JP2008143407A - 動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車、および動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機により出力された動力を変速伝達手段により変速して駆動軸に伝達している際に、要求される動力を駆動軸により適正に出力しながら内燃機関を始動させる。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０において、クラッチＣ０による駆動源要素接続を解除した状態でエンジン２２を停止させ、変速機６０によりモータＭＧ１およびＭＧ２の一方のみを駆動軸６７に連結すると共に当該モータＭＧ１およびＭＧ２の一方に動力を出力させているときにエンジン２２を始動させる場合、現変速比γに対応しておらず駆動軸６７に連結されていないモータＭＧ１およびＭＧ２の他方の回転数を駆動源要素接続が可能となるように調整し、クラッチＣ０を繋ぐと共にモータＭＧ１またはＭＧ２によりエンジン２２をクランキングする。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車、および動力出力装置の制御方法に関する。

従来から、この種の動力出力装置として、内燃機関と、２体の電動機と、いわゆるラビニヨ型の遊星歯車機構と、遊星歯車機構の２つの出力要素を選択的に出力軸に連結可能な平行軸式変速機とを備えた動力出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置は前輪駆動車両を対象としたものであり、この動力出力装置では、内燃機関が横置きに配置されると共に、内燃機関および遊星歯車機構、２体の電動機および平行軸式変速機の回転軸が互いに平行に延在することになる。また、従来から、内燃機関に接続される入力要素および２つの出力要素を含む遊星歯車装置と、当該遊星歯車機構の対応する出力要素にそれぞれ接続されるカウンタシャフトを含む平行軸式変速機とを備えたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。この動力出力装置では、遊星歯車装置の２つの出力要素が電気駆動部の対応したロータの内周にそれぞれ固定されている。
特開２００５−１５５８９１号公報 特開２００３−１０６３８９号公報

上記各特許文献に記載された動力出力装置は、内燃機関を停止させると共に何れか一方の電動機により出力された動力を変速機により変速して出力軸に伝達することを可能とするものである。ただし、上記各特許文献は、このように電動機のみにより動力を出力するモータ運転をどのように実行するかを具体的には何ら開示していない。

そこで、本発明は、電動機により出力された動力を変速伝達手段により変速して駆動軸に伝達している際に、要求される動力を駆動軸により適正に出力しながら内燃機関を始動させることを目的の一つとする。また、本発明は、複数の運転モードのもとで電動機により出力された動力を変速伝達手段により変速して要求される動力を効率よく駆動軸に伝達可能な動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車および動力出力装置の制御方法の提供を目的の一つとする。

本発明による動力出力装置およびハイブリッド自動車は、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ている。

本発明による動力出力装置は、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、
動力を入出力可能な第１電動機と、
動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機のそれぞれと電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、
前記第１電動機と前記第１要素との接続、前記第２電動機と前記第２要素との接続および前記内燃機関と前記第３要素との接続の何れかである駆動源要素接続と該駆動源要素接続の解除とを実行可能な接続断接手段と、
前記第１電動機の前記回転軸と前記第２電動機の前記回転軸との何れか一方または双方を前記駆動軸に選択的に連結可能であると共に、前記第１電動機からの動力と前記第２電動機からの動力とをそれぞれ所定の変速比で前記駆動軸に伝達することができる変速伝達手段と、
前記駆動軸に要求される動力である要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記駆動源要素接続を解除した状態で前記内燃機関を停止させ、前記変速伝達手段により前記第１および第２電動機の一方のみを前記駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させているときに、前記内燃機関を始動させる機関始動条件が成立した場合には、前記第１および第２電動機の他方の回転数を前記駆動源要素接続が可能となるように調整する回転数調整処理と、前記駆動源要素接続と、前記第１または第２電動機により前記内燃機関をクランキングする機関始動処理とを伴って、前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記第１および第２電動機と前記接続断接手段とを制御する制御手段と、
を備えるものである。

この動力出力装置のように、駆動源要素接続を解除した状態で内燃機関を停止させ、変速伝達手段により第１および第２電動機の一方のみを駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させているときには、設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるようにしながら上記回転数調整処理を実行することにより駆動源要素接続の実行が可能となり、駆動源要素接続がなされれば、設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるようにしながら第１および第２電動機の何れか一方により内燃機関をクランキングして内燃機関を始動させることが可能となる。この結果、この動力出力装置では、駆動源要素接続を解除した状態で内燃機関を停止させ、第１および第２電動機の一方により出力された動力を変速伝達手段により変速して駆動軸に伝達している際に機関始動条件が成立した場合に、要求される動力を駆動軸により適正に出力しながら内燃機関を始動させることが可能となる。

また、前記回転数調整処理は、前記駆動軸との連結が解除された前記第１または第２電動機の回転数を前記駆動軸に連結されている前記第２または第１電動機の回転数に基づく前記駆動源要素接続時における前記第１または第２要素の回転数に一致させる処理であってもよい。

更に、前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第１および第２要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な少なくとも１組の平行軸式ギヤ列を有する第１変速機構と、前記第１および第２要素の他方に対応した前記第１または第２電動機の回転軸を前記駆動軸に連結可能な少なくとも１組の平行軸式ギヤ列を有する第２変速機構とを含む平行軸式変速機であってもよい。このような平行軸式変速機である変速伝達手段によれば、第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との何れか一方あるいは双方を駆動軸に選択的に連結することが可能となる。

また、前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第１および第２要素の何れか一方に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された第１変速用遊星歯車機構と、該第１変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第１固定機構と、前記第１および第２要素の他方に対応した前記第１または第２電動機の回転軸に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された第２変速用遊星歯車機構と、該第２変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第２固定機構とを含む遊星歯車式変速機であってもよい。このような遊星歯車式変速機である変速伝達手段によれば、第１および第２固定機構の何れか一方を固定状態とすれば、第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との何れか一方を駆動軸に連結することが可能となる。また、第１固定機構と第２固定機構との双方を固定状態とすれば、第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との双方を駆動軸に連結することが可能となる。

この場合、前記変速伝達手段は、前記第１変速用遊星歯車機構および前記第２変速用遊星歯車機構の何れか一方の前記出力要素と前記固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接機構を更に含むものであってもよい。このような変速伝達手段によれば、変速用接続断接機構に対応した第１または第２変速用遊星歯車機構の出力要素と固定可能要素とを当該変速用接続断接機構により接続すると共に、変速用接続断接機構に対応していない第２または第１変速用遊星歯車機構の固定可能要素を回転不能に固定することにより、第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との双方を駆動軸に連結することができる。また、この変速伝達手段によれば、変速用接続断接機構に対応した第１または第２変速用遊星歯車機構の出力要素と固定可能要素とを接続すると共に、変速用接続断接機構に対応していない第２または第１変速用遊星歯車機構の固定可能要素を回転不能に固定した状態で、当該第２または第１変速用遊星歯車機構の固定可能要素を回転可能とすれば、変速用接続断接機構によりそれに対応した第１または第２変速用遊星歯車機構の各要素が実質的にロックされて一体に回転することから、第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との何れかからの動力を駆動軸に直接伝達することが可能となる。

本発明によるハイブリッド自動車は、上記何れかの動力出力装置を備え、前記駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含むものである。このハイブリッド自動車に搭載される動力出力装置は、駆動源要素接続を解除した状態で内燃機関を停止させ、変速伝達手段により第１および第２電動機の一方のみを駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させている際に機関始動条件が成立した場合に、要求される動力を駆動軸により適正に出力しながら内燃機関を始動させることが可能なものである。従って、このハイブリッド自動車では、第１および第２電動機の何れか一方からの動力を駆動軸に伝達して走行する状態と、内燃機関の運転を伴って駆動軸に動力を出力して走行する状態とを適宜切り換えることにより、燃費と走行性能とを良好に向上させることができる。

本発明による他の動力出力装置は、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、
動力を入出力可能な第１電動機と、
動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機のそれぞれと電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、
前記第１電動機と前記第１要素との間または前記第２電動機と前記第２要素との間に配置されており、前記第１または第２電動機の回転軸と前記第１または第２要素との接続と該接続の解除とを実行可能な接続断接手段と、
前記接続断接手段に対応した前記第１または第２電動機の回転軸と該接続断接手段に対応していない前記第１または第２要素とを前記駆動軸に選択的に連結可能であると共に、該第１または第２電動機の回転軸からの動力と該第１または第２要素からの動力とをそれぞれ所定の変速比で前記駆動軸に伝達することができる変速伝達手段と、
を備えるものである。

この動力出力装置では、接続断接手段による第１または第２電動機の回転軸と第１または第２要素との接続を解除すれば、動力分配統合機構を介した第１電動機と第２電動機との接続が解除される。従って、接続断接手段による接続を解除すると共に内燃機関を停止させた状態で、変速伝達手段により接続断接手段に対応した第１または第２電動機の回転軸と当該接続断接手段に対応していない第１または第２要素との何れかを駆動軸に連結すると共に第１および第２電動機の一方からの動力を駆動軸に伝達する際には、内燃機関や第１および第２電動機の他方の連れ回しを回避しつつ、当該第１および第２電動機の一方からの動力を変速伝達手段により変速して要求される動力を効率よく駆動軸に伝達することが可能となる。また、接続断接手段による接続を解除すると共に内燃機関を停止させた状態で、変速伝達手段により接続断接手段に対応した第１または第２電動機の回転軸と当該接続断接手段に対応していない第１または第２要素との双方を駆動軸に連結すれば、内燃機関の連れ回しを回避しながら第１および第２電動機の少なくとも何れかにより出力される動力を所定の固定変速比で駆動軸に伝達することが可能となるので、第１および第２電動機の何れか一方にのみ動力を出力させる場合に比べて、より大きな動力を駆動軸に出力することができる。更に、この動力出力装置では、接続断接手段による接続を維持したまま第１および第２電動機の一方からの動力を変速伝達手段により変速して駆動軸に伝達することもできる。これにより、この動力出力装置によれば、複数の運転モードのもとで第１および第２電動機の少なくとも何れかにより出力された動力を変速伝達手段により変速して要求される動力を効率よく駆動軸に伝達することが可能となる。

本発明による動力出力装置の制御方法は、駆動軸と、内燃機関と、それぞれ動力を入出力可能な第１電動機および第２電動機と、前記第１および第２電動機のそれぞれと電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、前記第１電動機と前記第１要素との接続、前記第２電動機と前記第２要素との接続および前記内燃機関と前記第３要素との接続の何れかである駆動源要素接続と該駆動源要素接続の解除とを実行可能な接続断接手段と、前記第１電動機の前記回転軸と前記第２電動機の前記回転軸との何れか一方または双方を前記駆動軸に選択的に連結可能であると共に、前記第１電動機からの動力と前記第２電動機からの動力とをそれぞれ所定の変速比で前記駆動軸に伝達することができる変速伝達手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動源要素接続を解除した状態で前記内燃機関を停止させ、前記変速伝達手段により前記第１および第２電動機の一方のみを前記駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させているときに、前記内燃機関を始動させる機関始動条件が成立した場合には、前記第１および第２電動機の他方の回転数を前記駆動源要素接続が可能となるように調整し、
（ｂ）前記駆動源要素接続を実行し、
（ｃ）前記第１または第２電動機によるクランキングを伴って前記内燃機関を始動させる、ものである。

この方法のように、駆動源要素接続を解除した状態で内燃機関を停止させ、変速伝達手段により第１および第２電動機の一方のみを駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させているときには、上記回転数調整処理を実行することにより、駆動源要素接続の実行が可能となり、駆動源要素接続がなされれば、第１および第２電動機の何れか一方により内燃機関をクランキングして内燃機関を始動させることが可能となる。

また、本発明による動力出力装置の制御方法において、ステップ（ａ）から（ｃ）の実行中に、前記駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が出力されるように前記第１および第２電動機に対するトルク指令を設定してもよい。

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、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、後輪駆動車両として構成されており、車両前部に配置されるエンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６に接続された動力分配統合機構（差動回転機構）４０と、動力分配統合機構４０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、このモータＭＧ１と同軸に配置されると共に減速ギヤ機構５０を介して動力分配統合機構４０に接続された発電可能なモータＭＧ２と、動力分配統合機構４０からの動力を変速比の変更を伴って駆動軸６７に伝達可能な変速機６０と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４から燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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３１，３２を介して二次電池であるバッテリ３５と電力のやり取りを行なう。インバータ３１，３２とバッテリ３５とを接続する電力ライン３９は、各インバータ３１，３２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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ３５は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何れもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３０により駆動制御される。モータＥＣＵ３０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３３，３４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等が入力されており、モータＥＣＵ３０からは、インバータ３１，３２へのスイッチング制御信号等が出力される。モータＥＣＵ３０は、回転位置検出センサ３３，３４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

バッテリ３５は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３５を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ３５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３５の出力端子に接続された電力ライン３９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３５に取り付けられた温度センサ３７からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ３６は、必要に応じてバッテリ３５の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ３６は、バッテリ３５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いて残容量ＳＯＣも算出している。

動力分配統合機構４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２、減速ギヤ機構５０、変速機６０と共に図示しないトランスミッションケースに収容され、エンジン２２から所定距離を隔ててクランクシャフト２６と同軸に配置される。実施例の動力分配統合機構４０は、外歯歯車のサンギヤ４１と、このサンギヤ４１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ４２と、互いに噛合すると共に一方がサンギヤ４１と他方がリングギヤ４２と噛合する２つのピニオンギヤ４３，４４の組を自転かつ公転自在に少なくとも１組保持するキャリア４５とを有するダブルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ４１（第２要素）とリングギヤ４２（第３要素）とキャリア４５（第１要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。実施例において、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１には、当該サンギヤ４１からエンジン２２とは反対側（車両後方）に延びる中空のサンギヤ軸４１ａおよび中空の第１モータ軸４６を介して第２電動機としてのモータＭＧ１（中空のロータ）が接続されている。また、第１要素たるキャリア４５には、動力分配統合機構４０とエンジン２２との間に配置される減速ギヤ機構５０および当該減速ギヤ機構５０（サンギヤ５１）からエンジン２２に向けて延びる中空の第２モータ軸５５を介して第１電動機としてのモータＭＧ２（中空のロータ）が接続されている。更に、第３要素たるリングギヤ４２には、第２モータ軸５５およびモータＭＧ２を通って延びるリングギヤ軸４２ａおよびダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

また、図１に示すように、サンギヤ軸４１ａと第１モータ軸４６との間には、両者の接続（駆動源要素接続）および当該接続の解除を実行するクラッチＣ０（接続断接手段）が設けられている。実施例において、クラッチＣ０は、例えば、サンギヤ軸４１ａの先端に固定されたドグと第１モータ軸４６の先端に固定されたドグとをより少ない損失で噛み合わせると共に両者の噛み合いを解除することができるドグクラッチとして構成されており、電気式、電磁式あるいは油圧式のアクチュエータ８８により駆動される。クラッチＣ０によりサンギヤ軸４１ａと第１モータ軸４６との接続を解除した際には、第２電動機としてのモータＭＧ１と動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１との接続が解除されることになり、動力分配統合機構４０の機能によりエンジン２２を実質的にモータＭＧ１，ＭＧ２や変速機６０から切り離すことが可能となる。

そして、このように動力分配統合機構４０のサンギヤ４１にクラッチＣ０を介して連結され得る第１モータ軸４６は、モータＭＧ１からエンジン２２とは反対側（車両後方）に更に延出され、変速機６０に接続される。また、動力分配統合機構４０のキャリア４５からは、中空のサンギヤ軸４１ａや第１モータ軸４６を通してエンジン２２とは反対側（車両後方）にキャリア軸（連結軸）４５ａが延出されており、このキャリア軸４５ａも変速機６０に接続される。これにより、実施例において、動力分配統合機構４０は互いに同軸に配置されたモータＭＧ１およびモータＭＧ２の間に両モータＭＧ１，ＭＧ２と同軸に配置され、エンジン２２はモータＭＧ２に同軸に並設されると共に動力分配統合機構４０を挟んで変速機６０と対向することになる。すなわち、実施例では、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２、動力分配統合機構４０および変速機６０という動力出力装置の構成要素が、車両前方から、エンジン２２、モータＭＧ２、（減速ギヤ機構５０）、動力分配統合機構４０、モータＭＧ１、変速機６０という順番で配置されることになる。これにより、動力出力装置をコンパクトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行するハイブリッド自動車２０に好適なものとすることができる。

また、実施例では、上述のように、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１がサンギヤ軸４１ａ、クラッチＣ０および第１モータ軸４６を介して変速機６０に接続されると共に、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５がキャリア軸４５ａを介して変速機６０に接続される。これにより、ハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構４０のサンギヤ４１およびキャリア４５の何れか一方をエンジン２２から出力されるトルクの反力を受け持つ反力要素とすると共に、他方を出力要素として変速機６０に動力を出力することができる。そして、サンギヤ４１を反力要素とすれば、モータＭＧ１が発電機として機能することになり、この際、動力分配統合機構４０は、リングギヤ４２を介して入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ４１側とキャリア４５側とにそのギヤ比に応じて分配すると共に、エンジン２２からの動力と電動機として機能するモータＭＧ２からの動力とを統合してキャリア４５側に出力する。また、キャリア４５を反力要素とすれば、モータＭＧ２が発電機として機能することになり、この際、動力分配統合機構４０は、リングギヤ４２を介して入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ４１側とキャリア４５側とにそのギヤ比に応じて分配すると共に、エンジン２２からの動力と電動機として機能するモータＭＧ１からの動力とを統合してサンギヤ４１側に出力する。

減速ギヤ機構５０は、外歯歯車のサンギヤ５１と、このサンギヤ５１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ５２と、サンギヤ５１およびリングギヤ５２の双方と噛合する複数のピニオンギヤ５３と、複数のピニオンギヤ５３を自転かつ公転自在に保持するキャリア５４とを備えるシングルピニオン式遊星歯車機構である。減速ギヤ機構５０のサンギヤ５１は、上述の第２モータ軸５５を介してモータＭＧ２のロータに接続されている。また、減速ギヤ機構５０のリングギヤ５２は、動力分配統合機構４０のキャリア４５に固定され、これにより減速ギヤ機構５０は動力分配統合機構４０と実質的に一体化される。そして、減速ギヤ機構５０のキャリア５４は、トランスミッションケースに対して固定されている。従って、減速ギヤ機構５０の作用により、モータＭＧ２からの動力が減速されて動力分配統合機構４０のキャリア４５に入力されると共に、キャリア４５からの動力が増速されてモータＭＧ２に入力されることになる。なお、実施例のように、減速ギヤ機構５０をモータＭＧ２と動力分配統合機構４０との間に配置して動力分配統合機構４０と一体化させれば、動力出力装置をより一層コンパクト化することができる。

変速機６０は、複数段階に変速比を設定可能な平行軸式自動変速機として構成されており、１速ギヤ列を構成する第１カウンタドライブギヤ６１ａおよび第１カウンタドリブンギヤ６１ｂ、２速ギヤ列を構成する第２カウンタドライブギヤ６２ａおよび第２カウンタドリブンギヤ６２ｂ、３速ギヤ列を構成する第３カウンタドライブギヤ６３ａおよび第３カウンタドリブンギヤ６３ｂ、４速ギヤ列を構成する第４カウンタドライブギヤ６４ａおよび第４カウンタドリブンギヤ６４ｂ、各カウンタドリブンギヤ６１ｂ〜６４ｂおよびギヤ６６ｂが固定されたカウンタシャフト６５、クラッチＣ１，Ｃ２、駆動軸６７に取り付けられたギヤ６６ａ、更に図示しないリバースギヤ列等を含む（以下、適宜「カウンタドライブギヤ」および「カウンタドリブンギヤ」を単に「ギヤ」という）。なお、変速機６０において、１速ギヤ列の変速比が最も大きく、２速ギヤ列、３速ギヤ列、４速ギヤ列へと移行するにつれて変速比が小さくなる。

図１に示すように、１速ギヤ列の第１ギヤ６１ａは、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５から延出されたキャリア軸４５ａに回転自在かつ軸方向に移動不能に保持されており、カウンタシャフト６５に固定された第１ギヤ６１ｂと常時噛合している。同様に、３速ギヤ列の第３ギヤ６３ａもキャリア軸４５ａに回転自在かつ軸方向に移動不能に保持されており、カウンタシャフト６５に固定された第３ギヤ６３ｂと常時噛合している。そして、実施例ではキャリア軸４５ａ側（カウンタドライブギヤ側）に、第１ギヤ６１ａ（１速ギヤ列）と第３ギヤ６３ａ（３速ギヤ列）との何れか一方をキャリア軸４５ａに対して選択的に固定すると共に、第１ギヤ６１ａおよび第３ギヤ６３ａの双方をキャリア軸４５ａに対して回転自在に（解放）することができるクラッチＣ１が配置されている。実施例において、クラッチＣ１は、例えば、キャリア軸４５ａに回転不能かつ軸方向に移動自在に保持されたドグを第１ギヤ６１ａに固定されたドグと第３ギヤ６３ａに固定されたドグとの何れか一方により少ない損失で噛み合わせると共に両者の噛み合いを解除することができるドグクラッチとして構成されており、上述のアクチュエータ８８により駆動される。これら１速ギヤ列のギヤ６１ａ，６１ｂ、３速ギヤ列のギヤ６３ａ，６３ｂおよびクラッチＣ１は、変速機６０の第１変速機構を構成する。また、２速ギヤ列の第２ギヤ６２ａは、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１にクラッチＣ０を介して連結され得る第１モータ軸４６に回転自在かつ軸方向に移動不能に保持されており、カウンタシャフト６５に固定された第２ギヤ６２ｂと常時噛合している。同様に、４速ギヤ列の第４ギヤ６４ａも第１モータ軸４６に回転自在かつ軸方向に移動不能に保持されており、カウンタシャフト６５に固定された第４ギヤ６４ｂと常時噛合している。そして、実施例では第１モータ軸４６側（カウンタドライブギヤ側）に、第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）と第４ギヤ６４ａ（４速ギヤ列）との何れか一方を第１モータ軸４６に対して選択的に固定すると共に、第２ギヤ６２ａおよび第４ギヤ６４ａの双方を第１モータ軸４６に対して回転自在に（解放）することができるクラッチＣ２が配置されている。実施例において、クラッチＣ２も、例えば、第１モータ軸４６に回転不能かつ軸方向に移動自在に保持されたドグを第２ギヤ６２ａに固定されたドグと第４ギヤ６４ａに固定されたドグとの何れか一方により少ない損失で噛み合わせると共に両者の噛み合いを解除することができるドグクラッチとして構成されており、上述のアクチュエータ８８により駆動される。これら２速ギヤ列のギヤ６２ａ，６２ｂ、４速ギヤ列のギヤ６４ａ，６４ｂおよびクラッチＣ２は、変速機６０の第２変速機構を構成する。

そして、キャリア軸４５ａまたは第１モータ軸４６からカウンタシャフト６５に伝達された動力は、ギヤ６６ａ，６６ｂを介して駆動軸６７に伝達され、デファレンシャルギヤ６８を介して最終的に駆動輪としての後輪６９ａ，６９ｂに出力されることになる。なお、実施例の変速機６０のように、クラッチＣ１，Ｃ２をキャリア軸４５ａ、第１モータ軸４６側に設けることにより、クラッチＣ１，Ｃ２によりギヤ６１ａ〜６４ａをキャリア軸４５ａまたは第１モータ軸４６に固定する際の損失を低減することが可能となる。すなわち、各ギヤ列における歯数の比にもよるが、特に減速比が小さい４速ギヤ列を含む第２変速機構に関しては、クラッチＣ２により第１モータ軸４６に固定される前に空転しているギヤ６４ａの回転数は、それぞれに対応するカウンタシャフト６５側のギヤ６４ｂの回転数よりも低くなるので、少なくともクラッチＣ２を第１モータ軸４６側に設ければ、ギヤ６４ａのドグと第１モータ軸４６のドグとをより少ない損失で係合させることが可能となる。なお、減速比が大きい１速ギヤ列を含む第１変速機構については、クラッチＣ１をカウンタシャフト６５側に設けてもよい。

このように構成された変速機６０によれば、クラッチＣ２を解放状態とすると共に、クラッチＣ１により第１ギヤ６１ａ（１速ギヤ列）と第３ギヤ６３ａ（３速ギヤ列）との何れか一方をキャリア軸４５ａに固定すれば、キャリア軸４５ａからの動力を第１ギヤ６１ａ（１速ギヤ列）または第３ギヤ６３ａ（３速ギヤ列）とカウンタシャフト６５とを介して駆動軸６７に伝達することができる。また、クラッチＣ０を繋ぐと共にクラッチＣ１を解放状態とし、クラッチＣ２により第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）と第４ギヤ６４ａ（４速ギヤ列）との何れか一方を第１モータ軸４６に固定すれば、第１モータ軸４６からの動力を第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）または第４ギヤ６４ａ（４速ギヤ列）とカウンタシャフト６５とを介して駆動軸６７に伝達することができる。以下、適宜、１速ギヤ列を用いて動力を伝達する状態を「第１変速状態（１速）」と、２速ギヤ列を用いて動力を伝達する状態を「第２変速状態（２速）」と、３速ギヤ列を用いて動力を伝達する状態を「第３変速状態（３速）」と、４速ギヤ列を用いて動力を伝達する状態を「第４変速状態（４速）」という。また、実施例の変速機６０では、クラッチＣ１，Ｃ２がキャリア軸４５ａ、第１モータ軸４６側に設けられているので、クラッチＣ１，Ｃ２によりギヤ６１ａ〜６４ａをキャリア軸４５ａまたは第１モータ軸４６に固定する際の損失を低減することが可能となる。すなわち、各ギヤ列における歯数の比にもよるが、特に減速比が小さい４速ギヤ列を含む第２変速機構に関しては、クラッチＣ２により第１モータ軸４６に固定される前に空転しているギヤ６４ａの回転数は、それぞれに対応するカウンタシャフト６５側のギヤ６４ｂの回転数よりも低くなるので、少なくともクラッチＣ２を第１モータ軸４６側に設ければ、ギヤ６４ａのドグと第１モータ軸４６のドグとをより少ない損失で係合させることが可能となる。なお、減速比が大きい１速ギヤ列を含む第１変速機構については、クラッチＣ１をカウンタシャフト６５側に設けてもよい。

そして、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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８７からの車速Ｖが入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、バッテリＥＣＵ３６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ＥＣＵ３０、バッテリＥＣＵ３６と各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。また、クラッチＣ０や変速機６０のクラッチＣ１およびＣ２を駆動するアクチュエータ８８もハイブリッドＥＣＵ７０により制御される。

次に、図２から図８を参照しながら、実施例のハイブリッド自動車２０の動作の概要について説明する。上述のハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ０の係合とエンジン２２の運転とを伴う走行時に、クラッチＣ２を解放状態とすると共にクラッチＣ１により第１ギヤ６１ａ（１速ギヤ列）をキャリア軸４５ａに固定すれば、図２に示すように、キャリア軸４５ａからの動力を１速ギヤ列（第１ギヤ６１ａ，６１ｂ）の変速比に基づいて変速（減速）して駆動軸６７へと出力することができる。また、車速Ｖの変化に応じて、図３に示すように、クラッチＣ１により第１ギヤ６１ａ（１速ギヤ列）をキャリア軸４５ａに固定した第１変速状態のもとでクラッチＣ２により第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）を第１モータ軸４６に固定すると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を値０に設定すれば、エンジン２２からの動力（トルク）を電気エネルギへの変換無しに固定された（一定の）変速比（１速ギヤ列の変速比と２速ギヤ列の変速比との間の値）で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができる。以下、このように動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５を変速機６０の１速ギヤ列により、第２要素たるサンギヤ４１を変速機６０の２速ギヤ列により駆動軸６７に連結する状態（図３）を「１−２速同時係合状態」という。

更に、図３に示す１−２速同時係合状態のもとでクラッチＣ１を解放状態とすれば、図４において二点鎖線で示すように、クラッチＣ２により第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）のみが第１モータ軸４６（サンギヤ４１）に固定され、第１モータ軸４６からの動力を２速ギヤ列（第２ギヤ６２ａ，６２ｂ）の変速比に基づいて変速して駆動軸６７へと出力することができる。また、車速Ｖの変化に応じて、図５に示すようにクラッチＣ２により第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）を第１モータ軸４６に固定した第２変速状態のもとでクラッチＣ１により第３ギヤ６３ａ（３速ギヤ列）をキャリア軸４５ａに固定すると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を値０に設定すれば、エンジン２２からの動力（トルク）を電気エネルギへの変換無しに１−２速同時係合状態とは異なる固定された（一定の）変速比（２速ギヤ列の変速比と３速ギヤ列の変速比との間の値）で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができる。以下、このように動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１を変速機６０の２速ギヤ列により、第１要素たるキャリア４５を変速機６０の３速ギヤ列により駆動軸６７に連結する状態（図５）を「２−３同時係合状態」という。

そして、図５に示す２−３速同時係合状態のもとでクラッチＣ２を解放状態とすれば、図６において一点鎖線で示すように、クラッチＣ１により第３ギヤ６３ａ（３速ギヤ列）のみがキャリア軸４５ａ（キャリア４５）に固定され、キャリア軸４５ａからの動力を３速ギヤ列（第３ギヤ６３ａ，６３ｂ）の変速比に基づいて変速して駆動軸６７へと出力することができる。更に、車速Ｖの変化に応じて、図７に示すようにクラッチＣ１により第３ギヤ６３ａ（３速ギヤ列）をキャリア軸４５ａに固定した第３変速状態のもとでクラッチＣ２により第４ギヤ６４ａ（４速ギヤ列）を第１モータ軸４６に固定すると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を値０に設定すれば、エンジン２２からの動力（トルク）を電気エネルギへの変換無しに１−２速同時係合状態や２−３速同時係合状態とは異なる固定された（一定の）変速比（３速ギヤ列の変速比と４速ギヤ列の変速比との間の値）で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができる。以下、このように動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５を変速機６０の３速ギヤ列により、第２要素たるサンギヤ４１を変速機６０の４速ギヤ列により駆動軸６７に連結する状態（図７）を「３−４同時係合状態」という。その後、図７に示す３−４速同時係合状態のもとでクラッチＣ１を解放状態とすれば、図８において二点鎖線で示すように、クラッチＣ２により第４ギヤ６４ａ（４速ギヤ列）のみが第１モータ軸４６（サンギヤ４１）に固定され、第１モータ軸４６からの動力を４速ギヤ列（第４ギヤ６４ａ，６４ｂ）の変速比に基づいて変速して駆動軸６７へと出力することができる。なお、図２から図８において、Ｓ軸は動力分配統合機構４０のサンギヤ４１の回転数（モータＭＧ１すなわち第１モータ軸４６の回転数Ｎｍ１）を、Ｒ軸は動力分配統合機構４０のリングギヤ４２の回転数（エンジン２２の回転数Ｎｅ）を、Ｃ軸は動力分配統合機構４０のキャリア４５（キャリア軸４５ａおよび減速ギヤ機構５０のリングギヤ５２）の回転数をそれぞれ示す。また、６１ａ軸〜６３ａ軸，６５軸および６７軸は、変速機６０の第１ギヤ６１ａ〜第４ギヤ６４ａ、カウンタシャフト６５および駆動軸６７の回転数をそれぞれ示す。

上述のようにエンジン２２の運転を伴いながらハイブリッド自動車２０を走行させる際に、変速機６０が第１または第３変速状態に設定されると、動力分配統合機構４０のキャリア４５が出力要素となって当該キャリア４５に接続されたモータＭＧ２が電動機として機能し、かつ反力要素となるサンギヤ４１に接続されたモータＭＧ１が発電機として機能するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することが可能となる。以下、モータＭＧ１が発電機として機能すると共にモータＭＧ２が電動機として機能するモードを「第１トルク変換モード」という。このような第１トルク変換モードにおける動力分配統合機構４０の各要素と減速ギヤ機構５０の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を図９に示す。なお、図９においてＳ軸、Ｒ軸、Ｃ軸は、図２から図８と同様のものを示すと共に、５４軸は減速ギヤ機構５０のキャリア５４の回転数を、５１軸は減速ギヤ機構５０のサンギヤ５１の回転数（モータＭＧ２すなわち第２モータ軸５５の回転数Ｎｍ２）をそれぞれ示し、ρは動力分配統合機構４０のギヤ比（サンギヤ４１の歯数／リングギヤ４２の歯数）を、ρｒは減速ギヤ機構５０の減速比（サンギヤ５１の歯数／リングギヤ５２の歯数）をそれぞれ示す。また、図９において、太線矢印は、各要素に作用するトルクを示し、矢印が図中上向きである場合にはトルクの値が正であり、矢印が図中下向きである場合にはトルクの値が負であるものとする（図２から図８、図１０および図１１も同様）。かかる第１トルク変換モードのもとでは、エンジン２２からの動力が動力分配統合機構４０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてキャリア４５に出力され、モータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅと出力要素たるキャリア４５の回転数との比を無段階かつ連続的に変化させることができる。また、エンジン２２の運転を伴いながらハイブリッド自動車２０を走行させる際に、変速機６０が第２または第４変速状態に設定されると、動力分配統合機構４０のサンギヤ４１が出力要素となって当該サンギヤ４１に接続されたモータＭＧ１が電動機として機能し、かつ反力要素となるキャリア４５に接続されたモータＭＧ２が発電機として機能するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することが可能となる。以下、モータＭＧ２が発電機として機能すると共にモータＭＧ１が電動機として機能するモードを「第２トルク変換モード」という。このような第２トルク変換モードにおける動力分配統合機構４０の各要素と減速ギヤ機構５０の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を図１０に示す。かかる第２トルク変換モードのもとでは、エンジン２２からの動力が動力分配統合機構４０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてサンギヤ４１に出力され、モータＭＧ２の回転数を制御することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅと出力要素たるサンギヤ４１の回転数との比を無段階かつ連続的に変化させることができる。なお、図１０における符号は図９のものと同様である。

このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速比（変速状態）の変更に伴って第１トルク変換モードと第２トルク変換モードとが交互に切り換えられるので、特に電動機として機能するモータＭＧ２またはＭＧ１の回転数Ｎｍ２またはＮｍ１が高まったときに、発電機として機能するモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２が負の値にならないようにすることができる。従って、ハイブリッド自動車２０では、第１トルク変換モードのもとで、モータＭＧ１の回転数が負になることに伴いキャリア軸４５ａに出力される動力の一部を用いてモータＭＧ２が発電すると共にモータＭＧ２により発電された電力をモータＭＧ１が消費して動力を出力するという動力循環や、第２トルク変換モードのもとで、モータＭＧ２の回転数が負になることに伴い第１モータ軸４６に出力される動力の一部を用いてモータＭＧ１が発電すると共にモータＭＧ１により発電された電力をモータＭＧ２が消費して動力を出力するという動力循環の発生を抑制することが可能となり、より広範な運転領域において動力の伝達効率を向上させることができる。また、このような動力循環の抑制に伴いモータＭＧ１，ＭＧ２の最高回転数を抑えることができるので、それによりモータＭＧ１，ＭＧ２を小型化することも可能となる。更に、ハイブリッド自動車２０では、上述の１−２速同時係合状態、２−３速同時係合状態および３−４速同時係合状態のそれぞれに固有の変速比でエンジン２２からの動力を機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができるので、電気エネルギへの変換を伴うことなくエンジン２２から駆動軸６７に動力を機械的に出力する機会を増やして、より広範な運転領域において動力の伝達効率をより一層向上させることができる。一般に、エンジンと２体の電動機と遊星歯車機構のような差動回転機構とを用いた動力出力装置では、エンジンと駆動軸との間の減速比が比較的大きいときにエンジンの動力が電気エネルギにより多く変換されるので動力の伝達効率が悪化すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の発熱を招く傾向にあることから、上述の同時係合モードは、特にエンジン２２と駆動軸との間の減速比が比較的大きい場合に有利なものとなる。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速比を変更する際に、第１トルク変換モードと第２トルク変換モードとの間で一旦同時係合モードが実行されることから、変速比の変更時におけるいわゆるトルク抜けを生じることはなく、変速比の変更すなわち第１トルク変換モードと第２トルク変換モードとの切り換えを極めてスムースかつショック無く実行することが可能となる。

続いて、図１１等を参照しながら、エンジン２２を停止させた状態でバッテリ３５からの電力を用いてモータＭＧ１やモータＭＧ２に動力を出力させ、それによりハイブリッド自動車２０を走行させるモータ走行モードの概要について説明する。実施例のハイブリッド自動車２０において、モータ走行モードは、クラッチＣ０を繋いだままモータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方に動力を出力させるクラッチ係合１モータ走行モードと、クラッチＣ０を解放状態としてモータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方に動力を出力させるクラッチ解放１モータ走行モードと、クラッチＣ０を解放状態としてモータＭＧ１およびＭＧ２の双方からの動力を利用できるようにする２モータ走行モードとに大別される。

クラッチ係合１モータ走行モードを実行する際には、クラッチＣ０を繋いだまま、変速機６０のクラッチＣ２を解放状態とすると共にクラッチＣ１により１速ギヤ列の第１ギヤ６１ａまたは３速ギヤ列の第３ギヤ６３ａをキャリア軸４５ａに固定してモータＭＧ２のみに動力を出力させるか、変速機６０のクラッチＣ１を解放状態とすると共にクラッチＣ２により２速ギヤ列の第２ギヤ６２ａまたは４速ギヤ列の第４ギヤ６４ａを第１モータ軸４６に固定してモータＭＧ１のみ動力を出力させる。かかるクラッチ係合１モータ走行モードのもとでは、クラッチＣ０により動力分配統合機構４０のサンギヤ４１と第１モータ軸４６とが接続されていることから、動力を出力していないモータＭＧ１またはＭＧ２は、動力を出力しているモータＭＧ２またはＭＧ１に連れ回されて空転することになる（図１１における破線参照）。また、クラッチ解放１モータ走行モードを実行する際には、クラッチＣ０を解放状態とした上で、変速機６０のクラッチＣ２を解放状態とすると共にクラッチＣ１により１速ギヤ列の第１ギヤ６１ａまたは３速ギヤ列の第３ギヤ６３ａをキャリア軸４５ａに固定してモータＭＧ２のみに動力を出力させるか、変速機６０のクラッチＣ１を解放状態とすると共にクラッチＣ２により２速ギヤ列の第２ギヤ６２ａまたは４速ギヤ列の第４ギヤ６４ａを第１モータ軸４６に固定してモータＭＧ１のみ動力を出力させる。かかるクラッチ解放１モータ走行モードのもとでは、図１１において一点鎖線および二点鎖線で示すように、クラッチＣ０が解放状態とされてサンギヤ４１と第１モータ軸４６との接続が解除されることから動力分配統合機構４０の機能により停止されたエンジン２２のクランクシャフト２６の連れ回しが回避されると共に、クラッチＣ２またはＣ１が解放状態とされることにより停止しているモータＭＧ１またはＭＧ２の連れ回しが回避され、それにより動力の伝達効率の低下を抑制することができる。更に、２モータ走行モードを実行する際には、クラッチＣ０を解放状態とすると共にクラッチＣ１およびＣ２を用いて変速機６０を上述の１−２速同時係合状態、２−３速同時係合状態あるいは３−４速同時係合状態に設定した上でモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方を駆動制御する。これにより、エンジン２２の連れ回しを回避しながらモータＭＧ１およびＭＧ２の双方から動力を出力させ、モータ走行モードのもとで大きな動力を駆動軸６７に伝達することが可能となるので、いわゆる坂道発進を良好に実行したり、モータ走行時におけるトーイング性能等を良好に確保したりすることができる。

そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチ解放１モータ走行モードが選択されると、動力が効率よく駆動軸６７に伝達されるように変速機６０の変速比（変速状態）を容易に変更することができる。例えば、クラッチ解放１モータ走行モードのもとで、変速機６０のクラッチＣ１により１速ギヤ列の第１ギヤ６１ａまたは３速ギヤ列の第３ギヤ６３ａをキャリア軸４５ａに固定すると共にモータＭＧ２のみに動力を出力させているときに、停止していたモータＭＧ１の回転数を２速ギヤ列の第２ギヤ６２ａあるいは４速ギヤ列の第４ギヤ６４ａの回転数に同期させると共に、クラッチＣ２により第２ギヤ６２ａあるいは第４ギヤ６４ａを第１モータ軸４６に固定すれば、上述の１−２速同時係合状態、２−３速同時係合状態および３−４速同時係合状態の何れか、すなわち２モータ走行モードへと移行することができる。そして、この状態で変速機６０のクラッチＣ１を解放状態とすると共にモータＭＧ１のみに動力を出力させれば、モータＭＧ１により出力される動力を変速機６０の２速ギヤ列あるいは４速ギヤ列を介して駆動軸６７に伝達することが可能となる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行モードのもとでも、変速機６０を用いてキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の回転数を変速してトルクを増幅等することができるので、モータＭＧ１，ＭＧ２に要求される最大トルクを低下させることが可能となり、モータＭＧ１，ＭＧ２の小型化を図ることができる。また、このようなモータ走行中における変速機６０の変速比の変更に際しても、一旦変速機６０の同時係合状態すなわち２モータ走行モードが実行されることから、変速比の変更時におけるいわゆるトルク抜けを生じることはなく、変速比の変更を極めてスムースかつショック無く実行することが可能となる。なお、これらのモータ走行モードのもとで要求駆動力が高まったり、バッテリ３５の残容量ＳＯＣが低下したりしたような場合には、変速機６０の変速比に応じて動力を出力しないことになるモータＭＧ１またはＭＧ２によるエンジン２２のクランキングを実行し、それによりエンジン２２を始動させる。

引き続き、図１２から図１５を参照しながら、クラッチＣ０を解放状態としてモータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方に動力を出力させるクラッチ解放１モータ走行モードのもとでハイブリッド自動車２０を走行させるときの制御手順について具体的に説明する。図１２は、クラッチ解放１モータ走行モードが選択されたときにハイブリッドＥＣＵ７０により実行される１モータ走行時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、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。

図１２の１モータ走行時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、変速機６０の現在の変速比である現変速比γおよび目標変速比γ＊、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、変速機６０の現変速比γは、変速機６０の変速が完了した時点でＲＡＭ７６の所定領域に記憶される値であり、目標変速比γ＊は、図示しない変速処理ルーチンを経て車速Ｖや要求トルク等に応じて設定された上でＲＡＭ７６の所定領域に記憶されるものである。更に、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ３５の残容量ＳＯＣ等に基づいてバッテリＥＣＵ３６によってバッテリ３５を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ３６から通信により入力するものとした。また、バッテリ３５の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎと、その放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとは、温度センサ３７により検出されたバッテリ３５のバッテリ温度Ｔｂとバッテリ３５の残容量ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ３６から通信により入力するものとした。なお、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ３５の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。

ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸６７に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、ハイブリッド自動車２０の全体に要求される要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めた図示しない要求トルク設定用マップがＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。また、実施例において、要求パワーＰ＊は、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴｒ＊と駆動軸６７の回転数を示す車速Ｖに換算係数ｋを乗じた値との積と充放電要求パワーＰｂ＊（ただし、充電要求側を正とする）とロスＬｏｓｓとの和として計算される。続いて、例えばステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰ＊やステップＳ１００にて入力した出力制限Ｗｏｕｔ（あるいは残容量ＳＯＣ）等に基づいてエンジン２２を停止させたままとするか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０にてエンジン２２を停止させたままにすると判断された場合には、更に、ステップＳ１００にて入力した変速機６０の現変速比γと目標変速比γ＊とが一致しているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、現変速比γと目標変速比γ＊とが一致していれば、現変速比γが１速ギヤ列から４速ギヤ列のうちの何れに対応したものであるかを判定する（ステップＳ１４０）。

現変速比γが１速ギヤ列または３速ギヤ列に対応したものである場合には、モータＭＧ２にのみ動力を出力させることになるので、まずモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ１５０）。次いで、バッテリ３５の入力制限Ｗｉｎと出力制限ＷｏｕｔとをステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２でそれぞれ除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ１６０）。更に、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴｒ＊と現変速比γと減速ギヤ機構５０の減速比ρｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１）に従って計算し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をステップＳ１６０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ１８０）。このようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２に出力させるトルクをバッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようにインバータ３１，３２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

Tm2tmp = -Tr*/γ・ρr …（１）

これに対して、現変速比γが２速ギヤ列または４速ギヤ列に対応したものである場合には、モータＭＧ１にのみ動力を出力させることになるので、まずモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ２００）。次いで、バッテリ３５の入力制限Ｗｉｎと出力制限ＷｏｕｔとをステップＳ１００にて入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でそれぞれ除することによりモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ２１０）。更に、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴｒ＊と現変速比γとを用いてモータＭＧ１から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを次式（２）に従って計算し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をステップＳ２１０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ２３０）。このようにしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定することにより、モータＭＧ１に出力させるトルクをバッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

Tm1tmp = Tr*/γ …（２）

一方、ステップＳ１２０にてエンジン２２を始動させるべきと判断された場合には、エンジン２２を始動させることができるように、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方をエンジン２２のクランキングを実行可能な状態にする必要がある。ただし、この段階では、クラッチＣ０が解放状態にあってモータＭＧ１およびＭＧ２がエンジン２２から実質的に切り離された状態となるため、エンジン２２を始動させるためには、エンジン２２の始動開始前にクラッチＣ０を繋ぐための処理を実行する必要が生じる。このため、ステップＳ１２０の処理の後、クラッチＣ０を繋ぐことができるようにするために所定のモータ同期フラグＦｍｓを値１に設定した上で（ステップＳ２４０）本ルーチンを終了させ、以下に説明するモータ同期制御ルーチンの実行を開始する。また、ステップＳ１３０にて現変速比γと目標変速比γ＊とが一致していないと判断した場合には、変速機６０の変速比（変速状態）を現変速比γから目標変速比γ＊へと変更するための処理の実行を指示すべく、変速フラグＦｇｃを値１に設定した上で（ステップＳ２５０）本ルーチンを終了させ、先に説明した手順に従って変速比の変更処理を実行する。なお、変速機６０の変速比の変更処理は、本発明に直接的に関連するものではないため、ここではその詳細な説明を省略する。

図１３は、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるモータ同期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、モータ同期フラグＦｍｓが値１に設定された場合に所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。図１３のモータ同期制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、変速機６０の現変速比γ、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行した上で（ステップＳ３００）、駆動軸６７に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し（ステップＳ３１０）、更に現変速比γが１速ギヤ列から４速ギヤ列のうちの何れに対応したものであるかを判定する（ステップＳ３２０）。

現変速比γが１速ギヤ列または３速ギヤ列に対応したものである場合には、キャリア軸４５ａが変速機６０により駆動軸６７に連結されてモータＭＧ２のみが動力を出力していることになり、クラッチＣ０が解放されている関係上、モータＭＧ１（第１モータ軸４６）の回転数Ｎｍ１（値０）はクラッチＣ０の係合時における動力分配統合機構４０のサンギヤ４１の回転数から乖離することになる。このため、現変速比γが１速ギヤ列または３速ギヤ列に対応したものである場合には、モータＭＧ１すなわち第１モータ軸４６と動力分配統合機構４０のサンギヤ４１とを回転同期させるために、ステップＳ３００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構４０のギヤ比ρと減速ギヤ機構５０の減速比ρｒとを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を次式（３）に従って計算する（ステップＳ３３０）。式（３）は、駆動軸６７との連結が解除されているモータＭＧ１（第２電動機）の回転数Ｎｍ１を駆動軸６７に連結されているモータＭＧ２（第１電動機）の回転数Ｎｍ２に基づく駆動源要素接続時におけるサンギヤ（第２要素）４１の回転数に一致させるための計算式であり、図９の共線図から容易に導出することができる。こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めたならば、目標回転数Ｎｍ１＊とステップＳ３００にて入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との偏差の絶対値が所定値αを上回っているか否かを判定し（ステップＳ３４０）、当該絶対値が所定値αを上回っている場合には、ステップＳ３３０にて計算した目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づく次式（４）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ３５０）。なお、式（４）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（４）中、右辺第１項の「ｋ１１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ１２１」は積分項のゲインである。そして、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、Ｓ３５０にて設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ３６０）。更に、モータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを上記式（１）に従って計算し（ステップＳ３７０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をステップＳ３６０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ３８０）。このようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２に出力させるトルクをバッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３９０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。

Nm1* = ρr・Nm2/ρ・(1-ρ) …（３）
Tm1* = k11(Nm1*-Nm1)+k12∫(Nm1*-Nm1)dt …（４）

これに対して、現変速比γが２速ギヤ列または４速ギヤ列に対応したものである場合には、第１モータ軸４６が変速機６０により駆動軸６７に連結されてモータＭＧ１のみが動力を出力していることになり、クラッチＣ０が解放されている関係上、キャリア軸４５ａの回転数（値０）はクラッチＣ０の係合時における動力分配統合機構４０のキャリア４５の回転数から乖離することになる。このため、現変速比γが２速ギヤ列または４速ギヤ列に対応したものである場合には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をクラッチＣ０に対応していないキャリア４５のクラッチＣ０の係合時における回転数に同期（対応）させるために、ステップＳ３００にて入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と動力分配統合機構４０のギヤ比ρと減速ギヤ機構５０の減速比ρｒとを用いてモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を次式（５）に従って計算する（ステップＳ４００）。式（５）は、駆動軸６７との連結が解除されているモータＭＧ２（第１電動機）の回転数Ｎｍ２を駆動軸６７に連結されているモータＭＧ１（第２電動機）の回転数Ｎｍ１に基づく駆動源要素接続時におけるキャリア（第１要素）４５の回転数に一致させるための計算式であり、図１０の共線図から容易に導出することができる。こうしてモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を求めたならば、目標回転数Ｎｍ２＊とステップＳ３００にて入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ２との偏差の絶対値が所定値αを上回っているか否かを判定し（ステップＳ４１０）、当該絶対値が所定値αを上回っている場合には、ステップＳ４００にて計算した目標回転数Ｎｍ２＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づく次式（６）の計算を実行してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ４２０）。なお、式（６）は、モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊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（６）中、右辺第１項の「ｋ２１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ２２」は積分項のゲインである。そして、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、Ｓ４２０にて設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２との積として得られるモータＭＧ２の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で除することによりモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ４３０）。更に、モータＭＧ１から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを上記式（２）に従って計算し（ステップＳ４４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をステップＳ４３０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ４５０）。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３９０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。

Nm2* = Nm1・ρ/(1-ρ)/ρr …（５）
Tm2* = k21(Nm2*-Nm2)+k22∫(Nm2*-Nm2)dt …（６）

このように、本ルーチンは、本ルーチンは、駆動軸６７との連結が解除されたモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２を駆動軸６７に連結されているモータＭＧ２またはＭＧ１の回転数Ｎｍ２またはＮｍ１に基づく駆動源要素接続時におけるサンギヤ４１またはキャリア４５の回転数に一致させる処理となる（図１４参照）。そして、上述の処理が繰り返し実行されると、モータＭＧ１またはＭＧ２の一方の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２が目標回転数Ｎｍ１＊またはＮｍ２＊と概ね一致し、ステップＳ３４０またはＳ４１０にて否定判断がなされることになる。そして、このようにステップＳ３４０またはＳ４１０にて否定判断がなされた段階では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とがクラッチＣ０の係合時における関係を示すことになるので（図１４参照）、クラッチＣ０により動力分配統合機構４０のサンギヤ４１と第１モータ軸４６とが接続されるようにアクチュエータ８８を駆動制御すると共にモータ同期フラグＦｍｓを値０に設定する（ステップＳ４６０）。そして、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方によりエンジン２２をクランキングして始動させるべく、エンジン始動フラグＦｅｓを値１に設定した上で（ステップＳ４７０）、本ルーチンを終了させ、以下に説明するエンジン始動時駆動制御ルーチンの実行を開始する。

図１５は、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動時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、エンジン始動フラグＦｅｓが値１に設定された場合に所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。図１５のエンジン始動時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、エンジン２２（クランクシャフト２６）の回転数Ｎｅ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、変速機６０の現変速比γ、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ５００）。なお、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。ステップＳ５００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し（ステップＳ５１０）、更に現変速比γが１速ギヤ列から４速ギヤ列のうちの何れに対応したものであるかを判定する（ステップＳ５２０）。

現変速比γが１速ギヤ列または３速ギヤ列に対応したものである場合には、キャリア軸４５ａが変速機６０により駆動軸６７に連結されていることから、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングすることになるので、予め定められた図示しないクランキングトルク設定用マップを用いて、ステップＳ５００で入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと、本ルーチンの開始からの経過時間ｔとに応じたエンジン２２をクランキングするクランキングトルクとしてのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ５３０）。また、現変速比γが２速ギヤ列または４速ギヤ列に対応したものである場合には、第１モータ軸４６が変速機６０により駆動軸６７に連結されていることから、モータＭＧ２によりエンジン２２をクランキングすることになるので、上記クランキングトルク設定用マップを用いて、ステップＳ５００で入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと、本ルーチンの開始からの経過時間ｔとに応じたエンジン２２をクランキングするクランキングトルクとしてのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ５７０）。ステップＳ５３０およびＳ５７０にて用いられるクランキングトルク設定用マップは、エンジン２２をクランキングして始動させる際のモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと始動開始時からの経過時間ｔとの関係を規定するものである。実施例において、クランキングトルク設定用マップは、本ルーチンの開始直後にはエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させるべくレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか、共振回転数帯を通過するのに必要な時間が経過した後にはエンジン２２を安定して所定回転数以上でモータリング可能なトルクをトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定し、更に、エンジン２２の回転数Ｎｅが当該所定回転数に達した後にはレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を値０まで減少させるように予め作成されている。このようなクランキングトルク設定用マップを用いれば、エンジン２２の始動時に生じ得る振動を良好に抑制することができる。

ステップＳ５３０にてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定した場合には、図１３のステップＳ３６０と同様にしてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを計算し（ステップＳ５４０）、更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ機構５０の減速比ρｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（７）に従って計算する（ステップＳ５５０）。なお、式（７）は、図９の共線図から容易に導出することができる。そして、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをステップＳ５４０にて計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ５６０）。また、ステップＳ５７０にてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定した場合には、図１３のステップＳ４３０と同様にしてモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを計算し（ステップＳ５８０）、更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ２＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ機構５０の減速比ρｒとを用いてモータＭＧ１から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを式（８）に従って計算する（ステップＳ５９０）。なお、式（８）は、図１０の共線図から容易に導出することができる。そして、計算した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐをステップＳ５８０にて計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ６００）。

Tm2tmp=-ρr・(Tr*/γ+(1-ρ)/ρ・Tm1) …（７）
Tm1tmp=Tr*/γ-ρ/(1-ρ)・Tm2*/ρｒ …（８）

上述のようにしてトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信した上で（ステップＳ６１０）、エンジン２２に対する燃料噴射制御や点火制御が開始されるまでは値０に設定されると共に燃料噴射制御や点火制御が開始されると値１に設定される燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値０であるか否か判定し（ステップＳ６２０）、燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値０であれば、更にエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｆｉｒｅに達しているか否かを判定する（ステップＳ６３０）。閾値Ｎｆｉｒｅは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始するときのエンジン２２の回転数であり、例えば１０００〜１２００ｒｐｍといった値とされる。エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｆｉｒｅに達していない場合には、上記ステップＳ５００以降の処理を再度実行する。また、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｆｉｒｅに達したならば、燃料噴射制御および点火制御の開始指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅに値１を設定した上で（ステップＳ６４０）、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ６５０）、エンジン２２が完爆に至っていないときにはステップＳ５００以降の処理を再度実行する。なお、ステップＳ６４０で燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅに値１が設定されると、ステップＳ６２０で燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値１であると判定され、ステップＳ６３０およびＳ６４０の処理をスキップしてエンジン２２が完爆に至っているか否かを判定する（ステップＳ６５０）。そして、エンジン２２が完爆に至ると、燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅやエンジン始動フラグＦｅｓを値０に設定し（ステップＳ６６０）、本ルーチンを終了させる。このようにしてエンジン２２が始動されると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２の運転を伴ってハイブリッド自動車２０を走行させるための駆動制御ルーチンの実行を開始する。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ０による動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１と第２電動機としてのモータＭＧ１の第１回転軸との接続である駆動源要素接続を解除すれば、動力分配統合機構４０を介したモータＭＧ１とモータＭＧ２との接続が解除される。従って、クラッチ解放１モータ走行モードを選択し、上記駆動源要素接続を解除すると共にエンジン２２を停止させた状態で変速機６０によりクラッチＣ０に対応したモータＭＧ１すなわち第１モータ軸４６と当該クラッチＣ０に対応していない動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５（キャリア軸４５ａ）との何れかを駆動軸６７に連結すると共にモータＭＧ１およびＭＧ２の一方からの動力を駆動軸６７に伝達する際には、エンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２の他方の連れ回しを回避しつつ、当該モータＭＧ１およびＭＧ２の一方からの動力を変速機６０により変速して要求トルクＴｒ＊に基づく動力を効率よく駆動軸６７に伝達することが可能となる。また、２モータ走行モードを選択し、クラッチＣ０による駆動源要素接続を解除すると共にエンジン２２を停止させた状態で、変速機６０によりクラッチＣ０に対応したモータＭＧ１すなわち第１モータ軸４６と当該クラッチＣ０に対応していないキャリア４５（キャリア軸４５ａ）との双方を駆動軸６７に連結すれば、エンジン２２の連れ回しを回避しながらモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかにより出力される動力を所定の固定変速比で駆動軸６７に伝達することが可能となるので、モータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方にのみ動力を出力させる場合に比べて、より大きな動力を駆動軸６７に出力することができる。更に、ハイブリッド自動車２０では、クラッチ係合１モータ走行モードを選択すれば、上記駆動源要素接続を維持したままモータＭＧ１およびＭＧ２の一方からの動力を変速機６０により変速して駆動軸６７に伝達することもできる。これにより、ハイブリッド自動車２０では、複数の運転モードのもとでモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかにより出力された動力を変速機６０により変速して要求トルクＴｒ＊に基づく動力を効率よく駆動軸６７に伝達することが可能となる。なお、クラッチ係合１モータ走行モードのもとで、上記駆動源要素接続を維持したままモータＭＧ１およびＭＧ２の一方からの動力を駆動軸６７に伝達している場合には、エンジン２２の連れ回しが回避され、この状態から動力を出力していないモータＭＧ１およびＭＧ２の他方によるエンジン２２のクランキングを実行すれば、速やかにエンジン２２を始動させることができる。このように、ハイブリッド自動車２０では、複数の運転モードのもとでモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかにより出力された動力を変速機６０により変速して要求トルクＴｒ＊に基づく動力を効率よく駆動軸６７に伝達することができるから、燃費と走行性能とを良好に向上させることが可能となる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、図１２の１モータ走行時駆動制御ルーチンを実行しているとき、すなわちクラッチＣ０による駆動源要素接続を解除した状態でエンジン２２を停止させ、変速機６０によりモータＭＧ１およびＭＧ２の一方のみを駆動軸６７に連結すると共に当該モータＭＧ１およびＭＧ２の一方に動力を出力させているときに、図１２のステップＳ１２０にて機関始動条件が成立したと判断された場合には、要求トルクＴｒ＊に基づく動力が駆動軸６７に出力されるようにしながら現変速比γに対応しておらず駆動軸６７に連結されていないモータＭＧ１およびＭＧ２の他方の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２を駆動源要素接続が可能となるように調整する回転数調整処理としてのモータ同期制御ルーチン（図１３）を実行し、クラッチＣ０により動力分配統合機構４０のサンギヤ４１と第１モータ軸４６とが接続されるようにアクチュエータ８８を駆動制御する（図１３のステップＳ４６０）。そして、このように駆動源要素接続がなされた状態で、図１５のエンジン始動時駆動制御ルーチンを実行すれば、要求トルクＴｒ＊に基づく動力が駆動軸６７に出力されるようにしながらモータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方によりエンジン２２をクランキングしてエンジン２２を始動させることが可能となる。このように、クラッチ解放１モータ走行モードのもとでハイブリッド自動車２０が走行している場合に機関始動条件が成立した場合には、図１３のモータ同期制御ルーチンを実行することにより駆動源要素接続の実行が可能となり、クラッチＣ０により駆動源要素接続がなされれば、要求トルクＴｒ＊に基づく動力を駆動軸６７により適正に出力しながらエンジン２２を始動させることが可能となる。

更に、実施例の変速機６０は、クラッチＣ０に対応していない動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５を駆動軸６７に連結可能な平行軸式ギヤ列である１速ギヤ列および３速ギヤ列を有する第１変速機構と、クラッチＣ０に対応したモータＭＧ１の第１モータ軸４６を駆動軸６７に連結可能な平行軸式ギヤ列である２速ギヤ列および４速ギヤ列を有する第２変速機構とを含む平行軸式変速機である。従って、このような変速機６０によれば、クラッチＣ０に対応したモータＭＧ１の第１モータ軸４６とクラッチＣ０に対応していないキャリア４５（キャリア軸４５ａ）との何れか一方あるいは双方を駆動軸６７に選択的に連結することができる。ただし、実施例のハイブリッド自動車２０において、平行軸式の変速機６０の代わりに遊星歯車式の変速機が採用されてもよい。

図１６は、実施例のハイブリッド自動車２０に対して適用可能な遊星歯車式の変速機１００を示す概略構成図である。同図に示す変速機１００も、複数段階に変速比（変速状態）を設定可能なものであり、クラッチＣ０に対応していない動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５（キャリア軸４５ａ）を駆動軸６７に連結可能な第１変速用遊星歯車機構１１０、クラッチＣ０に対応したモータＭＧ１の第１モータ軸４６を駆動軸６７に連結可能な第２変速用遊星歯車機構１２０、第１変速用遊星歯車機構１１０に対して設けられたブレーキＢ１（第１固定機構）、第２変速用遊星歯車機構１２０に対して設けられたブレーキＢ２（第２固定機構）、ブレーキＢ３（第３固定機構）およびクラッチＣ１（変速用接続断接機構）等を含む。第１変速用遊星歯車機構１１０とブレーキＢ１とは変速機１００の第１変速機構を構成し、第２変速用遊星歯車機構１２０とブレーキＢ２とは変速機１００の第２変速機構を構成する。図１６に示すように、第１変速用遊星歯車機構１１０は、キャリア軸４５ａに接続されたサンギヤ１１１と、このサンギヤ１１１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ１１２と、サンギヤ１１１およびリングギヤ１１２の双方と噛合するピニオンギヤ１１３を複数保持すると共に駆動軸６７に接続されたキャリア１１４とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ１１１（入力要素）とリングギヤ１１２（固定可能要素）とキャリア１１４（出力要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。また、第２変速用遊星歯車機構１２０は、第１モータ軸４６に接続されたサンギヤ１２１と、このサンギヤ１２１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ１２２と、サンギヤ１２１およびリングギヤ１２２の双方と噛合するピニオンギヤ１２３を複数保持する第１変速用遊星歯車機構１１０と共通のキャリア１１４とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ１２１（入力要素）とリングギヤ１２２（固定可能要素）とキャリア１１４（出力要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。図１６の例では、第２変速用遊星歯車機構１２０が、第１変速用遊星歯車機構１１０に対して同軸かつそれよりも車両前方に位置するように並設されており、第２変速用遊星歯車機構１２０のギヤ比ρ２（サンギヤ１２１の歯数／リングギヤ１２２の歯数）は、第１変速用遊星歯車機構１１０のギヤ比（サンギヤ１１１の歯数／リングギヤ１１２の歯数）ρ１よりも多少大きく設定されている。

ブレーキＢ１は、第１変速用遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１２をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すると共に当該リングギヤ１１２を解放して回転自在にすることができるものであり、上述の電気式、電磁式あるいは油圧式のアクチュエータ８８により駆動され得る。また、ブレーキＢ２は、第２変速用遊星歯車機構１２０のリングギヤ１２２をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すると共に当該リングギヤ１２２を解放して回転自在にすることができるものであり、ブレーキＢ１と同様にアクチュエータ８８により駆動され得る。更に、ブレーキＢ３は、第１モータ軸４６に固定された固定子１３０を介して第１モータ軸４６すなわち動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すると共に固定子１３０を解放して第１モータ軸４６を回転自在にすることができるものであり、ブレーキＢ１，Ｂ２と同様にアクチュエータ８８により駆動され得る。また、クラッチＣ１は、第１変速用遊星歯車機構１１０の出力要素であるキャリア１１４と固定可能要素であるリングギヤ１１２との接続および当該接続の解除を実行可能なものであり、ブレーキＢ１〜Ｂ３と同様にアクチュエータ８８により駆動され得る。クラッチＣ１は、例えば、キャリア１１４に固定されたドグとリングギヤ１１２に固定されたドグとをより少ない損失で噛み合わせると共に両者の噛み合いを解除することができるドグクラッチとして構成され得る。そして、変速機１００のキャリア１１４から駆動軸６７に伝達された動力は、デファレンシャルギヤ６８を介して最終的に駆動輪としての後輪６９ａ，６９ｂに出力されることになる。このように構成される変速機１００は、例えば平行軸式の変速機に比べて軸方向および径方向の寸法を小さくすることが可能なものである。また、第１変速用遊星歯車機構１１０および第２変速用遊星歯車機構１２０は、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配統合機構４０の下流側にこれらと同軸に配置可能であるから、変速機１００を用いれば、軸受を簡素化すると共に軸受の数を減らすことができる。

そして、この変速機１００では、次のようにして変速比を複数段階に設定することができる。すなわち、ブレーキＢ１により第１変速用遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１２をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すれば、クラッチＣ０に対応していないキャリア軸４５ａからの動力を第１変速用遊星歯車機構１１０のギヤ比ρ１に基づく変速比（ρ１／（１＋ρ１））で変速して駆動軸６７に伝達することができる（以下、この状態を「第１変速状態（１速）」という）。また、ブレーキＢ２により第２変速用遊星歯車機構１２０のリングギヤ１２２をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すれば、クラッチＣ０に対応した第１モータ軸４６からの動力を第２変速用遊星歯車機構１２０のギヤ比ρ２に基づく変速比（ρ２／（１＋ρ２））で変速して駆動軸６７に伝達することができる（以下、この状態を「第２変速状態（２速）」という）。更に、クラッチＣ１により第１変速用遊星歯車機構１１０のキャリア１１４とリングギヤ１１２とを接続すれば、第１変速用遊星歯車機構１１０を構成するサンギヤ１１１、リングギヤ１１２およびキャリア１１４が実質的にロックされて一体に回転することになるので、クラッチＣ０に対応していないキャリア軸４５ａからの動力を変速比１で駆動軸６７に伝達することができる（以下、この状態を「第３変速状態（３速）」という）。

加えて、変速機１００では、ブレーキＢ１によりリングギヤ１１２が固定されて第１変速用遊星歯車機構１１０（第１変速機構）によりクラッチＣ０に対応していない動力分配統合機構４０のキャリア４５と駆動軸６７とが連結される第１変速状態のもとで、第２変速機構を構成するブレーキＢ２によりリングギヤ１２２を固定すれば、第２変速用遊星歯車機構１２０（第２変速機構）によりクラッチＣ０に対応した第１モータ軸４６も駆動軸６７に連結されることから、エンジン２２からの動力またはモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方からの動力を固定変速比で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することが可能となる（この状態を「１−２速同時係合状態」という）。また、変速用接続断接機構たるクラッチＣ１に対応していない第２変速用遊星歯車機構１２０のリングギヤ１２２を回転不能に固定した第２変速状態のもとでクラッチＣ１に対応した第１変速用遊星歯車機構１１０の出力要素たるキャリア１１４と固定可能要素たるリングギヤ１１２とをクラッチＣ１により接続しても、クラッチＣ０に対応した第１モータ軸４６とクラッチＣ０に対応していないキャリア４５との双方を駆動軸６７に連結可能となり、上記１−２速同時係合状態とは異なる固定変速比でエンジン２２からの動力またはモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方からの動力を機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することが可能となる（この状態を「２−３速同時係合状態」という）。更に、クラッチＣ１により第１変速用遊星歯車機構１１０のキャリア１１４とリングギヤ１１２とを接続する第３変速状態のもとで、ブレーキＢ３により第１モータ軸４６に固定された固定子１３０を介して第１モータ軸４６すなわち動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すれば、上記１−２速同時係合状態や２−３速同時係合状態とは異なる固定変速比でエンジン２２やモータＭＧ２からの動力を機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することが可能となる（この状態を「３速固定状態」という）。また、ブレーキＢ１によりリングギヤ１１２が固定されて第１変速用遊星歯車機構１１０により動力分配統合機構４０のキャリア４５と駆動軸６７とが連結される第１変速状態のもとでブレーキＢ３により第１モータ軸４６に固定された固定子１３０を介して第１モータ軸４６すなわち動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すれば、上記１−２速同時係合状態や２−３速同時係合状態、３速固定状態とは異なる固定変速比でエンジン２２やモータＭＧ２からの動力を機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することも可能となる（この状態を「１速固定状態」という）。このように、遊星歯車式の変速機１００を採用しても、平行軸式の変速機６０を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。

図１７は、変形例のハイブリッド自動車２０Ａを示す概略構成図である。上述のハイブリッド自動車２０が後輪駆動車両として構成されるのに対して、変形例のハイブリッド自動車２０Ａは、前輪駆動車両として構成されたものである。ハイブリッド自動車２０Ａは、図１７に示すように、サンギヤ１１と、このサンギヤ１１と同心円上に配置されるリングギヤ１２と、サンギヤ１１およびリングギヤ１２の双方と噛合するピニオンギヤ１３を複数保持するキャリア１４とを含むシングルピニオン式遊星歯車機構である動力分配統合機構１０を備えている。この場合、エンジン２２は横置きに配置され、エンジン２２のクランクシャフト２６が動力分配統合機構１０の第３要素たるキャリア１４に接続される。また、動力分配統合機構１０の第１要素たるリングギヤ１２には中空のリングギヤ軸１２ａが接続され、このリングギヤ軸１２ａには、平行軸式ギヤ列である減速ギヤ機構５０Ａおよび第１モータ軸４６と平行に延びる第２モータ軸５５を介してモータＭＧ２が接続される。そして、リングギヤ軸１２ａには、クラッチＣ１により変速機６０の第１変速機構を構成する１速ギヤ列（ギヤ６１ａ）および３速ギヤ列（ギヤ６３ａ）の何れか一方を選択的に固定することができる。更に、動力分配統合機構１０の第２要素たるサンギヤ１１にはサンギヤ軸１１ａが接続されており、このサンギヤ軸１１ａは、中空のリングギヤ軸１２ａを通してクラッチＣ０に接続されており、当該クラッチＣ０により第１モータ軸４６すなわちモータＭＧ１と接続され得る。そして、第１モータ軸４６には、クラッチＣ２を用いて変速機６０の第２変速機構を構成する２速ギヤ列（ギヤ６２ａ）および４速ギヤ列（ギヤ６４ａ）との何れか一方を選択的に固定することができる。このように、本発明によるハイブリッド自動車は、前輪駆動車両として構成されてもよい。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

すなわち、上記実施例において、クラッチＣ０は、クラッチＣ０は、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１と第２電動機としてのモータＭＧ１との間に設けられて両者の接続およびその解除を実行するものとされたが、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５と第１電動機としてのモータＭＧ２との間に設けられて両者の接続およびその解除を実行するものであってもよく、動力分配統合機構４０の第３要素たるリングギヤ４２とエンジン２２のクランクシャフト２６との間に設けられて両者の接続およびその解除を実行するものであってもよい。また、上記ハイブリッド自動車２０に備えられる動力分配統合機構は、互いに異なる歯数をもった第１サンギヤおよび第２サンギヤと、第１サンギヤと噛合する第１ピニオンギヤと第２サンギヤと噛合する第２ピニオンギヤとを連結してなる段付ギヤを少なくとも１つ保持するキャリアとを含む遊星歯車機構であってもよい。更に、ハイブリッド自動車２０に備えられる動力分配統合機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤの双方と噛合するピニオンギヤを少なくとも１つ保持するキャリアとを含むシングルピニオン式遊星歯車機構であってもよい。また、上記ハイブリッド自動車２０，２０Ａは、何れも後輪駆動ベースあるいは前輪駆動ベースの４輪駆動車両として構成されてもよい。そして、上記実施例においては、動力出力装置をハイブリッド自動車２０，２０Ａに搭載されるものとして説明したが、本発明による動力出力装置は、自動車以外の車両や船舶、航空機などの移動体に搭載されるものであってもよく、建設設備などの固定設備に組み込まれるものであってもよい。

本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 実施例のハイブリッド自動車２０をエンジン２２の運転を伴って走行させる場合に車速変化に応じて変速機６０の変速比を変化させていくときの動力分配統合機構４０および変速機６０の主たる要素の回転数やトルクの関係を例示する説明図である。 図２と同様の説明図である。 図２と同様の説明図である。 図２と同様の説明図である。 図２と同様の説明図である。 図２と同様の説明図である。 図２と同様の説明図である。 モータＭＧ１が発電機として機能すると共にモータＭＧ２が電動機として機能するときの動力分配統合機構４０の各要素と減速ギヤ機構５０の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を示す説明図である。 モータＭＧ２が発電機として機能すると共にモータＭＧ１が電動機として機能するときの動力分配統合機構４０の各要素と減速ギヤ機構５０の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０におけるモータ走行モードを説明するための説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０においてクラッチ解放１モータ走行モードが選択されたときにハイブリッドＥＣＵ７０により実行される１モータ走行時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるモータ同期制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータ同期制御ルーチンが実行されているときの動作を説明するための説明図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッド自動車２０に適用可能な他の変速機１００を示す概略構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。

符号の説明

２０，２０Ａ 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 モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、３１，３２ インバータ、３３，３４ 回転位置検出センサ、３５ バッテリ、３６ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、３７ 温度センサ、３９ 電力ライン、４０，１０ 動力分配統合機構、４１，５１，１１ サンギヤ、４１ａ，１１ａ サンギヤ軸、４２，５２，１２ リングギヤ、４２ａ，１２ａ リングギヤ軸、４３，４４，５３，１３ ピニオンギヤ、４５，５４，１４ キャリア、４５ａ キャリア軸、４６ 第１モータ軸、５０，５０Ａ 減速ギヤ機構、５５ 第２モータ軸、６０，１００ 変速機、６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ カウンタドライブギヤ、６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ カウンタドリブンギヤ、６５ カウンタシャフト、６６ａ，６６ｂ ギヤ、６７ 駆動軸、６８ デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ 後輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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、８７ 車速センサ、８８ アクチュエータ、１１０ 第１変速用遊星歯車機構、１１１，１２１ サンギヤ、１１２，１２２ リングギヤ、１１３，１２３ ピニオンギヤ、１１４ キャリア、１２０ 第２変速用遊星歯車機構、１３０ 固定子、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (9)

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、
   動力を入出力可能な第１電動機と、
   動力を入出力可能な第２電動機と、
   前記第１および第２電動機のそれぞれと電力をやり取り可能な蓄電手段と、
   前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、
   前記第１電動機と前記第１要素との接続、前記第２電動機と前記第２要素との接続および前記内燃機関と前記第３要素との接続の何れかである駆動源要素接続と該駆動源要素接続の解除とを実行可能な接続断接手段と、
   前記第１電動機の前記回転軸と前記第２電動機の前記回転軸との何れか一方または双方を前記駆動軸に選択的に連結可能であると共に、前記第１電動機からの動力と前記第２電動機からの動力とをそれぞれ所定の変速比で前記駆動軸に伝達することができる変速伝達手段と、
   前記駆動軸に要求される動力である要求動力を設定する要求動力設定手段と、
   前記駆動源要素接続を解除した状態で前記内燃機関を停止させ、前記変速伝達手段により前記第１および第２電動機の一方のみを前記駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させているときに、前記内燃機関を始動させる機関始動条件が成立した場合には、前記第１および第２電動機の他方の回転数を前記駆動源要素接続が可能となるように調整する回転数調整処理と、前記駆動源要素接続と、前記第１または第２電動機により前記内燃機関をクランキングする機関始動処理とを伴って、前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記第１および第２電動機と前記接続断接手段とを制御する制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記回転数調整処理は、前記駆動軸との連結が解除されている前記第１および第２電動機の他方の回転数を前記駆動軸に連結されている前記第１および第２電動機の一方の回転数に基づく前記駆動源要素接続時における前記第１または第２要素の回転数に一致させる処理である請求項１に記載の動力出力装置。
3. 前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第１および第２要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な少なくとも１組の平行軸式ギヤ列を有する第１変速機構と、前記第１および第２要素の他方に対応した前記第１または第２電動機の回転軸を前記駆動軸に連結可能な少なくとも１組の平行軸式ギヤ列を有する第２変速機構とを含む平行軸式変速機である請求項１または２に記載の動力出力装置。
4. 前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第１および第２要素の何れか一方に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された第１変速用遊星歯車機構と、該第１変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第１固定機構と、前記第１および第２要素の他方に対応した前記第１または第２電動機の回転軸に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された第２変速用遊星歯車機構と、該第２変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第２固定機構とを含む遊星歯車式変速機である請求項１または２に記載の動力出力装置。
5. 前記変速伝達手段は、前記第１変速用遊星歯車機構および前記第２変速用遊星歯車機構の何れか一方の前記出力要素と前記固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接機構を更に含む請求項４に記載の動力出力装置。
6. 請求項１から５の何れかに記載の動力出力装置を備え、前記駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含むハイブリッド自動車。
7. 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、
   動力を入出力可能な第１電動機と、
   動力を入出力可能な第２電動機と、
   前記第１および第２電動機のそれぞれと電力をやり取り可能な蓄電手段と、
   前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、
   前記第１電動機と前記第１要素との間または前記第２電動機と前記第２要素との間に配置されており、前記第１または第２電動機の回転軸と前記第１または第２要素との接続と該接続の解除とを実行可能な接続断接手段と、
   前記接続断接手段に対応した前記第１または第２電動機の回転軸と該接続断接手段に対応していない前記第１または第２要素とを前記駆動軸に選択的に連結可能であると共に、該第１または第２電動機の回転軸からの動力と該第１または第２要素からの動力とをそれぞれ所定の変速比で前記駆動軸に伝達することができる変速伝達手段と、
   を備える動力出力装置。
8. 駆動軸と、内燃機関と、それぞれ動力を入出力可能な第１電動機および第２電動機と、前記第１および第２電動機のそれぞれと電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、前記第１電動機と前記第１要素との接続、前記第２電動機と前記第２要素との接続および前記内燃機関と前記第３要素との接続の何れかである駆動源要素接続と該駆動源要素接続の解除とを実行可能な接続断接手段と、前記第１電動機の前記回転軸と前記第２電動機の前記回転軸との何れか一方または双方を前記駆動軸に選択的に連結可能であると共に、前記第１電動機からの動力と前記第２電動機からの動力とをそれぞれ所定の変速比で前記駆動軸に伝達することができる変速伝達手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
   （ａ）前記駆動源要素接続を解除した状態で前記内燃機関を停止させ、前記変速伝達手段により前記第１および第２電動機の一方のみを前記駆動軸に連結すると共に該第１および第２電動機の一方に動力を出力させているときに、前記内燃機関を始動させる機関始動条件が成立した場合には、前記第１および第２電動機の他方の回転数を前記駆動源要素接続が可能となるように調整し、
   （ｂ）前記駆動源要素接続を実行し、
   （ｃ）前記第１または第２電動機によるクランキングを伴って前記内燃機関を始動させる、動力出力装置の制御方法。
9. 請求項８に記載の動力出力装置の制御方法において、
   ステップ（ａ）から（ｃ）の実行中に、前記駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が出力されるように前記第１および第２電動機に対するトルク指令を設定する、動力出力装置の制御方法。

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