トヨタのハイブリッドシステムでエンジン走行のとき、ギヤ（ミッション）はかましているのでしょうか？ CVTみたいなシステムと考えればよいでしょうか？

Answer 1

トヨタのハイブリッドシステムは独自の動力分割機構です。

エンジンはプラネタリーギヤのプラネタリーキャリアに接続され、プラネタリーキャリアがピニオンギヤを介してリングギヤとサンギヤへ動力を分配します。
リングギヤには駆動モーターが繋がっており、リングギヤ出力と駆動モーター出力を合成して車軸経由で駆動します。
サンギヤ出力は接続されている発電機で発電し、電力を駆動モーターの電源として使います。
上記のようにプラネタリーギヤを介在して接合したままのシステムで、特に断続機能はありません。
そのため、CVTでは停車時にはエンジンとCVT間は切り離されますが、トヨタのハイブリッドシステムでは停車しても結合したままです。

一般的なトランスミッションは存在しませんから、変速の概念が異なります。
この機構ではサンギヤに接続している発電機の負荷を大きくすると、リングギヤへの出力分配が大きくなります。
結果的にリングギヤの回転数とエンジン回転数が変化するので、その回転数比率である変速比は無段階で変化します。
発電機の負荷は電気的に負荷インピーダンスを制御するので、電気式CVTと呼ばれています。
一切、切り替え機構が無いので制御が容易で故障懸念が少ないシステムになっています。
反面、発電機側への出力分配を23%以上必要なので、エンジンが絶好調で直接駆動の方が効率が良くても、一部の出力は発電して駆動モーターを使うしかありません。
そのため、高速走行での効率は優れてはいません。
このシステムの欠点であるエンジンの引き摺り損失は、エンジン側にクラッチを設ける事で52型プリウスでは改善しています。
物理的なトランスミッションを持たない事で、モーターが不得意な高回転の利用を強いる点は、LEXUS LC500hのマルチステージハイブリッドで後段にステップ式4速ATを配置する事で回避しています。
上記の特別な追加機能まで含めればギヤの切り替えは存在しますが、上記の例外を除けばギヤの断続切り替えは存在しません。
停車中でもギヤは噛み合ったままです。

(takumanaさんへ)