WO2008065792A1

WO2008065792A1 - Dispositif fournissant une puissance utile, automobile équipée de ce dispositif et procédé de commande de ce dispositif

Info

Publication number: WO2008065792A1
Application number: PCT/JP2007/067650
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Katsuta; Hidehiro Oba
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-06-05
Also published as: JP2008141810A; EP2088670A1; US20100000814A1

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およびハイブリッド自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採って!/、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電動機のなす仕事と前記第 2電動機のなす仕事とが概ね等しく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電動機のなす仕事と第 2電動機のなす仕事とが概ね等しく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、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と共に、比較的単純な制御手順によって当該 2体の電動機をより適正に制御すること力 S可倉となる。

[0008] また、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。

[0009] 更に、記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素を前記駆動軸に連結可能な第 1遊星歯車機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素を前記駆動軸に連結可能な第 2遊星歯車機構とを含む遊星歯車式変速機であってもよい。また、前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素を前記駆動軸に連結可能な第 1遊星歯車機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素を前記駆動軸に連結可能な第 2遊星歯車機構とを含む遊星歯車式変速機であってもよい。加えて、前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な遊星歯車機構と、前記第 1および第 2要素の他方を前記駆動軸に連結可能な連結機構とを含む遊星歯車式変速機であってあよい。

[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、

を備えるものである。

[0011] この自動車は、 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可能なものである。従って、この自動車では、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力 Sでさる。

[0012] また、本発明による自動車は、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。

[0013] 更に、記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素を前記駆動軸に連結可能な第 1遊星歯車機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素を前記駆動軸に連結可能な第 2遊星歯車機構とを含む遊星歯車式変速機であってもよい。また、前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素を前記駆動軸に連結可能な第 1遊星歯車機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素を前記駆動軸に連結可能な第 2遊星歯車機構とを含む遊星歯車式変速機であってもよい。加えて、前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な遊星歯車機構と、前記第 1および第 2要素の他方を前記駆動軸に連結可能な連結機構とを含む遊星歯車式変速機であってあよい。

[0014] 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電動機のなす仕事と前記第 2電動機のなす仕事とが概ね等しく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。

[0015] 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、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と共に、比較的単純な制御手順によって当該 2体の電動機をより適正に制御することが可能となる。

[0016] この場合、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)では、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てもよい。

図面の簡単な説明

[0017] [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]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 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 200を示す概略構成図である。

[図 15]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

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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。

[0022] 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。

[0023] 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。 [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。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。

[0026] 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。

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。

[0028] 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。

[0029] 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。

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。 [0031] 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。

[0032] 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）。

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。

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。

[0036] 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

[0037] 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!/、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。

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。 [0040] 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。

[0041] 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 S100にて入力した回転数 Nml , Nm 2、ステップ S110にて設定した要求トルク Tr *、現変速比 γ 1 , γ 2および減速ギヤ機構 50の減速比 p rを用いてモータ MG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルク Tm2tmpを次式（ 1 )に従つて計算する（ステップ S 130)。式（ 1 )を用!/、て計算される仮モータトルク Tm2tmpは、モータ MG2のなす仕事とモータ MG1のなす仕事とを等しくしながら駆動軸 67に要求トルク Tr *を出力するときのモータ MG2のトルク値である。なお、式（1)は、図 11の共線図を用いて容易に導出可能である。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 S 140)。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（2)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（ステツプ S 150)。なお、式（2)は、図 11の共線図を用いて容易に導出可能なものであつて、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 M Gl , 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 , 3 2のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

Tm2tmp = ΤΓ*/( γ 1/ r + γ 2 · Nm2/Nml) · · · (!) Tml* = (Tr*_Tm2*/ pr- y 1)/ γ 2 --- (2)

[0043] 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。

[0044] 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、モータ MG2のなす仕事とモータ MG1のなす仕事とが概ね等しくなると共に駆動軸 67に要求トルク Tr*に基づくトルク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 Tml * , Tm2*力 S設定される（ステップ S130〜S150)。すなわち、図 12のステップ S130にて設定されるモータ MG2についての仮モータトルク Tm2tmpが最大定格トルク Tm2rat未満かつ最低出力 Tm2set以上であれば、トルク指令 Tm2*に応じてトルクを出力するモータ MG2のなす仕事と、トルク指令 T ml *に応じてトルクを出力するモータ MG1のなす仕事とは、理論上ほぼ同一となる。これにより、ハイブリッド自動車 20では、 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に連結する 2モータ走行モードの選択時に、モータ MG1および MG2はインバータ 31, 32等の発熱ができるだけ均等になるようにしてモータ M G1および MG2の何れか一方やそれに対応したインバータ 31, 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と共に、比較的単純な制御手順によって 2体のモータ MG1および MG2をより適正に制御することが可能となる。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 MG2の少なくとも何れか一方力もの動力を変速機 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ェンジン 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、ハイブリツド自動車 20では、モータ MG1、 MG2を用いたモータ走行時の登坂性能ゃト一イング性能等をより向上させることができる。

[0045] 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。

[0046] 図 13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 CI (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 13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 13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 CI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 CI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 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 15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 15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!/、。

[0052] 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、。

[0053] 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、

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、

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。

[3] 請求項 2に記載の動力出力装置において、

前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な少なくとも 1組の平行軸式ギヤ列を有する第 1変速機構と、前記第 1および第 2要素の他方を前記駆動軸に連結可能な少なくとも 1組の平行軸式ギヤ列を有する第 2変速機構とを含む平行軸式変速機である動力出力装置。

[4] 請求項 2に記載の動力出力装置において、

前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素を前記駆動軸に連結可能な第 1遊星歯車機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素を前記駆動軸に連結可能な第 2遊星歯車機構とを含む遊星歯車式変速機である動力出力装置

[5] 請求項 2に記載の動力出力装置において、

前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な遊星歯車機構と、前記第 1および第 2要素の他方を前記駆動軸に連結可能な連結機構とを含む遊星歯車式変速機である動力出力装置。

[6] 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、

を備える自動車。

[7] 請求項 6に記載の自動車であって、

内燃機関と、

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自動車。

[8] 請求項 7に記載の自動車において、

前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な少なくとも 1組の平行軸式ギヤ列を有する第 1変速機構と、前記第 1および第 2要素の他方を前記駆動軸に連結可能な少なくとも 1組の平行軸式ギヤ列を有する第 2変速機構とを含む平行軸式変速機である自動車。

[9] 請求項 7に記載の自動車において、

前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素を前記駆動軸に連結可能な第 1遊星歯車機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素を前記駆動軸に連結可能な第 2遊星歯車機構とを含む遊星歯車式変速機である自動車。

[10] 請求項 7に記載の自動車において、

前記変速伝達手段は、前記動力分配統合機構の前記第 1および第 2要素の何れか一方を前記駆動軸に連結可能な遊星歯車機構と、前記第 1および第 2要素の他方を前記駆動軸に連結可能な連結機構とを含む遊星歯車式変速機である自動車。

[11] 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、

ω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電動機のなす仕事と前記第 2電動機のなす仕事とが概ね等しく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。

請求項 11に記載の動力出力装置の制御方法におレ、て、

前記動力出力装置は、

内燃機関と、

前記ステップ（a)では、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。