JP2009248766A - 動力出力装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】より広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることができる動力出力装置および車両の提供。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、ドライブギヤ２５に動力を出力可能なエンジン２２と、モータＭＧ１およびＭＧ２と、ＣＶＴ４０と、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続されるサンギヤ５１と、ドライブギヤ２５と連動して当該ドライブギヤ２５とは逆方向に回転可能なリングギヤ５２と、駆動軸としてのキャリア軸５５に接続されるキャリア５４とを含む遊星歯車機構５０と、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ１と、モータＭＧ１とドライブギヤ２５との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ２と、遊星歯車機構のサンギヤ５１を回転不能に固定可能なブレーキＢ１とを備える。
【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および駆動軸に連結された駆動輪を有する車両に関する。

従来から、無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて構成される無限変速機（ＩＶＴ：Infinitely Variable Transmission）を利用し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、エンジンに連結されるハイブリッド車用の駆動装置として用いられるものであり、モータと、無段変速機と、第１の入力要素としてのサンギヤと第２の入力要素としてのキャリアと出力要素としてのリングギヤとを有する遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤを装置の出力軸に係脱連結するハイクラッチと、遊星歯車機構のリングギヤを装置の出力軸に係脱連結するロークラッチとを備える。この場合、無段変速機の入力軸は、エンジンに連結されると共に遊星歯車機構のキャリアに平行軸式のギヤ列を介して連結される。また、無段変速機の出力軸は、遊星歯車機構のサンギヤに連結されると共にモータに連結される。

この動力出力装置では、ハイクラッチを解放すると共にロークラッチを係合することにより無段変速機にトルク循環を生じさせるトルク循環モードが設定される。かかるトルク循環モードのもとでは、無段変速機の変速状態を増速状態から減速状態まで変化させることにより、サンギヤを入力速度比Ａｉの高速（オーバードライブ）回転状態から入力速度比Ｂｉの低速（アンダードライブ）回転状態に変化させ、それにより装置の出力軸に連結されるリングギヤの速度比を負速度比Ａｏ（逆転状態）から、ある程度の増速速度比Ｂｏまで変化させることが可能となる。また、トルク循環モードのもとでは、モータからのトルクが無段変速機により増幅されるため、出力軸により大きなトルクを出力することが可能となると共に、装置の出力軸側の回転速度よりもモータの回転速度が高くなるので、回生効率のよい回転領域でモータによるエネルギ回生を実行することが可能となる。更に、この動力出力装置では、サンギヤとリングギヤとが回転同期した時点でロークラッチを解放すると共にハイクラッチを係合することにより直接トルク伝達モードが設定される。かかる直接トルク伝達モードのもとでは、無段変速機の変速状態を等速状態から増速状態へと変化させることにより、出力要素としてのサンギヤすなわち装置の出力軸の速度比を等速速度比Ｃｉから高速速度比Ｄｉへと変化させることが可能となる。また、直接トルク伝達モードのもとでは、モータからのトルクを無段変速機を介すことなく出力軸へと伝達することができるため、モータトルクの伝達効率を向上させることが可能となると共に、無段変速機における損失を生じさせることなく、モータによるエネルギ回生を実行することができる。
特開２００４−１７５３２０号公報

上記従来の動力出力装置では、トルク循環モードを設定することにより、低速域において大きなトルクを出力軸に効率よく出力することが可能となるが、直接トルク伝達モードのもとでは、無段変速機により変速されるエンジンからの動力とモータからの動力との少なくとも何れか一方を出力軸に出力することができるだけである。従って、変速比幅をより大きくして低速域から高速域までの広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させるという観点からみれば、従来の動力出力装置には、なお改善の余地がある。

そこで、本発明は、より広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることができる動力出力装置およびそれを備えた車両の提供を主目的とする。

本発明による動力出力装置および車両は、上記主目的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、
所定の回転要素に動力を出力可能な動力発生源と、
少なくとも動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
入力軸に入力される動力を無段階に変速して出力軸に出力可能な無段変速装置と、
前記無段変速装置の前記出力軸に接続される第１の入力要素と、前記回転要素と連動して該回転要素とは逆方向に回転可能な第２の入力要素と、前記駆動軸に接続される出力要素とを含む遊星歯車機構と、
前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素を回転不能に固定可能な要素固定手段と、
を備えるものである。

この動力出力装置において、回転要素、無段変速装置および遊星歯車機構は、第１および第２の接続断接手段により無段変速装置の入力軸と電動機の回転軸と回転要素とが接続されているときに、互いに協働して、いわゆる無限変速機（ＩＶＴ）を構成し、動力発生源と電動機との少なくとも何れかからの動力を回転要素と無段変速装置とから分割して遊星歯車機構に出力することでトルク循環を生じさせ、回転要素と遊星歯車機構の出力要素（駆動軸）との間の変速比を理論上無限大に設定可能とする。すなわち、この動力出力装置では、無段変速装置を用いて回転要素と遊星歯車機構の出力要素との間の変速比を実質的に無限大に設定することにより、回転要素に接続された動力発生源等が例えば効率を向上させることができる任意の回転速度で運転されていても出力要素および駆動軸の回転を停止させておくことができる。そして、上記変速比が実質的に無限大である状態で無段変速装置の変速状態を変更すれば、出力要素と駆動軸とを正転側または逆転側に回転させることが可能となり、特に駆動軸の回転速度が低いときに動力発生源と電動機との少なくとも何れかからのトルクを増幅して駆動軸に大きなトルクを効率よく出力することができる。また、第１の接続断接手段により無段変速装置の入力軸と電動機の回転軸とが接続された状態で第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素との接続が解除されれば、電動機により無段変速装置の入力軸を回転要素の回転とは無関係に回転させることが可能となる。この状態で、無段変速装置の入力軸に接続された電動機の回転を制御し、更には無段変速装置の変速状態を適宜変化させることにより、回転要素すなわち動力発生源や電動機と遊星歯車機構の出力要素（駆動軸）との間の変速比をより小さく（増速比をより大きく）することが可能となる。更に、第１の接続断接手段により無段変速装置の入力軸と電動機の回転軸とが接続されると共に第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素との接続が解除された状態で、電動機を減速させて無段変速装置の出力軸の回転を停止させれば、要素固定手段により遊星歯車機構の第１の入力要素を回転不能に固定することができる。遊星歯車機構の第１の入力要素が回転不能に固定された状態では、無段変速装置を用いることなく、動力発生源からの動力を回転要素および遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。また、遊星歯車機構の第１の入力要素が回転不能に固定された状態で、第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素とが接続されれば、動力発生源と電動機との双方からの動力を回転要素および遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。これにより、無段変速装置での損失を無くしながら動力発生源や電動機からの動力を効率よく駆動軸に伝達することができるので、動力出力装置の性能をより一層向上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、動力発生源や電動機と駆動軸との間の変速比幅をより大きくして、駆動軸の回転速度が低い低速域から当該回転速度が高まる高速域までの極めて広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることができる。

この場合、前記駆動軸は、前記遊星歯車機構の前記出力要素が前記回転要素とは逆方向に回転するときに正転するものであってもよい。かかる構成のもとでは、駆動軸が正転する際、遊星歯車機構の第２の入力要素および出力要素の双方が上記回転要素とは逆方向に回転することになる。従って、この場合には、回転要素と遊星歯車機構の出力要素との間の変速比が実質的に無限大に設定されている状態で無段変速装置の変速状態を増速側へと変化させれば、無段変速装置の出力軸に接続された遊星歯車機構の第１の入力要素の回転速度が高まり、それに伴って遊星歯車機構の出力要素に大きなトルクを出力しつつ当該出力要素を上記回転要素の回転方向と同方向に回転させること、すなわち駆動軸に大きなトルクを出力しつつ駆動軸を逆転させることが可能となる。また、回転要素と遊星歯車機構の出力要素との間の変速比が実質的に無限大に設定されている状態で無段変速装置の変速状態を減速側へと変化させれば、無段変速装置の出力軸に接続された遊星歯車機構の第１の入力要素の回転速度が低下し、それに伴って遊星歯車機構の出力要素に大きなトルクを出力しつつ当該出力要素を上記回転要素の回転方向とは逆方向に回転させると共にその回転速度を高くすること、すなわち駆動軸に大きなトルクを出力しつつ駆動軸を正転側に回転させると共にその回転速度を高くすることが可能となる。更に、第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素との接続が解除された状態で、第１の接続断接手段により無段変速装置の入力軸に接続された電動機の回転速度を低下させると共に当該電動機を一旦停止させれば、無段変速装置の出力軸に接続された遊星歯車機構の第１の入力要素の回転速度を値０にすることができる。そして、この状態で、要素固定手段により遊星歯車機構の第１の入力要素を回転不能に固定すれば、動力発生源からの動力を回転要素および遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。また、遊星歯車機構の第１の入力要素が回転不能に固定された状態で、第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素とが接続されれば、動力発生源と電動機との双方からの動力を回転要素および遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。更に、第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素との接続が解除された状態で、第１の接続断接手段により無段変速装置の入力軸に接続された電動機の回転速度が値０になってから、電動機の回転速度をそれまでとは逆方向に高くしていけば、無段変速装置の出力軸に接続された遊星歯車機構の第１の入力要素を上記回転要素とは逆方向すなわち第２の入力要素や出力要素と同方向に回転させると共にその回転速度を高くしていくことができる。この際に、更に無段変速装置の変速状態を増速側に変化させていけば、第１の入力要素の回転速度をより一層高くすることができる。そして、遊星歯車機構の第１の入力要素の上記回転要素とは逆方向における回転速度が高くなればなるほど、回転要素と遊星歯車機構の出力要素（駆動軸）との間の変速比をより小さく（増速比をより大きく）して駆動軸の正転側における回転速度をより高くすることが可能となる。このように、遊星歯車機構の出力要素が上記回転要素とは逆方向に回転するときに駆動軸が正転することにすれば、第１の入力要素の回転速度を値０を含む範囲内で連続的に変化させることで遊星歯車機構の各要素（特に第１の入力要素）の回転速度が過大になることを抑制しながら、駆動軸の正転および逆転を可能とすると共に、動力発生源や電動機と駆動軸との間の変速比幅をより大きくして駆動軸の正転側の広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることが可能となる。

従って、前記動力出力装置は、前記第１の接続断接手段により前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸との接続が解除され、前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続され、かつ前記要素固定手段により前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素が回転不能に固定されているときに、前記駆動軸に要求される要求駆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動力発生源と前記電動機との少なくとも何れか一方を制御する制御手段を更に備えてもよい。

また、前記制御手段は、前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続が解除されると共に前記要素固定手段により前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素が回転不能に固定されているときに、前記要求駆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動力発生源を制御するものであってもよい。

更に、前記制御手段は、前記第１および第２の接続断接手段により前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続されているときには、前記要求駆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動力発生源と前記電動機と前記無段変速装置とを制御すると共に、前記第１の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記無段変速装置の前記入力軸とが接続されると共に前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続が解除されているときには、前記電動機が減速するか、または前記電動機が前記回転要素とは逆方向に回転すると共に前記要求駆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動力発生源と前記電動機と前記無段変速装置とを制御するものであってもよい。

また、前記動力出力装置は、前記回転要素と前記動力発生源との接続および該接続の解除を実行する第３の接続断接手段を更に備えてもよい。これにより、第１および第２の接続断接手段により回転要素と無段変速装置の入力軸と電動機の回転軸とが接続されると共に第３の接続断接手段により回転要素と動力発生源との接続が解除された状態では、電動機のみからの動力を回転要素と無段変速装置とから分割して遊星歯車機構に出力して駆動軸に伝達することが可能となる。また、第１の接続断接手段により無段変速装置の入力軸と電動機の回転軸との接続が解除され、第２の接続断接手段により電動機の回転軸と回転要素とが接続され、要素固定手段により遊星歯車機構の第１の入力要素が回転不能に固定され、かつ第３の接続断接手段により回転要素と動力発生源との接続が解除された状態では、電動機のみからの動力を回転要素および遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。

従って、前記制御手段は、前記第１および第２の接続断接手段により前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続されると共に前記第３の接続断接手段により前記回転要素と前記動力発生源との接続が解除されているときには、前記要求駆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電動機と前記無段変速装置とを制御すると共に、前記第１の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記無段変速装置の前記入力軸との接続が解除され、前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続され、前記要素固定手段により前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素が回転不能に固定され、かつ前記第３の接続断接手段により前記回転要素と前記動力発生源との接続が解除されているときには、前記要求駆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電動機を制御するものであってもよい。

更に、前記動力発生源は、前記電動機とは異なる第２の電動機であってもよい。すなわち、本発明による動力出力装置は、いわゆる２モータ式の動力出力装置として構成されてもよい。

また、前記動力発生源は、内燃機関であってもよい。すなわち、本発明による動力出力装置は、内燃機関と１体の電動機とを組み合わせた、いわゆる１モータ−１エンジン式の動力出力装置として構成されてもよい。

更に、前記動力発生源は、前記電動機とは異なる第２の電動機と内燃機関とからなるものであってもよい。すなわち、本発明による動力出力装置は、いわゆる２モータ−１エンジン式の動力出力装置として構成されてもよい。

このように動力発生源として内燃機関と第２の電動機とを含む動力出力装置は、前記第２の電動機と前記内燃機関との接続および該接続の解除を実行する第４の接続断接手段を更に備えてもよい。これにより、第４の接続断接手段により第２電動機と内燃機関との接続を解除することで、内燃機関の運転を停止したときに当該内燃機関の連れ回しを回避可能となる。

本発明による車両は、
駆動軸に連結された駆動輪を有する車両であって、
所定の回転要素に動力を出力可能な動力発生源と、
少なくとも動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
入力軸に入力される動力を無段階に変速して出力軸に出力可能な無段変速装置と、
前記無段変速装置の前記出力軸に接続される第１の入力要素と、前記回転要素と連動して該回転要素とは逆方向に回転可能な第２の入力要素と、前記駆動軸に接続される出力要素とを含む遊星歯車機構と、
前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素を回転不能に固定可能な要素固定手段と、
を備えるものである。

この車両では、動力発生源や電動機と駆動軸との間の変速比幅をより大きくして、駆動軸の回転速度が低い低車速域から当該回転速度が高まる高車速域までの極めて広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることが可能となる。

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、本発明の一実施例に係る車両であ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、エンジン２２や、２体のモータＭＧ１およびＭＧ２、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ３５、いわゆる無限変速機を構成するドライブギヤ（回転要素）２５とベルト式の無段変速ユニット（以下「ＣＶＴ」という）４０と３要素式の遊星歯車機構５０、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等を含むものである。

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基本的に一方向に回転することにより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による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、例えば機関軸としてのクランクシャフト２３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といったエンジン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実施例では同一諸元の同期発電電動機であり、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の少なくとも何れか一方により消費または発電される電力に応じて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。また、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速度算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、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、実施例ではニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池として構成されており、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に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。また、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。そして、実施例のバッテリ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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ３５の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ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とバッテリ３５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とを算出したりする。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。

ＣＶＴ４０は、駆動側回転軸（入力軸）としてのプライマリシャフト４１と、プライマリシャフト４１と平行に延在すると共に遊星歯車機構５０に接続される従動側回転軸（出力軸）としてのセカンダリシャフト４２と、プライマリシャフト４１に対して設けられたプライマリプーリ４３と、セカンダリシャフト４２に対して設けられたセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４に対して巻き掛けられたベルト４７とを含む。プライマリプーリ４３は、プライマリシャフト４１と一体に形成された固定シーブと、プライマリシャフト４１にボールスプライン等を介して軸方向に摺動自在に支持される可動シーブとにより構成される。プライマリプーリ４３の可動シーブの背後には、プライマリプーリ４３の溝幅を変更するための油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）４５が形成される。また、セカンダリプーリ４４は、セカンダリシャフト４２と一体に形成された固定シーブと、セカンダリシャフト４２にボールスプラインやリターンスプリング等を介して軸方向に摺動自在に支持される可動シーブとにより構成される。セカンダリプーリ４４の可動シーブの背後には、セカンダリプーリ４４の溝幅を変更するための油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）４６が形成される。更に、実施例のＣＶＴ４０では、セカンダリプーリ４４に対して、油圧シリンダ４６の背後にキャンセル室を画成する図示しないキャンセルプレートが設けられている。このキャンセルプレート等により画成されるキャンセル室に作動流体を導入することで、油圧シリンダ４６に作用する遠心油圧をキャンセル室内の作動流体に作用する遠心油圧によりキャンセルすることが可能となる。そして、プライマリプーリ４３側の油圧シリンダ４５やセカンダリプーリ４４側の油圧シリンダ４６、キャンセル室に対しては、図示しない電動オイルポンプにより昇圧された作動流体が複数の制御弁を含む油圧回路４８により調圧された上で供給され、それにより、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の溝幅を変更して、プライマリシャフト４１に入力される動力を無段階に変速しながらセカンダリシャフト４２に出力することが可能となる。油圧回路４８は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下「ＣＶＴＥＣＵ」という）４９により制御される。ＣＶＴＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信すると共に、図示しない回転位置検出センサにより検出されるプライマリシャフト４１の回転速度Ｎｉやセカンダリシャフト４２の回転速度Ｎｏ等を受け取り、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や回転速度Ｎｉ，Ｎｏ等に基づいてＣＶＴ４０による変速比γが目標値に設定されるように油圧回路４８への駆動信号を生成・出力する。また、ＣＶＴＥＣＵ４９は、必要に応じてＣＶＴ４０に関連するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、ＣＶＴ４０は、油圧回路４８を駆動源とするものに限られず、例えば電動アクチュエータといった油圧回路４８以外の他のアクチュエータにより駆動されるものであってもよい。

遊星歯車機構５０は、外歯歯車のサンギヤ（第１の入力要素）５１と、このサンギヤ５１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ（第２の入力要素）５２と、サンギヤ５１と噛合すると共にリングギヤ５２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（出力要素）５４とを有し、サンギヤ５１とリングギヤ５２とキャリア５４とを回転要素として差動作用を行うものである。遊星歯車機構５０の第１の入力要素であるサンギヤ５１には、上述のＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２が接続される。また、遊星歯車機構５０の第２の入力要素であるリングギヤ５２の外周に実施例ではドライブギヤ２５と同数（同一モジュール）の外歯が形成されており、リングギヤ５２の外歯は、外歯歯車であるドライブギヤ２５と噛合する。これにより、リングギヤ５２は、ドライブギヤ２５と連動して当該ドライブギヤ２５とは逆方向に回転可能となる。更に、遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４には、駆動軸としてのキャリア軸５５が接続される。キャリア軸５５に出力された動力は、当該キャリア軸５５からギヤ列５６およびデファレンシャルギヤ５７を介して最終的に駆動輪である左右の車輪ＤＷに出力されることになる。なお、リングギヤ５２は、複数のギヤを含むギヤ列やベルトを介してドライブギヤ２５と連結されてもよい。

図１に示すように、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１は、クラッチＣ１を介してモータＭＧ１のロータに固定された回転軸の一端（図中左端）と接続される。また、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０と共に無限変速機を構成するドライブギヤ２５は、ドライブギヤ軸２６に固定され、モータＭＧ１を挟んでＣＶＴ４０と対向すると共にモータＭＧ２を挟んでエンジン２２と対向するように配置される。更に、ドライブギヤ軸２６の一端（図中左端）は、クラッチＣ２を介してモータＭＧ１のロータに固定された回転軸の他端（図中右端）と接続され、ドライブギヤ軸２６の他端（図中右端）は、クラッチＣ３を介してモータＭＧ２のロータに固定された回転軸の一端端（図中左端）と接続される。そして、モータＭＧ２のロータに固定された回転軸の他端（図中右端）は、クラッチＣ４および図示しないダンパを介してエンジン２２のクランクシャフト２３と接続される。

実施例のクラッチＣ１は、プライマリシャフト４１の端部（図中右端）に設けられた係合部とモータＭＧ１のロータに固定された回転軸の一端（図中左端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりドライブギヤ軸２６やプライマリシャフト４１の軸方向に進退移動させられる可動係合部材を含むドグクラッチとして構成されている。これにより、クラッチＣ１をオンすればＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１の回転軸とを接続することが可能となり、クラッチＣ１をオフすればプライマリシャフト４１とモータＭＧ１の回転軸との接続を解除することができる。また、実施例のクラッチＣ２は、モータＭＧ１のロータに固定された回転軸の他端（図中右端）に設けられた係合部とドライブギヤ軸２６の一端（図中左端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりドライブギヤ軸２６等の軸方向に進退移動させられる可動係合部材を含むドグクラッチとして構成されている。これにより、クラッチＣ２をオンすればモータＭＧ１の回転軸とドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とを接続することが可能となり、クラッチＣ２をオフすればモータＭＧ１の回転軸とドライブギヤ軸２６との接続を解除することができる。更に、実施例のクラッチＣ３は、ドライブギヤ軸２６の他端（図中右端）に設けられた係合部とモータＭＧ２のロータに固定された回転軸の一端（図中左端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりドライブギヤ軸２６等の軸方向に進退移動させられる可動係合部材を含むドグクラッチとして構成されている。これにより、クラッチＣ３をオンすればドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とモータＭＧ２の回転軸とを接続することが可能となり、クラッチＣ３をオフすればドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２の回転軸との接続を解除することができる。そして、実施例のクラッチＣ４は、モータＭＧ２のロータに固定された回転軸の他端（図中右端）に設けられた係合部とダンパに固定された軸の一端（図中左端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりクランクシャフト２３等の軸方向に進退移動させられる可動係合部材を含むドグクラッチとして構成されている。これにより、クラッチＣ４をオンすれば、モータＭＧ２の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２３とを接続することが可能となり、クラッチＣ２をオフすれば、モータＭＧ２の回転軸とクランクシャフト２３との接続を解除することができる。

これらのクラッチＣ１〜Ｃ４に加えて、実施例のハイブリッド自動車２０には、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２を介して遊星歯車機構５０の第１の入力要素であるサンギヤ５１を回転不能に固定するためのブレーキＢ１が設けられている。実施例において、ブレーキＢ１は、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２の一端（図中左端）に設けられた係合部と図示しないトランスミッションケースに固定された係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりセカンダリシャフト４２の軸方向に進退移動させられる可動係合部材を含むドグクラッチとして構成されている。これにより、ブレーキＢ１をオンして可動係合部材をセカンダリシャフト４２の係合部とトランスミッションケース側の係合部との双方と係合させることにより、セカンダリシャフト４２およびサンギヤ５１を回転不能に固定すると共にＣＶＴ４０をロックすることができる。なお、上述のように、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１をドグクラッチとして構成すれば、対象となる部材同士をより少ない損失で接続または切離することが可能となる。ただし、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１を油圧駆動される多板クラッチといった一般的な圧着式のクラッチまたはブレーキとして構成してもよいことはいうまでもない。

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、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。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（ストローク）を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、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、ＣＶＴＥＣＵ４９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、ＣＶＴＥＣＵ４９と各種制御信号やデータのやり取りを行なう。また、クラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１の図示しないアクチュエータもハイブリッドＥＣＵ７０により制御される。

ここで、図２を参照しながら、無限変速機としてのドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０により無限大変速比を設定する手順について説明する。なお、図２において、２５軸は、エンジン２２の回転速度ＮｅやモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２と一致するドライブギヤ２５やドライブギヤ軸２６の回転速度Ｎｄを、４１軸は、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１と一致するＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１の回転速度Ｎｉを、Ｒ軸は、遊星歯車機構５０のリングギヤ５２の回転速度Ｎｒを、Ｃ，５５軸は、キャリア軸５５の回転速度と一致する遊星歯車機構５０のキャリア５４の回転速度Ｎｃを、Ｓ，４２軸は、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２の回転速度Ｎｏと一致する遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓをそれぞれ示す。また、これらの図面におけるρは、遊星歯車機構５０のギヤ比（サンギヤ５１の歯数／リングギヤ５２の歯数）を示す。

図２に示すように、クラッチＣ１およびＣ２がオンされてＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１の回転軸とドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とが接続されると共に、クラッチＣ３およびＣ４がオンされてドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とモータＭＧ２の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２３とが接続されているときに、ドライブギヤ軸２６にトルクＴｄが、サンギヤ５１にトルクＴｓが、リングギヤ５２にトルクＴｒが、キャリア５４にトルクＴｃがそれぞれ作用していると仮定する。更に、ＣＶＴ４０による変速比をγ（＝Ｎｉ／Ｎｓ＝Ｎｍ１／Ｎｓ）とすれば、次式（１）〜（３）のトルクの釣合に関する関係式が成立すると共に次式（４）〜（６）の回転速度に関する関係式が成立し、これらの式（１）〜（６）を整理すれば、次式（７）〜（１０）の関係式が得られる。そして、式（７）は、回転要素としてのドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５５）との間の変速比αを示すものである。かかる変速比αは、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρと一致するときに（γ＝ρ）無限大となり、このときには、ドライブギヤ２５が如何なる回転速度で回転していてもキャリア５４は回転することなく停止し、式（８）〜（１０）からわかるように、遊星歯車機構５０の各要素に作用するトルクは理論上無限大となる。従って、クラッチＣ１〜Ｃ４によりドライブギヤ軸２６がモータＭＧ２およびエンジン２２（クランクシャフト２３）とモータＭＧ１およびＣＶＴ４０（プライマリシャフト４１）とに接続されている状態では、エンジン２２等からの動力によりドライブギヤ２５が回転していても、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρと一致するようにＣＶＴ４０を制御すれば、駆動軸としてのキャリア軸５５の回転を停止させてハイブリッド自動車２０を停止状態に維持することができる。

Tr = Tc /(1+ρ) …（１）
Ts = ρ・Tc / (1+ρ) …（２）
Td = Ts /γ-Tr …（３）
Nr = (1+ρ)・Nc-ρ・Ns …（４）
Nd = γ・Ns …（５）
Nr = -Nd …（６）
Nd / Nc = (1+ρ) / (ρ/γ-1) = α …（７）
Tc = Td・(1+ρ) / (ρ/γ-1) …（８）
Ts = Td・ρ / (ρ/γ-1) …（９）
Tr = Td / (ρ/γ-1) …（１０）

また、図２からわかるように、ドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２およびエンジン２２とが接続されている状態でエンジン２２等を作動させれば、回転要素としてのドライブギヤ２５は、エンジン２２のクランクシャフト２３等と同方向に回転し、ドライブギヤ２５と噛合する遊星歯車機構５０のリングギヤ５２は、ドライブギヤ２５と逆方向に回転することになる。この際、遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４は、遊星歯車機構５０の第１の入力要素であるサンギヤ５１の回転方向に応じてドライブギヤ２５と同方向にも逆方向にも回転し得ることになるが、実施例では、遊星歯車機構５０の各要素（特にサンギヤ５１）の回転速度が過大になることを抑制する観点から、遊星歯車機構５０のキャリア５４がドライブギヤ２５と逆方向（リングギヤ５２と同方向）に回転するときに、出力要素としてのキャリア５４に接続（直結）された駆動軸としてのキャリア軸５５が正転すると共に、キャリア軸５５にギヤ列５６やデファレンシャルギヤ５７等を介して連結された駆動輪である車輪ＤＷがハイブリッド自動車２０を前進させる方向に回転するようにしている。

さて、上述のように構成されるハイブリッド自動車２０の走行時には、ハイブリッドＥＣＵ７０（要求駆動力設定手段）によって運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのキャリア軸５５に出力すべき要求トルク（要求駆動力）が設定されると共に、要求トルクに基づくトルク（例えば、要求トルクをバッテリ３５の入出力制限により制限した値であって基本的には要求トルクと一致する値）が駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２に対するトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比が設定される。こうして設定されるエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２に対するトルク指令、目標変速比を示す制御信号は、ハイブリッドＥＣＵ７０からエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９へと送信される。各ＥＣＵは、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２、ＣＶＴ４０を個別に制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、必要に応じてクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１をオンオフ制御する。そして、ハイブリッド自動車２０における運転制御モードには、図３に示すように、後進走行モード、低速前進走行モード、中速移行モード、巡航走行モードおよび高速走行モード等が含まれ、その他に、高出力走行モードや、エンジン２２を停止させると共にモータＭＧ１およびＭＧ２を用いて駆動軸としてのキャリア軸５５に動力を出力するモータ走行モードが含まれる。

次に、上記ハイブリッド自動車２０の動作について具体的に説明する。ここでは、図４から図１３を参照しながら、まず、エンジン２２の運転を伴ってハイブリッド自動車２０が走行するときの動作の一例について説明する。

ハイブリッド自動車２０が停車している状態で運転者によりイグニッションスイッチ８０がオンされると、モータ走行モードのもとでハイブリッド自動車２０を発進させる場合を除き、ハイブリッドＥＣＵ７０の統括的な制御のもとエンジン２２の始動処理が実行される。ここで、ハイブリッド自動車２０の停車時には、図４に示すように、少なくともクラッチＣ３をオフすると共にクラッチＣ４をオンして、互いに接続されたモータＭＧ２およびエンジン２２をドライブギヤ軸２６から切り離すことにより、モータＭＧ２によりエンジン２２をクランキングして当該エンジン２２を始動させることができる。また、ハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１とが接続され、クラッチＣ３によりドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２とが接続され、かつクラッチＣ４によりモータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３とが接続されていれば、クラッチＣ２がオフされた状態と、クラッチＣ２がオンされた状態（クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてがオンされた状態）との双方の状態でエンジン２２を始動させることができる。

クラッチＣ１，Ｃ３およびＣ４がオンされると共にクラッチＣ２がオフされた状態でエンジン２２を始動させる場合には、バッテリ３５からの電力を利用してエンジン２２をクランキングするようにモータＭＧ２が制御されると共に、モータＭＧ２によるエンジン２２のクランキングに伴って出力要素としてのキャリア５４に作用するトルクをキャンセルしてキャリア軸５５が停止状態に維持されるように少なくともモータＭＧ１が制御される。そして、モータＭＧ２によるクランキングの開始後の所定のタイミングで燃料噴射制御や点火制御が開始され、エンジン２２の完爆が確認された時点でエンジン２２の始動処理が完了する。図５に、クラッチＣ１，Ｃ３およびＣ４がオンされると共にクラッチＣ２がオフされた状態でエンジン２２を始動させるときのドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各回転要素の回転速度やトルクの力学的な関係を表す共線図を例示する。この場合、図５からわかるように、モータＭＧ２は、バッテリ３５からの電力を利用してエンジン２２をクランキングするための正のトルクを出力し（力行し）、モータＭＧ１も、キャリア５４に作用するトルクをキャンセルすべく、図５において上向き（正）のトルクを出力（力行）する。この際、ＣＶＴ４０の変速比γは、所定値に固定されてもよく、モータＭＧ１の出力トルクに応じて調整されてもよい。

また、クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてがオンされた状態でエンジン２２を始動させる場合には、バッテリ３５からの電力を利用してエンジン２２をクランキングするようにモータＭＧ２が制御されると共に、モータＭＧ２によるエンジン２２のクランキングに伴ってＣＶＴ４０を介して遊星歯車機構５０のサンギヤ５１に出力されるトルクに基づいて出力要素としてのキャリア５４に作用するトルクがキャンセルされるようにＣＶＴ４０が制御される。この場合も、モータＭＧ２によるクランキングの開始後の所定のタイミングで燃料噴射制御や点火制御が開始され、エンジン２２の完爆が確認された時点でエンジン２２の始動処理が完了する。図６に、クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてがオンされた状態でエンジン２２を始動させるときのドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各回転要素の回転速度やトルクの力学的な関係を表す共線図を例示する。この場合には、図６に示すように、モータＭＧ２によるクランキングの間、プライマリシャフト４１（ドライブギヤ２５）と遊星歯車機構５０のサンギヤ５１との間の変速比すなわちＣＶＴ４０の変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρと常時一致するようにＣＶＴ４０を制御し、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０のキャリア５４（キャリア軸５５）との間の変速比αを実質的に無限大に設定すればよい。

こうしてエンジン２２が始動されると、クラッチＣ３がオフされてドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続が解除されている場合には、モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２（およびエンジン２２の回転速度Ｎｅ）が予め定められた発進時の回転速度になるようにモータＭＧ２およびエンジン２２が制御されると共に、クラッチＣ１およびＣ２がオンされた状態でドライブギヤ２５（ドライブギヤ軸２６）の回転速度Ｎｄ（プライマリシャフト４１の回転速度ＮｉおよびモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１）が当該発進時の回転速度に一致すると共に駆動軸としてのキャリア軸５５が停止状態に維持されるようにモータＭＧ１とＣＶＴ４０とが制御される。そして、ドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２とが回転同期した時点でクラッチＣ３がオンされて両者が接続される。また、クラッチＣ１，Ｃ３およびＣ４がオンされると共にクラッチＣ２がオフされている場合には、例えばドライブギヤ２５やドライブギヤ軸２６の回転速度Ｎｄ（回転速度Ｎｅ，Ｎｍ２）が予め定められた発進時の回転速度になるようにモータＭＧ２およびエンジン２２が制御されると共に、プライマリシャフト４１の回転速度ＮｉおよびモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１がドライブギヤ軸２６の回転速度Ｎｄと一致すると共に駆動軸としてのキャリア軸５５が停止状態に維持されるようにモータＭＧ１とＣＶＴ４０とが制御される。そして、ドライブギヤ軸２６とモータＭＧ１（プライマリシャフト４１）とが回転同期した時点でクラッチＣ２がオンされて両者が接続される。なお、ドライブギヤ軸２６（エンジン２２やモータＭＧ２）の発進時における回転速度は、エンジン２２を効率（燃費）よく運転して比較的大きなトルクを得ることができる回転速度とされると好ましい。

以下、図７に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてがオンされてドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０のキャリア５４（キャリア軸５５）との間の変速比αが実質的に無限大に設定されると共に、ドライブギヤ２５の回転速度Ｎｄ（回転速度Ｎｅ，Ｎｍ２）が発進時における回転速度に設定される状態をエンジン２２の運転時における「ニュートラル状態」という。また、図８に、上記ニュートラル状態におけるドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各回転要素の主に回転速度の力学的な関係を表す共線図の一例を太い実線で示す。図８からわかるように、エンジン２２の運転時におけるニュートラル状態では、遊星歯車機構５０の第２の入力要素であるリングギヤ５２がドライブギヤ２５とは逆方向に回転すると共に出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５５）の回転速度Ｎｃが値０となることから、遊星歯車機構５０の第１の入力要素であるサンギヤ５１はドライブギヤ２５と同方向に回転することになる。なお、ニュートラル状態では、必ずしもモータＭＧ１およびＭＧ２の双方にトルクを出力させる必要がないことから、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方に対するトルク指令を値０に設定してモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方がエンジン２２に連れ回されるようにしてもよい。

上述のようにしてエンジン２２が始動されると共にニュートラル状態が設定されると、運転者は、シフトポジションを通常走行用のＤポジションに設定すると共にアクセルペダル８３を踏み込むことによりハイブリッド自動車２０を「低速前進走行モード」のもとで前進方向に発進させることができる。また、運転者は、上記ニュートラル状態のもとでシフトポジションを後進走行用のＲポジションに設定すると共にアクセルペダル８３を踏み込むことによりハイブリッド自動車２０を「後進走行モード」のもとで後進方向に発進させることができる。そこで、以下、「後進走行モード」について説明した後、「低速前進走行モード」、「中速移行モード」、「巡航走行モード」、「高速走行モード」および「高出力走行モード」について順番に説明する。

〔後進走行モード〕
ニュートラル状態のもとで運転者によりＲポジションが設定されてアクセルペダル８３が踏み込まれた場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρよりも小さくなるように、すなわちＣＶＴ４０によってセカンダリシャフト４２および遊星歯車機構５０のサンギヤ５１がより増速されるようにＣＶＴＥＣＵ４９に制御信号を与える。ＣＶＴＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってＣＶＴ４０のセカンダリプーリ４４の溝幅が大きく（径が小さく）なったり、プライマリプーリ４３の溝幅が小さく（径が大きく）なったりするように油圧回路４８を制御する。これにより、図８において二点鎖線で示すように、ドライブギヤ２５の回転方向と同方向におけるサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが高まり、遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５５）は、ドライブギヤ２５の回転方向と同方向に回転することになるので、駆動軸としてのキャリア軸５５を逆転させてハイブリッド自動車２０を後進方向に走行させることが可能となる。そして、この際には、上記式（８）からわかるように、エンジン２２等からドライブギヤ軸２６に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５５に図８おいて上向きに出力されることになる。このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、その後進走行に際して、効率よくエンジン２２を運転しながら駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを出力することが可能となる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、後進走行時のエネルギ効率やトルク特性をより向上させることができる。もちろん、後進走行モードのもとでも、例えば運転者によりアクセルペダル８３が大きく踏み込まれて大きなトルクが要求されたような場合等には、エンジン２２をアシストするようにモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかに駆動トルクを出力させてもよい。

〔低速前進走行モード〕
ニュートラル状態のもとで運転者によりＤポジションが設定されてアクセルペダル８３が踏み込まれた場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρよりも大きくなるように、すなわちＣＶＴ４０によってセカンダリシャフト４２および遊星歯車機構５０のサンギヤ５１がより減速されるようにＣＶＴＥＣＵ４９に制御信号を与える。ＣＶＴＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってＣＶＴ４０のセカンダリプーリ４４の溝幅が小さく（径が大きく）なったり、プライマリプーリ４３の溝幅が大きく（径が小さく）なったりするように（図７における白抜矢印参照）油圧回路４８を制御する。これにより、図８において破線で示すように、ドライブギヤ２５の回転方向と同方向におけるサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが低下し、遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５５）は、ドライブギヤ２５とは逆方向に回転することになるので、駆動軸としてのキャリア軸５５を正転させてハイブリッド自動車２０を前進方向に発進させることが可能となる。そして、この際には、上記式（８）からわかるように、エンジン２２等からドライブギヤ軸２６に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５５に図８において下向きに出力されることになる。このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、前進方向への発進に際して、効率よくエンジン２２を運転しながら駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを出力することが可能となる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、発進時のエネルギ効率やトルク特性をより向上させることができる。そして、発進後には、変速比γがより大きくなるようにＣＶＴ４０を制御することで、駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを出力しながら、図８において細い実線で示すようにハイブリッド自動車２０を前進方向に加速させていくことができる。更に、低速前進走行モードのもと、ＣＶＴ４０の変速比γを調整しつつエンジン２２の運転ポイントを変更してエンジン２２からのトルクを増加させたり、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかにエンジン２２をアシストするように駆動トルクを出力させたりすれば、低速前進走行モードにおけるトルク特性をより一層向上させることができる。このような低速前進走行モードは、例えばＣＶＴ４０による変速比γが所定値（例えば最大変速比）まで低下したことを含む第１の移行条件が成立するまで継続され、当該移行条件が成立すると、ハイブリッド自動車２０の運転モードは、低速前進走行モードから中速移行モードへと移行する。

〔中速移行モード〕
運転者によるアクセルペダル８３の操作等に応じて上記第１の移行条件が成立すると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除されるようにクラッチＣ２のアクチュエータに制御信号を与える。こうしてクラッチＣ２がオフされてモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除されれば、プライマリシャフト４１をドライブギヤ軸２６とは独立に回転させることが可能となり、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが上記所定値に保たれると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）が低下し、かつ要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比を設定する。また、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２、ＣＶＴ４０を制御する。これにより、図９において破線で示すようにモータＭＧ１の減速に伴って、ＣＶＴ４０を介してモータＭＧ１に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが低下していくことから、キャリア軸５５の回転速度（車速Ｖ）を正転側（前進側）に増加させながら、同図において実線で示すようにモータＭＧ１を一旦停止させることによりＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓを値０にすることができる。なお、かかる中速移行モードのもとでは、モータＭＧ１は、図９において下向きのトルクを出力することから発電を実行し、モータＭＧ１により発電された電力は、主にバッテリ３５の充電に供され、必要に応じてモータＭＧ２の駆動用に供される。また、中速移行モードのもとでハイブリッド自動車２０を減速させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが上記所定値に保たれると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）が高まり（加速され）、かつ要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比を設定する。

〔巡航走行モード〕
上述の中速移行モードのもとで、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に接続されたモータＭＧ１が停止されると共にＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転が停止されると、図１０に示すように、ブレーキＢ１をオンしてセカンダリシャフト４２およびサンギヤ５１を回転不能に固定すると共にＣＶＴ４０をロックすることができる。そして、このように遊星歯車機構５０のサンギヤ５１を回転不能に固定すれば、図９において実線で示すように、ＣＶＴ４０を用いることなくエンジン２２等によりドライブギヤ軸２６に出力されるトルクをドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、中速移行モードのもとでモータＭＧ１と遊星歯車機構５０のサンギヤ５１との回転が停止される前の走行状態や運転者の要求（例えばアクセル開度Ａｃｃやその変動度合等）が第２の移行条件を満たしている場合、モータＭＧ１が停止されたままハイブリッドＥＣＵ７０によりブレーキＢ１がオンされてＣＶＴ４０がロックされ、運転モードが中速移行モードから巡航移行モードへと移行する。かかる巡航移行モードのもとで、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ２に対するトルク指令を設定し、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ２を制御する。これにより、巡航走行モードのもとでは、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらエンジン２２等によりドライブギヤ軸２６に出力される動力を比較的効率よく駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することができるので、エネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、かかる巡航走行モードでは、バッテリ３５の残容量を確保する観点から、基本的にはエンジン２２を効率よく運転可能な運転ポイントで運転して当該エンジン２２のみに動力を出力させてもよく、必要に応じてエンジン２２をアシストするようにモータＭＧ２に駆動トルクを出力させてもよい。また、モータＭＧ２にエンジン２２からの動力の一部（あるいはすべて）を用いた発電を実行させてモータＭＧ２により発電された電力でバッテリ３５を充電してもよい。

〔高速走行モード〕
上述の中速移行モードのもとでモータＭＧ１が停止されると共に遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転が停止された際に上記第２の移行条件とは異なる第３の移行条件が成立している場合や、巡航走行モードのもとで運転者により緩やかな加速要求がなされたような場合、ハイブリッド自動車２０の運転モードは、中速移行モードまたは巡航走行モードから高速走行モードへと移行する。ハイブリッド自動車２０の運転モードを高速走行モードへと移行させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ブレーキＢ１がオンされていれば遊星歯車機構５０のサンギヤ５１やＣＶＴ４０のロックが解除されるようにブレーキＢ１のアクチュエータに制御信号を与える。こうしてクラッチＣ２およびブレーキＢ１がオフされた状態で（図１１参照）、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１が上述の低速前進走行モード等の実行時とは逆方向すなわち遊星歯車機構５０のリングギヤ５２やキャリア５４と同方向に回転すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比を設定する。また、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２、ＣＶＴ４０を制御する。すなわち、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除されている状態では、モータＭＧ１によりプライマリシャフト４１をドライブギヤ軸２６とは逆方向に回転させることが可能であり、図１２において実線で示すように、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）をドライブギヤ２５とは逆方向すなわち遊星歯車機構５０のリングギヤ５２等と同方向に高くしていけば、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１をドライブギヤ２５とは逆方向すなわちリングギヤ５２やキャリア５４と同方向に回転させると共にその回転速度Ｎｓを高くしていくことができる。加えて、図１１において白抜矢印で示すように、ＣＶＴ４０のプライマリプーリ４３の溝幅を小さくしたり、セカンダリプーリ４４の溝幅を大きくしたりしてＣＶＴ４０による変速比γをより小さくしていけば、図１２において二点鎖線で示すように、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓをドライブギヤ２５の回転方向とは逆方向により一層高くすることができる。そして、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１のドライブギヤ２５とは逆方向における回転速度Ｎｓが高くなればなるほど、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５５との間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）してキャリア軸５５の正転側における回転速度すなわち車速Ｖをより高くすることが可能となる。かかる高速走行モードのもとでは、特に非常に高い速度で巡航する場合のように駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを出力する必要が少ないとき等に、バッテリ３５の残容量を確保する観点から、モータＭＧ２にエンジン２２からの動力の一部（あるいはすべて）を用いた発電を実行させてモータＭＧ２により発電された電力でモータＭＧ１を駆動したり、バッテリ３５を充電したりしてもよい。もちろん、高速走行モードのもとでも、バッテリ３５の残容量に余裕があるような場合には、バッテリ３５からの電力によりモータＭＧ１を駆動すると共に、エンジン２２を効率よく運転可能な運転ポイントで運転し、常時あるいは必要に応じてエンジン２２をアシストするようにモータＭＧ２に駆動トルクを出力させてもよい。

〔高出力走行モード〕
上述の中速移行モードのもとでモータＭＧ１が停止されると共に遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転が停止された際に上記第２および第３の移行条件とは異なる第４の移行条件が成立した場合や、巡航走行モードのもとで運転者により急峻な加速要求がなされたような場合、ハイブリッド自動車２０の運転モードは、中速移行モードまたは巡航走行モードから高出力走行モードへと移行する。ハイブリッド自動車２０の運転モードを高出力走行モードへと移行させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を設定しつつ、ブレーキＢ１がオンされていなければ遊星歯車機構５０のサンギヤ５１やＣＶＴ４０がロックされるようにブレーキＢ１のアクチュエータに制御信号を与え、ブレーキＢ１がオンされた状態で更にモータＭＧ１がＣＶＴ４０から切り離されるようにクラッチＣ１に制御信号を与える。こうしてブレーキＢ１がオンされると共にクラッチＣ１がオフされると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１がドライブギヤ２５と回転同期すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を設定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１がドライブギヤ２５と回転同期した段階でモータＭＧ１の回転軸とドライブギヤ軸２６とが接続されるようにクラッチＣ２に制御信号を与え、図１３に示すようにクラッチＣ２がオンされた後には、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を設定する。この間、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２を制御する。これにより、高出力走行モードのもとでは、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とのすべてからドライブギヤ軸２６に出力される動力を遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することができるので、ハイブリッド自動車２０の高速走行時における加速性能をより向上させることが可能となる。なお、図１３に示すようにクラッチＣ１がオフされると共にクラッチＣ２〜Ｃ４がオンされた状態では、上述のようにモータＭＧ１およびＭＧ２の双方にエンジン２２をアシストするように駆動トルクを出力させる代わり、モータＭＧ２にエンジン２２からの動力の一部を用いた発電を実行させてモータＭＧ２により発電された電力でモータＭＧ１を駆動してもよい。

上述のように、実施例のハイブリッド自動車２０では、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓを値０を含む範囲内で連続的に変化させることで遊星歯車機構５０の各要素（特に第１の入力要素であるサンギヤ５１）の回転速度が過大になることを抑制しながら、駆動軸としてのキャリア軸５５の正転および逆転すなわちハイブリッド自動車２０の前進方向および後進方向への走行を可能とすると共に、前進走行時におけるドライブギヤ２５すなわちエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２と駆動軸としてのキャリア軸５５との間の変速比幅をより大きくとることができる。なお、ここまで、図４〜図１３を参照しながらハイブリッド自動車２０を前進方向に増速させていく時の動作を説明したが、高速走行しているハイブリッド自動車２０を減速させていくときには、基本的に上記手順とは逆の手順に従ってエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２、ＣＶＴ４０、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１を制御すればよい。

〔モータ走行モード〕
続いて、エンジン２２を停止した状態で駆動軸としてのキャリア軸５５にモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方から動力を出力しながらハイブリッド自動車２０を走行させるモータ走行モードについて説明する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図１４に示すようにクラッチＣ１〜Ｃ３がオンされると共にクラッチＣ４がオフされてモータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３との接続が解除された状態で、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方がドライブギヤ軸２６に動力を出力するようにしてドライブギヤ軸２６の回転速度Ｎｄを所定値に設定すると共に、ＣＶＴ４０を用いてドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０のキャリア５４（キャリア軸５５）との間の変速比αを実質的に無限大に設定することにより、モータ運転モードにおける「ニュートラル状態」を設定することができる。そして、かかるニュートラル状態のもとで変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρよりも小さくなるようにＣＶＴ４０を制御すれば、駆動軸としてのキャリア軸５５を逆転させてハイブリッド自動車２０を後進方向に走行させることが可能となる（後進モータ走行モード）。そして、この際には、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからドライブギヤ軸２６に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されることになり、モータＭＧ１およびＭＧ２の双方がドライブギヤ軸２６に動力を出力するようにすれば、モータ走行モードのもとでの後進方向への走行に際して、駆動軸としてのキャリア軸５５により大きなトルクを出力することが可能となる。また、当該ニュートラル状態のもとで変速比γが遊星歯車機構５０のギヤ比ρよりも大きくなるようにＣＶＴ４０を制御すれば、駆動軸としてのキャリア軸５５を正転させてハイブリッド自動車２０を前進方向に走行させることが可能となる（低速前進モータ走行モード）。そして、この際には、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからドライブギヤ軸２６に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されることになり、モータＭＧ１およびＭＧ２の双方がドライブギヤ軸２６に動力を出力するようにすれば、モータ走行モードのもとでの前進方向への走行（発進）に際して、駆動軸としてのキャリア軸５５により大きなトルクを出力することが可能となる。

また、図１４に示す状態で（低速前進モータ走行モードのもとで）走行している最中に、モータＭＧ２が要求トルクに基づくトルクを駆動軸としてのキャリア軸５５に出力するようにすれば、クラッチＣ２をオフしてモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続を解除すると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）を低下させてＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転を停止させることができる。そして、モータＭＧ１が停止すると共にセカンダリシャフト４２や遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転が停止した時点で、図１５に示すようにブレーキＢ１をオンしてセカンダリシャフト４２およびサンギヤ５１を回転不能に固定すると共にＣＶＴ４０をロックすれば、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらモータＭＧ２によりドライブギヤ軸２６に出力される動力を比較的効率よく駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる（巡航モータ走行モード）。また、図１５に示す状態で（巡航モータ走行モードのもとで）走行している最中に、モータＭＧ２から要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにしながら、クラッチＣ１をオフしてモータＭＧ１をＣＶＴ４０から切り離すと共にモータＭＧ１をドライブギヤ２５と回転同期させれば、図１６に示すように、クラッチＣ２をオンしてモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６とを接続することが可能となる。これにより、クラッチＣ２がオンされた後には、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらモータＭＧ１およびＭＧ２の双方からドライブギヤ軸２６に出力される動力を遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となり、モータ走行モードにおけるハイブリッド自動車２０の加速性能や高速走行性能を向上させることができる（高出力モータ走行モード）。更に、クラッチＣ１およびＣ３がオンされると共にクラッチＣ２，Ｃ４およびブレーキＢ１がオフされた状態では、エンジン２２の運転時における高速走行モードと同様に、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）をドライブギヤ２５の回転方向とは逆方向に高くし、更にＣＶＴ４０の変速比γを適宜変化させていくことにより、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５５との間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）してキャリア軸５５の正転側における回転速度すなわち車速Ｖをより高くすることも可能である（高速モータ走行モード）。そして、このようなモータ走行モードが実行される間、常にクラッチＣ４がオフされてモータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３との接続が解除されることから、エンジン２２を連れ回すことなく、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからの動力を駆動軸としてのキャリア軸５５に出力することが可能となる。

加えて、実施例のハイブリッド自動車２０では、図１７および図１８に示すようにクラッチＣ３をオフしてドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続を解除すれば、エンジン２２およびモータＭＧ２を同時にモータＭＧ１等から切り離すことができる。これにより、クラッチＣ３がオフされてドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続が解除されるときに、図１７に示すように、クラッチＣ１およびＣ２がオンされると共にブレーキＢ１がオフされていれば、モータＭＧ１のみからの動力をドライブギヤ２５とＣＶＴ４０とから分割して遊星歯車機構５０に出力して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。また、クラッチＣ３がオフされてドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続が解除されるときに、図１８に示すように、クラッチＣ１がオフされると共にクラッチＣ２およびブレーキＢ１がオンされていれば、モータＭＧ１のみからの動力をドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。そして、クラッチＣ３をオフすると共にクラッチＣ４をオンした状態でモータＭＧ２にエンジン２２からの動力のすべてを用いて発電させ、得られた電力を用いてモータＭＧ１を駆動したり、得られた電力を用いてバッテリ３５を充電して当該バッテリ３５からの電力によりモータＭＧ１を駆動したりすることにより、ハイブリッド自動車２０をいわゆるシリーズ式のハイブリッド自動車として機能させることが可能となる。

なお、モータ走行モードのもとで停止されているエンジン２２を始動させる際には、クラッチＣ３がオンされていれば、当該クラッチＣ３がオフされてドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続が解除される。更に、モータＭＧ２が運転されていれば、回転速度Ｎｍ２が低下するようにモータＭＧ２が制御され、一旦モータＭＧ２が停止させられる。次いで、モータＭＧ２が停止した段階でクラッチＣ４がオンされてモータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３とが接続され、駆動軸としてのキャリア軸５５に要求トルクに基づくトルクが出力されるようにモータＭＧ１（およびＣＶＴ４０）が制御されると共にバッテリ３５からの電力を利用してエンジン２２をクランキングするようにモータＭＧ２が制御される。そして、モータＭＧ２によるクランキングの開始後の所定のタイミングで燃料噴射制御や点火制御が開始され、エンジン２２の完爆が確認されると、駆動軸としてのキャリア軸５５に要求トルクに基づくトルクが出力されると共にドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２（クランクシャフト２３）とが回転同期するようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２と（ＣＶＴ４０と）が制御される。その後、ドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２とが回転同期した時点でクラッチＣ３がオンされ、こうしてクラッチＣ３がオンされると、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制御が開始されることになる。

〔その他の動作〕
実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１およびＭＧ２を備えるものであるから、走行中に運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときには、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかの回生により運動エネルギを電気エネルギに変換することで駆動軸としてのキャリア軸５５に制動力（制動トルク）を出力することができる。そして、少なくともクラッチＣ１〜Ｃ３がオンされた状態で運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときにクラッチＣ２をオフしてモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続を解除すれば、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを独立に制御して両モータＭＧ１およびＭＧ２により効率よくエネルギを回収することが可能となる。すなわち、運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときにクラッチＣ２をオフすると共にＣＶＴ４０を用いてモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を高く保つことで、通常であれば回生制動が実行し得なくなる程度にまでキャリア軸５５の回転速度すなわち車速Ｖが低下した時点においてもモータＭＧ１によるエネルギ回収を続行し、それによりハイブリッド自動車２０のエネルギ効率を向上させることが可能となる。なお、クラッチＣ４によりモータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３とが接続された状態で運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときには、クラッチＣ４をオフしてモータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３との接続を解除してもよく、クラッチＣ４をオンしたままでエンジン２２のフリクションによる制動トルク（エンジンブレーキ）を利用してもよい。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０において、ドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０は、クラッチＣ１〜Ｃ４によりドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）がモータＭＧ２およびエンジン２２とモータＭＧ１およびＣＶＴ４０とに接続されているときに、互いに協働して無限変速機（ＩＶＴ）を構成し、エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２との少なくとも何れかからの動力をドライブギヤ２５とＣＶＴ４０とから分割して遊星歯車機構５０に出力することでトルク循環を生じさせ、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４（駆動軸としてのキャリア軸５５）との間の変速比αを理論上無限大に設定可能とする。従って、ハイブリッド自動車２０では、ＣＶＴ４０の変速比γを遊星歯車機構５０のギヤ比ρと一致させてドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０のキャリア５４との間の変速比αを実質的に無限大に設定することにより、ドライブギヤ２５に接続されたエンジン２２等が例えば効率を向上させることができる任意の回転速度で運転されていてもキャリア５４およびキャリア軸５５の回転を停止させておくことができる。そして、このような変速比αが実質的に無限大である状態でＣＶＴ４０の変速状態すなわち変速比γを変更すれば、キャリア５４とキャリア軸５５とを正転側または逆転側に回転させることが可能となり、特にキャリア軸５５の回転速度すなわち車速Ｖが低いときにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２との少なくとも何れかからのトルクを増幅して駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを効率よく出力することができる。また、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１とが接続された状態でクラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除されれば、モータＭＧ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１をドライブギヤ２５の回転とは無関係に回転させることが可能となる。そして、この状態で、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に接続されたモータＭＧ１の回転を制御し、更にはＣＶＴ４０の変速比γを適宜変化させることにより、ドライブギヤ２５すなわちエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２と遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５５との間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）することが可能となる。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２を介して遊星歯車機構５０の第１の入力要素であるサンギヤ５１を回転不能に固定するためのブレーキＢ１を含んでいる。従って、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１とが接続されると共にクラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）との接続が解除された状態で、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２の回転を停止させれば、ブレーキＢ１により遊星歯車機構５０のサンギヤ５１を回転不能に固定することができる。このように遊星歯車機構５０のサンギヤ５１やセカンダリシャフト４２が回転不能に固定された状態では、ＣＶＴ４０を用いることなく、エンジン２２等からの動力をドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。また、上述のように遊星歯車機構５０のサンギヤ５１が回転不能に固定された状態で、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６とが接続されれば、少なくともエンジン２２とモータＭＧ１との双方からの動力をドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。これにより、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらエンジン２２やモータＭＧ１からの動力を効率よくキャリア軸５５に伝達すると共に、ハイブリッド自動車２０における性能、特に高速走行時の加速性能等をより一層向上させることが可能となる。この結果、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２と駆動軸としてのキャリア軸５５との間の変速比幅をより大きくして、キャリア軸５５の回転速度が低い低車速域から当該回転速度が高まる高車速域までの極めて広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることが可能となる。

すなわち、上記ハイブリッド自動車２０において、駆動軸としてのキャリア軸５５は、遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４がドライブギヤ２５とは逆方向に回転するときに正転することから、キャリア軸５５が正転する際、遊星歯車機構５０のリングギヤ５２（第２の入力要素）およびキャリア５４（出力要素）の双方がドライブギヤ２５とは逆方向に回転することになる。従って、ハイブリッド自動車２０では、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０のキャリア５４（キャリア軸５５）との間の変速比αが実質的に無限大に設定されている状態でＣＶＴ４０の変速比γを遊星歯車機構５０のギヤ比ρよりも小さくすれば（ＣＶＴ４０の変速状態を増速側へと変化させれば）、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが高まり、それに伴って遊星歯車機構５０のキャリア５４に大きなトルクを出力しつつキャリア５４をドライブギヤ２５の回転方向と同方向に回転させること、すなわち駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを出力しつつ当該キャリア軸５５を逆転させてハイブリッド自動車２０を後進方向に走行させることが可能となる（後進走行モード、後進モータ走行モード）。また、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０のキャリア５４との間の変速比αが実質的に無限大に設定されている状態でＣＶＴ４０の変速比γを遊星歯車機構５０のギヤ比ρよりも大きくすれば（ＣＶＴ４０の変速状態を減速側へと変化させれば）、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが低下し、それに伴って遊星歯車機構５０のキャリア５４に大きなトルクを出力しつつ当該キャリア５４の回転速度Ｎｃをドライブギヤ２５の回転方向とは逆方向に高くすること、すなわち駆動軸としてのキャリア軸５５に大きなトルクを出力しつつ当該キャリア軸５５を正転側に回転させると共にその回転速度（車速Ｖ）を高くしながらハイブリッド自動車２０を前進方向に走行させることが可能となる（低速前進走行モード、低速前進モータ走行モード）。更に、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除された状態で、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に接続されたモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を低下させると共に当該モータＭＧ１を一旦停止させれば（中速移行モード）、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓを値０にすることができる。そして、この状態でブレーキＢ１により遊星歯車機構５０のサンギヤ５１（ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２）を回転不能に固定すれば、ＣＶＴ４０を用いることなく、エンジン２２とモータＭＧ２との少なくと何れかからのトルクをドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる（巡航走行モード、巡航モータ走行モード）。また、ブレーキＢ１により遊星歯車機構５０のサンギヤ５１（ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２）が回転不能に固定された状態で、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６とが接続されれば、エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とのすべて、あるいはモータＭＧ１およびＭＧ２の双方からの動力をドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる（高出力走行モード、高出力モータ走行モード）。更に、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除された状態で、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に接続されたモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓ）が値０になってから、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）をそれまでとは逆方向（リングギヤ５２と同方向）に高くしていけば、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構５０のサンギヤ５１をドライブギヤ２５とは逆方向すなわちリングギヤ５２やキャリア５４と同方向に回転させると共にその回転速度Ｎｓを高くしていくことができる。この際に、更にＣＶＴ４０の変速比γをより小さくすれば（ＣＶＴ４０の変速状態を増速側に変化させていけば）、サンギヤ５１の回転速度Ｎｓをより一層高くすることができる。そして、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１のドライブギヤ２５とは逆方向における回転速度が高くなればなるほど、ドライブギヤ２５と遊星歯車機構５０の出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５５との間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）して駆動軸としてのキャリア軸５５の正転側における回転速度すなわち車速Ｖをより高くすることが可能となる（高速走行モード、高速モータ走行モード）。

このように、遊星歯車機構５０のキャリア５４がドライブギヤ２５とは逆方向に回転するときに駆動軸としてのキャリア軸５５が正転してハイブリッド自動車２０が前進することにすれば、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓを値０を含む範囲内で連続的に変化させることで遊星歯車機構５０の各要素（特にサンギヤ５１）の回転速度が過大になることを抑制しながら、駆動軸としてのキャリア軸５５の正転および逆転すなわちハイブリッド自動車２０の前進および後進を可能とすると共に、エンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２とキャリア軸５５との間の変速比幅をより大きくして駆動軸としてのキャリア軸５５の正転側すなわちハイブリッド自動車２０の前進方向における広範な運転領域においてエネルギ効率やトルク特性を向上させることが可能となる。従って、上記実施例のように、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて要求トルクが設定される場合、クラッチＣ１〜Ｃ４によりドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）がモータＭＧ２およびエンジン２２とモータＭＧ１およびＣＶＴ４０とに接続される後進走行モード（後進モータ走行モード）や低速前進走行モード（低速前進モータ走行モード）のもとでは、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とＣＶＴ４０とを制御すればよい。また、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除される中速移行モードまたは高速走行モード（高速モータ走行モード）のもとでは、モータＭＧ１が減速するか、またはモータＭＧ１がドライブギヤ２５とは逆方向に回転すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とＣＶＴ４０とを制御すればよい。更に、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続が解除されると共にブレーキＢ１により遊星歯車機構５０の第１の入力要素が回転不能に固定される巡航走行モード（巡航モータ走行モード）のもとでは、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２およびモータＭＧ２の少なくとも何れか一方を制御すればよい。また、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１との接続が解除され、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６とが接続され、かつブレーキＢ１により遊星歯車機構５０のサンギヤ５１（ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２）が回転不能に固定される高出力走行モード（高出力モータ走行モード）のもとでは、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５５に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とを制御すればよい。

加えて、実施例のハイブリッド自動車２０は、ドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とモータＭＧ２（エンジン２２）との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ３を含んでいる。これにより、クラッチＣ１およびＣ２によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とが接続された状態でクラッチＣ３によりドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続が解除されれば、モータＭＧ１のみからの動力をドライブギヤ２５とＣＶＴ４０とから分割して遊星歯車機構５０に出力して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。更に、クラッチＣ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１との接続が解除され、クラッチＣ２によりモータＭＧ１とドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とが接続され、ブレーキＢ１により遊星歯車機構５０のサンギヤ５１（ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２）が回転不能に固定され、かつクラッチＣ３によりドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続が解除された状態では、モータＭＧ１のみからの動力をドライブギヤ２５および遊星歯車機構５０を介して駆動軸としてのキャリア軸５５に伝達することが可能となる。

また、いわゆる２モータ−１エンジン式の動力出力装置を含む実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２とエンジン２２との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ４を有している。これにより、クラッチＣ４によりモータＭＧ２とエンジン２２との接続を解除することで、エンジン２２の運転を停止したときに当該エンジン２２の連れ回しを回避することが可能となる。そして、遊星歯車機構５０として、第１の入力要素としてのサンギヤ５１と、第２の入力要素としてのリングギヤ５２と、サンギヤ５１とリングギヤ５２との双方と噛合するピニオンギヤ５３を保持する出力要素としてのキャリア５４とを含むシングルピニオン式遊星歯車機構を用いれば、部品点数の増加を抑制しつつハイブリッド自動車２０をコンパクトに構成することが可能となる。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方の負荷が他方に比べて過大になることがないことからモータＭＧ１およびＭＧ２として同一諸元（同一サイズ）のものを採用可能であり、それによりハイブリッド自動車２０の生産性を向上させることができる。

図１９は、本発明の変形例に係る車両であるハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０Ｂは、動力発生源としてのエンジン２２や、１体のモータＭＧ、モータＭＧと電力をやり取り可能なバッテリ３５、いわゆる無限変速機を構成するドライブギヤ（回転要素）２５とベルト式の無段変速ユニット（以下「ＣＶＴ」という）４０と３要素式の遊星歯車機構５０、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等を含むものである。すなわち、ハイブリッド自動車２０Ｂは、図１に示すハイブリッド２０のモータＭＧ１をモータＭＧとすると共にハイブリッド自動車２０からモータＭＧ２とクラッチＣ４とを省略したものに相当する。また、ハイブリッド自動車２０Ｂでは、クラッチＣ３がドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とエンジン２２のクランクシャフト２３との接続および当該接続の解除を実行する。更に、ハイブリッド自動車２０Ｂでは、エンジン２２のクランクシャフト２３にギヤ列を介してエンジンＥＣＵ２４により制御されるスタータモータ２９が接続されている。このように構成される１モータ−１エンジン式のハイブリッド自動車２０Ｂにおいても、上述のハイブリッド自動車２０における後進走行モード（後進モータ走行モード）、低速前進走行モード（低速前進モータ走行モード）、中速移行モード、巡航走行モード（巡航モータ走行モード）、高速走行モード、高出力走行モードと同様の走行モードのもとでの走行を実現することができる。

図２０は、本発明の変形例に係る車両である電気自動車２００の概略構成図である。同図に示す電気自動車２００は、上述のハイブリッド自動車２０からエンジン２２とクラッチＣ３およびＣ４を省略し、モータＭＧ２をドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）に直結させたものに相当する。このように構成される２モータ式の電気自動車２００においても、上述のハイブリッド自動車２０における後進モータ走行モード、低速前進モータ走行モード、中速移行モード、巡航モータ走行モード、高速モータ走行モードおよび高出力モータ走行モードと同様の走行モードのもとでの走行を実現することができる。また、電気自動車２００に対して、ドライブギヤ軸２６（ドライブギヤ２５）とモータＭＧ２との接続および当該接続の解除を実行するクラッチを設けてもよい。

なお、上記ハイブリッド自動車２０および２０Ｂや電気自動車２００において、ブレーキＢ１は省略されてもよい。更に、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２によりエンジン２２をクランキングして始動させるものとして説明されたが、ハイブリッド自動車２０に対してエンジン２２を始動させるためのスタータ（スタータモータ）を備えてもよいことはいうまでもない。また、上記ハイブリッド自動車２０および２０Ｂや電気自動車２００は、運転席を含むキャビン全体を回転させる形式の車両として構成されてもよい。そして、上記実施例や変形例においては、動力出力装置をハイブリッド自動車２０等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。

ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例および変形例では、ドライブギヤ２５に動力を出力可能な「内燃機関」としてのエンジン２２や「第２の電動機」としてのモータＭＧ２が「動力発生源」に相当し、モータＭＧおよびＭＧ１が「電動機」に相当し、バッテリ３５が「蓄電手段」に相当し、プライマリシャフト４１に入力される動力を無段階に変速してセカンダリシャフト４２に出力可能なＣＶＴ４０が「無段変速装置」に相当し、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続されるサンギヤ５１と、ドライブギヤ２５と連動して当該ドライブギヤ２５とは逆方向に回転可能なリングギヤ５２と、駆動軸としてのキャリア軸５５に接続されるキャリア５４とを含む遊星歯車機構５０が「遊星歯車機構」に相当し、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とモータＭＧ１の接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ１が「第１の接続断接手段」に相当し、モータＭＧ１とドライブギヤ軸２６との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ２が「第２の接続断接手段」に相当し、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１を回転不能に固定可能なブレーキＢ１が「要素固定手段」に相当する。また、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジン２２、モータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９との組み合わせが「制御手段」に相当し、ドライブギヤ軸２６とモータＭＧ２との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ３が「第３の接続断接手段」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当し、モータＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２３との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ４が「第４の接続断接手段」に相当する。

ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「無段変速装置」は、ベルト式のＣＶＴ４０に限られず、入力軸に入力される動力を無段階に変速して出力軸に出力可能なものであればトロイダル式無段変速機や対回転子電動機からなる電気式無段変速装置といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「遊星歯車機構」は、無段変速装置の出力軸に接続される第１の入力要素と、回転要素と連動して当該回転要素とは逆方向に回転可能な第２の入力要素と、駆動軸に接続される出力要素とを含むものであればシングルピニオン式の遊星歯車機構５０以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「第１、第２、第３および第４接続断接手段」や「要素固定手段」は、それぞれに対応した要素同士の接続および当該接続の解除を実行するものであればドグクラッチであるクラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１以外の圧着式クラッチといった他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」および「第２の電動機」は、モータＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ３５のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

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。

本発明は、動力出力装置や車両の製造産業等において利用可能である。

本発明の一実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 ドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０の動作モードを例示する説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０のエンジン始動時の状態を例示する説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０においてエンジン２２を始動させるときのドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０においてエンジン２２を始動させるときのドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図の他の例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０の後進走行モードや低速前進走行モードを説明するための説明図である。 後進走行モードや低速前進走行モードにおけるドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。 中速移行モードや巡航走行モードにおけるドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０の巡航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の高速走行モードを説明するための説明図である。 高速走行モードにおけるドライブギヤ２５、ＣＶＴ４０および遊星歯車機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。 実施例のハイブリッド自動車２０の高出力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の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の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の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の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のモータ走行モードを説明するための説明図である。 変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。 他の変形例に係る電気自動車２００の概略構成図である。

符号の説明

２０，２０Ｂ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ ドライブギヤ、２６ ドライブギヤ軸、２９ スタータモータ、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）、３９ 電力ライン、４０ 無段変速ユニット（ＣＶＴ）、４１ プライマリシャフト、４２ セカンダリシャフト、４３ プライマリプーリ、４４ セカンダリプーリ、４５，４６ 油圧シリンダ、４７ ベルト、４８ 油圧回路、４９ ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、５０ 遊星歯車機構、５１ サンギヤ、５２ リングギヤ、５３ ピニオンギヤ、５４ キャリア、５５ キャリア軸（駆動軸）、５６ ギヤ列、５７ デファレンシャルギヤ、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、２００ 電気自動車、Ｂ１ ブレーキ、Ｃ１〜Ｃ４ クラッチ、ＤＷ 車輪、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (12)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   所定の回転要素に動力を出力可能な動力発生源と、
   少なくとも動力を出力可能な電動機と、
   前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
   入力軸に入力される動力を無段階に変速して出力軸に出力可能な無段変速装置と、
   前記無段変速装置の前記出力軸に接続される第１の入力要素と、前記回転要素と連動して該回転要素とは逆方向に回転可能な第２の入力要素と、前記駆動軸に接続される出力要素とを含む遊星歯車機構と、
   前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
   前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
   前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素を回転不能に固定可能な要素固定手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１に記載の動力出力装置において、
   前記駆動軸は、前記遊星歯車機構の前記出力要素が前記回転要素とは逆方向に回転するときに正転する動力出力装置。
3. 請求項２に記載の動力出力装置において、
   前記第１の接続断接手段により前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸との接続が解除され、前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続され、かつ前記要素固定手段により前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素が回転不能に固定されているときに、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく動力が該駆動軸に出力されるように前記動力発生源と前記電動機との少なくとも何れか一方を制御する制御手段を更に備える動力出力装置。
4. 請求項３に記載の動力出力装置において、
   前記制御手段は、前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続が解除されると共に前記要素固定手段により前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素が回転不能に固定されているときに、前記要求駆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動力発生源を制御する動力出力装置。
5. 請求項３または４に記載の動力出力装置において、
   前記制御手段は、前記第１および第２の接続断接手段により前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続されているときには、前記要求駆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動力発生源と前記電動機と前記無段変速装置とを制御すると共に、前記第１の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記無段変速装置の前記入力軸とが接続されると共に前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続が解除されているときには、前記電動機が減速するか、または前記電動機が前記回転要素とは逆方向に回転すると共に前記要求駆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動力発生源と前記電動機と前記無段変速装置とを制御する動力出力装置。
6. 請求項３から５の何れか一項に記載の動力出力装置において、
   前記回転要素と前記動力発生源との接続および該接続の解除を実行する第３の接続断接手段を更に備える動力出力装置。
7. 請求項６に記載の動力出力装置において、
   前記制御手段は、前記第１および第２の接続断接手段により前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続されると共に前記第３の接続断接手段により前記回転要素と前記動力発生源との接続が解除されているときには、前記要求駆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電動機と前記無段変速装置とを制御すると共に、前記第１の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記無段変速装置の前記入力軸との接続が解除され、前記第２の接続断接手段により前記電動機の回転軸と前記回転要素とが接続され、前記要素固定手段により前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素が回転不能に固定され、かつ前記第３の接続断接手段により前記回転要素と前記動力発生源との接続が解除されているときには、前記要求駆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電動機を制御する動力出力装置。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の動力出力装置において、前記動力発生源は、前記電動機とは異なる第２の電動機である動力出力装置。
9. 請求項１から７の何れか一項に記載の動力出力装置において、前記動力発生源は、内燃機関である動力出力装置。
10. 請求項１から７の何れか一項に記載の動力出力装置において、前記動力発生源は、前記電動機とは異なる第２の電動機と内燃機関とからなる動力出力装置。
11. 請求項１０に記載の動力出力装置において、
    前記第２の電動機と前記内燃機関との接続および該接続の解除を実行する第４の接続断接手段を更に備える動力出力装置。
12. 駆動軸に連結された駆動輪を有する車両であって、
    所定の回転要素に動力を出力可能な動力発生源と、
    少なくとも動力を出力可能な電動機と、
    前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
    入力軸に入力される動力を無段階に変速して出力軸に出力可能な無段変速装置と、
    前記無段変速装置の前記出力軸に接続される第１の入力要素と、前記回転要素と連動して該回転要素とは逆方向に回転可能な第２の入力要素と、前記駆動軸に接続される出力要素とを含む遊星歯車機構と、
    前記無段変速装置の前記入力軸と前記電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
    前記電動機の回転軸と前記回転要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
    前記遊星歯車機構の前記第１の入力要素を回転不能に固定可能な要素固定手段と、
    を備える車両。

Images