WO2008062717A1

WO2008062717A1 - Dispositif de couplage, dispositif de production de puissance associé, et automobile hybride

Info

Publication number: WO2008062717A1
Application number: PCT/JP2007/072214
Authority: WO
Inventors: Hidehiro Oba; Yukihiko Ideshio
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2008-05-29
Also published as: JP4229172B2; CN101535077A; JP2008126883A; EP2088022A1; US20100018789A1

Description

明細書

連結装置、それを備えた動力出力装置およびハイブリッド自動車技術分野

[0001] 本発明は、回転要素同士を連結するための連結装置、それを備えた動力出力装置およびハイブリッド自動車に関する。

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）。更に、内燃機関と、 2体の遊星歯車機構と、各遊星歯車機構の一方の出力軸に接続された電動機等とを備え、各遊星歯車機構の他方の出力軸からの動力を動力出力軸に選択的に出力可能な動力出力装置も知られている（例えば、特許文献 3参照)。

特許文献 1 :特開 2005— 155891号公報

特許文献 2：特開 2003— 106389号公報

特許文献 3：特開 2005— 001564号公報

発明の開示

[0003] 上述のような動力出力装置では、 2つの出力要素からの動力を選択的に出力軸に出力することにより、動力の伝達効率を向上させることが可能となる。ただし、上記各動力出力装置では、 2つの出力要素からの動力を選択的に出力軸に出力するために平行軸式の変速機が用いられていることから、構造の複雑化や搭載スペースの増加とレ、つた問題を招いてしまう。

[0004] そこで、本発明は、第 1回転要素と第 2回転要素とを第 3回転要素に選択的に連結可能であると共に、よりシンプルかつコンパクトな構成を有する連結装置、それを備えた動力出力装置およびハイブリッド自動車の提供を主目的とする。

[0005] 本発明の連結装置、それを備えた動力出力装置およびハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。

[0006] 本発明の連結装置は、互い同軸に配置される第 1回転要素と第 2回転要素とを該第 1および第 2回転要素と同軸に配置される第 3回転要素に選択的に連結可能な連結装置であって、

前記第 1回転要素に設けられた第 1係合部と、

前記第 1係合部と前記第 1、第 2および第 3回転要素の軸方向に間隔をおいて位置するように前記第 2回転要素に設けられた第 2係合部と、

前記第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲むように前記第 3回転要素に設けられた第 3係合部と、

前記第 1および第 2係合部の他方と前記第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 1可動係合要素と、

前記第 1可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 1駆動手段と、

前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方と該第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 2可動係合要素と前記第 2可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 2駆動手段と、

を備えるものである。

[0007] この連結装置では、第 1駆動手段により第 1可動係合要素を第 1、第 2および第 3回転要素の軸方向に進退移動させることにより、第 1可動係合要素を第 1係合部と第 3 係合部との双方と係合させて第 1回転要素と第 3回転要素とを連結したり、第 1回転要素と第 3回転要素との連結を解除したりすることができる。また、第 2駆動手段により第 2可動係合要素を第 1、第 2および第 3回転要素の軸方向に進退移動させることにより、第 2可動係合要素を第 2係合部と第 3係合部との双方と係合させて第 2回転要素と第 3回転要素とを連結したり、第 2回転要素と第 3回転要素との連結を解除したりすること力 Sできる。従って、この連結装置によれば、第 1および第 2回転要素の何れか一方または双方を第 3回転要素に選択的に連結することが可能となる。更に、第 3回転要素に対して第 3係合部を第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲むように設けることにより、特に連結装置の上記軸方向における長さを短縮化することができるので、それにより連結装置をよりコンパクトに構成することが可能となる。そして、この連結装置は、比較的少ない部品により構成されるものであるから、全体をよりシンプノレに構成することカできる。

[0008] また、本発明の連結装置において、前記第 3係合部は、前記第 1および第 2係合部の双方の外周を囲む筒状部を有し、前記第 1可動係合要素は、前記筒状部の内周部に前記軸方向に摺動自在に支持される環状部材であると共に前記筒状部に形成された第 1の孔部に揷通される第 1連結部材を介して前記第 1駆動手段に連結されており、前記第 1係合部は、前記第 1可動係合要素の内周部と係合可能であり、前記第 2可動係合要素は、前記筒状部の内周部に前記軸方向に摺動自在に支持される環状部材であると共に前記筒状部に形成された第 2孔部に揷通される第 2連結部材を介して前記第 2駆動手段に連結されており、前記第 2係合部は、前記第 2可動係合要素の内周部と係合可能であってもよい。このように、第 3回転要素に対して第 3係合部を第 1および第 2係合部の双方の外周を囲むように設けることにより、上記軸方向における長さを短縮化して連結装置の全体をよりコンパクトに構成することが可能となる。更に、筒状部に孔部を形成して当該孔部に揷通される連結部材を介して各可動係合要素とそれに対応した駆動手段とを連結すれば、第 1および第 2駆動手段を筒状部の外側に配置することが可能となる。

[0009] この場合、前記第 1および第 2係合部は、前記第 1または第 2回転要素から径方向に延出されると共に前記第 1または第 2可動係合要素の内周部と係合可能な外周部を含むフランジ部であってもよい。これにより、第 1および第 2係合部の外周部と第 3 係合部の筒状部の内周部との間隔がより狭められることから、第 1および第 2可動係合要素をより小型化することが可能となり、第 1および第 2駆動手段の駆動負担を軽減すること力 Sでさる。

[0010] また、本発明の連結装置において、前記第 3係合部は、前記第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲む筒状部を含み、前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方に対応した前記第 1または第 2可動係合要素は、前記筒状部の内周部に前記軸方向に摺動自在に支持される環状部材であると共に前記筒状部に形成された孔部に揷通される連結部材を介して前記第 1または第 2駆動手段と連結されており、前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方は、それに対応した前記第 1または第 2可動係合要素の内周部と係合可能であり、前記第 1および第 2係合部の他方に対応した前記第 1または第 2可動係合要素は、前記筒状部の遊端部と係合可能であってもよい。このように、第 3回転要素に対して第 3係合部を第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲むように設けても、上記軸方向における長さを短縮化して連結装置の全体をよりコンパクトに構成することが可能となる。更に、第 1および第 2係合部の他方に対応した第 1または第 2可動係合要素を筒状部の遊端部と係合可能なものとすれば、当該可動係合要素とそれに対応した駆動手段とを容易に連結すると共に連結装置全体の構成をより

[0011] この場合、前記第 1および第 2係合部の他方は、前記第 1または第 2回転要素の端部の外周に形成されてもよい。これにより、当該第 1および第 2係合部の他方に対応した第 1または第 2可動係合要素は、第 1または第 2回転要素の端部に上記軸方向に摺動自在に支持されることになるので、当該可動係合要素の移動を安定かつスムースなものとすることができる。

[0012] また、前記第 1、第 2および第 3回転要素の少なくとも何れか一つは中空に形成されていてもよい。すなわち、本発明の連結装置は、少なくとも何れか一つが中空に形成されると共に互い同軸に配置された第 1、第 2および第 3回転要素に対して適用されると、極めて有用である。

[0013] そして、本発明の連結装置は、前記第 1可動係合要素と前記第 1駆動手段との一方に固定される第 1環状部材と、前記第 1可動係合要素と前記第 1駆動手段との他方に固定されると共に前記第 1環状部材を回転自在に支持可能な第 1支持部材と、前記第 2可動係合要素と前記第 2駆動手段との一方に固定される第 2環状部材と、前記第 2可動係合要素と前記第 2駆動手段との他方に固定されると共に前記第 2環状部材を回転自在に支持可能な第 2支持部材とを更に備えてもよい。これにより、少なくとも第 1および第 3係合部の一方と係合して回転する第 1可動係合要素の良好な回転を許容しながら、第 1駆動手段によって第 1可動係合要素をより確実に移動させると共に、少なくとも第 2および第 3係合部の一方と係合して回転する第 2可動係合要素の良好な回転を許容しながら、第 2駆動手段によって第 2可動係合要素をより確実に移動させることが可能となる。

本発明による動力出力装置は、

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要素とを含むと共にこれら 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要素の何れか一方と接続される第 1 回転要素と、前記第 1回転要素と同軸に配置されると共に前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の他方と接続される第 2回転要素と、前記第 1および第 2回転要素と同軸に配置されると共に前記駆動軸と接続される第 3回転要素と、前記第 1 回転要素に設けられた第 1係合部と、前記第 1係合部と前記第 1、第 2および第 3回転要素の軸方向に間隔をおいて位置するように前記第 2回転要素に設けられた第 2 係合部と、前記第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲むように前記第 3回転要素に設けられた第 3係合部と、前記第 1および第 2係合部の他方と前記第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 1可動係合要素と、前記第 1可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 1駆動手段と、前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方と該第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 2可動係合要素と、前記第 2可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 2駆動手段とを含む連結装置とを備えるものである。

この動力出力装置は、上述の連結装置を備えており、動力分配統合機構の第 1および第 2要素からの動力を選択的に駆動軸に出力可能なものである。従って、この動力出力装置では、連結装置により動力分配統合機構の第 1要素が駆動軸に連結されるときには、出力要素となる第 1要素に接続される第 1電動機を電動機として機能させ、かつ反力要素となる第 2要素に接続される第 2電動機を発電機として機能させることが可能となる。また、連結装置により動力分配統合機構の第 2要素が駆動軸に連結されるときには、出力要素となる第 2要素に接続される第 2電動機を電動機として機能させ、かつ反力要素となる第 1要素に接続される第 1電動機を発電機として機能させることが可能となる。これにより、この動力出力装置では、連結装置による連結状態の切り替えを適宜実行することにより、特に電動機として機能する第 1または第 2電動機の回転数が高まったときに発電機として機能する第 2または第 1電動機の回転数が負の値にならないようにして、いわゆる動力循環の発生を抑制することができる。また、この動力出力装置では、連結装置により動力分配統合機構の第 1要素と第 2要素との双方を駆動軸に連結すれば、エンジンからの動力を固定された変速比で機械的（直接）に駆動軸へと伝達することができる。この結果、この動力出力装置によれば、より広範な運転領域において動力の伝達効率を良好に向上させることが可能となる。更に、上述の連結装置はシンプルかつコンパクトに構成可能なものであるから、それを備えた動力出力装置もよりシンプルかつコンパクトに構成することができる。なお、連結装置の第 1および第 2回転要素は、動力分配統合機構の第 1または第 2要素に変速手段等を介して接続されてもよぐ連結装置の第 3回転要素も変速手段等を介して駆動軸に接続されてもよい。

本発明のハイブリッド自動車は、

駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含むハイブリッド自動車であって、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、

[0017] このハイブリッド自動車は、より広範な運転領域において動力の伝達効率を向上可能なものであり、燃費と走行性能とを良好に向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0018] [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の変速機 60に含まれるクラッチ C1の断面図である。

[図 3]クラッチ C1の説明図である。

[図 4]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の変速比をシフトアップ方向に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 5]図 4と同様の説明図である。

[図 6]図 4と同様の説明図である。

[図 7]図 4と同様の説明図である。 [図 8]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 9]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 10]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 11]変形例に係るクラッチ C1Aの断面図である。

[図 12]変形例に係るハイブリッド自動車 20Aの概略構成図である。

[図 13]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。

[図 14]変形例に係るハイブリッド自動車 20Cの概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 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。

[0020] 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 66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。

[0021] 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。

[0022] 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 M Gl , MG2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 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 EC U」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 ECU3 0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 E CU70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。

[0023] 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、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レ、て残容量 SOCも算出して!/、る。

[0024] 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とを含み、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たダブルピニオン式遊星歯車機構である。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の歯数をリングギヤ 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）に延びて一連の中空軸を構成す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（第 2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。

[0025] 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。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。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 M G2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卜ィ匕すること力 Sでさる。

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、電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータ 100により駆動される係合部材を介してサンギヤ軸 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連結すると共に両者の連結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いる。クラッチ COによるサンギヤ軸 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 MGl , MG 2や変速機 60から切り離すことが可能となる。更に、動力分配統合機構 40の近傍には、モータ MG2の回転軸たる第 2モータ軸 55を回転不能に固定可能な固定手段として機能するブレーキ B0が設けられている。実施例において、ブレーキ B0は、例えば電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータ 101により駆動される係合部材を介してキャリア 45に固定されたドグとトランスミッションケースに固定された固定用ドグとをより少ない損失で連結すると共に両者の連結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いる。ブレーキ B0によりキャリア 45のドグとトランスミッションケース側の固定用ドグとが連結されると、キャリア 45が回転不能となるので、動力分配統合機構 40の機能により減速ギヤ機構 50のサンギヤ 51および第 2モータ軸 55 (モータ MG 2)を回転不能に固定することが可能となる。

[0027] 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に接続され得る。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に接続され得る。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と同軸に酉己置され、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という順番で概ね同軸に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。

[0028] 変速機 60は、入力された動力を所定の減速比で減速して出力可能なシングルピニオン式遊星歯車機構 (減速機構)である変速用差動回転機構 61と、本発明の連結装置としてのクラッチ C1とを含む。変速用差動回転機構 61は、入力要素たるサンギャ 62と、このサンギヤ 62と同心円上に配置される固定要素たるリングギヤ 63と、サンギヤ 62およびリングギヤ 63の双方と嚙合するピニオンギヤ 64を複数保持する出力要素たるキャリア 65とを含み、サンギヤ 62とリングギヤ 63とキャリア 65とが互いに差動回転できるように構成されている。変速用差動回転機構 61のリングギヤ 63は、図 1 に示すように、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る。また、変速用差動回転機構 61のキャリア 65には車両後方に向けて延びる駆動軸 66が接続されており、駆動軸 66は、デフアレンシャルギヤ 68を介して駆動輪としての後輪 69a, 69b に連結される。

[0029] 図 1および図 2に示すように、クラッチ C1は、動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41に接続される中空の第 1モータ軸（第 1回転要素） 46と第 1要素たるキヤリァ 45から延出されて第 1モータ軸 46を貫通するキャリア軸（第 2回転要素） 45aとの何れか一方または双方を変速用差動回転機構 61のサンギヤ 62から車両前方に延出されたサンギヤ軸（第 3回転要素） 62aに選択的に連結可能とするものである。実施例において、クラッチ C1は、第 1モータ軸 46の一端（図中右端）に形成された第 1係合部 110と、キャリア軸 45aの一端（図中右端）に形成された第 2係合部 120と、サンギヤ軸 62aの一端（図中左端）に形成された第 3係合部 130と、第 1係合部 110と第 3 係合部 130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、サンギヤ軸 62aの軸方向に移動可能に配置される第 1可動係合部材 151と、この第 1可動係合部材 151を軸方向に移動させる第 1ァクチユエータ 141と、第 2係合部 120と第 3係合部 130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 152と、この第 2可動係合部材 152を軸方向に移動させる第 2ァクチユエータ 142とを含む、いわゆるドグクラッチとして構成されている。第 1および第 2ァクチユエータ 141 , 142は、環状の駆動部材 143, 144を第 1モータ軸 46等の軸方向に進退移動させることが可能な環状に形成された電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータであり、トランスミッションケースの内周面に固定される。

第 1係合部 110は、図 2に示すように、第 1回転要素としての第 1モータ軸 46の端部力、ら径方向かつ外方に延出されたフランジ状の部位であり、その外周にはスプライン (溝） 11 1が形成されている。また、第 2係合部 120は、中空の第 1モータ軸 46の端部力、ら突出した第 2回転要素としてのキャリア軸 45aの端部から径方向かつ外方に延出されたフランジ状の部位であり、第 1モータ軸 46の第 1係合部 110よりも車両後方に位置する。すなわち、第 2係合部 120は、第 1係合部 110と第 1モータ軸 46やキャリア軸 45a、サンギヤ軸 62aの軸方向に間隔をおいて位置するようにキャリア軸 45aに設けられる。実施例において、第 2係合部 120は、第 1係合部 110と同一の外径を有するものとされ、その外周にはスプライン (溝） 121が形成される。更に、第 3係合部 130 は、第 1係合部 110と第 2係合部 120との双方の外周を囲むように第 3回転要素としてのサンギヤ軸 62aの一端に形成される。第 3係合部 130は、図 2に示すように、サンギヤ軸 62aの一端力、ら径方向かつ外方に延出されたフランジ部 131と、フランジ部 1 31の外周部から車両前方（図中左側）に向けて延出されると共にその内周に図示しないスプライン (溝）が形成された筒状部 132とを含む。実施例において、フランジ部 131は、第 1係合部 110や第 2係合部 120よりも大きい外径を有しており、第 2係合部 120と所定の間隔をおいて対向する。また、実施例において、フランジ部 131から延出された筒状部 132の遊端は、第 1モータ軸 46の第 1係合部 110よりも車両前方側に達する。そして、第 3係合部 130の筒状部 132の内周と、第 1係合部 110および第 2係合部 120の外周との間には、図 2に示すように隙間が形成される。

[0031] 第 1可動係合部材 151は、第 1係合部 110と第 3係合部 130の筒状部 132との間に配置され得る環状の短尺スリーブとして形成されている。第 1可動係合部材 151の内周には、第 1係合部 110のスプライン 111と係合可能な歯部（ドグ） 153が形成されている。また、第 1可動係合部材 151の外周には筒状部 132の内周に形成されたスプラインと係合可能な歯部（ドグ）155が形成されており、第 1可動係合部材 151は、筒状部 132の内部に嵌め込まれてスプラインを介して軸方向に摺動自在に支持される。一方、第 2可動係合部材 152は、第 2係合部 120と第 3係合部 130の筒状部 132との間に配置され得る環状の短尺スリーブとして形成されている。第 2可動係合部材 1 52の内周には、第 2係合部 120のスプライン 121と係合可能な歯部（ドグ）154が形成されている。また、第 2可動係合部材 152の外周には筒状部 132の内周に形成されたスプラインと係合可能な歯部（ドグ） 156が形成されており、第 2可動係合部材 15 2も、筒状部 132の内部に嵌め込まれてスプラインを介して軸方向に摺動自在に支持される。

[0032] また、第 3係合部 130の筒状部 132には、図 2および図 3に示すように、周方向に所定の間隔をおいて第 1可動係合部材 151に対応するように上記軸方向に延びる長穴 133が複数形成されており、各長穴 133には、連結ピン 157が揷通される。当該連結ピン 157の一端は、第 1可動係合部材 151の外周に固定され、その他端は、環状の支持部材 161によって回転自在に保持されると共に筒状部 132の外周を囲むように配置される肉薄の連結リング 159の内周に固定される。そして、連結リング 159を保持する支持部材 161は、トランスミッションケースの内周面に固定された第 1ァクチユエータ 141の駆動部材 143の先端に固定される。更に、第 3係合部 130の筒状部 1 32には、図 2および図 3に示すように、第 2可動係合部材 152に対応すると共に上述の長穴 133と互い違いになるように周方向に所定の間隔をおいて上記軸方向に延びる長穴 134が複数形成されており、各長穴 134には、連結ピン 158が揷通される。当該連結ピン 158の一端は、第 2可動係合部材 152の外周に固定され、その他端は、環状の支持部材 162によって回転自在に保持されると共に筒状部 132の外周を囲むように配置される肉薄の連結リング 160の内周に固定される。そして、連結リング 1 60を保持する支持部材 162は、トランスミッションケースの内周面に固定された第 2ァクチユエータ 142の駆動部材 144の先端に固定される。

上述のように構成されるクラッチ C1によれば、第 1可動係合部材 151を第 1ァクチュエータ 141により図 2に示すように移動させて第 1係合部 110と係合させれば、第 1モータ軸 46と変速用差動回転機構 61のサンギヤ軸 62aとがより少ない損失で連結され、それにより、クラッチ COが繋がれていればサンギヤ軸 41a、第 1モータ軸 46および変速用差動回転機構 61を介して動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41と駆動軸 66とが連結されることになる（以下、このようなクラッチ C1による連結状態を「サンギヤ連結状態」という）。また、図 2に示す状態で、第 2可動係合部材 152を第 2 ァクチユエータ 142により図 2の矢印方向に移動させて第 2係合部 120と係合させれば、キャリア軸 45aと変速用差動回転機構 61のサンギヤ軸 62aとがより少ない損失で連結され、それにより、第 1モータ軸 46とキャリア軸 45aとの双方すなわち動力分配統合機構 40のサンギヤ 41とキャリア 45との双方が変速用差動回転機構 61を介して駆動軸 66に連結されることになる（以下、このようなクラッチ C1による連結状態を「両要素連結状態」という）。更に、かかる両要素連結状態で、第 1可動係合部材 151を第 1ァクチユエータ 141により図 2の矢印方向に移動させて当該第 1可動係合部材 1 51と第 1係合部 110との係合を解除すれば、キャリア軸 45aや変速用差動回転機構 61を介して動力分配統合機構 40のキャリア 45のみが駆動軸 66に連結されることになる（以下、このようなクラッチ C1による連結状態を「キャリア連結状態」という）。このように、本発明の連結装置としてのクラッチ C1によれば、第 1モータ軸（第 1回転要素） 46とキャリア軸（第 2回転要素） 45aとの何れか一方または双方を変速用差動回転機構 61のサンギヤ軸（第 3回転要素） 62aに選択的に連結することができる。 [0034] 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やブレーキ B0を駆動するァクチユエータ 100, 101や、変速機 60のクラッチ C1の第 1および第 2可動係合部材 151 , 152を駆動する第 1および第 2ァクチユエータ 14 1 , 142もハイブリッド ECU70により制御される。

[0035] 次に、図 4から図 10を参照しながら、実施例のハイブリッド自動車 20の動作について説明する。図 4から図 7は、エンジン 22の運転を伴ってハイブリッド自動車 20を走行させる場合に車速変化に応じて変速機 60の変速比をシフトアップ方向に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。ハイブリッド自動車 20が図 4から図 7に示す状態で走行する際には、アクセルペダル 83の踏み込み量や車速 Vに基づくハイブリッド EC U70の統括的な制御のもと、エンジン ECU24によりエンジン 22力モータ ECU30 によりモータ MG1 , MG2が制御され、ァクチユエータ 100, 101 , 141 , 142 (クラッチ C0、ブレーキ B0、変速機 60のクラッチ C1)はハイブリッド ECU70により直接制御される。なお、図 4から図 10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 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の回転数（キャリア軸 45aや減速ギヤ機構 50のリングギヤ 5 2の回転数）を、 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 Nm 2)をそれぞれ示す。また、 62軸は変速機 60の変速用差動回転機構 61のサンギヤ 6 2の回転数を、 65, 66軸は変速用差動回転機構 61のキャリア 65および駆動軸 66の回転数を、 63軸は変速用差動回転機構 61のリングギヤ 63の回転数をそれぞれ示す。

エンジン 22の運転を伴ってハイブリッド自動車 20を走行させる際には、基本的にブレーキ B0が非作動（オフ）とされると共にクラッチ COが繋がれ、モータ MG1すなわち第 1モータ軸 46がサンギヤ軸 41aを介して動力分配統合機構 40のサンギヤ 41に接続される。そして、ハイブリッド自動車 20の車速 Vが比較的低い際には、変速機 60のクラッチ C1力第 1可動係合部材 151と第 1係合部 110との係合が解除されると共に第 2可動係合部材 152が第 2係合部 120と係合する上記キャリア連結状態に設定される。以下、この状態を変速機 60の「第 1変速状態（1速）」という（図 4)。このような第 1変速状態のもとでは、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、クラッチ C1および変速用差動回転機構 61を介して駆動軸 66に連結される。従って、第 1変速状態のもとでは、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に減速ギヤ機構 50を介して接続されたモータ 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 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、このようにモータ MG1が発電機として機能すると共にモータ MG 2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 8に示す。なお、図 8おいて S 軸、 R軸、 C軸、 54軸および 51軸は、図 4から図 7と同様のものを示し、 pは動力分配統合機構 40のギヤ比を、 p rは減速ギヤ機構 50の減速比をそれぞれ示す。また、図 8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ことを示す（図 4から図 7、図 9、図 10も同様）。力、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。そして、キャリア 45に出力された動力は、キヤリァ軸 45aおよびクラッチ C1を介して変速用差動回転機構 61のサンギヤ 62へと伝達されると共に、変速用差動回転機構 61のギヤ比 p X (図 4参照）に基づく変速比（ p X x) )で変速 (減速）された上で駆動軸 66へと出力されることになる。

[0037] 図 4に示す状態すなわち変速機 60が第 1変速状態にあると共にトルク変換モードが第 1トルク変換モードである状態でハイブリッド自動車 20の車速 Vが高まると、やがて動力分配統合機構 40のキャリア 45の回転数とサンギヤ 41の回転数とが概ね一致するようになる。これにより、第 2可動係合部材 152を第 2係合部 120と係合させたままクラッチ C1の第 1ァクチユエータ 141により第 1可動係合部材 151を第 1係合部 11 0と係合させてクラッチ C1を上述の両要素連結状態に設定し、動力分配統合機構 4 0のキャリア 45とサンギヤ 41との双方を変速用差動回転機構 61に連結することが可能となる。そして、この状態でモータ MG1および MG2に対するトルク指令を値 0に設定すれば、図 5に示すように、モータ MG1および MG2はカ行および回生の何れをも実行せずに空転し、エンジン 22からの動力（トルク）は、電気工ネルギへの変換を伴うことなく固定された（一定の）変速比（変速用差動回転機構 61のギヤ比 p Xに基づく変速比）で機械的（直接）に駆動軸 66へと伝達されることになる。以下、このように、クラッチ C1により動力分配統合機構 40のキャリア 45とサンギヤ 41との双方を変速用差動回転機構 61に連結するようなモードを「同時係合モード」といい、特に、図 5に示す状態を「1 2速同時係合状態」という。

[0038] 図 5に示す 1—2速同時係合状態のもとでは、キャリア軸 45aと第 1モータ軸 46との回転数が一致していることから、第 1可動係合部材 151と第 1係合部 110との係合を容易に解除してクラッチ C1を上記サンギヤ連結状態に設定し、キャリア軸 45aと変速用差動回転機構 61との連結を解除することができる。以下、このようにクラッチ C1がサンギヤ連結状態に設定される状態を変速機 60の「第 2変速状態（2速）」と!/、う（図 6 )。このような第 2変速状態のもとでは、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、第 1モータ軸 46、クラッチ C1および変速用差動回転機構 61 を介して駆動軸 66に連結される。これにより、第 2変速状態のもとでは、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 M G1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、ェンジン 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、このようにモータ 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 9に示す。なお、図 9における符号は図 8のものと同様である。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。そして、サンギヤ 41に出力された動力は、サンギャ軸 41a、第 1モータ軸 46、クラッチ C1を介して変速用差動回転機構 61のサンギヤ 62へと伝達されると共に、変速用差動回転機構 61のギヤ比 p Xに基づく変速比 x/ (l + x) )で変速 (減速）された上で駆動軸 66へと出力されることになる。

図 6に示す状態すなわち変速機 60が第 2変速状態にあると共にトルク変換モードが第 2トルク変換モードである状態でハイブリッド自動車 20の車速 Vが高まると、やがてモータ MG2、第 2モータ軸 55および動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45の回転数が値 0に近づくことになる。これにより、ブレーキ B0を作動（オン）させて第 2モータ軸 55 (モータ MG2)およびキャリア 45を回転不能に固定することが可能となる。そして、クラッチ CIにより第 1モータ軸 46を変速用差動回転機構 61に連結したままブレーキ BOにより第 2モータ軸 55やキャリア 45を回転不能に固定した状態でモータ MG1および MG2に対するトルク指令を値 0に設定すれば、モータ MG1および MG2は、カ行および回生の何れをも実行せずに空転し、エンジン 22からの動力（トルク）は、図 7に示すように、電気工ネルギへの変換を伴うことなぐ固定された（一定の）変速比（動力分配統合機構 40のギヤ比 pと変速用差動回転機構 61のギヤ比 p Xとに基づく変速比）で変速された上で駆動軸 66へと直接伝達されることになる。以下、このようにクラッチ COを繋いだ状態で変速機 60のクラッチ C1により第 1モータ軸 46を変速用差動回転機構 61に連結したままブレーキ B0により第 2モータ軸 55ゃキャリア 45を回転不能に固定するモードも「同時係合モード」といい、特に、図 7に示す状態を「2速固定状態」という。なお、変速機 60の変速比をシフトダウン方向に変化させる場合には、基本的に上記説明と逆の手順を実行すればよい。

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の第 1および第 2変速状態の切り換えに伴って第 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 Nml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、ハイブリツド自動車 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 45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サンギヤ 41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、上述の同時係合モードのもとでハイブリッド自動車 20 を走行させれば、固定変速比でエンジン 22からの動力を機械的（直接）に駆動軸 66 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 66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動力分配統合機構とを用いた動力出力装置では、ェ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特に有利なものとなる。更に、実施例のハイブリツド自動車 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、変速状態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状態の変更すなわち第 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。

[0041] 続いて、図 10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 fiモードは、クラッチ COを繋いでモータ MG1を動力分配統合機構 40のサンギヤ 41に接続したままモータ 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によるモータ MG1と動力分配統合機構 40のサンギヤ 41との接続を解除した状態でモータ 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によるモータ MG1と動力分配統合機構 40のサンギヤ 41との接続を解除した状態でモータ 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。なお、モータ走行モードが選択された場合、ブレーキ B0 は非作動状態とされる。

[0042] 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を繋いだ状態でクラツチ C1をキャリア連結状態に設定することにより変速機 60を第 1変速状態に設定してモータ MG2のみに動力を出力させる力、、クラッチ C0を繋いだ状態でクラッチ C1をサンギヤ連結状態に設定することにより変速機 60を第 2変速状態に設定してモータ MG1のみに動力を出力させる。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力、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 10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 COによるモータ MG1と動力分配統合機構 40のサンギヤ 41との接続を解除した状態で、クラツチ C1をキャリア連結状態に設定することにより変速機 60を第 1変速状態に設定してモータ MG2のみに動力を出力させる力、、クラッチ C1をサンギヤ連結状態に設定することにより変速機 60を第 2変速状態に設定してモータ 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 10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によるサンギヤ 41とモータ MG1との接続が解除されることから、動力分配統合機構 40の機能により停止しているエンジン 22のクランクシャフト 26の連れ回しや、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 COによるモータ MG1と動力分配統合機構 40 のサンギヤ 41との接続を解除した状態でクラッチ C1を両要素連結状態に設定することにより変速機 60を上述の 1 2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 66に伝達することができるので、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可能となる。

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、動力を効率よく駆動軸 66に伝達すべく変速機 60の変速状態を容易に変更すること力できる。例えば、クラッチ解放 1モータ走行モードのもとで、クラッチ C1 をキャリア連結状態に設定して変速機 60を第 1変速状態に設定すると共にモータ M G2にのみ動力を出力させているときに、第 1モータ軸 46がキャリア軸 45aと回転同期するようにモータ MG1の回転数 Nmlを調整し、クラッチ C1を両要素連結状態に設定すれば、上述の 1 2速同時係合状態すなわち 2モータ走行モードへと移行することができる。そして、この状態でクラッチ C1をサンギヤ連結状態に設定すると共にモータ MG1のみに動力を出力させれば、上述の第 2変速状態のもとでモータ MG1により出力される動力を駆動軸 66に伝達することが可能となる。なお、クラッチ解放 1モータ走行モードのもとで変速機 60の変速状態をシフトダウン方向に変化させる場合には、基本的に上記説明と逆の手順を実行すればよい。この結果、実施例のハイブリツド自動車 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 45やサンギヤ 41の回転数を変速してトルクを増幅することができるので、モータ MG1 , M G2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力 Sできる。また、このようなモータ走行中における変速機 60の変速状態の変更に際しても、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、変速状態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状態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の変速状態（クラッチ C1のクラッチポジション）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によるェンジン 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。

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に含まれるクラッチ C1の第 1ァクチユエータ 141によって第 1可動係合部材 151を第 1モータ軸 46 等の軸方向に進退移動させることにより、第 3係合部 130の筒状部 132に摺動自在に支持された第 1可動係合部材 151を第 1係合部 110と係合させて第 1モータ軸 46 と変速用差動回転機構 61のサンギヤ軸 62aとを連結したり、第 1可動係合部材 151 と第 1係合部 110との係合を解除して第 1モータ軸 46とサンギヤ軸 62aとの連結を解除すること力 Sできる。また、クラッチ C1の第 2ァクチユエータ 142によって第 2可動係合部材 152を第 1モータ軸 46等の軸方向に進退移動させることにより、第 3係合部 1 30の筒状部 132に摺動自在に支持された第 2可動係合部材 152を第 2係合部 120 と係合させてキャリア軸 45aとサンギヤ軸 62aとを連結したり、第 2可動係合部材 152 と第 2係合部 120との係合を解除してキャリア軸 45aとサンギヤ軸 62aとの連結を解除したりすることがでさる。このように、クラッチ C1によれば、第 1モータ軸 46およびキヤリア軸 45aの何れか一方または双方を変速用差動回転機構 61を介して駆動軸 66に選択的に連結することが可能となる。従って、ハイブリッド自動車 20において、変速機 60のクラッチ C1により動力分配統合機構 40のキャリア 45が変速用差動回転機構 61を介して駆動軸 66に連結されるときには、出力要素となるキャリア 45に接続される第 1電動機としてのモータ MG2を電動機として機能させ、かつ反力要素となるサンギャ 41に接続される第 2電動機としてのモータ MG1を発電機として機能させることが可能となる。また、変速機 60のクラッチ C1により動力分配統合機構 40のサンギヤ 41が変速用差動回転機構 61を介して駆動軸 66に連結されるときには、出力要素となるサンギヤ 41に接続されるモータ MG1を電動機として機能させ、かつ反力要素となるキャリア 45に接続されるモータ MG2を発電機として機能させることが可能となる。これにより、ハイブリッド自動車 20では、クラッチ C1による連結状態の切り替えを適宜実行することにより、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 Nml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して、いわゆる動力循環の発生を抑制すること力 Sできる。また、変速機 60のクラッチ C1により動力分配統合機構 40のキヤリァ 45およびサンギヤ 41の双方を変速用差動回転機構 61のサンギヤ 62に連結すれば、エンジン 22からの動力を固定された変速比で機械的（直接）に駆動軸 66へと伝達すること力 Sできる。この結果、ハイブリッド自動車 20では、より広範な運転領域において動力の伝達効率を良好に向上させることが可能となり、燃費と走行性能とを良好に向上させること力 Sでさる。

また、上記クラッチ C1では、サンギヤ軸 62aに対して第 3係合部 130が第 1係合部 1 10と第 2係合部 120との双方の外周を囲むように設けられている。これにより、特にクラッチ C1の上記軸方向における長さを短縮化することが可能となり、クラッチ C1をよりコンパクトに構成することができる。そして、クラッチ C1は、比較的少ない部品により構成されるものであるから、全体をよりシンプルに構成することができる。従って、クラツチ C1を用いれば、エンジン 22、モータ MG1 , MG2、動力分配統合機構 40、およびクラッチ CIを含む変速機 60を備えた動力出力装置をよりシンプルかつコンパクトに構成可能となる。

[0046] 更に、上記実施例のように、第 3係合部 130の筒状部 132に長穴 133, 134を形成して当該長穴 133, 134に揷通される連結ピン 157, 158を介して第 1および第 2可動係合部材 151 , 152とそれに対応した第 1および第 2ァクチユエータ 141 , 142とを連結すれば、第 1および第 2ァクチユエータ 141 , 142を筒状部 132の外側に位置するようにトランスミッションケースに固定することが可能となる。また、実施例において、第 1および第 2係合部 110, 120は、第 1モータ軸 46やキャリア軸 45aから径方向に延出されると共に第 1または第 2可動係合部材 151 , 152の内周に形成された歯部と係合可能なスプライン 111 , 121を外周部に含むフランジ状の部位とされる。これにより、第 1および第 2係合部 110, 120の外周部と第 3係合部 130の筒状部 132の内周部との間隔がより狭められることから、第 1および第 2可動係合部材 151 , 152をより小型化することが可能となり、第 1および第 2ァクチユエータ 141 , 142の駆動負担を軽減すること力 Sできる。そして、上述のクラッチ C1は、第 1可動係合部材 151に連結ピン 157を介して固定される連結リング 159と、第 1ァクチユエータ 141の駆動部材 1 43に固定されると共に連結リング 159を回転自在に支持可能な支持部材 161と、第 2可動係合部材 152に連結ピン 158を介して固定される連結リング 160と、第 2ァクチユエータ 142の駆動部材 144に固定されると共に連結リング 160を回転自在に支持可能な支持部材 162とを有している。これにより、少なくとも第 3係合部 130と係合して少なくともサンギヤ軸 62aと共に回転する第 1および第 2可動係合部材 151 , 152 の良好な回転を許容しながら、第 1ァクチユエータ 141によって第 1可動係合部材 15 1をより確実に移動させると共に第 2ァクチユエータ 142によって第 2可動係合部材 1 52をより確実に移動させることが可能となる。

[0047] 以下、図 11から図 14を参照しながら、本発明の変形例について説明する。なお、重複した説明を回避するために、上記ハイブリッド自動車 20に関連して説明した要素と同一の要素に対しては同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。

[0048] 図 11は、変形例に係るクラッチ C1Aを示す断面図である。図 11に示すクラッチ C1 Aでは、第 1モータ軸 46の端部（図中右端）の外周面に第 1係合部 110Aを構成するスプライン 111が形成されている。また、クラッチ C1Aの第 2係合部 120は、上述のクラッチ C1と同様のものであり、第 1係合部 110Aと第 1モータ軸 46等の軸方向に間隔をおいて位置するようにキャリア軸 45aに設けられると共に、第 2可動係合部材 152の内周部と係合可能とされる。一方、クラッチ C1Aの第 3係合部 130Aは、図 2等に示したクラッチ C1に比べて軸方向長さが短ぐかつその遊端部（図 11の例では外周面）にスプライン (溝） 135を有する筒状部 132Aを含む。この場合、キャリア軸 45aの第 2 係合部 120の外周は、第 3係合部 130Aの筒状部 132Aにより完全に囲まれる。これに対して、第 1モータ軸 46の第 1係合部 110Aすなわちスプライン 111は、図 11に示すように、軸方向において第 3係合部 130Aの筒状部 132Aにより全く囲まれないか、あるいは先端の一部のみが囲まれる。更に、クラッチ C1Aの第 1可動係合部材 151 Aは、第 1モータ軸 46の外周面に形成されたスプライン 111 (第 1係合部 110A)と係合可能な歯部 153を内周に有する環状のフランジ部と、このフランジ部の外周から第 3係合部 130Aの筒状部 132A (車両後方）に向けて延出された短尺筒状の遊端部とを含む。図 11の例では、かかる第 1可動係合部材 151Aの遊端部の内周面に、第 3係合部 130Aの筒状部 132Aに形成されたスプライン 135と係合可能な歯部 155が形成されている。そして、第 1可動係合部材 151Aは、第 1モータ軸 46の端部に嵌め込まれてスプライン 111を介して軸方向に摺動自在に支持される。なお、第 3係合部 130Aの筒状部 132Aにより囲まれる第 2係合部 120に対応した第 2可動係合部材 1 52は、筒状部 132Aの内周部に軸方向に摺動自在に支持され、筒状部 132Aに形成された長穴 134に揷通される連結ピン 158等を介して第 2ァクチユエータ 142と連結される。

このように、サンギヤ軸 62aに対して第 3係合部 130Aを第 2係合部 120の外周のみを完全に囲むように設けても、第 1モータ軸 46等の軸方向における長さを短縮化してクラッチ C1Aの全体をよりコンパクトに構成することが可能となる。また、第 3係合部 1 30Aの筒状部 132Aの遊端部に形成されたスプライン 135と係合可能な第 1可動係合部材 151Aを用いれば、上述のクラッチ C1のように筒状部 132の長穴 133や連結ピン 157等を用いることなぐ第 1可動係合部材 151Aと第 1ァクチユエータ 141とを容易に連結すると共にクラッチ C1A全体の構成をよりシンプルなものとすることができる。そして、図 11の例のように、第 1係合部 110Aを第 1モータ軸 46の端部の外周面に形成されたスプライン 111とすれば、第 1可動係合部材 151Aが第 1モータ軸 46の端部に軸方向に摺動自在に支持されることになるので、第 1可動係合部材 151Aの移動を安定かつスムースなものとすることができる。なお、図 11の例では、第 1可動係合部材 151Aのフランジ部の背面に支持部材 161の側面を固定すると共に、支持部材 161により回転自在に支持される連結リング 159を第 1ァクチユエータ 141の駆動部材 143に固定している。

図 12は、本発明のハイブリッド自動車の変形例に係るハイブリッド自動車 20Aの概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車 20Aでは、サンギヤ軸 41aと第 1モータ軸 46との間に、両者の接続および当該接続の解除を実行する接続断接手段として機能すると共にモータ MG1の回転軸たる第 1モータ軸 46 (サンギヤ 41)を回転不能に固定可能な固定手段として機能するクラッチ cc が設けられている。また、ハイブリツド自動車 20Aでは、中空の第 1モータ軸 46が変速機 60Aの変速用差動回転機構（変速手段） 61の入力要素たるサンギヤ 62に接続される。更に、変速機 60Aでは、変速用差動回転機構 61の出力要素たるキャリア 65に車両後方に向けて延びる中空のキャリア軸 65aが接続されており、このキャリア軸 65aの端部に第 1係合部 110 が形成される。そして、動力分配統合機構 40のキャリア 45に接続されたキャリア軸 4 5aは、第 1モータ軸 46や変速用差動回転機構 61 (キャリア軸 65a)を貫通すると共にその端部に第 2係合部 120を有しており、駆動軸 66の端部に第 3係合部 130が形成される。これにより、変速機 60Aのクラッチ C1は、変速用差動回転機構 61の出力要素たるキャリア 65に接続されて車両後方に向けて延びる中空のキャリア軸（第 1回転要素） 65aと、第 1モータ軸 46や変速用差動回転機構 61 (キャリア軸 65a)を貫通するキャリア軸（第 2回転要素） 45aとの何れか一方または双方を駆動軸（第 3回転要素 ) 66に選択的に連結できるように構成される。すなわち、変速機 60Aでは、クラッチ C 1の第 1回転要素たるキャリア軸 65aが、入力した動力を変速して出力可能な変速用差動回転機構 61と第 1モータ軸 46等とを介して動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41に接続される。このように構成されるハイブリッド自動車 20Aにおいても、上述のハイブリッド自動車 20と同様の作用効果を得ることができる。 [0051] 図 13は、他の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。同図に示すハイブリッド自動車 20Bは、図 1のハイブリッド自動車 20のクラッチ COおよびブレーキ B0を図 12のクラッチ CO' で置き換えると共に変速機 60をクラッチ CI , C2および変速用差動回転機構 (減速手段） 61を含む変速機 60Bで置き換えたものに相当する。変速機 60Bのクラッチ C1は、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 61のサンギヤ 62に選択的に連結可能とするものである。この場合、変速機 60Bに含まれるクラッチ C1の第 3回転要素たるサンギヤ軸 62aは、図 13に示すように、キャリア軸 45aを車両後方に延出可能とするために中空に形成される。また、変速機 60Bのクラッチ C2は、クラッチ Cl (ClA)と同様に構成されるものであり、第 1係合部 210、第 2係合部 220,第 3係合部 230、第 1可動係合部材 251、第 2可動係合部材 252、第 1ァクチユエータ 241および第 2ァクチユエータ 242を備える。この場合、変速用差動回転機構 61の出力要素たるキャリア 65には、車両後方に向けて延びる中空のキャリア軸 65aが接続されており、このキャリア軸 65aの端部に第 1係合部 210が形成される。更に、動力分配統合機構 40のキャリア 4 5に接続されたキャリア軸 45aは、サンギヤ軸 62aや変速用差動回転機構 61 (キヤリァ軸 65a)を貫通すると共にその端部に第 2係合部 220を有しており、駆動軸 66の端部に第 3係合部 230が形成される。これにより、クラッチ C2は、変速用差動回転機構 61の出力要素たるキャリア 65に接続された中空のキャリア軸（第 1回転要素） 65aと、動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45に接続されたキャリア軸（第 2回転要素） 45aとの何れか一方または双方を駆動軸（第 3回転要素） 66に選択的に連結できるように構成される。このような変速機 60Bを用いれば、クラッチ C1および C2を制御することにより、動力分配統合機構 40のキャリア 45およびサンギヤ 41の何れか一方力もの動力を変速用差動回転機構 61により減速して駆動軸 66に伝達したり、キヤリァ 45からの動力を駆動軸 66に直接伝達したり、エンジン 22からの動力を固定変速比で機械的（直接）に駆動軸 66へと伝達したりすることが可能となる。従って、図 13 に示す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, 20Aと同様の作用効果を得ることができる。

[0052] 図 14は、更に他の変形例に係るハイブリッド自動車 20Cの概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車 20Cは、上述のハイブリッド自動車 20Bを前輪駆動車両として構成したものに相当する。この場合、ノ、イブリツド自動車 20Cは、図 14に示すように、外歯歯車のサンギヤ 11と、その内周に形成された内歯と外周に形成された外歯とを有すると共にサンギヤ 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の内歯の双方と嚙合するピニオンギヤ 13を複数保持するキヤリァ 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を備える。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 l la、クラッチ CO' および第 1モータ軸 46を介して第 2電動機としてのモータ MG1が接続される。また、動力分配統合機構 40の第 1要素たるリングギヤ 12には、減速ギヤ機構 50および中空の第 2モータ軸 55を介して第 1電動機としてのモータ MG2が接続される。更に、動力分配統合機構 40の第 3要素たるキャリア 14には、第 2モータ軸 55およびモータ MG2を通って延びるキャリア軸 14a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が接続される。

そして、ハイブリッド自動車 20Cは、上記変速機 60, 60Bとは異なる変速機 90を備えている。この変速機 90は、動力分配統合機構 10のリングギヤ 12および当該リングギヤ 12の外歯と常時嚙合する第 1従動ギヤ 91により構成される第 1連結ギヤ列と、第 1モータ軸 46に取り付けられた駆動ギヤ 47および当該駆動ギヤ 47と常時嚙合する第 2従動ギヤ 92により構成される第 2連結ギヤ列と、エンジン 22のクランクシャフト 26 や第 1モータ軸 46、第 2モータ軸 55と平行に延在する伝達軸 93と、シングルピニォン式遊星歯車機構である変速用差動回転機構 94と、ギヤ機構 67に含まれる駆動軸 66に取り付けられたギヤと嚙合する出力ギヤ 99を有する出力ギヤ軸 99aと、クラッチ C11および C12とを含む。第 1連結ギヤ列の第 1従動ギヤ 91は、図示しない軸受により回転自在に支持されて第 1モータ軸 46および第 2モータ軸 55と平行に延在する中空の第 1ギヤ軸 91aに取り付けられている。また、第 2従動ギヤ 92は、第 1ギヤ軸 9 laと所定の間隔を隔てた状態で図示しない軸受により回転自在に支持されて第 1モータ軸 46および第 2モータ軸 55と平行に延在する第 2ギヤ軸 92aに取り付けられている。伝達軸 93は、上述の第 1ギヤ軸 91aの内部を通って第 1モータ軸 46および第 2モータ軸 55と平行に延在し、その先端（図中右端）には、変速用差動回転機構 94 が接続される。変速用差動回転機構 94は、伝達軸 93に接続されるサンギヤ (入力要素） 95と、このサンギヤ 95と同心円上に配置されるリングギヤ（固定要素） 96と、サンギヤ 95およびリングギヤ 96の双方と嚙合するピニオンギヤ 97を複数保持するキヤリァ（出力要素） 98とを含むシングルピユオン式遊星歯車機構である。変速用差動回転機構 94の出力要素たるキャリア 98には、中空のキャリア軸 98aが接続されており、伝達軸 93は、このキャリア軸 98aを通してサンギヤ 95に固定される。出力ギヤ 99を有する出力ギヤ軸 99aは、第 1ギヤ軸 91a (および伝達軸 93)の周りで回転自在となるように図示しない軸受により支持される。そして、出力ギヤ 99からの動力は、ギヤ機構 67に含まれる駆動軸 66に伝達され、最終的にはデフアレンシャルギヤ 68を介して駆動輪としての前輪 69c, 69dに出力されることになる。変速機 90に含まれるクラッチ C1 1は、第 1ギヤ軸 91aと第 2ギヤ軸 92aとの何れか一方または双方を伝達軸 93に選択的に連結可能なものである。図 14の例において、クラッチ C11は、中空の第 1ギャ軸（第 1回転要素） 91aの一端（図中左端）に形成された第 1係合部 1 10と、第 2ギャ軸（第 2回転要素） 92aの一端（図中右端）に形成された第 2係合部 120と、中空の第 1ギヤ軸 91aから突出した伝達軸（第 3回転要素） 93に設けられた第 3係合部 130 と、第 1および第 2可動係合部材 151 , 152と、第 1および第 2ァクチユエータ 141 , 1 42とを備える。また、変速機 90に含まれるクラッチ C12は、変速用差動回転機構 94 力、らのキャリア軸 98aと第 1ギヤ軸 91aとの何れか一方または双方を出力ギヤ軸 99a に選択的に連結可能なものである。図 14の例において、クラッチ C12は、変速用差動回転機構 94からのキャリア軸（第 1回転要素） 98aの端部（図中左端）に形成された第 1係合部 210と、第 1ギヤ軸（第 2回転要素） 91aの他端（図中右端）に形成された第 2係合部 220と、中空の出力ギヤ軸（第 3回転要素） 99aの端部に形成された第 3係合部 230と、第 1および第 2可動係合部材 251 , 252と、第 1および第 2ァクチュエータ 241 , 242とを備える。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ぐ図 14のハイブリッド自動車 20Cにおいても、上述のハイブリッド自動車 20, 20A、 20Bと同様の作用効果を得ることができる。

なお、上述のクラッチ CI , CIA, Cl l , C12は、何れも 2つの回転要素から入力される動力を選択的に 1つの回転要素に出力するために用いられるものとされた力これに限られるものではない。すなわち、クラッチ C1等は、 1つの回転要素から入力される動力を 2つの回転要素に選択的に出力するものとして構成されてもよい。更に、上述のクラッチ C1等の適用対象となる 3つの回転要素は、少なくとも何れか一つが中空に形成されているとよいが、これに限られるものではない。更に、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, 20B, 20C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レ、。

[0055] 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力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、。

産業上の利用可能性

[0056] 本発明は、連結装置や動力出力装置、ハイブリッド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

互い同軸に配置される第 1回転要素と第 2回転要素とを該第 1および第 2回転要素と同軸に配置される第 3回転要素に選択的に連結可能な連結装置であって、前記第 1回転要素に設けられた第 1係合部と、

を備える連結装置。

請求項 1に記載の連結装置にお!/、て、

前記第 3係合部は、前記第 1および第 2係合部の双方の外周を囲む筒状部を有し前記第 1可動係合要素は、前記筒状部の内周部に前記軸方向に摺動自在に支持される環状部材であると共に前記筒状部に形成された第 1の孔部に揷通される第 1 連結部材を介して前記第 1駆動手段に連結されており、

前記第 1係合部は、前記第 1可動係合要素の内周部と係合可能であり、前記第 2可動係合要素は、前記筒状部の内周部に前記軸方向に摺動自在に支持される環状部材であると共に前記筒状部に形成された第 2孔部に揷通される第 2連結部材を介して前記第 2駆動手段に連結されており、

前記第 2係合部は、前記第 2可動係合要素の内周部と係合可能である動力出力装 [3] 前記第 1および第 2係合部は、前記第 1または第 2回転要素から径方向に延出されると共に前記第 1または第 2可動係合要素の内周部と係合可能な外周部を含むフランジ部である請求項 2に記載の連結装置。

[4] 請求項 1に記載の連結装置において、

前記第 3係合部は、前記第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲む筒状部を含み、

前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方に対応した前記第 1または第 2可動係合要素は、前記筒状部の内周部に前記軸方向に摺動自在に支持される環状部材であると共に前記筒状部に形成された孔部に揷通される連結部材を介して前記第 1または第 2駆動手段と連結されており、

前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方は、それに対応した前記第 1または第 2可動係合要素の内周部と係合可能であり、

前記第 1および第 2係合部の他方に対応した前記第 1または第 2可動係合要素は、前記筒状部の遊端部と係合可能である連結装置。

[5] 前記第 1および第 2係合部の他方は、前記第 1または第 2回転要素の端部の外周に形成される請求項 4に記載の連結装置。

[6] 前記第 1、第 2および第 3回転要素の少なくとも何れか一つは中空に形成されている請求項 1に記載の連結装置。

[7] 請求項 1に記載の連結装置において、

前記第 1可動係合要素と前記第 1駆動手段との一方に固定される第 1環状部材と、前記第 1可動係合要素と前記第 1駆動手段との他方に固定されると共に前記第 1 環状部材を回転自在に支持可能な第 1支持部材と、

前記第 2可動係合要素と前記第 2駆動手段との一方に固定される第 2環状部材と、前記第 2可動係合要素と前記第 2駆動手段との他方に固定されると共に前記第 2 環状部材を回転自在に支持可能な第 2支持部材と、

を更に備える連結装置。

[8] 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要素とを含むと共にこれら 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要素の何れか一方と接続される第 1 回転要素と、前記第 1回転要素と同軸に配置されると共に前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の他方と接続される第 2回転要素と、前記第 1および第 2回転要素と同軸に配置されると共に前記駆動軸と接続される第 3回転要素と、前記第 1 回転要素に設けられた第 1係合部と、前記第 1係合部と前記第 1、第 2および第 3回転要素の軸方向に間隔をおいて位置するように前記第 2回転要素に設けられた第 2 係合部と、前記第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲むように前記第 3回転要素に設けられた第 3係合部と、前記第 1および第 2係合部の他方と前記第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 1可動係合要素と、前記第 1可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 1駆動手段と、前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方と該第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 2可動係合要素と、前記第 2可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 2駆動手段とを含む連結装置とを備える動力出力装置。

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要素とを含むと共にこれら 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要素の何れか一方と接続される第 1 回転要素と、前記第 1回転要素と同軸に配置されると共に前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の他方と接続される第 2回転要素と、前記第 1および第 2回転要素と同軸に配置されると共に前記駆動軸と接続される第 3回転要素と、前記第 1 回転要素に設けられた第 1係合部と、前記第 1係合部と前記第 1、第 2および第 3回転要素の軸方向に間隔をおいて位置するように前記第 2回転要素に設けられた第 2 係合部と、前記第 1および第 2係合部の少なくとも何れか一方の外周を囲むように前記第 3回転要素に設けられた第 3係合部と、前記第 1および第 2係合部の他方と前記第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 1可動係合要素と、前記第 1可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 1駆動手段と、前記第 3係合部により囲まれた前記第 1および第 2係合部の一方と該第 3係合部との双方と係合可能であり、前記軸方向に移動可能に配置される第 2可動係合要素と、前記第 2可動係合要素を前記軸方向に移動させる第 2駆動手段とを含む連結装置とを備えるハイブリッド自動車。