転要素とする、いわゆる４要素タイプの動力分配統合機構として機能させることができる。この４要素タイプの動力分配統合機構として機能する際の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１１に示す。図中、左のＲ３軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２の回転数を示し、Ｃ３，Ｒ４軸は駆動軸１６５の回転数Ｎｄである第３プラネタリギヤＰ３のキャリア１３４の回転数を示すと共に第４プラネタリギヤＰ４のリングギヤ１３７の回転数を示す。また、Ｓ３，Ｃ４軸は、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ（以下、エンジン２２の回転数Ｎｅという）である第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１の回転数を示すと共に第４プラネタリギヤＰ４のキャリア１３９の回転数を示す。右端のＳ４軸は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６の回転数を示す。この共線図は、各回転要素（各軸）に作用するトルクを共線を梁に見立てたときにこの梁に作用する力と同一視することができるものである。したがって、各軸に作用するトルク或いは作用させるべきトルクを、同様の力が作用している梁の釣り合いを解くことにより計算することができる。なお、図中、ρ３は第３プラネタリギヤＰ３のギヤ比（サンギヤ１３１の歯数／リングギヤ１３２の歯数）であり、ρ４は第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比（サンギヤ１３６の歯数／リングギヤ１３７の歯数）である。

また、動力分配統合機構１３０は、クラッチＣ２をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとすることにより、上述した４要素タイプの動力分配統合機構における駆動軸１６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ２の回転軸との接続関係はそのままに、モータＭＧ１の回転軸の接続関係だけを異なるものにすることができる。即ち、モータＭＧ１の回転軸を、第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比ρ４をもって駆動軸１６５の回転数に対して反転するように連結するのである。この場合の共線図の一例を図１２に示す。図示するように、モータＭＧ１からの動力は、キャリア１３４を支点として第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比ρ４をもって直接駆動軸１６５に出力することができる。即ち、第３プラネタリギヤＰ３によりモータＭＧ２と駆動軸１６５とエンジン２２のクランクシャフト２６に対してはいわゆる３要素タイプとして機能し、モータＭＧ１の動力を第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比ρ４をもって変速して直接に駆動軸１６５に出力することができるのである。

さらに、動力分配統合機構１３０は、クラッチＣ２とブレーキＢ２とを共にオンとすることにより、エンジン２２を停止した状態で、モータＭＧ１からの動力とモータＭＧ２からの動力をそれぞれの変速比をもって変速して駆動軸１６５に出力することができる。この場合の共線図の一例を図１３に示す。なお、こうしたクラッチＣ２やブレーキＢ２のオンオフ制御はハイブリッド用電子制御ユニット７０により行なわれている。

次に、こうして構成された第２実施例のハイブリッド自動車１２０の動作について説明する。第２実施例のハイブリッド自動車１２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０で実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートを図１４に示す。このルーチンは、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力すると共に（ステップＳ３００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸１６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定し（ステップＳ３１０）、設定した車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ３２０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ３３０）。これらの処理は、第１実施例の駆動制御ルーチン（図５）のステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ１８０，Ｓ１９０と同一である。

次に、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較すると共に駆動要求トルクＴｄ＊を閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆや閾値Ｔｒｅｆは、ブレーキＢ２やクラッチＣ２のオンオフの切り替えを行なうために設定されるものである。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｒｅｆ未満のとき、即ち比較的低速で走行しているときに比較的低トルクが要求されているときには、図１３の共線図の状態としてエンジン２２を停止して走行するようブレーキＢ２とクラッチＣ２とを共にオンとし（ステップＳ３６０）、エンジン２２の運転を停止するためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに値０を設定すると共に（ステップＳ３７０）、次式（４）に示す関係式を保った状態でエネルギ効率が良好となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３８０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４４０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とには値０が設定されているから、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときには燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止してエンジン２２の運転を停止し、エンジン２２が停止しているときにその状態（停止状態）を保持する。

車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｒｅｆ以上のとき、即ち比較的低速で走行しているときに比較的高トルクが要求されているときには、図１２の共線図の状態としてエンジン２２からの動力も用いて走行するようブレーキＢ２をオンとすると共にクラッチＣ２をオフとし（ステップＳ３９０）、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を第３プラネタリギヤＰ３のギヤ比ρ３で割った値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定すると共に（ステップＳ４００）、駆動要求トルクＴｄ＊から目標トルクＴｅ＊とトルク指令Ｔｍ２＊とを減じて第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比ρ４を乗じた値をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ４１０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４４０）、駆動制御ルーチンを終了する。

車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、動力分配統合機構１３０が４要素タイプの動力分配統合機構として機能するようブレーキＢ２をオフとすると共にクラッチＣ２をオンとし（ステップＳ４２０）、駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸１６５に出力すると共にエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転させるものとして４要素タイプにおける釣り合いの関係式を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を計算し（ステップＳ４３０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４４０）、駆動制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ４３０で用いる関係式（式（５）および式（６））を以下に示す。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車１２０によれば、ブレーキＢ２をオフとすると共にクラッチＣ２をオンとすることにより、動力分配統合機構１３０を４要素タイプの動力分配統合機構として機能させてエンジン２２からの動力をトルク変換して駆動軸１６５に出力することができる。この結果、いわゆる３要素タイプの動力分配統合機構に比して、モータＭＧ１やモータＭＧ２として定格値の小さなものを用いることができ、車両のエネルギ効率を向上させることができると共にモータＭＧ１やモータＭＧ２の小型化を図ることができる。また、ブレーキＢ２をオンとすると共にクラッチＣ２をオフとすることにより、駆動軸１６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ２の回転軸との接続関係はそのままに、モータＭＧ１の回転軸を第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比ρ４をもって駆動軸１６５の回転数に対して反転するように連結することができる。この結果、駆動軸１６５が比較的低回転で駆動しているときにこの駆動軸１６５に大きなトルクを作用させることができる。さらに、ブレーキＢ２をオンとすると共にクラッチＣ２をオンとすることにより、エンジン２２を停止した状態でモータＭＧ１からの動力とモータＭＧ２からの動力をそれぞれの変速比をもって変速して駆動軸１６５に出力することができる。もとより、運転者の要求する動力に応じた動力を駆動軸１６５に出力して走行することができる。

第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２にモータＭＧ２を接続し、第３プラネタリギヤＰ３のキャリア１３４と第４プラネタリギヤＰ４のリングギヤ１３７に駆動軸１６５を接続し、第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１にエンジン２２のクランクシャフト２６を接続し、第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６にモータＭＧ１を接続するものとしたが、接続関係はこれに限定されるものではなく、例えば、図１５に例示する動力分配統合機構１３０Ｂを備えるハイブリッド自動車１２０Ｂに示すように第３プラネタリギヤＰ３Ｂのサンギヤ１３１Ｂの接続関係とリングギヤ１３２Ｂの接続関係とを入れ替えるものとしたり、第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６の接続関係とリングギヤ１３７の接続関係とを入れ替えるものとするなど種々の接続としてもよい。

また、図１６に例示する動力分配統合機構１３０Ｃを備えるハイブリッド自動車１２０Ｃに示すように、エンジン２２のクランクシャフト２６と第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１とをクラッチＣ２ａを介して接続すると共に第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２と駆動軸１６５（キャリア１３４）とをクラッチＣ２ｂを介して接続するものとしてもよい。この場合、クラッチＣ２ａをオンとすると共にクラッチＣ２ｂをオフとした状態が第２実施例の動力分配統合機構１３０の状態である。この変形例の動力分配統合機構１３０Ｃでは、上述した第２実施例の動力分配統合機構１３０の動作に加えて、クラッチＣ２ａをオフとしてエンジン２２のクランクシャフト２６と第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１との接続を解除した状態での動作や、クラッチＣ２ｂをオンとして第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２と駆動軸１６５（キャリア１３４）とを接続した状態での動作など、種々の動作が可能である。

図１７は、本発明の第３実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。第３実施例のハイブリッド自動車２２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されると共に駆動輪６９ａ，６９ｂにデファレンシャルギヤ６８を介して接続された動力分配統合機構２３０と、この動力分配統合機構２３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構２３０に接続された発電可能なモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備え、動力分配統合機構２３０の構成が異なる点を除いて第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。第３実施例のハイブリッド自動車２２０では、説明の容易のために、図１に例示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付した。したがって、重複した説明を避けるため、同一の符号を付した構成についての詳細な説明は省略する。

第３実施例のハイブリッド自動車２２０が備える動力分配統合機構２３０は、２つのプラネタリギヤＰ５，Ｐ６とクラッチＣ３とブレーキＢ３とにより構成されている。第５プラネタリギヤＰ５のサンギヤ２３１にはモータＭＧ２の回転軸が、リングギヤ２３２にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、ピニオンギヤ２３３を連結するキャリア２３４にはデファレンシャルギヤ６８を介して駆動輪６９ａ，６９ｂが、それぞれ接続されている。この駆動輪６９ａ，６９ｂに接続されたキャリア２３４の回転軸を説明の都合上、「駆動軸」２６５と呼ぶことにする。第６プラネタリギヤＰ６のサンギヤ２３６にはモータＭＧ１の回転軸が、ピニオンギヤ２３８を連結するキャリア２３９には第５プラネタリギヤＰ５のキャリア２３４（駆動軸２６５）が、それぞれ接続されている。第６プラネタリギヤＰ４のリングギヤ２３７は、クラッチＣ３を介して第５プラネタリギヤＰ５のサンギヤ２３１およびモータＭＧ２の回転軸に接続されている。また、この第６プラネタリギヤＰ６のリングギヤ２３７は、ブレーキＢ３を介してケースに接続されている。

こうして構成された第３実施例の動力分配統合機構２３０は、クラッチＣ３とブレーキＢ３とを共にオフとすることによりモータＭＧ１を切り離すことができる。また、動力分配統合機構２３０は、クラッチＣ３をオンとすると共にブレーキＢ３をオフとすることにより、第５プラネタリギヤＰ５のキャリア１３４の回転軸であると共に第６プラネタリギヤＰ６のキャリア２３９の回転軸である駆動軸２６５と、第５プラネタリギヤＰ５のキャリア２３４の回転軸であるエンジン２２のクランクシャフト２６と、第５プラネタリギヤＰ５のサンギヤ２３１の回転軸であると共に第６プラネタリギヤＰ６のリングギヤ２３７の回転軸であるモータＭＧ２の回転軸と、第６プラネタリギヤＰ６のサンギヤ２３６の回転軸であるモータＭＧ１の回転軸と、の４軸を回転要素とする、いわゆる４要素タイプの動力分配統合機構として機能させることができる。この４要素タイプの動力分配統合機構として機能する際の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１８に示す。図中、左のＳ５，Ｒ６軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である第５プラネタリギヤＰ５のサンギヤ２３１の回転数を示すと共に第６プラネタリギヤＰ６のリングギヤ２３７の回転数を示し、Ｃ５，Ｃ５軸は駆動軸２６５の回転数Ｎｄである第５プラネタリギヤＰ５のキャリア２３４の回転数を示すと共に第６プラネタリギヤＰ６のキャリア２３９の回転数を示す。また、Ｒ５軸は、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅである第５プラネタリギヤＰ５のリングギヤ２３２の回転数を示し、右端のＳ６軸は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第６プラネタリギヤＰ６のサンギヤ２３６の回転数を示す。この共線図は、第２実施例と同様に、各回転要素（各軸）に作用するトルクを共線を梁に見立てたときにこの梁に作用する力と同一視することができるものである。したがって、各軸に作用するトルク或いは作用させるべきトルクを、同様の力が作用している梁の釣り合いを解くことにより計算することができる。なお、図中、ρ５は第５プラネタリギヤＰ５のギヤ比（サンギヤ２３１の歯数／リングギヤ２３２の歯数）であり、ρ６は第６プラネタリギヤＰ６のギヤ比（サンギヤ２３６の歯数／リングギヤ２３７の歯数）である。

また、動力分配統合機構２３０は、クラッチＣ３をオフとすると共にブレーキＢ３をオンとすることにより、上述した４要素タイプの動力分配統合機構における駆動軸２６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ２の回転軸との接続関係はそのままに、モータＭＧ１の回転軸の接続関係だけを異なるものにすることができる。即ち、モータＭＧ１の回転軸を、第６プラネタリギヤＰ６のギヤ比ρ６をもって減速するよう駆動軸２６５に連結するのである。この場合の共線図の一例を図１９に示す。図示するように、モータＭＧ１からの動力は、Ｓ５，Ｒ６軸を支点として第６プラネタリギヤＰ６のギヤ比ρ６をもって減速して直接駆動軸２６５に出力される。即ち、第５プラネタリギヤＰ５によりモータＭＧ２と駆動軸２６５とエンジン２２のクランクシャフト２６に対してはいわゆる３要素タイプとして機能し、モータＭＧ１の動力を第６プラネタリギヤＰ６のギヤ比ρ６をもって変速して直接に駆動軸１６５に出力することができるのである。

さらに、動力分配統合機構２３０は、クラッチＣ３とブレーキＢ３とを共にオンとすることにより、エンジン２２からの動力とモータＭＧ１からの動力をそれぞれの変速比をもって変速して駆動軸２６５に直接出力することができる。この場合の共線図の一例を図２０に示す。なお、こうしたクラッチＣ３やブレーキＢ３のオンオフ制御はハイブリッド用電子制御ユニット７０により行なわれる。

このように第３実施例の動力分配統合機構２３０は、クラッチＣ３をオンとすると共にブレーキＢ３をオフとすることにより動力分配統合機構２３０を４要素タイプの動力分配統合機構として機能させ、クラッチＣ３をオフとすると共にブレーキＢ３をオンとすることにより４要素タイプの動力分配統合機構における駆動軸２６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ２の回転軸との接続関係はそのままにモータＭＧ１の回転軸を第６プラネタリギヤＰ６のギヤ比ρ６をもって減速するよう駆動軸２６５に連結し、クラッチＣ３とブレーキＢ３とを共にオンとすることによりエンジン２２からの動力とモータＭＧ１からの動力をそれぞれの変速比をもって変速して駆動軸２６５に直接出力することができる。したがって、第３実施例のハイブリッド自動車２２０における動力分配統合機構２３０は、接続関係は異なるものの、第２実施例のハイブリッド自動車１２０における動力分配統合機構１３０と同様に機能することになる。したがって、第３実施例のハイブリッド自動車２２０でも、図１４に例示した駆動制御ルーチンを同様に実行することができる。これらの結果、第３実施例のハイブリッド自動車２２０は、第２実施例のハイブリッド自動車１２０と同様な効果、即ち、ブレーキＢ３をオフとすると共にクラッチＣ３をオンとすることにより動力分配統合機構２３０を４要素タイプの動力分配統合機構として機能させてエンジン２２からの動力をトルク変換して駆動軸２６５に出力することができることに基づく車両のエネルギ効率を向上させることができると共にモータＭＧ１やモータＭＧ２の小型化を図ることができる効果やブレーキＢ３をオンとすると共にクラッチＣ３をオフとすることにより駆動軸２６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ２の回転軸との接続関係はそのままにモータＭＧ１の回転軸を第６プラネタリギヤＰ６のギヤ比ρ６をもって減速して駆動軸１６５に連結することができることに基づく駆動軸２６５が比較的低回転で駆動しているときにこの駆動軸２６５に大きなトルクを作用させることができる効果、ブレーキＢ３をオンとすると共にクラッチＣ３をオンとすることによりエンジン２２からの動力とモータＭＧ１からの動力をそれぞれの変速比をもって変速して駆動軸１６５に直接出力することができる効果、運転者の要求する動力に応じた動力を駆動軸２６５に出力して走行することができる効果などを奏することができる。

第３実施例のハイブリッド自動車２２０では、第５プラネタリギヤＰ５のサンギヤ２３１にモータＭＧ２を接続し、第５プラネタリギヤＰ５のキャリア２３４と第６プラネタリギヤＰ６のキャリア２３９に駆動軸２６５を接続し、第５プラネタリギヤＰ５のリングギヤ２３２にエンジン２２のクランクシャフト２６を接続し、第６プラネタリギヤＰ６のサンギヤ２３６にモータＭＧ１を接続するものとしたが、接続関係はこれに限定されるものではなく、例えば、第５プラネタリギヤＰ５のサンギヤ２３１の接続関係とリングギヤ２３２の接続関係とを入れ替えるものとしたり、第６プラネタリギヤＰ６のサンギヤ２３６の接続関係とリングギヤ２３７の接続関係とを入れ替えるものとするなど種々の接続としてもよい。

上述した各実施例やその変形例では、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２と動力分配統合機構３０，１３０，２３０とを備え駆動軸６５，１６５，２６５に動力を出力する動力出力装置を自動車に搭載するものとしたが、こうした動力出力装置を自動車以外の列車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載するものとしてもよいし、建設機器などの移動しない設備の動力源として用いるものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の第１実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ブレーキＢ１をオンとしてエンジン２２をクランキングする際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 ４要素タイプとして機能させた際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 モータ走行の際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 第１実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２０Ｃの構成の概略を示す構成図である。 第２実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 ４要素タイプとして機能させた際の動力分配統合機構１３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１からの動力をギヤ比ρ４で駆動軸１６５に作用させる際の動力分配統合機構１３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２のクランクシャフト２６を停止状態とした際の動力分配統合機構１３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の動力出力装置１２０Ｂを備えるハイブリッド自動車１２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。 変形例の動力分配統合機構１３０Ｃを備えるハイブリッド自動車１２０Ｃの概略を示す構成図である。 第３実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 ４要素タイプとして機能させた際の動力分配統合機構２３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１からの動力をギヤ比ρ６で駆動軸２６５に作用させる際の動力分配統合機構２３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２からの動力とモータＭＧ１からの動力とを駆動軸２６５に直接出力する際の動力分配統合機構２３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。

符号の説明

２０，２０Ｂ，２０Ｃ，１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃ，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０、３０Ｂ，３０Ｃ，１３０，１３０Ｂ，１３０Ｃ，２３０ 動力分配統合機構、３１，３６，１３１，１３１Ｂ，１３６，２３１，２３６ サンギヤ、３２，３７，１３２，１３２Ｂ，１３７，２３２，２３７ リングギヤ、３３，３８，１３３，１３８，２３３，２３８ ピニオンギヤ、３４，３９，１３４，１３９，２３４，２３９ キャリア、５０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５１，５２ インバータ、５３，５４ 回転位置検出センサ、６０ バッテリ、６２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６４ 電力ライン、６５，１６５，２６５ 駆動軸、６６ ギヤ機構、６８ デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ３Ｂ プラネタリギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ２，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ３ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ，Ｆ１〜Ｆ３ ワンウェイクラッチ、Ｑ２，Ｑ３ ギヤ機構。

Claims (15)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   内燃機関と、
   発電可能な第１の電動機と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、
   前記駆動軸に連結された第１軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２軸と第３軸とを含む複数軸に接続され、前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸の３軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させ、前記複数軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を出力可能な多軸式動力入出力手段と、
   前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸の３軸のいずれかと前記第１の電動機の回転軸とを少なくとも異なる２つの変速比をもって連結する連結手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記第２の電動機の回転軸は、前記第１軸に接続されてなり、
   前記連結手段は、前記第３軸と前記第１の電動機の回転軸とを連結する手段である
   動力出力装置。
3. 前記連結手段は、前記第３軸に接続された第４軸と前記第１の電動機の回転軸に接続された第５軸と第６軸とに接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第４軸と前記第５軸との連結および該連結の解除を行なう連結解除手段と、前記第６軸の回転の停止および該停止の解除を行なう停止解除手段と、を備える手段である請求項２記載の動力出力装置。
4. 前記連結手段は、前記連結解除手段により前記第４軸と前記第５軸とを連結すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の停止を解除することにより前記第３軸の回転数と前記第１の電動機の回転軸の回転数とを同一の変速比をもって連結し、前記連結解除手段により前記第４軸と前記第５軸との連結を解除すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の回転を停止することにより前記第３軸の回転数より前記第１の電動機の回転軸の回転数が大きくなる変速比をもって連結する手段である請求項３記載の動力出力装置。
5. 前記連結解除手段は、ワンウェイクラッチである請求項３または４記載の動力出力装置。
6. 前記多軸式動力入出力手段および／または前記３軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構により構成されてなる請求項３ないし５いずれか記載の動力出力装置。
7. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記第２の電動機の回転軸は、前記第３軸に接続されてなり、
   前記連結手段は、前記第１軸と前記第２軸と前記第１の電動機の回転軸の３軸のいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させる第１の変速比と前記第１軸に対して比例的に前記第１の電動機の回転軸を回転させる第２の変速比とをもって連結する手段である
   動力出力装置。
8. 前記連結手段は、前記第１の電動機の回転軸が連結された第４軸と前記駆動軸に連結された第５軸と第６軸との３軸に接続され該３軸のいずれかの２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記内燃機関の出力軸と前記第６軸との連結および該連結の解除を行なう連結解除手段と、該第６軸の回転の停止および該停止の解除を行なう停止解除手段と、を備える手段である請求項７記載の動力出力装置。
9. 前記連結手段は、前記連結解除手段により前記内燃機関の出力軸と前記第６軸とを連結すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の停止を解除することにより前記第１の変速比をもって連結し、前記連結解除手段により前記内燃機関の出力軸と前記第６軸との連結を解除すると共に前記停止解除手段により前記第６軸の回転を停止することにより前記第２の変速比をもって連結する手段である請求項８記載の動力出力装置。
10. 前記多軸式動力入出力手段および／または前記３軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構により構成されてなる請求項８または９記載の動力出力装置。
11. 前記駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記第１の変速比と前記第２の変速比とが切り替えられるよう前記連結手段を制御する切替制御手段を備える請求項８ないし１０いずれか記載の動力出力装置。
12. 前記切替制御手段は、前記要求動力が所定の低回転高トルク範囲外のときには前記第１の変速比となるよう前記連結手段を制御し、前記要求動力が所定の低回転高トルク範囲内のときには前記第２の変速比となるよう前記連結手段を制御する手段である請求項１１記載の動力出力装置。
13. 請求項１ないし１２いずれか記載の動力出力装置であって、
    操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
    該設定された要求動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
    該設定された目標動力が前記内燃機関から出力されると共に前記要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、
    を備える動力出力装置。
14. 請求項１３記載の動力出力装置であって、
    前記第１の電動機および前記第２の電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定する要求電力設定手段と、
    を備え、
    前記目標動力設定手段は、前記設定された要求動力と前記設定された要求電力とに基づいて前記目標動力を設定する手段である
    動力出力装置。
15. 請求項１ないし１４いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が機械的に連結されてなる自動車。

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