(57)【要約】【課題】  装置のエネルギ効率の向上と電動機の小型化を図る。【解決手段】  比較的低速のときはブレーキＢをオン、クラッチＣ１，Ｃ２をオフとして動力分配統合機構３０を３要素タイプとして機能させると共にモータＭＧ２の回転軸の回転数を変速して駆動軸６５に出力する連結状態とし、比較的中速のときはクラッチＣ１をオン、クラッチＣ２およびブレーキＢをオフとして動力分配統合機構３０を４要素タイプとして機能させる連結状態とし、比較的高速のときはクラッチＣ２をオン、クラッチＣ１およびブレーキＢをオフとして動力分配統合機構３０を３要素タイプとして機能させると共にモータＭＧ２の回転軸をエンジン２２のクランクシャフト２６に連結する連結状態とする。これらの連結状態を切り替えることによって装置のエネルギ効率を向上させることができる。【選択図】        図１
2005329904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいすれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共に該４軸に入出力される動力が収支されるよう該４軸を連結する第２連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸とを連結する第３連結と、が切り替え可能な連結手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記連結手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とが一体の回転体として回転する一体連結が可能な手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記一体連結は、前記第１電動機と前記第２電動機のうちの少なくとも一方を前記駆動軸と一体の回転体として回転させる連結である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、前記第２電動機の回転軸に接続された第４回転要素と前記駆動軸に接続された第５回転要素と第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車の前記第６回転要素の回転停止および回転停止の解除を行なう停止解除機構と、前記第１遊星歯車の第２回転要素と前記第２遊星歯車の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除機構と、前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除機構と、を備える手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機と前記連結手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記駆動軸が比較的低速で回転するときには前記第１連結となるよう前記連結手段を制御し、前記駆動軸が比較的中速で回転するときには前記第２連結となるよう前記連結手段を制御し、前記駆動軸が比較的高速で回転するときには前記第３連結となるよう前記連結手段を制御する手段である請求項５記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記内燃機関の効率のよい運転ポイントで運転されるよう該内燃機関を制御する手段である請求項５または６記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項９】
内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動軸とに接続され、該内燃機関と該第１電動機と該第２電動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共に該４軸に入出力される動力が収支されるよう該４軸を連結する第２連結と前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸とを連結する第３連結とが切り替え可能なことを特徴とする
動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項９記載の動力伝達装置であって、
前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、
前記第２電動機の回転軸に接続された第４回転要素と前記駆動軸に接続された第５回転要素と第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、
前記第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止および回転停止の解除を行なう停止解除機構と、
前記第１遊星歯車の第２回転要素と前記第２遊星歯車の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除機構と、
前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除機構と、
を備える動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動軸に動力を伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、遊星歯車の三つの回転要素に車軸に接続された駆動軸とエンジンのクランクシャフトと第１モータの回転軸とを接続する、いわゆる３要素タイプのものの駆動軸に減速機を介して第２モータの回転軸が取り付けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンから出力された動力を効率よくトルク変換して駆動軸に出力することができる、とされている。また、他の動力出力装置としては、二つの遊星歯車を組み合わせて得られる四つの回転要素に車軸に接続された駆動軸とエンジンのクランクシャフトと第１モータの回転軸と第２モータの回転軸とを接続する、いわゆる４要素タイプのものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置でも、エンジンから出力された動力を効率よくトルク変換して駆動軸に出力することができる、とされている。
【特許文献１】特開２００２−２２５５７８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−２８１６０７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の３要素タイプのものに減速機を介して駆動軸に第２モータを取り付けた装置では、駆動軸が高回転低トルクで運転されるときに、エネルギの一部が動力−電力−動力のように循環するいわゆる動力循環が生じる場合があり、このときにエネルギ効率が低下する。また、４要素タイプの装置では、駆動軸にエンジンやモータの動力を直接出力することができないため、駆動軸を低回転高トルクで運転するときにはモータから出力するトルクが大きくなり、モータとしては体格が大きなものが必要になる。一方、駆動軸を高回転低トルクで運転するときにはモータを高速で回転させる必要があり、エンジンから出力された動力のうち一旦電力に変換して再び動力として出力する電力変換量が大きくなりエネルギ効率が低下する場合が生じる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置は、装置のエネルギ効率の向上を図ること目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置は、電動機の小型化を図ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に出力するよう
連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共に該４軸に入出力される動力が収支されるよう該４軸を連結する第２連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸とを連結する第３連結と、が切り替え可能な連結手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸との３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第２電動機の回転軸を回転軸の回転数を変速して駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との４軸のいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共にこの４軸に入出力される動力が収支されるよう連結する第２連結と、駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸との３軸をこの３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸とを連結する第３連結と、を切り替える。したがって、駆動軸の運転状態に応じてこれらの連結を切り替えることにより、内燃機関から出力された動力を効率よく駆動軸に出力することができると共に第１電動機および第２電動機として定格値の小さな電動機、即ち小型の電動機を用いることができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記連結手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とが一体の回転体として回転する一体連結が可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、効率のよい運転ポイントで運転している内燃機関の動力を直接駆動軸に出力することができるから、装置のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、前記一体連結は、前記第１電動機と前記第２電動機のうちの少なくとも一方を前記駆動軸と一体の回転体として回転させる連結であるものとすることもできる。こうすれば、第１電動機や第２電動機から動力を入出力することができる。
【０００９】
本発明の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、前記第２の電動機の回転軸に接続された第４回転要素と前記駆動軸に接続された第５回転要素と第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車の前記第６回転要素の回転停止および回転停止の解除を行なう停止解除機構と、前記第１遊星歯車の第２回転要素と前記第２遊星歯車の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除機構と、前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除機構と、を備える手段であるであるものとすることができる。この場合、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転を停止し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素との接続を解除すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで第１連結を実現し、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素とを接続すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで第２連結を実現し、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素との接続を解除すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸とを接続することで第３連結を実現する。さらに、その他の連結として、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２
回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素とを接続すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸とを接続することで内燃機関と駆動軸とを一体の回転体として回転する一体連結や、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素との接続を解除すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで第２電動機を切り離す連結や、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転を停止し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素とを接続すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで内燃機関を停止させて第１電動機と第２電動機との少なくとも一方から駆動軸に動力を出力できる連結などを実現することができる。
【００１０】
本発明の動力出力装置において、前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、該設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機と前記連結手段とを制御する制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、操作者の操作などに基づく要求動力を駆動軸に出力することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動軸が比較的低速で回転するときには前記第１連結となるよう前記連結手段を制御し、前記駆動軸が比較的中速で回転するときには前記第２連結となるよう前記連結手段を制御し、前記駆動軸が比較的高速で回転するときには前記第３連結となるよう前記連結手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸が比較的低速で回転するときには、第１連結とすることによって第２電動機からの動力を変速比を介して駆動軸に出力することができ、駆動軸が比較的中速で回転するときには、第２連結とすることによって第１電動機または第２電動機の回転数を低く抑えて電力への変換量を少なくしてエネルギ効率を向上させることができ、駆動軸が比較的高速で回転するときには、第３連結とすることによって第２電動機の回転軸を内燃機関の出力軸に連結して動力循環を回避することができる。したがって、このように連結を切り替えることができるから、連結を切り替えることができないものに比して、幅広い運転領域でエネルギ効率を向上させることができる。また、前記制御手段は、前記内燃機関の効率のよい運転ポイントで運転されるよう該内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共に該４軸に入出力される動力が収支されるよう該４軸を連結する第２連結と前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸とを連結する第３連結とが切り替え可能な連結手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、駆動軸の運転状態に応じてこれらの連結を切り替えることにより、内燃機関から出力された動力を効率よく駆動軸に出力することができる効果や第１電動機および第２電動機として定格値の小さな電動機、即ち小型の
電動機を用いることができる。
【００１３】
本発明の動力伝達装置では、
内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動軸とに接続され、該内燃機関と該第１電動機と該第２電動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共に該４軸に入出力される動力が収支されるよう該４軸を連結する第２連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸とを連結する第３連結と、が切り替え可能なことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の動力伝達装置では、駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸との３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第２電動機の回転軸を回転軸の回転数を変速して駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸との４軸のいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させると共にこの４軸に入出力される動力が収支されるよう連結する第２連結と、駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸との３軸をこの３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸とを連結する第３連結と、を切り替えることができる。したがって、駆動軸の運転状態に応じてこれらの連結を切り替えることにより、内燃機関から出力された動力を効率よく駆動軸に伝達することができる。
【００１５】
この態様の本発明の動力伝達装置装置では、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、前記第２の電動機の回転軸に接続された第４回転要素と前記駆動軸に接続された第５回転要素と第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止および回転停止の解除を行なう停止解除機構と、前記第１遊星歯車の第２回転要素と前記第２遊星歯車の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除機構と、前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除機構と、を備えるものとすることもできる。この場合、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転を停止し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素との接続を解除すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで第１連結を実現し、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素とを接続すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで第２連結を実現し、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素との接続を解除すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸とを接続することで第３連結を実現する。さらに、その他の連結として、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素とを接続すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の
回転軸とを接続することで内燃機関と駆動軸とを一体の回転体として回転する一体連結や、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転停止を解除し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素との接続を解除すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで第２電動機を切り離す連結や、停止解除機構により第２遊星歯車の第６回転要素の回転を停止し、第１接続解除機構により第１遊星歯車の第２回転要素と第２遊星歯車の第６回転要素とを接続すると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との接続を解除することで内燃機関を停止させて第１電動機と第２電動機との少なくとも一方から駆動軸に動力を出力できる連結などを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
図１は、本発明実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されると共に駆動輪６９ａ、６９ｂにデファレンシャルギヤ６８およびギヤ機構６６を介して接続された駆動軸６５に連結された動力分配統合機構３０と、この動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ２と、動力出力装置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７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン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用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２と２つのクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢとにより構成されている。第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、ピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、リングギヤ３２には第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９を介して駆動軸６５が、それぞれ接続されている。第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６にはモータＭＧ２の回転軸が、ピニオンギヤ３８を連結するキャリア３９には駆動軸６５（第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２）が、それぞれ接続されている。第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４と第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７はクラッチＣ１を介して接続されている。また、モータＭＧ２の回転軸（第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６）とエンジン２２のクランクシャフト２６はクラッチＣ２を介して接続されており第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７にはブレーキＢが接続されている。
【００２０】
こうして構成された動力分配統合機構３０は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２をオフすると共にブレーキＢをオンすることにより、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の回転軸と、キャリア３４に接続されたエンジン２２のクランクシャフト２６と、リングギヤ３２に接続された駆動軸６５とを回転要素とするいわゆる３要素タイプとして連結すると共にモータＭＧ２を減速機として機能する第２プラネタリギヤＰ２を介して駆動軸６５に連結する動力分配統合機構として機能し、エンジン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２と動力分配統合機構３０とによりトルク変換して駆
動軸６５に出力する。この状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図２に示す。図中、左端のＳ１軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１の回転数を示し、Ｒ２軸は第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７の回転数を示し、Ｃ１軸はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ（以下、エンジン２２の回転数Ｎｅという）である第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４の回転数を示す。ここで、Ｒ２軸とＣ１軸とは回転数が異なるものであるが、クラッチＣ１がオンされると両者は一体回転するから、この関係を分かりやすくするためＲ２軸とＣ１軸とを重ねて示した。また、Ｃ２，Ｒ１軸は、駆動軸６５の回転数Ｎｄである第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９および第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２の回転数を示す。右端のＳ２軸は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６の回転数を示す。これらの共線図は、各要素（各軸）に作用するトルクを共線を梁に見立てたときにこの梁に作用する力と同一視することができるものである。したがって、各軸に作用するトルク或いは作用させるべきトルクを、同様の力が作用している梁の釣り合いを解くことにより計算することができる。なお、図中、ρ１は第１プラネタリギヤＰ１のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）であり、ρ２は第２プラネタリギヤＰ２のギヤ比（サンギヤ３６の歯数／リングギヤ３７の歯数）である。動力分配統合機構３０は、この連結状態では、３要素タイプとしての機能に加えてモータＭＧ２からの動力をトルク増幅して駆動軸に出力することができる。したがって、この連結状態は、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときに有利なものとなる。
【００２１】
また、動力分配統合機構３０は、ブレーキＢおよびクラッチＣ２をオンすると共にクラッチＣ１をオフすることにより、第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７を回転停止した状態で固定し、駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６およびモータＭＧ２の回転軸とモータＭＧ１の回転軸とを比例的に回転させ、モータＭＧ１，ＭＧ２とエンジン２２とからの動力をそれぞれのギヤ比をもって変速して駆動軸６５に出力する。この状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図３に示す。このときの駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６およびモータＭＧ２の回転軸とモータＭＧ１の回転軸との回転数の比は図に示す共線図から容易に求めることができる。この連結状態では、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力をトルク増幅して駆動軸６５に出力するから、駆動軸６５が比較的低回転で駆動しているときに高トルクを駆動軸６５に出力することができる。したがって、この連結状態も駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときに有利なものとなる。ここで、前述の図２の共線図に示した連結状態とこの図３の共線図に示した連結状態とを比較する。いま、回転停止している駆動軸６５を回転開始する場合、即ち発進時を考える。このとき、図３の共線図の連結状態では、Ｃ１，Ｓ２軸に接続されたエンジン２２の回転数も値０となるから、エンジン２２のクランクシャフト２６を連れ回しながらモータＭＧ１とモータＭＧ２からの動力を駆動軸６５に出力して発進することになる。一方、図２の共線図の連結状態では、駆動軸６５の回転を停止した状態でもエンジン２２を運転することができるから、モータＭＧ１やモータＭＧ２からの動力に加えてエンジン２２からの動力も駆動軸６５に出力して発進することができる。したがって、発進時には、図２の共線図の連結状態が有利なものとなる。駆動軸６５が比較的低回転で駆動している状態を考える。この場合、ギヤ比によっては、図２の共線図の連結状態が有利なものとなったり図３の共線図の連結状態が有利なものとなったりする。実施例では、駆動軸６５が比較的低回転で駆動しているときには図３の共線図の連結状態の方が有利なものとして説明する。これらのことを考慮し、以下、図２の共線図の連結状態を第１速の連結状態と呼び、図３の共線図の連結状態を第２速の連結状態と呼ぶ。
【００２２】
動力分配統合機構３０は、クラッチＣ１をオンすると共にクラッチＣ２およびブレーキＢをオフすることにより、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に接続されたモータＭ
Ｇ１の回転軸と、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４と第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７とに接続されたエンジン２２のクランクシャフト２６と、第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２と第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９とに接続された駆動軸６５と、第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６に接続されたモータＭＧ２の回転軸と、の４軸を回転要素とするいわゆる４要素タイプとして連結した動力分配統合機構として機能させ、エンジン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２と動力分配統合機構３０とによりトルク変換して駆動軸６５に出力する。この状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図４に示す。この連結状態では、駆動軸６５が比較的中回転で駆動しているときには、エンジン２２の性能や駆動軸６５に要求されるトルクにもよるが、駆動軸６５の回転数とエンジン２２の回転数とが近くなる。このため、エンジン２２から出力した動力のうちモータＭＧ１とモータＭＧ２とによって電力変換を伴って駆動軸６５に出力される動力が小さくなり、エンジン２２から出力した動力の駆動軸６５への伝達効率が高くなる。この結果、効率よく走行することができる。したがって、この連結状態は、駆動軸６５が比較的中回転領域で駆動するときに有利なものとなる。
【００２３】
動力分配統合機構３０は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２をオンすると共にブレーキＢをオフすることにより、モータＭＧ１の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸６５とモータＭＧ２の回転軸とを一体の回転体として連結した動力分配統合機構として機能させることができる。この連結では、エンジン２２から出力された動力を直接駆動軸６５に出力することができるから、エンジン２２を効率のよい運転ポイントで運転すれば装置のエネルギ効率を向上させることができる。実施例では、駆動軸６５が比較的中回転領域でエンジン２２も効率よく運転できるエンジン２２を用いているから、この連結状態も、駆動軸６５が比較的中回転領域で駆動するときに有利なものとなる。なお、実施例では、この連結状態における有利な回転領域を上述の図４の共線図の連結状態における有利な回転領域より高回転側となるエンジン２２を用いるものとした。したがって、駆動軸６５が比較的中回転領域における低回転側では図４の共線図の連結状態が有利なものとなり、駆動軸６５が比較的中回転領域における高回転側ではエンジン２２からの動力を直接出力するこの連結状態が有利なものとなる。これらのことを考慮し、以下、図４の共線図の連結状態を第３速の連結状態と呼び、エンジン２２からの動力を直接駆動軸６５に出力する連結状態を第４速の連結状態と呼ぶ。
【００２４】
また、動力分配統合機構３０は、クラッチＣ２をオンすると共にクラッチＣ１およびブレーキＢをオフすることにより、第１プラネタリギヤＰ１によりモータＭＧ１の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸６５との３軸を回転要素とするいわゆる３要素タイプとして連結すると共にエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ２の回転軸とを連結する動力分配統合機構として機能し、エンジン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによりトルク変換して駆動軸６５に出力する。この状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図５に示す。この連結状態では、駆動軸６５が比較的高回転低トルクで駆動するときには、エンジン２２のクランクシャフト２６に連結されたモータＭＧ２を発電機として駆動し、モータＭＧ１を電動機として駆動する。この場合、駆動軸６５にモータＭＧ２を連結した連結状態における同様の駆動状態では電力変換を伴って駆動軸６５に出力された動力の一部を再び電力変換するといった電力−動力−電力の循環（以下、動力循環という。）が生じるが、このモータＭＧ２をエンジン２２のクランクシャフト２６に連結した連結状態では動力循環は生じない。このため、エンジン２２からの動力を効率よくトルク変換して駆動軸６５に出力することができる。したがって、この連結状態は、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときに有利なものとなる。なお、以下、この連結状態を第５速の連結状態と呼ぶ。
【００２５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ５１，５２を介してバッテリ６０と電力のやりとりを行なう。インバータ５１，５２とバッテリ６０とを接続する電力ライン６４は、各インバータ５１，５２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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ６０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいず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る。なお、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、バッテリ６０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）５０により駆動制御されている。モータＥＣＵ５０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５３，５４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などが入力されており、モータＥＣＵ５０からは、インバータ５１，５２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ５０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータ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用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２６】
バッテリ６０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）６２によって管理されている。バッテリＥＣＵ６２には、バッテリ６０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ６０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６０の出力端子に接続された電力ライン６４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６０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ６０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ６２では、バッテリ６０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く残容量（ＳＯＣ）やこの残容量（ＳＯＣ）と電池温度とに基づく入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなども演算または設定している。
【００２７】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ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８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、ブレーキＢやクラッチＣ１，Ｃ２への駆動信号が出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２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ＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２８】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。このルーチンは、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２９】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（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により検出されたクランクシャフト２６の回転位置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た。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ５３，５４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ５０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊は、残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ６２から通信により入力するものとした。
【００３０】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。駆動要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと駆動要求トルクＴ＊との関係を予め定めて駆動要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する駆動要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図７に駆動要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーＰ＊は、設定した駆動要求トルクＴ＊に駆動軸６５の回転数Ｎｄを乗じたものとバッテリ６０が要求する要求充放電パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、駆動軸６５の回転数Ｎｄは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。
【００３１】
駆動要求トルクＴ＊と車両要求パワーＰ＊とを設定すると、設定した車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。エンジン要求パワーＰｅ＊の設定は、エンジン２２の応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などに比して遅いことから、いままでにこのルーチンが実行されて設定されたエンジン要求パワーＰｅ＊と今回設定された車両要求パワーＰ＊とを用いて車両要求パワーＰ＊がいずれエンジン要求パワーＰｅ＊として設定されるようなまし処理やレート処理を用いてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。
【００３２】
次に、設定した駆動要求トルクＴ＊と入力した車速Ｖとに基づいて上述した第１速から第５速の連結状態のうちのどの連結状態にするかを決定する（ステップＳ１３０）。連結状態は、実施例では、車速Ｖと駆動要求トルクＴ＊との関係を予め定めて連結状態決定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖと駆動要求トルクＴ＊が与えられると記憶したマップから対応する連結状態を決定するものとした。図８に連結状態決定用マップの一例を示す。この例では、車速Ｖが大きくなるにつれて第１速の連結状態から第５速の連結状態に向かって移行し、同一の車速Ｖでは駆動要求トルクＴ＊が大きくなるにつれて第５速の連結状態から第１速の連結状態に向かって移行するよう連結状態が決定される。なお、駆動要求トルクＴ＊が大きくなるにつれて第５速の連結状態から第１速の連結状態に向かって移行するようにしたのは、一般的に低回転領域で有利な構成の方が高回転領域で有利な構成に比して高トルクを出力する際の効率がよいからである。
【００３３】
続いて、設定したエンジン要求パワー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Ｓ１４０）。ここで、連結状態として第１速，第３速，第５速の連結状態が決定されているときには、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワー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。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トル
クＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。また、第２速の連結状態が決定されているときには、図３に示すように、駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とは比例的に回転しているから次式（１）の比例式によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を求めると共にエンジン要求パワーＰｅ＊を求めた目標回転数Ｎｅ＊で割った値を目標トルクＴｅ＊に設定する。第４速の連結状態が決定されているときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として駆動軸６５の回転数Ｎｄ（ｋ・Ｖ）を設定すると共にエンジン要求パワーＰｅ＊を設定した目標回転数Ｎｅ＊で割った値を目標トルクＴｅ＊に設定する。
【００３４】
Ne*=(1+ρ2)・Nd/ρ2  (1)
【００３５】
次に、ステップＳ１３０により決定された連結状態に基づいてエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転されると共に駆動軸６５に駆動要求トルクＴ＊が出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１３０で第１速，第３速．第５速の連結状態が決定されているときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようフィードバック制御の関係式（次式（２））によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算して設定し、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクを出力したときに駆動軸６５に出力されるトルクと駆動要求トルクＴ＊との偏差のトルクが駆動軸６５に作用するよう第１速および第３速の連結状態のときには式（３）により第５速の連結状態のときには式（４）により計算して設定する。なお、式（２）の右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。ステップＳ１３０で第２速の連結状態が決定されているときには、図３に例示するように、駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６およびモータＭＧ２の回転軸とモータＭＧ１の回転軸とは、ρ１・ρ２：（ρ１＋ρ１・ρ２）：（１＋ρ１＋ρ１・ρ２）の比で回転するから、この逆数の比でエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊およびモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊やモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１＊が駆動軸６５に作用する。したがって、この関係式（式（５））が成立するようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することになる。この場合、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は式（５）の関係を満足すれば如何なる値とすることもできるから、実施例では、効率がよくなるようにトルク配分してモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定した。ステップＳ１３０で第４速の連結状態が決定されているときには、駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸とモータＭＧ２の回転軸は一体回転しているから、エンジン２２からのトルクＴｅ＊やモータＭＧ１，モータＭＧ２からのトルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊はそのまま駆動軸６５に出力される。したがって、式（６）に示すようにこれらの和が駆動要求トルクＴ＊となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することになる。この場合も、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は式（６）の関係を満足すれば如何なる値とすることもできるから、実施例では、効率がよくなるようにトルク配分してモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定した。
【００３６】
Tm1*=前回Tm1*+k1・(Ne*-Ne)+k2∫(Ne*-Ne)dt  (2)
Tm2*=(T*-Tm1*/ρ1)・ρ2/(1+ρ2)  (3)
Tm2*=(1+ρ1)・(T*-Tm1*/ρ1)  (4)
T*=[(１+ρ2)/ρ2]Te*+[(1+ρ1+ρ1・ρ2)/ρ1・ρ2]Tm1*+[(１+ρ2)/ρ2]Tm2*  (5)
T*=Te*+Tm1*+Tm2*  (6)
【００３７】
こうしてモータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する
と、動力分配統合機構３０が決定された連結状態となるようクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢを操作する（ステップＳ１６０）。具体的には、第１速の連結状態が決定されているときにはクラッチＣ１およびクラッチＣ２をオフすると共にブレーキＢをオンし、第２速の連結状態が決定されているときにはクラッチＣ２およびブレーキＢをオンすると共にクラッチＣ１をオフし、第３速の連結状態が決定されているときにはクラッチＣ１をオンすると共にクラッチＣ２およびブレーキＢをオフし、第４速の連結状態が決定されているときにはクラッチＣ１およびクラッチＣ２をオンすると共にブレーキＢをオフし、第５速の連結状態が決定されているときにはクラッチＣ２をオンすると共にクラッチＣ１およびブレーキＢをオフする。
【００３８】
そして、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０に送信して（ステップＳ１７０）、駆動制御ルーチンを終了する。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、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、動力分配統合機構３０を駆動軸６５の駆動状態（走行状態）に応じた連結状態にとして駆動軸６５を駆動することができる。この結果、より適正な連結状態として走行することができるから、車両のエネルギ効率を向上させることができる。即ち、駆動軸６５が発進時や比較的低回転領域で駆動しているときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が発進時や比較的低回転領域で駆動しているときに有利な連結状態（第１速の連結状態（図２）や第２速の連結状態（図３））とすることにより、駆動軸６５を比較的低回転領域で駆動しているときのエネルギ効率の向上を図り、駆動軸６５が比較的中回転領域で駆動しているときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が比較的中回転領域で駆動しているときに有利な連結状態（第３速の連結状態（図４）や第４速の連結状態）とすることにより、駆動軸６５を比較的中回転領域で駆動しているときのエネルギ効率の向上を図り、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動しているときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が比較的高回転で駆動しているときに有利な連結状態（第５速の連結状態（図５））とすることにより、駆動軸６５を比較的高回転で駆動するときのエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０を車速Ｖや駆動要求トルクＴ＊に基づいて第１速〜第５速の連結状態に切り替えるものとしたが、第２速の連結状態や第４速の連結状態を用いないものとしてもよい。前述したように、第２速の連結状態は比較的低回転領域で有利な構成であるが、比較的低回転領域に加えて発進時においても有利な第１速の連結状態を用いることができるため、連結状態の頻繁な切り替えを考慮すると、第２速の連結状態を用いない方がよい場合も存在するからである。また、第４速の連結状態は、エンジン２２が効率よく運転できる運転ポイントで運転されているときに限定されるため、連結状態の頻繁な切り替えを考慮すると、第４速の連結状態を用いずに第３速の連結状態を用いる方がよい場合も存在するからである。なお、第４速の連結状態は、エンジン２２の性能によっては第３速の連結状態より低回転側で有利な構成となる場合も生じる。この場合、第３速の連結状態を用いる領域と第４速の連結状態を用いる領域とを入れ替えるものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０を、上述した第１速〜第５速の連結状態とする他に、クラッチＣ１およびブレーキＢを連結すると共にクラッチＣ
２をオフとしてエンジン２２のクランクシャフト２６をケースに固定しモータＭＧ１とモータＭＧ２とからの動力を駆動軸６５に出力する連結状態やクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢをオフとしてモータＭＧ２を切り離しモータＭＧ１とエンジン２２とからの動力を駆動軸６５に出力する連結状態、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢをオンとしてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸およびエンジン２２のクランクシャフト２６をケースに固定する連結状態とすることもできる。したがって、動力分配統合機構３０を車速Ｖや駆動要求トルクＴ＊に基づいて、上述した第１速〜第５速の連結状態にこれらの連結状態の一部を加えた複数の連結状態から適正な連結状態を決定するものとしてもよいし、第１速〜第５速の連結状態のうちの一部の連結状態にこれらの連結状態を加えた複数連結状態から適正な連結状態を決定するものとしてもよい。なお、前述したように、第１速の連結状態と第３速の連結状態と第５速の連結状態は、比較的低回転領域，比較的中回転領域，比較的高回転領域で有利な構成であるから、これらの３つの連結状態を含んだ複数の連結状態から適正な連結状態を決定するものが好ましい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖと駆動要求トルクＴ＊とに基づいて動力分配統合機構３０の連結状態を決定するものとしたが、駆動要求トルクＴ＊に代えて車両要求パワーＰ＊に基づいて動力分配統合機構３０の連結状態を決定するものとしてもよく、車速Ｖだけに基づいて動力分配統合機構３０の連結状態を決定するものとしても差し支えない。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二つのシングルピニオン式のプラネタリギヤＰ１，Ｐ２を用いて動力分配統合機構３０を構成したが、いずれか一方または双方のプラネタリギヤをダブルピニオン式のプラネタリギヤとして動力分配統合機構３０を構成してもよい。また、こうしたプラネタリギヤ以外の３軸式の動力入出力器などを用いて動力分配統合機構３０を構成するものとしてもよい。
【００４４】
実施例では、少なくとも第１速の連結状態と第３速の連結状態と第５速の連結状態とを切り替える本発明の一形態をハイブリッド自動車２０の形態として説明したが、エンジン２２と動力分配統合機構３０と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２からなる動力出力装置の形態としてもよく、エンジン２２やモータＭＧ１やモータＭＧ２などを備えない動力分配統合機構３０（動力伝達装置）の形態としてもよい。動力出力装置や動力伝達装置の形態とする場合、自動車以外の列車などの車両や船舶や航空機などの移動体に搭載されるものとしてもよい。また、移動しない建設設備などに組み込まれるものとしても構わない。
【００４５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】クラッチＣ１とクラッチＣ２とがオフでブレーキＢがオンの状態の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図３】クラッチＣ１がオフでクラッチＣ２とブレーキＢとがオンの状態の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図４】クラッチＣ１がオンでクラッチＣ２とブレーキＢとがオフの状態の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図５】クラッチＣ２がオンでクラッチＣ１とブレーキＢとがオフの状態の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図６】ハイブリッド用電子制御ユニット７０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７】駆動要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図９】連結状態設定用マップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
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  動力分配統合機構、３１，３６  サンギヤ、３２，３７  リングギヤ、３３，３８  ピニオンギヤ、３４，３９
キャリア、５０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５１，５２  インバータ、５３，５４  回転位置検出センサ、６０  バッテリ、６２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６４  電力ライン、６５  駆動軸、６６  ギヤ機構、６８  デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、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、８８  車速センサ、Ｐ１，Ｐ２  プラネタリギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｃ１，Ｃ２  クラッチ、Ｂ，ブレーキ。
【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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