WO2008026399A1

WO2008026399A1 - Dispositif de puissance de sortie et automobile hybride

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Publication number: WO2008026399A1
Application number: PCT/JP2007/064342
Authority: WO
Inventors: Hidehiro Oba; Yukihiko Ideshio
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2009-03-01
Also published as: US20090314560A1; EP2058160A4; EP2058160A1; CN101511624A; JP4007403B1; CN101511624B; JP2008056184A

Description

明細書

動力出力装置およびハイブリッド自動車

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それを備えたハイブリツド自動車に関する。

背景技術

[0002] 従来から、この種の動力出力装置として、内燃機関と、 2体の電動機と、いわゆるラビニョ型の遊星歯車機構と、遊星歯車機構の 2つの出力要素を選択的に出力軸に連結可能な平行軸式変速機とを備えた動力出力装置が知られている（例えば、特許文献 1参照）。この動力出力装置は前輪駆動車両を対象としたものであり、この動力出力装置では、内燃機関が横置きに配置されると共に、内燃機関および遊星歯車機構、 2体の電動機および平行軸式変速機の回転軸が互いに平行に延在することになる。また、従来から、内燃機関に接続される入力要素および 2つの出力要素を含む遊星歯車装置と、当該遊星歯車機構の対応する出力要素にそれぞれ接続されるカウンタシャフトを含む平行軸式変速機とを備えたものも知られている（例えば、特許文献 2参照）。この動力出力装置では、遊星歯車装置の 2つの出力要素が電気駆動部の対応したロータの内周にそれぞれ固定されている。なお、従来から、内燃機関に接続された入力要素と、第 1モータ'ジェネレータに接続された反力要素と、第 2モータ'ジエネレータに接続された出力要素とを含む動力分配機構と、出力部材としてのアクスル軸を動力分配機構の出力要素と反力要素とに選択的に接続させるための 2つのクラッチとを備えたものも知られている（例えば、特許文献 3参照）。この動力出力装置では、第 1モータ'ジェネレータが負回転でカ行するようになると、動力分配機構の反力要素が出力部材に接続されると共に出力要素と出力部材との接続が解除されるように 2つのクラッチが制御され、それにより、出力部材の動力の一部を用いて第 2モータ 'ジェネレータが発電した電力により第 1モータ'ジェネレータを駆動する動力循環の発生が抑制される。

特許文献 1 :特開 2005— 155891号公報特許文献 2：特開 2003— 106389号公報

特許文献 3：特開 2005— 125876号公報

発明の開示

[0003] ここで、主に後輪を駆動して走行する車両、すなわち、一般的な後輪駆動車両や後輪駆動ベースの 4輪駆動車両等に対して上記特許文献 1に記載の動力出力装置を採用することは、搭載スペース等の関係から困難である。また、上記特許文献 2に記載の動力出力装置は、後輪駆動車両を対象としたものと考えられるが、平行軸式変速機を用いる関係上、軸方向および径方向の寸法が大きぐ車両への搭載性に劣るといわざるを得ない。また、特許文献 2に記載の動力出力装置は、径の大きいロータを要求するものであって電気駆動部の搭載性に問題を有しており、そもそも実現性が低いものである。一方、この種の動力出力装置を主に後輪を駆動して走行する車両に適用するに際しても、より広範な走行領域において動力の伝達効率を向上させる必要があり、この点で、従来の動力出力装置には、なお改善の余地がある。

[0004] そこで、本発明は、コンパクトで搭載性に優れており、主に後輪を駆動して走行する車両に好適な動力出力装置およびそれを備えたハイブリッド自動車の提供を目的の一つとする。また、本発明は、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動力出力装置およびそれを備えたハイブリッド自動車の提供を目的の一つとする。

[0005] 本発明による動力出力装置およびハイブリッド自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採って!/、る。

[0006] 本発明による動力出力装置は、

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、

内燃機関と、

動力を入出力可能な第 1電動機と、

動力を入出力可能な第 2電動機と、

前記第 1電動機の回転軸に接続される第 1要素と前記第 2電動機の回転軸に接続される第 2要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第 3要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 1変速用差動回転機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 2変速用差動回転機構と、前記第 1変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 1固定手段と、前記第 2変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 2固定手段とを含む変速伝達手段と、を備えるものである。

この動力出力装置は、何れも 3要素式の第 1変速用差動回転機構および第 2変速用差動回転機構を含む変速伝達手段を備えている。この変速伝達手段は、内燃機関、第 1および第 2電動機、動力分配機構の下流側にこれらと同軸に配置可能であると共に、例えば平行軸式の変速伝達手段に比べて軸方向および径方向の寸法を小さくすること力できるものである。従って、この動力出力装置は、コンパクトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行する車両に極めて好適なものとなる。そして、この変速伝達手段によれば、第 1固定手段によって第 1変速用差動回転機構の固定可能要素を回転不能に固定することにより、動力分配統合機構の第 1要素を出力要素とすると共に当該第 1要素に接続される第 1電動機を電動機として機能させ、かつ反力要素となる第 2要素に接続される第 2電動機を発電機として機能させることが可能となる。また、この変速伝達手段によれば、第 2固定手段によって第 2変速用差動回転機構の固定可能要素を回転不能に固定することにより、動力分配統合機構の第 2 要素を出力要素とすると共に当該第 2要素に接続される第 2電動機を電動機として機能させ、かつ反力要素となる第 1要素に接続される第 1電動機を発電機として機能させることが可能となる。従って、この動力出力装置では、第 1固定手段による第 1変速用差動回転機構の固定可能要素の固定と第 2固定手段による第 2変速用差動回転機構の固定可能要素の固定との切り換えを適宜実行することにより、特に電動機として機能する第 1または第 2電動機の回転数が高まったときに、発電機として機能する第 2または第 1電動機の回転数が負の値にならないようにして、いわゆる動力循環の発生を抑制することができる。更に、この変速伝達手段によれば、第 1固定手段と第 2 固定手段とによって第 1変速用差動回転機構の固定可能要素と第 2変速用差動回転機構の固定可能要素との双方を回転不能に固定することにより、内燃機関からの動力を固定された変速比で機械的（直接）に駆動軸へと伝達することが可能となる。この結果、この動力出力装置によれば、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。

[0008] この場合、前記変速伝達手段の前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構は、 3要素式遊星歯車機構であってもよい。そして、前記第 1変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続されるサンギヤと、前記第 1固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピユオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であってもよぐ前記第 2変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続されるサンギヤと、前記第 2固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記第 1変速用差動回転機構のキャリアおよび前記駆動軸に接続されるキヤリァとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であってもよい。これにより、第 1変速用差動回転機構のリングギヤが固定されたときには、動力分配機構の第 1要素からの動力を第 1変速用差動回転機構のギヤ比（サンギヤの歯数/リングギヤの歯数）に基づく変速比で変速して駆動軸に伝達することができる。また、第 2変速用差動回転機構のリングギヤが固定されたときには、動力分配機構の第 2要素からの動力を第 2 変速用差動回転機構のギヤ比（サンギヤの歯数/リングギヤの歯数）に基づく変速比で変速して駆動軸に伝達することができる。

[0009] また、前記変速伝達手段は、前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構の何れか一方の前記出力要素と前記固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段を更に含むものであってもよい。このような変速伝達手段によれば、第 1変速用差動回転機構および第 2変速用差動回転機構の何れか一方の出力要素と固定可能要素とを接続すると共に、第 1変速用差動回転機構および第 2変速用差動回転機構の他方の固定可能要素を回転不能に固定することにより、第 1変速用差動回転機構の固定可能要素と第 2変速用差動回転機構の固定可能要素との双方を回転不能に固定したときとは異なる固定の変速比で内燃機関からの動力を機械的（直接）に駆動軸へと伝達することが可能となる。そして、この状態で第 1変速用差動回転機構および第 2変速用差動回転機構の他方の固定可能要素を回転可能とすれば、変速用接続断接手段により第 1変速用差動回転機構および第 2変速用差動回転機構の一方の各要素が実質的にロックされて一体に回転することから、動力分配統合機構の第 1要素または第 2要素からの動力を駆動軸に直接伝達することができる。これにより、力、かる構成のもとでは、より一層広範な運転領域において動力の伝達効率を良好に向上させることが可能となる。

[0010] この場合、本発明による動力出力装置は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素および前記第 2要素の何れか一方を回転不能に固定可能な第 3固定手段を更に備えてもよい。これにより、第 1変速用差動回転機構および第 2変速用差動回転機構の何れか一方の出力要素と固定可能要素とを接続したときに発電機として機能する第 1または第 2電動機と接続されている動力分配統合機構の第 1または第 2要素 (反力要素）を回転不能に固定すれば、第 1および第 2変速用差動回転機構の固定可能要素の双方を回転不能に固定したときや、第 1または第 2変速用差動回転機構の出力要素と固定可能要素とを接続したときと異なる固定の変速比で内燃機関からの動力を機械的（直接）に駆動軸へと伝達することが可能となる。従って、かかる構成によれば、より一層広範な運転領域において動力の伝達効率を良好に向上させることが可能となる。

[0011] また、本発明による動力出力装置は、前記第 1電動機と前記第 1要素との接続および該接続の解除と、前記第 2電動機と前記第 2要素との接続および該接続の解除と、前記内燃機関と前記第 3要素との接続および該接続の解除との何れ力、を実行可能な接続断接手段を更に備えてもよい。このような接続断接手段を備えた動力出力装置では、接続断接手段に上記接続を解除させれば、差動回転機構の機能により内燃機関を実質的に第 1および第 2電動機や変速伝達手段から切り離すことが可能となる。これにより、この動力出力装置では、接続断接手段に上記接続を解除させると共に内燃機関を停止させれば、第 1および第 2電動機の少なくとも何れ力、からの動力を変速伝達手段の変速比の変更を伴って駆動軸に効率よく伝達することが可能となる。従って、この動力出力装置によれば、第 1および第 2電動機に要求される最大トルク等を低下させることが可能となり、第 1および第 2電動機のより一層の小型化を図ること力 Sできる。なお、接続断接手段は、第 1電動機と第 1要素との間または第 2電動機と第 2要素との間に配置されて対応する第 1または第 2電動機と第 1または第 2要素との接続および該接続の解除を実行可能であると共に、変速伝達手段は、接続断接手段による上記接続が解除されているときに該接続断接手段に対応した第 1または第 2電動機からの動力を駆動軸に伝達可能であってもよい。

[0012] また、前記動力分配統合機構は、前記第 1電動機と前記第 2電動機との間に両電動機と同軸に配置されてもよい。このように、動力分配統合機構を互いに同軸に配置される第 1および第 2電動機の間に両電動機と同軸に配置すれば、第 1および第 2電動機として径方向のサイズがより小さいものを採用することが可能となる。これにより、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車両に好適な動力出力装置を実現することができる。そして、前記動力分配統合機構は、 3要素式遊星歯車機構であってもよぐこれにより、動力分配統合機構を小型化して動力出力装置をより一層コンパクトかつ搭載性に優れたものとすることができる。

[0013] 本発明によるハイブリッド自動車は、

駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含むハイブリッド自動車において、内燃機関と、

動力を入出力可能な第 1電動機と、

動力を入出力可能な第 2電動機と、

前記第 1電動機の回転軸に接続される第 1要素と前記第 2電動機の回転軸に接続される第 2要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第 3要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 1変速用差動回転機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 2変速用差動回転機構と、前記第 1変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 1固定手段と、前記第 2変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 2固定手段とを含む変速伝達手段と、

を備えるものである。

[0014] このハイブリッド自動車に搭載される動力出力装置は、コンパクトで主に後輪を駆動するのに好適であると共により広範な運転領域において動力の伝達効率を向上可能なものであるから、このハイブリッド自動車では、燃費と走行性能とを良好に向上させること力 Sでさる。

[0015] 上記ハイブリッド自動車において、前記変速伝達手段の前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構は、 3要素式遊星歯車機構であってもよ!/、

[0016] また、前記第 1変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続されるサンギヤと、前記第 1固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であってもよぐ前記第 2変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続されるサンギヤと、前記第 2固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記第 1変速用差動回転機構のキャリアおよび前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であってもよい。

[0017] 更に、前記変速伝達手段は、前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構の何れか一方の前記出力要素と前記固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段を更に含んでもよい。

[0018] また、上記ハイブリッド自動車は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素および前記第 2要素の何れか一方を回転不能に固定可能な第 3固定手段を更に備えてもよい [0019] 更に、上記ハイブリッド自動車は、前記第 1電動機と前記第 1要素との接続および該接続の解除と、前記第 2電動機と前記第 2要素との接続および該接続の解除と、前記内燃機関と前記第 3要素との接続および該接続の解除との何れ力、を実行可能な接続断接手段を更に備えてもよい。

[0020] また、上記ハイブリッド自動車にお!/、て、前記動力分配統合機構は、前記第 1電動機と前記第 2電動機との間に両電動機と同軸に配置されてもよい。

[0021] 更に、上記ハイブリッド自動車において、前記動力分配統合機構は、 3要素式遊星歯車機構であってもよい。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明の実施例に係るハイブリッド自動車 20の概略構成図である。

[図 2]実施例のハイブリッド自動車 20をエンジン 22の運転を伴って走行させる場合に車速変化に応じて変速機 60の変速比をシフトアップ方向に変化させていくときの動力分配統合機構 40および変速機 60の主たる要素の回転数やトルクの関係を例示する説明図である。

[図 3]図 2と同様の説明図である。

[図 4]図 2と同様の説明図である。

[図 5]図 2と同様の説明図である。

[図 6]図 2と同様の説明図である。

[図 7]図 2と同様の説明図である。

[図 8]モータ MG1が発電機として機能すると共にモータ MG2が電動機として機能するときの動力分配統合機構 40の各要素と減速ギヤ機構 50の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を示す説明図である。

[図 9]モータ MG2が発電機として機能すると共にモータ MG1が電動機として機能するときの動力分配統合機構 40の各要素と減速ギヤ機構 50の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を示す説明図である。

[図 10]実施例のハイブリッド自動車 20におけるモータ走行モードを説明するための説明図である。

[図 11]変形例のハイブリッド自動車 20Aの概略構成図である。発明を実施するための最良の形態

[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。

[0024] 図 1は、本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車 20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車 20は、後輪駆動車両として構成されており、車両前部に配置されるエンジン 22と、エンジン 22の出力軸であるクランクシャフト 26に接続された動力分配統合機構 (差動回転機構) 40と、動力分配統合機構 40に接続された発電可能なモータ MG1と、このモータ MG1と同軸に配置されると共に減速ギヤ機構 50 を介して動力分配統合機構 40に接続された発電可能なモータ MG2と、動力分配統合機構 40からの動力を変速比の変更を伴って駆動軸 69に伝達可能な変速機 60と、ハイブリッド自動車 20の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッド ECU」と!/、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から燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジン ECU 24には、エンジン 22に対して設けられて当該エンジン 22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジン ECU24は、ハイブリッド ECU70 と通信しており、ハイブリッド ECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン 22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン 22の運転状態に関するデータをハイブリッド ECU70に出力する。

[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 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とノッテリ 35とを接続する電力ライン 39は、各インバータ 31 , 32が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ MG1 , MG2の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになつている。従って、ノッテリ 35は、モータ M Gl , MG2の何れ力、から生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータ 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 EC U」という） 30により駆動制御される。モータ ECU30には、モータ MG1 , MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ MG1 , MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ 33, 34からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータ MG1 , MG2に印加される相電流等が入力されており、モータ ECU30 からは、インバータ 31 , 32へのスイッチング制御信号等が出力される。モータ ECU3 0は、回転位置検出センサ 33, 34から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータ MG1 , MG2の回転子の回転数 Nml , Nm2を計算している。また、モータ ECU30は、ハイブリッド ECU70と通信しており、ハイブリッド E CU70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] ノッテリ 35は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリ ECU」という） 36によつて管理されている。バッテリ ECU36には、バッテリ 35を管理するのに必要な信号、例えば、ノッテリ 35の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、ノッテリ 35の出力端子に接続された電力ライン 39に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ 35に取り付けられた温度センサ 37からのバッテリ温度 Tb等が入力されている。バッテリ ECU36は、必要に応じてバッテリ 35の状態に関するデータを通信によりハイブリッド ECU70やエンジン ECU24に出力する。更に、バッテリ ECU36は、バッテリ 35を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づレ、て残容量 SOCも算出して!/、る。

[0028] 動力分配統合機構 40は、モータ MG1 , MG2、減速ギヤ機構 50、変速機 60と共に図示しないトランスミッションケースに収容され、エンジン 22から所定距離を隔ててクランクシャフト 26と同軸に配置される。実施例の動力分配統合機構 40は、外歯歯車のサンギヤ 41と、このサンギヤ 41と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ 4 2と、互いに嚙合すると共に一方がサンギヤ 41と他方がリングギヤ 42と嚙合する 2つのピニオンギヤ 43, 44の組を自転かつ公転自在に少なくとも 1組保持するキャリア 4 5とを有するダブルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ 41 (第 2要素）とリングギャ 42 (第 3要素）とキャリア 45 (第 1要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。実施例において、動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41には、当該サンギヤ 41からエンジン 22とは反対側（車両後方）に延びる中空のサンギヤ軸 41a および中空の第 1モータ軸 46を介して第 2電動機としてのモータ MG1 (中空のロータ）が接続されている。また、第 1要素たるキャリア 45には、動力分配統合機構 40とェンジン 22との間に配置される減速ギヤ機構 50および当該減速ギヤ機構 50 (サンギャ 51)からエンジン 22に向けて延びる中空の第 2モータ軸 55を介して第 1電動機としてのモータ MG2 (中空のロータ）が接続されている。更に、第 3要素たるリングギヤ 42 には、第 2モータ軸 55およびモータ MG2を通って延びるリングギヤ軸 42aおよびダンパ 28を介してエンジン 22のクランクシャフト 26が接続されている。

[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、両者の接続および当該接続の解除を実行するクラッチ CO (接続断接手段）が設けられている。実施例において、クラッチ COは、例えば、サンギヤ軸 41aの先端に固定されたドグと第 1モータ軸 46の先端に固定されたドグとをより少ない損失で嚙み合わせると共に両者の嚙み合いを解除することができるドグクラッチとして構成されており、電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータ 88により駆動される。クラッチ COによりサンギヤ軸 41aと第 1モータ軸 46との接続を解除した際には、第 2電動機としてのモータ MG1 と動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41との接続が解除されることになり、動力分配統合機構 40の機能によりエンジン 22を実質的にモータ MG1 , MG2や変速機 60から切り離すことが可能となる。

[0030] そして、このように動力分配統合機構 40のサンギヤ 41にクラッチ COを介して連結され得る第 1モータ軸 46は、モータ MG1からエンジン 22とは反対側（車両後方）に更に延出され、変速機 60に接続される。また、動力分配統合機構 40のキャリア 45からは、中空のサンギヤ軸 41aや第 1モータ軸 46を通してエンジン 22とは反対側（車両後方）にキャリア軸（連結軸） 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力車両前方から、エンジン 22、モータ MG2、（減速ギヤ機構 50)、動力分配統合機構 40、モータ MG1、変速機 60という順番で配置されることになる。これにより、動力出力装置をコンパクトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行するハイブリツド自動車 20に好適なものとすることができる。

[0031] また、実施例では、上述のように、動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 4 1がサンギヤ軸 41a、クラッチ COおよび第 1モータ軸 46を介して変速機 60に接続されると共に、動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45がキャリア軸 45aを介して変速機 60に接続される。これにより、ハイブリッド自動車 20では、動力分配統合機構 40のサンギヤ 41およびキャリア 45の何れか一方をエンジン 22から出力されるトノレクの反力を受け持つ反力要素とすると共に、他方を出力要素として変速機 60に動力を出力することができる。そして、サンギヤ 41を反力要素とすれば、モータ MG1が発電機として機能することになり、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 MG 2からの動力とを統合してキャリア 45側に出力する。また、キャリア 45を反力要素とすれば、モータ MG2が発電機として機能することになり、この際、動力分配統合機構 4 0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側とキヤリァ 45側とにそのギヤ比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。

[0032] 減速ギヤ機構 50は、外歯歯車のサンギヤ 51と、このサンギヤ 51と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ 52と、サンギヤ 51およびリングギヤ 52の双方と嚙合する複数のピニオンギヤ 53と、複数のピニオンギヤ 53を自転かつ公転自在に保持するキャリア 54とを備えるシングルピニオン式遊星歯車機構である。減速ギヤ機構 50のサンギヤ 51は、上述の第 2モータ軸 55を介してモータ MG2のロータに接続されている。また、減速ギヤ機構 50のリングギヤ 52は、動力分配統合機構 40のキャリア 45に固定され、これにより減速ギヤ機構 50は動力分配統合機構 40と実質的に一体化される。そして、減速ギヤ機構 50のキャリア 54は、トランスミッションケースに対して固定されている。従って、減速ギヤ機構 50の作用により、モータ MG2からの動力が減速されて動力分配統合機構 40のキャリア 45に入力されると共に、キャリア 45からの動力が増速されてモータ MG2に入力されることになる。なお、実施例のように、減速ギヤ機構 50をモータ MG2と動力分配統合機構 40との間に配置して動力分配統合機構 40と一体化させれば、動力出力装置をより一層コンパクト化することができる。

変速機 60は、複数段階に変速比を設定可能な遊星歯車式自動変速機として構成されており、動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45にキャリア軸 45aを介して接続される第 1変速用遊星歯車機構 PG1、動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41にクラッチ CO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 PG2、第 1変速用遊星歯車機構 PG1に対して設けられたブレーキ B1 (第 1固定手段）、第 2変速用遊星歯車機構 PG2に対して設けられたブレーキ B 2 (第 2固定手段）、ブレーキ B3 (第 3固定手段）およびクラッチ C1 (変速用接続断接手段）等を含む。図 1に示すように、第 1変速用遊星歯車機構 PG1は、キャリア軸 45a に接続されたサンギヤ 61と、このサンギヤ 61と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ 62と、サンギヤ 61およびリングギヤ 62の双方と嚙合するピニオンギヤ 63を複数保持すると共に駆動軸 69に接続されたキャリア 64とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギヤ 61 (入力要素）とリングギヤ 62 (固定可能要素）とキャリア 64 (出力要素）とが互いに差動回転できるように構成されている。また、第 2変速用遊星歯車機構 PG2は、第 1モータ軸 46に接続されたサンギヤ 65と、このサンギャ 65と同心円上に配置される内歯歯車のリングギヤ 66と、サンギヤ 61およびリングギヤ 62の双方と嚙合するピニオンギヤ 67を複数保持する第 1変速用遊星歯車機構 PG1と共通のキャリア 64とを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギャ 65 (入力要素）とリングギヤ 66 (固定可能要素）とキャリア 64 (出力要素）とが互レ、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 PG 2が、第 1変速用遊星歯車機構 PG1に対して同軸かつそれよりも車両前方に位置するように並設されており、第 2変速用遊星歯車機構 PG2のギヤ比（サンギヤ 65の歯数 /リングギヤ 66の歯数）は、第 1変速用遊星歯車機構 PG1のギヤ比（サンギヤ 61の歯数/リングギヤ 62の歯数） p 1よりも多少大きく設定されている（図 2参照）。ブレーキ B 1は、第 1変速用遊星歯車機構 PG 1のリングギヤ 62をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すると共に当該リングギヤ 62を解放して回転自在にすることができるものであり、上述の電気式、電磁式あるいは油圧式のァクチユエータ 88により駆動される。また、ブレーキ B2は、第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すると共に当該リングギヤ 66を解放して回転自在にすることができるものであり、ブレーキ B1と同様にァクチユエータ 88 により駆動される。更に、ブレーキ B3は、第 1モータ軸 46に固定された固定子 68を介して第 1モータ軸 46すなわち動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すると共に固定子 68を解放して第 1 モータ軸 46を回転自在にすることができるものであり、ブレーキ Bl , B2と同様にァクチユエータ 88により駆動される。また、クラッチ C1は、第 1変速用遊星歯車機構 PG1 の出力要素であるキャリア 64と固定可能要素であるリングギヤ 62との接続および当該接続の解除を実行可能なものであり、ブレーキ B1〜B3と同様にァクチユエータ 88 により駆動される。クラッチ C1は、例えば、キャリア 64に固定されたドグとリングギヤ 6 2に固定されたドグとをより少ない損失で嚙み合わせると共に両者の嚙み合いを解除することができるドグクラッチとして構成され得る。そして、変速機 60のキャリア 64から駆動軸 69に伝達された動力は、デフアレンシャルギヤ 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。なお、実施例において、ァクチユエータ 88は 1体のものとして図示される力、クラッチ CO, C1 ,ブレーキ B1および B2を個別に馬区動し得るものであることはレ、うまでもなレ、。

このように構成される変速機 60は、例えば平行軸式の変速機に比べて軸方向および径方向の寸法を大幅に小さくすることが可能なものである。また、第 1変速用遊星歯車機構 PG1および第 2変速用遊星歯車機構 P2は、エンジン 22、モータ MG1 , M G2および動力分配統合機構 40の下流側にこれらと同軸に配置可能であるから、変速機 60を用いれば、軸受を簡素化すると共に軸受の数を減らすことができる。そして、この変速機 60では、次のようにして変速比を複数段階に設定することができる。すなわち、ブレーキ B1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62をトランスミッシヨンケースに対して回転不能に固定すれば、キャリア軸 45aからの動力を第 1変速用遊星歯車機構 PGlのギヤ比 p 1に基づく変速比（ p 1/ (1 + p 1) )で変速して駆動軸 69に伝達することができる。また、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66をトランスミッションケースに対して回転不能に固定すれば、第 1モータ軸 46からの動力を第 2変速用遊星歯車機構 PG2のギヤ比 p 2に基づく変速比 2/ (1 + p 2) )で変速して駆動軸 69に伝達することができる。更に、クラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とを接続すれば、第 1変速用遊星歯車機構 PG1を構成するサンギヤ 61、リングギヤ 62およびキヤリァ 64が実質的に一体化されることになるので、キャリア軸 45aからの動力を変速比 1 で駆動軸 69に伝達することができる。以下、ブレーキ B1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62をトランスミッションケースに対して回転不能に固定する状態を変速機 60の「第 1変速状態（1速）」という。また、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66をトランスミッションケースに対して回転不能に固定する状態を変速機 60の「第 2変速状態（2速）」という。更に、クラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1を構成するキャリア 64とリングギヤ 62とを接続する状態を変速機 60の「第 3変速状態（3速）」と!/、う。

そして、ハイブリッド ECU70は、 CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、 CPU72の他に処理プログラムを記憶する ROM74と、データを一時的に記憶する RAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリツド ECU70には、ィグニッシヨンスィッチ（スタートスィッチ） 80からのィグニッシヨン信号、シフトレバー 81の操作位置であるシフトポジション SPを検出するシフトポジションセンサ 82からのシフトポジション SP、アクセルペダル 83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ 84からのアクセル開度 Acc、ブレーキペダル 85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ 86からのブレーキペダルポジシヨン BP、車速センサ 87からの車速 Vが入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッド ECU70は、上述したように、エンジン ECU24やモータ ECU30、バッテリ ECU36と通信ポートを介して接続されており、エンジン ECU24やモータ ECU30 、バッテリ ECU36と各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。また、クラッチ COや変速機 60のブレーキ B1〜B3およびクラッチ C1を駆動するァクチユエータ 88 もハイブリッド ECU70により制御される。

[0036] 次に、上述のように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。

[0037] 図 2から図 7は、エンジン 22の運転を伴ってハイブリッド自動車 20を走行させる場合に車速変化に応じて変速機 60の変速比をシフトアップ方向に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。ノ、イブリツド自動車 20が図 2から図 7に示す状態で走行する際には、アクセルペダル 83の踏み込み量や車速 Vに基づくハイブリッド ECU70の統括的な制御のもと、エンジン ECU24によりエンジン 22力モータ ECU30によりモータ MG1 , MG2が制御され、ァクチユエータ 88 (クラッチ C0、変速機 60のブレーキ B1 〜B3およびクラッチ C1)はハイブリッド ECU70により直接制御される。なお、図 2から図 7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 Nml)を、 R軸は動力分配統合機構 40のリングギャ 42の回転数（エンジン 22の回転数 Ne)を、 C軸は動力分配統合機構 40のキャリア 45 (キャリア軸 45aおよび減速ギヤ機構 50のリングギヤ 52)の回転数を、 54軸は減速ギヤ機構 50のキャリア 54の回転数を、 51軸は減速ギヤ機構 50のサンギヤ 51の回転数（モータ MG2すなわち第 2モータ軸 55の回転数 Nm2)をそれぞれ示す。また、 61 , 65軸は変速機 60の第 1変速用遊星歯車機構 PG1のサンギヤ 61および第 2変速用遊星歯車機構 PG2のサンギヤ 65の回転数を、 64軸は変速機 60のキャリア 64 ( 駆動軸 69)の回転数を、 62軸は第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62の回転数を、 66軸は第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66の回転数をそれぞれ示す。

[0038] 図 2に示すように、ハイブリッド自動車 20の発進時には、クラッチ COが繋がれると共に、ブレーキ B1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62がトランスミツションケースに対して回転不能に固定されて変速機 60が第 1変速状態に設定される。これにより、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力 S可能となる。以下、モータ MG1が発電機として機能すると共にモータ MG 2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。このような第 1トルク変換モードにおける動力分配統合機構 40の各要素と減速ギヤ機構 50の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を図 8に示す。なお、図 8において S軸、 R軸、 C軸、 54軸および 51軸は、図 2から図 7と同様のものを示し、 pは動力分配統合機構 40のギヤ比（サンギヤ 41の歯数/リングギヤ 42の歯数）を、 p rは減速ギヤ機構 50の減速比（サンギヤ 51の歯数/リングギヤ 52の歯数）をそれぞれ示す。力、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の回転数と出力要素たるキヤリァ 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。そして、キヤリァ 45 (キャリア軸 45a)に出力された動力は、第 1変速用遊星歯車機構 PG1のギヤ比 P 1に基づく変速比 1/ (1 + p 1) )で変速 (減速）された上で駆動軸 69へと出力されることになる。

図 2に示す状態すなわち変速機 60が第 1変速状態にあると共にトルク変換モードが第 1トルク変換モードである状態でハイブリッド自動車 20の車速 Vが高まると、やがて、モータ MG1 (サンギヤ 41および第 1モータ軸 46)の回転数 Nmlの低下に伴い、それまで負の値を示していた第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66の回転数が値 0に概ね一致するようになる。これにより、図 3に示すように、ブレーキ B1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62を回転不能に固定したまま、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66を回転不能に固定することが可能となる。そして、ブレーキ Bl , B2により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギャ 62と第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66との双方を回転不能に固定した状態でモータ MG1および MG2に対するトルク指令を値 0に設定すれば、モータ MG1および MG2は、カ行および回生の何れをも実行せずに空転し、エンジン 22からの動力（トルク）は、電気工ネルギへの変換を伴うことなぐ固定された（一定の）変速比（第 1変速状態の変速比と第 2変速状態の変速比との間の値)で機械的（直接）に駆動軸 69へと伝達されることになる。以下、このように、ブレーキ Bl , B2により変速機 60の第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62と第 2変速用遊星歯車機構 P G2のリングギヤ 66との双方を回転不能に固定するようなモードを「同時係合モード」といい、特に、図 3に示す状態を「1 2速同時係合状態」という。

[0040] 図 3に示す 1 2速同時係合状態のもとで、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66を回転不能に固定したままブレーキ B1を解放状態として第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62を回転自在とすれば、図 4に示すように、変速機 60を第 2変速状態に設定することができる。そして、かかる第 2変速状態のもとでは、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力 S可能となる。以下、モータ MG2が発電機として機能すると共にモータ MG 1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。このような第 2トルク変換モードにおける動力分配統合機構 40の各要素と減速ギヤ機構 50の各要素とにおける回転数やトルクの関係を表す共線図の一例を図 9に示す。なお、図 9における符号は図 2のものと同様である。力、かる第 2トルク変換モードのもとでは、エンジン 22 力、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の回転数と出力要素たるサンギヤ 41の回転数との比を無段階かつ連続的に変化させること力 Sできる。そして、サンギヤ 41 (第 1モータ軸 46)に出力された動力は、第 2 変速用遊星歯車機構 PG2のギヤ比 p 2に基づく変速比（ p 2/ (1 + _P 2) )で変速（減速）された上で駆動軸 69へと出力されることになる。

[0041] 図 4に示す状態すなわち変速機 60が第 2変速状態にあると共にトルク変換モードが第 2トルク変換モードである状態でハイブリッド自動車 20の車速 Vが高まると、やがて第 1変速用遊星歯車機構 PG1を構成するサンギヤ 61、リングギヤ 62およびキヤリァ 64の回転数が互いに概ね一致し、これらの要素が一体となって回転するようになる。これにより、図 5に示すように、クラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とを接続することが可能となる。そして、ブレーキ Β2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66を回転不能に固定したままクラッチ C1 により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とを接続した状態で、モータ MG1および MG2に対するトルク指令を値 0に設定すれば、モータ MG1および MG2は、カ行および回生の何れをも実行せずに空転し、エンジン 22からの動力（トルク）は、電気工ネルギへの変換を伴うことなぐ固定された（一定の）変速比（第 2変速状態の変速比と第 3変速状態での変速比との間の値)で機械的（直接）に駆動軸 69へと伝達されることになる。以下、このように、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66を回転不能に固定したまま第 1変速用遊星歯車機構 P G1のキャリア 64とリングギヤ 62とをクラッチ C1により接続するようなモードも「同時係合モード」といい、特に、図 5に示す状態を「2— 3速同時係合状態」という。

[0042] 図 5に示す 2— 3速同時係合状態のもとで、ブレーキ B2を解放状態として第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66を回転自在とすれば、図 6に示すように、変速機 60を第 3変速状態に設定することができる。かかる第 3変速状態のもとでは、クラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のサンギヤ 61、リングギヤ 62およびキヤリァ 64が実質的にロックされて一体に回転することから、図 6に示すように、動力分配統合機構 40のキャリア 45からの動力がキャリア軸 45aや各要素が一体に回転する第 2変速用遊星歯車機構 PG2等を介して駆動軸 69に直接（変速比 1で)伝達されることになる。そして、この場合には、動力分配統合機構 40のキャリア 45が出力要素となると共にサンギヤ 41が反力要素となってトルク変換モードが上記第 1トルク変換モードとなること力、ら、モータ MG1の回転数を制御することにより、エンジン 22の回転数と出力要素たるキャリア 45に直結された駆動軸 69の回転数との比を無段階かつ連続的に変ィ匕させること力 Sでさる。

[0043] 図 6に示す状態すなわち変速機 60が第 3変速状態にあると共にトルク変換モードが第 1トルク変換モードである状態で車速 Vが高まると、やがてモータ MG1、第 1モータ軸 46、サンギヤ 41および第 1変速用遊星歯車機構 PG1のサンギヤ 61の回転数カ直 0に近づくことになる。これにより、図 7に示すように、ブレーキ B3により固定子 68 および第 1モータ軸 46を介して動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41を回転不能に固定することが可能となる。そして、クラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とを接続したままブレーキ B3により第 1モータ軸 46を回転不能に固定した状態でモータ MG1および MG2に対するトルク指令を値 0に設定すれば、モータ MG1および MG2は、カ行および回生の何れをも実行せずに空転し、エンジン 22からの動力（トルク）は、電気工ネルギへの変換を伴うことなく、固定された (一定の）変速比（第 3変速状態の変速比よりも増速側の値)で変速された上で駆動軸 69へと直接伝達されることになる。以下、このように、クラッチ C1によりキャリア 64とリングギヤ 66とを接続して変速機 60の第 1変速用遊星歯車機構 PG1 を実質的にロックしたままブレーキ B3により第 1モータ軸 46 (モータ MG1)を回転不能に固定するモードも「同時係合モード」といい、特に、図 7に示す状態を「3速固定状態」という。なお、変速機 60の変速比をシフトダウン方向に変化させる場合には、基本的に上記説明と逆の手順を実行すればよい。

このように、実施例のハイブリッド自動車 20では、変速機 60の変速比の変更すなわち第 1〜第 3変速状態の切り換えに伴って第 1トルク変換モードと第 2トルク変換モードとが交互に切り換えられるので、特に電動機として機能するモータ MG2または MG 1の回転数 Nm2または Nmlが高まったときに、発電機として機能するモータ MG1または MG2の回転数 Nmlまたは Nm2が負の値にならないようにすることができる。従つて、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 MG 2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、上述の同時係合モードのもとでハイブリッド自動車 20を走行させれば、 1 2速同時係合状態、 2— 3速同時係合状態および 3速固定状態のそれぞれに固有の変速比でエンジン 22からの動力を機械的（直接）に駆動軸 69へと伝達することができるので、電気工ネルギへの変換を伴うことなくエンジン 22から駆動軸 67に動力を機械的に出力する機会を増やして、より広範な運転領域において動力の伝達効率をより一層向上させることができる。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動力分配統合機構とを用いた動力出力装置では、エンジンと駆動軸との間の減速比が比較的大きいときにエンジンの動力が電気工ネルギにより多く変換されるので動力の伝達効率が悪化すると共にモータ MG1 , MG2の発熱を招く傾向にあることから、上述の同時係合モードは、特にエンジン 22と駆動軸との間の減速比が比較的大きい場合に特に有利なものとなる。また、実施例のハイブリッド自動車 20では、変速機 60の変速比を変更する際に、第 1トルク変換モードと第 2トルク変換モードとの間で一旦同時係合モードが実行されること力、ら、変速比の変更時におけるいわゆるトルク抜けを生じることはなぐ変速比の変更すなわち第 1トルク変換モードと第 2トルク変換モードとの切り換えを極めてスムースかつショック無く実行することが可能となる。

[0045] 続いて、図 10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につ!/、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、モータ MG2のみに動力を出力させる第 1モータ走行モードと、モータ MG1のみに動力を出力させる第 2モータ走行モードと、モータ MG1および MG2の双方に動力を出力させる第 3モータモードとに大別される。これら第 1〜第 3モータ走行モードを実行する際には、クラッチ COが解放状態とされ、サンギヤ軸 41aと第 1モータ軸 46との接続が解除される。

[0046] 第 1モータ走行モードを実行する際には、例えばクラッチ COを解放状態とすると共にブレーキ B1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62をトランスミツションケースに対して回転不能に固定して変速機 60を第 1変速状態に設定する力、、あるいはクラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1を構成するキャリア 64とリングギャ 62とを接続して変速機 60を第 3変速状態に設定し、モータ MG2のみを駆動制御する。これにより、図 10において一点鎖線で示すように、モータ MG2からキャリア 45 に対して動力が出力され、この動力はキャリア軸 45aから第 1変速状態あるいは第 3 変速状態にある変速機 60を介して駆動軸 69に伝達されることになる。この際、クラッチ COが解放状態とされてサンギヤ 41と第 1モータ軸 46との接続が解除されてい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、第 2変速用遊星歯車機構 PG2の機能によりモータ MG1の連れ回しが回避され（図 10における一点鎖線または二点鎖線参照）、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。また、第 2モータ走行モードを実行する際には、例えばクラッチ COを解放すると共に、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66をトランスミッションケースに対して回転不能に固定して変速機 60を第 2変速状態に設定し、モータ MG1のみを駆動制御する。これにより、図 10において二点鎖線で示すように、モータ MG1からサンギヤ 41に対して動力が出力され、この動力はサンギヤ軸 41aや第 1モータ軸 46、第 2変速状態にある変速機 60を介して駆動軸 69に伝達されることになる。この際、クラッチ COが解放状態とされてサンギヤ 41と第 1モータ軸 46との接続が解除されてい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、第 1変速用遊星歯車機構 PG1の機能によりモータ MG2の連れ回しが回避され（図 10参照）、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、第 3モータ走行モードを実行する際には、ブレーキ Bl , B2およびクラッチ C1の何れ力、 2つを用いて変速機 60を上述の 1 2速同時係合状態または 2— 3速同時係合状態に設定し、モータ MG1および MG2の双方を駆動制御する。これにより、モータ MG1および MG2の双方から動力を出力させ、モータ走行モードのもとで大きな動力を駆動軸 69に伝達することが可能となるので、モータ走行時におけるトーイング性能等を良好に確保することができる。なお、第 1モータ走行モードおよび第 2モータ走行モードにおいて、クラッチ COを繋いだまま一方の停止しているモータ MG1または MG2を連れ回した状態で他方のモータ MG1または MG2に動力を出力させてもよ V、ことはレ、うまでもなレ、（図 10における破線参照）。

そして、実施例のハイブリッド自動車 20では、第 1〜第 3モータ走行モード間でのモード変更を行うことにより、モータ走行に際して変速機 60の変速比を変更しながら動力を効率よく駆動軸 67に伝達することができる。すなわち、ブレーキ B1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62をトランスミッションケースに固定して変速機 60を第 1変速状態に設定すると共にモータ MG2のみを駆動制御する第 1モータ走行モードのもとで変速機 60の変速比をシフトアップ側に変更するときには、まずモータ MG1を駆動制御して第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66の回転数を値 0に近づける。次いで、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66をトランスミッションケースに固定すれば、上述の第 3モータ走行モードすなわち上述の 1—2速同時係合状態へと移行することができる。その後、ブレーキ B1を解放状態として第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62を回転自在とすれば、モータ MG1のみを駆動制御する第 2モータ走行モードへと移行すると共に変速機 60を第 2 変速状態に設定してその変速比をシフトアップ側（2速）に変更すること力 Sできる。また、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66をトランスミッションケースに固定して変速機 60を第 2変速状態に設定すると共にモータ MG1のみを駆動制御する第 2モータ走行のもとで変速機 60の変速比をシフトアップ側に変更するときには、まずモータ MG2を駆動制御して第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62の回転数をキャリア 64 (駆動軸 69)の回転数と同期させる。次いで、クラッチ C1により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とを接続すれば、第 3 モータ走行モードすなわち上述の 2— 3速同時係合状態へと移行することができる。その後、ブレーキ B2を解放状態として第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66 を回転自在とすれば、モータ MG2のみを駆動制御する第 1モータ走行モードへと移行すると共に変速機 60を第 3変速状態に設定してその変速比をシフトアップ側（3速 )に変更することができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車 20では、モータ走行モードのもとでも、変速機 60を用いてキャリア軸 45aまたは第 1モータ軸 46の回転数を減速してトルクを増幅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、一旦第 3モータ走行モードすなわち同時係合モードが実行されることから、変速比の変更時におけるいわゆるトルク抜けを生じることはなぐ変速比の変更を極めてスムースかつショック無く実行することが可能となる。

なお、モータ走行モードのもとで変速機 60の変速比をシフトダウン方向に変化させる場合には、基本的に上記説明と逆の手順を実行すればよい。また、モータ MG2のみに動力を出力させる第 1モータ走行モードまたはモータ MG1のみに動力を出力させる第 2モータ走行モードのもとで要求駆動力が高まったり、バッテリ 35の残容量 SO Cが低下したりしたような場合には、それまで動力を出力していなかったモータ MG1 または MG2を駆動制御してその回転数 Nmlまたは Nm2を動力分配統合機構 40のサンギヤ 41またはキャリア 45の回転数と同期させた上でクラッチ COを繋ぎ、当該モータ MG1または MG2によるエンジン 22のモータリングを実行してエンジン 22を始動させればよい。これにより、駆動軸 69に動力を滑らかに伝達しながら、エンジン 22を始動させることが可能となる。更に、モータ MG1および MG2の双方に動力を出力させる第 3モータモードのもとでエンジン 22を始動させる場合には、まず変速機 60の目標変速比等に応じて継続して動力を出力させる一方のモータ MG1または MG2を選択した上で、継続して動力を出力させな!/、他方のモータ MG2または MG1による動力を上記一方のモータ MG1または MG2に出力させる動力移換処理を実行する。そして、動力移換処理の完了後にブレーキ B2または B1を解放状態とすることにより継続して動力を出力させない他方のモータ MG2または MG1を変速機 60から切り離した上で、当該他方のモータ MG2または MG1を駆動制御してその回転数 Nm2または Nmlを動力分配統合機構 40のキャリア 45またはサンギヤ 41の回転数と同期させた上でクラッチ COを繋ぎ、当該モータ MG2または MG1によるエンジン 22のモータリングを実行してエンジン 22を始動させればよい。これにより、駆動軸 69に動力を滑らかに伝達しながら、エンジン 22を始動させることが可能となる。また、第 1モータ走行モードおよび第 2モータ走行モードにおいて、クラッチ COを繋いだまま一方の停止しているモータ MG1または MG2を連れ回した状態で他方のモータ MG1または MG2 に動力を出力させているときには、停止していた一方のモータ MG1または MG2によるエンジン 22のモータリングを実行すれば、エンジン 22を始動させることができる。以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車 20は、何れも 3要素式の第 1変速用遊星歯車機構 PG1および第 2変速用遊星歯車機構 PG2を含む変速機 60を備えている。かかる変速機 60は、エンジン 22、モータ MG1 , MG2および動力分配統合機構 40の下流側（車両後方側）にこれらと同軸に配置可能であると共に、例えば平行軸式の変速機に比べて軸方向および径方向の寸法を大幅に小さくすることができるものである。従って、上述のエンジン 22、モータ MG1 , MG2、動力分配統合機構 40および変速機 60を備えた動力出力装置は、コンパクトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行するハイブリッド自動車 20車両に極めて好適なものとなる。

[0050] そして、変速機 60によれば、第 1固定手段としてのブレーキ B1によって第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62を回転不能に固定することにより、動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45を出力要素とすると共に当該キャリア 45に接続されるモータ MG2を電動機として機能させ、かつ反力要素となる動力分配統合機構 4 0の第 2要素たるサンギヤ 41に接続されるモータ MG1を発電機として機能させることが可能となる。また、変速機 60によれば、第 2固定手段としてのブレーキ B2によって第 2変速用遊星歯車機構 PG2の固定可能要素たるリングギヤ 66を回転不能に固定することにより、動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41を出力要素とすると共に当該サンギヤ 41に接続されるモータ MG1を電動機として機能させ、かつ反力要素となる動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45に接続されるモータ MG2 を発電機として機能させることが可能となる。従って、ハイブリッド自動車 20では、ブレーキ B1による第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62の固定とブレーキ B2 による第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66の固定との切り換えを適宜実行することにより、特に電動機として機能するモータ MG2または MG1の回転数 Nm2または Nmlが高まったときに、発電機として機能するモータ MG1または MG2の回転数 Nmlまたは Nm2が負の値にならないようにして、いわゆる動力循環の発生を抑制すること力 Sできる。更に、変速機 60によれば、ブレーキ Bl , B2によって第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62と第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66との双方を回転不能に固定することにより、エンジン 22からの動力を固定された変速比で機械的に駆動軸 69へと伝達することが可能となる。この結果、ハイブリッド自動車 2 0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。

[0051] また、変速機 60は、第 1変速用遊星歯車機構 PG1の出力要素であるキャリア 64と固定可能要素であるリングギヤ 62との接続および当該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段としてのクラッチ CIを含むものある。従って、第 1変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とを接続すると共に、ブレーキ B2により第 2変速用遊星歯車機構 PG2の固定可能要素たるリングギヤ 66を回転不能に固定して変速機 60を 2— 3速同時係合状態に設定することにより、ブレーキ Bl , B2により第 1変速用遊星歯車機構のリングギヤ 62と第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤとの双方を回転不能に固定した 1 2速同時係合状態とは異なる固定の変速比でェンジン 22からの動力を機械的に駆動軸 69へと伝達することが可能となる。そして、かかる 2— 3速同時係合状態のもとでブレーキ B2を解放状態として第 2変速用遊星歯車機構 PG2のリングギヤ 66を回転可能とすることにより変速機 60を第 3変速状態に設定すれば、クラッチ C1により第 2変速用遊星歯車機構 PG2の各要素が実質的にロックされて一体に回転することから、動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45からの動力を駆動軸 69に直接伝達することができる。これにより、ハイブリッド自動車 20 では、より一層広範な運転領域において動力の伝達効率を良好に向上させることが可能となる。なお、変速機 60は、第 2変速用遊星歯車機構 PG2の出力要素となるキャリア 64と固定可能要素であるリングギヤ 66との接続および当該接続の解除を実行可能なクラッチを含むものとして構成されてもょレ、。

更に、実施例のハイブリッド自動車 20では、動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41を回転不能に固定可能な第 3固定手段としてのブレーキ B3が変速機 60 に含まれている。これにより、第 1変速用遊星歯車機構 PG1の出力要素であるキヤリァ 64と固定可能要素であるリングギヤ 62とを接続して変速機 60を第 3変速状態に設定したときに発電機として機能するモータ MG1と接続されている動力分配統合機構 40の第 2要素たるサンギヤ 41 (反力要素）を回転不能に固定すれば、ブレーキ B1 , B2により第 1変速用遊星歯車機構 PG1のリングギヤ 62と第 2変速用遊星歯車機構 P G2のリングギヤ 66との双方が回転不能に固定される 1 2速同時係合状態や、第 1 変速用遊星歯車機構 PG1のキャリア 64とリングギヤ 62とが接続される 2— 3速同時係合状態と異なる固定の変速比でエンジン 22からの動力を機械的に駆動軸 69へと伝達することが可能となる。従って、ハイブリッド自動車 20では、より一層広範な運転領域において動力の伝達効率を良好に向上させることが可能となる。なお、第 3固定手段としてのブレーキ B3は、変速機 60が第 2変速用遊星歯車機構 PG2の出力要素となるキャリア 64と固定可能要素であるリングギヤ 66との接続および当該接続の解除を実行可能なクラッチを含む場合、動力分配統合機構 40の第 1要素たるキャリア 45 を回転不能に固定可能に構成されてもよい。また、ブレーキ B3は、変速機 60から分離して設けられてもよい。

[0053] そして、実施例のハイブリッド自動車 20は、サンギヤ軸 41aと第 1モータ軸 46、すなわち、サンギヤ 41とモータ MG1との接続および当該接続の解除を実行するクラッチ COを備えている。これにより、ハイブリッド自動車 20では、クラッチ COによるサンギヤ軸 41aと第 1モータ軸 46との接続を解除すれば、動力分配統合機構 40の機能によりエンジン 22を実質的にモータ MG1 , MG2や変速機 60から切り離すことが可能となる。従って、ハイブリッド自動車 20では、クラッチ COを解放状態とすると共にエンジン 22を停止させれば、モータ MG1および MG2の少なくとも何れ力、から動力を変速機 6 0の変速比の変更を伴って駆動軸 69に効率よく伝達することができる。この結果、ハイブリツド自動車 20では、モータ MG1および MG2に要求される最大トルクを低下させることが可能となり、モータ MG1および MG2のより一層の小型化を図ることができる。ただし、クラッチ COは、サンギヤ 41とモータ MG1との接続および当該接続の解除を実行するものに限られない。すなわち、クラッチ C0は、キャリア 45 (第 1要素）とキャリア軸 45a (モータ MG2)との接続および当該接続の解除を実行するものであってもよぐエンジン 22のクランクシャフト 26とリングギヤ 42 (第 3要素）との接続および当該接続の解除を実行するものであってもよレ、。

[0054] また、実施例のハイブリッド自動車 20では、動力分配統合機構 40がモータ MG1および MG2の間に両者と同軸に配置されることから、モータ MG1 , MG2として径方向のサイズがより小さいものを採用することが可能となる。これにより、動力出力装置をコンパタトで搭載性に優れて主に後輪を駆動して走行するハイブリッド自動車 20に好適なものとすること力できる。そして、動力分配統合機構 40を 3要素式遊星歯車機構とすることにより、それを小型化して動力出力装置をより一層コンパクトかつ搭載性に優れたものとすることができる。

[0055] このように、実施例のハイブリッド自動車 20は、上述のエンジン 22、モータ MG1 , MG2、動力分配統合機構 40および変速機 60を含む動力出力装置を備えて駆動軸 69からの動力により後輪 RWa, RWbを駆動するものであり、このような動力出力装置は、コンパクトで主に後輪を駆動するのに好適であると共に、より広範な運転領域において動力の伝達効率を向上可能なものであるから、ハイブリッド自動車 20では、燃費と走行性能とを良好に向上させることができる。

図 11は、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。同図に示すハイブリッド自動車 20Aでは、ダブルピニオン式遊星歯車機構である動力分配統合機構 40に代えて、動力分配統合機構 90が採用されている。この動力分配統合機構 90は、図 11に示すように、互いに異なる歯数をもった第 1サンギヤ 91および第 2サンギヤ 92と、第 1サンギヤ 91と嚙合する第 1ピニオンギヤ 93と第 2サンギヤ 92と嚙合する第 2ピニオンギヤ 94とを連結してなる段付ギヤ 96を複数保持するキャリア 95とを有する 3要素式遊星歯車機構である。この場合、第 1サンギヤ 91 (第 3要素）には、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、第 2サンギヤ 92 (第 2要素）には、当該第 2サンギヤ 92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 92a、クラッチ CO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、キャリア 95 (第 1要素）には、減速ギヤ機構 50および当該減速ギヤ機構 50 (サンギヤ 51)力もエンジン 22に向けて延びる中空の第 2モータ軸 55を介して第 1電動機としてのモータ MG2 (中空の口ータ）が接続されている。そして、キャリア 95からは、サンギヤ軸 92aおよび第 1モータ軸 46を通って延びるキャリア軸 95aがエンジン 22とは反対側（車両後方）に延出されており、このキャリア軸 95aは、変速機 60の第 1変速用遊星歯車機構 PG1の入力要素であるサンギヤ 61に接続されている。また、第 2サンギヤ 92にクラッチ COを介して連結され得る第 1モータ軸 46は、モータ MG1からエンジン 22とは反対側（車両後方 )に更に延出され、変速機 60の第 2変速用遊星歯車機構 PG2のサンギヤ 65に接続される。これにより、変形例において、動力分配統合機構 90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、モータ MG1 , MG2、動力分配統合機構 90および変速機 60という構成要素は、車両前方から、エンジン 22、モータ MG2、（減速ギヤ機構 50)、動力分配統合機構 90、モータ MG1、変速機 60という順番で配置されることになる。このような動力分配統合機構 90を備えたハイブリッド自動車 20Aにお!/、ても、上述のハイブリツド自動車 20と同様の作用効果を得ることができる。また、 2つのサンギヤ 91 , 92、段付ギヤ 96およびキャリア 95を有する遊星歯車機構を採用すれば、特に動力分配統合機構 90の径方向サイズをより小さくすることができるので、動力出力装置をより一層コンパクト化することが可能となる。

[0057] なお、上述のハイブリッド自動車 20, 20Aは、何れも後輪駆動ベースの 4輪駆動車両として構成されてもよい。また、変速機 60の第 1変速用遊星歯車 PG1および第 2変速用遊星歯車機構 PG2は、ダブルピニオン式遊星歯車機構であってもよい。更に、上記実施例においては、動力出力装置をハイブリッド自動車 20、 20Aに搭載されるものとして説明したが、本発明による動力出力装置は、自動車以外の車両や船舶、航空機などの移動体に搭載されるものであってもよぐ建設設備などの固定設備に組み込まれるものであってもよレ、。

[0058] 以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明した力本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しなレ、範囲内にお!/ヽて、様々な変更をなし得ることはレ、うまでもなレ、。

産業上の利用可能性

[0059] 本発明は、動力出力装置やハイブリッド自動車の製造産業等において利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、

内燃機関と、

動力を入出力可能な第 1電動機と、

動力を入出力可能な第 2電動機と、

前記第 1電動機の回転軸に接続される第 1要素と前記第 2電動機の回転軸に接続される第 2要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第 3要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 1変速用差動回転機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 2変速用差動回転機構と、前記第 1変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 1固定手段と、前記第 2変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 2固定手段とを含む変速伝達手段と、を備える動力出力装置。

[2] 前記変速伝達手段の前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構は、 3要素式遊星歯車機構である請求項 1に記載の動力出力装置。

[3] 前記第 1変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続されるサンギヤと、前記第 1固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、前記第 2変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続されるサンギヤと、前記第 2固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記第 1変速用差動回転機構のキャリアおよび前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構である請求項 2に記載の動力出力装置。

[4] 前記変速伝達手段は、前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構の何れか一方の前記出力要素と前記固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段を更に含む請求項 1に記載の動力出力装置。

[5] 前記動力分配統合機構の前記第 1要素および前記第 2要素の何れか一方を回転不能に固定可能な第 3固定手段を更に備える請求項 4に記載の動力出力装置。

[6] 前記第 1電動機と前記第 1要素との接続および該接続の解除と、前記第 2電動機と前記第 2要素との接続および該接続の解除と、前記内燃機関と前記第 3要素との接続および該接続の解除との何れ力、を実行可能な接続断接手段を更に備える請求項 1に記載の動力出力装置。

[7] 前記動力分配統合機構は、前記第 1電動機と前記第 2電動機との間に両電動機と同軸に配置される請求項 1に記載の動力出力装置。

[8] 前記動力分配統合機構は、 3要素式遊星歯車機構である請求項 7に記載の動力出力装置。

[9] 駆動軸からの動力により駆動される駆動輪を含むハイブリッド自動車において、内燃機関と、

動力を入出力可能な第 1電動機と、

動力を入出力可能な第 2電動機と、

前記第 1電動機の回転軸に接続される第 1要素と前記第 2電動機の回転軸に接続される第 2要素と前記内燃機関の機関軸に接続される第 3要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構と、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 1変速用差動回転機構と、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続される入力要素と前記駆動軸に接続される出力要素と固定可能要素とを有すると共にこれら 3つの要素が互いに差動回転できるように構成された第 2変速用差動回転機構と、前記第 1変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 1固定手段と、前記第 2変速用差動回転機構の前記固定可能要素を回転不能に固定可能な第 2固定手段とを含む変速伝達手段と、を備えるハイブリッド自動車。

[10] 前記変速伝達手段の前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構は、 3要素式遊星歯車機構である請求項 9に記載のハイブリッド自動車。

[11] 前記第 1変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 1要素に接続されるサンギヤと、前記第 1固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構であり、前記第 2変速用差動回転機構は、前記動力分配統合機構の前記第 2要素に接続されるサンギヤと、前記第 2固定手段により回転不能に固定され得るリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と嚙合するピニオンギヤを少なくとも 1つ保持すると共に前記第 1変速用差動回転機構のキャリアおよび前記駆動軸に接続されるキャリアとを有するシングルピニオン式遊星歯車機構である請求項 10に記載のハイブリツド自動車。

[12] 前記変速伝達手段は、前記第 1変速用差動回転機構および前記第 2変速用差動回転機構の何れか一方の前記出力要素と前記固定可能要素との接続および該接続の解除を実行可能な変速用接続断接手段を更に含む請求項 9に記載のハイプリッド、自動車。

[13] 前記動力分配統合機構の前記第 1要素および前記第 2要素の何れか一方を回転不能に固定可能な第 3固定手段を更に備える請求項 12に記載のハイブリッド自動車

[14] 前記第 1電動機と前記第 1要素との接続および該接続の解除と、前記第 2電動機と前記第 2要素との接続および該接続の解除と、前記内燃機関と前記第 3要素との接続および該接続の解除との何れ力、を実行可能な接続断接手段を更に備える請求項 9に記載のハイブリッド自動車。

[15] 前記動力分配統合機構は、前記第 1電動機と前記第 2電動機との間に両電動機と同軸に配置される請求項 9に記載のハイブリッド自動車。前記動力分配統合機構は、 3要素式遊星歯車機構である請求項 15に記載のハイブリツド自動車。