JP2011152914A - 動力出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジントルクとモータトルクの合成トルクを駆動軸に伝達可能な動力出力装置を提供する。
【解決手段】エンジン６とモータ７とを駆動源とする車両に用いられ、エンジン６のクランク軸６ａ及びモータ７からの機械的動力を、モータ７と連結された第１入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、第１入力軸と駆動輪ＤＷとを連結させることが可能な第１変速機構と、エンジン６のクランク軸６ａからの機械的動力を第２入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、第２入力軸と駆動輪ＤＷとを連結させることが可能な第２変速機構と、エンジン６のクランク軸６ａと第１入力軸とを連結させることが可能な第１クラッチ４１と、エンジン６のクランク軸６ａと第２入力軸とを連結させることが可能な第２クラッチ４２と、を備える動力出力装置であって、第１クラッチ４１と第２クラッチ４２をすべらせながら接続して駆動輪ＤＷに伝達されるトルクを調整しながら走行可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力出力装置に関し、特にハイブリッド車両の動力出力装置に関する。

従来、例えば、エンジンと、モータと、サンギヤとリングギヤとこれらサンギヤとリングギヤに噛合された複数のプラネタリギヤと、複数のプラネタリギヤを支持するキャリアからなる遊星歯車機構と、を備えたハイブリッド車両の動力出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図４１に示すように、上記特許文献１に記載の動力出力装置１００は、遊星歯車機構１０１のサンギヤ１０２にジェネレータとしての第１モータ１０４を連結し、キャリア１０５にエンジン１０６を連結し、リングギヤ１０７に駆動軸１０８を連結している。これにより、エンジン１０６のトルクは遊星歯車機構１０１によりリングギヤ１０７とサンギヤ１０２に分割され、リングギヤ１０７に分割された分割トルクが駆動軸１０８に伝達される。なお、上記特許文献１に記載の動力出力装置１００においては、エンジン１０６のトルクが駆動軸１０８へ分割されて伝達されるため、駆動軸１０８へのトルクを補う第２モータ１０９がリングギヤ１０７に連結されている。

特開２００７−２９０６７７号公報

しかしながらこの上記特許文献１に記載の動力出力装置１００においては、キャリア１０５にエンジン１０６が連結された動力分割方式を採用するため、エンジントルクは必ず分割され、エンジントルクと同等のトルクを駆動軸１０８に伝達する場合には、第２モータ１０９からモータトルクを補う必要があり、構造が複雑かつ高価となり車両への搭載が難しくなるという問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エンジントルクとモータトルクの合成トルクを駆動軸に伝達可能な動力出力装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
内燃機関（例えば、後述の実施形態のエンジン６）と電動機（例えば、後述の実施形態のモータ７）とを駆動源とする車両に用いられ、
前記内燃機関のクランク軸及び前記電動機からの機械的動力を、前記モータと連結された第１入力軸（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１）で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、前記第１入力軸と駆動輪（例えば、後述の実施形態の駆動輪ＤＷ）とを連結させることが可能な第１変速機構と、
前記内燃機関のクランク軸からの機械的動力を第２入力軸（例えば、後述の実施形態の第２中間軸１６）で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、前記第２入力軸と前記駆動輪とを連結させることが可能な第２変速機構と、
前記内燃機関のクランク軸と前記第１入力軸とを連結させることが可能な第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチ４１）と、
前記内燃機関のクランク軸と前記第２入力軸とを連結させることが可能な第２断接手段（例えば、後述の実施形態の第２クラッチ４２）と、を備え、
前記第１断接手段と前記第２断接手段をすべらせながら接続して前記駆動輪に伝達されるトルクを調整しながら走行可能であることを特徴とする動力出力装置。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、
前記内燃機関と前記電動機を共に駆動源として走行している状態から前記電動機を駆動源とするＥＶ走行に移行する際、前記第２変速機構の複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、前記第２入力軸と前記駆動輪とを連結させ、前記第２断接手段をすべらせながら接続して走行することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の適正駆動領域で前記内燃機関を駆動し、
前記電動機の定格出力を超えるか否かを判断し、
前記電動機の定格出力を超える場合には、前記電動機の定格出力で駆動するとともに前記内燃機関の回転数を制御し、前記電動機の定格出力を超えない場合には、前記電動機の最高回転数を超えるか否かを判断し、
前記電動機の最高回転数を越えない場合には、前記内燃機関を適正駆動領域で駆動したまま前記電動機を駆動し、前記電動機の最高回転数を超える場合には、前記電動機の最高回転数で駆動するとともに前記内燃機関の回転数を制御することを特徴とする。

本発明の動力出力装置によれば、内燃機関の動力と電動機の動力を合成して駆動軸に伝達することができる。また、第１断接手段と第２断接手段をすべらせながら接続する、いわゆる半クラッチ状態に駆動輪にトルクを伝達させることで、電動機の状態によらず適切なトルクを駆動輪に伝達させることができる。

本発明の第１実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図であり、図２のＩ−Ｉ線矢視図である。 図１の動力出力装置の伝達機構の関係を示す説明図である。 Ｌｏｗモードの停車時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 Ｌｏｗモードの加速時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 Ｌｏｗモードの加速パターンを示す図であり、（ａ）はモータの回転数を固定した場合の速度線図であり、（ｂ）はエンジンの回転数を固定した場合の速度線図である。 Ｌｏｗモードの加速時の制御フローを示すフローチャートである。 （ａ）はＬｏｗ Ｐｒｅ２モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は２ｎｄモードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ２ｎｄ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ２ｎｄ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ２ｎｄ走行第２モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ２ｎｄ走行第２モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 （ａ）は２ｎｄ Ｐｒｅ３モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は３ｒｄ Ｐｏｓｔ２モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ３ｒｄ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ３ｒｄ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 モータ走行第１モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 モータ走行第１始動モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 モータ走行第２始動モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 停止中のエンジン始動時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 停止中の充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第１実施形態の動力出力装置の車両状態とクラッチ、変速用シフター、モータ、エンジンの状態をまとめた図である。 本発明の第２実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図であり、図２２のＸＸＩ−ＸＸＩ線矢視図である。 図２１の動力出力装置の伝達機構の関係を示す説明図である。 ２ｎｄ走行第３モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ２ｎｄ走行第３モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 （ａ）は３ｒｄ Ｐｒｅ４モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は４ｔｈ Ｐｏｓｔ３モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ４ｔｈ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ４ｔｈ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ４ｔｈ走行第２モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ４ｔｈ走行第２モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ４ｔｈ走行第３モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ４ｔｈ走行第３モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 （ａ）は４ｔｈ Ｐｒｅ５モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は５ｔｈ Ｐｏｓｔ４モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ５ｔｈ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 ５ｔｈ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 モータ走行第２モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 後進走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。 第２実施形態の動力出力装置の車両状態とクラッチ、変速用シフター、モータ、エンジンの状態をまとめた図である。 本発明の第３実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図である。 本発明の第４実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図である。 本発明の第５実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図である。 特許文献１に記載の動力出力装置の概略的に示す図である。

本発明の各実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る動力出力装置１を概略的に示している。この動力出力装置１は、車両（図示せず）の駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関（以下「エンジン」という）６と、電動機（以下「モータ」という）７と、動力を駆動軸９，９に取り付けられた駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達するための変速機２０、動力合成機構３０、差動ギヤ機構８と、を備えている。なお、以下の説明において、動力とは、トルクに回転数を乗じたもの、即ち「動力（出力）＝トルク×回転数」である。

エンジン６は、例えばガソリンエンジンであり、このエンジン６のクランク軸６ａには、第１クラッチ４１（第１断接手段）と第２クラッチ（第２断接手段）が設けられている。

モータ７は、３相ブラシレスＤＣモータであり３ｎ個の電機子７１ａで構成されたステータ７１と、このステータ７１に対向するように配置されたロータ７２とを有している。各電機子７１ａは、鉄芯７１ｂと、この鉄芯７１ｂに巻き回されたコイル７１ｃで構成されており、不図示のケーシングに固定され、回転軸を中心に周方向にほぼ等間隔で並んでいる。３ｎ個のコイル７１ｃは、ｎ組のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相コイルを構成している。

ロータ７２は、回転軸を中心にほぼ等間隔で並んだｎ個の永久磁石７２ａを有しており、隣り合う各２つの永久磁石７２ａの極性は、互いに異なっている。各永久磁石７２ａを固定する固定部７２ｂは、軟磁性体（例えば鉄）で構成されたリング形状を有し、後述する動力合成機構３０のリングギヤ３５の外周側に取り付けられている。この構成により、ロータ７２は、リングギヤ３５と一体に回転する。

動力合成機構３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構３１により構成されている。具体的には、サンギヤ３２（第１要素、第３要素）と、このサンギヤ３２と同軸上に配置され、かつ、このサンギヤ３２の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ３５（第３要素、第１要素）と、サンギヤ３２とリングギヤ３５に噛合されたプラネタリギヤ３４と、このプラネタリギヤ３４を自転可能、かつ、公転可能に支持するキャリア３６（第２要素）とを有している。このようにして、サンギヤ３２とリングギヤ３５とキャリア３６が、相互に差動回転自在に構成されている。

遊星歯車機構３１においては、サンギヤ３２とリングギヤ３５は互いに反対方向の反力を受けるため、エンジン６が駆動側となるときにはモータ７はエンジン６の回転方向とは反対側にモータ７を回転するように反力が作用し、モータ７が駆動側となるときにはエンジン６はモータ７の回転方向と反対側に回転するように反力が作用する。また、エンジン６とモータ７を共に駆動するときには、リングギヤ３５から伝達される動力とサンギヤ３２から伝達される動力とがキャリア３６を介して合成される。

変速機２０は、少なくとも２以上の変速機構と、前述した第１クラッチ４１と第２クラッチ４２を介してエンジン６にそれぞれ連結される２つの変速軸を備えた、いわゆるツインクラッチ式変速機である。なお、本実施形態の動力出力装置１は第２速用変速ギヤ対２２と第２速用変速ギヤ対２２より減速比の小さい第３速用変速ギヤ対２３の２つの変速機構を備えた２段変速機である。

より具体的に、変速機２０は、エンジン６のクランク軸６ａと同軸（回転軸線Ａ１）上に配置された第１主軸１１（第１変速軸）と、第２主軸１２と、連結軸１３と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｂ１を中心として回転自在なカウンタ軸１４と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｃ１を中心として回転自在な第１中間軸１５（中間軸）と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｄ１を中心として回転自在な第２中間軸１６（第２変速軸）と、を備えている。

第１主軸１１には、エンジン６側に第１クラッチ４１が設けられ、エンジン６側とは反対側に遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が取り付けられ、第１クラッチ４１によりクランク軸６ａからサンギヤ３２への動力伝達が断接可能に構成されている。

第２主軸１２は、第１主軸１１より短く中空に構成されており、第１主軸１１のエンジン６側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケースシングに固定された軸受１２ａに支持されている。また、第２主軸１２には、エンジン６側に第２クラッチ４２が設けられ、エンジン６側とは反対側にアイドル駆動ギヤ２７ａが取り付けられ、第２クラッチ４２によりクランク軸６ａからアイドル駆動ギヤ２７ａへの動力伝達が断接可能に構成されている。

連結軸１３は、第１主軸１１より短く中空に構成されており、第１主軸１１のエンジン６側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケーシングに固定された軸受１３ａに支持されている。また、連結軸１３には、エンジン６側に第３速用駆動ギヤ２３ａが取り付けられ、軸受１３ａを挟んでエンジン６側とは反対側に遊星歯車機構３１のキャリア３６が取り付けられている。従って、プラネタリギヤ３４の公転により連結軸１３に取り付けられたキャリア３６と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転するように構成されている。

さらに、第１主軸１１には、第１主軸１１と連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１が設けられており、第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが連結して一体に回転し、第１変速用シフター５１がニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが開放され相対回転する。なお、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転するとき、第１主軸１１に取り付けられたサンギヤ３２と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３で連結されたキャリア３６が一体に回転するとともに、リングギヤ３５も一体に回転し、遊星歯車機構３１がロックして一体となる。

カウンタ軸１４は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受１４ａ，１４ｂにより回転自在に支持され、カウンタ軸１４には連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと噛合する第１共用従動ギヤ２３ｂと、パーキングロック機構（不図示）を構成するパーキングギヤ２９と、差動ギヤ機構８と噛合するファイナルギヤ２６ａとが取り付けられている。このファイナルギヤ２６ａは、差動ギヤ機構８に連結され、差動ギヤ機構８は、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。従って、第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達された動力はファイナルギヤ２６ａから駆動軸９，９へと出力され、動力出力装置１においてカウンタ軸１４が出力軸として構成されている。なお、第１共用従動ギヤ２３ｂは第３速用駆動ギヤ２３ａと共に第３速用ギヤ対２３を構成している。

第１中間軸１５は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受１５ａ，１５ｂにより回転自在に支持され、第１中間軸１５には第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａと噛合する第１アイドル従動ギヤ２７ｂが取り付けられている。また、第１中間軸１５には、第１中間軸１５と相対回転可能な後進用駆動ギヤ２８ａが設けられており、後進用駆動ギヤ２８ａは、カウンタ軸１４に取り付けられた第１共用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第１共用従動ギヤ２３ｂと共に後進用ギヤ対２８を構成している。さらに第１中間軸１５には、第１中間軸１５と後進用駆動ギヤ２８ａとを連結又は開放する後進用シフター５３が設けられており、後進用シフター５３が後進用接続位置でインギヤするときには、第１中間軸１５に取り付けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと後進用駆動ギヤ２８ａとが一体に回転し、後進用シフター５３がニュートラル位置にあるときには、第１アイドル従動ギヤ２７ｂと後進用駆動ギヤ２８ａとが相対回転する。

第２中間軸１６は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受１６ａ，１６ｂにより回転自在に支持され、第２中間軸１６には第１中間軸１５に取り付けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと噛合する第２アイドル従動ギヤ２７ｃが取り付けられている。なお、第２アイドル従動ギヤ２７ｃは前述したアイドル駆動ギヤ２７ａと第１アイドル従動ギヤ２７ｂとともにアイドルギヤ列２７を構成している。また、第２中間軸１６には、第２中間軸１６と相対回転可能な第２速用駆動ギヤ２２ａが設けられており、第２速用駆動ギヤ２２ａは、カウンタ軸１４に設けられた第１共用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第１共用従動ギヤ２３ｂと共に第２速用ギヤ対２２を構成する。さらに第２中間軸１６には、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２が設けられており、第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第２速用駆動ギヤ２２ａとが一体に回転し、第２変速用シフター５２がニュートラル位置にあるときには、第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第２速用駆動ギヤ２２ａとが相対回転する。

従って、変速機２０は、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１周りに奇数段の変速段である第３速用駆動ギヤ２３ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６に偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａが設けられ、第１主軸１１に動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が取り付けられて構成されている。

このように構成された動力出力装置１は、回転軸線Ａ１に沿ってエンジン６とモータ７の間に変速機２０が配置され、モータ７が動力合成機構３０の外側を取り囲むように環状に構成されている。より具体的には、モータ７を構成するロータ７２、又は、ステータ７１、又は、ステータ７１に巻き回されるコイル７１ｃ（渡り巻き線部）の一部又は全部が遊星歯車機構３１と軸方向で重なって配置されている。

なお、第１変速用シフター５１、第２変速用シフター５２、後進用シフター５３は、例えば、ドグクラッチなどの噛み合いクラッチを用いることが可能であり、この実施例では、接続する軸同士又は接続する軸とギヤの回転数を一致させる同期機構（シンクロナイザー機構）を有するクラッチ機構を用いている。

以上の構成により、エンジン６のクランク軸６ａは、第１クラッチ４１を接続し第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることにより、第１主軸１１、第３速用ギヤ対２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第１主軸１１から駆動軸９，９までの一連の経路を、適宜、「第１伝達経路」という。

また、エンジン６のクランク軸６ａは、第２クラッチ４２を接続し第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤすることにより、第２主軸１２、アイドルギヤ列２７（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第２アイドル従動ギヤ２７ｃ）、第２中間軸１６、第２速用ギヤ対２２（第２速用駆動ギヤ２２ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第２主軸１２から駆動軸９，９までの一連の経路を、適宜、「第２伝達経路」という。

また、動力合成機構３０のキャリア３６は、連結軸１３、第３速用ギヤ対２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記のキャリア３６から駆動軸９，９までの一連の経路を、適宜、「第３伝達経路」という。

この動力出力装置１において、第１クラッチ４１を接続することによりサンギヤ３２から伝達された正転方向のエンジントルクは、遊星歯車機構３１の特性により、図４（ａ）の点線で示すように、リングギヤ３６を逆転方向に回転させる。そして、リングギヤ３６に連結されたモータ７にリングギア３６の回転数を減らす方向、即ち正転方向に回生トルクを印加することでモータ７で回生（発電）し、後述するバッテリ３を充電することができる。また、キャリア３６が所定の回転数以上で回転する、即ち車速が所定の速度以上になると、図４（ａ）の実線で示すように、 モータ７は逆転方向の回転から正転方向の回
転に移行する（図４参照）。そして、リングギヤ３６に連結されたモータ７にリングギア３６の回転数を増やす方向、即ち正転方向に駆動トルクを印加することでモータ７から駆動トルク（以下、モータトルクと呼ぶ。）を出力することができる。この際、エンジントルクと回生トルク又はモータトルクを足し合わせた合成トルクがキャリア３６から第３伝達経路を介して駆動軸９，９に伝達され、この合成トルクが発進ギヤ、すなわち第１速相当のトルクとなるように、動力合成機構３０と第３速用ギヤ対２３のギヤ比が設定されている。即ち、本実施形態の動力出力装置１では、後述するバッテリ３の残容量（以下、ＳＯＣと呼ぶ。）がなくても車両を発進可能に構成されている。

図１に戻って、本実施形態の動力出力装置１は、モータ７が、その動作を制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＤＵという。）２を介してバッテリ３に接続され、バッテリ３からの電力供給と、バッテリ３へのエネルギー回生がＰＤＵ２を介して行われるようになっている。即ち、モータ７は、バッテリ３からＰＤＵ２を介して供給された電力によって駆動され、また、減速走行時における駆動輪ＤＷ，ＤＷの回転やエンジン６の動力により回生発電を行って、バッテリ３の充電（エネルギー回収）を行うことが可能である。さらに、ＰＤＵ２は、電気制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）５に接続されている。ＥＣＵ５は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、ＥＣＵ５には加速要求、制動要求、エンジン回転数、モータ回転数、モータ温度、第１,第２主軸１１、１２の回転数、カウンタ軸１４等の回転数、車速、シフトポジション、ＳＯＣなどが入力される一方、ＥＣＵ５からは、エンジン６を制御する信号、モータ７を制御する信号、バッテリ３における発電状態・充電状態・放電状態などを示す信号、第１，第２変速シフター５１、５２、後進用シフター５３を制御する信号などが出力される。なお、バッテリ３の代わりにキャパシタ等蓄電装置を用いてもよい。蓄電装置の他に、燃料電池システム（図示せず）を備えていてもよい。この燃料電池システムは、水素と酸素を反応させて起電力を得るシステムであり、発生した電力をモータに供給するか、又は蓄電装置に充電することができる。

このように構成された動力出力装置１は、図２０に示すように、トルク合成駆動、通常走行、モータ走行、モータ走行中エンジン始動等の機能を有している。なお、トルク合成駆動とは第１クラッチ４１のみを接続していずれのギヤも入っていない状態（例え、第２変速用シフター５２等がインギヤしていても第２クラッチ４２が切断されている状態を含む）をいい、この状態においては、上述したようにエンジン６とモータ７の合成トルクが第３伝達経路を介して一速相当のトルクとして駆動軸９,９に伝達される。以下、この第
１クラッチ４１のみが接続されいずれのギヤも入っていない状態をＬｏｗモードと呼ぶ。このＬｏｗモードは、通常、車両の発進時や大きなトルクが必要な場合に選択される。また、以下の説明において特に規定した場合を除いて、第１及び第２クラッチ４１、４２は切断されており、第１、第２及び後進用シフター５１〜５３はニュートラル位置にあるものとする。以下、この状態を初期状態と呼ぶ。

先ず、Ｌｏｗモードで車両が停車中の状態について説明する。なお、このときエンジン６は始動しているものとし、モータ７によるエンジン始動については後述する。
図３（ｂ）は、第１クラッチを接続した状態でエンジン６をアイドリングしている状態を示している。このとき、エンジン６のトルクは第１主軸１１からサンギヤ３２に伝達される。しかし、エンジン６のトルクが小さいためサンギヤ３２のトルクによりプラネタリギヤ３４は公転せずに自転し、リングギヤ３５に伝達される。リングギヤ３５はサンギヤ３２の回転方向に対し反対方向に回転するため、ここでは逆転方向に回転しモータ７は回生する。従って、図３（ａ）の速度線図に示すように、サンギヤ３２とリングギヤ３５は公転が停止したキャリア３６を中心に、サンギヤ３２が正転方向に回転し、リングギヤ３５は逆転方向に回転している。これにより、エンジン６のアイドリング中は、動力合成機構３０としての遊星歯車機構３１ですべりを吸収することができる。

なお、図３（ａ）の速度線図は、モータ７の停止位置を０、右側を正転方向、左側を逆転方向とし、サンギヤ３２を「Ｓ」、キャリア３６を「Ｃ」、リングギヤ３５を「Ｒ」でそれぞれ表している。このことは、後述する速度線図においても同様である。また、後述するトルクの伝達状況を示す図（例えば図４（ｂ））では、ハッチング付の太い矢印はトルクの流れを表し、矢印中のハッチングはそれぞれの速度線図（例えば図４（ａ））のトルクを示す矢印のハッチングと対応している。また、モータ７の正転方向とは駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに前進方向のトルクを伝達する方向をいい、逆転方向とは駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに後進方向のトルクを伝達する方向をいう。

次に、Ｌｏｗモードの加速状態について説明する。
加速パターンとしては、（ｉ）図４（ａ）に示すように、モータ７とエンジン６の回転数を共に上昇させるか、又は（ｉｉ）図５（ａ）に示すように、モータ７の回転数を変えないでエンジン６の回転数を上昇させるか、又は、（ｉｉｉ）図５（ｂ）に示すように、エンジン６の回転数を変えないでモータ７の回転数を上昇させることにより行なわれる。なお、（ｉ）の場合、車両の駆動力はエンジン６の動力とモータ７の動力の合成動力で決まり、（ｉｉ）の場合、車両の駆動力はエンジン６の動力で決まり、（ｉｉｉ）の場合、車両の駆動力はモータ７の動力で決まる。

（ｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置の残容量が少ない場合である。例えば坂道等で蓄電装置の残容量がなくなった場合等に、図５（ａ）のようにエンジントルクを増大させてモータ７の回転数を維持して回生させながら、駆動軸９，９に第１速相当の駆動力を伝達することができる。従って、バッテリ３のＳＯＣがなくなった場合においてもモータ７を回生させてバッテリ３を充電させながら発進・低速走行を行うことができる。

一方、（ｉｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えばバッテリ３のＳＯＣが多い場合等に設定される。バッテリ３のＳＯＣが多い場合にはそれ以上充電することができないため、モータ７を用いて駆動することでバッテリ３のＳＯＣを減らして回生エネルギーの効率的に利用することができる。
なお、モータ７に対しエンジン６の回転数が高過ぎるとオーバーレブを誘発し、エンジン６に対しモータ７の回転数が高過ぎるとエンジンストールを誘発するため、エンジン６とモータ７のバランスを制御することが必要である。

（ｉ）の場合を例に、Ｌｏｗモードにおける車両加速時の制御を説明すると、図４（ａ）示すように、エンジントルクとモータトルクを増大することで、サンギヤ３２から伝達される正転方向のエンジントルクとリングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクがキャリア３６で合成され、キャリア３６にはエンジントルクとモータトルクを合成した正転方向のキャリアトルクが作用する。これにより、キャリア３６はサンギヤ３２廻りを公転し、このキャリアトルクが総駆動力となって、図４（ｂ）示すように、第３伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、車両を加速することができる。

ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）におけるエンジンとモータの制御フローについて図６を参照して説明する。
要求動力設定手段としてのＥＣＵ５は、まず駆動軸９，９に伝達すべき要求動力を設定する（Ｓ１）。続いて、ＥＣＵ５は、エンジン６の適正駆動領域でエンジン６を駆動し（Ｓ２）、モータ７の定格出力を超えるか否かを判断し（Ｓ３）、モータ７の定格出力を超える場合には、モータ７の定格出力で駆動するとともにエンジン６の回転数を制御する（Ｓ４）。一方、モータ７の定格出力を超えない場合には、モータ７の最高回転数を超えるか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、モータ７の最高回転数を超えない場合には、エンジン６を適正駆動領域で駆動したままモータ７を駆動し（Ｓ６）、モータ７の最高回転数を超える場合には、モータ７の最高回転数で駆動するとともにエンジン６の回転数を制御する（Ｓ７）。なお、エンジン６の適正駆動領域とは、エンジン６の効率が著しく悪くならない領域をいう。
このようにエンジン６がエンジンストールしない領域から最高回転の範囲内で駆動する、好ましくはエンジン６の効率のよい適正駆動領域で駆動するとともに、要求動力と動力合成機構３０で合成された合成動力を比較してモータ７の動力を制御するとともに、モータ７の定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することにより、エンジン６とモータ７に不具合が生じるのを抑制することができる。

次に、Ｌｏｗ走行から第２速走行にシフトアップする動力出力装置１の制御について説明する。
第１クラッチ４１のみを接続した図４（ｂ）のＬｏｗモードでの加速状態から、図７（ａ）に示すように、第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤし、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結する。以下、このＬｏｗモードにおいて第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤした状態をＬｏｗ Ｐｒｅ２モードと呼ぶ。続いて、第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる、即ち、第１クラッチ４１を切断し第２クラッチ４２を接続することにより、図７（ｂ）に示すように、エンジン６の動力は第２伝達経路を介して駆動軸９，９に伝達され、第２速走行が実現される。以下、この第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤして第２クラッチ４２が接続された図７（ｂ）の状態を２ｎｄモードと呼ぶ。

続いて、この２ｎｄモードで走行中に２つのモード（２ｎｄ走行第１モード、２ｎｄ走行第２モード）により、モータ７によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
２ｎｄ走行第１モードは、図８（ｂ）に示すように、図７（ｂ）の第２クラッチ４２を接続した状態から、さらに第１クラッチ４１を接続することにより実現される。これは、第１クラッチ４１を接続することにより、第２速用ギヤ対２２を介して走行する第２速走行において、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより回転するキャリア３６の回転数に対し、第１クラッチ４１を接続することでエンジン６に第１主軸１１を介して連結されたサンギヤ３２の回転数が必ず高くなることを利用して、強制的にエンジン６とモータ７にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の特性からキャリア３６の回転数がサンギヤ３２の回転数より低いと遊星歯車機構３１の仮想支点Ｐは図８（ａ）において上方に位置し、リングギヤ３５の回転数は必ずキャリア３６の回転数よりも低くなる。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達されるモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、このキャリアトルクが第３速用駆動ギヤ２３ａから第１共用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用して第１主軸１１に伝達されるので、エンジントルクからサンギヤ３２における反力を差し引いたセカンダリトルクが第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４、ここでは第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

なお、この２ｎｄ走行第１モードでのアシスト走行は、第２速走行のアシスト走行として選択できるが、図４に示すＬｏｗモードで極低速走行中、即ち、モータ７が逆転方向に回転してキャリア３６が正転方向に僅かに回転している状態であってバッテリ３のＳＯＣが回生リミットに達した場合にも選択されうる。このときには、第１及び第２クラッチ４１、４２をすべらせながら接続する、いわゆる半クラッチ状態にして適切なトルクが駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるように制御がなされる。このとき図８（ａ）に示すように、モータ７は正転方向に回転数を増加するようにモータトルクを出力するので電力を消費することができ、Ｌｏｗモードの極低速走行では低減することのできないＳＯＣを下げることができる。

さらに、Ｌｏｗモードの極低速走行から後述するモータ走行に移行する際に、ＳＯＣが回生リミットに達した場合、回生トルクを出力することができないためモータ７を逆転方向から正転方向へ移行することができないが、Ｌｏｗモードから２ｎｄ走行第１モードで第２クラッチを半クラッチ状態にしてアシスト走行に移行することにより、モータ７を逆転方向から正転方向へ移行する際の回生トルクの抜けを防止することができモータ走行にスムーズに移行することができる。

この２ｎｄ走行第１モードにおいてモータ７で充電する場合、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。これによりサンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４を介して正転方向の反力が作用して第１主軸１１に伝達されるため、エンジントルクとサンギヤ３２の反力を足し合わせたセカンダリトルクが第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて、逆転方向のキャリアトルクが作用し、３ｒｄトルクとしてキャリア３６に伝達される。従って、カウンタ軸１４、ここでは第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて２ｎｄトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

続いて、２ｎｄ走行第２モードにおいて、モータ７によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
２ｎｄ走行第２モードは、図１０（ｂ）に示すように、図７（ｂ）の第２クラッチ４２を接続した状態から、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることにより実現される。以下、図７（ｂ）の２ｎｄモードの状態から、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置にプレシフトした状態を２ｎｄ Ｐｒｅ３モードとも呼ぶ。この第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることで、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとが連結して一体に回転し、必然的に第１主軸１１に連結されたサンギヤ３２と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３を介して連結されたキャリア３６は一体に回転する。

サンギヤ３２とキャリア３６が一体に回転することに伴い、リングギヤ３５も一体に回転し、遊星歯車機構３１がロックすることとなる。従って、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置に移動してインギヤすることは、強制的にエンジン６とモータ７との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが１の状態を作り出すことを意味している。この場合、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の特性からサンギヤ３２の回転数とキャリア３６の回転数が等しいと遊星歯車機構３１の仮想支点Ｐは図１０（ａ）において無限遠方に位置することとなる。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られる。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られた３ｒｄトルクが第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、エンジントルクが第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４、ここでは第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。なお、ここで３ｒｄトルクはモータトルクに等しく、遊星歯車機構３１をロックすることでモータトルクがそのままカウンタ軸１４に伝達され、エンジントルクとモータトルクがそのまま駆動軸９，９に伝達されている。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られる。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力を差し引いたトルクが３ｒｄトルクとして第３速用ギヤ対２３からキャリア３６に伝達される。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸１４、ここでは第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて２ｎｄトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

次に、第２速走行から第３速走行にシフトアップする制御について説明する。
図７（ｂ）に示す２ｎｄモードで走行中において、図１２（ａ）に示すように、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤし、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結する（２ｎｄ Ｐｒｅ３モード）。続いて、第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる、即ち、第２クラッチ４２を切断し第１クラッチ４１を接続することにより、図１２（ｂ）に示すように、エンジン６のトルクは第１伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、第３速走行が実現される。この第３速走行中において第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤしたままの図１２（ｂ）の状態を以下、３ｒｄＰｏｓｔ２モードと呼ぶ。
なお、第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤしておくと、第２中間軸１６、第１中間軸１５、第２主軸１２を連れまわすため、第２変速用シフター５２をニュートラル位置に移動させることが好ましい。この３ｒｄ Ｐｏｓｔ２モードから第２変速用シフター５２をニュートラル位置に移動させることにより３ｒｄモードとなる。

次に、第３速走行中にモータ７によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、第２変速用シフター５２をニュートラル位置にした状態（３ｒｄモード）から説明する。なお、以下に示すモードを便宜上、３ｒｄ走行第１モードと呼ぶ。
この状態においては、遊星歯車機構３１を一体に回転させて、強制的にエンジン６とモータ７との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが１の状態が、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤしたことで既に作り出されている。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２からの正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が伝達され、第１主軸１１に伝達される。従って、第１主軸１１には、エンジントルクからサンギヤ３２の反力を差し引いたトルクが伝達され、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により、第１主軸１１から第３速用ギヤ対２３に３ｒｄＤｏｇトルクとして伝達される。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａにおいて３ｒｄＤｏｇトルクとキャリアトルクが足し合わされ、足し合わされたトルクが総駆動力として第１共用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第１主軸１１に伝達される。従って、第１主軸１１には、エンジントルクとサンギヤ３２の反力が足し合わされたトルクが伝達され、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により、第１主軸１１から第３速用駆動ギヤ２３ａに３ｒｄＤｏｇトルクとして伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａにおいて、３ｒｄＤｏｇトルクから逆転方向のキャリアトルクが抜き取られる。従って、３ｒｄＤｏｇトルクからキャリアトルクを差し引いたトルクが総駆動力として第１共用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

次に動力出力装置１におけるモータ走行（ＥＶ走行）について説明する。
なお、以下に示すモードを便宜上、モータ走行第１モードと呼ぶ。
モータ走行第１モードは、図１５（ｂ）に示すように、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤするとともに第１及び第２クラッチ４１、４２を切断ことにより実現される。第１及び第２クラッチ４１、４２を切断することによりエンジン６との動力伝達は遮断される。また、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように遊星歯車機構３１がロックし、強制的にエンジン６とモータ７との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが１の状態が作り出される。

この状態で、モータ７に正転方向のモータトルクを作用させることにより、モータ７の動力が遊星歯車機構３１から第３速用ギヤ対２３を介して駆動軸９,９に伝達される。よ
り具体的には、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２からの正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られる。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られたトルクが総駆動力として、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７のトルクのみで車両を走行することができる。

このモータ走行中にモータ７を同じ回転数で回し続ける状態が続くとモータ７の動作を制御するＰＤＵ２の負荷が大きくなり、また、モータ７が発熱して適切な駆動力を出力できない事態が想定される。従って、例えば一定の上り坂を走行する場合などモータ７を同じ回転数で回し続ける状態が所定時間継続した場合には、モータトルクを揺動させるように、即ちバランス停止させないように制御を行なうことが好ましい。このとき、不図示のブレーキシステムを協調させて、必要以上のモータトルクに対してブレーキによる制動力で乗員の違和感を抑制する。これにより、ＰＤＵ２の負荷低減、モータ７の過度の発熱を防止しつつ、スムーズなモータ走行を行うことができる。

次に、動力出力装置１におけるモータ走行中のエンジン始動について説明する。
車両がモータ走行中に、エンジン６を始動する場合として２つのモード（以下、モータ走行第１始動モード、モータ走行第２始動モードと呼ぶ。）により、エンジン６の始動を行なう場合について説明する。
モータ走行第１始動モードは、図１６（ｂ）に示すように、図１５（ｂ）に示すモータ走行中に第１クラッチ４１を接続することにより実現される。第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により正転方向のキャリアトルクからサンギヤ３２の逆転方向の反力が抜き取られるとともに、第１クラッチ４１の接続により逆転方向の始動トルクが抜き取られる。従って、キャリアトルクからサンギヤ３２の反力と始動トルクとを足し合わせた３ｒｄＤｏｇトルクを差し引いたトルクが第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達され、総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、第１主軸１１に伝達された始動トルクにより、第１主軸１１がエンジン６のクランク軸６ａを連れまわしてクランキングし、エンジン６を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン６を始動させることができる。エンジン６の始動後は、第１変速用シフター５１をニュートラル位置に戻すことにより、Ｌｏｗモードとなる。

モータ走行第２始動モードは、図１７（ｂ）に示すように、図１５（ｂ）に示すモータ走行中に第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤするとともに第２クラッチ４２を接続することにより実現される。第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により正転方向のキャリアトルクからサンギヤ３２の逆転方向の反力が抜き取られたトルクが３ｒｄトルクとして第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、第１共用従動ギヤ２３ｂと第２速用駆動ギヤ２２ａとの噛み合いにより、第２速用駆動ギヤ２２ａには、逆転方向の始動トルクが作用する。従って、キャリアトルクからサンギヤ３２の反力を差し引いた３ｒｄトルクから始動トルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、第１共用従動ギヤ２３ｂから第２速用ギヤ対２２、アイドルギヤ列２７、第２主軸１２に伝達された始動トルクにより、第２主軸１２がエンジン６のクランク軸６ａを連れまわしてクランキングし、エンジン６を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン６を始動させることができる。エンジン６の始動後は、第２変速用シフター５２をニュートラル位置に戻すとともに第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる、即ち、第２クラッチ４２を切断し第１クラッチ４１を接続することにより、Ｌｏｗモードとなる。

次に、車両の停車中、いわゆるパーキング中のエンジン始動について説明する。
シフトポジションがパーキングにあるとき、パーキングロック機構が作動しパーキングギヤ２９からキャリア３６にはロックトルクが作用し、キャリア３６の回転が停止している。このパーキング中にエンジン６を始動する場合には、まず第１クラッチ４１を接続してエンジン６とモータ７を第１主軸１１と動力合成機構３０を介して連結するとともに、図１８（ａ）に示すように、モータ７に逆転方向のモータトルクを作用させて逆転方向に回転させることにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の特性からサンギヤ３２の回転数とキャリア３６の回転数はキャリア３６を中心に対角線上に位置することとなり、サンギヤ３２はプラネタリギヤ３４からの正転方向の反力を受けて正転方向に回転する。このサンギヤ３２に作用する反力が図１８（ｂ）に示すように、サンギヤ３２から、第１主軸１１に伝達される。このサンギヤ３２の反力によって、第１主軸１１がエンジン６のクランク軸６ａを連れまわしてクランキングし、エンジン６を点火することができる。また、シフトポジションがパーキング以外にあるとき、例えばニュートラルにあるときであっても、パーキングギヤ２９でキャリア３６にロックトルクを作用させることで、エンジン始動中に意図しない駆動力が発生しても車両の発進を防止することができる。パーキングギヤ２９でロックする他、不図示の車両走行安定装置（以下、ＶＳＡと呼ぶ。）などでキャリア３６にロックトルクを作用させてもよい。

次に、車両の停車中、いわゆるパーキング中の充電について説明する。
パーキング中にエンジン始動する図１８（ｂ）の状態から、エンジン６を始動した後、パーキングギヤ２９からキャリア３６にロックトルクを作用させたままエンジン６のトルクを増大することにより、図１９（ｂ）に示すように、エンジントルクがサンギヤ３２からリングギヤ３５を介してモータ７に伝達される。このとき、モータ７を回生させてバッテリ３を充電することができる。

また、シフトポジションがパーキング以外にあるとき、例えばニュートラルやリバースにあるときであっても、パーキングギヤ２９を用いてキャリア３６にロックトルクを作用させる代わりに、後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤするとともに第２クラッチ４２をすべらせながら接続する、いわゆる半クラッチ状態にすることで、後進用駆動ギヤ２８ａから第１共用従動ギヤ２３ｂに逆転方向のトルクを作用させてキャリア３６に発生する正転方向のトルクを相殺してもよい。このようにパーキングギヤ２９や後進用駆動ギヤ２８ａでキャリア３６にロックトルクを作用させることで、アイドル充電中に意図しない駆動力が発生しても車両の発進を防止することができる。

次に、動力出力装置１における後進走行について説明する。
車両の後進には、エンジン６のトルクのみを用いる場合として、後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤして第２クラッチ４２を接続することにより実現される。これにより、エンジン６のトルクが、第２主軸１２、アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、後進用ギヤ対２８（後進用駆動ギヤ２８ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、後進走行することができる。

また、モータ走行により後進する場合として、第１及び第２クラッチ４１、４２を切断した状態で、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤしてモータ７を逆転方向に駆動することにより実現される。これにより、逆転方向のモータトルクが、そのまま第１共用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、後進走行することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る動力出力装置１Ａについて、図２１〜図３７を参照して説明する。なお、第２実施形態の動力出力装置１Ａは、変速機２０Ａが第３速用変速ギヤ対２３より減速比の小さい第４速用ギヤ対２４と、第４速用ギヤ対２４より減速比の小さい第５速用ギヤ対２５を備えている点を除き、第１実施形態の動力出力装置１と同様の構成を有する。このため、第１実施形態の動力出力装置１と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図２１は、本発明の第２実施形態に係る動力出力装置１Ａを概略的に示している。
第２実施形態の動力出力装置１Ａにおける変速機２０Ａにおいて、第２中間軸１６には第２速用駆動ギヤ２２ａと第２アイドル従動ギヤ２７ｃとの間に、第２中間軸１６と相対回転可能な第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられている。また、第２中間軸１６に設けられた第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２は、さらに第２中間軸１６と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結又は開放するように構成され、第２速用接続位置、ニュートラル位置、第４速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第２速用駆動ギヤ２２ａとが一体に回転し、第２変速用シフター５２が第４速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第４速用駆動ギヤ２４ａとが一体に回転し、第２変速用シフター５２がニュートラル位置にあるときには、第２アイドル従動ギヤ２７ｃは第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａに対し相対回転する。

また、第１主軸１１には、連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａとの間に、第１主軸１１と相対回転可能な第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられている。また、第１主軸１１に設けられた第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１は、さらに第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結又は開放するように構成され、第３速用接続位置、ニュートラル位置、第５速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１が第５速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１がニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａに対し相対回転する。

また、カウンタ軸１４には、第１共用従動ギヤ２３ｂとファイナルギヤ２６ａとの間に第２共用従動ギヤ２４ｂが取り付けられ、第２共用従動ギヤ２４ｂは、第２中間軸１６に設けられた第４速用駆動ギヤ２４ａと第１主軸１１に設けられた第５速用駆動ギヤ２５ａと噛合するように構成される。第２共用従動ギヤ２４ｂは、第４速用駆動ギヤ２４ａと共に第４速用ギヤ対２４を構成するとともに、第５速用駆動ギヤ２５ａと共に第５速用ギヤ対２５を構成する。

従って、変速機２０Ａは、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１周りに奇数段の変速段である第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６に偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられ、第１主軸１１に動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が取り付けられて構成されている。

以上の構成により、エンジン６のクランク軸６ａは、第２クラッチ４２を接続し第２変速用シフター５２を第４速用接続位置でインギヤすることにより、第２主軸１２、アイドルギヤ列２７（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第２アイドル従動ギヤ２７ｃ）、第２中間軸１６、第４速用ギヤ対２４（第４速用駆動ギヤ２４ａ、第２共用従動ギヤ２４ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第２主軸１２から駆動軸９，９までの一連の構成要素を、適宜、「第４伝達経路」という。

また、エンジン６のクランク軸６ａは、第１クラッチ４１を接続し第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤすることにより、第１主軸１１、第５速用ギヤ対２５（第５速用駆動ギヤ２５ａ、第２共用従動ギヤ２４ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第１主軸１１から駆動軸９，９までの一連の構成要素を、適宜、「第５伝達経路」という。このように本実施形態の動力出力装置１Ａは、第１実施形態の動力出力装置１の第１〜第３伝達経路に加えて、第４伝達経路と第５伝達経路とを有する。

次に、このように構成された動力出力装置１Ａの制御について説明する。
この動力出力装置１Ａにおいてトルク合成駆動（Ｌｏｗモード、Ｌｏｗ Ｐｒｅ２モード）について第１実施形態の動力出力装置１と同様の制御によりなされるため説明を省略する。なお、通常走行、モータ走行、モータ走行エンジン始動、後進走行も第１実施形態の動力出力装置１と同様の制御によりなされるため、ここでは第４速用ギヤ対２４と第５速用ギヤ対２５を備えることにより可能となる走行モードについてのみ説明する。この動力出力装置１Ａにおいては、第２速走行におけるモータ７によるアシスト、充電パターンとして、２ｎｄ走行第１モード、２ｎｄ走行第２モードに加えて別の２ｎｄ走行第３モードを備える。

２ｎｄ走行第３モードは、図２３（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した２ｎｄモードから、さらに第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。これは第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで、カウンタ軸１４に第３速用ギヤ対２３を介して接続されたキャリア３６の回転数に対し、カウンタ軸１４に第５速用ギヤ対２５を介して接続されたサンギヤ３２の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン６とモータ７にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の特性からキャリア３６の回転数がサンギヤ３２の回転数より高いと遊星歯車機構３１の仮想支点Ｐは図２３（ａ）において下方に位置し、リングギヤ３５の回転数は必ずキャリア３６の回転数よりも高くなる。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、３ｒｄトルクとして第３速用ギヤ対２３に伝達される。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第２共用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第２共用従動ギヤ２４ｂに５ｔｈトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第２共用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより第２共用従動ギヤ２４ｂに５ｔｈトルクとして伝達される。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて、逆転方向のキャリアトルクが３ｒｄトルクとしてキャリア３６に伝達される。従って、カウンタ軸１４において、２ｎｄトルクと５ｔｈトルクを足し合わせて３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

次に、第３速走行から第４速走行にシフトアップする制御について説明する。
第１クラッチ４１が接続され第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤした３ｒｄモードでの走行中において、図２５（ａ）に示すように、第２変速用シフター５２を第４速用接続位置でインギヤして、第２中間軸１６と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結する。以下、３ｒｄ モードの状態から、第２変速用シフター５２を第４速用接続位置にプレシフトした状態を３ｒｄ Ｐｒｅ４モードと呼ぶ。続いて、第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる、即ち、第１クラッチ４１を切断し第２クラッチ４２を接続することにより、図２５（ｂ）に示すように、エンジン６のトルクは第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、第４速走行が実現される。以下、この第４速走行において第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤしたままの図２５（ｂ）の状態を４ｔｈ Ｐｏｓｔ３モードと呼ぶ。
なお、この４ｔｈ Ｐｏｓｔ３モードから第１変速用シフター５１をニュートラル位置に移動させることにより４ｔｈモードとなる。

次に、第４速走行中にモータ７によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、４ｔｈ Ｐｏｓｔ３モードから第１変速用シフター５１をニュートラル位置にした状態（４ｔｈモード）から説明する。
この４ｔｈモードで走行中に３つのモード（４ｔｈ走行第１モード、４ｔｈ走行第２モード、４ｔｈ走行第３モード）により、モータ７によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。

４ｔｈ走行第１モードは、図２６（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した４ｔｈモードから、さらに第１クラッチ４１を接続することにより実現される。これは、第１クラッチ４１を接続することにより、第４速用ギヤ対２４を介して走行する第４速走行において、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより回転するキャリア３６の回転数に対し、第１クラッチ４１を接続することでエンジン６に第１主軸１１を介して連結されたサンギヤ３２の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン６とモータ７にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の特性からキャリア３６の回転数がサンギヤ３２の回転数より高いと遊星歯車機構３１の仮想支点Ｐは図２６（ａ）において下方に位置し、リングギヤ３５の回転数は必ずキャリア３６の回転数よりも高くなる。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２６（ａ）及び図２６（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いによりキャリアトルクが第３速用駆動ギヤ２３ａから第１共用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が第１主軸１１に作用するので、エンジントルクからサンギヤ３２における反力を差し引いたセカンダリトルクが第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４において４ｔｈトルクと３ｒｄトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２７（ａ）及び図２７（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。これによりサンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４を介して正転方向の反力が作用して第１主軸１１に伝達されるため、エンジントルクとサンギヤ３２の反力を足し合わせたセカンダリトルクが第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第１共用従動ギヤ２３ｂには逆転方向のキャリアトルクが作用し３ｒｄトルクとしてキャリア３６へ伝達される。従って、カウンタ軸１４においてセカンダリトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

続いて、４ｔｈ走行第２モードにおいて、モータ７によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
４ｔｈ走行第２モードは、図２８（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した４ｔｈモードから、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることにより実現される（４ｔｈ Ｐｏｓｔ３モード）。第１変速用シフター５１を第３速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように遊星歯車機構３１がロックすることとなる。この場合、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の特性からサンギヤ３２の回転数とキャリア３６の回転数が等しいと遊星歯車機構３１の仮想支点Ｐは図２８（ａ）において無限遠方に位置することとなる。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られる。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られた３ｒｄトルクが第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、エンジントルクが第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと４ｔｈトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２９（ａ）及び図２９（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力が抜き取られる。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ３２の反力を差し引いたトルクが３ｒｄトルクとして第３速用駆動ギヤ２３ａに作用する。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸１４において４ｔｈトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

続いて、４ｔｈ走行第３モードにおいて、モータ７によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
４ｔｈ走行第３モードは、図３０（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した４ｔｈモードから、さらに第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤすることにより実現される。以下、４ｔｈ モードの状態から、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置にプレシフトした状態を４ｔｈ Ｐｒｅ５モードとも呼ぶ。これは第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したようにキャリア３６の回転数に対し、サンギヤ３２の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン６とモータ７にあるレシオを作り出している。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図３０（ａ）及び図３０（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いにより３ｒｄトルクとして第３速用ギヤ対２３に伝達される。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第２共用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、５ｔｈトルクとして第２共用従動ギヤ２４ｂに伝達される。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと４ｔｈトルクを足し合わせてたトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第２共用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより第２共用従動ギヤ２４ｂに５ｔｈトルクとして伝達される。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第１共用従動ギヤ２３ｂにおいて、逆転方向のキャリアトルクが３ｒｄトルクとしてキャリア３６に伝達される。従って、カウンタ軸１４において、４ｔｈトルクと５ｔｈを足し合わせたトルクから３ｒｄを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

次に、第４速走行から第５速走行にシフトアップする制御について説明する。
第２クラッチ４２が接続され第２変速用シフター５２が第４速用接続位置でインギヤした４ｔｈモードで走行中において、図３２（ａ）に示すように、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤして、第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結する（４ｔｈ Ｐｒｅ５モード）。続いて、第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる、即ち、第２クラッチ４２を切断し第１クラッチ４１を接続することにより、図３２（ｂ）に示すように、エンジントルクは第５伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、第５速走行が実現される。この第５速走行中において第２変速用シフター５２が第４速用接続位置でインギヤしたままの図３２（ｂ）の状態を以下、５ｔｈ Ｐｏｓｔ４モードと呼ぶ。
なお、第２変速用シフター５２を第４速用接続位置でインギヤしておくと、第２中間軸１６、第１中間軸１５、第２主軸１２を連れまわすため、第２変速用シフター５２をニュートラル位置に移動させることが好ましい。この５ｔｈ Ｐｏｓｔ４モードから第２変速用シフター５２をニュートラル位置に移動させることにより５ｔｈモードとなる。

次に、第５速走行中にモータ７によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、第１変速用シフター５１をニュートラル位置にした状態（５ｔｈモード）から説明する。なお、以下に示すモードを便宜上、５ｔｈ走行第１モードと呼ぶ。
この状態においては、第５速用ギヤ対２５を介して走行する第５速走行において、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより回転するキャリア３６の回転数に対し、第５速用ギヤ対２５を介して連結されたサンギヤ３２の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン６とモータ７にあるレシオを作り出す状態が、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで既に作り出されている。

このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図３３（ａ）及び図３３（ｂ）に示すように、モータ７から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、３ｒｄトルクとして第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、エンジントルクからサンギヤ３２の反力を差し引いたトルクが第１主軸１１から第５速用ギヤ対２５に５ｔｈトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと５ｔｈトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７でエンジン走行をアシストすることができる。

このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３４（ａ）及び図３４（ｂ）に示すように、今度はモータ７を回生して負荷として利用することにより、リングギヤ３５には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、エンジントルクとサンギヤ３２の反力を足し合わせたトルクが第５速用ギヤ対２５に５ｔｈトルクとして伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第１共用従動ギヤ２３ｂには、逆転方向のキャリアトルクが３ｒｄトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸１４において、５ｔｈトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ７で充電することができる。

また、この動力出力装置１Ａにおいては、モータ走行として、モータ走行第１モードに加えて別のモータ走行第２モードを備える。
モータ走行第２モードは、図３５（ｂ）に示すように、第１及び第２クラッチ４１、４２を切断し、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したようにキャリア３６の回転数に対し、サンギヤ３２の回転数が必ず高くなることを利用して強制的にエンジン６とモータ７にあるレシオを作り出している。

この状態で、モータ７に正転方向のモータトルクを作用させることにより、図３５（ｂ）に示すように、リングギヤ３５から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第１共用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いにより、３ｒｄトルクとして第３速用ギヤ対２３に伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第２共用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第２共用従動ギヤ２４ｂには５ｔｈトルクが作用する。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力として、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、モータ７のトルクのみで車両を走行することができる。
また、このモータ走行第２モードにおいても、図１６及び図１７で説明したように、第１クラッチ４１又は第２クラッチ４２のいずれか一方を接続することで、エンジン６を始動することができる。

また、この動力出力装置１Ａにおいては、後進走行においてモータ７によるアシスト、充電を行うことができる。なお、以下に示すモードを便宜上、後進走行第１モードと呼ぶ。
後進走行第１モードは、図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に示すように、後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤして第２クラッチ４２を接続するとともに第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤし、モータ７に逆転方向のトルクを作用させることにより実現される。これにより、エンジントルクは、第２主軸１２、アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、後進用駆動ギヤ２８ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂに伝達される。一方、リングギヤ３５から伝達される逆転方向のモータトルクとサンギヤ３２から伝達される逆転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア３６に伝達され、３ｒｄトルクとして第３速用ギヤ対２３に伝達される。また、サンギヤ３２にはプラネタリギヤ３４との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第２共用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第２共用従動ギヤ２４ｂに５ｔｈトルクに伝達される。従って、カウンタ軸１４においてエンジントルクと３ｒｄトルクを足し合わせたトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、モータ７でアシストしながら車両を後進させることができる。

このように構成された本実施形態１、２の動力出力装置１、１Ａによれば、サンギヤ３２が２つの変速軸の一方である第１主軸１１に連結され、キャリア３６は駆動軸９，９に連結され、リングギヤ３５がモータ７に連結されるので、キャリア３６はサンギヤ３２から伝達されるトルクとリングギヤ３５から伝達されるトルクを合成して駆動軸９，９に伝達することができる。従って、エンジン６のトルクとモータ７のトルクを合成して駆動軸９，９に伝達することができ、より大きな駆動力を駆動軸９，９に伝達することができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、第１主軸１１と第２中間軸１６の２つの変速軸を備えているので、ハイブリッド車両として設計の自由度を高くできる。また、第１主軸１１は第１クラッチ４１を介してエンジン６に連結され、第２中間軸１６は第２クラッチを介してエンジン６に連結されているので、上述したモータ走行第１モード及びモータ走行第２モードで説明したように、第１クラッチ４１と第２クラッチ４２を切断することによりエンジン６を連れまわさずにモータ走行を行なうことができる。これにより、モータ走行時の負荷を軽減して燃費の向上を図ることができる。
さらに、シフトチェンジ時に第１変速用シフター５１又は第２変速用シフター５２をシフトチェンジする目的のギヤに予めインギヤ（プレシフト）した後、第１クラッチ４１と第２クラッチ４２を繋ぎかえることにより、クラッチを断接する時間の短縮を図ることができ、これにより変速ショックを抑制することができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、エンジン６のアイドリング中は、モータ７を回生させて遊星歯車機構３１によりすべりを吸収することができるので、これによりクラッチにすべり機構を設ける必要がなくなりクラッチを小型化できる。また、遊星歯車機構３１でエンジンブレーキ等に起因する駆動力の変化によるショックを吸収することができるため、小型の乾式クラッチを用いることができる。さらに、乾式クラッチを用いることで、さらなるクラッチの断接時間を短縮することができる。これにより、従来クラッチですべりを吸収していたことから生じていた熱エネルギーは、上述した停止中充電で説明したように、モータ７で発電してバッテリ３を充電することで電力として再利用することができ、省エネルギー化を図ることができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、トルク合成駆動においてエンジン６のトルクに合わせてモータ７のトルクを調整することにより、エンジン６をエンジンストール領域から最高回転の範囲内で駆動することができ、エンジン６に過度の負荷がかかるのを防止することができる。特に、エンジン６を適正駆動領域で駆動することにより燃費を向上することができるとともに、モータ７の定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することでモータ７に過度の負荷がかかるのを防止することができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、モータ７を用いて複数のモードでエンジン走行をアシスト又は充電することができるので、状況に応じて、例えば蓄電装置の残容量、モータ７のトルク、回転数等に応じて、適宜モードを選択することで効率の良い運転が可能となる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、上述したモータ走行第１始動モード、モータ走行第２始動モード、停止中エンジン始動の３通りの態様でエンジン６を始動することができる。これによりモータ７をスタータモータとしても使用することができ、スタータモータを設ける必要がなく、動力出力装置１、１Ａの小型化、軽量化に加えて低コスト化を図ることができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、第１変速用シフター５１により第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結して第３速走行する場合と、第１変速用シフター５１を切断して第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結を解除してトルク合成駆動する場合に、共通して第３速用ギヤ対２３を介して駆動軸へ動力を伝達することができるので、ギヤ数を減らして動力出力装置１、１Ａの小型化、軽量化を図ることができる。また、トルク合成駆動において、エンジン６を駆動してモータ７を回生した状態において、キャリア３６から第３伝達経路を介して駆動軸９，９へ伝達される動力が第一速相当の駆動力となるように変速機２０が構成されているので、蓄電装置の残容量がなくなった状態でも電動機で充電しながら発進、低速走行することができる。さらに、第１速用ギヤ対を設ける必要がなく小型化、軽量化を図ることができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、第１共用従動ギヤ２３ｂが第３速用ギヤ対２３と第２速用ギヤ対２２を兼ねるので、動力出力装置１、１Ａの小型化、軽量化を図ることができる。

さらに、動力出力装置１Ａによれば、第２共用従動ギヤ２４ｂが第４速用ギヤ対２４と第５速用ギヤ対２５を兼ねるので、動力出力装置１Ａの小型化、軽量化を図ることができる。また、第１主軸１１に第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａを設け、第２中間軸１６に第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａを設け、カウンタ軸１４には第３速用駆動ギヤ２３ａと第２速用駆動ギヤ２２ａと噛合する第１共用従動ギヤ２３ｂと第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用駆動ギヤ２４ａと噛合する第４速用駆動ギヤ２４ｂを設けるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することができ、動力出力装置１Ａの軽量化,小型化することができる。従って、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車のエンジンルーム内に配置することもできる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、第２速用ギヤ対２２にエンジン６の動力を伝達するための第１中間軸１５に後進用駆動ギヤ２８ａを設けることで、動力出力装置１、１Ａの小型化、軽量化を図ることができる。

また、動力出力装置１、１Ａによれば、Ｌｏｗ走行時に使用する第３速用ギヤ対２３や第５速走行時に使用する第５速用ギヤ対２５におけるモータ７から駆動軸９，９のギヤの噛み数が少ないため、モータ７によるアシストが特に必要なギヤにおいて伝達効率を上げることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る動力出力装置について、図３８を参照して説明する。なお、第３実施形態の動力出力装置１Ｂは、変速機の構成が異なる以外は第２実施形態の動力出力装置１Ａと同様の構成を有する。このため、第２実施形態の動力出力装置１Ａと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

本実施形態の変速機２０Ｂは、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１（第１変速軸）周りに偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６（第２変速軸）に奇数段の変速段である第１速用駆動ギヤ２１ａと第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられ、第１主軸１１に動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が取り付けられて構成されている。

より具体的に、第１主軸１１には、連結軸１３に取り付けられた第２速用駆動ギヤ２２ａと第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａとの間に、第１主軸１１と相対回転可能な第４速用駆動ギヤ２４ａと、第１主軸１１と連結軸１３に取り付けられた第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結又は開放するとともに第１主軸１１と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１が設けられている。そして第１変速用シフター５１が、第２速用接続位置、ニュートラル位置、第４速用接続位置を移動可能に構成されている。第１変速用シフター５１が第２速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第２速用駆動ギヤ２２ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１が第４速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第４速用駆動ギヤ２４ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１がニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａに対し相対回転する。なお、第１主軸１１と第２速用駆動ギヤ２２ａが一体に回転するとき、第１主軸１１に取り付けられたサンギヤ３２と第２速用駆動ギヤ２２ａに連結軸１３で連結されたキャリア３６が一体に回転するとともに、リングギヤ３５も一体に回転し、遊星歯車機構３１がロックして一体となる。

カウンタ軸１４には、第１速用従動ギヤ２１ｂと、連結軸１３に取り付けられた第２速用駆動ギヤ２２ａと噛合する第１共用従動ギヤ２３ｂと、第１主軸１１に設けられた第４速用駆動ギヤ２４ａと噛合する第２共用従動ギヤ２４ｂと、差動ギヤ機構８と噛合するファイナルギヤ２６ａとが取り付けられている。なお、第１共用従動ギヤ２３ｂは第２速用駆動ギヤ２２ａと共に第２速用ギヤ対２２を構成し、第２共用従動ギヤ２４ｂは第４速用駆動ギヤ２４ａと共に第４速用ギヤ対２４を構成している。

第２中間軸１６には、第２中間軸１６と相対回転可能な第１速用駆動ギヤ２１ａと、第３速用駆動ギヤ２３ａと、第５速用駆動ギヤ２５ａとがモータ７側から順に設けられている。第１速用駆動ギヤ２１ａはカウンタ軸１４に取り付けられた第１速用従動ギヤ２１ｂと噛合し、第１速用従動ギヤ２１ｂと共に第１速用ギヤ対２１を構成する。また、第３速用駆動ギヤ２３ａはカウンタ軸１４に取り付けられた第１共用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第１共用従動ギヤ２３ｂと共に第３速用ギヤ対２３を構成し、第５速用駆動ギヤ２５ａはカウンタ軸１４に取り付けられた第２共用従動ギヤ２４ｂと噛合し、第２共用従動ギヤ２４ｂと共に第５速用ギヤ対２５を構成する。
また、第２中間軸１６には、第１速用駆動ギヤ２１ａと第３速用駆動ギヤ２３ａとの間に、第２中間軸１６と第１速用駆動ギヤ２１ａとを連結又は開放する第３変速用シフター５４が設けられている。そして第３変速用シフター５４が第１速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第１速用駆動ギヤ２１ａが連結して一体に回転し、第３変速用シフター５４がニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６と第１速用駆動ギヤ２１ａが開放され相対回転する。
さらに、第２中間軸１６には、第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａとの間に、第２中間軸１６と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結又は開放するとともに第２中間軸１６と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２が設けられている。そして第２変速用シフター５２が、第３速用接続位置、ニュートラル位置、第５速用接続位置を移動可能に構成されている。第２変速用シフター５２が第３速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転し、第２変速用シフター５２が第５速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第５速用駆動ギヤ２５ａが一体に回転し、第２変速用シフター５２がニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６は第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａに対し相対回転する。

このように構成された動力出力装置１Ｂは基本的に第１及び２実施形態における第２速用ギヤ対２２と第３速用ギヤ対２３を入れ替えるとともに第４速用ギヤ対２４と第５速用ギヤ対２５を入れ替えて構成され、適宜読み替えることで同様の作用・効果を有する。

また、本実施形態の動力出力装置１Ｂは、第１速用ギヤ対２１を備えるので、遊星歯車機構３１が故障した場合などの緊急時においても、第３変速用シフター５４を第１速用接続位置でインギヤし第２クラッチ４２を接続することにより、エンジン６の動力が第２主軸１２、アイドルギヤ列２７、第２中間軸１６、第１速用ギヤ対２１（第１速用駆動ギヤ２１ａ、第１速用従動ギヤ２１ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され第１速走行を行うことができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る動力出力装置について、図３９を参照して説明する。なお、第４実施形態の動力出力装置１Ｃは、動力合成機構を構成する遊星歯車機構と変速機の接続位置が異なる以外は第２実施形態の動力出力装置１Ａと同様の構成を有する。このため、第２実施形態の動力出力装置１Ａと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

本実施形態の変速機２０Ｃは、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１（第２変速軸）周りに奇数段の変速段である第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６（第１変速軸）に偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられ、第２中間軸１６に動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が取り付けられて構成されている。そして、第１主軸１１は第１クラッチ４１（第２断接手段）を介してエンジン６に連結され、第２中間軸１６は第２主軸１２に設けられた第２クラッチ４２（第１断接手段）を介してエンジン６に連結されている。

より具体的に、第１主軸１１はエンジン６側とは反対側で不図示のケースシングに固定された軸受１１ａに支持され、連結軸１３は第２中間軸１６より短く中空に構成されて第２中間軸１６のエンジン６側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケーシングに固定された軸受１３ａに支持されている。また、連結軸１３には、エンジン６側に第２速用駆動ギヤ２２ａが取り付けられ、軸受１３ａを挟んでエンジン６側とは反対側に遊星歯車機構３１のキャリア３６が取り付けられている。従って、プラネタリギヤ３４の公転により連結軸１３に取り付けられたキャリア３６と第２速用駆動ギヤ２２ａが一体に回転するように構成されている。

そして第２中間軸１６のエンジン６側とは反対側には遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が取り付けられ、第２主軸１２に連結された第２クラッチ４２によりクランク軸６ａからサンギヤ３２への動力伝達が断接可能に構成されている。

このように構成された動力出力装置１Ｃにおいても第１〜第３実施形態と同様の作用・効果を有する。なお、本実施形態においても第３実施形態と同様に奇数段の変速段を備える第１主軸１１に第１速用駆動ギヤ２１ａを設け、カウンタ軸１４に第１速用ギヤ対２１を構成する第１速用従動ギヤ２１ｂを取り付けることで、遊星歯車機構３１が故障した場合などの緊急時に対応できる構成とすることができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る動力出力装置について、図４０を参照して説明する。なお、第５実施形態の動力出力装置１Ｄは、後進用ギヤ列の構成以外は第２実施形態の動力出力装置１Ａと同様の構成を有する。このため、第２実施形態の動力出力装置１Ａと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

本実施形態の変速機２０Ｄでは、第１中間軸１５に、第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａと噛合する第１アイドル従動ギヤ２７ｂのみが取り付けられている。第１アイドル従動ギヤ２７ｂは、第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａと第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃとともに第１アイドルギヤ列２７Ａを構成し、第２クラッチ４２を接続することにより、エンジン６のカウンタ軸６ａを２つの変速軸のうちの一方の変速軸である第２中間軸１６に連結している。

一方、後進用駆動ギヤ２８ａは、回転軸線Ａ１と平行な回転軸線Ｅ１を中心として軸受１７ａ、１７ｂにより回転自在に支持されたリバース軸１７に相対回転自在に設けられ、第１主軸１１に取り付けられたリバース従動ギヤ２８ｂと噛合し、後進用ギヤ対２８を構成している。また、リバース軸１７には、第１中間軸１５に取り付けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと噛合する第３アイドル従動ギヤ２７ｄが取り付けられている。第３アイドル従動ギヤ２７ｄは、アイドル駆動ギヤ２７ａと第１アイドル従動ギヤ２７ｂとともに第２アイドルギヤ列２７Ｂを構成している。さらに後進用駆動ギヤ２８ａのエンジン６側とは反対側にリバース軸１７と後進用駆動ギヤ２８ａとを連結又は開放する後進用シフター５３が設けられている。そして、後進用シフター５３が後進用接続位置でインギヤするときには、リバース軸１７と後進用駆動ギヤ２８ａとが一体に回転し、後進用シフター５３がニュートラル位置にあるときには、リバース軸１７と後進用駆動ギヤ２８ａとが相対回転する。

このように構成された動力出力装置１Ｄでは、初期状態から後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤするとともにモータ７に逆転方向のモータトルクを印加して、第２クラッチ４２を締結することにより実現される。これにより、エンジン６のトルクが、第２主軸１２、第２アイドルギヤ列２７Ｂ（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第３アイドル従動ギヤ２７ｄ）、リバース軸１７、後進用ギヤ対２８（後進用駆動ギヤ２８ａ、後進用従動ギヤ２８ｂ）、第１主軸１１を介して遊星歯車機構３０のサンギヤ３２に伝達され、キャリア３６でエンジントルクとモータトルクが合成されて、合成されたトルクが連結軸１３、第３速用ギヤ対２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第１共用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。

このように構成された動力出力装置１Ｄにおいても第１〜第４実施形態と同様の作用・効果を有する。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、動力合成機構としてシングルピニオン式の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であってもよく、遊星歯車機構のように機械式のものに限定されず例えば、相反差動モータのような磁気的に差動回転するものであってもよい。

また、奇数段の変速段として第３速用駆動用ギヤと第５速用駆動用ギヤに加えて、第７、９・・速用駆動用ギヤを、偶数段の変速段として第２速用駆動用ギヤと第４速用駆動用ギヤに加えて、第６、８・・速用駆動用ギヤを設けてもよい。

また、上記実施形態によれば、以下の効果を有する。
２つの変速軸を備えているので、ハイブリッド車両として設計の自由度を高くできる。

２つの変速軸がそれぞれ断接手段を介して内燃機関に連結されるので、それぞれの断接手段をつなぎかえることにより変速ショックを低減することができる。

２つの変速軸のいずれか一方に奇数段からなる変速段を設け２つの変速軸の他方に偶数段からなる変速段を設けることでツインクラッチ式変速機を構成し、いずれかの変速軸に動力合成機構の第１要素を連結することができるので、ハイブリッド車両として設計の自由度を高くできる。

バッテリのＳＯＣがなくても電動機を回生して回生トルクと内燃機関のトルクを合成して第１速相当のトルクが出力されるので、バッテリのＳＯＣがなくても車両を発進することができる。

バッテリのＳＯＣがなくても電動機を回生して回生トルクと内燃機関の駆動トルクを合成して第１速相当のトルクが出力されるので、バッテリのＳＯＣがなくても車両を発進することができる。また、第３速用ギヤ対を第１速走行時にも利用することで第１速用ギヤ対を別途設ける必要がなく動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、第１共用従動ギヤが第３速ギヤ対と第２速用ギヤ対の両方を兼ねるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することによりさらに動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。

バッテリのＳＯＣがなくても電動機を回生して回生トルクと内燃機関の駆動トルクを合成して第１速相当のトルクが出力されるので、バッテリのＳＯＣがなくても車両を発進することができる。また、車両が所定の速度以上になれば電動機は正転方向に回転するので電動機の駆動トルクとして内燃機関の駆動トルクを合成して第１速走行することができる。

内燃機関のアイドリング中は、動力合成機構によりすべりを吸収することができるので、これによりクラッチにすべり機構を設ける必要がなくなりクラッチを小型化できる。

駆動用の電動機を用いて内燃機関を始動することができる。これにより、駆動用の電動機が内燃機関を始動するスタータとしての役割を兼ねることができる。

車両の停車中に電動機を回生して発電することでバッテリを充電することができる。

要求トルクに応じて駆動軸に内燃機関のトルクと電動機のトルクとの合成トルクを伝達することができる。

内燃機関のトルクに合わせて電動機のトルクを調整することにより、内燃機関をエンジンストール領域から最高回転の範囲内で駆動することができ、内燃機関に過度の負荷がかかるのを防止することができる。

内燃機関を適正駆動領域で駆動することにより燃費を向上することができるとともに、電動機を定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することで電動機に過度の負荷がかかるのを防止することができる。

内燃機関の動力で第２速走行することができ、また、第２速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。

内燃機関の動力で第３速走行することができ、また、第３速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。

電動機によるＥＶ走行を実現できる。

モータ走行しながら２通りの態様で内燃機関を始動することができる。

第２共用従動ギヤが第４速ギヤ対と第５速用ギヤ対の両方を兼ねるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することができ、動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。これにより、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車のエンジンルーム内に配置することができる。

内燃機関の動力で第４速走行することができ、また、第４速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。

内燃機関の動力で第５速走行することができ、また、第５速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。

第２速用ギヤ対に内燃機関の動力を伝達する中間軸に後進用駆動ギヤを設けることで、動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、第１共用従動ギヤが第３速ギヤ対と第２速用ギヤ対と後進用ギヤ対を兼ねるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することによりさらに動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。

内燃機関の動力で後進走行することができ、また、後進走行中に走行状況に応じて電動機でアシストすることができる。

中間軸に加えてリバース軸を設けることで中間軸とリバース軸の軸方向長さを短くすることができる。

内燃機関と電動機の動力を合成して後進走行することができる。

意図しない駆動力が作用しても車両の発進を防止することができる。

回生トルクを利用して第１速走行中にバッテリのＳＯＣが回生リミットに達した場合であっても、電動機の駆動トルクを出力することができ電力を消費することができる。従って、バッテリのＳＯＣが回生リミットに達していても車両を発進することができる。

第１速走行中にＳＯＣが回生リミットに達した場合であっても、第１速走行からＥＶ走行にスムーズに移行することができる。

電動機の制御装置の負荷低減、電動機の過度の発熱を防止しつつ、スムーズなモータ走行を行うことができる。

動力合成機構でエンジンブレーキ等で生じる駆動力の変化によるショックを吸収することができるため、乾式クラッチを用いることができる。また、乾式クラッチを用いることで、クラッチの断接に要する時間の短縮を図ることができ、変速ショックを抑制することができる。

動力合成機構を遊星歯車機構とすることで簡易な構成で内燃機関の動力と電動機の動力を合成することができる。

動力出力装置を小型化することができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 動力出力装置
６ エンジン
７ モータ
９ 駆動軸
１１ 第１主軸（第１変速軸、第２変速軸）
１２ 第２主軸（入力軸）
１３ 連結軸
１４ カウンタ軸
１５ 第１中間軸（中間軸）
１６ 第２中間軸（第２変速軸、第１変速軸）
１７ リバース軸
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 変速機
２２ 第２速用ギヤ対
２２ａ 第２速用駆動ギヤ
２３ 第３速用ギヤ対
２３ａ 第３速用駆動ギヤ
２３ｂ 第１共用従動ギヤ
２４ 第４速用ギヤ対
２４ａ 第４速用駆動ギヤ
２４ｂ 第２共用従動ギヤ
２５ 第５速用ギヤ対
２５ａ 第５速用駆動ギヤ
２６ａ ファイナルギヤ
２７ アイドルギヤ列
２７Ａ 第１アイドルギヤ列
２７Ｂ 第２アイドルギヤ列
２７ａ アイドル駆動ギヤ
２７ｂ 第１アイドル従動ギヤ
２７ｃ 第２アイドル従動ギヤ
２７ｄ 第３アイドル従動ギヤ
２８ 後進用ギヤ対
２８ａ 後進用駆動ギヤ
２８ｂ 後進用従動ギヤ
２９ パーキングギヤ
３０ 動力合成機構
３１ 遊星歯車機構（動力合成機構）
３２ サンギヤ（第１要素、第３要素）
３５ リングギヤ（第１要素、第３要素）
３６ キャリア（第２要素）
４１ 第１クラッチ（第１断接手段、第２断接手段）
４２ 第２クラッチ（第２断接手段、第１断接手段）
５１ 第１変速用シフター
５２ 第２変速用シフター
５３ 後進用シフター
５４ 第３変速用シフター

Claims (3)

1. 内燃機関と電動機とを駆動源とする車両に用いられ、
   前記内燃機関のクランク軸及び前記電動機からの機械的動力を、前記モータと連結された第１入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、前記第１入力軸と駆動輪とを連結させることが可能な第１変速機構と、
   前記内燃機関のクランク軸からの機械的動力を第２入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、前記第２入力軸と前記駆動輪とを連結させることが可能な第２変速機構と、
   前記内燃機関のクランク軸と前記第１入力軸とを連結させることが可能な第１断接手段と、
   前記内燃機関のクランク軸と前記第２入力軸とを連結させることが可能な第２断接手段と、を備え、
   前記第１断接手段と前記第２断接手段をすべらせながら接続して前記駆動輪に伝達されるトルクを調整しながら走行可能であることを特徴とする動力出力装置。
2. 前記内燃機関と前記電動機を共に駆動源として走行している状態から前記電動機を駆動源とするＥＶ走行に移行する際、前記第２変速機構の複数の変速段のうちいずれか１つを係合状態にして、前記第２入力軸と前記駆動輪とを連結させ、前記第２断接手段をすべらせながら接続して走行することを特徴とする請求項１に記載の動力出力装置。
3. 請求項１に記載の動力出力装置の制御方法であって、
   前記内燃機関の適正駆動領域で前記内燃機関を駆動し、
   前記電動機の定格出力を超えるか否かを判断し、
   前記電動機の定格出力を超える場合には、前記電動機の定格出力で駆動するとともに前記内燃機関の回転数を制御し、前記電動機の定格出力を超えない場合には、前記電動機の最高回転数を超えるか否かを判断し、
   前記電動機の最高回転数を越えない場合には、前記内燃機関を適正駆動領域で駆動したまま前記電動機を駆動し、前記電動機の最高回転数を超える場合には、前記電動機の最高回転数で駆動するとともに前記内燃機関の回転数を制御することを特徴とする動力出力装置の制御方法。

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