(57)【要約】【課題】全体をコンパクトに構成可能であると共に電磁アクチュエータの作動音の発生を抑制することができる動力伝達装置の提供。【解決手段】変速機６０は、トランスミッションケース６００と、トランスミッションケース６００内の下部に形成されて変速機６０の構成要素を少なくとも潤滑可能なトランスミッションオイルを貯留するオイルパン６０５と、それぞれに対応した２つの要素と係合可能な可動係合部材１５１〜１５４と、オイルパン６０５に配置されると共に、可動係合部材１５１〜１５４を移動させて当該可動係合部材１５１〜１５４に対応した２つの要素同士の連結および該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータ１０１〜１０４とを有する。【選択図】図２
2008256075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの回転要素を含む複数の要素を有し、前記２つの回転要素間で動力を伝達可能な動力伝達装置であって、
前記複数の要素を収容するケーシングと、
前記ケーシング内の下部に形成されており、前記複数の要素を少なくとも潤滑可能な潤滑媒体を貯留する潤滑媒体貯留部と、
前記複数の要素のうちの少なくとも２つと係合可能な可動係合部材と、前記潤滑媒体貯留部に配置されると共に前記可動係合部材と連結されており、該可動係合部材を移動させて前記複数の要素のうちの少なくとも２つ同士の連結および該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータとを含む連結ユニットと、
を備える動力伝達装置。
【請求項２】
前記電磁アクチュエータは、
前記可動係合部材に連結されると共に所定方向に摺動可能なアクチュエータ軸と、
前記アクチュエータ軸に固定された永久磁石と、
前記永久磁石を挟むように配置される１対の固定磁極と、
前記各固定磁極の極性を変更可能な極性変更手段とを含む請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ軸の前記永久磁石から遠い側の端部を支持する軸受を更に備える請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記可動係合部材と前記アクチュエータ軸とは連結部材を介して互いに固定され、前記連結部材は、前記可動係合部材に固定される部位のサイズよりも前記アクチュエータ軸に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されている請求項２または３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載の動力伝達装置において、
前記可動係合部材に固定されると共に前記アクチュエータ軸に連結される可動軸を更に備え、前記アクチュエータ軸と前記可動軸とはオフセットして配置される動力伝達装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ軸と前記可動軸とは、それぞれ前記可動係合部材の移動方向に摺動可能であると共に、前記可動係合部材の移動方向と直交する方向にオフセットされている請求項５に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記可動軸の両端部を支持する軸受を更に備える請求項５または６に記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記可動係合部材と前記可動軸とは連結部材を介して互いに固定され、前記連結部材は、前記可動係合部材に固定される部位のサイズよりも前記可動軸に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されている請求項５から７の何れかに記載の動力伝達装置。
【請求項９】
前記要素として２つの動力入力要素と１つの動力出力要素とを含み、前記２つの動力入力要素からの動力を前記動力出力要素に選択的に伝達可能である請求項１から８の何れかに記載の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記要素として１つの動力入力要素と２つの動力出力要素とを含み、前記動力入力要素からの動力を前記２つの動力出力要素に選択的に伝達可能である請求項１から８の何れかに記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの回転要素を含む複数の要素を有し、当該２つの回転要素間で動力を伝達可能な動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車の一例である電動スクータ用の動力伝達ユニットとして、永久磁石が設置された円筒状のクラッチ可動部と励磁コイルが設置された円筒状のクラッチ駆動部とから構成されたドグクラッチと、クラッチ駆動部の励磁によるクラッチ可動部の移動に伴って作用力が反転する磁気回路とを含み、変速比を２段階に設定可能なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力伝達ユニットにおいて、クラッチ駆動部の両端のヨークは、クラッチ可動部の両端のヨークよりも両端厚みが大きく設定されており、クラッチ可動部が移動ストロークの終端に位置すると、クラッチ可動部の永久磁石とクラッチ駆動部のヨークとの間で吸引力が作用し、常にクラッチ可動部が噛み合う方向に力が働くようになる。なお、従来から、パートタイム式四輪駆動車の二駆四駆切換装置として、前輪を駆動する前輪用プロペラ軸と、後輪を駆動する後輪用プロペラ軸とを備え、一方のプロペラ軸が変速機の出力軸に常時接続状態で連動連結し、他方のプロペラ軸が一方のプロペラ軸に対して接続位置と切断位置との間で移動可動なクラッチ部材により断続可能に連動連結するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この二駆四駆切換装置では、クラッチ部材を移動させる油圧アクチュエータがクランクケース内部下方に配置されている。
【特許文献１】特開２００３−２３５１１５号公報
【特許文献２】特開平１１−２８６１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のような動力伝達ユニットによれば、クラッチ可動部が移動終端に到達すると、クラッチ駆動部の励磁コイルが無励磁となっても、クラッチ可動部の位置を固定することができる。ただし、上述のようにクラッチ可動部やクラッチ駆動部を円筒状に形成する場合、十分な吸引力を発生させるためには、クラッチ可動部やクラッチ駆動部の外径をある程度大きくとる必要が生じることから、その分だけ動力伝達装置のサイズが大きくなってしまう。また、ドグクラッチを作動させるべく上述のような電磁アクチュエータを用いた場合、磁石が他の部材に吸着する際の作動音が問題となる。
【０００４】
そこで、本発明は、全体をコンパクトに構成可能であると共に電磁アクチュエータの作動音の発生を抑制することができる動力伝達装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による動力伝達装置は、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】
本発明による動力伝達装置は、
少なくとも２つの回転要素を含む複数の要素を有し、前記２つの回転要素間で動力を伝達可能な動力伝達装置であって、
前記複数の要素を収容するケーシングと、
前記ケーシング内の下部に形成されており、前記複数の要素を少なくとも潤滑可能な潤滑媒体を貯留する潤滑媒体貯留部と、
前記複数の要素のうちの少なくとも２つと係合可能な可動係合部材と、前記潤滑媒体貯留部に配置されると共に前記可動係合部材と連結されており、該可動係合部材を移動させて前記複数の要素のうちの少なくとも２つ同士の連結および該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータとを含む連結ユニットと、
を備えるものである。
【０００７】
この動力伝達装置は、少なくとも２つの回転要素を含む複数の要素を収容するケーシングと、当該ケーシング内の下部に形成されて複数の要素を少なくとも潤滑可能な潤滑媒体を貯留する潤滑媒体貯留部と、複数の要素のうちの少なくとも２つ同士の連結および該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータとを備える。そして、当該電磁アクチュエータは、複数の要素のうちの少なくとも２つと係合可能な可動係合部材と、潤滑媒体貯留部に配置されると共に可動係合部材と連結されており、該可動係合部材を移動させて複数の要素のうちの少なくとも２つ同士の連結および該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータとを含む。このように、少なくとも２つの要素と係合可能な可動係合部材をケーシング内の下部に配置された電磁アクチュエータと連結すれば、例えば円筒形状に形成された電磁アクチュエータを用いる場合に比べて動力伝達装置の全体をコンパクト化することができる。また、電磁アクチュエータを潤滑媒体貯留部の適所に配置すれば、潤滑媒体の潤滑作用と緩衝作用とにより電磁アクチュエータの動作をスムースにすると共に作動音の発生を抑制することが可能となる。
【０００８】
また、前記電磁アクチュエータは、前記可動係合部材に連結されると共に所定方向に摺動可能なアクチュエータ軸と、前記アクチュエータ軸に固定された永久磁石と、前記永久磁石を挟むように配置される１対の固定磁極と、前記各固定磁極の極性を変更可能な極性変更手段とを含むものであってもよい。このような電磁アクチュエータを用いれば、各固定磁極の極性を変更することにより、何れか一方の固定磁極と永久磁石との吸着を解除すると共にアクチュエータ軸を摺動させて可動係合部材を移動させることが可能となり、永久磁石が他方の固定磁極と吸着すれば、固定磁極の極性の設定を解除しても可動係合部材による少なくとも２つの要素の連結状態あるいは連結解除状態を容易かつ確実に維持することができる。そして、このような電磁アクチュエータを潤滑媒体貯留部に配置すれば、潤滑媒体の緩衝作用により永久磁石と固定磁極との衝突音の発生を良好に抑制することが可能となる。
【０００９】
更に、上記動力伝達装置は、前記アクチュエータ軸の前記永久磁石から遠い側の端部を支持する軸受を更に備えてもよい。これにより、アクチュエータ軸の傾きを抑制すると共に当該アクチュエータ軸の摺動をスムースなものとし、ひいては可動係合部材の移動を良好なものとすることが可能となる。
【００１０】
また、前記可動係合部材と前記アクチュエータ軸とは連結部材を介して互いに固定されてもよく、前記連結部材は、前記可動係合部材に固定される部位のサイズよりも前記アクチュエータ軸に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されてもよい。これにより、アクチュエータ軸と連結部材との固定部の剛性を高めることが可能となり、それによりアクチュエータ軸の傾きを抑制すると共に当該アクチュエータ軸の摺動をスムースなものとすることができる。かかる構成は、特に可動係合部材を比較的細幅の環状体として形成した場合に特に有利である。
【００１１】
更に、上記動力伝達装置は、前記可動係合部材に固定されると共に前記アクチュエータ軸に連結される可動軸を更に備えてもよく、前記アクチュエータ軸と前記可動軸とはオフセットして配置されてもよい。これにより、潤滑媒体貯留部内における電磁アクチュエータの配置の自由度を高めることが可能となり、それにより動力伝達装置の全体をよりコンパクト化することができる。かかる構成は、特に、可動係合部材と電磁アクチュエータとの組を複数含む動力伝達装置において有利なものとなる。
【００１２】
この場合、前記アクチュエータ軸と前記可動軸とは、それぞれ前記可動係合部材の移動方向に摺動可能であると共に、前記可動係合部材の移動方向と直交する方向にオフセットされてもよい。これにより、可動係合部材の移動をスムースなものとしつつ、潤滑媒体貯留部内における電磁アクチュエータの配置の自由度を高めることが可能となる。
【００１３】
また、上記動力伝達装置は、前記可動軸の両端部を支持する軸受を更に備えてもよい。これにより、可動軸の傾きを抑制すると共に当該可動軸の摺動をスムースなものとし、ひいては可動係合部材の移動を良好なものとすることが可能となる。
【００１４】
更に、前記可動係合部材と前記可動軸とは連結部材を介して互いに固定されてもよく、前記連結部材は、前記可動係合部材に固定される部位のサイズよりも前記可動軸に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されてもよい。これにより、可動軸と連結部材との固定部の剛性を高めることが可能となり、それにより可動軸の傾きを抑制すると共に当該可動軸の摺動をスムースなものとすることができる。かかる構成は、特に可動係合部材を比較的細幅の環状体として形成した場合に特に有利である。
【００１５】
そして、上記動力伝達装置は、前記要素として２つの動力入力要素と１つの動力出力要素とを含み、前記２つの動力入力要素からの動力を前記動力出力要素に選択的に伝達可能なものであってもよい。この場合、動力伝達装置は、２つの動力入力要素からの動力をそれぞれ所定の変速比で選択的に動力出力要素に伝達可能な変速機として構成されてもよい。このような変速機は、例えば、第１の動力出力源に接続される入力要素と動力出力要素に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された第１変速用差動回転機構と、第２の動力出力源に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された第２変速用差動回転機構を含むものであってもよい。この場合、変速機は、第１変速用差動回転機構の固定可能要素を回転不能に固定可能な第１固定手段と、第２変速用差動回転機構の固定可能要素を回転不能に固定可能な第２固定手段とを含むものであってもよい。更に、変速機は、第１変速用差動回転機構および第２変速用差動回転機構の何れか一方の出力要素と固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段を更に含むものであってもよい。また、動力伝達装置は、２つの動力入力要素と、１つの動力出力要素と、２つの動力入力要素の一方と動力出力要素との双方と係合可能な第１の可動係合部材と、２つの動力入力要素の他方と動力出力要素との双方と係合可能な第２の可動係合部材と、第１の可動係合部材と連結された電磁アクチュエータと、第２の可動係合部材と連結された第２の電磁アクチュエータとを備えるものであってもよい。
【００１６】
また、上記動力伝達装置は、前記要素として１つの動力入力要素と２つの動力出力要素とを含み、前記動力入力要素からの動力を前記２つの動力出力要素に選択的に伝達可能なものであってもよい。この場合、動力伝達装置は、１つの動力入力要素と、２つの動力出力要素と、動力入力要素と２つの動力出力要素の一方との双方と係合可能な第１の可動係合部材と、動力入力要素と２つの動力出力要素の他方との双方と係合可能な第２の可動係合部材と、第１の可動係合部材と連結された電磁アクチュエータと、第２の可動係合部材と連結された第２の電磁アクチュエータとを備えるものであってもよい。
【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。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係る動力伝達装置としての変速機６０を備えた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、例えば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のクランクシャフト（機関軸）２６に接続された動力分配統合機構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６９に伝達可能な変速機６０と、ハイブリッド自動車２０の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【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ＥＣＵ２４には、例えばクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサといったエンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【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例えば同一諸元の同期発電電動機であり、インバータ３１，３２を介して二次電池であるバッテリ３５と電力のやり取りを行なう。インバータ３１，３２とバッテリ３５とを接続する電力ライン３９は、各インバータ３１，３２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ３５は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何れもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３０により駆動制御される。モータＥＣＵ３０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３３，３４からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ３０からは、インバータ３１，３２へのスイッチング制御信号等が出力される。モータＥＣＵ３０は、回転位置検出センサ３３，３４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
バッテリ３５は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３５を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ３５の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ３５の出力端子に接続された電力ライン３９に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ３５に取り付けられた温度センサ３７からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。また、バッテリＥＣＵ３６は、必要に応じてバッテリ３５の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。そして、実施例のバッテリＥＣＵ３６は、バッテリ３５を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ３５の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ３５の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ３５の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ３５の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。
【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４２と、互いに噛合すると共に一方がサンギヤ４１と他方がリングギヤ４２と噛合する２つのピニオンギヤ４３，４４の組を自転かつ公転自在に少なくとも１組保持するキャリア４５とを有するダブルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ４１（第２要素）とリングギヤ４２（第３要素）とキャリア４５（第１要素）と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ρ（サンギヤ４１の歯数をリングギヤ４２の歯数で除した値）がρ＜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）からエンジン２２に向けて延びる中空の第２モータ軸５５を介して第１電動機としてのモータＭＧ２（中空のロータ）が接続されている。更に、第３要素たるリングギヤ４２には、第２モータ軸５５およびモータＭＧ２を通って延びるリングギヤ軸４２ａおよびダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００２３】
また、図１に示すように、サンギヤ軸４１ａと第１モータ軸４６との間には、両者の接続（駆動源要素接続）および当該接続の解除を実行するクラッチＣ０（接続断接手段）が設けられている。実施例において、クラッチＣ０は、電磁アクチュエータ１００により駆動されるドグクラッチとして構成されており、クラッチＣ０によりサンギヤ軸４１ａと第１モータ軸４６との接続を解除した際には、第２電動機としてのモータＭＧ１と動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１との接続が解除されることになり、動力分配統合機構４０の機能によりエンジン２２を実質的にモータＭＧ１，ＭＧ２や変速機６０から切り離すことが可能となる。そして、このように動力分配統合機構４０のサンギヤ４１にクラッチＣ０を介して連結され得る第１モータ軸４６は、モータＭＧ１からエンジン２２とは反対側（車両後方）に更に延出され、変速機６０に接続される。また、動力分配統合機構４０のキャリア４５からは、中空のサンギヤ軸４１ａや第１モータ軸４６を通してエンジン２２とは反対側（車両後方）にキャリア軸（連結軸）４５ａが延出されており、このキャリア軸４５ａも変速機６０に接続される。これにより、実施例において、動力分配統合機構４０は互いに同軸に配置されたモータＭＧ１およびモータＭＧ２の間に両モータＭＧ１，ＭＧ２と同軸に配置され、エンジン２２はモータＭＧ２に同軸に並設されると共に動力分配統合機構４０を挟んで変速機６０と対向することになる。すなわち、実施例では、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２、動力分配統合機構４０および変速機６０という動力出力装置の構成要素が、車両前方から、エンジン２２、モータＭＧ２、（減速ギヤ機構５０）、動力分配統合機構４０、モータＭＧ１、変速機６０という順番で配置されることになる。これにより、動力出力装置をコンパクトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行するハイブリッド自動車２０に好適なものとすることができる。
【００２４】
減速ギヤ機構５０は、外歯歯車のサンギヤ５１と、このサンギヤ５１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ５２と、サンギヤ５１およびリングギヤ５２の双方と噛合する複数のピニオンギヤ５３と、複数のピニオンギヤ５３を自転かつ公転自在に保持するキャリア５４とを備えるシングルピニオン式遊星歯車機構である。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ρ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ＭＧ２と動力分配統合機構４０との間に配置して動力分配統合機構４０と一体化させれば、動力出力装置をより一層コンパクト化することができる。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ρとしたときに、ρ／（１−ρ）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、複数段階に変速比を設定可能な遊星歯車式自動変速機として構成されており、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５にキャリア軸４５ａを介して接続される第１変速用遊星歯車機構（第１変速用差動回転機構）ＰＧ１、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１にクラッチＣ０を介して接続され得る第１モータ軸４６に接続される第２変速用遊星歯車機構（第２変速用差動回転機構）ＰＧ２、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１に対して設けられたブレーキＢ１（第１固定手段）、第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２に対して設けられたブレーキＢ２（第２固定手段）、ブレーキＢ３（第３固定手段）およびクラッチＣ１（変速用接続断接手段）等を含む。
【００２６】
図１および図２に示すように、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１は、キャリア軸４５ａに接続されたサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１およびリングギヤ６２の双方と噛合するピニオンギヤ６３を複数保持すると共に駆動軸６９に接続されたキャリア６４とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ６１（入力要素）とリングギヤ６２（固定可能要素）とキャリア６４（出力要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。また、第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２は、第１モータ軸４６に接続されたサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６１およびリングギヤ６２の双方と噛合するピニオンギヤ６７を複数保持する第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１と共通のキャリア６４とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ６５（入力要素）とリングギヤ６６（固定可能要素）とキャリア６４（出力要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。実施例では、第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２が、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１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ＰＧ２のギヤ比（サンギヤ６５の歯数／リングギヤ６６の歯数）は、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比（サンギヤ６１の歯数／リングギヤ６２の歯数）ρ１よりも多少大きく設定されている（図３参照）。これら第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１、第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２、ブレーキＢ１，Ｂ２、Ｂ３およびクラッチＣ１を構成する各要素は、何れも変速機６０のトランスミッションケース（ケーシング）６００の内部に収容される。そして、変速機６０のキャリア６４から駆動軸６９に伝達された動力は、デファレンシャルギヤＤＦを介して最終的に駆動輪としての後輪ＲＷａ，ＲＷｂに出力されることになる。このように構成される変速機６０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大幅に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ＰＧ１および第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２は、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配統合機構４０の下流側にこれらと同軸に配置可能であるから、変速機６０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。
【００２７】
ブレーキＢ１は、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２をトランスミッションケース６００に対して回転不能に固定すると共に当該リングギヤ６２を解放して回転自在にすることができるものであり、電磁アクチュエータ１０１によりキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向に進退移動させられる可動係合部材１５１を含む、いわゆるドグクラッチとして構成されている。実施例において、可動係合部材１５１は、リングギヤ６２の外周に形成されたスプライン６２ａと、トランスミッションケース６００の内周面に固定された実施例では概ね環状の係止部材６０１の先端に形成されたスプライン６０１ａとの双方と係合可能な歯部１５１ａを有する比較的細幅の環状体として構成されている。また、ブレーキＢ２は、第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６をトランスミッションケース６００に対して回転不能に固定すると共に当該リングギヤ６６を解放して回転自在にすることができるものであり、電磁アクチュエータ１０２によりキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向に進退移動させられる可動係合部材１５２を含む、いわゆるドグクラッチとして構成されている。実施例において、可動係合部材１５２は、リングギヤ６６の外周に形成されたスプライン６６ａと、トランスミッションケース６００の内周面に固定された実施例では概ね環状の係止部材６０２の先端に形成されたスプライン６０２ａとの双方と係合可能な歯部１５２ａを有する比較的細幅の環状体として構成されている。更に、ブレーキＢ３は、第１モータ軸４６に固定された固定子６８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６８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、電磁アクチュエータ１０３によりキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向に進退移動させられる可動係合部材１５３を含む、いわゆるドグクラッチとして構成されている。実施例において、可動係合部材１５３は、固定子６８の外周に形成されたスプライン６８ａと、トランスミッションケース６００の内周面に固定された実施例では概ね環状の係止部材６０３の先端に形成されたスプライン６０３ａとの双方と係合可能な歯部１５３ａを有する比較的細幅の環状体として構成されている。また、クラッチＣ１は、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１や第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるキャリア６４と固定可能要素であるリングギヤ６２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、電磁アクチュエータ１０４によりキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向に進退移動させられる可動係合部材１５４を含む、いわゆるドグクラッチとして構成されている。実施例において、可動係合部材１５４は、リングギヤ６２の外周に形成されたスプライン６２ａと、キャリア６４の外周に形成されたスプライン６４ａとの双方と係合可能な歯部１５４ａを有する比較的細幅の環状体として構成されている。なお、詳細な説明を省略するが、上述のクラッチＣ０もクラッチＣ１と同様のドグクラッチとして構成される。
【００２８】
上述のブレーキＢ１〜Ｂ３、クラッチＣ０，Ｃ１の電磁アクチュエータ１００〜１０４としては、基本的に同様の構成を有するものが採用されており、何れもトランスミッションケース６００内の下部に形成されて変速機６０の構成要素を潤滑・冷却するためのトランスミッションオイルを貯留するオイルパン６０５内に配置されている。以下、これらの電磁アクチュエータ１００〜１０４の構成を電磁アクチュエータ１０２を例にとって説明する。図２に示すように、電磁アクチュエータ１０２は、可動係合部材１５２に連結されると共に所定方向に摺動可能なアクチュエータ軸１１０と、アクチュエータ軸１１０に固定された永久磁石１１１と、中空に形成されると共に当該永久磁石１１１を挟むように配置される１対の固定磁極１１２，１１３と、固定磁極１１２と接続されたコイル１１４と、固定磁極１１３に接続されたコイル１１５とを含む。アクチュエータ軸１１０は、固定磁極１１２および１１３の孔部に挿通されると共に、その両端部が固定磁極１１２およびコイル１１４の外方ならびに固定磁極１１３およびコイル１１５の外方に配置された軸受１１６，１１７により摺動自在に支持されており、キャリア軸４５ａや第１モータ軸４６と平行に延在する。実施例において、図中左側の軸受１１６は、係止部材６０２の基端部により保持され、図中右側の軸受１１７は、オイルパン６０５の表面に固定されている。ただし、例えば図中右側の軸受１１７を省略すると共に、固定磁極１１２，１１３およびコイル１１４，１１５の少なくとも何れか１つに軸受の機能をもたせてもよい。永久磁石１１１は、例えば円盤状に形成され、固定磁極１１２および１１３の間に位置すると共に、固定磁極１１２側と固定磁極１１３側とで極性が異なるように（以下、説明を簡単にするために永久磁石１１１の固定磁極１１２側の極性がＮ極性であると共に固定磁極１１３側の極性がＳ極性であるものとする）アクチュエータ軸１１０に固定されている。固定磁極１１２，１１３、コイル１１４および１１５は、ベースプレート１１８に取り付けられ、ベースプレート１１８は、オイルパン６０５の表面に固定されている。コイル１１４および１１５は、それぞれ駆動回路１０５（図１参照）に接続されており、駆動回路１０５は、電磁アクチュエータ１００〜１０４のコイル１１４および１１５に対して個別に電圧を印加して各コイル１１４，１１５の極性を変化させることができるように構成されている。また、アクチュエータ軸１１０の一端（図中左端）には、連結ロッド１１９を介して可動軸１２０が連結されている。可動軸１２０の両端部は、図２に示すように、軸受１１６の上部に位置するように係止部材６０２により保持された軸受１２１と、軸受１１７の上部に固定された軸受１２２とにより摺動自在に支持されている。これにより、アクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とは、可動係合部材１５２の移動方向すなわちキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向と直交する図中上下方向にオフセットされることになる。そして、可動軸１２０は、連結部材１２５を介して可動係合部材１５２に固定される。実施例において、連結部材１２５は、例えば上底よりも下底が長い  断面台形状を有しており、上底���が可動係合部材１５２に固定されると共に下底側が可動軸１２０に固定される。すなわち、連結部材１２５は、可動係合部材１５２に固定される部位のサイズよりも可動軸１２０に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されている。
【００２９】
上述の電磁アクチュエータ１００〜１０４を用いた場合、駆動回路１０５やコイル１１４，１１５を用いて各固定磁極１１２，１１３の極性を変更することにより、何れか一方の固定磁極１１２または１１３と永久磁石１１１との吸着を解除すると共にアクチュエータ軸１１０および可動軸１２０を摺動させて可動係合部材１５２を移動させることが可能となり、それにより、ブレーキＢ１〜Ｂ３やクラッチＣ０およびＣ１に対応した２つの要素同士の連結と当該連結の解除とを実行することが可能となる。また、永久磁石１１１が他方の固定磁極１１３または１１２と吸着すれば、駆動回路１０５やコイル１１４，１１５を用いた固定磁極１１２，１１３の極性の設定を解除しても可動係合部材１５２による２つの要素の連結状態を容易かつ確実に維持することができる。例えば、図２に示すように永久磁石１１１が固定磁極１１２に吸着しており、ブレーキＢ２によりリングギヤ６６が係止部材６０２を介してトランスミッションケース６００に対して回転不能に固定されているときに、固定磁極１１２の極性と固定磁極１１３の極性とが何れもＮ極性となるように駆動回路１０５から電磁アクチュエータ１０２のコイル１１４および１１５に電圧を印加すれば、斥力により永久磁石１１１と左側の固定磁極１１２との吸着が解除されると共に固定磁極１１３と永久磁石１１１とが互いに引き付け合ってアクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とが図中右方向に摺動し、永久磁石１１１が右側の固定磁極１１３と吸着するようになる。そして、この状態で駆動回路１０５からのコイル１１４，１１５に対する電圧の印加を停止しても、その磁力により永久磁石１１１は固定磁極１１３に吸着し続ける。このような可動軸１２０の移動に伴ってそれに固定された可動係合部材１５２も図中右方向に移動し、それによりリングギヤ６６が係止部材６０２から解放されて回転自在となり、永久磁石１１１の固定磁極１１３への吸着によりリングギヤ６６の解放状態が維持されることになる。また、このようなリングギヤ６６と係止部材６０２との係合が解除された状態で、固定磁極１１２の極性と固定磁極１１３の極性とが何れもＳ極性となるように駆動回路１０５から電磁アクチュエータ１０２のコイル１１４および１１５に電圧を印加すれば、斥力により永久磁石１１１と右側の固定磁極１１３との吸着が解除されると共に固定磁極１１４と永久磁石１１１とが互いに引き付け合ってアクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とが図中左方向に摺動し、永久磁石１１１が左側の固定磁極１１２と吸着するようになる。この結果、可動軸１２０の移動に伴ってそれに固定された可動係合部材１５２も図中左方向に移動し、それによりリングギヤ６６が係止部材６０２と係合して回転不能となり、永久磁石１１１の固定磁極１１２への吸着によりリングギヤ６６の回転不能状態が維持されることになる。そして、これらと同様の手順に従って電磁アクチュエータ１００，１０１，１０３，１０４を作動させれば、ブレーキＢ１，Ｂ３，クラッチＣ０，Ｃ１を上述のように作動させることが可能となる。
【００３０】
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等とを備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８７からの車速Ｖが入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、バッテリＥＣＵ３６と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、バッテリＥＣＵ３６と各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。また、クラッチＣ０や変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３およびクラッチＣ１の電磁アクチュエータ１００〜１０４のコイル１１４，１１５に対して電圧を印加する駆動回路１０５もハイブリッドＥＣＵ７０により制御される。
【００３１】
次に、図３から図１１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、ハイブリッド自動車２０が図３から図８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ＥＣＵ７０の統括的な制御のもと、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２が、モータＥＣＵ３０によりモータＭＧ１，ＭＧ２が制御され、電磁アクチュエータ１００〜１０４（クラッチＣ０、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３およびクラッチＣ１）はハイブリッドＥＣＵ７０により直接制御される。また、図３から図８において、Ｓ軸は動力分配統合機構４０のサンギヤ４１の回転数（モータＭＧ１すなわち第１モータ軸４６の回転数Ｎｍ１）を、Ｒ軸は動力分配統合機構４０のリングギヤ４２の回転数（エンジン２２の回転数Ｎｅ）を、Ｃ軸は動力分配統合機構４０のキャリア４５（キャリア軸４５ａおよび減速ギヤ機構５０のリングギヤ５２）の回転数を、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）をそれぞれ示す。また、６１，６５軸は変速機６０の第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤ６１および第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５の回転数を、６４軸は変速機６０のキャリア６４（駆動軸６９）の回転数を、６２軸は第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２の回転数を、６６軸は第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６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Ｃ０の係合とエンジン２２の運転とを伴う走行時に、図３に示すようにブレーキＢ１により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２をトランスミッションケース６００に対して回転不能に固定すれば変速機６０が第１変速状態（１速）に設定され、キャリア軸４５ａからの動力を第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比ρ１に基づく変速比（ρ１／（１＋ρ１））で変速して駆動軸６９に伝達することができる。また、図３の第１変速状態のもと、モータＭＧ１（サンギヤ４１および第１モータ軸４６）の回転数Ｎｍ１の低下に伴い、それまで負の値を示していた第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６の回転数が値０に概ね一致すれば、図４に示すように、ブレーキＢ１により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２を回転不能に固定したまま、ブレーキＢ２により第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６を回転不能に固定することが可能となる。以下、このようにブレーキＢ１，Ｂ２により変速機６０の第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２と第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との双方を回転不能に固定するようなモードを「同時係合モード」といい、特に、図４に示す状態を「１−２速同時係合状態」という。かかる１−２速同時係合状態のもとで、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、力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）を電気エ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（第１変速状態の変速比と第２変速状態の変速比との間の値）で機械的（直接）に駆動軸６９へと伝達することができる。そして、図４の１−２速同時係合状態のもとでブレーキＢ２により第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６をトランスミッションケース６００に対して回転不能に固定したままブレーキＢ１を解放状態として第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２を回転自在とすれば、図５に示すように、変速機６０が第２変速状態（２速）に設定され、第１モータ軸４６からの動力を第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比ρ２に基づく変速比（ρ２／（１＋ρ２））で変速して駆動軸６９に伝達することができる。
【００３３】
更に、図５の第２変速状態のもとで、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１を構成するサンギヤ６１、リングギヤ６２およびキャリア６４の回転数が互いに概ね一致し、これらの要素が実質的に一体となって回転するようになると、図６に示すように、クラッチＣ１により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４とリングギヤ６２とを接続することが可能となる。以下、このようにブレーキＢ２により第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６を回転不能に固定したまま第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４とリングギヤ６２とをクラッチＣ１により接続するようなモードも「同時係合モード」といい、特に、図６に示す状態を「２−３速同時係合状態」という。かかる２−３速同時係合状態のもとで、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、力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）を電気エ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（第２変速状態の変速比と第３変速状態での変速比との間の値）で機械的（直接）に駆動軸６９へと伝達することができる。そして、図６の２−３速同時係合状態のもとで、ブレーキＢ２を解放状態として第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６を回転自在とすれば、変速機６０が第３変速状態（３速）に設定される。図７に示す第３変速状態のもとでは、クラッチＣ１により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤ６１、リングギヤ６２およびキャリア６４が実質的にロックされて一体に回転することから、図７に示すように、動力分配統合機構４０のキャリア４５からの動力がキャリア軸４５ａや各要素が一体に回転する第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２等を介して駆動軸６９に直接（変速比１で）伝達されることになる。かかる第３変速状態のもとでは、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に直結された駆動軸６９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。
【００３４】
また、図７の第３変速状態のもとで、モータＭＧ１、第１モータ軸４６、サンギヤ４１および第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤ６１の回転数が値０に近づくと、図８に示すように、ブレーキＢ３により固定子６８および第１モータ軸４６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を回転不能に固定することが可能となる。以下、このようにクラッチＣ１によりキャリア６４とリングギヤ６６とを接続して変速機６０の第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１を実質的にロックしたままブレーキＢ３により第１モータ軸４６（モータＭＧ１）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８に示す状態を「３速固定状態」という。かかる３速固定状態のもとで、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、力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）を電気エ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（第３変速状態の変速比よりも増速側の値）で変速された上で駆動軸６９へと直接伝達することができる。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。
【００３５】
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ヤ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３から図８と同様のものを示すと共に、５４軸は減速ギヤ機構５０のキャリア５４の回転数を、５１軸は減速ギヤ機構５０のサンギヤ５１の回転数（モータＭＧ２すなわち第２モータ軸５５の回転数Ｎｍ２）をそれぞれ示し、ρは動力分配統合機構４０のギヤ比（サンギヤ４１の歯数／リングギヤ４２の歯数）を、ρｒは減速ギヤ機構５０の減速比（サンギヤ５１の歯数／リングギヤ５２の歯数）を、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、Ｃ軸および５１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るものとする。更に、図９において、太線矢印は、各要素に作用するトルクを示し、矢印が図中上向きである場合にはトルクの値が正であり、矢印が図中下向きである場合にはトルクの値が負であるものとする（図３から図８、図１０および図１１も同様）。
【００３６】
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。かかる第２トルク変換モードのもとでは、エンジン２２からの動力が動力分配統合機構４０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてサンギヤ４１に出力され、モータＭＧ２の回転数を制御することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅと出力要素たるサンギヤ４１の回転数との比を無段階かつ連続的に変化させることができる。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。
【００３７】
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の変速状態（変速比）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替えられるので、特に電動機として機能するモータＭＧ２またはＭＧ１の回転数Ｎｍ２またはＮｍ１が高まったときに、発電機として機能するモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２が負の値にならないようにすることができる。従って、ハイブリッド自動車２０では、第１トルク変換モードのもとで、モータＭＧ１の回転数が負になることに伴いキャリア軸４５ａに出力される動力の一部を用いてモータＭＧ２が発電すると共にモータＭＧ２により発電された電力をモータＭＧ１が消費して動力を出力するという動力循環や、第２トルク変換モードのもとで、モータＭＧ２の回転数が負になることに伴い第１モータ軸４６に出力される動力の一部を用いてモータＭＧ１が発電すると共にモータＭＧ１により発電された電力をモータＭＧ２が消費して動力を出力するという動力循環の発生を抑制することが可能となり、より広範な運転領域において動力の伝達効率を向上させることができる。また、このような動力循環の抑制に伴いモータＭＧ１，ＭＧ２の最高回転数を抑えることができるので、それによりモータＭＧ１，ＭＧ２を小型化することも可能となる。更に、ハイブリッド自動車２０では、上述の１−２速同時係合状態、２−３速同時係合状態および３速固定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６９へと伝達することができるので、電気エネルギへの変換を伴うことなくエンジン２２から駆動軸６９に動力を機械的に出力する機会を増やして、より広範な運転領域において動力の伝達効率をより一層向上させることができる。一般に、エンジンと２体の電動機と遊星歯車機構のような差動回転機構とを用いた動力出力装置では、エンジンと駆動軸との間の減速比が比較的大きいときにエンジンの動力が電気エネルギにより多く変換されるので動力の伝達効率が悪化すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の発熱を招く傾向にあることから、上述の同時係合モードは、特にエンジン２２と駆動軸との間の減速比が比較的大きい場合に有利なものとなる。
【００３８】
続いて、図１１等を参照しながら、エンジン２２を停止させた状態でバッテリ３５からの電力を用いてモータＭＧ１やモータＭＧ２に動力を出力させ、それによりハイブリッド自動車２０を走行させるモータ走行モードの概要について説明する。実施例のハイブリッド自動車２０において、モータ走行モードは、クラッチ係合１モータ走行モードと、クラッチ解放１モータ走行モードと、２モータ走行モードとに大別される。クラッチ係合１モータ走行モードを実行する際には、クラッチＣ０を繋いだ上で、変速機６０を第１変速状態または第３変速状態に設定してモータＭＧ２のみに動力を出力させるか、変速機６０の第２変速状態に設定してモータＭＧ１のみ動力を出力させる。クラッチ係合１モータ走行モードのもとでは、クラッチＣ０により動力分配統合機構４０のサンギヤ４１と第１モータ軸４６とが接続されることから、動力を出力していないモータＭＧ１またはＭＧ２は、動力を出力しているモータＭＧ２またはＭＧ１に連れ回されて空転する（図１１における破線参照）。また、クラッチ解放１モータ走行モードを実行する際には、クラッチＣ０を解放状態とした上で、変速機６０を第１変速状態または第３変速状態に設定してモータＭＧ２のみに動力を出力させるか、変速機６０の第２変速状態に設定してモータＭＧ１のみ動力を出力させる。クラッチ解放１モータ走行モードのもとでは、図１１において一点鎖線および二点鎖線で示すように、クラッチＣ０が解放状態とされてサンギヤ４１と第１モータ軸４６との接続が解除されることから動力分配統合機構４０の機能により停止されたエンジン２２のクランクシャフト２６の連れ回しが回避されると共にモータＭＧ１またはＭＧ２の連れ回しが回避され、それにより動力の伝達効率の低下を抑制することができる。更に、２モータ走行モードを実行する際には、クラッチＣ０を解放状態とすると共にブレーキＢ１，Ｂ２およびクラッチＣ１を用いて変速機６０を上述の１−２速同時係合状態または２−３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６９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。
【００３９】
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ているときには、動力が効率よく駆動軸６９に伝達されるように変速機６０の変速状態（変速比）を容易に変更することができる。例えば、クラッチＣ０を解放状態とした上でブレーキＢ１により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２をトランスミッションケースに固定して変速機６０を第１変速状態に設定すると共にモータＭＧ２のみに動力を出力させているときに変速機６０の変速比をシフトアップ側に変更する場合には、モータＭＧ１を駆動制御して第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６の回転数を値０に近づける。次いで、ブレーキＢ２により第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６をトランスミッションケースに固定すれば、上述の１−２速同時係合状態へと移行することができる。その後、ブレーキＢ１を解放状態として第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２を回転自在とすると共にモータＭＧ１のみに動力を出力させれば、変速機６０を第２変速状態に設定してその変速比をシフトアップ側（２速）に変更することができる。また、クラッチＣ０を解放状態とした上で変速機６０を第２変速状態に設定すると共にモータＭＧ１のみに動力を出力させているときに変速機６０の変速比をシフトアップ側に変更する場合には、モータＭＧ２を駆動制御して第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２の回転数をキャリア６４（駆動軸６９）の回転数と同期させる。次いで、クラッチＣ１により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４とリングギヤ６２とを接続すれば、上述の２−３速同時係合状態へと移行することができる。その後、ブレーキＢ２を解放状態として第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６を回転自在とすると共にモータＭＧ２のみに動力を出力させれば、変速機６０を第３変速状態に設定してその変速比をシフトアップ側（３速）に変更することができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行モードのもとでも、変速機６０を用いてキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の回転数を変速してトルクを増幅等することができるので、モータＭＧ１，ＭＧ２に要求される最大トルクを低下させることが可能となり、モータＭＧ１，ＭＧ２の小型化を図ることができる。また、このようなモータ走行中における変速機６０の変速比の変更に際しても、一旦変速機６０の同時係合状態すなわち２モータ走行モードが実行されることから、変速比の変更時におけるいわゆるトルク抜けを生じることはなく、変速比の変更を極めてスムースかつショック無く実行することが可能となる。
【００４０】
なお、モータ走行モードのもとで変速機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。また、クラッチ係合１モータ走行モードのもとで要求駆動力が高まったり、バッテリ３５の残容量ＳＯＣが低下したりしたような場合には、変速機６０の変速比に応じて動力を出力しないことになるモータＭＧ１またはＭＧ２によるエンジン２２のクランキングを実行し、それによりエンジン２２を始動させる。更に、クラッチ解放１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、それまで動力を出力していなかったモータＭＧ１またはＭＧ２を駆動制御してその回転数Ｎｍ１またはＮｍ２を動力分配統合機構４０のサンギヤ４１またはキャリア４５の回転数と同期させた上でクラッチＣ０を繋ぎ、当該モータＭＧ１またはＭＧ２によるエンジン２２のモータリングを実行してエンジン２２を始動させればよい。これにより、駆動軸６９に動力を滑らかに伝達しながら、エンジン２２を始動させることが可能となる。そして、２モータ走行モードのもとでエンジン２２を始動させる場合には、まず変速機６０の目標変速比等に応じて継続して動力を出力させる一方のモータＭＧ１またはＭＧ２を選択した上で、継続して動力を出力させない他方のモータＭＧ２またはＭＧ１による動力を上記一方のモータＭＧ１またはＭＧ２に出力させる動力移換処理を実行する。そして、動力移換処理の完了後にブレーキＢ２またはＢ１を解放状態とすることにより継続して動力を出力させない他方のモータＭＧ２またはＭＧ１を変速機６０から切り離した上で、当該他方のモータＭＧ２またはＭＧ１を駆動制御してその回転数Ｎｍ２またはＮｍ１を動力分配統合機構４０のキャリア４５またはサンギヤ４１の回転数と同期させた上でクラッチＣ０を繋ぎ、当該モータＭＧ２またはＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを実行してエンジン２２を始動させればよい。これにより、駆動軸６９に動力を滑らかに伝達しながら、エンジン２２を始動させることが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０は、動力入力要素としてキャリア軸４５ａに接続されたサンギヤ６１と第１モータ軸４６に接続されたサンギヤ６５とを含むと共に動力出力要素として駆動軸６９に接続されたキャリア６４を含み、サンギヤ６１および６５からの動力をそれぞれ所定の変速比で選択的にキャリア６４（駆動軸６９）に伝達可能な動力伝達装置としての変速機６０を備える。この変速機６０は、サンギヤ６１，６５やキャリア６４を含む複数の要素を収容するトランスミッションケース６００と、当該トランスミッションケース６００内の下部に形成されて変速機６０の構成要素を少なくとも潤滑可能なトランスミッションオイルを貯留するオイルパン６０５と、可動係合部材１５１に連結されて第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２と係止部材６０１との連結および当該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータ１０１と、可動係合部材１５２に連結されて第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６と係止部材６０２との連結および当該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータ１０２と、可動係合部材１５３に連結されて第１モータ軸４６に固定された固定子６８と係止部材６０３との連結および当該連結の解除を可能とする電磁アクチュエータ１０３と、可動係合部材１５４に連結されて第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１の出力要素であるキャリア６４と固定可能要素であるリングギヤ６２との接続および当該接続の解除を可能とする電磁アクチュエータ１０４とを備える。そして、これらの電磁アクチュエータ１０１〜１０４は、トランスミッションケース６００内の下部に形成されたオイルパン６０５に配置されている。
【００４２】
このように、それぞれに対応した２つの要素と係合可能な可動係合部材１５１〜１５４をトランスミッションケース６００内の下部に配置された電磁アクチュエータ１０１〜１０４と連結すれば、例えば円筒形状に形成された電磁アクチュエータを用いる場合に比べて変速機６０の全体をコンパクト化することができる。また、電磁アクチュエータ１０１〜１０４をオイルパン６０５の適所に配置すれば、トランスミッションオイルの潤滑作用と緩衝作用とにより電磁アクチュエータ１０１〜１０４の動作をスムースにすると共に作動音の発生を抑制することが可能となる。なお、電磁アクチュエータ１０１〜１０４は、それぞれの全体がトランスミッションオイルの液面よりも下に位置してもよく、電磁アクチュエータ１０１〜１０４の一部がトランスミッションオイルの液面から上方に位置してもよい。すなわち、電磁アクチュエータ１０１〜１０４をオイルパン６０５内に配置するに際しては、トランスミッションオイルの特性等を踏まえて、電磁アクチュエータ１０１〜１０４の動作がスムースになると共に作動音の発生が抑制されるように電磁アクチュエータ１０１〜１０４の配置箇所を定めればよい。
【００４３】
また、電磁アクチュエータ１０１〜１０４は、可動係合部材１５１〜１５４に連結されると共に所定方向に摺動可能なアクチュエータ軸１１０と、アクチュエータ軸１１０に固定された永久磁石１１１と、永久磁石１１１を挟むように配置される１対の固定磁極１１２，１１３と、各固定磁極１１２，１１３の極性を変更するための駆動回路１０５とを含むものである。従って、ハイブリッドＥＣＵ７０により駆動回路１０５を制御して各固定磁極１１２，１１３の極性を変更すれば、何れか一方の固定磁極１１２または１１３と永久磁石１１１との吸着を解除すると共にアクチュエータ軸１１０を摺動させて可動係合部材１５１〜１５４を移動させることが可能となり、永久磁石１１１が他方の固定磁極１１３または１１２と吸着すれば、固定磁極１１２，１１３の極性の設定を解除しても可動係合部材１５１〜１５４による２つの要素の連結状態あるいは連結解除状態を容易かつ確実に維持することができる。そして、このような電磁アクチュエータ１０１〜１０４をオイルパン６０５に配置すれば、トランスミッションオイルの緩衝作用により永久磁石１１１と固定磁極１１２または１１３との衝突音の発生を良好に抑制することが可能となる。
【００４４】
更に、変速機６０は、可動係合部材１５１〜１５４に固定されると共にアクチュエータ軸１１０に連結される可動軸１２０を含み、実施例においてアクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とがオフセットして配置されている。これにより、オイルパン６０５内における電磁アクチュエータ１０１〜１０４の配置の自由度を高めることが可能となり、可動係合部材１５１〜１５４と電磁アクチュエータ１０１〜１０４との組を複数含む変速機６０の全体をよりコンパクト化することができる。また、実施例のように、アクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とを、それぞれ可動係合部材１５１〜１５４の移動方向に摺動可能とすると共に、可動係合部材１５１〜１５４の移動方向と直交する方向にオフセットして配置すれば、可動係合部材１５１〜１５４の移動をスムースなものとしつつ、オイルパン６０５内における電磁アクチュエータ１０１〜１０４の配置の自由度を高めることが可能となる。ここで、上記実施例の変速機６０では、アクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とを、可動係合部材１５１〜１５４の移動方向（キャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向）と直交する図中上下方向にオフセットして配置しているが、これに限られるものではない。すなわち、アクチュエータ軸１１０と可動軸１２０とは、図１２に示す変速機６０Ａのように、可動係合部材１５１（〜１５４）の移動方向（キャリア軸４５ａや第１モータ軸４６の軸方向）と直交するトランスミッションケース６００の幅方向（紙面を垂直に貫通する方向）にオフセットして配置されてもよい。更に、可動軸１２０の両端部を軸受１１６Ａおよび１１７Ａにより支持すれば、可動軸１２０の傾きを抑制すると共に当該可動軸１２０の摺動をスムースなものとし、ひいては可動係合部材１５１〜１５４の移動を良好なものとすることが可能となる。また、実施例の変速機６０では、可動係合部材１５１〜１５４と可動軸１２０とが連結部材１２５を介して互いに固定されており、連結部材１２５は、可動係合部材１５１〜１５４に固定される部位のサイズよりも可動軸１２０に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されている。これにより、可動軸１２０と連結部材１２５との固定部の剛性を高めることが可能となり、それにより可動軸１２０の傾きを抑制すると共に、可動係合部材１５１〜１５４を比較的細幅の環状体として形成しても、その摺動をスムースなものとすることができる。
【００４５】
なお、実施例の変速機６０では、アクチュエータ軸１１０と可動係合部材１５１〜１５４とが可動軸１２０を介して互いに連結されているが、これに限られるものではない。すなわち、可動軸を用いることなく、図１３に示す電磁アクチュエータ１０１Ａのように、可動係合部材１５１（〜１５４）とアクチュエータ軸１１０とが連結部材１２５を介して互いに固定されてもよい。この場合、図１３に示すように、アクチュエータ軸１１０の永久磁石１１１から遠い側の端部を支持する軸受１１７Ａを用いれば、アクチュエータ軸１１０の傾きを抑制すると共に当該アクチュエータ軸１１０の摺動をスムースなものとし、ひいては可動係合部材１５１〜１５４の移動を良好なものとすることが可能となる。また、この場合には、固定磁極１１２，１１３およびコイル１１４，１１５の少なくとも何れか１つに軸受の機能をもたせてもよい。そして、電磁アクチュエータ１０１Ａについても、連結部材１２５は、可動係合部材１５１〜１５４に固定される部位のサイズよりもアクチュエータ軸１１０に固定される部位のサイズが大きくなるように形成されるとよい。これにより、アクチュエータ軸１１０と連結部材１２５との固定部の剛性を高めることが可能となり、それによりアクチュエータ軸１１０の傾きを抑制すると共に、可動係合部材１５１〜１５４を比較的細幅の環状体として形成しても、その摺動をスムースなものとすることができる。
【００４６】
そして、上記変速機６０は、３要素式の第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１および第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２を含む変速機６０を備えるものであり、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配統合機構４０の下流側（車両後方側）にこれらと同軸に配置可能であると共に、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大幅に小さくすることができるものである。従って、上述のエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２、動力分配統合機構４０および変速機６０を備えた動力出力装置は、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に極めて好適なものとなる。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構４０がモータＭＧ１およびＭＧ２の間に両者と同軸に配置されることから、モータＭＧ１，ＭＧ２として径方向のサイズがより小さいものを採用することが可能となる。これにより、動力出力装置をコンパクトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行するハイブリッド自動車２０に好適なものとすることができる。また、動力分配統合機構４０を３要素式遊星歯車機構とすることにより、それを小型化して動力出力装置をより一層コンパクトかつ搭載性に優れたものとすることができる。更に、変速機６０によれば、第１固定手段としてのブレーキＢ１によって第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２を回転不能に固定することにより、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５を出力要素とすると共に当該キャリア４５に接続されるモータＭＧ２を電動機として機能させ、かつ反力要素となる動力分配統合機構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によれば、第２固定手段としてのブレーキＢ２によって第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２の固定可能要素たるリングギヤ６６を回転不能に固定することにより、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１を出力要素とすると共に当該サンギヤ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。従って、ハイブリッド自動車２０では、ブレーキＢ１による第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２の固定とブレーキＢ２による第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６の固定との切り換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Ｎｍ１が高まったときに、発電機として機能するモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２が負の値にならないようにして、いわゆる動力循環の発生を抑制することができる。また、変速機６０によれば、ブレーキＢ１，Ｂ２によって第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２と第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との双方を回転不能に固定することにより、エンジン２２からの動力を固定された変速比で機械的に駆動軸６９へと伝達することが可能となる。この結果、ハイブリッド自動車２０では、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。
【００４７】
更に、変速機６０は、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１の出力要素であるキャリア６４と固定可能要素であるリングギヤ６２との接続および当該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段としてのクラッチＣ１を含むものである。従って、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４とリングギヤ６２とを接続すると共に、ブレーキＢ２により第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２の固定可能要素たるリングギヤ６６を回転不能に固定して変速機６０を２−３速同時係合状態に設定することにより、ブレーキＢ１，Ｂ２により第１変速用遊星歯車機構のリングギヤ６２と第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤとの双方を回転不能に固定した１−２速同時係合状態とは異なる固定の変速比でエンジン２２からの動力を機械的に駆動軸６９へと伝達することが可能となる。そして、かかる２−３速同時係合状態のもとでブレーキＢ２を解放状態として第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６を回転可能とすることにより変速機６０を第３変速状態に設定すれば、クラッチＣ１により第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２の各要素が実質的にロックされて一体に回転することから、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５からの動力を駆動軸６９に直接伝達することができる。これにより、ハイブリッド自動車２０では、より一層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。なお、変速機６０は、第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素となるキャリア６４と固定可能要素であるリングギヤ６６との接続および当該接続の解除を実行可能なクラッチを含むものとして構成されてもよい。
【００４８】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１を回転不能に固定可能な第３固定手段としてのブレーキＢ３が変速機６０に含まれている。これにより、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１の出力要素であるキャリア６４と固定可能要素であるリングギヤ６２とを接続して変速機６０を第３変速状態に設定したときに発電機として機能するモータＭＧ１と接続されている動力分配統合機構４０の第２要素たるサンギヤ４１（反力要素）を回転不能に固定すれば、ブレーキＢ１，Ｂ２により第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２と第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との双方が回転不能に固定される１−２速同時係合状態や、第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４とリングギヤ６２とが接続される２−３速同時係合状態と異なる固定の変速比でエンジン２２からの動力を機械的に駆動軸６９へと伝達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、より一層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。なお、第３固定手段としてのブレーキＢ３は、変速機６０が第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素となるキャリア６４と固定可能要素であるリングギヤ６６との接続および当該接続の解除を実行可能なクラッチを含む場合、動力分配統合機構４０の第１要素たるキャリア４５を回転不能に固定可能に構成されてもよい。また、ブレーキＢ３は、変速機６０から分離して設けられてもよい。
【００４９】
そして、実施例のハイブリッド自動車２０は、サンギヤ軸４１ａと第１モータ軸４６、すなわち、サンギヤ４１とモータＭＧ１との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ０を備えている。これにより、ハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ０によるサンギヤ軸４１ａと第１モータ軸４６との接続を解除すれば、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。従って、ハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ０を解放状態とすると共にエンジン２２を停止させれば、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからの動力を変速機６０の変速比の変更を伴って駆動軸６９に効率よく伝達することができる。この結果、ハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１および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およびＭＧ２のより一層の小型化を図ることができる。ただし、クラッチＣ０は、サンギヤ４１とモータＭＧ１との接続および当該接続の解除を実行するものに限られない。すなわち、クラッチＣ０は、キャリア４５（第１要素）とキャリア軸４５ａ（モータＭＧ２）との接続および当該接続の解除を実行するものであってもよく、エンジン２２のクランクシャフト２６とリングギヤ４２（第３要素）との接続および当該接続の解除を実行するものであってもよい。
【００５０】
このように、実施例のハイブリッド自動車２０は、上述のエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２、動力分配統合機構４０および変速機６０を含む動力出力装置を備えて駆動軸６９からの動力により後輪ＲＷａ，ＲＷｂを駆動するものであり、このような動力出力装置は、コンパクトで主に後輪を駆動するのに好適であると共に、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るから、ハイブリッド自動車２０では、燃費と走行性能とを良好に向上させることができる。なお、変速機６０の第１変速用遊星歯車機構ＰＧ１および第２変速用遊星歯車機構ＰＧ２は、ダブルピニオン式遊星歯車機構であってもよい。また、上述のハイブリッド自動車２０は、何れも後輪駆動ベースの４輪駆動車両として構成されてもよい。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に搭載されるものとして説明したが、本発明による動力出力装置は、自動車以外の車両や船舶、航空機などの移動体に搭載されるものであってもよく、建設設備などの固定設備に組み込まれるものであってもよい。
【００５１】
図１４は、本発明による動力伝達装置の変形例に係るクラッチ２００の概略構成図である。同図に示すクラッチ２００は、同軸に配置された第１回転軸（第１回転要素）２０１と第２回転軸（第２回転要素）２０２とを選択的に第３回転軸２０３（第３回転要素）に連結可能に構成されたものである。クラッチ２００は、第１回転軸２０１に設けられた第１係合部２１０と、第１係合部２１０と軸方向に間隔をおいて位置するように第２回転軸２０２に設けられた第２係合部２２０と、第１および第２係合部２１０，２２０を囲むように第３回転軸２０３に設けられた第３係合部２３０と、第１および第３係合部２１０，２３０の双方と係合可能である軸方向に移動可能な第１可動係合部材２５１と、第２および第３係合部２２０，２３０の双方と係合可能である軸方向に移動可能な第２可動係合部材２５２と、連結部材１２５を介して第１可動係合部材２５１に連結された第１の電磁アクチュエータ１０１Ａと、連結部材１２５を介して第２可動係合部材２５２に連結された第２の電磁アクチュエータ１０２Ａとを備えた、いわゆるドグクラッチとして構成されている。このように構成されるクラッチ２００においても、それぞれに対応した２つの要素の双方と係合可能な可動係合部材２５１，２５２をトランスミッションケース６００内の下部に配置された電磁アクチュエータ１０１Ａまたは１０２Ａと連結すれば、例えば円筒形状に形成された電磁アクチュエータを用いる場合に比べて装置全体をコンパクト化することができる。また、電磁アクチュエータ１０１Ａ，１０２Ａをオイルパン６０５の適所に配置すれば、トランスミッションオイルの潤滑作用と緩衝作用とにより電磁アクチュエータ１０１Ａ，１０２Ａの動作をスムースにすると共に作動音の発生を抑制することが可能となる。なお、クラッチ２００に関しては、第１回転軸２０１および第２回転軸２０２を動力入力要素とすると共に第３回転軸２０３を動力出力要素としてもよく、第３回転軸２０３を動力入力要素とすると共に第１回転軸２０１および第２回転軸２０２を動力出力要素としてもよい。
【００５２】
図１５は、本発明による動力伝達装置の他の変形例に係るクラッチ３００の概略構成図である。同図に示すクラッチ３００も、同軸に配置された第１回転軸（第１回転要素）３０１と第２回転軸３０２（第２回転要素）とを選択的に第３回転軸（第３回転要素）３０３に連結可能に構成されたものである。クラッチ３００は、第１回転軸３０１に設けられた第１係合部３１０と、第２回転軸３０２に設けられた第２係合部３２０と、第３回転軸３０３に設けられて第２係合部３２０と対向するフランジ部３３１を有する第３係合部３３０と、第１、第３係合部３１０，３３０の双方と係合可能な第１可動係合部材３５１と、第３回転軸３０３に摺動自在に支持される摺動部３５４、フランジ部３３１よりも第２回転軸３０２側で第２係合部３２０と係合可能な係合部３５６、および摺動部３５４と係合部３５６とを接続すると共にフランジ部３３１の孔部３３２に挿通される突片３５８ｂを有する接続部３５８を含む第２可動係合部材３５２と、連結部材１２５を介して第１可動係合部材３５１に連結された第１の電磁アクチュエータ１０１Ａと、連結部材１２５を介して第２可動係合部材３５２に連結された第２の電磁アクチュエータ１０２Ａとを備えた、いわゆるドグクラッチとして構成されている。このように構成されるクラッチ３００においても、それぞれに対応した２つの要素の双方と係合可能な可動係合部材３５１，３５２をトランスミッションケース６００内の下部に配置された電磁アクチュエータ１０１Ａまたは１０２Ａと連結すれば、例えば円筒形状に形成された電磁アクチュエータを用いる場合に比べて装置全体をコンパクト化することができる。また、電磁アクチュエータ１０１Ａ，１０２Ａをオイルパン６０５の適所に配置すれば、トランスミッションオイルの潤滑作用と緩衝作用とにより電磁アクチュエータ１０１Ａ，１０２Ａの動作をスムースにすると共に作動音の発生を抑制することが可能となる。なお、クラッチ３００に関しては、第１回転軸３０１および第２回転軸３０２を動力入力要素とすると共に第３回転軸３０３を動力出力要素としてもよく、第３回転軸３０３を動力入力要素とすると共に第１回転軸３０１および第２回転軸３０２を動力出力要素としてもよい。
【００５３】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例に係る動力伝達装置としての変速機６０を備えたハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】変速機６０の概略構成図である。
【図３】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４】図３と同様の説明図である。
【図５】図３と同様の説明図である。
【図６】図３と同様の説明図である。
【図７】図３と同様の説明図である。
【図８】図３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】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】変形例に係る変速機６０Ａの概略構成図である。
【図１３】変形例に係る電磁アクチュエータ１０１Ａを示す概略構成図である。
【図１４】本発明による動力伝達装置の変形例に係るクラッチ２００の概略構成図である。
【図１５】本発明による動力伝達装置の変形例に係るクラッチ３００の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、３１，３２  インバータ、３３，３４  回転位置検出センサ、３５  バッテリ、３６  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、３７  温度センサ、３９  電力ライン、４０  動力分配統合機構、４１，５１  サンギヤ、４１ａ  サンギヤ軸、４２，５２  リングギヤ、４２ａ  リングギヤ軸、４３，４４，５３，６３，６７  ピニオンギヤ、４５，５４  キャリア、４５ａ  キャリア軸、４６  第１モータ軸、５０  減速ギヤ機構、５５  第２モータ軸、６０、６０Ａ  変速機、６１，６５  サンギヤ、６２，６６  リングギヤ、６２ａ，６４ａ，６６ａ，６８ａ，６０１ａ，６０２ａ，６０３ａ  スプライン、６４  キャリア、６８  固定子、６９  駆動軸、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８７  車速センサ、１００，１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０４  電磁アクチュエータ、１０５  駆動回路、１１０  アクチュエータ軸、１１１  永久磁石、１１２，１１３  固定磁極、１１４，１１５  コイル、１１６，１１６Ａ，１１７，１１７Ａ，１２１，１２２  軸受、１１８  ベースプレート、１１９  連結ロッド、１２０  可動軸、１２５  連結部材、１５１、１５２，１５３，１５４  可動係合部材、１５１ａ，１５２ａ，１５３ａ，１５４ａ  歯部、２００，３００  クラッチ、２０１，３０１  第１回転軸、２０２，３０２  第２回転軸、２０３，３０３  第３回転軸、２１０，３１０      第１係合部、２２０，３２０  第２係合部、２３０  第３係合部、２５１，３５１  第１可動係合部材、２５２，３５２  第２可動係合部材、３３１  フランジ部、３３２  孔部、３５４  摺動部、３５６  係合部、３５８  接続部、３５８ｂ  突片、６００  トランスミッションケース、６０１，６０２，６０３  係止部材、６０５  オイルパン、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  ブレーキ、Ｃ０，Ｃ１  クラッチ、ＤＦ  デファレンシャルギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、ＰＧ１  第１変速用遊星歯車機構、ＰＧ２  第２変速用遊星歯車機構、ＲＷａ，ＲＷｂ  後輪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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