(57)【要約】【課題】第１および第２要素のそれぞれに設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、両係合要素の複数の歯と噛み合う複数の歯を有する可動係合部材とを備えた連結装置において、第１要素と第２要素とを容易かつスムースに連結する。【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、例えば可動係合部材ＥＭ２が第１モータ軸４６の係合部４６ｅのみと係合している最中に可動係合部材ＥＭ２を係合部４６ｅと第２ギヤ６２ａの係合部６２ｅとの双方と係合させて第１モータ軸４６と第２ギヤ６２ａとを連結するときに、第１モータ軸４６の回転数の第２ギヤ６２ａの回転数に対する回転数偏差が所定の目標回転数偏差に一致するようにモータＭＧ１が制御されると共に、回転数が目標回転数偏差に一致してから所定時間だけ可動係合部材ＥＭ２が係合部６２ｅに向けて移動するようにアクチュエータ９２が制御される。【選択図】図１
2008296778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１要素と所定の回転駆動源により回転駆動される第２要素とを連結可能な連結装置であって、
前記第１要素に設けられると共に複数の歯を有する第１係合要素と、
前記第１係合要素から離間するように前記第２要素に設けられると共に複数の歯を有する第２係合要素と、
前記第１係合要素の前記複数の歯および前記第２係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、前記第１および第２係合要素の双方と係合可能な可動係合要素と、
前記可動係合要素を進退移動させることができる駆動手段と、
前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合している最中に前記可動係合要素を前記第１および第２係合要素の双方と係合させて前記第１要素と前記第２要素とを連結するときに、前記第２要素の回転数の前記第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備える連結装置。
【請求項２】
前記目標偏差は値０以外の所定値である請求項１に記載の連結装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該偏差の符号が少なくとも１回反転するように前記目標偏差を変更する請求項１または２に記載の連結装置。
【請求項４】
前記制御手段は、少なくとも前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該目標偏差を周期的に変化させる請求項１から３の何れかに記載の連結装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記偏差が前記目標偏差に一致するように前記回転駆動源をフィードバック制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一旦一致した後に該偏差が概ね値０になったときには前記目標偏差の符号を反転させる請求項２に記載の連結装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記目標偏差を値０とすると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該目標偏差を所定量だけ変化させる請求項１に記載の連結装置。
【請求項７】
前記所定量は、前記第２係合要素の歯の歯厚およびバックラッシに基づく値である請求項６に記載の連結装置。
【請求項８】
第１回転駆動源からの動力と第２回転駆動源からの動力とを出力軸に選択的に伝達可能な変速機であって、
前記第１回転駆動源に連結される第１入力軸と、
前記第２回転駆動源に連結される第２入力軸と、
前記第１入力軸に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第２入力軸に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記出力軸と平行に延びる軸周りに回転可能な駆動ギヤと該駆動ギヤと噛み合うと共に前記出力軸に連結される従動ギヤとからなる平行軸式ギヤ列を少なくとも１組含む第１変速機構と、
前記出力軸と平行に延びる軸周りに回転可能な駆動ギヤと該駆動ギヤと噛み合うと共に前記出力軸に連結される従動ギヤとからなる平行軸式ギヤ列を少なくとも１組含む第２変速機構と、
前記第１変速機構の前記駆動ギヤに設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第２変速機構の前記駆動ギヤに設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第１入力軸に設けられた前記係合要素の前記複数の歯および前記第１変速機構の前記駆動ギヤに設けられた前記係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、両係合要素と係合可能な第１可動係合要素と、
前記第１可動係合要素を進退移動させることができる第１駆動手段と、
前記第２入力軸に設けられた前記係合要素の前記複数の歯および前記第２変速機構の前記駆動ギヤに設けられた前記係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、両係合要素と係合可能な第２可動係合要素と、
前記第２可動係合要素を進退移動させることができる第２駆動手段と、
前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した２つの係合要素の何れか一方のみと係合している最中に該第１または第２可動係合要素をそれに対応した２つの係合要素の双方と係合させるときに、前記第１または第２入力軸の回転数の前記第１または第２変速機構の前記駆動ギヤの回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記第１または第２回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記係合要素の他方に向けて移動するように前記第１または第２駆動手段を制御する制御手段と、
を備える変速機。
【請求項９】
第１回転駆動源からの動力と第２回転駆動源からの動力とを出力軸に選択的に伝達可能な変速機であって、
前記第１回転駆動源に連結される第１入力軸と、
前記第２回転駆動源に連結される第２入力軸と、
前記第１入力軸に接続される入力要素、前記出力軸に接続される出力要素および固定可能要素を含む第１変速用遊星歯車機構と、
前記第２入力軸に接続される入力要素、前記出力軸に接続される出力要素および固定可能要素を含む第２変速用遊星歯車機構と、
前記第１変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第１変速用遊星歯車機構に対して設けられると共に複数の歯を有する回転不能な固定係合要素と、
前記第２変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第２変速用遊星歯車機構に対して設けられると共に複数の歯を有する回転不能な固定係合要素と、
前記第１変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられた前記係合要素の前記複数の歯と前記第１変速用遊星歯車機構に対して設けられた前記固定係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、前記係合要素および前記固定係合要素の双方と係合可能な第１可動係合要素と、
前記第１可動係合要素を進退移動させることができる第１駆動手段と、
前記第２変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられた前記係合要素の前記複数の歯と前記第２変速用遊星歯車機構に対して設けられた前記固定係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、前記係合要素および前記固定係合要素の双方と係合可能な第２可動係合要素と、
前記第２可動係合要素を進退移動させることができる第２駆動手段と、
前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記係合要素および固定係合要素の何れか一方のみと係合している最中に該第１または第２可動係合要素をそれに対応した前記係合要素および固定係合要素の双方と係合させるときに、前記第１または第２変速用遊星歯車機構に含まれる前記固定可能要素の回転数の値０に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記第１または第２回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記係合要素および前記固定係合要素の他方に向けて移動するように前記第１または第２駆動手段を制御する制御手段と、
を備える変速機。
【請求項１０】
請求項９に記載の変速機において、
前記第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方の出力要素に設けられると共に複数の歯を有する係合要素を更に備え、
前記第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方に対応した前記第１または第２可動係合要素は、該第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方の前記固定可能要素および前記出力要素に設けられた前記係合要素の双方と係合可能であり、
前記制御手段は、前記第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方に対応した前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記固定可能要素および前記出力要素の何れか一方の前記係合要素のみと係合している最中に該第１または第２可動係合要素をそれに対応した前記固定可能要素および前記出力要素の双方の前記係合要素と係合させるときに、前記固定可能要素の回転数の前記出力要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記第１または第２回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記固定可能要素および前記出力要素の他方の前記係合部に向けて移動するように前記第１または第２駆動手段を制御する変速機。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の変速機を含み、前記出力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前記第１回転駆動源としての第１電動機と、
動力を入出力可能な前記第２回転駆動源としての第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電動機の回転軸に接続される第１回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３回転要素とを有すると共に、これら３つの回転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を備え、
前記変速機の前記第１入力軸は前記動力分配統合機構の前記第１回転要素に接続されると共に、前記変速機の前記第２入力軸は前記動力分配統合機構の前記第２回転要素に接続される動力出力装置。
【請求項１２】
第１要素に設けられると共に複数の歯を有する第１係合要素と、所定の回転駆動源により回転駆動される第２要素に設けられると共に複数の歯を有する第２係合要素と、前記第１係合要素の前記複数の歯および前記第２係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有して前記第１および第２係合要素の双方と係合可能な可動係合要素と、該可動係合要素を進退移動させることができる駆動手段とを備える連結装置の制御方法であって、
（ａ）前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合している最中に前記可動係合要素を前記第１および第２係合要素の双方と係合させて前記第１要素と前記第２要素とを連結するときに、前記第２要素の回転数の前記第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記回転駆動源を制御するステップと、
（ｂ）前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように前記駆動手段を制御するステップと、  を含む連結装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの要素同士を連結可能な連結装置、変速機およびそれを備えた動力出力装置、ならびに連結装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、前輪をエンジンにより駆動すると共に、後輪をドグクラッチを介してモータにより駆動する前後輪駆動車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この前後輪駆動車両では、エンジンからの動力を用いて車両を発進させる際に後輪が従動してドグクラッチの可動ドグが固定ドグに対して回転すると、モータを後輪の車輪速度に応じた所定の目標回転数で駆動することにより可動ドグの回転を停止させ、可動ドグを固定ドグに係合させる。この際、この前後輪駆動車両では、モータ回転数センサを用いることなく、モータへの電流値およびデューティ値からモータ回転数を推定し、推定したモータ回転数が上記目標回転数に一致するようにモータをフィードバック制御している。
【特許文献１】特開２００１−１７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記前後輪駆動車両では、モータを後輪の車輪速度に応じた所定の目標回転数で駆動することにより可動ドグの回転を停止させた上で、可動ドグを固定ドグに係合させている。しかしながら、可動ドグの回転が停止した時点で可動ドグのドグ歯と固定ドグのドグ歯とが正しく噛み合う状態になければ、可動ドグと固定ドグとをスムースに係合させることができなくなるおそれがある。このような事態を回避するためには、連結の対象となる２つのドグの回転角を検出し、検出した回転角に基づいて２つのドグのドグ歯同士が正しく噛み合う状態にあるか否かを判定することも考えられるが、実際には、連結の対象となる２つのドグのドグ歯同士が正しく噛み合う状態にあるか否かを判定するのは容易ではない。
【０００４】
そこで、本発明は、第１および第２要素のそれぞれに設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、両係合要素の複数の歯と噛み合う複数の歯を有する可動係合部材とを備えた連結装置において、第１要素と第２要素とを容易かつスムースに連結することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による連結装置、変速機およびそれを備えた動力出力装置、ならびに連結装置の制御方法は、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】
本発明による連結装置は、
第１要素と所定の回転駆動源により回転駆動される第２要素とを連結可能な連結装置であって、
前記第１要素に設けられると共に複数の歯を有する第１係合要素と、
前記第１係合要素から離間するように前記第２要素に設けられると共に複数の歯を有する第２係合要素と、
前記第１係合要素の前記複数の歯および前記第２係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、前記第１および第２係合要素の双方と係合可能な可動係合要素と、
前記可動係合要素を進退移動させることができる駆動手段と、
前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合している最中に前記可動係合要素を前記第１および第２係合要素の双方と係合させて前記第１要素と前記第２要素とを連結するときに、前記第２要素の回転数の前記第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この連結装置は、可動係合要素を第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合させて第１要素と第２要素との連結を解除すると共に、可動係合要素を第１および第２係合要素の双方と係合させて第１要素と第２要素とを連結することができるものである。そして、この連結装置では、可動係合要素が第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合している最中に可動係合要素を第１および第２係合要素の双方と係合させて第１要素と第２要素とを連結するときに、第２要素の回転数の第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように回転駆動源が制御されると共に、当該偏差が目標偏差に一致してから所定時間だけ可動係合要素が第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように駆動手段が制御される。このように、第２要素の回転数の第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致した時点から可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に向けて移動させれば、可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが正しく噛み合い可能な状態にはない場合であっても、可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当てることにより可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが正しく噛み合うようにして、両者をスムースに係合させることが可能となる。また、可動係合要素が第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように所定時間だけ駆動手段を制御することにすれば、可動係合要素が第１および第２係合要素の双方と完全に係合したか否かを判定することなく、第１要素と第２要素との連結を完了させることができる。従って、この連結装置によれば、比較的単純な制御のもとで第１要素と第２要素とを容易かつスムースに連結することが可能となる。
【０００８】
また、前記目標偏差は値０以外の所定値であってもよい。すなわち、例えば目標偏差を値０以外の比較的小さな値として第１要素と第２要素との間に僅かな回転数差が生じている状態で可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に接近させていけば、可動係合要素と第１および第２係合要素とが当接したときに可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが突き当たってしまう可能性を低下させることが可能となる。また、第１要素と第２要素との間に僅かな回転数差を生じさせておけば、可動係合要素と第１および第２係合要素とが当接したときに可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが突き当たったとしても、可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当てていくうちに速やかに可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが正しく噛み合うようにすることができる。このように目標偏差を値０以外の所定値とすれば、可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当てて両者をスムースに係合させることが可能となる。なお、目標偏差は、値０以外の一定値であってもよく、値０以外であれば時間的（周期的）に変化する値であってもよい。
【０００９】
更に、前記制御手段は、前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該偏差の符号が少なくとも１回反転するように前記目標偏差を変更するものであってもよい。このように、上記偏差が目標偏差に一致した後に当該偏差の符号が少なくとも１回反転するように目標偏差を変更すれば、第１要素の回転数と第２要素の回転数とを一旦一致させた後、再度異なるようにすることができるので、可動係合部材と第１および第２係合要素の他方との間に無理な力が加わっている状態で可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当ててしまう事態を回避して、第１要素と第２要素とをよりスムースに連結することが可能となる。
【００１０】
また、前記制御手段は、少なくとも前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該目標偏差を周期的に変化させるものであってもよい。これにより、可動係合部材と第１および第２係合要素の他方との間に無理な力が加わっている状態で可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当ててしまう事態をより良好に回避すると共に、可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯同士が正しく噛み合う状態をより確実に得ることができる。
【００１１】
更に、前記制御手段は、前記偏差が前記目標偏差に一致するように前記回転駆動源をフィードバック制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一旦一致した後に該偏差が概ね値０になったときには前記目標偏差の符号を反転させるものであってもよい。すなわち、上記偏差が値０以外の所定値である目標偏差に一致するように回転駆動源をフィードバック制御する場合、制御量の発散等により回転駆動源から必要以上に動力が出力されてしまうこともあり、そのような場合、第２要素から第１要素に必要以上に動力が伝達されたり、第１係合要素と第２係合要素とのスムースな係合が妨げられたりしてしまうおそれもある。これを踏まえて、上記偏差が目標偏差に一旦一致した後に当該偏差が概ね値０になったときに目標偏差の符号を反転させることとすれば、制御量の発散等により回転駆動源から必要以上に動力が出力されることを抑制して、第２要素から第１要素への過剰な動力の伝達を抑えると共に、第１係合要素と第２係合要素とのスムースな係合を実現することが可能となる。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記目標偏差を値０とすると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該目標偏差を所定量だけ変化させるものであってもよい。このように、目標偏差を値０とすると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致した後に該目標偏差を所定量だけ変化させても、可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが正しく噛み合うようにして、可動係合部材と第１および第２係合要素の他方との間に無理な力が加わっている状態で可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当ててしまう事態を回避することができる。
【００１３】
この場合、前記所定量は、前記第２係合要素の歯の歯厚およびバックラッシに基づく値であってもよい。これにより、可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯同士が正しく噛み合う状態をより確実に得ることができる。
【００１４】
本発明による第１の変速機は、
第１回転駆動源からの動力と第２回転駆動源からの動力とを出力軸に選択的に伝達可能な変速機であって、
前記第１回転駆動源に連結される第１入力軸と、
前記第２回転駆動源に連結される第２入力軸と、
前記第１入力軸に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第２入力軸に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記出力軸と平行に延びる軸周りに回転可能な駆動ギヤと該駆動ギヤと噛み合うと共に前記出力軸に連結される従動ギヤとからなる平行軸式ギヤ列を少なくとも１組含む第１変速機構と、
前記出力軸と平行に延びる軸周りに回転可能な駆動ギヤと該駆動ギヤと噛み合うと共に前記出力軸に連結される従動ギヤとからなる平行軸式ギヤ列を少なくとも１組含む第２変速機構と、
前記第１変速機構の前記駆動ギヤに設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第２変速機構の前記駆動ギヤに設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第１入力軸に設けられた前記係合要素の前記複数の歯および前記第１変速機構の前記駆動ギヤに設けられた前記係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、両係合要素と係合可能な第１可動係合要素と、
前記第１可動係合要素を進退移動させることができる第１駆動手段と、
前記第２入力軸に設けられた前記係合要素の前記複数の歯および前記第２変速機構の前記駆動ギヤに設けられた前記係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、両係合要素と係合可能な第２可動係合要素と、
前記第２可動係合要素を進退移動させることができる第２駆動手段と、
前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した２つの係合要素の何れか一方のみと係合している最中に該第１または第２可動係合要素をそれに対応した２つの係合要素の双方と係合させるときに、前記第１または第２入力軸の回転数の前記第１または第２変速機構の前記駆動ギヤの回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記第１または第２回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記係合要素の他方に向けて移動するように前記第１または第２駆動手段を制御する制御手段と、
を備えるものである。
【００１５】
この変速機では、第１および第２駆動手段を制御することにより、第１回転駆動源からの動力を第１変速機構により変速して出力軸に伝達する変速状態と、第２回転駆動源からの動力を第２変速機構により変速して出力軸に伝達する変速状態とを容易かつスムースに切り替えることができる。従って、この変速機によれば、第１回転駆動源からの動力と第２回転駆動源からの動力とを選択的に効率よく出力軸へと伝達することが可能となる。
【００１６】
本発明による第２の変速機は、
第１回転駆動源からの動力と第２回転駆動源からの動力とを出力軸に選択的に伝達可能な変速機であって、
前記第１回転駆動源に連結される第１入力軸と、
前記第２回転駆動源に連結される第２入力軸と、
前記第１入力軸に接続される入力要素、前記出力軸に接続される出力要素および固定可能要素を含む第１変速用遊星歯車機構と、
前記第２入力軸に接続される入力要素、前記出力軸に接続される出力要素および固定可能要素を含む第２変速用遊星歯車機構と、
前記第１変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第１変速用遊星歯車機構に対して設けられると共に複数の歯を有する回転不能な固定係合要素と、
前記第２変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられると共に複数の歯を有する係合要素と、
前記第２変速用遊星歯車機構に対して設けられると共に複数の歯を有する回転不能な固定係合要素と、
前記第１変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられた前記係合要素の前記複数の歯と前記第１変速用遊星歯車機構に対して設けられた前記固定係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、前記係合要素および前記固定係合要素の双方と係合可能な第１可動係合要素と、
前記第１可動係合要素を進退移動させることができる第１駆動手段と、
前記第２変速用遊星歯車機構の前記固定可能要素に設けられた前記係合要素の前記複数の歯と前記第２変速用遊星歯車機構に対して設けられた前記固定係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有し、前記係合要素および前記固定係合要素の双方と係合可能な第２可動係合要素と、
前記第２可動係合要素を進退移動させることができる第２駆動手段と、
前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記係合要素および固定係合要素の何れか一方のみと係合している最中に該第１または第２可動係合要素をそれに対応した前記係合要素および固定係合要素の双方と係合させるときに、前記第１または第２変速用遊星歯車機構に含まれる前記固定可能要素の回転数の値０に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記第１または第２回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記係合要素および前記固定係合要素の他方に向けて移動するように前記第１または第２駆動手段を制御する制御手段と、
を備えるものである。
【００１７】
この変速機では、第１および第２駆動手段を制御することにより、第１回転駆動源からの動力を第１変速用遊星歯車機構により変速して出力軸に伝達する変速状態と、第２回転駆動源からの動力を第２変速用遊星歯車機構により変速して出力軸に伝達する変速状態とを容易かつスムースに切り替えることができる。従って、この変速機によれば、第１回転駆動源からの動力と第２回転駆動源からの動力とを選択的に効率よく出力軸へと伝達することが可能となる。
【００１８】
また、上記第２の変速機は、前記第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方の出力要素に設けられると共に複数の歯を有する係合要素を更に備えてもよく、前記第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方に対応した前記第１または第２可動係合要素は、該第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方の前記固定可能要素および前記出力要素に設けられた前記係合要素の双方と係合可能であってもよく、前記制御手段は、前記第１および第２変速用遊星歯車機構の何れか一方に対応した前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記固定可能要素および前記出力要素の何れか一方の前記係合要素のみと係合している最中に該第１または第２可動係合要素をそれに対応した前記固定可能要素および前記出力要素の双方の前記係合要素と係合させるときに、前記固定可能要素の回転数の前記出力要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記第１または第２回転駆動源を制御すると共に、前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記第１または第２可動係合要素がそれに対応した前記固定可能要素および前記出力要素の他方の前記係合部に向けて移動するように前記第１または第２駆動手段を制御するものであってもよい。この変速機によれば、第１または第２回転駆動源からの動力を変速比１で出力軸に伝達する状態を容易かつスムースに実現することが可能となる。
【００１９】
本発明による動力出力装置は、上記何れかの変速機を含み、前記出力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前記第１回転駆動源としての第１電動機と、
動力を入出力可能な前記第２回転駆動源としての第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電動機の回転軸に接続される第１回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続される第２回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第３回転要素とを有すると共に、これら３つの回転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を備え、
前記変速機の前記第１入力軸は前記動力分配統合機構の前記第１回転要素に接続されると共に、前記変速機の前記第２入力軸は前記動力分配統合機構の前記第２回転要素に接続されるものである。
【００２０】
この動力出力装置に備えられる変速機は、動力分配統合機構の第１および第２回転要素からの動力を選択的に効率よく出力軸へと伝達可能なものである。従って、この動力出力装置では、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。
【００２１】
本発明による連結装置の制御方法は、
第１要素に設けられると共に複数の歯を有する第１係合要素と、所定の回転駆動源により回転駆動される第２要素に設けられると共に複数の歯を有する第２係合要素と、前記第１係合要素の前記複数の歯および前記第２係合要素の前記複数の歯の双方と噛み合う複数の歯を有して前記第１および第２係合要素の双方と係合可能な可動係合要素と、該可動係合要素を進退移動させることができる駆動手段とを備える連結装置の制御方法であって、
（ａ）前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合している最中に前記可動係合要素を前記第１および第２係合要素の双方と係合させて前記第１要素と前記第２要素とを連結するときに、前記第２要素の回転数の前記第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように前記回転駆動源を制御するステップと、
（ｂ）前記偏差が前記目標偏差に一致してから所定時間だけ前記可動係合要素が前記第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように前記駆動手段を制御するステップと、
を含むものである。
【００２２】
この方法のように、第２要素の回転数の第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致した時点から可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に向けて移動させれば、可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが正しく噛み合い可能な状態にはない場合であっても、可動係合要素を第１および第２係合要素の他方に押し当てることにより可動係合部材の複数の歯と第１および第２係合要素の他方の複数の歯とが正しく噛み合うようにして、両者をスムースに係合させることが可能となる。また、可動係合要素が第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように所定時間だけ駆動手段を制御することにすれば、可動係合要素が第１および第２係合要素の双方と完全に係合したか否かを判定することなく、第１要素と第２要素との連結を完了させることができる。従って、この方法によれば、比較的単純な制御のもとで第１要素と第２要素とを容易かつスムースに連結することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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】
【００２４】
図１は、本発明の実施例に係る連結装置を含む変速機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、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ＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００２５】
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による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、例えばクランクシャフト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。
【００２６】
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。また、モータＥＣＵ３０は、回転位置検出センサ３３，３４から入力した信号に基づいて図示しない回転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。更に、モータＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２７】
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。
【００２８】
動力分配統合機構４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２、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回転要素）とリングギヤ４２（第３回転要素）とキャリア４５（第１回転要素）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。これにより、サンギヤ４１とキャリア４５とでエンジン２２からのトルクの分配比率が同一になることから、減速ギヤ機構等を用いることなくモータＭＧ１およびＭＧ２の諸元を同一のものとすることが可能となり、動力出力装置のコンパクト化、生産性の向上、低コスト化を図ることができる。ただし、動力分配統合機構４０のギヤ比ρは、例えば値０．４〜０．６程度の範囲内から選択されてもよい。かかる動力分配統合機構４０の第２回転要素であるサンギヤ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回転要素であるキャリア４５には、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回転要素であるリングギヤ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。
【００２９】
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、例えばサンギヤ軸４１ａに固定された係合部と第１モータ軸４６に固定された係合部との双方と係合可能であると共に電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータ９０によりサンギヤ軸４１ａや第１モータ軸４６等の軸方向に進退移動させられる可動係合部材を含むドグクラッチとして構成されている。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、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。
【００３０】
変速機６０は、複数段階に変速状態（変速比）を設定可能とする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カウンタドリブンギヤ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カウンタドリブンギヤ６４ｂ、各カウンタドリブンギヤ６１ｂ〜６４ｂおよびギヤ６５ｂが固定されたカウンタシャフト６５、本発明による連結装置としてのクラッチＣ１およびＣ２、駆動軸６７に取り付けられたギヤ６６ａ、更に図示しないリバースギヤ列等を含む（以下、適宜「１速から４速ギヤ列」を単に「ギヤ列」といい、「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、実施例の変速機６０において、１速ギヤ列のギヤ比（変速比）Ｇ（１）が最も大きく、２速ギヤ列、３速ギヤ列、４速ギヤ列へと移行するにつれてギヤ比Ｇ（ｎ）が小さくなる。
【００３１】
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と常時噛合している。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と常時噛合している。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（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が配置されている。実施例において、クラッチＣ１は、モータＭＧ２等により第１要素としての第１ギヤ６１ａや第３ギヤ６３ａの回転軸と同軸に延びる軸周りに回転駆動され得る第２要素としてのキャリア軸４５ａに固定された係合部４５ｅ（第２係合部）と、第１ギヤ６１ａに固定された係合部６１ｅ（第１係合部）および第３ギヤ６３ａに固定された係合部６３ｅ（第１係合部）の何れか一方とを連結するように電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータ９１によりキャリア軸４５ａ等の軸方向に進退移動させられる可動係合部材ＥＭ１を含むドグクラッチとして構成されている。キャリア軸４５ａの係合部４５ｅは、図２に示すように、複数（例えば３６個）のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。また、第１ギヤ６１ａの係合部６１ｅと第３ギヤ６３ａの係合部６３ｅも、キャリア軸４５ａの係合部４５ｅと同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。そして、実施例において、キャリア軸４５ａの係合部４５ｅは、第１ギヤ６１ａの係合部６１ｅと第３ギヤ６３ａの係合部６３ｅとの間に両者とそれぞれ所定距離だけ離間するようにキャリア軸４５ａに固定されている。可動係合部材ＥＭ１は、図２に示すように、キャリア軸４５ａの係合部４５ｅ、第１ギヤ６１ａの係合部６１ｅおよび第３ギヤ６３ａの係合部６３ｅのドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されており、キャリア軸４５ａの係合部４５ｅと、第１ギヤ６１ａおよび第３ギヤ６３ａの係合部６１ｅおよび６３ｅの何れか一方と同時に係合可能な寸法を有している。実施例において、可動係合部材ＥＭ１は、所定の中立位置にあるときにキャリア軸４５ａの係合部４５ｅのみと係合（常時噛合）し、アクチュエータ９１によりキャリア軸４５ａや第１ギヤ６１ａおよび第３ギヤ６３ａの軸方向に進退移動させられる。これにより、アクチュエータ９１により可動係合部材ＥＭ１を移動させ、可動係合部材ＥＭ１をキャリア軸４５ａの係合部４５ｅと第１ギヤ６１ａの係合部６１ｅとの双方と係合させることにより、キャリア軸４５ａと第１ギヤ６１ａとを連結することが可能となる。また、アクチュエータ９１により可動係合部材ＥＭ１を移動させ、可動係合部材ＥＭ１をキャリア軸４５ａの係合部４５ｅと第３ギヤ６３ａの係合部６３ｅとの双方と係合させることにより、キャリア軸４５ａと第３ギヤ６３ａとを連結することが可能となる。なお、係合部４５ｅ，６１ｅ，６３ｅおよび可動係合部材ＥＭ１の各ドグ歯ＤＴの歯幅方向における端部には、可動係合部材ＥＭ１の複数のドグ歯ＤＴと係合部４５ｅ，６１ｅ，６３ｅのドグ歯ＤＴとが正しく噛み合い可能な状態にはない場合であっても、可動係合部材ＥＭ１を係合部４５ｅ，６１ｅまたは６３ｅに押し当てることにより可動係合部材ＥＭ１の複数のドグ歯ＤＴと係合部４５ｅ、６１ｅ，６３ｅのドグ歯ＤＴとを容易かつ確実に正しく噛み合わせることができるように、図３に示すようなテーパ部ＴＰが形成されている。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。
【００３２】
また、２速ギヤ列の第２ギヤ６２ａは、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と常時噛合している。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と常時噛合している。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速ギヤ列）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は、モータＭＧ１等により第１要素としての第２ギヤ６２ａや第４ギヤ６４ａの回転軸と同軸に延びる軸周りに回転駆動され得る第２要素としての第１モータ軸４６に固定された係合部４６ｅ（第２係合部）と、第２ギヤ６２ａに固定された係合部６２ｅ（第１係合部）および第４ギヤ６４ａに固定された係合部６４ｅ（第１係合部）の何れか一方とを連結するように電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータ９２により第１モータ軸４６等の軸方向に進退移動させられる可動係合部材ＥＭ２を含むドグクラッチとして構成されている。第１モータ軸４６の係合部４６ｅは、複数（例えば３６個）のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。また、第２ギヤ６２ａの係合部６２ｅと第４ギヤ６４ａの係合部６４ｅも、第１モータ軸４６の係合部４６ｅと同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。そして、実施例において、第１モータ軸４６の係合部４６ｅは、第２ギヤ６２ａの係合部６２ｅと第４ギヤ６４ａの係合部６４ｅとの間に両者とそれぞれ所定距離だけ離間するように第１モータ軸４６に固定されている。可動係合部材ＥＭ２は、第１モータ軸４６の係合部４６ｅ、第２ギヤ６２ａの係合部６２ｅおよび第４ギヤ６４ａの係合部６４ｅのドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されており、第１モータ軸４６の係合部４６ｅと、第２ギヤ６２ａおよび第４ギヤ６４ａの係合部６２ｅおよび６４ｅの何れか一方と同時に係合可能な寸法を有している。実施例において、可動係合部材ＥＭ２は、所定の中立位置にあるときに第１モータ軸４６の係合部４６ｅのみと係合（常時噛合）し、アクチュエータ９２により第１モータ軸４６や第２ギヤ６２ａおよび第４ギヤ６４ａの軸方向に進退移動させられる。これにより、アクチュエータ９２により可動係合部材ＥＭ２を移動させ、可動係合部材ＥＭ２を第１モータ軸４６の係合部４６ｅと第２ギヤ６２ａの係合部６１ｅとの双方と係合させることにより、第１モータ軸４６と第２ギヤ６２ａとを連結することが可能となる。また、アクチュエータ９２により可動係合部材ＥＭ２を移動させ、可動係合部材ＥＭ２を第１モータ軸４６の係合部４６ｅと第３ギヤ６３ａの係合部６３ｅとの双方と係合させることにより、第１モータ軸４６と第４ギヤ６４ａとを連結することが可能となる。なお、係合部４６ｅ，６１ｅ，６４ｅおよび可動係合部材ＥＭ２の各ドグ歯ＤＴの歯幅方向における端部にも、可動係合部材ＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと係合部４６ｅ，６２ｅ，６４ｅのドグ歯ＤＴとが正しく噛み合い可能な状態にはない場合であっても、可動係合部材ＥＭ２を係合部４６ｅ，６２ｅまたは６４ｅに押し当てることにより可動係合部材ＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと係合部４６ｅ，６２ｅ，６４ｅのドグ歯ＤＴとを容易かつ確実に正しく噛み合わせることができるように、図３に示すようなテーパ部ＴＰが形成されている。これら２速ギヤ列のギヤ６２ａ，６２ｂ、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。
【００３３】
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（実施例では、ギヤ６５ａおよび６６ａ間のギヤ比が１：１であるものとする。）を介して駆動軸６７に伝達され、デファレンシャルギヤ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Ｃ１，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Ｃ１，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が、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。
【００３４】
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、クラッチ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速ギヤ列）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に伝達することができる。また、クラッチＣ０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速ギヤ列）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に伝達することができる。以下、適宜、１速ギヤ列を用いて動力を伝達する状態を「第１変速状態（１速）」と、２速ギヤ列を用いて動力を伝達する状態を「第２変速状態（２速）」と、３速ギヤ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。
【００３５】
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の他に各種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、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ７８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。また、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、駆動軸６７の回転数Ｎｐを検出する回転数センサ８８からの回転数Ｎｐ等が入力ポートを介して入力される。更に、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のクラッチＣ１，Ｃ２のアクチュエータ９０〜９２もハイブリッドＥＣＵ７０により制御される。
【００３６】
次に、図４から図１３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）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。
【００３７】
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、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速ギヤ列）をキャリア軸４５ａに固定すれば、図４に示すように、第１変速状態（１速）のもとでキャリア軸４５ａからの動力を１速ギヤ列（第１ギヤ６１ａ，６１ｂ）のギヤ比Ｇ（１）に基づいて変速（減速）して駆動軸６７へと出力することができる。また、第１変速状態のもとで、車速Ｖ（駆動軸６７の回転数）の変化に応じて、第１モータ軸４６（サンギヤ４１）とカウンタシャフト６５に固定された第２ギヤ６２ｂと常時噛合している第２ギヤ６２ａとを回転同期させれば、図５に示すように、クラッチＣ１により第１ギヤ６１ａ（１速ギヤ列）をキャリア軸４５ａに固定したまま、クラッチＣ２により第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）を第１モータ軸４６に固定することが可能となる。以下、このように動力分配統合機構４０の第１回転要素であるキャリア４５を変速機６０の１速ギヤ列により、第２回転要素であるサンギヤ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５）を「１−２速同時係合状態」または「第１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、エンジン２２からの動力（トルク）を電気エネルギへの変換無しに１速ギヤ列のギヤ比Ｇ（１）と２速ギヤ列のギヤ比Ｇ（２）との間の値である第１固定変速比γ１（＝（1−ρ）・Ｇ（１）＋ρ・Ｇ（２））で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができる。また、かかる１−２速同時係合状態が実現されるときの動力分配統合機構４０のサンギヤ４１（モータＭＧ１）、リングギヤ４２（エンジン２２）およびキャリア４５（モータＭＧ２）の回転数は、駆動軸６７の回転数（車速Ｖ）ごとに、変速機６０のギヤ比Ｇ（１），Ｇ（２）と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとに基づいて定まることになる。そして、図５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６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速ギヤ列）のみが第１モータ軸４６（サンギヤ４１）に固定されることになり、第２変速状態（２速）のもとで第１モータ軸４６からの動力を２速ギヤ列（第２ギヤ６２ａ，６２ｂ）のギヤ比Ｇ（２）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。
【００３８】
同様に、第２変速状態のもとで、車速Ｖの変化に応じて、キャリア軸４５ａ（キャリア４５）とカウンタシャフト６５に固定された第３ギヤ６３ｂと常時噛合している第３ギヤ６３ａとを回転同期させれば、図７に示すように、クラッチＣ２により第２ギヤ６２ａ（２速ギヤ列）を第１モータ軸４６に固定したまま、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に固定することが可能となる。以下、このように動力分配統合機構４０の第２回転要素であるサンギヤ４１を変速機６０の２速ギヤ列により、第１回転要素であるキャリア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７）を「２−３速同時係合状態」または「第２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も、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）を電気エネルギへの変換無しに２速ギヤ列のギヤ比Ｇ（２）と２速ギヤ列のギヤ比Ｇ（３）との間の値である第２固定変速比γ２（＝ρ・Ｇ（２）＋（１−ρ）・Ｇ（３））で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができる。また、かかる２−３速同時係合状態が実現されるときの動力分配統合機構４０のサンギヤ４１（モータＭＧ１）、リングギヤ４２（エンジン２２）およびキャリア４５（モータＭＧ２）の回転数は、駆動軸６７の回転数（車速Ｖ）ごとに、変速機６０のギヤ比Ｇ（２），Ｇ（３）と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとに基づいて定まることになる。そして、図７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８におい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４５）に固定されることになり、第３変速状態（３速）のもとでキャリア軸４５ａからの動力を３速ギヤ列（第３ギヤ６３ａ，６３ｂ）のギヤ比Ｇ（３）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。
【００３９】
更に、第３変速状態のもとで、車速Ｖの変化に応じて、第１モータ軸４６（サンギヤ４１）とカウンタシャフト６５に固定された第４ギヤ６４ｂと常時噛合している第４ギヤ６４ａとを回転同期させれば、図９に示すように、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に固定したまま、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に固定することが可能となる。以下、このように動力分配統合機構４０の第１回転要素であるキャリア４５を変速機６０の３速ギヤ列により、第２回転要素であるサンギヤ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９）を「３−４速同時係合状態」または「第３同時係合状態」という。かかる３−４速同時係合状態のもとでも、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）を電気エネルギへの変換無しに３速ギヤ列のギヤ比Ｇ（３）と４速ギヤ列のギヤ比Ｇ（４）との間の値である第３固定変速比γ３（＝（1−ρ）・Ｇ（３）＋ρ・Ｇ（４））で機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することができる。また、かかる３−４速同時係合状態が実現されるときの動力分配統合機構４０のサンギヤ４１（モータＭＧ１）、リングギヤ４２（エンジン２２）およびキャリア４５（モータＭＧ２）の回転数は、駆動軸６７の回転数（車速Ｖ）ごとに、変速機６０のギヤ比Ｇ（３），Ｇ（４）と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとに基づいて定まることになる。そして、図９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１０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速ギヤ列）のみが第１モータ軸４６（サンギヤ４１）に固定されることになり、第４変速状態（４速）のもとで第１モータ軸４６からの動力を４速ギヤ列（第４ギヤ６４ａ，６４ｂ）のギヤ比Ｇ（４）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。
【００４０】
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と出力要素であるキャリア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１１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１１においてＳ軸、Ｒ軸、Ｃ軸は、図４から図１０と同様のものをそれぞれ示し、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、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。更に、図１１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るものとする。更に、図１１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４から図１０、図１２および図１３も同様）。
【００４１】
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と出力要素であるサンギヤ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１２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。
【００４２】
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３−４速同時係合状態のそれぞれに固有の変速比（固定変速比γ（１）〜γ（３））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。
【００４３】
続いて、図１３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の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か、変速機６０の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。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１３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の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か、変速機６０の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。クラッチ解放１モータ走行モードのもとでは、図１３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、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Ｃ０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。
【００４４】
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、クラッチ解放１モータ走行モードのもとで、変速機６０の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。なお、これらのモータ走行モードのもとで要求動力が高まったり、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。
【００４５】
引き続き、図１４から図１８を参照しながら、クラッチＣ０の係合とエンジン２２の運転と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の変速状態（変速比）を変更するときのクラッチＣ１，Ｃ２の制御手順について具体的に説明する。図１４および図１５は、クラッチＣ０の係合とエンジン２２の運転とを伴いながらハイブリッド自動車２０を走行させる際に、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごとに（例えば、数ｍｓｅｃごとに）実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００４６】
図１４および図１５の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、回転数センサ８８からの駆動軸６７の回転数Ｎｐ、エンジン２２（クランクシャフト２６）の回転数Ｎｅ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、変速機６０の現変速段数ｎ（ただし、実施例ではｎ＝１，２，３および４の何れかである。）および目標変速段数ｎ＊（同様に、実施例ではｎ＊＝１，２，３および４の何れかである。）、シフトチェンジフラグＦｓｃの値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Ｓ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとし、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ３０から通信により入力するものとした。また、充放電要求パワーＰｂ＊（実施例では、放電時に正の値となる）やバッテリ３５の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ３６から通信により入力するものとした。更に、現変速段数ｎは、変速機６０の１速から４速ギヤ列のうちのキャリア軸４５ａや第１モータ軸４６と駆動軸６７との連結に供されているものを示すものであり、１速から４速ギヤ列の何れかを介してキャリア軸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。また、目標変速段数ｎ＊とシフトチェンジフラグＦｓｃとは、ハイブリッドＥＣＵ７０により別途実行される図示しない変速判定ルーチンを経て設定されるものである。変速判定ルーチンの実行に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０は、例えばエンジン２２と駆動軸６７との間の伝達効率、モータＭＧ１，ＭＧ２の性能や発熱状態、変速機６０のギヤ比Ｇ（１）〜Ｇ（４）等を考慮して予め定められた車速Ｖ（駆動軸６７の回転数Ｎｐ）やアクセル開度Ａｃｃ等に関連した所定の変速状態切替条件が成立すると、変速機６０の変速状態（変速比）を保持するときに値０とされるシフトチェンジフラグＦｓｃを値１に設定すると共に、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃの状態等に応じて、ハイブリッド自動車２０が加速状態にあれば現変速段数ｎに値１を加算した値を目標変速段数ｎ＊として設定し、ハイブリッド自動車２０が減速状態にあれば現変速段数ｎから値１を減じた値を目標変速段数ｎ＊として設定する。
【００４７】
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、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。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。図１６に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊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Ｎｐとの積と充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓ（動力分配統合機構４０によるトルク変換における機械損失とモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に伴う電気的損失との和）との総和として計算される。次いで、ステップＳ１００にて入力したシフトチェンジフラグＦｓｃが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。シフトチェンジフラグＦｓｃが値０であって変速機６０の変速状態（変速比）を変更する必要がない場合（変速状態切替条件が成立していない場合）には、ステップＳ１１０にて設定された要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。ここでは、エンジン２２を効率よく動作させて燃費をより向上させることができるように予め定められた動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとした。図１７に、エンジン２２の動作ラインとエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの相関曲線（等パワーライン）とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ×Ｔｅ）が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。
【００４８】
こうして目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、ステップＳ１００にて入力した現変速段数ｎが値１から４の何れか（１〜４速ギヤ列の何れか）であるかを判定する（ステップＳ１４０）。現変速段数ｎが値１または３である場合には、キャリア軸４５ａが変速機６０により駆動軸６７に連結されていることから、ステップＳ１３０にて設定した目標回転数Ｎｅ＊とキャリア軸４５ａ（キャリア４５）の回転数に一致するモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく式（２）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構４０の回転要素に対する力学的な関係式であり、図１１の共線図から容易に導出することができる。そして、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ１２」は積分項のゲインである。次いで、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、ステップＳ１５０にて設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ１６０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と現変速段数ｎに対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ）と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）に従い計算する（ステップＳ１７０）。なお、式（３）は、図１１の共線図から容易に導出することができる。そして、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをステップＳ１６０にて計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。このようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、キャリア軸４５ａに出力するトルクをバッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ３０にそれぞれ送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを得るための制御を実行する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ３０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ��１，３２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００４９】
Nm1* = 1/ρ・(Ne*-(1-ρ)・Nm2)  …（１）
Tm1* = -ρ・Te* + k11・(Nm1*-Nm1) + k12・∫(Nm1*-Nm1)・dt  …（２）
Tm2tmp = Tr*/G(n)+(1-ρ)/ρ・Tm1*  …（３）
【００５０】
また、現変速段数ｎが値２または４である場合には、第１モータ軸４６が変速機６０により駆動軸６７に連結されていることから、ステップＳ１３０にて設定した目標回転数Ｎｅ＊と第１モータ軸４６（サンギヤ４１）の回転数に一致するモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとを用いて次式（４）に従いモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ２＊と現在の回転数Ｎｍ２とに基づく式（５）の計算を実行してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（４）も動力分配統合機構４０の回転要素に対する力学的な関係式であり、図１２の共線図から容易に導出することができる。そして、式（５）は、モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（５）中、右辺第２項の「ｋ２１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２２」は積分項のゲインである。次いで、バッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、ステップＳ２００にて設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２との積として得られるモータＭＧ２の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で除することによりモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ２１０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ２＊と現変速段数ｎに対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ）と動力分配統合機構４０のギヤ比ρとを用いてモータＭＧ１から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを式（６）に従い計算する（ステップＳ２２０）。なお、式（６）は、図１２の共線図から容易に導出することができる。そして、計算した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐをステップＳ２１０にて計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２３０）。このようにしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定することにより、第１モータ軸４６に出力するトルクをバッテリ３５の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ３０にそれぞれ送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００５１】
Nm2* = (Ne*-ρ・Nm1)/(1-ρ)  …（４）
Tm2* = -(1-ρ)・Te* + k21・(Nm2*-Nm2) + k22・∫(Nm2*-Nm2)・dt  …（５）
Tm1tmp = Tr*/G(n)+ρ/(1-ρ)・Tm2*  …（６）
【００５２】
一方、ステップＳ１２０にてシフトチェンジフラグＦｓｃが値１であって変速機６０の変速状態（変速比）を変更すべきと判断された場合（変速状態切替条件が成立している場合）には、図１５に示すように、ステップＳ１００にて入力した現変速段数ｎが値１から４の何れか（１〜４速ギヤ列の何れか）であるかを判定する（ステップＳ２４０）。現変速段数ｎが値１または３である場合には、ステップＳ１００にて入力した駆動軸６７の回転数Ｎｐ、動力分配統合機構４０のギヤ比ρ、現変速段数ｎに対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ）および目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ＊）に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を次式（７）に従い設定すると共に、設定した目標回転数Ｎｅ＊やステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊等に基づいてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（７）において、「（ρ・Ｇ（ｎ＊）＋（１−ρ）・Ｇ（ｎ）」は、現変速段数ｎと目標変速段数ｎ＊とに基づく第Ｎ同時係合状態（ただし、“Ｎ”は値１から３の何れかである）における第Ｎ固定変速比γ（Ｎ）を示すものであって、γ（Ｎ）は１−２速同時係合状態、２−３速同時係合状態または３−４速同時係合状態における第１〜第３固定変速比γ（１）〜γ（３）の何れかとなる。すなわち、ステップＳ２５０では、駆動軸６７の回転数Ｎｐ（車速Ｖ）に対応した第Ｎ同時係合状態のもとでのエンジン２２の回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定する。また、ステップＳ２５０では、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除した値と、エンジン２２の定格トルクＴｅｍａｘとの小さい方をエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定する。次いで、駆動軸６７の回転数Ｎｐに対応した第Ｎ同時係合状態のもとでのモータＭＧ１の回転数を目標回転数Ｎｍ１＊として設定する（ステップＳ２６０）。目標回転数Ｎｍ１＊は、図示するように、ステップＳ１００にて入力した駆動軸６７の回転数Ｎｐに目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ＊）を乗じることにより得ることができる。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定したならば、当該モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊からステップＳ１００にて入力したモータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１を減じることにより第１モータ軸４６（第２要素）の回転数の第２または第４ギヤ６２ａまたは６４ａ（第１要素）の回転数に対する偏差である回転数偏差Ｎｅｒｒを計算する（ステップＳ２７０）。更に、所定のフラグＦが値０であるか否かを判定し（ステップＳ２８０）、フラグＦが値０であれば、予め定められた比較的小さな正の値Ｎ１にステップＳ２７０にて計算した回転数偏差Ｎｅｒｒの符号Ｓｎｇ（Ｎｅｒｒ）を乗じた値を目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊として設定する（ステップＳ２９０）。ここで、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊は、第１モータ軸４６の回転数の第２または第４ギヤ６２ａまたは６４ａの回転数に対する偏差の目標値であり、ステップＳ２９０の処理が実行された場合、当該目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊は、モータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊よりも大きく回転数偏差Ｎｅｒｒが負であれば負の比較的小さな一定値（−Ｎ１）に設定され���一方、モータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊よりも小さく回転数偏差Ｎｅｒｒが正であれば正の比較的小さな一定値（Ｎ１）に設定されることになる。目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を設定したならば、設定した目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊からステップＳ２７０にて計算した回転数偏差Ｎｅｒｒを減じることにより以後の制御に供される制御偏差ΔＮｅｒｒを計算する（ステップＳ３１０）。続いて、ステップＳ３１０にて設定した制御偏差ΔＮｅｒｒ等に基づく式（８）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ３２０）。式（８）は、第１モータ軸４６の回転数の第２または第４ギヤ６２ａまたは６４ａの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒを目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致させるため、すなわちモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊に目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を加算して得られる回転数で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（８）中、右辺第２項の「ｋ３１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ３２」は積分項のゲインである。こうしてモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、上述のステップＳ１６０〜Ｓ１８０と同様の処理であるステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理を実行してモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。
【００５３】
Ne* = Np・(ρ・G(n*)+(1-ρ)・G(n))  …（７）
Tm1* = -ρ・Te* + k31・ΔNerr + k32・∫ΔNerr・dt  …（８）
【００５４】
また、現変速段数ｎが値２または４である場合には、ステップＳ１００にて入力した駆動軸６７の回転数Ｎｐ、動力分配統合機構４０のギヤ比ρ、現変速段数ｎに対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ）および目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ＊）に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を次式（９）に従い設定すると共に、設定した目標回転数Ｎｅ＊やステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊等に基づいてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ３６０）。ここで、式（９）において、「（ρ・Ｇ（ｎ）＋（１−ρ）・Ｇ（ｎ＊）」は、現変速段数ｎと目標変速段数ｎ＊とに基づく第Ｎ同時係合状態における第Ｎ固定変速比γ（Ｎ）を示すものであって、γ（Ｎ）は１−２速同時係合状態、２−３速同時係合状態または３−４速同時係合状態における第１〜第３固定変速比γ（１）〜γ（３）の何れかとなる。すなわち、ステップＳ３６０においても、駆動軸６７の回転数Ｎｐ（車速Ｖ）に対応した第Ｎ同時係合状態のもとでのエンジン２２の回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定する。また、ステップＳ３６０においても、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除した値と、エンジン２２の定格トルクＴｅｍａｘとの小さい方をエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定する。次いで、駆動軸６７の回転数Ｎｐに対応した第Ｎ同時係合状態のもとでのモータＭＧ２の回転数を目標回転数Ｎｍ２＊として設定する（ステップＳ３７０）。目標回転数Ｎｍ２＊は、図示するように、ステップＳ１００にて入力した駆動軸６７の回転数Ｎｐに目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列のギヤ比Ｇ（ｎ＊）を乗じることにより得ることができる。モータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を設定したならば、当該モータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊からステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２を減じることによりキャリア軸４５ａ（第２要素）の回転数の第１または第３ギヤ６１ａまたは６３ａ（第１要素）の回転数に対する偏差である回転数偏差Ｎｅｒｒを計算する（ステップＳ３８０）。更に、所定のフラグＦが値０であるか否かを判定し（ステップＳ３９０）、フラグＦが値０であれば、予め定められた比較的小さな正の値Ｎ１にステップＳ３８０にて計算した回転数偏差Ｎｅｒｒの符号Ｓｎｇ（Ｎｅｒｒ）を乗じた値を目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊として設定する（ステップＳ４００）。かかるステップＳ４００の処理が実行された場合、当該目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊は、モータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊よりも大きく回転数偏差Ｎｅｒｒが負であれば負の比較的小さな一定値（−Ｎ１）に設定される一方、モータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊よりも小さく回転数偏差Ｎｅｒｒが正であれば正の比較的小さな一定値（Ｎ１）に設定されることになる。目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を設定したならば、設定した目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊からステップＳ３８０にて計算した回転数偏差Ｎｅｒｒを減じることにより以後の制御に供される制御偏差ΔＮｅｒｒを計算する（ステップＳ４２０）。続いて、ステップＳ４２０にて設定した制御偏差ΔＮｅｒｒ等に基づく式（１０）の計算を実行してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ４３０）。式（１０）は、キャリア軸４５ａの回転数の第１または第３ギヤ６１ａまたは６３ａの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒを目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致させるため、すなわちモータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊に目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を加算して得られる回転数で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（１０）中、右辺第２項の「ｋ４１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ４２」は積分項のゲインである。こうしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定したならば、上述のステップＳ２１０〜Ｓ２３０と同様の処理であるステップＳ４４０〜Ｓ４６０の処理を実行してモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する。
【００５５】
Ne* = Np・(ρ・G(n)+(1-ρ)・G(n*))  …（９）
Tm2* = -(1-ρ)・Te* + k41・ΔNerr + k42・∫ΔNerr・dt  …（１０）
【００５６】
上述のようにしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ３０にそれぞれ送信する（ステップＳ４７０）。そして、ステップＳ４７０のデータ送信処理を実行したならば、上述のフラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ４８０）。ステップＳ４８０にてフラグＦが値０であると判断された場合には、ステップＳ３１０またはＳ４２０にて設定された制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になったか否かを判定し（ステップＳ４９０）。制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になっていない場合には、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、ステップＳ４９０にて制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になり、それまで変速機６０により駆動軸６７に連結されていなかったサンギヤ４１（第１モータ軸４６）またはキャリア４５（キャリア軸４５ａ）に対応したモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２の目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に概ね一致したと判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２のアクチュエータ９１または９２をオンして可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅに向けて移動させ、更にタイマ７８をオンすると共に上述のフラグＦを値１に設定する（ステップＳ５００）。次いで、タイマ７８により計時される制御偏差ΔＮｅｒｒが値０に概ね一致してからの経過時間ｔが所定のクラッチ係合時間ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ５１０）、経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ未満であれば、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。なお、クラッチ係合時間ｔｒｅｆは、アクチュエータ９１および９２の性能や係合部４５ｅまたは４６ｅと係合部６１ｅ〜６４ｅとの間の距離等に基づいて、係合部４５ｅまたは４６ｅと係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかとの係合が確実に完了している時間として定められる。こうして、ステップＳ５００にてフラグＦが値１に設定されると、本ルーチンの次の実行時には、ステップＳ２８０またはＳ３９０にてフラグＦが値１であると判断され、この場合には、ステップＳ３００またはＳ４１０にて、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊がタイマ７８により計時される経過時間ｔに基づいて周期的に変化するように設定される。実施例では、所定の周期関数ｆ１（ｔ）またはｆ２（ｔ）を用いて、ステップＳ３００においては、図１８において実線で示すように、例えばそれまで値−Ｎ１に設定されていた目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０→値Ｎ１→値０→値−Ｎ１といったように時間の経過と共に徐々に変化するように設定し、ステップＳ４１０においては、図１８において破線で示すように、例えばそれまで値Ｎ１に設定されていた目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０→値−Ｎ１→値０→値Ｎ１といったように時間の経過と共に徐���に変化するように設定している。また、一旦ステップＳ５００にてフラグＦが値１に設定されると、本ルーチンの次の実行時には、ステップＳ４９０およびＳ５００の処理がスキップすると共にステップＳ５１０にて経過時間ｔが所定のクラッチ係合時間ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定し、経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ未満であれば、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。そして、経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ以上となった時点で、ステップＳ１００にて入力した目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２のアクチュエータ９１または９２をオフして可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに対する移動を停止させ、更にタイマ７８をオフすると共にフラグＦを値０に設定し（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了させる。
【００５７】
これにより、現変速段数ｎに対応したギヤ列によりキャリア軸４５ａまたは第１モータ軸４６と駆動軸６７とを連結したまま、目標段数ｎ＊に対応したギヤ列により第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａと駆動軸６７とをショックの発生を抑制しながら容易かつスムースに連結して、現変速段数ｎと目標変速段数ｎ＊とに対応した第Ｎ同時係合状態を実現することが可能となる。そして、ステップＳ５２０の処理を経て図１４および図１５の駆動制御ルーチンが終了した後に第Ｎ同時係合状態のもとでハイブリッド自動車２０を走行させる場合には、モータＭＧ１およびＭＧ２が実質的にトルクを出力しなくなるようにモータＭＧ１およびＭＧ２の出力トルクを調整した後、エンジン２２が要求トルクＴｒ＊に基づく目標トルクＴｅ＊を出力すると共に、例えばモータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方がトルクを出力せず、かつモータＭＧ１およびＭＧ２の他方が要求トルクＴｒ＊に対するエンジン２２によるトルクの不足分に基づくトルクを出力するようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とを制御する。また、ステップＳ５２０の処理を経て図１４および図１５の駆動制御ルーチンが終了した後に目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列のみによりキャリア４５およびサンギヤ４１の何れか一方と駆動軸６７とが連結されるように変速機６０の変速状態を変更する場合には、第Ｎ同時係合状態のもとでモータＭＧ１，ＭＧ２間でトルクを移し換えてモータＭＧ１，ＭＧ２がキャリア４５およびサンギヤ４１の何れか一方のみを駆動軸６７に連結する変速後状態において出力すべきトルクをそれぞれ出力するようにする動力移換処理を実行した上で、変速機６０の現変速段数ｎに対応したギヤ列によるキャリア４５またはサンギヤ４１と駆動軸６７との連結を解除する。
【００５８】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０に含まれる変速機６０は、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２をキャリア軸４５ａの係合部４５ｅまたは第１モータ軸４６の係合部４６ｅのみと係合させてキャリア軸４５ａと第１または第３ギヤ６１ａまたは６３ａとの連結あるいは第１モータ軸４６と第２または第４ギヤ６２ａまたは６４ａとの連結を解除すると共に、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２をキャリア軸４５ａの係合部４５ｅと係合部６１ｅまたは６３ｅとの双方、あるいは第１モータ軸４６の係合部４６ｅと係合部６２ｅまたは６４ｅとの双方と係合させてキャリア軸４５ａと第１または第３ギヤ６１ａまたは６３ａあるいは第１モータ軸４６と第２または第４ギヤ６２ａまたは６４ａとを連結することができるクラッチＣ１およびＣ２を含むものである。そして、ハイブリッド自動車２０では、変速機６０によりキャリア軸４５ａおよび第１モータ軸４６の一方と駆動軸６７とが連結された状態でエンジン２２が運転されると共にモータＭＧ１およびＭＧ２が駆動制御されている最中にシフトチェンジフラグＦｓｃが値１に設定されたときには、それまで変速機６０により駆動軸６７に連結されていなかったサンギヤ４１（第１モータ軸４６）およびキャリア４５（キャリア軸４５ａ）の他方に対応したモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２の目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒを目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致させる回転数調整処理（ステップＳ２４０〜Ｓ３５０およびＳ４７０、またはＳ２４０、Ｓ３６０〜Ｓ４６０およびＳ４７０）が実行される。更に、制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になり、それまで変速機６０により駆動軸６７に連結されていなかった第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａに対応したモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２の目標変速段数ｎ＊に対応した第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に概ね一致したと判断された場合には、目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２の可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２が目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅに向けて移動するようにアクチュエータ９１または９２が所定のクラッチ係合時間ｔｒｅｆだけ制御される（ステップＳ４８０〜Ｓ５２０）。このように、第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａに対応したモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２の目標変速段数ｎ＊に対応した第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に概ね一致した時点から可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅに向けて移動させれば、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかの複数のドグ歯ＤＴとが正しく噛み合い可能な状態にはない場合であっても、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を当該係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに押し当てることにより可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴ���係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかのドグ歯ＤＴとが正しく噛み合うようにし、両者をスムースに係合させてそれまで変速機６０により駆動軸６７に連結されていなかった第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａを目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列により駆動軸６７に連結することが可能となる。また、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２が目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅに向けて移動するように所定のクラッチ係合時間ｔｒｅｆだけアクチュエータ９１または９２を制御することにすれば、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２が係合部４５ｅまたは４６ｅと係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかとの双方と完全に係合したか否かを判定することなく、第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａと目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列（駆動軸６７）との連結を完了させることができる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、例えば連結の対象となる係合部（ドグ）の回転角を検出し、検出した回転角に基づいて２つの係合部のドグ歯同士が正しく噛み合う状態にあるか否かを判定するような制御手順を採用した場合と比較して、より単純な制御のもとで第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａと目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列（駆動軸６７）とを容易かつスムースに連結することが可能となる。そして、変速機６０は、上述のように複数段階に変速状態（変速比）を設定することにより動力分配統合機構のキャリア４５およびサンギヤ４１からの動力を選択的に効率よく駆動軸６７へと伝達可能なものである。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速状態を容易かつスムースに変更することに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て、それにより燃費と走行性能とを良好に向上させることができる。
【００５９】
また、上記実施例のように、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０以外の比較的小さな値として第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａ（モータＭＧ１またはＭＧ２）と目標変速段数ｎ＊に対応した第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかとの間に僅かな回転数差が生じている状態で可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を対象となる係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに接近させていけば、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと当該係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかの複数のドグ歯ＤＴとが突き当たってしまう可能性を低下させることが可能となる。また、第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａ（モータＭＧ１またはＭＧ２）と目標変速段数ｎ＊に対応した第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかとの間に僅かな回転数差を生じさせておけば、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２と対象となる係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかとが当接したときに可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかの複数のドグ歯ＤＴとが突き当たったとしても、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を当該係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに押し当てていくうちに速やかに可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと当該係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかの複数のドグ歯ＤＴとが正しく噛み合うようにすることができる。このように目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０以外の所定値とすれば、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を対象となる係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに押し当てて両者をスムースに係合させることが可能となる。なお、図１５の例では、ステップＳ２９０またはＳ４００にて目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０以外の一定値としているが、ステップＳ２９０またはＳ４００にて設定される目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊は、値０以外の値として時間的（周期的）に変化するように設定されてもよい。
【００６０】
更に、上記実施例では、制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になり、それまで変速機６０により駆動軸６７に連結されていなかったサンギヤ４１（第１モータ軸４６）またはキャリア４５（キャリア軸４５ａ）に対応したモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２の目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に概ね一致したと判断されると、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が図１８に例示するように周期的に変化させられる。これにより、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一旦一致した後に当該回転数偏差Ｎｅｒｒの符号を少なくとも１回反転させること、つまり第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａ（モータＭＧ１またはＭＧ２）の回転数と目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかとの回転数とを一旦一致させた後、再度異なるようにすることができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２と係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかとの間に無理な力が加わっている状態で可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに押し当ててしまう事態をより良好に回避すると共に、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２のドグ歯ＤＴおよび係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅのドグ歯ＤＴ同士が正しく噛み合う状態をより確実に得ることができる。なお、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を周期的に変化させるに際しては、図１８において二点鎖線で示すように、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の符号を周期的に変化させてもよい。また、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一旦一致した後に当該回転数偏差Ｎｅｒｒの符号を少なくとも１回反転させれば、基本的には可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２のドグ歯ＤＴおよび係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅのドグ歯ＤＴ同士が正しく噛み合う状態をに得ることができると考えられるので、図１５のステップＳ３００やＳ４１０では、図１９に示すように、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一旦一致した後に当該回転数偏差Ｎｅｒｒの符号を少なくとも１回反転するように目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を時間的に変化させてもよい。
【００６１】
図２０は、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの他の例を示すフローチャートであり、図１４および図１５に示す駆動制御ルーチンの図１５に示す部分の変形例に相当するものである。図２０に示すルーチンは、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の設定やステップＳ４７０のデータ送信処理の後の処理等に関して図１５に示すルーチンと相違する。図２０に示すルーチンのもとでは、第１モータ軸４６を駆動軸６７に連結すべくモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を調整する場合であってステップＳ２８０にてフラグＦが値０であると判断された場合、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が値−Ｎ１（ただし、値Ｎ１は比較的小さな正の値である）に設定される（ステップＳ２９１）。また、キャリア軸４５ａを駆動軸６７に連結すべくモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を調整する場合であってステップＳ３９０にてフラグＦが値０であると判断された場合、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が値Ｎ１に設定される（ステップＳ４０１）。更に、図２０に示すルーチンのもとでは、ステップＳ４７０のデータ送信処理の後、クラッチＣ１およびＣ２のアクチュエータ９１および９２の何れか一方が作動しているか否かを判定し（ステップＳ４８１）、アクチュエータ９１および９２が作動していなければ、更にステップＳ３１０またはＳ４２０にて設定された制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になったか否かを判定する（ステップＳ４９０）。そして、制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になっていなければ、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０であってモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２の目標変速段数ｎ＊に対応した第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかの回転数に対する回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に概ね一致したと判断された場合には、目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２のアクチュエータ９１または９２をオンして可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅに向けて移動させると共にタイマ７８をオンし（ステップＳ５００）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。こうしてステップＳ５００にてアクチュエータ９１または９２がオンされると、本ルーチンの次の実行時には、ステップＳ４８０にてアクチュエータ９１および９２の何れか一方がオンされていると判断され、この場合には、ステップＳ２７０またはＳ３８０にて計算された回転数偏差Ｎｅｒｒが概ね値０であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。回転数偏差Ｎｅｒｒが概ね値０になっていなければ、フラグＦを値０に設定した上で（ステップＳ５０４）、タイマ７８により計時される制御偏差ΔＮｅｒｒが値０に概ね一致してからの経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ５１０）、経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ未満であれば、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、ステップＳ５０２にて回転数偏差Ｎｅｒｒが概ね値０になっていると判断された場合には、タイマ７８により計時される経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆよりも短い所定時間ｔ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。ここ���、所定時間ｔ０は、ドグ歯ＤＴ同士が正しく噛み合う状態にあれば係合部４５ｅまたは４６ｅと係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかとが係合している（し始めている）時間として定められる。ステップＳ５０６にて経過時間ｔが所定時間ｔ０未満であると判断された場合には、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、ステップＳ５０４にて経過時間ｔが所定時間ｔ０以上であると判断された場合には、フラグＦを値１に設定した上で（ステップＳ５０８）、ステップＳ５１０の判定処理を実行し、経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ未満であれば、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。こうして、ステップＳ５０８にてフラグＦが値１に設定されると、本ルーチンの次の実行時には、ステップＳ２８０またはＳ３９０にてフラグＦが値１であると判断されることになる。この際、第１モータ軸４６を駆動軸６７に連結すべくモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を調整する場合であってステップＳ２８０にてフラグＦが値１であると判断された場合、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が値Ｎ１に設定され、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の符号が反転される（ステップＳ３０１）。また、キャリア軸４５ａを駆動軸６７に連結すべくモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を調整する場合であってステップＳ３９０にてフラグＦが値１であると判断された場合、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が値−Ｎ１に設定され、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の符号が反転される（ステップＳ４１１）。そして、図２０のルーチンにおいても、ステップＳ５１０にて経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ以上となったと判断された時点で、ステップＳ１００にて入力した目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２のアクチュエータ９１または９２をオフして可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の対象となる係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに対する移動を停止させ、更にタイマ７８をオフすると共にフラグＦを値０に設定し（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了させる。
【００６２】
このように、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０以外の比較的小さな値として第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａ（モータＭＧ１またはＭＧ２）と目標変速段数ｎ＊に対応した第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかとの間に僅かな回転数差を生じさせた状態で第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａを目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかに連結するときに、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一旦一致した後に当該回転数偏差Ｎｅｒｒが概ね値０になった場合、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の符号を反転させてもよい。すなわち、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致するようにモータＭＧ１またはＭＧ２をフィードバック制御する場合、制御量の発散等によりモータＭＧ１またはＭＧ２から必要以上にトルクが出力されてしまうこともあり、第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａから目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかに対して必要以上に動力が伝達されたり、係合部４５ｅまたは４６ｅと目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅとのスムースな係合が妨げられたりしてしまうおそれもある。これを踏まえて、図２０のルーチンのように、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一旦一致した後に当該回転数偏差Ｎｅｒｒが概ね値０になったきに目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の符号を反転させることとすれば（ステップＳ３０１またはＳ４１１）、制御量の発散等によりモータＭＧ１またはＭＧ２から必要以上にトルクが出力されることを抑制し、第１モータ軸４６またはキャリア軸４５ａから目標変速段数ｎ＊に対応した変速機６０の第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａの何れかに対する過剰なトルクの伝達を抑えると共に、係合部４５ｅまたは４６ｅと目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅとのスムースな係合を実現することが可能となる。なお、図２０のルーチンのステップＳ２９１またはＳ４０１では、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を一定値に設定しているが、これに限られるものではない。すなわち、ステップＳ２９１またはＳ４０１にて設定される目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊は、値０以外の値であれば、例えば時間的（周期的）に変化するように設定されてもよく、この場合、ステップＳ３０１またはＳ４１１にて目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を前回値の符号を反転させた値に設定してもよい。
【００６３】
図２１は、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの更に他の例を示すフローチャートであり、図１４および図１５に示す駆動制御ルーチンの図１５に示す部分の変形例に相当するものである。図２１に示すルーチンは、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の設定等に関して図１５に示すルーチンと相違する。図２１に示すルーチンのもとでは、第１モータ軸４６を駆動軸６７に連結すべくモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を調整する場合であってステップＳ２８０にてフラグＦが値０であると判断された場合、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が値０に設定される（ステップＳ２９２）。同様に、キャリア軸４５ａを駆動軸６７に連結すべくモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を調整する場合であってステップＳ３９０にてフラグＦが値０であると判断された場合にも、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊が値０に設定される（ステップＳ４０２）。すなわち、図２１のルーチンのもとでは、シフトチェンジフラグＦｓｃが値１であって変速機６０の変速状態（変速比）を変更すべきと判断されると、モータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１またはＮｍ２がステップＳ２６０またはＳ３７０にて設定される目標回転数Ｎｍ１＊またはＮｍ２＊と一致するようにモータＭＧ１またはＭＧ２がフィードバック制御されることになる。そして、ステップＳ４９０にて制御偏差ΔＮｅｒｒが概ね値０になったと判断され、ステップＳ５００にて目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２のアクチュエータ９１または９２やタイマ７８がオンされると共にフラグＦが値１に設定されると、本ルーチンの次の実行時には、ステップＳ２８０またはＳ３９０にてフラグＦが値１であると判断され、ステップＳ３０２またはＳ４１２にて、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊がタイマ７８により計時される経過時間ｔに基づいて周期的に変化するように設定される。実施例では、係合部４５ｅおよび４６ｅのドグ歯ＤＴの歯厚およびバックラッシに基づく値Ｎｘと所定の周期関数ｆ１（ｔ）またはｆ２（ｔ）とを用いて、ステップＳ３０２においては、例えば目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値Ｎｘ→値０→値−Ｎｘ→値０といったように時間の経過と共に徐々に変化するように設定し、ステップＳ４１２においては、例えば目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値−Ｎｘ→値０→値Ｎｘ→値０といったように時間の経過と共に徐々に変化するように設定している。ここで、値Ｎｘは、係合部４５ｅおよび４６ｅのドグ歯ＤＴの歯厚およびバックラッシに基づく角度をモータＭＧ１およびＭＧ２の回転数に換算した値として定められる。そして、図２１のルーチンにおいても、ステップＳ５１０にて経過時間ｔがクラッチ係合時間ｔｒｅｆ以上となったと判断された時点で、ステップＳ１００にて入力した目標変速段数ｎ＊に対応したクラッチＣ１またはＣ２のアクチュエータ９１または９２をオフして可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の目標変速段数ｎ＊に対応したギヤ列の係合部６１ｅ，６２ｅ，６３ｅまたは６４ｅに対する移動を停止させ、更にタイマ７８をオフすると共にフラグＦを値０に設定し（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了させる。
【００６４】
このように、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊値０とすると共に、回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致した後に当該目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値Ｎｘだけ少なくとも１回変化させても、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかの複数のドグ歯ＤＴとが正しく噛み合うようにして、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２と対象となる係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかとの間に無理な力が加わっている状態で可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２を当該係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかに押し当ててしまう事態を回避することができる。また、上述の値Ｎｘを係合部４５ｅおよび４６ｅのドグ歯ＤＴの歯厚およびバックラッシに基づく値とすれば、可動係合部材ＥＭ１またはＥＭ２の複数のドグ歯ＤＴと対象となる係合部６１ｅ〜６４ｅの何れかの複数のドグ歯ＤＴとが正しく噛み合う状態をより確実に得ることが可能となる。更に、このような図２１のルーチンは、連結の対象となる係合部（ドグ）の回転角を検出し、検出した回転角に基づいて２つの係合部のドグ歯同士が正しく噛み合う状態にあるか否かを判定する制御手順が採用されている場合のフェールセーフとして用いられてもよい。また、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値０とすると共に回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致した後に当該目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊を値Ｎｘだけ少なくとも１回変化させる代わりに、目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊値０とすると共に回転数偏差Ｎｅｒｒが目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊に一致した後に、モータＭＧ１またはＭＧ２のフィードバック制御を中止すると共にモータＭＧ１またはＭＧ２に対するトルク指令の絶対値を所定量だけ減少させてもよい。
【００６５】
なお、上述のハイブリッド自動車２０は、ギヤ比ρが値０．５となるように構成された動力分配統合機構４０を備えているが、これに限られるものではなく、動力分配統合機構は、ギヤ比ρが値０．５以外の値となるように構成されてもよい。図２２に、ギヤ比ρが値０．５未満であ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４０Ａを備えたハイブリッド自動車２０Ａを示す。このハイブリッド自動車２０Ａは、動力分配統合機構４０Ａとエンジン２２との間に配置される減速ギヤ機構５０を備える。減速ギヤ機構５０は、第２モータ軸５５を介してモータＭＧ２のロータに接続された外歯歯車のサンギヤ５１と、サンギヤ５１と同心円上に配置されると共に動力分配統合機構４０Ａのキャリア４５に固定された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と共にトランスミッションケースに対して固定されたキャリア５４とを備えるシングルピニオン式遊星歯車機構として構成されている。このような減速ギヤ機構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４０Ａ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。このように、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４０Ａ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４０Ａ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４０Ａとの間に配置して動力分配統合機構４０Ａ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。そして、図２２の例において、動力分配統合機構４０Ａのギヤ比をρとしたときに、減速比（サンギヤ５１の歯数／リングギヤ５２の歯数）がρ／（１−ρ）近傍の値となるように減速ギヤ機構５０を構成すれば、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２０Ａやそれに搭載される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。
【００６６】
更に、上述のハイブリッド自動車２０，２０Ａは、動力分配統合機構４０，４０Ａの代わりに、互いに異なる歯数をもった第１サンギヤおよび第２サンギヤと、第１サンギヤと噛合する第１ピニオンギヤと第２サンギヤと噛合する第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として構成された動力分配統合機構を備えてもよい。また、上述のハイブリッド自動車２０，２０Ａでは、クラッチＣ０が動力分配統合機構４０，４０Ａの第２回転要素であるサンギヤ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、これに限られるものではない。すなわち、クラッチＣ０は、動力分配統合機構４０，４０Ａの第１回転要素であるキャリア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く、動力分配統合機構４０，４０Ａの第３回転要素であるリングギヤ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。
【００６７】
加えて、実施例の変速機６０は、動力分配統合機構４０の第１回転要素であるキャリア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ヤ列である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が、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。
【００６８】
図２３は、上述のハイブリッド自動車２０，２０Ａ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、複数段階に変速状態（変速比）を設定可能とするものであり、動力分配統合機構４０の第１回転要素であるキャリア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１１０、動力分配統合機構４０の第２回転要素であるサンギヤ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１２０、第１変速用遊星歯車機構１１０に対して設けられた本発明による連結装置としてのブレーキクラッチＢＣ１（第１固定手段および第１締結手段）、第２変速用遊星歯車機構１２０に対して設けられた本発明による連結装置としてのブレーキクラッチＢＣ２（第２固定手段および第２締結手段）、およびブレーキＢ３（第３固定手段）等を含む。これら第１変速用遊星歯車機構１１０、第２変速用遊星歯車機構１２０、ブレーキクラッチＢＣ１，ＢＣ２およびブレーキＢ３を構成する各要素は、何れも変速機１００のトランスミッションケースの内部に収容される。
【００６９】
図２３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１１１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１１１およびリングギヤ１１２の双方と噛合するピニオンギヤ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１１１（入力要素）とリングギヤ１１２（固定可能要素）とキャリア１１４（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１２０は、第１モータ軸４６に接続されたサンギヤ１２１（入力要素）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１２２（固定可能要素）と、サンギヤ１２１およびリングギヤ１２２の双方と噛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り、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２とキャリア１１４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、キャリア軸４５ａは第１モータ軸４６を貫通するように配置される。そして、第１モータ軸４６から突出したキャリア軸４５ａの先端に第１変速用遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１１が固定される。
【００７０】
ブレーキクラッチＢＣ１は、第１変速用遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１２の外周に設けられた係合部１１２ａと常時係合すると共にトランスミッションケースに固定された係止部１３０ａ（固定係合要素）およびキャリア１１４の外周に形成された係合部１１４ａのそれぞれと係合可能な可動係合部材ＥＭ１と、この可動係合部材ＥＭ１をキャリア軸４５ａ等の軸方向に進退移動させる図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータとを含むドグクラッチとして構成されている。リングギヤ１１２の係合部１１２ａ、係止部１３０ａおよびキャリア１１４の係合部１１４ａは、何れも同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。また、可動係合部材ＥＭ１は、係合部１１２ａ、係止部１３０ａおよび係合部１１４ａのドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されており、リングギヤ１１２の係合部１１２ａと、係止部１３０ａおよびキャリア１１４の係合部１１４ａの何れか一方と同時に係合可能な寸法を有している。そして、このブレーキクラッチＢＣ１は、図２３に示すように、可動係合部材ＥＭ１の位置であるクラッチポジションを「Ｒポジション」、「Ｍポジション」および「Ｌポジション」に選択的に切り替え可能である。ブレーキクラッチＢＣ１のクラッチポジションがＲポジションに設定されると、可動係合部材ＥＭ１はリングギヤ１１２の係合部１１２ａとトランスミッションケースに固定された係止部１３０ａとの双方と係合し、これにより、第１変速用遊星歯車機構１１０の固定可能要素であるリングギヤ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ことが可能となる。また、ブレーキクラッチＢＣ１のクラッチポジションがＭポジションに設定されると、可動係合部材ＥＭ１はリングギヤ１１２の係合部１１２ａのみと係合することになり、これにより、第１変速用遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１２を解放して回転可能にすることができる。更に、ブレーキクラッチＢＣ１のクラッチポジションがＬポジションに設定されると、可動係合部材ＥＭ１はリングギヤ１１２の係合部１１２ａとキャリア１１４の係合部１１４ａとの双方と係合し、これにより、第１変速用遊星歯車機構１１０の固定可能要素であるリングギヤ１１２と出力要素であるキャリア１１４とを締結することが可能となる。
【００７１】
ブレーキクラッチＢＣ２は、第２変速用遊星歯車機構１２０のリングギヤ１２２の外周に形成された係合部１２２ｂと常時係合すると共にトランスミッションケースに固定された係止部１３０ｂ（固定係合要素）およびキャリア１１４の外周に形成された係合部１１４ａのそれぞれと係合可能な可動係合部材ＥＭ２と、この可動係合部材ＥＭ２を第１モータ軸４６等の軸方向に進退移動させる図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータとを含むドグクラッチとして構成されている。リングギヤ１２２の係合部１２２ｂ、係止部１３０ｂは、キャリア１１４の係合部１１４ａと同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。また、可動係合部材ＥＭ２は、係合部１２２ｂ、係止部１３０ｂおよび係合部１１４ａのドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されており、リングギヤ１２２の係合部１２２ｂと、係止部１３０ｂおよびキャリア１１４の係合部１１４ａの何れか一方と同時に係合可能な寸法を有している。そして、このブレーキクラッチＢＣ２も、図２３に示すように、可動係合部材ＥＭ２の位置であるクラッチポジションを「Ｒポジション」、「Ｍポジション」および「Ｌポジション」に選択的に切り替え可能である。ブレーキクラッチＢＣ２のクラッチポジションがＬポジションに設定されると、可動係合部材ＥＭ２はリングギヤ１２２の係合部１２２ｂとトランスミッションケースに固定された係止部１３０ｂとの双方と係合し、これにより、第２変速用遊星歯車機構１２０の固定可能要素であるリングギヤ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ことが可能となる。また、ブレーキクラッチＢＣ２のクラッチポジションがＭポジションに設定されると、可動係合部材ＥＭ２はリングギヤ１２２の係合部１２２ｂのみと係合することになり、これにより、第２変速用遊星歯車機構１２０のリングギヤ１２２を解放して回転可能にすることができる。更に、ブレーキクラッチＢＣ２のクラッチポジションがＲポジションに設定されると、可動係合部材ＥＭ２は、リングギヤ１２２の係合部１２２ｂとキャリア１１４の係合部１１４ａとの双方と係合し、これにより、第２変速用遊星歯車機構１２０の固定可能要素であるリングギヤ１２２と出力要素であるキャリア１１４とを締結することが可能となる。
【００７２】
ブレーキＢ３は、第１モータ軸４６の端部（図中右端）に設けられた係合部４６ｃと常時係合すると共にトランスミッションケースに固定された係止部１３０ｃ（固定係合要素）と係合可能な可動係合部材ＥＭ３と、この可動係合部材ＥＭ３を第１モータ軸４６等の軸方向に進退移動させる図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータとを含むドグクラッチとして構成されている。第１モータ軸４６の係合部４６ｃおよび係止部１３０ｃは、何れも同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成されている。また、可動係合部材ＥＭ３は、係合部４６ｃおよび係止部１３０ｃのドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されている。このブレーキＢ３をオンすれば、可動係合部材ＥＭ２が第１モータ軸４６の係合部４６ｃとトランスミッションケースに固定された係止部１３０ｃとの双方と係合し、これにより、第１モータ軸４６すなわちクラッチＣ０が繋がれていれば動力分配統合機構４０のサンギヤ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ことが可能となる。そして、変速機１００のキャリア１１４から駆動軸６７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。上述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ＭＧ１，ＭＧ２、減速ギヤ機構５０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。なお、実施例において、第２変速用遊星歯車機構１２０のギヤ比（サンギヤ１２１の歯数／リングギヤ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）ρ１よりも多少大きく設定されているが、第１および第２変速用遊星歯車機構１１０および１２０のギヤ比ρ１，ρ２は任意の値に定めることができる。
【００７３】
図２４に、変速機１００を備えたハイブリッド自動車の走行時におけるブレーキクラッチＢＣ１，ＢＣ２、ブレーキＢ３およびクラッチＣ０のクラッチポジション等の設定状態を示す。同図からわかるように、変速機１００では、ブレーキクラッチＢＣ１およびＢＣ２のアクチュエータ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からの動力を第１変速用遊星歯車機構１１０により変速して駆動軸６７に伝達する第１変速状態（１速）と、動力分配統合機構４０のサンギヤ４１からの動力を第２変速用遊星歯車機構１２０により変速して駆動軸６７に伝達する第２変速状態（２速）と、動力分配統合機構４０のキャリア４５からの動力を第１変速用遊星歯車機構１１０により変速比１で駆動軸６７に伝達する第３変速状態（３速）とを容易かつスムースに切り替えることができる。従って、変速機１００によれば、動力分配統合機構４０のキャリア４５からの動力とサンギヤ４１からの動力とを選択的に効率よく駆動軸６７へと伝達することが可能となる。また、変速機１００における「等回転伝達状態」は、ブレーキクラッチＢＣ１およびＢＣ２を用いて第１変速用遊星歯車機構１１０のリングギヤ１１２とキャリア１１４とを締結すると共に第２変速用遊星歯車機構１２０のリングギヤ１２２とキャリア１１４とを締結する状態である。かかる等回転伝達状態のもとでは、動力分配統合機構４０のサンギヤ４１、リングギヤ４２（エンジン２２）およびキャリア４５と、第１変速用遊星歯車機構１１０のサンギヤ１１１、リングギヤ１１２と、第２変速用遊星歯車機構１２０のサンギヤ１２１、リングギヤ１２２と、両者に共通のキャリア１１４とのすべてが一体となって回転することになる。従って、等回転伝達状態のもとでは、エンジン２２からの動力を固定変速比（＝１）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。更に、変速機１００における「３速ＯＤ（オーバードライブ）状態」は、第３変速状態（３速）のもとで、ブレーキＢ３により第１モータ軸４６の係合部４６ｃ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回転要素であるサンギヤ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状態である。かかる３速ＯＤ状態のもとでは、上記１−２速同時係合状態や２−３速同時係合状態、等回転伝達状態とは異なる値１未満の固定変速比（１／１−ρ）でエンジン２２やモータＭＧ２からの動力を増速して機械的（直接）に駆動軸６７へと伝達することが可能となる。そして、変速機１００において、１−２速同時係合状態を実現する際には、第１変速状態のもとで、第２変速用遊星歯車機構１２０の固定可能要素であるリングギヤ１２２の回転数の値０（係止部１３０ｂの回転数）に対する回転数偏差が所定の目標回転数偏差に一致するようにモータＭＧ１を制御すると共に、回転数偏差が目標回転数偏差に一致してから所定時間だけ可動係合部材ＥＭ２が係止部１３０ｂに向けて移動するようにブレーキクラッチＢＣ２のアクチュエータを制御すればよい。また、変速機１００において２−３速同時係合状態を実現する際には、第２変速状態のもとで、第１変速用遊星歯車機構１１０の固定可能要素であるリングギヤ１１２の回転数のキャリ���１１４の回転数（駆動軸６７の回転数）に対する回転数偏差が所定の目標偏差に一致するようにモータＭＧ２を制御すると共に、回転数偏差が目標回転数偏差に一致してから所定時間だけ可動係合部材ＥＭ１がキャリア１１４の係合部１１４ａに向けて移動するようにブレーキクラッチＢＣ１のアクチュエータを制御すればよい。更に、変速機１００において等回転伝達状態を実現する際には、第３変速状態のもとで、第２変速用遊星歯車機構１２０の固定可能要素であるリングギヤ１２２の回転数のキャリア１１４の回転数（駆動軸６７の回転数）に対する回転数偏差が所定の目標偏差に一致するようにモータＭＧ１を制御すると共に、回転数偏差が目標回転数偏差に一致してから所定時間だけ可動係合部材ＥＭ２がキャリア１１４の係合部１１４ａに向けて移動するようにブレーキクラッチＢＣ２のアクチュエータを制御すればよい。また、変速機１００において３速ＯＤ状態を実現する際には、第３変速状態のもとで、第１モータ軸４６の係合部４６ｃの回転数の値０（係止部１３０ｃの回転数）に対する回転数偏差が所定の目標回転数偏差に一致するようにモータＭＧ１を制御すると共に、回転数偏差が目標回転数偏差に一致してから所定時間だけ可動係合部材ＥＭ３が係止部１３０ｃに向けて移動するようにブレーキＢ３のアクチュエータを制御すればよい。このような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。
【００７４】
図２５は、上述のハイブリッド自動車２０，２０Ａ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、複数段階に変速状態（変速比）を設定可能とするものであり、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、入力要素であるサンギヤ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であるリングギヤ２０３と、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０３の双方と噛合するピニオンギヤ２０４を複数保持する出力要素であるキャリア２０５とを有するシングルピニ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モータ軸４６の第１係合部２１１とキャリア軸４５ａの第２係合部２１２とは、それぞれ複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成され、サンギヤ軸２０２ａの第３係合部２１３は、複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されている。また、第１可動係合部材２１４は、内周に第１係合部２１１のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有すると共に外周に第３係合部２１３のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有するドグとして構成されている。更に、第２可動係合部材２１５は、内周に第２係合部２１２のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有すると共に外周に第３係合部２１３のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有するドグとして構成されている。これら第１および第２可動係合部材２１４，２１５は、それぞれ図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータにより駆動され、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できる。また、クラッチＣ１２は、変速用差動回転機構２０１の出力要素であるキャリア２０５に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。キャリア軸２０５ａの第１係合部２２１とキャリア軸４５ａの第２係合部２２２とは、それぞれ複数のドグ歯ＤＴを有する外歯歯車状のドグとして構成され、駆動軸６７の第３係合部２２３は、複数のドグ歯ＤＴを有する内歯歯車状のドグとして構成されている。また、第１可動係合部材２２４は、内周に第１係合部２２１のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有すると共に外周に第３係合部２２３のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有するドグとして構成されている。更に、第２可動係合部材２２５は、内周に第２係合部２２２のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有すると共に外周に第３係合部２２３のドグ歯と同数かつ等モジュールの複数のドグ歯ＤＴを有するドグとして構成されている。これら第１および第２可動係合部材２２４，２２５は、それぞれ図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータにより駆動され、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。図２６に、変速機２００を備えたハイブリッド自動車の走行時におけるクラッチＣ１１およびＣ１２、クラッチＣ０の作動状態を示す。なお、変速機２００における「３速ＯＤ（オーバードライブ）状態」は、第３変速状態（３速）のもとで、図示しないブレーキにより第１モータ軸４６等を固定することにより実現可能である。このような遊星歯車式の変速機２００を採用しても、変速機６０や変速機１００を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００７５】
図２７は、変形例のハイブリッド自動車２０Ｂを示す概略構成図である。上述のハイブリッド自動車２０，２０Ａ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２０Ｂは、前輪６９ｃ，６９ｄを駆動する前輪駆動車両として構成されている。ハイブリッド自動車２０Ｂは、図２７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の双方と噛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回転要素であるキャリア１４に接続される。また、動力分配統合機構１０の第１回転要素であるリングギヤ１２には中空のリングギヤ軸１２ａ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５０Ｂ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ができる。更に、動力分配統合機構１０の第２回転要素であるサンギヤ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Ｃ０に接続されており、当該クラッチＣ０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、本発明によるハイブリッド自動車は、前輪駆動車両として構成されてもよい。
【００７６】
なお、図１５、図２０および図２１の駆動制御ルーチンを走行状態等に応じて使い分けし得ることはいうまでもない。また、上記ハイブリッド自動車２０，２０Ａ，２０Ｂは、何れも後輪駆動ベースあるい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、上記実施例や変形例においては、動力出力装置をハイブリッド自動車２０，２０Ａ，２０Ｂ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。
【００７７】
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例および変形例では、変速機６０における第１〜第４ギヤ６１ａ〜６４ａ、変速機１００における係止部１３０ａ〜１３０ｃおよびキャリア１１４、変速機２００におけるサンギヤ軸２０２ａおよび駆動軸６７等が「第１要素」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２が「回転駆動源」に相当し、キャリア軸４５ａ、第１モータ軸４６、変速機１００のリングギヤ１１２および１２２等が「第２要素」に相当し、クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，１２およびブレーキクラッチＢＣ１，ＢＣ２、ブレーキＢ３等が「連結装置」に相当し、変速機６０における係合部６１ｅ〜６４ｅ、変速機１００における係止部１３０ａ〜１３０ｃおよび係合部１１４ａ、変速機２００における第３係合部２１３および２２３が「第１係合要素」に相当し、変速機６０における係合部４５ｅおよび４６ｅ、変速機１００における係合部１１２ａおよび１２２ｂ、変速機２００における係合部２１１，２１２，２２１および２２２が「第２係合要素」に相当し、可動係合部材ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ３，２１４，２１５，２２４および２２５が「可動係合部材」に相当し、アクチュエータ９１，９２が「駆動手段」に相当し、図１５、図２０および図２１の何れかの駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０と、ハイブリッドＥＣＵ７０からの指令に従ってモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ３０との組み合わせが「制御手段」に相当する。また、変速機６０が「第１の変速機」に相当し、変速機１００が「第２の変速機」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ２が「第１電動機」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ１が「第２電動機」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ３５が「蓄電手段」に相当し、動力分配統合機構４０，４０Ａ，１０が「動力分配統合機構」に相当する。
【００７８】
ただし、「制御手段」は、可動係合要素が第１および第２係合要素の何れか一方のみと係合している最中に可動係合要素を第１および第２係合要素の双方と係合させて第１要素と第２要素とを連結するときに、第２要素の回転数の第１要素の回転数に対する偏差が所定の目標偏差に一致するように回転駆動源を制御すると共に、偏差が目標偏差に一致してから所定時間だけ可動係合要素が第１および第２係合要素の他方に向けて移動するように駆動手段を制御するするものであれば、単一の電子制御ユニットのような他の如何なる形式のものであっても構わない。「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「第１電動機」および「第２電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ３５のような二次電池に限られず、電力動力入出力手段や電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力分配統合機構」は、第１電動機の回転軸に接続される第１回転要素と第２電動機の回転軸に接続される第２回転要素と内燃機関の機関軸に接続される第３回転要素とを有すると共に、これら３つの回転要素が互いに差動回転できるように構成されたものであれば、他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００７９】
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】
【００８０】
【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】変速機６０のクラッチＣ１を構成するキャリア軸４５ａの係合部４５ｅと可動係合部材ＥＭ１とを示す断面図である。
【図３】可動係合部材ＥＭ１のドグ歯と係合部６１ｅのドグ歯とに形成されたテーパ部ＴＰを示す説明図である。
【図４】ハイブリッド自動車２０をクラッチＣ０の係合とエンジン２２の運転とを伴って走行させる場合に変速機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】図２と同様の説明図である。
【図１０】図２と同様の説明図である。
【図１１】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１２】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１３】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１４】クラッチＣ０の係合とエンジン２２の運転とを伴いながらハイブリッド自動車２０を走行させる際に、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される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１５】クラッチＣ０の係合とエンジン２２の運転とを伴いながらハイブリッド自動車２０を走行させる際に、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される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１６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１７】エンジン２２の動作ラインとエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの相関曲線（等パワーライン）とを例示する説明図である。
【図１８】目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の設定態様を示す説明図である。
【図１９】目標回転数偏差Ｎｅｒｒ＊の設定態様を示す説明図である。
【図２０】駆動制御ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図２１】駆動制御ルーチンの更に他の例を示すフローチャートである。
【図２２】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２３】ハイブリッド自動車２０等に適用可能な他の変速機１００の概略構成図である。
【図２４】変速機１００のブレーキクラッチＢＣ１，ＢＣ２、ブレーキＢ３およびクラッチＣ０の作動状態を示す説明図である。
【図２５】ハイブリッド自動車２０等に適用可能な他の変速機２００の概略構成図である。
【図２６】変速機２００のクラッチＣ１１，Ｃ１２およびＣ０の作動状態を示す説明図である。
【図２７】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。
【符号の説明】
【００８１】
２０，２０Ａ，２０Ｂ  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、４０，４０Ａ，１０  動力分配統合機構、４１，５１，１１，１１１，１２１，２０２  サンギヤ、４１ａ，１１ａ，２０２ａ  サンギヤ軸、４２，５２，１２，１１２，１２２，２０３  リングギヤ、４２ａ，１２ａ  リングギヤ軸、４３，４４，５３，１３，１１３，１２３，２０４  ピニオンギヤ、４５，５４，１４，１１４，２０５  キャリア、４５ａ，２０５ａ  キャリア軸、４５ｅ，４６ｃ，４６ｅ，６１ｅ，６２ｅ，６３ｅ，６４ｅ，１１２ａ，１１４ａ，１２２ｂ  係合部、４６  第１モータ軸、５０，５０Ｂ  減速ギヤ機構、５５  第２モータ軸、６０，１００，２００  変速機、６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ  カウンタドライブギヤ、６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ  カウンタドリブンギヤ、６５  カウンタシャフト、６５ｂ，６６ａ  ギヤ、６７  駆動軸、６８  デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ  後輪、６９ｃ，６９ｄ  前輪、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、７８  タイマ、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、８８  回転数センサ、９０，９１，９２  アクチュエータ、１１０  第１変速用遊星歯車機構、１２０  第２変速用遊星歯車機構、１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ  係止部、２０１  変速用差動回転機構、２１１，２２１  第１係合部、２１２，２２２  第２係合部、２１３，２２３  第３係合部、２１４，２２４  第１可動係合部材、２１５，２２５  第２可動係合部材、ＢＣ１，ＢＣ２  ブレーキクラッチ、Ｂ３  ブレーキ、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，Ｃ１２  クラッチ、ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ３  可動係合部材、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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