WO2008062696A1 - Dispositif de sortie de puissance, véhicule automobile équipé d'un dispositif de sortie de puissance et procédé de commande du dispositif de sortie de puissance - Google Patents

Description

明 細 書

動力出力装置、それを備えた自動車、および動力出力装置の制御方法 技術分野

[0001] 本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置、それを備えた自動車、および 動力出力装置の制御方法に関する。

背景技術

[0002] 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 ビニョ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）。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)。

特許文献 1 :特開 2005— 155891号公報

特許文献 2：特開 2003— 106389号公報

発明の開示

[0003] 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 力、 1体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、 1体の電動機のみを用いて比較的大きなトルクを連 続的に得ることは電動機等の発熱や効率等の面から困難である。

[0004] そこで、本発明は、 2体の電動機と変速伝達手段とを備えた動力出力装置におい て、当該 2体の電動機の双方を変速伝達手段により駆動軸に連結して比較的大きな トルクを連続的に得ることを目的の一つとする。また、本発明は、 2体の電動機の双方 を変速伝達手段により駆動軸に連結した際に、当該 2体の電動機をより適正に制御 することを目的の一つとする。

[0005] 本発明による動力出力装置、自動車および動力出力装置の制御方法は、上述の 目的を達成するために以下の手段を採っている。 [0006] 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、 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電動機の回転軸と前記第 2電動機の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、 前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方が前記駆動軸に連結さ れた状態で、前記第 1電動機の発熱と前記第 2電動機の発熱とが同程度になると共 に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電動機を制御する制御手段と、

を備えるものである。

[0007] この動力出力装置では、変速伝達手段により第 1および第 2電動機の双方を駆動 軸に連結して当該駆動軸に動力を出力する際に、第 1電動機の発熱と第 2電動機の 発熱とが同程度になると共に駆動軸に要求された要求動力に基づく動力が当該駆 動軸に出力されるように第 1および第 2電動機が制御される。これにより、 2体の電動 機の双方を変速伝達手段により駆動軸に連結した際に、当該 2体の電動機をより適 正に制御して、第 1および第 2電動機の何れか一方が過剰に発熱するのを抑制しな 力 ¾比較的大きなトルクを連続的に得ることが可能となる。なお、第 1および第 2電動 機の発熱とは、当該第 1および第 2電動機の冷却を考慮しないものと考慮したものと の可れであってもよい。

[0008] また、前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記第 1電動機の損 失と前記第 2電動機の損失との合計が最小となるように前記第 1および第 2電動機に 出力させる目標動力を設定するものであってもよい。このようにして第 1および第 2電 動機に出力させる目標動力を設定すれば、第 1電動機の発熱と第 2電動機の発熱と を同程度にすることが可能となる。 [0009] そして、本発明による動力出力装置は、内燃機関と、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を更に備えてもよぐ前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方が前記駆動軸に連結されるときには、前記接続断接手段による前記 駆動源要素接続が解除されると共に前記内燃機関が停止されてもよい。これにより、 この動力出力装置では、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、第 1および第 2電動機の少なくとも何れか一方からの動力を変速伝達手段 により駆動軸に伝達して走行する状態とを適宜切り換えることにより、エネルギ効率や 動力の伝達効率等をより向上させることが可能となる。

[0010] 本発明による自動車は、

駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含む自動車であって、

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電動機の回転軸と前記第 2電動機の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、 前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方が前記駆動軸に連結さ れた状態で、前記第 1電動機の発熱と前記第 2電動機の発熱とが同程度になると共 に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電動機を制御する制御手段と、

を備えるものである。 [0011] この自動車では、 2体の電動機の双方を変速伝達手段により駆動軸に連結して比 較的大きなトルクを連続的に得ることができるので、電動機を用いたモータ走行時の 例えば登坂性能やトーイング性能等をより向上させることができる。

[0012] 本発明による動力出力装置の制御方法は、駆動軸と、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電動機の回転軸と前記第 2電動機の回転軸との 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つ て、

(a)前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方を前記駆動軸に連結 し、（b)前記第 1電動機の発熱と前記第 2電動機の発熱とが同程度になると共に前記 駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が該駆動軸に出力されるように前記第 1 および第 2電動機を制御する、ものである。

[0013] この方法によれば、変速伝達手段により第 1および第 2電動機の双方を駆動軸に連 結して当該駆動軸に動力を出力する際に、当該 2体の電動機をより適正に制御して 、第 1および第 2電動機の何れか一方が過剰に発熱するのを抑制しながら比較的大 きなトルクを連続的に得ることが可能となる。

[0014] また、ステップ (b)は、前記要求動力に基づいて前記第 1電動機の損失と前記第 2 電動機の損失との合計が最小となるように前記第 1および第 2電動機に出力させる目 標動力を設定するものであってもよレ、。

[0015] 更に、前記動力出力装置は、内燃機関と、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 手段とを更に備えてもよぐ前記ステップ (a)は、前記接続断接手段による前記駆動 源要素接続を解除すると共に前記内燃機関を停止させるものであってもよい。

図面の簡単な説明

[図 1]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。

[図 2]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の変速状態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 3]図 2と同様の説明図である。

[図 4]図 2と同様の説明図である。

[図 5]図 2と同様の説明図である。

[図 6]図 2と同様の説明図である。

[図 7]図 2と同様の説明図である。

[図 8]図 2と同様の説明図である。

[図 9]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。

[図 10]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。

[図 11]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。

[図 12]実施例のハイブリッド自動車 20において 2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 2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。

[図 13]仮モータトルク設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 14]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。

[図 15]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 200を示す概略構 成図である。

[図 16]変形例のハイブリッド自動車 20Aの概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 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。

[0018] 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からの動力を変速して駆動軸 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 E CUJと!/、う） 70等とを備えるものである。

[0019] 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 ECU 24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。

[0020] 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 電池であるノ ッテリ 35と電力のやり取りを fiなう。インノ ータ 31 , 32とノ 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つている。従って、ノ ッテリ 35は、モータ MG1 , M G2の何れ力、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 M Gl , 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 Nml , 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。

[0021] ノ 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によつ 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、ノ 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、 ノ 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 、 ノ 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レ、て残容量 SOCも算出して!/、る。

[0022] 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 4 2と、互いに嚙合すると共に一方がサンギヤ 41と他方がリングギヤ 42と嚙合する 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 4 5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 ャ 42 (第 3要素）とキャリア 45 (第 1要素）とは互いに差動回転可能である。また、実施 例において、動力分配統合機構 40は、そのギヤ比 p (サンギヤ 41の歯数をリングギ ャ 42の歯数で除した値）が p < 0. 5となるように構成されている。かかる動力分配統 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)力もエンジン 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およびダンバ 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!/、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 CO (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 CO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嚙み 合わせると共に両者の嚙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ァクチユエータ 88により駆動される。クラッチ CO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 CO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） 4 5a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 M G2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、ェン 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 すること力 Sでさる。

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の双方と嚙合する 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。この減速ギヤ機構 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。上述のように、ギヤ比 pが値 0. 5未満とされるダブルピニオン式遊星歯車機構である動力分配統合機構 40を採 用した場合、サンギヤ 41に比べてキャリア 45に対するエンジン 22からのトルクの分 配比率が大きくなる。従って、動力分配統合機構 40のキャリア 45とモータ MG2との 間に減速ギヤ機構 50を配置することにより、モータ MG2の小型化とその動力損失の 低減化を図ることが可能となる。また、実施例のように、減速ギヤ機構 50をモータ MG 2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。更に、実施例において、減 速ギヤ機構 50は、その減速比（サンギヤ 51の歯数/リングギヤ 52の歯数）が動力分 配統合機構 40のギヤ比を pとしたときに、 p / (1— p )近傍の値となるように構成さ れている。これにより、モータ MG1および MG2の諸元を同一のものとすることが可能 となるので、ハイブリッド自動車 20や動力出力装置の生産性を向上させると共にコス トの低減化を図ることができる。

[0025] 変速機 60は、複数段階に変速状態（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力 ゥンタドリブンギヤ 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力ゥンタドリブンギヤ 64b、各カウンタドリブンギヤ 61 b〜 64bおよびギヤ 65 bが固定されたカウンタシャフト 65、クラッチ CI , C2、駆動軸 67に取り付けられたギ ャ 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 ャ列の変速比が最も大きぐ 2速ギヤ列、 3速ギヤ歹 IJ、 4速ギヤ列へと移行するにつれ て変速比が小さくなる。

[0026] 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と常時嚙合している。 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と常時嚙合してい 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 (l 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!/、る。実施例にお!/ヽ 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!/、損失で嚙み合わせると共に両者の嚙み合レ、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、上述のァクチユエータ 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 CO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と常時嚙合している。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と常時嚙合している。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 ャ歹 IJ)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 嚙み合わせると共に両者の嚙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、上述のァクチユエータ 88により駆動される。これら 2速ギヤ列のギヤ 62a, 6 2b、 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 65b, 66aを介して駆動軸 67に伝達され、デフアレンシャルギヤ 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 CI , 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 CI , 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 数の比にもよる力 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。

[0028] 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 ツチ 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速ギヤ歹 IJ) 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 ること力 Sできる。また、クラッチ CO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速ギヤ歹 IJ)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 と力 Sできる。以下、適宜、 1速ギヤ歹 IJを用いて動力を伝達する状態を「第 1変速状態（ 1速）」と、 2速ギヤ歹 IJ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 ャ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 CI , 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 C 1 , 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力 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。

[0029] 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 リツド ECU70には、ィグニッシヨンスィッチ（スタートスィッチ） 80からのィグニッシヨン 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 ジシヨン 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 COや変速機 60のクラッチ C1および C2を駆動するァクチユエータ 88もハイブリッド E CU70により制御される。

[0030] 次に、図 2から図 8を参照しながら、上記ハイブリッド自動車 20の動作の概要につい て説明する。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 4 1の回転数（モータ MG1すなわち第 1モータ軸 46の回転数 Nml)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〜 64a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。

[0031] 上述のハイブリッド自動車 20では、クラッチ CO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 ャ歹 IJ)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 出力すること力できる。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速ギヤ歹 IJ)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速ギヤ歹 IJ)を第 1モータ軸 46に固定すると共に、モータ M G1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）を電気工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 と力 S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速ギヤ歹 こより、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速ギヤ歹 IJ)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, 62 b)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速ギヤ歹 IJ)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）を電気工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速同時係合状態」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!/、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 4 5)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速ギヤ歹 IJ)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）を電気工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 ャ列の変速比と 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 達すること力 S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 4 5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速同時係合状態」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速ギヤ歹 IJ)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。

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。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 ャ 41側とキャリア 45側とにそのギヤ比 ρ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。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。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。図 9に第 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示す。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、 _P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、 p r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、各軸上の太線矢印は対応する要素に作用するトルクをそれぞれ 示す。また、図 9において、 S軸、 R軸および C軸における回転数は 0軸（水平軸）より も上側で正の値となると共に下側で負の値となり、 S軸、 R軸および C軸におけるトノレ クは矢印が図中上向きである場合に正の値となると共に矢印が図中下向きである場 合に負の値となるものとする。一方、 51軸における回転数は 0軸（水平軸）よりも下側 で正の値となると共に上側で負の値となり、 51軸におけるトルクは矢印が図中下向き である場合に正の値となると共に矢印が図中上向きである場合に負の値となるものと する。なお、図 9において回転数やトルクを示す符号は、何れもスカラ値であるものと する（これらは、図 2から図 8、図 10および図 11も同様）。

[0033] 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。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 p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。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。力、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とによつ 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。図 10に第 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示す。

[0034] 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 N ml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 Nml 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 2 0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!/、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力 S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、電気工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 層向上させること力 S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工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 状態を変更する際に、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できる。

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 リツド自動車 20において、モータ走行モードは、クラッチ CO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 CO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 CO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 CO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 61 a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 CO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 出力してレ、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 C 0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力、、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 ャ 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。力、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 CO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!/、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 CO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。

[0037] 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ぐ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

[0038] 引き続き、図 12を参照しながら、クラッチ COを解放状態としてモータ MG1および M G2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、 2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 2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、クラッチ COが解放状態とされると共に変速機 60が上述の 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されると、所定時間毎 (例えば、数 msec毎）に実行される。なお、 2モータ走行モードが選択されるケースの例としては、 登坂路でハイブリッド自動車 20を発進（坂道発進）させる場合や所定の牽引対象と 連結された状態のハイブリッド自動車 20を発進させる場合等が挙げられる。

図 12の 2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 Nml , Nm2、変速機 60の第 1お よび第 2変速機構の現変速比 γ 1および γ 2、充放電要求パワー Pb *、ノ 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 S 100)。ここで、モータ MG1 , MG2の回転数 Nml , Nm2は、モータ ECU40か ら通信により入力するものとした。また、現変速比 γ 1は変速機 60の第 1変速機構を 構成する 1速ギヤ列および 3速ギヤ列のうちの 2モータ走行モードの実行中にキャリア 軸 45aと駆動軸 67とを連結している一方に対応したものであり、現変速比 γ 2は変速 機 60の第 2変速機構を構成する 2速ギヤ列および 4速ギヤ列のうちの 2モータ走行モ ードの実行中に第 1モータ軸 46と駆動軸 67とを連結している一方に対応したもので あって、それぞれキャリア軸 45aや第 1モータ軸 46と駆動軸 67との連結がなされた時 点で 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 S 110)。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 ヮー 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 S 120)。ステップ S 120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、ステップ S110にて設定した要求トルク Tr *に 基づいてモータ MG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルク Tm2tmpを設定 する（ステップ S130)。実施例では、要求トルク Tr *ごとに同一諸元のモータ MG1 および MG2の損失（銅損）の合計が概ね最小となるときのモータ MG1および MG2 のトルク Tml , Tm2を規定する図 13に例示するような仮モータトルク設定用マップが ROM74に記憶されている。そして、ステップ S 130では、当該仮モータトルク設定用 マップ力、らステップ S 110にて設定された要求トルク Tr *に対応したトルク Tm2がモ ータ MG2の仮モータトルク Tm2tmpとして導出'設定される。なお、仮モータトルク 設定用マップは、変速機 60の第 1および第 2変速機構の変速比や減速ギヤ機構 50 の減速比 等を考慮した上で実験.解析を経て作成される。続いて、モータ MG2の トルク指令 Tm2 *をモータ MG2の最大定格トルク Tm2ratと予め定められた最低出 力トルク Tm2set (Tm2set < Tm2rat)とで仮モータトルク Tm2tmpを制限した値と して設定する（ステップ S140)。更に、要求トルク Tr *、モータ MG2に対するトルク 指令 Tm2 *、現変速比 γ 1, γ 2および減速ギヤ機構 50の減速比 p rに基づく次式（ 1)の計算を実行してモータ MG1に対するトルク指令 Tml *を設定する（ステップ S1 50)。なお、式（1)は、図 11の共線図を用いて容易に導出可能なものであって、モー タ MG2がトルク指令 Tm2 *に応じたトルクを出力したときの要求トルク Tr *に対する モータ MG1のトルク負担分を求めるためのものである。こうしてモータ MG1 , MG2 のトルク指令 Tml * , Tm2 *を設定したならば、設定したトルク指令 Tml * , Tm2 *をモータ ECU40に送信し（ステップ S160)、再度ステップ S 100以降の処理を実 行する。トルク指令 Tml * , Tm2 *を受信したモータ ECU40は、トルク指令 Tml * , 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のスイツ チング素子のスイッチング制御を行なう。

[0041] Tml* = (Tr>K-Tm2>K/ r- γ 1)/ γ 2

[0042] なお、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、本ル 一チンはそこで終了され、モータ MG1および MG2の一方を用いてエンジン 22のク ランキングを実行することができるように、その後の変速機 60の目標変速比に対応し ていないモータ MG1および MG2の一方から他方へと動力を移し換えるための図示 しないトルク移換ルーチンを実行する。トルク移換の完了後、変速機 60の目標変速 比に対応していないモータ MG1または MG2と駆動軸 67の連結を解除し、クラッチ C 0を繋ぐことができるように、駆動軸 67との連結が解除されたモータ MG1または MG 2の回転数 Nml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 Nml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図示しない回転数同期ルーチンを実行する。そし て、クラッチ COを係合させた後、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ベぐ図示しな!/、エンジン始動時駆動制御ルーチンの実 行を開始する。

[0043] 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、変速機 60によりモータ MG1および MG2の双方が駆動軸 67に連結される 2モータ走行モードのもとでの走 行に際し、ステップ S110にて設定された要求トルク Tr *に基づいて、モータ MG1の 損失 (銅損）とモータ MG2の損失 (銅損）との合計が最小となると共に駆動軸 67に要 求トルク Tr *に基づく動力が出力されるようにモータ MG1および MG2に対するトル ク指令1¾11 *ぉょび1¾12 *が設定される（ステップ3130〜3150)。これにより、図 示しない冷却系統による冷却能力がモータ MG1とモータ MG2とで大幅に異なって いない限り、基本的にモータ MG1の発熱とモータ MG2の発熱とを同程度にすること が可能となる。従って、ハイブリッド自動車 20では、 2体のモータ MG1および MG2を より適正に制御して、モータ MG1および MG2の何れか一方やそれに対応したイン バータ 31または 32等が過剰に発熱するのを抑制しながら比較的大きなトルクを連続 的に得ること力可能となる。また、実施例のようにエンジン 22、モータ MG1 , MG2、 動力分配統合機構 40および変速機 60等を備えた動力出力装置では、エンジン 22 の運転を伴って駆動軸 67に動力を出力して走行する状態と、モータ MG1および M G2の少なくとも何れか一方からの動力を変速機 60により駆動軸 67に伝達して走行 する状態とを適宜切り換えることにより、エネルギ効率や動力の伝達効率等をより向 上させることが可能となる。ただし、図 12の 2モータ走行時駆動制御ルーチンは、上 述の動力出力装置からエンジン 22や動力分配統合機構 40を省略した電気自動車 に対して適用され得ることはいうまでもない。そして、実施例のハイブリッド自動車 20 に搭載される動力出力装置は、上述のように、 2体のモータ MG1および MG2の双方 を変速機 60により駆動軸 67に連結して比較的大きなトルクを連続的に得ることが可 能なものである。従って、ハイブリッド自動車 20では、モータ MG1、 MG2を用いたモ ータ走行時の登坂性能やトーイング性能等をより向上させることができる。

[0044] また、実施例の変速機 60は、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、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 ャ列である 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、上記変速機 60によれば、モータ MG1の第 1モータ軸 46とキヤ リア 45 (モータ MG2)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 ことが可能となる。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。

[0045] 図 14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、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、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 14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 1 11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 (入力要素） 111およびリングギヤ（固定可能要素） 112の双方と嚙合するピニォ 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 (出力要素）と を有するシングルピニオン式遊星歯車機構である。また、第 2変速用遊星歯車機構 1 20は、第 1モータ軸 46に接続されたサンギヤ（入力要素） 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（固定可能要素） 122と、サンギヤ 121 およびリングギヤ 122の双方と嚙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（出力要素） 114とを有するシングルピニオン式 遊星歯車機構である。図 14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 p 2 (サンギヤ 121の歯数/リングギ ャ 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） p 1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 にすること力 Sできるものであり、図示しない電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチュ エータにより駆動される。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、図示しない電気式、電 磁式あるいは油圧式のァクチユエータにより駆動される。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、図示しない電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータにより駆動さ れる。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 1 14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、図示しない電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータにより駆 動される。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 MG 1 , 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状態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 11 2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、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 p 1に基づく変速比 1/ (1 + p 1) ) で変速して駆動軸 67に伝達することができる（この状態を「第 1変速状態（1速）」とレ、 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、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 p 2に基づく変速比（ p 2/ (1 + _P 2) )で変速し て駆動軸 67に伝達することができる (この状態を「第 2変速状態（2速）」とレ、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 11 2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、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（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、上記第 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、キャリア軸 45aと 第 1モータ軸 46との双方を駆動軸 67に連結してエンジン 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、上記第 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のキャリア 114とリングギヤ 112とをクラッチ C1により接続しても、キャリア軸 45 aと第 1モータ軸 46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、上記第 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）。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 15は、実施例のハイブリッド自動車 20に対して適用可能な他の遊星歯車式の変 速機 200を示す概略構成図である。同図に示す変速機 200も、複数段階に変速比（ 変速状態）を設定可能なものであり、変速用差動回転機構 (減速手段） 201、クラッチ C11および C12を含む。変速用差動回転機構 201は、入力要素たるサンギヤ 202と 、トランスミッションケースに対して回転不能に固定されてサンギヤ 202と同心円上に 配置される固定要素たるリングギヤ 203と、サンギヤ 202およびリングギヤ 203の双方 と嚙合するピニオンギヤ 204を複数保持する出力要素たるキャリア 205とを有するシ ングルビ二オン式遊星歯車機構である。クラッチ C11は、第 1モータ軸 46の先端に設 けられた第 1係合部 211と、キャリア軸 45aに設けられた第 2係合部 212と、変速用差 動回転機構 201のサンギヤ 202に接続された中空のサンギヤ軸 202aに設けられた 第 3係合部 213と、第 1係合部 211と第 3係合部 213との双方と係合可能であると共 に第 1モータ軸 46やキャリア軸 45a等の軸方向に移動可能に配置される第 1可動係 合部材 214と、第 2係合部 212と第 3係合部 213との双方と係合可能であると共に軸 方向に移動可能に配置される第 2可動係合部材 215とを含む。第 1可動係合部材 2 14と第 2可動係合部材 215とは、それぞれ図示しない電気式、電磁式あるいは油圧 式のァクチユエータにより駆動され、第 1可動係合部材 214と第 2可動係合部材 215 とを適宜駆動することにより、第 1モータ軸 46とキャリア軸 45aとの何れか一方または 双方を変速用差動回転機構 201のサンギヤ 202に選択的に連結することが可能とな る。また、クラッチ C12は、変速用差動回転機構 201の出力要素たるキャリア 205に は接続されて車両後方に向け延びる中空のキャリア軸 205aの先端に設けられた第 1 係合部 221と、サンギヤ軸 202aやキャリア軸 205aを通って延びるキャリア軸 45aに 設けられた第 2係合部 222と、駆動軸 67に設けられた第 3係合部 223と、第 1係合部 221と第 3係合部 223との双方と係合可能であると共に第 1モータ軸 46やキャリア軸 45a等の軸方向に移動可能に配置される第 1可動係合部材 224と、第 2係合部 222 と第 3係合部 223との双方と係合可能であると共に軸方向に移動可能に配置される 第 2可動係合部材 225とを含む。第 1可動係合部材 224と第 2可動係合部材 225と は、それぞれ図示しない電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータにより駆動 され、第 1可動係合部材 224と第 2可動係合部材 225とを適宜駆動することにより、キ ャリア軸 205aとキャリア軸 45aとの何れか一方または双方を駆動軸 67に選択的に連 結することが可能となる。

そして、この変速機 200では、次のようにして変速状態を複数段階に設定すること ができる。すなわち、クラッチ C11によりキャリア軸 45aを変速用差動回転機構 201の サンギヤ 202に接続すると共にクラッチ C12によりキャリア軸 205aを駆動軸 67に連 結すれば、キャリア軸 45aからの動力を変速用差動回転機構 201のギヤ比に基づく 変速比で変速して駆動軸 67に伝達することができる（この状態を「第 1変速状態（1速 )」という）。また、クラッチ C1 1により第 1モータ軸 46を変速用差動回転機構 201のサ ンギヤ 202に接続すると共に、クラッチ C12によりキャリア軸 205aを駆動軸 67に連結 すれば、第 1モータ軸 46からの動力を変速用差動回転機構 201のギヤ比に基づく 変速比で変速して駆動軸 67に伝達することができる（この状態を「第 2変速状態（2速 )」という）。更に、キャリア軸 45aと第 1モータ軸 46との何れもがサンギヤ軸 202aに連 結されないようにクラッチ C11を解放状態としてクラッチ C12によりキャリア軸 45aを駆 動軸 67に連結すれば、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（この状態を「第 3変速状態（3速）」という）。加えて、変速機 200では、ク ラッチ C11によりキャリア軸 45aと第 1モータ軸 46との双方を駆動軸 67に連結すると 共にクラッチ C12によりキャリア軸 205aを駆動軸 67に連結すれば、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、クラッチ C11によりキャリア軸 45aと第 1モータ軸 46と の双方を駆動軸 67に連結すると共にクラッチ C12によりキャリア軸 45aを駆動軸 67 に連結すれば、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、上記第 3変速状態のもとで、図示しないブレーキにより第 1モータ軸 4 6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）。この ように、遊星歯車式の変速機 200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 16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 ブリツド自動車 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 20 Aは、図 16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の双方と嚙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 1 2a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 50 A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 に固定すること力できる。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 COに接続されており、当該クラッチ CO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、本発明によるハイプリ ッド自動車は、前輪駆動車両として構成されてもよ!/、。

[0051] 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レ、範囲内にお!/ヽて 、様々な変更をなし得ることはレ、うまでもなレ、。

[0052] すなわち、ダブルピニオン式遊星歯車機構である動力分配統合機構 40は、そのギ ャ比が p〉0. 5となるように構成されてもよぐこの場合、減速ギヤ機構 50は、その減 速比が（1— P ) / P近傍の値となるように構成されると共にサンギヤ 41とモータ MG 1または MG2との間に配置されてもよい。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 ャと、第 1サンギヤと嚙合する第 1ピニオンギヤと第 2サンギヤと嚙合する第 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、上記実施例において、クラッチ COは、動力分配統合機構 4 0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ぐ動力分配統合機構 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, 20A は、何れも後輪駆動ベースある!/、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, 2 OAに搭載されるものとして説明した力 S、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ぐ建設設備など の固定設備に組み込まれるものであってもよい。

産業上の利用可能性

本発明は、動力出力装置や自動車の製造産業等において利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、

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電動機の回転軸と前記第 2電動機の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、 前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方が前記駆動軸に連結さ れた状態で、前記第 1電動機の発熱と前記第 2電動機の発熱とが同程度になると共 に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電動機を制御する制御手段と、

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、

前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記第 1電動機の損失と 前記第 2電動機の損失との合計が最小となるように前記第 1および第 2電動機に出力 させる目標動力を設定する動力出力装置。

[3] 請求項 1に記載の動力出力装置において、

内燃機関と、

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を更に備え、

前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方が前記駆動軸に連結さ れるときには、前記接続断接手段による前記駆動源要素接続が解除されると共に前 記内燃機関が停止される動力出力装置。

[4] 駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含む自動車であって、

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電動機の回転軸と前記第 2電動機の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、 前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方が前記駆動軸に連結さ れた状態で、前記第 1電動機の発熱と前記第 2電動機の発熱とが同程度になると共 に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電動機を制御する制御手段と、

を備える自動車。

[5] 駆動軸と、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 回転軸と前記第 2電動機の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)前記変速伝達手段により前記第 1および第 2電動機の双方を前記駆動軸に連結 し、（b)前記第 1電動機の発熱と前記第 2電動機の発熱とが同程度になると共に前記 駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が該駆動軸に出力されるように前記第 1 および第 2電動機を制御する、

動力出力装置の制御方法。

[6] 請求項 5に記載の動力出力装置の制御方法において、 ステップ (b)は、前記要求動力に基づいて前記第 1電動機の損失と前記第 2電動 機の損失との合計が最小となるように前記第 1および第 2電動機に出力させる目標動 力を設定する、

動力出力装置の制御方法。

請求項 5に記載の動力出力装置の制御方法において、

前記動力出力装置は、

内燃機関と、

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を更に備え、

前記ステップ（a)は、前記接続断接手段による前記駆動源要素接続を解除すると 共に前記内燃機関を停止させる、

動力出力装置の制御方法。