(57)【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、
動力を出力可能な内燃機関と、
第１要素と第２要素と前記駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、該遊星歯車機構の前記第１および第２要素の一方と連動して回転する回転要素とを含み、前記回転要素と前記遊星歯車機構の前記第１および第２要素の他方とのうちの一方が第１の動力入力要素とされると共に他方が第２の動力入力要素とされ、前記遊星歯車機構の前記第３要素が動力出力要素とされる動力伝達機構と、
前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素に接続される入力軸と、該動力伝達機構の前記第２の動力入力要素に接続される出力軸とを有し、前記入力軸に入力される動力を無段階に変速して前記出力軸に出力可能な無段変速装置と、
前記無段変速装置の前記入力軸に動力を出力可能な第１の電動機と、
前記動力伝達機構の第１の動力入力要素に動力を出力可能な第２の電動機と、
前記第１および第２の電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の機関軸と前記第２の電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
前記第２の電動機の回転軸と前記動力伝達機構の第１の動力入力要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
前記第１の電動機の回転軸に連結される第１の入力要素と前記第２の電動機の回転軸に連結される第２の入力要素と出力要素とを有する機関始動用遊星歯車機構を含み、前記第１の電動機の回転軸と前記第１の入力要素との間の変速比と前記第２の電動機の回転軸と前記第２の入力要素との間の変速比とが異なると共に前記第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに前記出力要素が前記第１および第２の電動機と同方向に回転しないように構成された機関始動機構と、
前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記内燃機関の機関軸と同方向に回転しないときには該出力要素を該機関軸に対して空転させると共に、前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記機関軸と同方向に回転するときには該出力要素と該機関軸とを連結する連結手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力出力装置において、
前記第１の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第１の入力要素との間の減速比は、前記第２の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第２の入力要素との間の減速比よりも大きい動力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力出力装置において、
前記機関始動用遊星歯車機構のギヤ比と、前記第１の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第１の入力要素との間の減速比と、前記第２の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第２の入力要素との間の減速比とは、前記第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素の回転速度が値０になるように定められる動力出力装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の動力出力装置において、
前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素と前記無段変速装置の前記入力軸との接続および該接続の解除を実行する他の接続断接手段を更に備える動力出力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の動力出力装置において、
前記無段変速装置の前記出力軸を回転不能に固定可能な固定手段を更に備える動力出力装置。
【請求項６】
請求項５に記載の動力出力装置において、
前記第１の電動機は、前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素と前記無段変速装置との間に配置されており、
前記他の接続断接手段は、
前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素と前記第１の電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第３の接続断接手段と、
前記第１の電動機の回転軸と前記無段変速装置の前記入力軸との接続および該接続の解除を実行する第４の接続断接手段とを含む動力出力装置。
【請求項７】
請求項４から６の何れか一項に記載の動力出力装置において、
前記第１および第２の電動機の回転軸と、前記第１および第２の接続断接手段と、前記他の接続断接手段とは、前記機関始動機構と前記連結手段とを配置するスペースが画成されるように、それぞれ中空に形成されている動力出力装置。
【請求項８】
前記連結手段は、ワンウェイクラッチを含む請求項１から７の何れか一項に記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一項に記載の動力出力装置において、
前記動力伝達機構の前記遊星歯車機構は、サンギヤとリングギヤと前記駆動軸に接続されるプラネタリキャリアとを有し、
前記回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギヤと連動して該リングギヤとは逆方向に回転し、
前記回転要素が前記第１の動力入力要素とされると共に前記サンギヤが前記第２の動力入力要素とされ、前記プラネタリキャリアが前記動力出力要素とされる動力出力装置。
【請求項１０】
請求項１から８の何れか一項に記載の動力出力装置において、
前記動力伝達機構の前記遊星歯車機構は、前記駆動軸に接続されるサンギヤとリングギヤとプラネタリキャリアとを有し、
前記回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギヤと連動して該リングギヤと同方向に回転し、
前記プラネタリキャリアが前記第１の動力入力要素とされると共に前記回転要素が前記第２の動力入力要素とされ、前記サンギヤが前記動力出力要素とされる動力出力装置。
【請求項１１】
駆動軸に連結された駆動輪を有する車両であって、
動力を出力可能な内燃機関と、
第１要素と第２要素と前記駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、該遊星歯車機構の前記第１および第２要素の一方と連動して回転する回転要素とを含み、前記回転要素と前記遊星歯車機構の前記第１および第２要素の他方とのうちの一方が第１の動力入力要素とされると共に他方が第２の動力入力要素とされ、前記遊星歯車機構の前記第３要素が動力出力要素とされる動力伝達機構と、
前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素に接続される入力軸と、該動力伝達機構の前記第２の動力入力要素に接続される出力軸とを有し、前記入力軸に入力される動力を無段階に変速して前記出力軸に出力可能な無段変速装置と、
前記無段変速装置の前記入力軸に動力を出力可能な第１の電動機と、
前記動力伝達機構の第１の動力入力要素に動力を出力可能な第２の電動機と、
前記第１および第２の電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の機関軸と前記第２の電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
前記第２の電動機の回転軸と前記動力伝達機構の第１の動力入力要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
前記第１の電動機の回転軸に連結される第１の入力要素と前記第２の電動機の回転軸に連結される第２の入力要素と出力要素とを有する機関始動用遊星歯車機構を含み、前記第１の電動機の回転軸と前記第１の入力要素との間の変速比と前記第２の電動機の回転軸と前記第２の入力要素との間の変速比とが異なると共に前記第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに前記出力要素が前記第１および第２の電動機と同方向に回転しないように構成された機関始動機構と、
前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記内燃機関の機関軸と同方向に回転しないときには該出力要素を該機関軸に対して空転させると共に、前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記機関軸と同方向に回転するときには該出力要素と該機関軸とを連結する連結手段と、
を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置および駆動軸に連結された駆動輪を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて構成される無限変速機（ＩＶＴ：Infinitely Variable Transmission）を利用した動力出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置は、エンジンに連結されるハイブリッド車用の駆動装置として用いられるものであり、モータと、無段変速機と、第１の入力要素としてのサンギヤと第２の入力要素としてのキャリアと出力要素としてのリングギヤとを有する遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤを装置の出力軸に係脱連結するハイクラッチと、遊星歯車機構のリングギヤを装置の出力軸に係脱連結するロークラッチとを備える。この場合、無段変速機の入力軸は、エンジンに連結されると共に遊星歯車機構のキャリアに平行軸式のギヤ列を介して連結される。また、無段変速機の出力軸は、遊星歯車機構のサンギヤに連結されると共にモータに連結される。
【０００３】
この動力出力装置では、ハイクラッチを解放すると共にロークラッチを係合することにより無段変速機にトルク循環を生じさせるトルク循環モードが設定される。かかるトルク循環モードのもとでは、無段変速機の変速状態を増速状態から減速状態まで変化させることにより、サンギヤを入力速度比Ａｉの高速（オーバードライブ）回転状態から入力速度比Ｂｉの低速（アンダードライブ）回転状態に変化させ、それにより装置の出力軸に連結されるリングギヤの速度比を負速度比Ａｏ（逆転状態）から、ある程度の増速速度比Ｂｏまで変化させることが可能となる。また、トルク循環モードのもとでは、モータからのトルクが無段変速機により増幅されるため、出力軸により大きなトルクを出力することが可能となると共に、装置の出力軸側の回転速度よりもモータの回転速度が高くなるので、回生効率のよい回転領域でモータによるエネルギ回生を実行することが可能となる。更に、この動力出力装置では、サンギヤとリングギヤとが回転同期した時点でロークラッチを解放すると共にハイクラッチを係合することにより直接トルク伝達モードが設定される。かかる直接トルク伝達モードのもとでは、無段変速機の変速状態を等速状態から増速状態へと変化させることにより、出力要素としてのサンギヤすなわち装置の出力軸の速度比を等速速度比Ｃｉから高速速度比Ｄｉへと変化させることが可能となる。また、直接トルク伝達モードのもとでは、モータからのトルクを無段変速機を介すことなく出力軸へと伝達することができるため、モータトルクの伝達効率を向上させることが可能となると共に、無段変速機における損失を生じさせることなく、モータによるエネルギ回生を実行することができる。
【特許文献１】特開２００４−１７５３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような無限変速機とモータとを備えた動力出力装置に対して更に１体のモータを追加すれば、動力出力装置をより高性能化すると共に２体のモータを用いることでセルモータやオルタネータ無しにエンジンを始動させることができると考えられる。ただし、内燃機関と２体のモータと無限変速機とを備えた動力出力装置はもとより、そのような動力出力装置において内燃機関を始動させるための構成や始動手順は、これまでのところ何ら具体的に開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関と２体の電動機と無限変速機とを備えた動力出力装置やこの種の動力出力装置を備える車両において、内燃機関が停止されているときに２体の電動機を用いてより適正に内燃機関を始動させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による動力出力装置および車両は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明による動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
動力を出力可能な内燃機関と、
第１要素と第２要素と前記駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、該遊星歯車機構の前記第１および第２要素の一方と連動して回転する回転要素とを含み、前記回転要素と前記遊星歯車機構の前記第１および第２要素の他方とのうちの一方が第１の動力入力要素とされると共に他方が第２の動力入力要素とされ、前記遊星歯車機構の前記第３要素が動力出力要素とされる動力伝達機構と、
前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素に接続される入力軸と、該動力伝達機構の前記第２の動力入力要素に接続される出力軸とを有し、前記入力軸に入力される動力を無段階に変速して前記出力軸に出力可能な無段変速装置と、
前記無段変速装置の前記入力軸に動力を出力可能な第１の電動機と、
前記動力伝達機構の第１の動力入力要素に動力を出力可能な第２の電動機と、
前記第１および第２の電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の機関軸と前記第２の電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
前記第２の電動機の回転軸と前記動力伝達機構の第１の動力入力要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
前記第１の電動機の回転軸に連結される第１の入力要素と前記第２の電動機の回転軸に連結される第２の入力要素と出力要素とを有する機関始動用遊星歯車機構を含み、前記第１の電動機の回転軸と前記第１の入力要素との間の変速比と前記第２の電動機の回転軸と前記第２の入力要素との間の変速比とが異なると共に前記第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに前記出力要素が前記第１および第２の電動機と同方向に回転しないように構成された機関始動機構と、
前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記内燃機関の機関軸と同方向に回転しないときには該出力要素を該機関軸に対して空転させると共に、前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記機関軸と同方向に回転するときには該出力要素と該機関軸とを連結する連結手段と、
を備えるものである。
【０００８】
この動力出力装置において、無段変速装置および動力伝達機構は、第２の接続断接手段により第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素とが接続されているときに、互いに協働して、いわゆる無限変速機（ＩＶＴ）を構成し、第１および第２の電動機との少なくとも何れかからの動力を動力伝達機構と無段変速装置とから分割して駆動軸に出力することでトルク循環を生じさせ、動力伝達機構の第１の動力入力要素（第１、第２の電動機）と動力出力要素（駆動軸）との間の変速比を理論上無限大に設定可能とする。従って、第１の接続断接手段により内燃機関の機関軸と第２の電動機との接続が解除された状態で第２の接続断接手段により第２の電動機と動力伝達機構の第１の動力入力要素とが接続されれば、内燃機関を連れ回すことなく、特に駆動軸の回転速度が低いときに第１および第２の電動機の少なくとも何れかからのトルクを増幅して駆動軸に大きなトルクを効率よく出力することができる。また、この動力出力装置は、第１の電動機の回転軸に連結される第１の入力要素と第２の電動機の回転軸に連結される第２の入力要素と出力要素とを有する機関始動用遊星歯車機構を含む機関始動機構と、機関始動用遊星歯車機構の出力要素と内燃機関の機関軸とを連結可能な連結手段とを備える。機関始動機構は、第１の電動機の回転軸と第１の入力要素との間の変速比と第２の電動機の回転軸と第２の入力要素との間の変速比とが異なると共に、第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに、出力要素が第１および第２の電動機と同方向に回転しないように、すなわち出力要素の回転が停止するか、あるいは出力要素が第１および第２の電動機とは逆方向に回転するように構成される。また、連結手段は、機関始動用遊星歯車機構の出力要素が内燃機関の機関軸と同方向に回転しないときには当該出力要素を機関軸に対して空転させると共に、機関始動用遊星歯車機構の出力要素が機関軸と同方向に回転するときには当該出力要素から機関軸に動力が伝達されるように両者を連結する。これにより、この動力出力装置では、第１の接続断接手段により内燃機関の機関軸と第２の電動機との接続が解除されると共に内燃機関の運転が停止されているときに、第２の接続断接手段による第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続を解除すると共に、第１の電動機と第２の電動機との回転速度に差を生じさせることで機関始動用遊星歯車機構の出力要素が機関軸と同方向に回転するようにすれば、機関始動用遊星歯車機構の出力要素から機関軸に動力を伝達して内燃機関をクランキングすることが可能となる。また、この際には、第２の接続断接手段により第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続が解除されているので、第１の電動機からの動力を動力伝達機構と無段変速装置とから分割して駆動軸に出力しつつ、第１の電動機と第２の電動機との回転速度に差を生じさせることができる。従って、この動力出力装置では、２体の電動機を用いて容易かつスムースに内燃機関を始動させることが可能となる。
【０００９】
また、前記第１の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第１の入力要素との間の減速比は、前記第２の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第２の入力要素との間の減速比よりも大きくてもよい。一般に、内燃機関の始動後に第１の接続断接手段により内燃機関の機関軸と第２の電動機の回転軸とを接続するためには、第２の電動機と第１の動力入力要素との接続が解除された後に第２の電動機が機関軸と回転同期するように当該第２の電動機の回転速度を低下させる必要がある。これに対して、第１の電動機と第１の入力要素との間の減速比を第２の電動機と第２の入力要素との間の減速比よりも大きくすれば、第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続が解除された状態で、内燃機関の機関軸の回転方向における第１の電動機の回転速度を機関軸の回転方向における第２の電動機の回転速度よりも高くすることにより、機関始動用遊星歯車機構の出力要素を内燃機関の機関軸の回転方向に回転させることができる。従って、この動力出力装置では、第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続が解除された後、基本的には第２の電動機を減速させていくだけで、内燃機関をクランキングすることが可能となるので、停止されている内燃機関を始動させて当該内燃機関からの動力を利用できるようにするまでの処理を無駄なく極めてスムースに実行することが可能となる。
【００１０】
更に、前記機関始動用遊星歯車機構のギヤ比と、前記第１の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第１の入力要素との間の減速比と、前記第２の電動機の回転軸と前記機関始動用遊星歯車機構の前記第２の入力要素との間の減速比とは、前記第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素の回転速度が値０になるように定められてもよい。これにより、第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続が解除された状態で第１および第２の電動機との回転速度に差を生じさせれば、機関始動用遊星歯車機構の出力要素が直ちに内燃機関の機関軸の回転方向に回転するようになるので、内燃機関を速やかに始動させることが可能となる。
【００１１】
また、前記動力出力装置は、前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素と前記無段変速装置の前記入力軸との接続および該接続の解除を実行する他の接続断接手段を更に備えてもよい。これにより、当該他の接続断接手段により動力伝達機構の第１の動力入力要素と無段変速装置の入力軸との接続が解除されれば、第１の電動機により無段変速装置の入力軸を第１の動力入力要素の回転とは無関係に回転させることが可能となる。そして、無段変速装置の入力軸に接続された第１の電動機の回転を制御し、更には無段変速装置の変速状態を適宜変化させることにより、動力伝達機構の第１の動力入力要素と動力出力要素すなわち駆動軸との間の変速比をより小さく（増速比をより大きく）することが可能となる。
【００１２】
この場合、前記動力出力装置は、前記無段変速装置の前記出力軸を回転不能に固定可能な固定手段を更に備えてもよい。これにより、上記他の接続断接手段により動力伝達機構の第１の動力入力要素と無段変速装置の入力軸との接続が解除された状態で電動機を減速させて無段変速装置の出力軸の回転を停止させれば、要素固定手段により無段変速装置の出力軸と当該出力軸に接続された動力伝達機構の遊星歯車機構の要素とを回転不能に固定することができる。そして、この状態では、無段変速装置を用いることなく、第２の電動機からの動力を動力伝達機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。
【００１３】
更に、前記第１の電動機は、前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素と前記無段変速装置との間に配置されてもよく、前記他の接続断接手段は、前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素と前記第１の電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第３の接続断接手段と、前記第１の電動機の回転軸と前記無段変速装置の前記入力軸との接続および該接続の解除を実行する第４の接続断接手段とを含むものであってもよい。これにより、第３の接続断接手段により動力伝達機構の第１の動力入力要素と第１の電動機の回転軸との接続を解除すれば、無段変速装置の入力軸と第１の動力入力要素との接続を解除することができる。また、第３の接続断接手段により第１の動力入力要素と第１の電動機の回転軸との接続が解除されると共に第４の接続断接手段により第１の電動機の回転軸と無段変速装置の入力軸とが接続された状態で、電動機を減速させて無段変速装置の出力軸の回転を停止させれば、要素固定手段により無段変速装置の出力軸に接続された動力伝達機構の遊星歯車機構の要素を回転不能に固定することができる。そして、無段変速装置の出力軸等が回転不能に固定された状態で、第２の接続断接手段により第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素とが接続されると共に第３の接続断接手段により動力伝達機構の第１の動力入力要素と第１の電動機の回転軸とが接続されれば、第１および第２の電動機の双方からの動力を動力伝達機構を介して駆動軸に伝達することが可能となる。これにより、無段変速装置での損失を無くしながら第１および第２の電動機からの動力を効率よく駆動軸に伝達すると共に、動力出力装置の性能をより一層向上させることが可能となる。そして、このように第１および第２の電動機の双方からの動力を動力伝達機構を介して駆動軸に伝達しているときに、第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続を解除すると共に、第１の電動機と第２の電動機との回転速度に差を生じさせれば、機関始動用遊星歯車機構の出力要素から機関軸に動力を伝達して内燃機関をクランキングすることが可能となる。
【００１４】
また、前記第１および第２の電動機の回転軸と、前記第１および第２の接続断接手段と、前記他の接続断接手段とは、前記機関始動機構と前記連結手段とを配置するスペースが画成されるように、それぞれ中空に形成されてもよい。このように、第１および第２の電動機の回転軸等の内部に画成されるスペースに機関始動機構と連結手段とを配置すれば、動力出力装置をよりコンパクト化することが可能となる。
【００１５】
更に、前記連結手段は、ワンウェイクラッチを含むものであってもよい。
【００１６】
また、前記動力伝達機構の前記遊星歯車機構は、サンギヤとリングギヤと前記駆動軸に接続されるプラネタリキャリアとを有するものであってもよく、前記回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギヤと連動して該リングギヤとは逆方向に回転するものであってもよく、前記回転要素が前記第１の動力入力要素とされると共に前記サンギヤが前記第２の動力入力要素とされ、前記プラネタリキャリアが前記動力出力要素とされてもよい。かかる構成は、主に前輪を駆動して走行する車両に好適なものである。
【００１７】
更に、前記動力伝達機構の前記遊星歯車機構は、前記駆動軸に接続されるサンギヤとリングギヤとプラネタリキャリアとを有するものであってもよく、前記回転要素は、前記遊星歯車機構のリングギヤと連動して該リングギヤと同方向に回転するものであってもよく、前記プラネタリキャリアが前記第１の動力入力要素とされると共に前記回転要素が前記第２の動力入力要素とされ、前記サンギヤが前記動力出力要素とされてもよい。かかる構成は、主に後輪を駆動して走行する車両に好適なものである。
【００１８】
本発明による車両は、
駆動軸に連結された駆動輪を有する車両であって、
動力を出力可能な内燃機関と、
第１要素と第２要素と前記駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、該遊星歯車機構の前記第１および第２要素の一方と連動して回転する回転要素とを含み、前記回転要素と前記遊星歯車機構の前記第１および第２要素の他方とのうちの一方が第１の動力入力要素とされると共に他方が第２の動力入力要素とされ、前記遊星歯車機構の前記第３要素が動力出力要素とされる動力伝達機構と、
前記動力伝達機構の前記第１の動力入力要素に接続される入力軸と、該動力伝達機構の前記第２の動力入力要素に接続される出力軸とを有し、前記入力軸に入力される動力を無段階に変速して前記出力軸に出力可能な無段変速装置と、
前記無段変速装置の前記入力軸に動力を出力可能な第１の電動機と、
前記動力伝達機構の第１の動力入力要素に動力を出力可能な第２の電動機と、
前記第１および第２の電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の機関軸と前記第２の電動機の回転軸との接続および該接続の解除を実行する第１の接続断接手段と、
前記第２の電動機の回転軸と前記動力伝達機構の第１の動力入力要素との接続および該接続の解除を実行する第２の接続断接手段と、
前記第１の電動機の回転軸に連結される第１の入力要素と前記第２の電動機の回転軸に連結される第２の入力要素と出力要素とを有する機関始動用遊星歯車機構を含み、前記第１の電動機の回転軸と前記第１の入力要素との間の変速比と前記第２の電動機の回転軸と前記第２の入力要素との間の変速比とが異なると共に前記第１および第２の電動機の回転速度が同一であるときに前記出力要素が前記第１および第２の電動機と同方向に回転しないように構成された機関始動機構と、
前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記内燃機関の機関軸と同方向に回転しないときには該出力要素を該機関軸に対して空転させると共に、前記機関始動用遊星歯車機構の前記出力要素が前記機関軸と同方向に回転するときには該出力要素と該機関軸とを連結する連結手段と、
を備えるものである。
【００１９】
この車両では、第１の接続断接手段により内燃機関の機関軸と第２の電動機との接続が解除されると共に内燃機関の運転が停止されているときに、第２の接続断接手段による第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続を解除すると共に、第１の電動機と第２の電動機との回転速度に差を生じさせることで機関始動用遊星歯車機構の出力要素が機関軸と同方向に回転するようにすれば、機関始動用遊星歯車機構の出力要素から機関軸に動力を伝達して内燃機関をクランキングすることが可能となる。また、この際には、第２の接続断接手段により第２の電動機の回転軸と第１の動力入力要素との接続が解除されているので、第１の電動機からの動力を動力伝達機構と無段変速装置とから分割して駆動軸に出力しつつ、第１の電動機と第２の電動機との回転速度に差を生じさせることができる。従って、この車両では、２体の電動機を用いて容易かつスムースに内燃機関を始動させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は前輪駆動車両として構成されており、エンジン２２や、２体のモータＭＧ１およびＭＧ２、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ３５、ベルト式の無段変速ユニット（以下「ＣＶＴ」という）４０、３要素式の遊星歯車機構ＰＧ０とドライブギヤ（回転要素）５５とを含む動力伝達機構５０、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等を含むものである。これらの要素のうち、ＣＶＴ４０と動力伝達機構５０とは、互いに協働して、いわゆる無限変速機を構成する。
【００２２】
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基本的に一方向に回転することにより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、例えば機関軸としてのクランクシャフト２３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。
【００２３】
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実施例では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の少なくとも何れか一方により消費または発電される電力に応じて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速度算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転速度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。
【００２４】
バッテリ３５は、実施例ではニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池として構成されており、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に取り付けられた図示しない温度センサ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。
【００２５】
ＣＶＴ４０は、駆動側回転軸（入力軸）としての中空のプライマリシャフト４１と、プライマリシャフト４１と平行に延在すると共に遊星歯車機構ＰＧ０に接続される従動側回転軸（出力軸）としてのセカンダリシャフト４２と、プライマリシャフト４１に対して設けられたプライマリプーリ４３と、セカンダリシャフト４２に対して設けられたセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４に対して巻き掛けられたベルト４７とを含む。プライマリプーリ４３は、プライマリシャフト４１と一体に形成された固定シーブと、プライマリシャフト４１にボールスプライン等を介して軸方向に摺動自在に支持される可動シーブとにより構成される。プライマリプーリ４３の可動シーブの背後には、プライマリプーリ４３の溝幅を変更するための油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）４５が形成される。実施例において、油圧シリンダ４５は、中空に形成されており、プライマリシャフト４１の中心の孔部と連通すると共に後方に開口する孔部を有する。また、セカンダリプーリ４４は、セカンダリシャフト４２と一体に形成された固定シーブと、セカンダリシャフト４２にボールスプラインやリターンスプリング等を介して軸方向に摺動自在に支持される可動シーブとにより構成される。セカンダリプーリ４４の可動シーブの背後には、セカンダリプーリ４４の溝幅を変更するための油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）４６が形成される。更に、実施例のＣＶＴ４０では、セカンダリプーリ４４に対して、油圧シリンダ４６の背後にキャンセル室を画成する図示しないキャンセルプレートが設けられている。このキャンセルプレート等により画成されるキャンセル室に作動流体を導入することで、油圧シリンダ４６に作用する遠心油圧をキャンセル室内の作動流体に作用する遠心油圧によりキャンセルすることが可能となる。そして、プライマリプーリ４３側の油圧シリンダ４５やセカンダリプーリ４４側の油圧シリンダ４６、キャンセル室に対しては、図示しない電動オイルポンプにより昇圧された作動流体が複数の制御弁を含む油圧回路４８により調圧された上で供給され、それにより、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の溝幅を変更して、プライマリシャフト４１に入力される動力を無段階に変速しながらセカンダリシャフト４２に出力することが可能となる。油圧回路４８は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下「ＣＶＴＥＣＵ」という）４９により制御される。ＣＶＴＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信すると共に、図示しない回転位置検出センサにより検出されるプライマリシャフト４１の回転速度Ｎｉやセカンダリシャフト４２の回転速度Ｎｏ等を受け取り、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や回転速度Ｎｉ，Ｎｏ等に基づいてＣＶＴ４０による変速比γが目標値に設定されるように油圧回路４８への駆動信号を生成・出力する。また、ＣＶＴＥＣＵ４９は、必要に応じてＣＶＴ４０に関連するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、ＣＶＴ４０は、油圧回路４８を駆動源とするものに限られず、例えば電動アクチュエータといった油圧回路４８以外の他のアクチュエータにより駆動されるものであってもよい。
【００２６】
遊星歯車機構ＰＧ０は、外歯歯車のサンギヤ（第１要素）５１と、このサンギヤ５１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ（第２要素）５２と、サンギヤ５１と噛合すると共にリングギヤ５２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プラネタリキャリア（第３要素、以下、単に「キャリア」という）５４とを有する。この遊星歯車機構ＰＧ０は、サンギヤ５１とリングギヤ５２とキャリア５４とを回転要素として差動作用を行うと共に、ドライブギヤ５５と共に動力伝達機構５０を構成する。遊星歯車機構ＰＧ０の第１要素であるサンギヤ５１には、上述のＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２が接続される。また、遊星歯車機構ＰＧ０の第２要素であるリングギヤ５２の外周には外歯が形成されており、リングギヤ５２の外歯は、外歯歯車である回転要素としてのドライブギヤ５５と噛合する。これにより、リングギヤ５２は、ドライブギヤ５５と連動して当該ドライブギヤ５５とは逆方向に回転可能となる。ドライブギヤ５５は、実施例では、リングギヤ５２と同数（同一モジュール）の外歯を有し、中空のドライブギヤ軸２５に固定される。更に、遊星歯車機構ＰＧ０の第３要素であるキャリア５４には、駆動軸としてのキャリア軸５４ａが接続される。キャリア軸５４ａに出力された動力は、当該キャリア軸５４ａからギヤ列５６およびデファレンシャルギヤ５７を介して最終的に駆動輪である左右の車輪（前輪）ＤＷに出力されることになる。なお、リングギヤ５２は、複数のギヤを含むギヤ列やベルトを介してドライブギヤ５５と連結されてもよい。そして、上述のように遊星歯車機構ＰＧ０とドライブギヤ５５とを含む動力伝達機構５０では、回転要素としてのドライブギヤ５５が第１の動力入力要素とされると共に遊星歯車機構ＰＧ０の第１要素であるサンギヤ５１が第２の動力入力要素とされ、遊星歯車機構の第３要素であるキャリア５４が動力出力要素とされる。
【００２７】
図１に示すように、エンジン２２のクランクシャフト２３は、図示しないダンパおよびクラッチＣ１を介してモータＭＧ２のロータに固定された中空の回転軸ＭＳ２の一端（図中右端）と接続される。また、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２の他端（図中左端）は、クラッチＣ２を介して中空のドライブギヤ軸２５（ドライブギヤ５５）の一端（図中右端）に接続される。更に、ドライブギヤ軸２５の他端（図中左端）は、クラッチＣ３を介してモータＭＧ１のロータに固定された中空の回転軸ＭＳ１の一端（図中右端）と接続される。そして、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１の他端（図中左端）は、クラッチＣ４を介してＣＶＴ４０の中空のプライマリシャフト４１と接続される。
【００２８】
実施例のクラッチＣ１は、ダンパに固定された軸の一端に設けられた係合部とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２の一端（図中右端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりクランクシャフト２３や回転軸ＭＳ２の軸方向に進退移動させられる環状の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。これにより、クラッチＣ１をオンすれば、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とを接続することが可能となり、クラッチＣ１をオフすれば、クランクシャフト２３とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２との接続を解除することができる。また、実施例のクラッチＣ２は、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２の他端（図中左端）に設けられた係合部とドライブギヤ軸２５の一端（図中右端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータにより回転軸ＭＳ２やドライブギヤ軸２５の軸方向に進退移動させられる環状の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。これにより、クラッチＣ２をオンすれば、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ軸２５（ドライブギヤ５５）とを接続することが可能となり、クラッチＣ２をオフすればモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ軸２５との接続を解除することができる。更に、実施例のクラッチＣ３は、ドライブギヤ軸２５の他端（図中左端）に設けられた係合部とモータＭＧ１の中空の回転軸ＭＳ１の一端（図中右端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりドライブギヤ軸２５や回転軸ＭＳ１の軸方向に進退移動させられる環状の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。これにより、クラッチＣ３をオンすればドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とを接続することが可能となり、クラッチＣ３をオフすればドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１との接続を解除することができる。そして、実施例のクラッチＣ４は、モータＭＧ１の中空の回転軸ＭＳ１の他端（図中左端）に設けられた係合部と中空のプライマリシャフト４１の端部（図中右端）に設けられた係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータにより回転軸ＭＳ１やプライマリシャフト４１の軸方向に進退移動させられる環状の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。これにより、クラッチＣ４をオンすればモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とを接続することが可能となり、クラッチＣ４をオフすればモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とプライマリシャフト４１との接続を解除することができる。
【００２９】
これらのクラッチＣ１〜Ｃ４に加えて、実施例のハイブリッド自動車２０には、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２と遊星歯車機構ＰＧ０の第１要素であるサンギヤ５１とを回転不能に固定するためのブレーキＢ１が設けられている。実施例において、ブレーキＢ１は、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２の一端（図中左端）に設けられた係合部と図示しないトランスミッションケースに固定された係合部との双方と係合可能であると共に図示しない電磁式、電気式あるいは油圧式のアクチュエータによりセカンダリシャフト４２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。これにより、ブレーキＢ１をオンして可動係合部材をセカンダリシャフト４２の係合部とトランスミッションケース側の係合部との双方と係合させることにより、セカンダリシャフト４２およびサンギヤ５１を回転不能に固定すると共にＣＶＴ４０をロックすることができる。なお、上述のように、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１をドグクラッチとして構成すれば、対象となる部材同士をより少ない損失で接続または切離することが可能となる。ただし、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１を油圧駆動される多板クラッチといった一般的な圧着式のクラッチまたはブレーキとして構成してもよいことはいうまでもない。
【００３０】
ここで、図２を参照しながら、無限変速機としてのＣＶＴ４０および動力伝達機構５０（遊星歯車機構ＰＧ０およびドライブギヤ５５）により無限大変速比を設定する手順について説明する。なお、図２において、５５軸は、エンジン２２の回転速度ＮｅやモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２と一致するドライブギヤ５５やドライブギヤ軸２５の回転速度Ｎｄを、４１軸は、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１と一致するＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１の回転速度Ｎｉを、Ｒ軸は、遊星歯車機構ＰＧ０のリングギヤ５２の回転速度Ｎｒを、Ｃ，５４ａ軸は、キャリア軸５４ａの回転速度と一致する遊星歯車機構ＰＧ０のキャリア５４の回転速度Ｎｃを、Ｓ，４２軸は、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２の回転速度Ｎｏと一致する遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓをそれぞれ示す。また、これらの図面におけるρは、遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比（サンギヤ５１の歯数／リングギヤ５２の歯数）を示す。
【００３１】
図２に示すように、クラッチＣ１およびＣ２がオンされてエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ軸２５（ドライブギヤ５５）が接続されると共に、クラッチＣ３およびＣ４がオンされてドライブギヤ軸２５（ドライブギヤ５５）とモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とが接続されているときに、ドライブギヤ軸２５にトルクＴｄが、サンギヤ５１にトルクＴｓが、リングギヤ５２にトルクＴｒが、キャリア５４にトルクＴｃがそれぞれ作用していると仮定する。更に、ＣＶＴ４０による変速比をγ（＝Ｎｉ／Ｎｓ＝Ｎｍ１／Ｎｓ）とすれば、次式（１）〜（３）のトルクの釣合に関する関係式が成立すると共に次式（４）〜（６）の回転速度に関する関係式が成立し、これらの式（１）〜（６）を整理すれば、次式（７）〜（１０）の関係式が得られる。そして、式（７）は、動力伝達機構５０の第１の動力入力要素であるドライブギヤ（回転要素）５５と動力出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５４ａ）との間の変速比αを示すものである。かかる変速比αは、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比ρと一致するときに（γ＝ρ）無限大となり、このときには、ドライブギヤ５５が如何なる回転速度で回転していてもキャリア５４は回転することなく停止し、式（８）〜（１０）からわかるように、遊星歯車機構ＰＧ０の各要素に作用するトルクは理論上無限大となる。従って、クラッチＣ１〜Ｃ４によりドライブギヤ軸２５がモータＭＧ２およびエンジン２２（クランクシャフト２３）とモータＭＧ１およびＣＶＴ４０（プライマリシャフト４１）とに接続されている状態では、エンジン２２等からの動力によりドライブギヤ５５が回転していても、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比ρと一致するようにＣＶＴ４０を制御すれば、駆動軸としてのキャリア軸５４ａの回転を停止させてハイブリッド自動車２０を停止状態に維持することができる。更に、図２からわかるように、ドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２およびエンジン２２とが接続されている状態でエンジン２２等を作動させれば、回転要素としてのドライブギヤ５５は、エンジン２２のクランクシャフト２３等と同方向に回転し、ドライブギヤ５５と噛合する遊星歯車機構ＰＧ０のリングギヤ５２は、ドライブギヤ５５と逆方向に回転することになる。この際、遊星歯車機構ＰＧ０の出力要素であるキャリア５４は、遊星歯車機構ＰＧ０の第１の入力要素であるサンギヤ５１の回転方向に応じてドライブギヤ５５と同方向にも逆方向にも回転し得ることになるが、実施例では、遊星歯車機構ＰＧ０の各要素（特にサンギヤ５１）の回転速度が過大になることを抑制する観点から、遊星歯車機構ＰＧ０のキャリア５４がドライブギヤ５５と逆方向（リングギヤ５２と同方向）に回転するときに、出力要素としてのキャリア５４に接続（直結）された駆動軸としてのキャリア軸５４ａが正転すると共に、キャリア軸５４ａにギヤ列５６やデファレンシャルギヤ５７等を介して連結された駆動輪である車輪ＤＷがハイブリッド自動車２０を前進させる方向に回転するようにしている。
【００３２】
Tr = Tc /(1+ρ)  …（１）
Ts = ρ・Tc / (1+ρ)  …（２）
Td = Ts /γ-Tr  …（３）
Nr = (1+ρ)・Nc-ρ・Ns  …（４）
Nd = γ・Ns  …（５）
Nr = -Nd  …（６）
Nd / Nc = (1+ρ) / (ρ/γ-1) = α  …（７）
Tc = Td・(1+ρ) / (ρ/γ-1)  …（８）
Ts = Td・ρ / (ρ/γ-1)  …（９）
Tr = Td / (ρ/γ-1)  …（１０）
【００３３】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、上述のように、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸ＭＳ１，ＭＳ２やドライブギヤ軸２５、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１、更にはクラッチＣ１〜Ｃ４がそれぞれ中空に形成されており、これら回転軸ＭＳ１，ＭＳ２やドライブギヤ軸２５等の内部には、図１および図３に示すように、エンジン２２の始動時に用いられる機関始動機構６０とワンウェイクラッチＣＯとが配置されている。機関始動機構６０は、モータＭＧ１に対応した減速用遊星歯車機構（減速手段）ＰＧ１と、モータＭＧ２に対応した機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２とを含む。
【００３４】
減速用遊星歯車機構ＰＧ１は、外歯歯車のサンギヤ６１（固定要素）と、このサンギヤ６１と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ６２（入力要素）と、サンギヤ６１と噛合すると共にリングギヤ６２と噛合する複数のピニオンギヤ６３と、複数のピニオンギヤ６３を自転かつ公転自在に保持するキャリア６４（出力要素）とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構である。図３に示すように、減速用遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤ６１は、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１（ロータ）の内部にそれと同軸に配置されると共に、回転軸ＭＳ１やＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１を通って油圧シリンダ４５から外部に突出するシャフト等を介して図示しないトランスミッションケースに対して回転不能に固定される。また、減速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２の外周は、回転軸ＭＳ１（ロータ）の内周面に固定されており、それによりリングギヤ６２は、回転軸ＭＳ１と一体に回転可能となる。更に、減速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４の図中右側の端部からは、伝達軸６４ａがモータＭＧ２側（図中右側）に向けて延出されている。
【００３５】
機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２は、外歯歯車のサンギヤ６５（出力要素）と、このサンギヤ６５と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ６６（第２の入力要素）と、サンギヤ６５と噛合すると共にリングギヤ６６と噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８（第１の入力要素）とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構である。図３に示すように、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５は、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２（ロータ）の内部にそれと同軸に配置されると共に、回転軸ＭＳ２内でエンジン２２側（図中右側）に向けて延びるサンギヤ軸６５ａとワンウェイクラッチＣＯと図示しないダンパを介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続される。また、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の第２の入力要素であるリングギヤ６６の外周は、回転軸ＭＳ２（ロータ）の内周面に固定されており、それによりリングギヤ６６は、回転軸ＭＳ２と一体に回転可能となる。更に、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８は、減速用遊星歯車機構ＰＧ１のキャリア６４から延出された伝達軸６４ａと接続されている。
【００３６】
上述のように、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の第１の入力要素であるキャリア６８は、減速用遊星歯車機構ＰＧ１を介してモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と連結され、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の第２の入力要素であるリングギヤ６６は、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と直接連結されことから、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８の間の変速比（減速比）がモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とリングギヤ６６との間の変速比（減速比）よりも大きくなる。すなわち、実施例において、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８には、モータＭＧ１からの動力が減速用遊星歯車機構ＰＧ１により減速された上で伝達され、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６には、モータＭＧ２からの動力が直接伝達されることになる。また、実施例では、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比ρ２と、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８との間の減速比と、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との間の減速比とが、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度Ｎｍ１およびＮｍ２が同一の値となるときに、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５（サンギヤ軸６５ａ）がモータＭＧ１およびＭＧ２と同方向に回転することなく停止するように（回転速度が値０になるように）定められている（図２参照）。すなわち、上記実施例では、モータＭＧ２とリングギヤ６６との間の減速比が値１となっていることから、モータＭＧ１とキャリア６８との減速比すなわち減速用遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比ρ１は、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比ρ２が定まれば、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度Ｎｍ１およびＮｍ２が同一であって機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５の回転速度が値０になるときにキャリア６８の回転速度に基づいて定めることができる。
【００３７】
ワンウェイクラッチＣＯは、ダンパに固定された軸（クランクシャフト２３）に対して転動可能な複数のローラ、各ローラを転動自在に保持可能なリテーナ、および機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５から延出されたサンギヤ軸６５ａが固定されると共に当該サンギヤ軸６５ａがエンジン２２の回転方向にクランクシャフト２３（エンジン２２）の回転速度Ｎｅよりも高い回転速度で回転するときに対応するローラと当接して当該ローラの回転を規制可能な回転規制部を有するアウターレース（何れも図示省略）等を含み、２つの回転要素の回転方向が同一であるときに当該２つの回転要素間でトルクが伝達されるようにすると共に当該２つの回転要素の回転方向が異なるときに当該２つの回転要素間でトルクが伝達されないようにする機能を有する。これにより、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５から延出されたサンギヤ軸６５ａの回転方向がエンジン２２の回転方向とは逆方向になる場合（クランクシャフト２３に対して逆転する場合）や、サンギヤ軸６５ａの回転が停止している場合、サンギヤ軸６５ａのエンジン２２の回転方向における回転速度がクランクシャフト２３の回転速度Ｎｅ以下である場合には、ワンウェイクラッチＣＯの各ローラが対応するリテーナの回転規制部と当接することなく回転するので、サンギヤ軸６５ａはクランクシャフト２３とは独立に回転すなわちクランクシャフト２３に対して空転することができる。一方、サンギヤ軸６５ａのエンジン２２の回転方向における回転速度がクランクシャフト２３の回転速度Ｎｅよりも高い場合には、ワンウェイクラッチＣＯの各ローラが対応するリテーナの回転規制部と当接してロックされることから、サンギヤ軸６５ａとクランクシャフト２３とが一体となって回転することになる。すなわち、ワンウェイクラッチＣＯは、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５がクランクシャフト２３と同方向に回転しないときにはサンギヤ軸６５ａ（サンギヤ６５）をクランクシャフト２３に対して空転させると共に、サンギヤ６５がクランクシャフト２３と同方向に回転するときにはサンギヤ軸６５ａ（サンギヤ６５）からクランクシャフト２３に動力が伝達されるように両者を連結する。なお、ワンウェイクラッチＣＯの代わりにラチェットのような連結要素を用いてサンギヤ軸６５ａをクランクシャフト２３に連結してもよい。
【００３８】
そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量（ストローク）を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖが入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、バッテリＥＣＵ３６、ＣＶＴＥＣＵ４９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、ＣＶＴＥＣＵ４９と各種制御信号やデータのやり取りを行なう。また、クラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１の図示しないアクチュエータもハイブリッドＥＣＵ７０により制御される。
【００３９】
さて、上述のように構成されるハイブリッド自動車２０の走行時には、ハイブリッドＥＣＵ７０（要求駆動力設定手段）によって運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力すべき要求トルク（要求駆動力）が設定されると共に、要求トルクに基づくトルク（例えば、要求トルクをバッテリ３５の入出力制限により制限した値であって基本的には要求トルクと一致する値）が駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２に対するトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比が設定される。こうして設定されるエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２に対するトルク指令、目標変速比を示す制御信号は、ハイブリッドＥＣＵ７０からエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９へと送信される。各ＥＣＵは、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２、ＣＶＴ４０を個別に制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、必要に応じてクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１をオンオフ制御する。そして、ハイブリッド自動車２０における運転制御モードには、図４に示すように、後進走行モード、低速前進走行モード、中速移行モード、巡航走行モードおよび高速走行モード等が含まれ、その他に、高出力走行モードや、エンジン２２を停止させると共にモータＭＧ１およびＭＧ２を用いて駆動軸としてのキャリア軸５４ａに動力を出力するモータ走行モードが含まれる。
【００４０】
次に、上記ハイブリッド自動車２０の動作について具体的に説明する。ここでは、図５から図１４を参照しながら、まず、エンジン２２の運転を伴ってハイブリッド自動車２０が走行するときの動作の一例について説明する。
【００４１】
ハイブリッド自動車２０が停車している状態で運転者によりイグニッションスイッチ８０がオンされると、モータ走行モードのもとでハイブリッド自動車２０を発進させる場合を除き、ハイブリッドＥＣＵ７０の統括的な制御のもとエンジン２２の始動処理が実行される。ここで、ハイブリッド自動車２０の停車時には、図５に示すように、少なくともクラッチＣ２をオフすると共にクラッチＣ１をオンして、互いに接続されたモータＭＧ２およびエンジン２２をドライブギヤ軸２５から切り離すことにより、モータＭＧ２によりエンジン２２をクランキングして当該エンジン２２を始動させることができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、上述のように機関始動機構６０およびワンウェイクラッチＣＯを有していることから、図６に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてをオフした状態でもエンジン２２をクランキングして始動させることができる。このようにクラッチＣ１〜Ｃ４のすべてオフした状態でエンジン２２を始動させる場合には、図７に示すように、減速用遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤ６２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６とがそれぞれエンジン２２の回転方向に回転すると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（リングギヤ６２の回転速度）がモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２（リングギヤ６６の回転速度）よりも高くなるようにモータＭＧ１およびＭＧ２を制御すればよい。これにより、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５がエンジン２２と同方向に回転することになるので、ワンウェイクラッチＣＯを介してサンギヤ軸６５ａからエンジン２２のクランクシャフト２３にモータＭＧ２からのトルク（クランキングトルク）を伝達し、エンジン２２をクランキングすることができる。そして、エンジン２２のクランキングが開始されると、エンジンＥＣＵ２４により所定のタイミングで燃料噴射制御や点火制御が開始される。更に、エンジン２２の完爆が確認されると、モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２がエンジン２２の回転速度Ｎｅと一致するように調整され、エンジン２２とモータＭＧ２とが回転同期した時点でクラッチＣ１がオンされる。このように、クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてオフした状態で機関始動機構６０（およびワンウェイクラッチＣＯ）を用いた場合には、モータＭＧ２からのトルクが機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２により増幅されてクランクシャフト２３に出力されることになるので、機関始動機構６０を用いることなくモータＭＧ２のみを用いてエンジン２２を始動させる場合に比べて、モータＭＧ２の負担を減らしつつスムースかつ速やかにエンジン２２を始動させることが可能となる。
【００４２】
上述のようにしてエンジン２２が始動されると共にクラッチＣ１がオンされた後、モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２とエンジン２２の回転速度Ｎｅが予め定められた発進時の回転速度になるようにモータＭＧ２およびエンジン２２が制御されると共に、クラッチＣ３およびＣ４がオンされた状態でドライブギヤ５５（ドライブギヤ軸２５）の回転速度Ｎｄ（プライマリシャフト４１の回転速度ＮｉおよびモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１）が当該発進時の回転速度に一致すると共に駆動軸としてのキャリア軸５４ａが停止状態に維持されるようにモータＭＧ１とＣＶＴ４０とが制御される。そして、ドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２とが回転同期した時点でクラッチＣ２がオンされて両者が接続される。なお、ドライブギヤ軸２５（エンジン２２やモータＭＧ２）の発進時における回転速度は、エンジン２２を効率（燃費）よく運転して比較的大きなトルクを得ることができる回転速度とされると好ましい。以下、図８に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ４のすべてがオンされて動力伝達機構５０の第１の動力入力要素であるドライブギヤ５５と動力出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５４ａ）との間の変速比αが実質的に無限大に設定されると共に、ドライブギヤ５５の回転速度Ｎｄ（回転速度Ｎｅ，Ｎｍ２）が発進時における回転速度に設定される状態をエンジン２２の運転時における「ニュートラル状態」という。また、図９に、上記ニュートラル状態におけるＣＶＴ４０および動力伝達機構５０の各回転要素の主に回転速度の力学的な関係を表す共線図の一例を太い実線で示す。図９からわかるように、エンジン２２の運転時におけるニュートラル状態では、遊星歯車機構ＰＧ０のリングギヤ５２がドライブギヤ５５とは逆方向に回転すると共に出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５４ａ）の回転速度Ｎｃが値０となることから、遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１（第２の動力入力要素）はドライブギヤ５５（第１の動力入力要素）と同方向に回転することになる。なお、ニュートラル状態では、必ずしもモータＭＧ１およびＭＧ２の双方にトルクを出力させる必要がないことから、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方に対するトルク指令を値０に設定してモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方がエンジン２２に連れ回されるようにしてもよい。
【００４３】
上述のようにしてエンジン２２が始動されると共にニュートラル状態が設定されると、運転者は、シフトポジションを通常走行用のＤポジションに設定すると共にアクセルペダル８３を踏み込むことによりハイブリッド自動車２０を「低速前進走行モード」のもとで前進方向に発進させることができる。また、運転者は、上記ニュートラル状態のもとでシフトポジションを後進走行用のＲポジションに設定すると共にアクセルペダル８３を踏み込むことによりハイブリッド自動車２０を「後進走行モード」のもとで後進方向に発進させることができる。そこで、以下、「後進走行モード」について説明した後、「低速前進走行モード」、「中速移行モード」、「巡航走行モード」、「高速走行モード」および「高出力走行モード」について順番に説明する。
【００４４】
〔後進走行モード〕
ニュートラル状態のもとで運転者によりＲポジションが設定されてアクセルペダル８３が踏み込まれた場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比ρよりも小さくなるように、すなわちＣＶＴ４０によってセカンダリシャフト４２および遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１がより増速されるようにＣＶＴＥＣＵ４９に制御信号を与える。ＣＶＴＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってＣＶＴ４０のセカンダリプーリ４４の溝幅が大きく（径が小さく）なったり、プライマリプーリ４３の溝幅が小さく（径が大きく）なったりするように油圧回路４８を制御する。これにより、図９において二点鎖線で示すように、ドライブギヤ５５の回転方向と同方向におけるサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが高まり、動力伝達機構５０の出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５４ａ）は、ドライブギヤ５５の回転方向と同方向に回転することになるので、駆動軸としてのキャリア軸５４ａを逆転させてハイブリッド自動車２０を後進方向に走行させることが可能となる。そして、この際には、上記式（８）からわかるように、エンジン２２等からドライブギヤ軸２５に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５４ａに図９おいて上向きに出力されることになる。このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、その後進走行に際して、効率よくエンジン２２を運転しながら駆動軸としてのキャリア軸５４ａに大きなトルクを出力することが可能となる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、後進走行時のエネルギ効率やトルク特性をより向上させることができる。もちろん、後進走行モードのもとでも、例えば運転者によりアクセルペダル８３が大きく踏み込まれて大きなトルクが要求されたような場合等には、エンジン２２をアシストするようにモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかに駆動トルクを出力させてもよい。
【００４５】
〔低速前進走行モード〕
ニュートラル状態のもとで運転者によりＤポジションが設定されてアクセルペダル８３が踏み込まれた場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比ρよりも大きくなるように、すなわちＣＶＴ４０によってセカンダリシャフト４２および遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１がより減速されるようにＣＶＴＥＣＵ４９に制御信号を与える。ＣＶＴＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってＣＶＴ４０のセカンダリプーリ４４の溝幅が小さく（径が大きく）なったり、プライマリプーリ４３の溝幅が大きく（径が小さく）なったりするように（図８における白抜矢印参照）油圧回路４８を制御する。これにより、図９において破線で示すように、ドライブギヤ５５の回転方向と同方向におけるサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが低下し、動力伝達機構５０の出力要素であるキャリア５４（キャリア軸５４ａ）は、ドライブギヤ５５とは逆方向に回転することになるので、駆動軸としてのキャリア軸５４ａを正転させてハイブリッド自動車２０を前進方向に発進させることが可能となる。そして、この際には、上記式（８）からわかるように、エンジン２２等からドライブギヤ軸２５に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５４ａに図９において下向きに出力されることになる。このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、前進方向への発進に際して、効率よくエンジン２２を運転しながら駆動軸としてのキャリア軸５４ａに大きなトルクを出力することが可能となる。従って、ハイブリッド自動車２０では、発進時のエネルギ効率やトルク特性をより向上させることができる。そして、発進後には、変速比γがより大きくなるようにＣＶＴ４０を制御することで、駆動軸としてのキャリア軸５４ａに大きなトルクを出力しながら、図９において細い実線で示すようにハイブリッド自動車２０を前進方向に加速させることができる。更に、低速前進走行モードのもと、ＣＶＴ４０の変速比γを調整しつつエンジン２２の運転ポイントを変更してエンジン２２からのトルクを増加させたり、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかにエンジン２２をアシストするように駆動トルクを出力させたりすれば、低速前進走行モードにおけるトルク特性をより一層向上させることができる。このような低速前進走行モードは、例えばＣＶＴ４０による変速比γが所定値（例えば最大変速比）まで低下したことを含む第１の移行条件が成立するまで継続され、当該移行条件が成立すると、ハイブリッド自動車２０の運転モードは、低速前進走行モードから中速移行モードへと移行する。
【００４６】
〔中速移行モード〕
運転者によるアクセルペダル８３の操作等に応じて上記第１の移行条件が成立すると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１との接続が解除されるようにクラッチＣ３のアクチュエータに制御信号を与える。こうしてクラッチＣ３がオフされてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１との接続が解除されれば、プライマリシャフト４１をドライブギヤ軸２５とは独立に回転させることが可能となり、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが上記所定値に保たれると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）が低下し、かつ要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比を設定する。また、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２、ＣＶＴ４０を制御する。これにより、図１０において破線で示すようにモータＭＧ１の減速に伴って、ＣＶＴ４０を介してモータＭＧ１に接続された遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓが低下していくことから、キャリア軸５４ａの回転速度（車速Ｖ）を正転側（前進側）に増加させながら、同図において実線で示すようにモータＭＧ１を一旦停止させることによりＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓを値０にすることができる。なお、かかる中速移行モードのもとでは、モータＭＧ１は、図１０において下向きのトルクを出力することから発電を実行し、モータＭＧ１により発電された電力は、主にバッテリ３５の充電に供され、必要に応じてモータＭＧ２の駆動用に供される。また、中速移行モードのもとでハイブリッド自動車２０を減速させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＶＴ４０による変速比γが上記所定値に保たれると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）が高まり（加速され）、かつ要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比を設定する。更に、中速移行モードのもとでモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を低下させた際、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８の回転速度も低下することから（図２等参照）、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５（サンギヤ軸６５ａ）はクランクシャフト２３の回転方向と逆方向に回転することになる。従って、中速移行モードのもとでは、サンギヤ軸６５ａは、ワンウェイクラッチＣＯの作用によりクランクシャフト２３に対して空転する。
【００４７】
〔巡航走行モード〕
上述の中速移行モードのもとで、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に接続されたモータＭＧ１が停止されると共にＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転が停止されると、図１１に示すように、ブレーキＢ１をオンしてセカンダリシャフト４２およびサンギヤ５１を回転不能に固定すると共にＣＶＴ４０をロックすることができる。そして、このように遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１を回転不能に固定すれば、図１０において実線で示すように、ＣＶＴ４０を用いることなくエンジン２２等によりドライブギヤ軸２５に出力されるトルクをドライブギヤ５５および遊星歯車機構ＰＧ０を介して駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することが可能となる。このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、中速移行モードのもとでモータＭＧ１と遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１との回転が停止される前の走行状態や運転者の要求（例えばアクセル開度Ａｃｃやその変動度合等）が第２の移行条件を満たしている場合、モータＭＧ１が停止されたままハイブリッドＥＣＵ７０によりブレーキＢ１がオンされてＣＶＴ４０がロックされ、運転モードが中速移行モードから巡航移行モードへと移行する。かかる巡航移行モードのもとで、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ２に対するトルク指令を設定し、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ２を制御する。これにより、巡航走行モードのもとでは、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらエンジン２２等によりドライブギヤ軸２５に出力される動力を比較的効率よく駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することができるので、エネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、かかる巡航走行モードでは、バッテリ３５の残容量を確保する観点から、基本的にはエンジン２２を効率よく運転可能な運転ポイントで運転して当該エンジン２２のみに動力を出力させてもよく、必要に応じてエンジン２２をアシストするようにモータＭＧ２に駆動トルクを出力させてもよい。また、モータＭＧ２にエンジン２２からの動力の一部（あるいはすべて）を用いた発電を実行させてモータＭＧ２により発電された電力でバッテリ３５を充電してもよい。更に、巡航走行モードのもとでモータＭＧ１が停止される間、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５（サンギヤ軸６５ａ）は、回転停止してワンウェイクラッチＣＯの作用によりクランクシャフト２３に対して空転する。
【００４８】
〔高速走行モード〕
上述の中速移行モードのもとでモータＭＧ１が停止されると共に遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転が停止された際に上記第２の移行条件とは異なる第３の移行条件が成立している場合や、巡航走行モードのもとで運転者により緩やかな加速要求がなされたような場合、ハイブリッド自動車２０の運転モードは、中速移行モードまたは巡航走行モードから高速走行モードへと移行する。ハイブリッド自動車２０の運転モードを高速走行モードへと移行させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ブレーキＢ１がオンされていれば遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１やＣＶＴ４０のロックが解除されるようにブレーキＢ１のアクチュエータに制御信号を与える。こうしてクラッチＣ３およびブレーキＢ１がオフされた状態で（図１２参照）、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１が上述の低速前進走行モード等の実行時とは逆方向すなわち遊星歯車機構ＰＧ０のリングギヤ５２やキャリア５４と同方向に回転すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令、ＣＶＴ４０の目標変速比を設定する。また、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０、ＣＶＴＥＣＵ４９は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２、ＣＶＴ４０を制御する。すなわち、クラッチＣ３によりドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１との接続が解除されている状態では、モータＭＧ１によりプライマリシャフト４１をドライブギヤ軸２５とは逆方向に回転させることが可能であり、図１３において実線で示すように、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）をドライブギヤ５５とは逆方向すなわち遊星歯車機構ＰＧ０のリングギヤ５２等と同方向に高くしていけば、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１をドライブギヤ５５とは逆方向すなわちリングギヤ５２やキャリア５４と同方向に回転させると共にその回転速度Ｎｓを高くしていくことができる。加えて、図１２において白抜矢印で示すように、ＣＶＴ４０のプライマリプーリ４３の溝幅を小さくしたり、セカンダリプーリ４４の溝幅を大きくしたりしてＣＶＴ４０による変速比γをより小さくしていけば、図１３において二点鎖線で示すように、遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓをドライブギヤ５５の回転方向とは逆方向により一層高くすることができる。そして、遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１のドライブギヤ５５とは逆方向における回転速度Ｎｓが高くなればなるほど、ドライブギヤ５５とキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５４ａとの間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）してキャリア軸５４ａの正転側における回転速度すなわち車速Ｖをより高くすることが可能となる。かかる高速走行モードのもとでは、特に非常に高い速度で巡航する場合のように駆動軸としてのキャリア軸５４ａに大きなトルクを出力する必要が少ないとき等に、バッテリ３５の残容量を確保する観点から、モータＭＧ２にエンジン２２からの動力の一部（あるいはすべて）を用いた発電を実行させてモータＭＧ２により発電された��力でモータＭＧ１を駆動したり、バッテリ３５を充電したりしてもよい。もちろん、高速走行モードのもとでも、バッテリ３５の残容量に余裕があるような場合には、バッテリ３５からの電力によりモータＭＧ１を駆動すると共に、エンジン２２を効率よく運転可能な運転ポイントで運転し、常時あるいは必要に応じてエンジン２２をアシストするようにモータＭＧ２に駆動トルクを出力させてもよい。なお、高速走行モードのもとでモータＭＧ１がリングギヤ５２やキャリア５４と同方向に回転する間、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５（サンギヤ軸６５ａ）はクランクシャフト２３の回転方向と逆方向に回転し、ワンウェイクラッチＣＯの作用によりクランクシャフト２３に対して空転する。
【００４９】
〔高出力走行モード〕
上述の中速移行モードのもとでモータＭＧ１が停止されると共に遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転が停止された際に上記第２および第３の移行条件とは異なる第４の移行条件が成立した場合や、巡航走行モードのもとで運転者により急峻な加速要求がなされたような場合、ハイブリッド自動車２０の運転モードは、中速移行モードまたは巡航走行モードから高出力走行モードへと移行する。ハイブリッド自動車２０の運転モードを高出力走行モードへと移行させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を設定しつつ、ブレーキＢ１がオンされていなければ遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１やＣＶＴ４０がロックされるようにブレーキＢ１のアクチュエータに制御信号を与え、ブレーキＢ１がオンされた状態で更にモータＭＧ１がＣＶＴ４０から切り離されるようにクラッチＣ４に制御信号を与える。こうしてブレーキＢ１がオンされると共にクラッチＣ４がオフされると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１がドライブギヤ５５と回転同期すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を設定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１がドライブギヤ５５と回転同期した段階でモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とドライブギヤ軸２５とが接続されるようにクラッチＣ３に制御信号を与え、図１４に示すようにクラッチＣ３がオンされた後には、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにエンジン２２の運転ポイントやモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令を設定する。この間、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３０は、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に従ってエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２を制御する。これにより、高出力走行モードのもとでは、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とのすべてからドライブギヤ軸２５に出力される動力を遊星歯車機構ＰＧ０を介して駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することができるので、ハイブリッド自動車２０の高速走行時における加速性能等をより向上させることが可能となる。なお、図１４に示すようにクラッチＣ４がオフされると共にクラッチＣ１〜Ｃ３がオンされた状態では、上述のようにモータＭＧ１およびＭＧ２の双方にエンジン２２をアシストするように駆動トルクを出力させる代わり、モータＭＧ２にエンジン２２からの動力の一部を用いた発電を実行させてモータＭＧ２により発電された電力でモータＭＧ１を駆動してもよい。また、高出力走行モードのもとでモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２とが同一となる間、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５（サンギヤ軸６５ａ）の回転速度は値０となる。
【００５０】
上述のように、実施例のハイブリッド自動車２０では、遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転速度Ｎｓを値０を含む範囲内で連続的に変化させることで遊星歯車機構ＰＧ０の各要素（特に第１要素であるサンギヤ５１）の回転速度が過大になることを抑制しながら、駆動軸としてのキャリア軸５４ａの正転および逆転すなわちハイブリッド自動車２０の前進方向および後進方向への走行を可能とすると共に、前進走行時におけるドライブギヤ５５すなわちエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２と駆動軸としてのキャリア軸５４ａとの間の変速比幅をより大きくとることができる。なお、ここまで、図５〜図１４を参照しながらハイブリッド自動車２０を前進方向に増速させていく時の動作を説明したが、高速走行しているハイブリッド自動車２０を減速させていくときには、基本的に上記手順とは逆の手順に従ってエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２、ＣＶＴ４０、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１を制御すればよい。
【００５１】
〔モータ走行モード〕
続いて、エンジン２２を停止した状態で駆動軸としてのキャリア軸５４ａにモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方から動力を出力しながらハイブリッド自動車２０を走行させるモータ走行モードについて説明する。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図１５に示すようにクラッチＣ１がオフされると共にクラッチＣ２〜Ｃ４がオンされてエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２との接続が解除された状態で、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れか一方がドライブギヤ軸２５に動力を出力するようにしてドライブギヤ軸２５の回転速度Ｎｄを所定値に設定すると共に、ＣＶＴ４０を用いてドライブギヤ５５とキャリア５４（キャリア軸５４ａ）との間の変速比αを実質的に無限大に設定することにより、モータ運転モードにおける「ニュートラル状態」を設定することができる。そして、かかるニュートラル状態のもとで変速比γが遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比ρよりも小さくなるようにＣＶＴ４０を制御すれば、駆動軸としてのキャリア軸５４ａを逆転させてハイブリッド自動車２０を後進方向に走行させることが可能となる（後進モータ走行モード）。そして、この際には、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからドライブギヤ軸２５に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されることになり、モータＭＧ１およびＭＧ２の双方がドライブギヤ軸２５に動力を出力するようにすれば、モータ走行モードのもとでの後進方向への走行に際して、駆動軸としてのキャリア軸５４ａにより大きなトルクを出力することが可能となる。また、当該ニュートラル状態のもとで変速比γが遊星歯車機構ＰＧ０のギヤ比ρよりも大きくなるようにＣＶＴ４０を制御すれば、駆動軸としてのキャリア軸５４ａを正転させてハイブリッド自動車２０を前進方向に走行させることが可能となる（低速前進モータ走行モード）。そして、この際には、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからドライブギヤ軸２５に出力されるトルク（Ｔｄ）が増幅されて駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されることになり、モータＭＧ１およびＭＧ２の双方がドライブギヤ軸２５に動力を出力するようにすれば、モータ走行モードのもとでの前進方向への走行（発進）に際して、駆動軸としてのキャリア軸５４ａにより大きなトルクを出力することが可能となる。
【００５３】
また、図１５に示す状態で（低速前進モータ走行モードのもとで）走行している最中に、モータＭＧ２が要求トルクに基づくトルクを駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力するようにすれば、クラッチＣ３をオフしてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１との接続を解除すると共にモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）を低下させてＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２と遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１との回転を停止させることができる。そして、モータＭＧ１が停止すると共にセカンダリシャフト４２や遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１の回転が停止した時点で、図１６に示すようにブレーキＢ１をオンしてセカンダリシャフト４２およびサンギヤ５１を回転不能に固定すると共にＣＶＴ４０をロックすれば、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらモータＭＧ２によりドライブギヤ軸２５に出力される動力を比較的効率よく駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することが可能となる（巡航モータ走行モード）。また、図１６に示す状態で（巡航モータ走行モードのもとで）走行している最中に、モータＭＧ２が要求トルクに基づくトルクを駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力するようにしながら、クラッチＣ４をオフしてモータＭＧ１をＣＶＴ４０から切り離すと共にモータＭＧ１をドライブギヤ５５と回転同期させれば、図１７に示すように、クラッチＣ３をオンしてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１とを接続することが可能となる。これにより、クラッチＣ３がオンされた後には、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらモータＭＧ１およびＭＧ２の双方からドライブギヤ軸２５に出力される動力を遊星歯車機構ＰＧ０を介して駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することが可能となり、モータ走行モードにおけるハイブリッド自動車２０の加速性能や高速走行性能を向上させることができる（高出力モータ走行モード）。更に、クラッチＣ２およびＣ４がオンされると共にクラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ１がオフされた状態では、エンジン２２の運転時における高速走行モードと同様に、モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（回転速度Ｎｉ）をドライブギヤ５５の回転方向とは逆方向に高くし、更にＣＶＴ４０の変速比γを適宜変化させていくことにより、動力伝達機構５０の第１の動力入力要素であるドライブギヤ５５と動力出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５４ａとの間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）してキャリア軸５４ａの正転側における回転速度すなわち車速Ｖをより高くすることも可能である（高速モータ走行モード）。そして、このようなモータ走行モードが実行される間、常にクラッチＣ１がオフされてエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２との接続が解除されることから、エンジン２２を連れ回すことなく、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからの動力を駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力することが可能となる。
【００５４】
加えて、実施例のハイブリッド自動車２０では、図１８および図１９に示すようにクラッチＣ２をオフしてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２との接続を解除すれば、エンジン２２およびモータＭＧ２を同時にモータＭＧ１等から切り離すことができる。これにより、クラッチＣ２がオフされてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２との接続が解除されるときに、図１８に示すように、クラッチＣ３およびＣ４がオンされると共にブレーキＢ１がオフされていれば、モータＭＧ１のみからの動力をドライブギヤ５５とＣＶＴ４０とから分割して遊星歯車機構ＰＧ０に出力して駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することが可能となる。また、クラッチＣ２がオフされてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２との接続が解除されるときに、図１９に示すように、クラッチＣ４がオフされると共にクラッチＣ３およびブレーキＢ１がオンされていれば、モータＭＧ１のみからの動力をドライブギヤ５５および遊星歯車機構ＰＧ０を介して駆動軸としてのキャリア軸５４ａに伝達することが可能となる。そして、クラッチＣ２をオフすると共にクラッチＣ１をオンした状態でモータＭＧ２にエンジン２２からの動力のすべてを用いて発電させ、得られた電力を用いてモータＭＧ１を駆動したり、得られた電力を用いてバッテリ３５を充電して当該バッテリ３５からの電力によりモータＭＧ１を駆動したりすることにより、ハイブリッド自動車２０をいわゆるシリーズ式のハイブリッド自動車として機能させることが可能となる。
【００５５】
一方、モータ走行モードのもとで停止されているエンジン２２を始動させる場合、クラッチＣ３がオンされていれば、当該クラッチＣ３がオフされてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２との接続が解除される。更に、モータＭＧ２が運転されていれば、回転速度Ｎｍ２が低下するようにモータＭＧ２が制御され、一旦モータＭＧ２が停止させられる。次いで、モータＭＧ２が停止した段階でクラッチＣ１がオンされてエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２とが接続され、駆動軸としてのキャリア軸５４ａに要求トルクに基づくトルクが出力されるようにモータＭＧ１（およびＣＶＴ４０）が制御されると共にバッテリ３５からの電力を利用してエンジン２２をクランキングするようにモータＭＧ２が制御される。そして、エンジン２２のクランキングの開始後の所定のタイミングでエンジンＥＣＵ２４による燃料噴射制御や点火制御が開始され、エンジン２２の完爆が確認されると、駆動軸としてのキャリア軸５４ａに要求トルクに基づくトルクが出力されると共にドライブギヤ軸２５とモータＭＧ２（クランクシャフト２３）とが回転同期するようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２と（ＣＶＴ４０と）が制御される。その後、モータＭＧ２とドライブギヤ軸２５とが回転同期した時点でクラッチＣ２がオンされ、こうしてクラッチＣ２がオンされると、エンジン２２の運転を伴ってハイブリッド自動車２０を走行させるための制御が開始されることになる。
【００５６】
更に、図１５に示す状態すなわち後進モータ走行モードや低速前進モータ走行モードのもとで、あるいは図１７に示す状態すなわち高出力モータ走行モードのもとでハイブリッド自動車２０が走行している際には、上述の機関始動機構６０を用いてエンジン２２を始動させることができる。ハイブリッド自動車２０が後進モータ走行モードや低速前進モータ走行モードのもとで走行している際にエンジン２２を始動させる場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを回転同期させたままモータＭＧ２が出力しているトルクをモータＭＧ１が出力するようにトルクの置き換え処理を実行した上で、モータＭＧ２とドライブギヤ軸２５との接続が解除されるようにクラッチＣ２のアクチュエータに制御信号を与える。こうしてクラッチＣ２がオフされた後、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにモータＭＧ１のトルク指令およびＣＶＴ４０の目標変速比を設定すると共に、少なくともモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を低下させることでモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１がモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２よりも高くなるようにモータＭＧ２のトルク指令を設定する。これにより、図２０に示すように、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５がエンジン２２と同方向に回転することになるので、ワンウェイクラッチＣＯを介してサンギヤ軸６５ａからエンジン２２のクランクシャフト２３にモータＭＧ２からのトルク（クランキングトルク）を伝達し、エンジン２２をクランキングすることができる。そして、エンジン２２のクランキングの開始後の所定のタイミングでエンジンＥＣＵ２４による燃料噴射制御や点火制御が開始される。更に、エンジン２２の完爆が確認されると、モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２がエンジン２２の回転速度Ｎｅと一致するように調整され、エンジン２２とモータＭＧ２とが回転同期した時点でクラッチＣ１がオンされる。このように、機関始動機構６０（およびワンウェイクラッチＣＯ）を用いることにより、エンジン２２を始動させるべくクラッチＣ２がオフされた後には、基本的にはモータＭＧ２を減速させていくだけで、エンジン２２をクランキングすることが可能となる。これにより、クラッチＣ１をオンしてエンジン２２のクランキングを開始させる場合に比べて、モータＭＧ２を一旦停止させる必要がなくなる。そして、この場合も、モータＭＧ２からのトルクが機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２により増幅されてクランクシャフト２３に出力されることになるので、機関始動機構６０を用いることなくモータＭＧ２のみを用いてエンジン２２を始動させる場合に比べて、モータＭＧ２の負担を減らしつつスムースかつ速やかにエンジン２２を始動させることが可能となる。
【００５７】
また、図１７示す状態すなわち高出力モータ走行モードのもとでハイブリッド自動車２０が走行している際にエンジン２２を始動させる場合も、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを回転同期させたままモータＭＧ２が出力しているトルクをモータＭＧ１が出力するようにトルクの置き換え処理を実行した上で、モータＭＧ２とドライブギヤ軸２５との接続が解除されるようにクラッチＣ２のアクチュエータに制御信号を与える。こうしてクラッチＣ２がオフされた後、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクに基づくトルクが駆動軸としてのキャリア軸５４ａに出力されるようにモータＭＧ１のトルク指令を設定すると共に、少なくともモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を低下させることでモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１がモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２よりも高くなるようにモータＭＧ２のトルク指令を設定する。これにより、図２０に示すように、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５がエンジン２２と同方向に回転することになるので、ワンウェイクラッチＣＯを介してサンギヤ軸６５ａからエンジン２２のクランクシャフト２３にモータＭＧ２からのトルク（クランキングトルク）を伝達し、エンジン２２をクランキングすることができる。そして、エンジン２２の完爆が確認されると、モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２がエンジン２２の回転速度Ｎｅと一致するように調整され、エンジン２２とモータＭＧ２とが回転同期した時点でクラッチＣ１がオンされる。このように、機関始動機構６０（およびワンウェイクラッチＣＯ）を用いることにより、ハイブリッド自動車２０が高出力モータ走行モードのもとで走行している際にも、モータＭＧ２の負担を減らしつつスムースかつ極めて速やかにエンジン２２を始動させることが可能となる。
【００５８】
〔その他の動作〕
実施例のハイブリッド自動車２０は、２体のモータＭＧ１およびＭＧ２を有するものであるから、走行中に運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときには、モータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかの回生により運動エネルギを電気エネルギに変換することで駆動軸としてのキャリア軸５４ａに制動力（制動トルク）を出力することができる。そして、少なくともクラッチＣ２〜Ｃ４がオンされた状態で運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときにクラッチＣ３をオフしてドライブギヤ軸２５とモータＭＧ１との接続を解除すれば、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを独立に制御して両モータＭＧ１およびＭＧ２により効率よくエネルギを回収することが可能となる。すなわち、運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときにクラッチＣ３をオフすると共にＣＶＴ４０を用いてモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を高く保つことで、通常であれば回生制動が実行し得なくなる程度にまでキャリア軸５４ａの回転速度すなわち車速Ｖが低下した時点においてもモータＭＧ１によるエネルギ回収を続行し、それによりハイブリッド自動車２０のエネルギ効率を向上させることが可能となる。なお、クラッチＣ１によりエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２とが接続された状態で運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときには、クラッチＣ１をオフしてエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２との接続を解除してもよく、クラッチＣ１をオンしたままでエンジン２２のフリクションによる制動トルク（エンジンブレーキ）を利用してもよい。
【００５９】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０において、ＣＶＴ４０および動力伝達機構５０は、少なくともクラッチＣ２およびＣ３とがオンされてモータＭＧ１およびＭＧ２の回転軸ＭＳ１およびＭＳ２と第１の動力入力要素であるドライブギヤ５５とが接続されているときに、互いに協働して、いわゆる無限変速機（ＩＶＴ）を構成し、モータＭＧ１およびＭＧ２との少なくとも何れかからの動力を動力伝達機構５０とＣＶＴ４０とから分割してキャリア軸５４ａに出力することでトルク循環を生じさせ、動力伝達機構５０の第１の動力入力要素であるドライブギヤ５５（モータＭＧ１，ＭＧ２）と動力出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５４ａとの間の変速比αを理論上無限大に設定可能とする。従って、クラッチＣ１によりエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２との接続が解除された状態でクラッチＣ２およびＣ３によりモータＭＧ１およびＭＧ２とドライブギヤ５５とが接続されれば、エンジン２２を連れ回すことなく、特にキャリア軸５４ａの回転速度Ｎｃすなわち車速Ｖが低いときにモータＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも何れかからのトルクを増幅してキャリア軸５４ａに大きなトルクを効率よく出力することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１に連結される第１の入力要素としてのキャリア６８とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２に連結される第２の入力要素としてのリングギヤ６６と出力要素としてのサンギヤ６５とを有する機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２を含む機関始動機構６０と、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５（サンギヤ軸６５ａ）とエンジン２２のクランクシャフト２３とを連結可能なワンウェイクラッチＣＯとを含む。機関始動機構６０は、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とキャリア６８との間の減速比とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とリングギヤ６６との間の減速比とが異なると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度Ｎｍ１およびＮｍ２が同一であるときに、サンギヤ６５がモータＭＧ１およびＭＧ２と同方向に回転しないように、すなわちサンギヤ６５の回転が停止するか、あるいはサンギヤ６５がモータＭＧ１およびＭＧ２とは逆方向に回転するように構成される。また、ワンウェイクラッチＣＯは、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５がエンジン２２のクランクシャフト２３と同方向に回転しないとき（回転停止時または逆転時）には当該サンギヤ６５をクランクシャフト２３に対して空転させると共に、サンギヤ６５がクランクシャフト２３と同方向に回転するときにはサンギヤ軸６５ａからクランクシャフト２３に動力が伝達されるように両者を連結する。これにより、ハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ１によりエンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２との接続が解除されると共にエンジン２２の運転が停止されているときに、クラッチＣ２によるモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ５５との接続を解除すると共に、モータＭＧ１とモータＭＧ２との回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２に差を生じさせることで機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５がクランクシャフト２３と同方向に回転するようにすれば、当該サンギヤ６５（サ���ギヤ軸６５ａ）からクランクシャフト２３に動力を伝達してエンジン２２をクランキングすることが可能となる。また、この際には、クラッチＣ２によりモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ５５との接続が解除されているので、モータＭＧ１からの動力を動力伝達機構５０とＣＶＴ４０とから分割してキャリア軸５４ａに出力しつつ、モータＭＧ１とモータＭＧ２との回転速度に差を生じさせることができる。従って、ハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１およびＭＧ２を用いて容易かつスムースにエンジン２２を始動させることが可能となる。
【００６０】
また、実施例の機関始動機構６０では、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８（第１の入力要素）との間の減速比が、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６（第２の入力要素）との間の減速比よりも大きく定められている。これにより、クラッチＣ２がオフされてモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ５５との接続が解除された状態で、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転方向におけるモータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１をクランクシャフト２３の回転方向におけるモータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２よりも高くすることにより、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５をエンジン２２のクランクシャフト２３の回転方向に回転させることができる。すなわち、すなわち、実施例の機関始動機構６０によれば、クラッチＣ２がオフされた後、モータＭＧ２がクランクシャフト２３と回転同期するように回転速度Ｎｍ２を低下させるべくモータＭＧ２を減速させていくだけで、エンジン２２をクランキングすることが可能となる。これにより、停止されているエンジン２２を始動させると共にクラッチＣ１をオンして当該エンジン２２からの動力を利用できるようにするまでの処理を無駄なく極めてスムースに実行することが可能となる。更に、上記実施例において、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比ρ２と、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８との間の減速比と、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との間の減速比とは、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度Ｎｍ１およびＮｍ２が同一であるときに機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５の回転速度が値０になるように定められている。これにより、クラッチＣ２がオフされてモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ５５との接続が解除された状態でモータＭＧ１とモータＭＧ２との回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２に差を生じさせれば、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５が直ちにエンジン２２のクランクシャフト２３の回転方向に回転するようになるので、エンジン２２を速やかに始動させることが可能となる。ただし、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５は、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度が同一であるときにクランクシャフト２３と同方向に回転しないのであれば、必ずしも値０にならなくてもよい。従って、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とキャリア６８との間の減速比とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とリングギヤ６６との間の減速比とは、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度が同一であるときに機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５がクランクシャフト２３とは逆方向に（好ましくは値０近傍の値で）回転するように定められてもよい。
【００６１】
そして、実施例のハイブリッド自動車２０は、動力伝達機構５０の第１の動力入力要素であるドライブギヤ５５とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ３，Ｃ４を含む。これにより、クラッチＣ３により動力伝達機構５０のドライブギヤ５５とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１との接続が解除されると共に、クラッチＣ４によりモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とが接続されていれば、モータＭＧ１によりＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１をドライブギヤ５５の回転とは無関係に回転させることが可能となる。そして、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に接続されたモータＭＧ１の回転を制御し、更にはＣＶＴ４０の変速状態を適宜変化させることにより、動力伝達機構５０の第１の動力入力要素であるドライブギヤ５５と動力出力要素であるキャリア５４すなわち駆動軸としてのキャリア軸５４ａとの間の変速比αをより小さく（増速比をより大きく）することが可能となる。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２を回転不能に固定可能なブレーキＢ１を有しており、動力伝達機構５０のドライブギヤ５５とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１との接続が解除される共にモータＭＧ１とプライマリシャフト４１とが接続された状態でモータＭＧ１を減速させてＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２の回転を停止させれば、ブレーキＢ１によりＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２と遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１とを回転不能に固定することができる。そして、この状態では、ＣＶＴ４０を用いることなく、モータＭＧ２からの動力を動力伝達機構５０を介してキャリア軸５４ａに伝達することが可能となる。また、クラッチＣ４によりモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１とが接続され、クラッチＣ３によりドライブギヤ５５とモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１との接続が解除され、かつブレーキＢ１によりＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２や遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１が回転不能に固定された状態で、クラッチＣ２によりモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ５５とが接続されると共にクラッチＣ３によりドライブギヤ５５とモータＭＧ１の回転軸ＭＳ１とが接続されれば、モータＭＧ１およびＭＧ２の双方からの動力を動力伝達機構５０を介してキャリア軸５４ａに伝達することが可能となる。これにより、ＣＶＴ４０での損失を無くしながらモータＭＧ１およびＭＧ２からの動力を効率よくキャリア軸５４ａに伝達すると共に、ハイブリッド自動車２０の性能、特に高速走行時における加速性能等をより向上させることが可能となる。そして、このようにモータＭＧ１およびＭＧ２の双方からの動力を動力伝達機構５０を介してキャリア軸５４ａに伝達しているときに、クラッチＣ２によりモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２とドライブギヤ５５との接続を解除すると共に、モータＭＧ１とモータＭＧ２との回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２に差を生じさせれば、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５からクランクシャフト２３に動力を伝達してエンジン２２をクランキングすることが可能となる。
【００６２】
更に、上記実施例では、モータＭＧ１およびモータＭＧ２の回転軸ＭＳ１，ＭＳ２とクラッチＣ１〜Ｃ４とが中空に形成されており、これらの要素内に画成されるスペースに機関始動機構６０とワンウェイクラッチＣＯとが配置される。これにより、機関始動機構６０やワンウェイクラッチＣＯの配置スペースを削減することができるので、装置全体をコンパクト化することが可能となる。また、遊星歯車機構ＰＧ０として第１要素としてのサンギヤ５１と、第２要素としてのリングギヤ５２と、サンギヤ５１とリングギヤ５２との双方と噛合するピニオンギヤ５３を保持する第３としてのキャリア５４とを含むシングルピニオン式遊星歯車機構を用いれば、部品点数の増加を抑制しつつハイブリッド自動車２０をコンパクトに構成することが可能となる。ただし、遊星歯車機構ＰＧ０として、ダブルピニオン式遊星歯車機構を採用してもよい。更に、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方の負荷が他方に比べて過大になることがないことからモータＭＧ１およびＭＧ２として同一諸元（同一サイズ）のものを採用可能であり、それによりハイブリッド自動車２０の生産性を向上させることができる。
【００６３】
図２１は、本発明の変形例に係る車両であるハイブリッド自動車２０Ｂの要部を示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０Ｂでは、モータＭＧ１およびモータＭＧ２の回転軸ＭＳ１，ＭＳ２やクラッチＣ１〜Ｃ４が中空に形成されてはおらず、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２等を含む機関始動機構６０Ｂが回転軸ＭＳ１，ＭＳ２等と平行に配置されている。また、図２１のハイブリッド自動車２０Ｂでは、減速用遊星歯車機構ＰＧ１の代わりに、平行軸式の減速ギヤ列９０（減速手段）が採用されている。すなわち、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１には、減速ギヤ列９０の駆動側ギヤ９１が固定され、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の第１の入力要素であるキャリア６８は、駆動側ギヤ９１と噛合する減速ギヤ列９０の従動側ギヤ９２と伝達軸９３を介して接続される。更に、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素であるサンギヤ６５には、サンギヤ軸６５ａを介して外歯ギヤ９４が固定されており、外歯ギヤ９４は、ワンウェイクラッチＣＯのアウターレースに固定された外歯ギヤ９５と噛合する。そして、機関始動機構６０Ｂにおいても、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８との間の減速比が、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との間の減速比よりも大きく定められている（図２２参照）。また、図２２において破線で示すように、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比ρ２と、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８との間の減速比（減速ギヤ列９０の減速比）と、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との間の減速比とは、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度Ｎｍ１およびＮｍ２が同一であるときに、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５の回転速度が値０になるように定められる。このように構成される機関始動機構６０Ｂを備えたハイブリッド自動車２０Ｂにおいても、上記機関始動機構６０を用いた場合と同様にしてエンジン２２をスムースかつ速やかに始動させることができる。更に、このハイブリッド自動車２０Ｂでは、機関始動機構６０Ｂの組立性を向上させると共に、車両全体の製造コストを低減することが可能となる。
【００６４】
図２３は、本発明の変形例に係る車両であるハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０Ｃは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、２体のモータＭＧ１およびＭＧ２、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ３５、ＣＶＴ４０、３要素式の遊星歯車機構ＰＧ０とドライブギヤ（回転要素）５５とを含む動力伝達機構５０Ｃ、機関始動機構６０Ｃ、ワンウェイクラッチＣ０、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ＥＣＵ７０等を含むものである。
【００６５】
図２３のハイブリッド自動車２０Ｃにおいても、ＣＶＴ４０と動力伝達機構５０Ｃとは、互いに協働して、いわゆる無限変速機を構成する。そして、動力伝達機構５０Ｃでは、回転要素としてのドライブギヤ５５がＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続されると共にカウンタギヤ５９と噛合し、このカウンタギヤ５９は、外歯歯車である回転要素としてのドライブギヤ５５と噛合する。これにより、ドライブギヤ５５は、遊星歯車機構ＰＧ０の第２要素であるリングギヤ５２と連動して同方向に回転可能となる。また、遊星歯車機構ＰＧ０のキャリア５４は、クラッチＣ２を介してモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２に接続されると共に、それぞれ中空に形成されたキャリア軸、クラッチＣ３、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１およびクラッチＣ４を介してＣＶＴ４０の中空のプライマリシャフト４１に接続される。更に、遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１には、キャリア軸、クラッチＣ３、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１、クラッチＣ４、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１および油圧シリンダ４５をこれらと同軸に貫通する駆動軸としてのサンギヤ軸５１ａが固定されており、サンギヤ軸５１ａはデファレンシャルギヤに接続される。これにより、動力伝達機構５０Ｃでは、遊星歯車機構ＰＧ０のキャリア５４が第１の動力入力要素とされると共にドライブギヤ５５が第２の動力入力要素とされ、遊星歯車機構ＰＧ０のサンギヤ５１が動力出力要素とされる。このように構成されるハイブリッド自動車２０Ｃでは、ＣＶＴ４０のセカンダリシャフト４２に接続された第２の動力入力要素であるドライブギヤ５５や遊星歯車機構５０のリングギヤ５２の回転速度Ｎｄ，Ｎｒを値０を含む範囲内で連続的に変化させることで、駆動軸としてのサンギヤ軸５１ａの正転および逆転すなわちハイブリッド自動車２０Ｃの前進方向および後進方向への走行を可能とすると共に、前進走行時における第１の動力入力要素であるキャリア５４すなわちエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２と駆動軸としてのサンギヤ軸５１ａとの間の変速比幅をより大きくとることができる。そして、ハイブリッド自動車２０Ｃにおいても、上述のハイブリッド自動車２０における後進走行モードおよび後進モータ走行モード（図２４における破線参照）、低速前進走行モードおよび低速前進モータ走行モード（図２４における細い実線参照）、中速移行モード、巡航走行モードおよび巡航モータ走行モード（図２４における一点鎖線参照）、高速走行モードおよび高速モータ走行モード（図２４における二点鎖線参照）、高出力走行モードおよび高出力モータ走行モードと同様の走行モードのもとでの走行を実現することができる。また、図２３のハイブリッド自動車２０Ｃの機関始動機構６０Ｃは、図２１の機関始動機構６０Ｂと同様のものである。機関始動機構６０Ｃにおいても、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８との間の減速比が、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との間の減速比よりも大きく定められている（図２４参照）。更に、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比ρ２と、モータＭＧ１の回転軸ＭＳ１と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア６８���の間の減速比（減速ギヤ列９０の減速比）と、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤ６６との間の減速比とは、モータＭＧ１およびＭＧ２の回転速度Ｎｍ１およびＮｍ２が同一であるときに、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤ６５の回転速度が値０になるように定められる（図２４参照）。このように構成される機関始動機構６０Ｃを備えたハイブリッド自動車２０Ｃにおいても、上記機関始動機構６０を用いた場合と同様にしてエンジン２２をスムースかつ速やかに始動させることができる。
【００６６】
なお、上記ハイブリッド自動車２０，２０Ｂおよび２０Ｃにおいて、ブレーキＢ１は省略されてもよい。また、上記ハイブリッド自動車２０，２０Ｂおよび２０Ｃは、運転席を含むキャビン全体を回転させる形式の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等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。
【００６７】
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、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、サンギヤ５１，リングギヤ５２およびキャリア５４を有する遊星歯車機構ＰＧ０とリングギヤ５２と連動して回転するドライブギヤ５５を含む動力伝達機構５０および５０Ｃが「動力伝達機構」に相当し、動力伝達機構５０のドライブギヤ５５または動力伝達機構５０Ｃのキャリア５４に接続されるプライマリシャフト４１と動力伝達機構５０のサンギヤ５１または動力伝達機構５０Ｃのドライブギヤ５５に接続されるセカンダリシャフト４２を有するＣＶＴ４０が「無段変速装置」に相当し、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４１に動力を出力可能なモータＭＧ１が「第１の電動機」に相当し、動力伝達機構５０のドライブギヤ５５または動力伝達機構５０Ｃのキャリア５４に動力を出力可能なモータＭＧ２が第２の電動機に相当し、バッテリ３５が「蓄電手段」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ２の回転軸ＭＳ２との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ１が「第１の接続断接手段」に相当し、モータＭＧ２の回転軸ＭＳ２と動力伝達機構５０のドライブギヤ５５または動力伝達機構５０Ｃのキャリア５４との接続および当該接続の解除を実行するクラッチＣ２が「第２の接続断接手段」に相当し、機関始動用遊星歯車機構ＰＧ２を含む機関始動機構６０，６０Ｂ，６０Ｃが「機関始動機構」に相当し、ワンウェイクラッチＣＯが「連結手段」に相当する。また、クラッチＣ３およびＣ４が「他の接続断接手段」に相当し、ブレーキＢ１が「要素固定手段」に相当し、クラッチＣ３が「第３の接続断接手段」に相当し、クラッチＣ３が「第４の接続断接手段」に相当する。
【００６８】
ただし、「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。「無段変速装置」は、ベルト式のＣＶＴ４０に限られず、入力軸に入力される動力を無段階に変速して出力軸に出力可能なものであればトロイダル式無段変速機や対回転子電動機からなる電気式無段変速装置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、第２、第３および第４接続断接手段」や「要素固定手段」は、それぞれに対応した要素同士の接続および当該接続の解除を実行するものであればドグクラッチであるクラッチＣ１〜Ｃ４やブレーキＢ１以外の圧着式クラッチといった他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」および「第２の電動機」は、モータＭＧ，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。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。
【００６９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】ＣＶＴ４０、動力伝達機構５０および機関始動機構６０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０の要部を示す概略構成図である。
【図４】実施例のハイブリッド自動車２０の動作モードを例示する説明図である。
【図５】実施例のハイブリッド自動車２０のエンジン始動時の状態を例示する説明図である。
【図６】実施例のハイブリッド自動車２０のエンジン始動時の他の状態を例示する説明図である。
【図７】実施例のハイブリッド自動車２０においてエンジン２２を始動させるときの機関始動機構６０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図の一例を示す説明図である。
【図８】実施例のハイブリッド自動車２０の後進走行モードや低速前進走行モードを説明するための説明図である。
【図９】後進走行モードや低速前進走行モードにおけるＣＶＴ４０および動力伝達機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。
【図１０】中速移行モードや巡航走行モードにおけるＣＶＴ４０および動力伝達機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。
【図１１】実施例のハイブリッド自動車２０の巡航走行モードを説明するための説明図である。
【図１２】実施例のハイブリッド自動車２０の高速走行モードを説明するための説明図である。
【図１３】高速走行モードにおけるＣＶＴ４０および動力伝達機構５０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図を例示する説明図である。
【図１４】実施例のハイブリッド自動車２０の高出力走行モードを説明するための説明図である。
【図１５】実施例のハイブリッド自動車２０のモータ走行モードを説明するための説明図である。
【図１６】実施例のハイブリッド自動車２０のモータ走行モードを説明するための説明図である。
【図１７】実施例のハイブリッド自動車２０のモータ走行モードを説明するための説明図である。
【図１８】実施例のハイブリッド自動車２０のモータ走行モードを説明するための説明図である。
【図１９】実施例のハイブリッド自動車２０のモータ走行モードを説明するための説明図である。
【図２０】実施例のハイブリッド自動車２０においてエンジン２２を始動させるときの機関始動機構６０の各要素における回転速度等の関係を表す共線図の他の例を示す説明図である。
【図２１】変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【図２２】変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの動作に関連した共線図を例示する説明図である。
【図２３】他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
【図２４】変形例のハイブリッド自動車２０Ｃの動作に関連した共線図を例示する説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０，２０Ｂ，２０Ｃ  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクシャフト、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５  ドライブギヤ軸、２６  ドライブギヤ軸、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）、３９  電力ライン、４０  無段変速ユニット（ＣＶＴ）、４１  プライマリシャフト、４２  セカンダリシャフト、４３  プライマリプーリ、４４  セカンダリプーリ、４５，４６  油圧シリンダ、４７  ベルト、４８  油圧回路、４９  ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、５０、５０Ｃ  動力伝達機構、５１，６１，６５  サンギヤ、５１ａ，６５ａ  サンギヤ軸、５２，６２，６６  リングギヤ、５３，６３，６７  ピニオンギヤ、５４，６４，６８  キャリア、５４ａ  キャリア軸（駆動軸）、５５  ドライブギヤ、５６  ギヤ列、５７  デファレンシャルギヤ、５９  カウンタギヤ、６０，６０Ｂ，６０Ｃ  機関始動機構、６４ａ，９３  伝達軸、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルストロークセンサ、８７  車速センサ、９０  減速ギヤ列、９１  駆動側ギヤ、９２  従動側ギヤ、９４，９５  外歯ギヤ、Ｂ１  ブレーキ、Ｃ１〜Ｃ４  クラッチ、ＤＷ  車輪、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、ＭＳ１，ＭＳ２  回転軸、ＰＧ０  遊星歯車機構、ＰＧ１  減速用遊星歯車機構、ＰＧ２  機関始動用遊星歯車機構。
【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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