JP5330130B2

JP5330130B2 - 動力出力装置の制御装置

Info

Publication number: JP5330130B2
Application number: JP2009165783A
Authority: JP
Inventors: 武史池上; 真二藤本; 恵隆黒田; 隆行岸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-07-14
Also published as: JP2011020507A

Description

本発明は、ハイブリッド車両用の動力出力装置の制御装置に関する。

従来から伝達効率の高い手動変速機の変速動作を自動化した変速装置（以下、ＡＭＴ）をベースとして変速時のトルク中断によるショックを防止するため、２つの入力軸は歯車群を有し夫々クラッチを介してエンジンに接続可能とし、一方の入力軸をモータジェネレータで駆動可能としたツインクラッチ式変速機を備えたハイブリッド車両の動力出力装置（ＡＭＴ−ＨＥＶ）が提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１の動力出力装置１００は、図３０に示すように、２つの入力軸１０１、１０２は夫々クラッチＣ１、Ｃ２を介してエンジンＥｎｇに接続されており、さらに入力軸１０２にモータジェネレータＭＧが接続されている。そして、入力軸１０２はドグクラッチ１０５を締結することで低速側ギヤ列１０６を介してカウンタ軸１０７に接続され、入力軸１０１はドグクラッチ１０８を締結することで高速側ギヤ列１０９を介してカウンタ軸１０７に接続されている。

そして発進時には、クラッチＣ２を開放してドグクラッチ１０５を締結することでＥＶ発進することが開示されている。

特開２００５−１４７３１２号公報

しかしながら、モータジェネレータＭＧに電力を供給するバッテリの残容量（以下、ＳＯＣと呼ぶ。）によっては、ＥＶ発進できない場合がある。このような場合について特許文献１では何ら記載されていないが、車両の停止中にエンジンＥｎｇの動力を用いてモータジェネレータＭＧで充電を行なうことが考えられる。その状態から発進しようとすると、一度モータジェネレータＭＧを停止しドグクラッチ１０５を締結して入力軸１０２とカウンタ軸１０７を結合した後、クラッチＣ２を締結して第１速発進することが考えられるが、このような動作を経たのではもたつきが生じてしまう。

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、車両の停止中に内燃機関により電動機を回転させて発電している状態から発進するときのもたつきを防止する動力出力装置の制御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、前記電動機に電力を供給する蓄電手段（例えば、後述の実施形態のバッテリ３）と、第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチ４１）を介して前記内燃機関に接続され第１同期装置（例えば、後述の実施形態の第１変速用シフター５１）により複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の第３速用駆動ギヤ２３ａ、第５速用駆動ギヤ２５ａ、第７速用駆動ギヤ９７ａ）を選択可能な第１変速部と、第２断接手段（例えば、後述の実施形態の第２クラッチ４２）を介して前記内燃機関に接続され第２同期装置（例えば、後述の実施形態の第２変速用シフター５２）により複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の第２速用駆動ギヤ２２ａ、第４速用駆動ギヤ２４ａ、第６速用駆動ギヤ９６ａ）を選択可能な第２変速部と、を備え、前記第１変速部には前記内燃機関と前記電動機の少なくとも一方の動力が入力され、前記第２変速部には前記内燃機関の動力が入力され、前記第１変速部を介して第１速走行及びＥＶ走行を行なうことができ、前記第２変速部を介して第２速走行を行なうことができ、前記第１断接手段と前記第２断接手段とを繋ぎかえることで変速する動力出力装置（例えば、後述の実施形態の動力出力装置１、１Ａ）の制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段（例えば、後述の実施形態の車速検出手段５８）と、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段（例えば、後述の実施形態のシフトポジション検出手段５７）と、
前記蓄電手段の蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段（例えば、後述の実施形態のＳＯＣ検出手段４）と、を備え、
シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に前記第１断接手段を締結して前記電動機で充電している状態から車両を発進するとき、前記第２断接手段を締結して第２速発進を行ない、
前記第２断接手段を締結して第２速発進後、走行トルクよりも要求トルクが大きい場合には、第１速走行することを特徴とする。

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、
前記第２断接手段を締結して第２速発進を行なう際、前記第１断接手段を締結したまま前記第２断接手段を締結することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、
前記第２断接手段を締結するとき、前記電動機で前記第２断接手段の締結により発生する前記内燃機関のトルク変動を前記電動機で制振制御することにより補完することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項４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、前記電動機に動力を供給する蓄電手段（例えば、後述の実施形態のバッテリ３）と、
前記内燃機関から動力が出力される内燃機関出力軸（例えば、後述の実施形態のクランク軸６ａ）と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチ４１）によって選択的に前記内燃機関出力軸と結合される第１の入出力軸（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１）と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第２断接手段（例えば、後述の実施形態の第２クラッチ４２）によって選択的に前記内燃機関出力軸に結合される第２の入出力軸（例えば、後述の実施形態の第２中間軸１６）と、
前記内燃機関出力軸と平行に配置され、被駆動部に動力を出力する出入力軸（例えば、後述の実施形態のカウンタ軸１４）と、
前記第１の入出力軸上に配置され、第１同期装置（例えば、後述の実施形態の第１変速用シフター５１）を介して前記第１の入出力軸に選択的に連結される複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の第３速用駆動ギヤ２３ａ、第５速用駆動ギヤ２５ａ、第７速用駆動ギヤ９７ａ）よりなる第１ギヤ群と、
前記第２の入出力軸上に配置され、第２同期装置（例えば、後述の実施形態の第２変速用シフター５２）を介して前記第２の入出力軸に選択的に連結される複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の第２速用駆動ギヤ２２ａ、第４速用駆動ギヤ２４ａ、第６速用駆動ギヤ９６ａ）よりなる第２ギヤ群と、
前記出入力軸上に配置され、前記第１ギヤ郡のギヤと前記第２ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤ（例えば、後述の実施形態の第１共用従動ギヤ２３ｂ、第２共用従動ギヤ２４ｂ、第３共用従動ギヤ９６ｂ）よりなる第３ギヤ群と、
第１回転要素（例えば、後述の実施形態のサンギヤ３２）、第２回転要素（例えば、後述の実施形態のキャリア３６）、及び第３回転要素（例えば、後述の実施形態のリングギヤ３５）を互いに差動回転可能に構成した差動式減速機（例えば、後述の実施形態の遊星歯車機構３１）と、を備え、
前記第１回転要素は、前記第１の入出力軸と前記第２の入出力軸の何れか一方に接続されるとともに前記電動機に接続され、
前記第３回転要素は、回転を停止できるロック機構（例えば、後述の実施形態のシンクロ機構６１）に接続され、
前記第２回転要素は、前記第１ギヤ群のギヤと連結されて動力を前記出入力軸に伝達可能であり、
前記第１の入出力軸と前記第２の入出力軸の他方は前記差動式減速機を介することなく動力を前記出入力軸に伝達可能であり、
前記第１の入出力軸を介して第１速走行及びＥＶ走行を行なうことができ、前記第２の入出力軸を介して第２速走行を行なうことができ、前記第１断接手段と前記第２断接手段とを繋ぎかえることで変速する動力出力装置（例えば、後述の実施形態の動力出力装置１、１Ａ）の制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段（例えば、後述の実施形態の車速検出手段５８）と、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段（例えば、後述の実施形態のシフトポジション検出手段５７）と、
前記蓄電手段の蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段（例えば、後述の実施形態のＳＯＣ検出手段４）と、を備え、
シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に前記第１断接手段を締結して前記電動機で充電している状態から車両を発進するとき、前記第２断接手段を締結して第２速発進を行なうことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明の構成に加えて、
前記第２断接手段を締結して第２速発進を行なう際、前記第１断接手段を締結したまま前記第２断接手段を締結することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明の構成に加えて、
前記第２断接手段を締結するとき、前記第２断接手段の締結により発生する前記内燃機関のトルク変動を前記電動機で制振制御することにより補完することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載の発明の構成に加えて、
前記第２断接手段を締結して第２速発進後、走行トルクよりも要求トルクが大きい場合には、前記ロック機構をロックして前記第１の入出力軸と前記出入力軸を連結した後、前記第２断接手段と前記第１断接手段をつなぎかえることにより第１速走行することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の発明の構成に加えて、
前記第２断接手段を締結して第２速発進した後、走行トルクよりも要求トルクが大きい場合又は前記蓄電装置の蓄電容量が所定量よりも多い場合には、前記電動機を駆動して前記内燃機関の動力に前記電動機の動力を足し合わせて走行することを特徴とする。

請求項１の動力出力装置の制御装置によれば、シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に第１断接手段を締結して電動機で充電している状態から車両を発進するとき、第２断接手段を締結して第２速発進を行なうので、第１断接手段に接続される第１変速部のみを用いて充電、発進を行なう場合に比べて迅速な発進を行うことができ発進時のもたつきを回避することができる。
また、要求トルクが大きい場合に第２速発進後即座に第１速走行に切り替えることで、エンジンの動力で安定した走行を行うことができる。

請求項２の動力出力装置の制御装置によれば、第２断接手段を締結して第２速発進を行なう際、第１断接手段を締結したまま第２断接手段を締結するので、電動機でアシスト又は制振制御を行なう際に再度第１断接手段を締結することを回避することができる。

請求項３の動力出力装置の制御装置によれば、第２断接手段の締結により発生する内燃機関のトルク変動に伴う振動を電動機で抑制することができドライバビリティを向上させることができる。

請求項４の動力出力装置の制御装置によれば、シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に第１断接手段を締結して電動機で充電している状態から車両を発進するとき、第２断接手段を締結して第２速発進を行なうので、一度モータジェネレータを停止しロック機構をロックして第１の入出力軸と出入力軸を動力伝達可能に連結した後、第１断接手段を締結して発進する場合に比べて、迅速な発進を行うことができ発進時のもたつきを回避することができる。

請求項５の動力出力装置の制御装置によれば、第２断接手段を締結して第２速発進を行なう際、第１断接手段を締結したまま第２断接手段を締結するので、電動機が出力軸に接続されているため、電動機でアシスト又は制振制御を行なう際に再度第１断接手段を締結することを回避することができる。

請求項６の動力出力装置の制御装置によれば、第２断接手段の締結により発生する内燃機関のトルク変動に伴う振動を電動機で抑制することができドライバビリティを向上させることができる。

請求項７の動力出力装置の制御装置によれば、第２断接手段を締結して第２速発進後、要求トルクが大きい場合には、第１断接手段を開放しロック機構をロックして第１の入出力軸と出入力軸を動力伝達可能に連結した後、第２断接手段と第１断接手段をつなぎかえることにより第１速走行するので、要求トルクが大きい場合に第２速発進後即座に第１速走行に切り替えることで、エンジンの動力で安定した走行を行うことができる。

請求項８の動力出力装置の制御装置によれば、第２断接手段を締結して第２速発進した後、要求トルクが大きい場合又は蓄電装置の蓄電容量が多い場合には、電動機を駆動して内燃機関の動力に電動機の動力を足し合わせて走行するので、要求トルクが大きい場合にモータアシストにより安定した走行を行うことができる。

本発明の制御装置を適用可能な動力出力装置の一例を示す概略図である。図１の動力出力装置の制御系の概略構成図である。ＥＣＵの概略構成図である。車両の停止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。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。１ｓｔ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。（ａ）は１ｓｔ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２ｎｄＰｏｓｔ１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。２ｎｄＰｏｓｔ１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モード（クラッチ両掴み）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。２ｎｄＰｒｅ３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。（ａ）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り、（ｂ）は３ｒｄＰｏｓｔ２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。（ａ）は３ｒｄ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４ｔｈＰｏｓｔ３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。４ｔｈＰｏｓｔ３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モード（クラッチ両掴み）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。４ｔｈＰｒｅ５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。（ａ）は４ｔｈ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５ｔｈＰｏｓｔ４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。１ｓｔＥＶ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。３ｒｄＥＶ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。５ｔｈＥＶ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。ＥＶ走行からエンジン始動する場合におけるフローチャートである。アイドル充電時の（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。図１の動力出力装置における各モード間の移行を説明する説明図である。図１の動力出力装置の車両状態とクラッチ、変速用シフター、ブレーキ、モータ、エンジンの状態をまとめた図である。車両の停止中から発進するまでの制御を説明するフロー図である。モータゼロ回転でシンクロ機構をロック状態（１ｓｔインギヤ）にした図であり、（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。車両の停止中、モータで充電している状態から車両を第２速発進した状態の図であり、（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。本発明の制御装置を適用可能な動力出力装置の他の例を示す概略図である。特許文献１に記載の動力出力装置の概略図である。

以下、本発明の動力出力装置の制御装置の実施形態ついて図面を参照しながら説明する。図１はハイブリッド車両の駆動系の概略構成図である。
動力出力装置１は、図１に示すように、車両（図示せず）の駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷ（被駆動部）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、動力を駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達するための変速機２０と、変速機２０の一部を構成する差動式減速機３０と、を備えている。

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、変速機２０の第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）が接続されている。

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）で構成された中空円筒状を有し、後述する差動式減速機３０を構成する遊星歯車機構３１のリングギヤ３５の外周側に配置され、遊星歯車機構３１のサンギヤ３２に接続されている。これにより、ロータ７２は、差動式減速機３０を構成する遊星歯車機構３１のサンギヤ３２と一体に回転するように構成されている。

差動式減速機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、サンギヤ３２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。

リングギヤ３５には、リングギヤ３５の回転を停止（ロック）可能に構成されたシンクロ機構６１（ロック機構）が接続されている。

変速機２０は、前述した第１クラッチ４１と第２クラッチ４２と、差動式減速機３０を構成する遊星歯車機構３１と、後述する複数の変速ギヤ群を備えた、いわゆるツインクラッチ式変速機である。

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の入出力軸）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（出入力軸）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の入出力軸）と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｅ１を中心として回転自在なリバース軸１７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が接続され、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とモータ７のロータ７２が取り付けられている。従って、第１主軸１１は、第１クラッチ４１によって選択的にエンジン６のクランク軸６ａと結合されるとともにモータ７と直結され、エンジン６及び/又はモータ７の動力がサンギヤ３２に伝達されるように構成されている。

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が接続され、エンジン６側とは反対側にアイドル駆動ギヤ２７ａが一体に取り付けられている。従って、第２主軸１２は、第２クラッチ４２によって選択的にエンジン６のクランク軸６ａと結合され、エンジン６の動力がアイドル駆動ギヤ２７ａへ伝達されるように構成されている。

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が一体に取り付けられ、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が一体に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、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と相対回転自在に第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられるとともに第１主軸１１と一体に回転するリバース従動ギヤ２８ｂが取り付けられ、さらに第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａとの間に、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａ又は第５速用駆動ギヤ２５ａ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。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が一体となる。

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が一体に取り付けられている。

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が一体に取り付けられている。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とともに第１アイドルギヤ列２７Ａを構成している。また、第２中間軸１６には、第１主軸１１周りに設けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａと対応する位置にそれぞれ第２中間軸１６と相対回転可能な第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａとが設けられている。さらに第２中間軸１６には、第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａとの間に、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａ又は第４速用駆動ギヤ２４ａ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２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中間軸１６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。

カウンタ軸１４には、エンジン６側とは反対側から順に第１共用従動ギヤ２３ｂと、第２共用従動ギヤ２４ｂと、パーキングギヤ２１と、ファイナルギヤ２６ａとが一体に取り付けられている。
ここで、第１共用従動ギヤ２３ｂは、連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと噛合して第３速用駆動ギヤ２３ａと共に第３速用ギヤ対２３を構成し、第２中間軸１６に設けられた第２速用駆動ギヤ２２ａと噛合して第２速用駆動ギヤ２２ａと共に第２速用ギヤ対２２を構成する。
第２共用従動ギヤ２４ｂは、第１主軸１１に設けられた第５速用駆動ギヤ２５ａと噛合して第５速用駆動ギヤ２５ａと共に第５速用ギヤ対２５を構成し、第２中間軸１６に設けられた第４速用駆動ギヤ２４ａと噛合して第４速用駆動ギヤ２４ａと共に第４速用ギヤ対２４を構成する。
ファイナルギヤ２６ａは差動ギヤ機構８と噛合して、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、カウンタ軸１４に伝達された動力はファイナルギヤ２６ａから差動ギヤ機構８、駆動軸９，９、駆動輪ＤＷ，ＤＷへと出力される。

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が一体に取り付けられている。第３アイドル従動ギヤ２７ｄ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とともに第２アイドルギヤ列２７Ｂを構成している。また、リバース軸１７には、第１主軸１１に取り付けられた後進用従動ギヤ２８ｂと噛合する後進用駆動ギヤ２８ａがリバース軸１７と相対回転自在に設けられている。後進用駆動ギヤ２８ａは、後進用従動ギヤ２８ｂとともに後進用ギヤ列２８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。

以上の構成により、本実施形態の動力出力装置１は、以下の第１〜第５の伝達経路を有している。
（１）第１伝達経路は、エンジン６のクランク軸６ａが、第１主軸１１、遊星歯車機構３１、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に連結される伝達経路である。ここで、差動式減速機である遊星歯車機構３１の減速比は、第１伝達経路を介して伝達されるエンジントルクが第１速相当となるように設定されている。即ち、遊星歯車機構３１の減速比と第３速用ギヤ対２３の減速比をかけ合わせた減速比が第１速相当となるように設定されている。
（２）第２伝達経路は、エンジン６のクランク軸６ａが、第２主軸１２、第１アイドルギヤ列２７Ａ（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）又は第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に連結される伝達経路である。
（３）第３伝達経路は、エンジン６のクランク軸６ａが、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）又は第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に連結される伝達経路である。
（４）第４伝達経路は、モータ７が、遊星歯車機構３１又は第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）又は第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に連結される伝達経路である。
（５）第５伝達経路は、エンジン６のクランク軸６ａ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、後進用ギヤ列２８（後進用駆動ギヤ２８ａ、後進用従動ギヤ２８ｂ）、遊星歯車機構３１、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に連結される伝達経路である。

また、本実施形態の動力出力装置１において、モータ７は、図２に示すように、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に接続されている。ＰＤＵ２は、モータ７へ電力を供給またはモータ７からの電力を充電するバッテリ３に接続されている。バッテリ３には、その残容量（以下、蓄電容量又はＳＯＣという。）を検出するＳＯＣ検出手段４が接続されている。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る。また、モータ７は、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、シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段５７と、車両の車速を検出する車速検出手段５８に接続されている。

図３は、ＥＣＵ５の概略構成図である。ＥＣＵ５は、バッテリ３のＳＯＣからモータ７による車両の発進の可否を判断するＥＶ発進判定手段５５を備え、ＥＣＵ５には加速要求、制動要求、エンジン回転数、モータ回転数、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、シンクロ機構６１のロックを制御する信号などが出力される。

このように構成された動力出力装置１においては、第３速用ギヤ対２３、第５速用ギヤ対２５、及び第１変速用シフター５１により第１変速部が構成され、第２速用ギヤ対２２、第４速用ギヤ対２４、第２変速用シフター５２により第２変速部が構成される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａにより奇数ギヤ群（第１ギヤ群）が構成され、第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａにより偶数ギヤ群（第２ギヤ群）が構成され、第１共用従動ギヤ２３ｂと第２共用従動ギヤ２４ｂにより出力ギヤ（大３ギヤ群）が構成されている。

次に、動力出力装置１の作動制御について説明する。なお、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り、シンクロ機構６１はリングギヤ３５の回転を許容するロックオフ状態（ＳＹＮロックＯＦＦ）にあるものとする。以下、この状態を初期状態と呼ぶ。
先ず、動力出力装置１における車両の停止中、即ち、イグニッションがＯＦＦ（ＩＧ_ＯＦＦ）の状態について説明する。
イグニッションがＯＦＦの状態においては、図４に示すように、エンジン６及びモータ７が停止しているため、トルクは発生していない。このとき、動力出力装置１は初期状態となっている。

この状態からイグニッションをＯＮ（ＩＧ_ＯＮ）にして、モータ７を駆動（正転方向にトルクを印加）し第１クラッチ４１を締結すると、図５に示すように、ロータ７２に接続された遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が正転方向に回転する。このとき、シンクロ機構６１のロックがなされていないため、リングギヤ３５は逆転方向に回転する。従って、キャリア３６にはモータトルクが伝達されず車両は停止している。そして、モータトルクはサンギヤ３２と一体に回転する第１主軸１１からエンジン６のクランク軸６ａに伝達され、クランク軸６ａをクランキングしてエンジン６を始動する（停止中ＥＮＧ始動）。

そして、エンジン始動後、シンクロ機構６１をロックした状態で第１クラッチ４１を締結しエンジントルクをあげると、サンギヤ３２に伝達されたエンジントルクが減速してキャリア３６に伝達され、図７（ａ）に示すように、前述した第３速用ギヤ対２３を通る第１伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され第１速走行（１ｓｔモード）がなされる。この図７(ａ)の状態を以下、１ｓｔモードと呼ぶ。

図６は、１ｓｔモードで走行中にモータ７でアシストする場合を示している。図６（ａ）の速度線図は、モータ７の停止位置を０、上方を正転方向、下方を逆転方向とし、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、図４、５及び後述する速度線図においても同様である。また、図６（ｂ）はトルクの伝達状況を示す図であり、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。
１ｓｔモードで走行中に、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクがサンギヤ３２からキャリア３６に減速して伝達され、前述した第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。言い換えると、エンジントルクとモータトルクがサンギヤ３２に伝達され、合成トルクが駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。

続いて、第１速走行から第２速走行にシフトアップする制御について説明する。先ず、図７（ａ）の１ｓｔモードの状態から、第２変速用シフター５２をニュートラル位置から第２速用接続位置にインギヤする（１ｓｔＰｒｅ２モード）。以下、この第１速走行中に第２変速用シフター５２を第２速用接続位置にプレシフトした状態を１ｓｔＰｒｅ２モードと呼ぶ。この状態においても、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加したり、逆転方向に回生トルクを印加することでモータ７でアシスト又は充電を行なうことができる。そして、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を締結することにより、図７（ｂ）に示すように、エンジントルクは第２速用ギヤ対２２を通る第２伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、これにより第２速走行（２ｎｄＰｏｓｔ１モード）がなされる。以下、この第２速走行中においてシンクロ機構６１がロックされたままの図７（ｂ）の状態を以下、２ｎｄＰｏｓｔ１モードと呼ぶ。

図８は、２ｎｄＰｏｓｔ１モードで走行中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、サンギヤ３２にはモータトルクが入力され、モータトルクがサンギヤ３２からキャリア３６に減速して伝達され、第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。

そして、２ｎｄＰｏｓｔ１モードから、図１１（ａ）に示すように、シンクロ機構６１のロックを解除することにより２ｎｄモードとなる。この２ｎｄモードでは、第１クラッチ４１が切断されシンクロ機構６１のロックが解除されているため、サンギヤ３２及びリングギヤ３５が空転しモータ７が切り離されている。

また、２ｎｄモードは、図１１（ａ）に示した態様の他に、１ｓｔＰｒｅ２モードから第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる代わりに、シンクロ機構６１のロックを解除するとともに第１クラッチ４１を締結したまま、さらに第２クラッチ４２を締結する態様がある。

図９は、この第１及び第２クラッチ４１、４２の両方を接続（クラッチ両掴み）した２ｎｄモードで走行中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクとエンジントルクの合成トルクが第２速用ギヤ対２２を通る第２伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。なお、この第１及び第２クラッチ４１、４２の両方を接続する場合、サンギヤ３２は第２速の減速比で回され、キャリア３６は第３速の減速比で回されるため、遊星歯車機構３１では図９（ａ）で示す一定の差回転が生じる。

続いて、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。先ず、図１１（ａ）に示す２ｎｄモードから、第１変速用シフター５１をニュートラル位置から第３速用接続位置にインギヤする（２ｎｄＰｒｅ３モード）。以下、この第２速走行中に第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２ｎｄＰｒｅ３モードと呼ぶ。

図１０は、２ｎｄＰｒｅ３モードで走行中にモータ７でアシストする場合を示している。前述したように第１変速用シフター５１を第３速用接続位置にインギヤすることで、遊星歯車機構３１は一体に回転する。従って、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクがそのまま減速されずに第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。

そして、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を締結することにより、図１１（ｂ）に示すように、エンジントルクは第３速用ギヤ対２３を通る第３伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、これにより第３速走行（３ｒｄＰｏｓｔ２モード）がなされる。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１１（ｂ）の状態を以下、３ｒｄＰｏｓｔ２モードと呼ぶ。この状態においても、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加したり、逆転方向に回生トルクを印加することでモータ７でアシスト又は充電を行なうことができる。

そして、３ｒｄＰｏｓｔ２モードから、図１３（ａ）に示すように、第２変速用シフター５２を第２速用接続位置からニュートラル位置にインギヤすることにより、３ｒｄモードとなる。

図１２は、３ｒｄモードで走行中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクがそのまま減速されずに第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。言い換えると、エンジントルクとモータトルクが第３速用ギヤ対２３に伝達され、合成トルクが駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。

続いて、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。先ず、図１３（ａ）の３ｒｄモードの状態から、第２変速用シフター５２をニュートラル位置から第４速用接続位置にインギヤする（３ｒｄＰｒｅ４モード）。以下、この第３速走行中に第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３ｒｄＰｒｅ４モードと呼ぶ。この状態においても、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加したり、逆転方向に回生トルクを印加することでモータ７でアシスト又は充電を行なうことができる。そして、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を締結することにより、図１３（ｂ）に示すように、エンジントルクは前述した第４速用ギヤ対２４を通る第２伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、これにより第４速走行（４ｔｈＰｏｓｔ３モード）がなされる。この第４速走行中において第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１３（ｂ）の状態を以下、４ｔｈＰｏｓｔ３モードと呼ぶ。

図１４は、４ｔｈＰｏｓｔ３モード中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクがそのまま第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。

そして、４ｔｈＰｏｓｔ３モードから、図１７（ａ）に示すように、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置からニュートラル位置にインギヤすることにより４ｔｈモードとなる。この４ｔｈモードでは、第１クラッチ４１が切断されシンクロ機構６１のロックが解除されているため、サンギヤ３２及びリングギヤ３５が空転しモータ７が切り離されている。

また、４ｔｈモードは、図１７（ａ）に示した態様の他に、３ｒｄＰｒｅ４モードから第１及び第２クラッチ４１、４２をつなぎかえる代わりに、第１クラッチ４１を締結したまま、さらに第２クラッチ４２を締結する態様がある。

図１５は、この第１及び第２クラッチ４１、４２の両方を接続（クラッチ両掴み）した４ｔｈモード中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクとエンジントルクの合成トルクが第４速用ギヤ対２４を通る第２伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。なお、この第１及び第２クラッチ４１、４２の両方を接続する場合、サンギヤ３２は第４速の減速比で回され、キャリア３６は第３速の減速比で回されるため、遊星歯車機構３１では図１５（ａ）で示す一定の差回転が生じる。

続いて、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。先ず、図１７（ａ）に示す４ｔｈモードから、第１変速用シフター５１をニュートラル位置から第５速用接続位置にインギヤする（４ｔｈＰｒｅ５モード）。以下、この第４速走行中に第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４ｔｈＰｒｅ５モードと呼ぶ。

図１６は、４ｔｈＰｒｅ５モード中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、サンギヤ３２にはモータトルクが入力され、モータトルクがサンギヤ３２からキャリア３６に加速して伝達され、モータトルクが前述した第５速用ギヤ対２５を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。なお、この状態では、サンギヤ３２は第５速の減速比で回され、キャリア３６は第３速の減速比で回されるため、遊星歯車機構３１では図１６（ａ）で示す一定の差回転が生じる。

そして、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を締結することにより、図１７（ｂ）に示すように、エンジントルクは第５速用ギヤ対２５を通る第３伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、これにより第５速走行（５ｔｈＰｏｓｔ４モード）がなされる。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１７（ｂ）の状態を以下、５ｔｈＰｏｓｔ４モードと呼ぶ。この状態においても、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加したり、逆転方向に回生トルクを印加することでモータ７でアシスト又は充電を行なうことができる。

そして、５ｔｈＰｏｓｔ４モードから、第２変速用シフター５２を第４速用接続位置からニュートラル位置にインギヤすることにより、５ｔｈモードとなる。

図１８は、５ｔｈモード中にモータ７でアシストする場合を示している。この状態から、モータ７を駆動して正転方向にモータトルクを印加することで、モータトルクが第５速用ギヤ対２５を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。言い換えると、エンジントルクとモータトルクが第５速用ギヤ対２５に伝達され、合成トルクが駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。一方、モータ７を駆動せずに、モータ７に逆転方向の回生トルクを印加させることにより、モータ７で充電することができる。なお、この状態では、サンギヤ３２は第５速の減速比で回され、キャリア３６は第３速の減速比で回されるため、遊星歯車機構３１では図１８（ａ）で示す一定の差回転が生じる。

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。
車両の後進走行には、エンジン６を用いる場合と、ＥＶ走行で後進走行する場合があるが、ここではエンジン６を用いる場合を説明し、ＥＶ走行で後進走行する場合はＥＶ走行の説明とあわせて後述する。
エンジン６のトルクのみを用いる場合の後進走行は、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シンクロ機構６１をロック状態にして第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、上述した第５伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。この状態においても、モータ７を駆動して逆転方向にモータトルクを印加したり、正転方向に回生トルクを印加することでモータ７でアシスト又は充電を行なうことができる。

次に、ＥＶ走行について説明する。
動力出力装置１は３つのＥＶ走行モードを備えている。
１つ目のＥＶ走行は、初期状態からシンクロ機構６１をロック状態（ＯＷＣロックＯＮ）にすることによりなされる１ｓｔＥＶモードである。
この状態で、モータ７を駆動（正転方向にトルクを印加）すると、図１９（ａ）に示すように、ロータ７２に接続された遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が正転方向に回転する。このとき、図１９（ｂ）に示すように、第１及び第２クラッチ４１、４２が切断されているため、サンギヤ３２に伝達された動力は第１主軸１１からエンジン６のクランク軸６ａに伝達されることはない。そして、シンクロ機構６１のロックがなされているため、モータトルクがサンギヤ３２からキャリア３６に減速して伝達され、第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。
また、この１ｓｔＥＶモードでの後進走行は、モータ７を逆転方向に駆動して逆転方向にモータトルクを印加することでなされる。

２つ目のＥＶ走行は、初期状態から第１変速用シフター５１をニュートラル位置から第３速用接続位置でインギヤすることによりなされる３ｒｄＥＶモードである。前述したように第１変速用シフター５１を第３速用接続位置にインギヤすることで、遊星歯車機構３１は一体となっている。
この状態で、モータ７を駆動（正転方向にトルクを印加）すると、図２０（ａ）に示すように、ロータ７２に接続された遊星歯車機構３１は一体で正転方向に回転する。このとき、第１及び第２クラッチ４１、４２が切断されているため、サンギヤ３２に伝達された動力は第１主軸１１からエンジン６のクランク軸６ａに伝達されることはない。そして、モータトルクが第３速用ギヤ対２３を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。
また、この３ｒｄＥＶモードでの後進走行は、モータ７を逆転方向に駆動して逆転方向にモータトルクを印加することでなされる。

３つ目のＥＶ走行は、初期状態から第１変速用シフター５１をニュートラル位置から第５速用接続位置でインギヤすることによりなされる５ｔｈＥＶモードである。
この状態で、モータ７を駆動（正転方向にトルクを印加）すると、図２１（ａ）に示すように、ロータ７２に接続された遊星歯車機構３１のサンギヤ３２が正転方向に回転する。このとき、図２１（ｂ）に示すように、第１及び第２クラッチ４１、４２が切断されているため、サンギヤ３２に伝達された動力は第１主軸１１からエンジン６のクランク軸６ａに伝達されることはない。そして、モータトルクが第５速用ギヤ対２５を通る第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。
また、この５ｔｈＥＶモードでの後進走行は、モータ７を逆転方向に駆動して逆転方向にモータトルクを印加することでなされる。

次に、ＥＶ走行からエンジン始動する場合について、３ｒｄＥＶモードでの走行を例に図２２のフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、図２０で示す３ｒｄ走行中に、モータ７のトルク抜きを行なうとともに第３速用接続位置でインギヤしていた第１変速用シフター５１をニュートラル位置に戻す（Ｓ１）。続いて、第１クラッチ４１を締結して（Ｓ２）、クランク軸６ａをクランキングしてエンジン６を始動する（Ｓ３）。続いて、第１クラッチ４１を切断し（Ｓ４）、シンクロ機構６１をロックするとともに第１クラッチ４１を締結する（Ｓ５）と同時に、モータトルクをあげてリングギヤ３５を正転方向に回転させる（Ｓ６）。これにより、３ｒｄＥＶモードでの走行から図６に示す第１速走行（１ｓｔモードアシスト）に移行することができる（Ｓ７）。
なお、第１クラッチ４１を締結してエンジン６を始動する以外にも、第２クラッチ４２を締結するとともに、第２変速用シフター５２を第２速用接続位置又は第４速用接続位置でインギヤすることで、エンジン６を始動することができる。

次に、車両の停止（アイドリング）中に充電する場合について説明する。
車両の停車（アイドリング）中に充電する場合は、初期状態から第１クラッチ４１を締結してアイドリングした状態からエンジントルクをあげることで、図２３に示すように、サンギヤ３２に直結したモータ７が正転方向に回転するとともに逆転方向にトルクが印加され、充電がなされる。このとき、シンクロ機構６１のロックが解除されているため、リングギヤ３５が空転しキャリア３６にトルクが伝達されることはない。

なお、上記実施形態は、１速ずつシフトチェンジする場合を説明したが、これに限定されず、図２４に示すように、車両の速度や必要トルクに応じて適宜変速したり、アシスト又は充電することができる。

次に、車両の発進制御について図２６を参照して説明する。
車両の停止中イグニッションがＯＮ（ＩＧ_ＯＮ）されると、ＳＯＣ検出手段４は、バッテリ３のＳＯＣ量を検出する（ステップＳ１１）。このときシフトポジションはパーキングポジション又はニュートラルポジションとなっている。ステップ１１において、ＳＯＣ量がＥＶ発進するために十分なＳＯＣ量を有していれば発進要求を待って、運転者がシフトポジションを走行ポジションに変更するなど運転者からの発進要求があれば（ステップＳ１２）、ＥＶ発進の準備を行なう。ＥＶ発進する場合、図１９に示した１ｓｔＥＶモードでの発進を例にとると、図２７で示すように、先ず、モータ７をゼロ回転に制御した後（ステップＳ１３）、シンクロ機構６１をロック状態にする（ステップＳ１４）。

また、ステップＳ１１において、ＳＯＣ量がモータ７でエンジン６を始動できるほど蓄電容量がない場合（極小）、不図示のスタータモータでエンジン６を始動する（ステップＳ１５）。一方、ＳＯＣ量がモータ７でエンジン６は始動できるが、ＥＶ発進するほど十分なＳＯＣ量がない場合、図５で示したように、モータ７を駆動することでエンジン６を始動する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１５又はステップＳ１６によってエンジン６を始動した後、第１クラッチ４１を締結し（ステップＳ１７）、図２３に示すようにモータ７で発電させてアイドル充電を行なう（ステップＳ１８）。その後、発進要求を待って、運転者がシフトポジションを走行ポジションに変更するなど運転者からの発進要求があれば（ステップＳ１９）、偶数変速段のうち最小のギヤ段を選択するため第２変速用シフター５２をニュートラル位置から第２速用接続位置にインギヤし（ステップＳ２０）、第１クラッチ４１とともにさらに第２クラッチ４２を締結する（ステップＳ２１）。これにより、図２８に示すように、第２速用ギヤ対２２を用いて第２速発進を行なうことができる。このとき、要求駆動力がエンジン始動トルクを比較し（ステップＳ２２）、要求駆動力がエンジン始動トルクより大きければ、モータ７を駆動することでエンジン６とモータ７の動力を足し合わせて発進を行う（ステップＳ２３）。また、第２速発進後、要求トルクが大きい場合には、第１クラッチ４１を開放しシンクロ機構６１をロック状態にして第１主軸１１とカウンタ軸１４を動力伝達可能に結合した後、第２クラッチ４２と第１クラッチ４１をつなぎかえることにより第１速走行してもよい。一方、ステップＳ２２において、要求駆動力がエンジン始動トルクより小さい場合には、そのままエンジン６の動力のみで発進する。このとき、第２クラッチ４２の締結により発生するエンジン６の動力の変動に伴う振動を抑制するように制振制御を行なってもよい。具体的には、変速機２０の第１主軸１１又は第２主軸１２、又はクランク軸６ａとカウンタ軸１４のパルスに基づいてトルク変動を算出し、エンジン６のトルク変動に起因する駆動系でのトルク変動を抑制、例えば共振域を抜くようにモータトルクを出力させる。

以上、説明したように本実施形態によれば、シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に第１クラッチ４１を締結してバッテリ３を充電している状態から車両を発進するとき、第２クラッチ４２を締結して第２速発進を行なうので、一度モータ７を停止しシンクロ機構６１をロック状態にして第１主軸１１とカウンタ軸１４を連結した後、第１クラッチ４１を締結して第１速発進する場合に比べて、迅速な発進を行うことができ発進時のもたつきを回避することができる。即ち、ツインクラッチ式変速機の一方のクラッチをつないで充電している際に、他方のクラッチで発進することで迅速な発進を行うことができ発進時のもたつきを回避することができる。

また、発進時に第２クラッチ４２を締結するとき、第２クラッチ４２の締結により引き込まれるトルク分をモータ７を制振制御することにより補完するので、モータ７によりエンジン６の駆動力の変動に伴って発生する振動を抑制することができドライバビリティを向上させることができる。

また、第２クラッチ４２を締結して第２速発進を行なう際、第１クラッチ４１を締結したまま第２クラッチ４２を締結するので、モータ７でアシスト又は制振制御を行なう際に再度第１クラッチ４１を締結することを回避することができる。

また、第２クラッチ４２を締結して第２速発進した後、要求トルクが大きい場合には、第１クラッチ４１を開放し第１主軸１１とカウンタ軸１４を結合した後、第２クラッチ４２と第１クラッチ４１をつなぎかえることにより第１速走行するので、要求トルクが大きい場合に第２速発進後即座に第１速走行に切り替えることで、エンジン６の動力で安定した走行を行うことができる。

また、第２クラッチ４２を締結して第２速発進した後、要求トルクが大きい場合又はバッテリ３のＳＯＣが多い場合には、モータ７を駆動してエンジン６の動力にモータ７の動力を足し合わせて走行するので、要求トルクが大きい場合にモータアシストにより安定した走行を行うことができる。

次に動力出力装置の他の例について図２９を参照して説明する。動力出力装置１Ａは、変速機２０Ａにおいて差動式減速機３０を構成する遊星歯車機構３１と、第２〜第５速用ギヤ対２２〜２５に加えて、第６速用ギヤ対９６と第７速用ギヤ対９７を備えている点で動力出力装置１と相違している。以下、この動力出力装置１Ａについて、上述した動力出力装置１との相違点のみを説明する。

第１主軸１１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１主軸１１と相対回転自在に第７速用駆動ギヤ９７ａが設けられている。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第７速用駆動ギヤ９７ａとの間に、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａ又は第７速用駆動ギヤ９７ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１Ａが設けられ、第７速用駆動ギヤ９７ａと第５速用駆動ギヤ２５ａとの間に、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第３変速用シフター５１Ｂが設けられている。そして、第１変速用シフター５１Ａ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７速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第７速用駆動ギヤ９７ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１Ａ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７速用駆動ギヤ９７ａに対し相対回転する。また、第３変速用シフター５１Ｂ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が連結して一体に回転し、第３変速用シフター５１Ｂがニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第５速用駆動ギヤ２５ａに対し相対回転する。

第２中間軸１６には、第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａとの間に第２中間軸１６と相対回転自在に第６速用駆動ギヤ９６ａが設けられている。また、第２速用駆動ギヤ２２ａと第６速用駆動ギヤ９６ａとの間に、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａ又は第６速用駆動ギヤ９６ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２Ａが設けられ、第６速用駆動ギヤ９６ａと第４速用駆動ギヤ２４ａとの間に、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第４変速用シフター５２Ｂが設けられている。そして、第２変速用シフター５２Ａ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と第２速用駆動ギヤ２２ａが連結して一体に回転し、第６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６速用駆動ギヤ９６ａが一体に回転し、第２変速用シフター５２Ａがニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６は第２速用駆動ギヤ２２ａと第６速用駆動ギヤ９６ａに対し相対回転する。また、第４変速用シフター５２Ｂ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と第４速用駆動ギヤ２４ａが連結して一体に回転し、第４変速用シフター５２Ｂがニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６は第４速用駆動ギヤ２４ａに対し相対回転する。

カウンタ軸１４には、第１共用従動ギヤ２３ｂと第２共用従動ギヤ２４ｂとの間に、第３共用従動ギヤ９６ｂがカウンタ軸１４に一体に取り付けられている。
ここで、第３共用従動ギヤ９６ｂは、第１主軸１１に設けられた第７速用駆動ギヤ９７ａと噛合して第７速用駆動ギヤ９７ａと共に第７速用ギヤ対９７を構成し、第２中間軸１６に設けられた第６速用駆動ギヤ９６ａと噛合して第６速用駆動ギヤ９６ａと共に第６速用ギヤ対２６を構成する。

そして、第２変速用シフター５２Ａが第６速用接続位置でインギヤした状態で第２クラッチ４２を締結することで第６速走行を行うことができ、また、第１変速用シフター５１Ａが第７速用接続位置でインギヤした状態で第１クラッチ４１を締結することで第７速走行を行うことができ、それぞれモータ７でアシスト又は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１Ａにおいても、上述したような車両の発進制御を行なうことで、動力出力装置１の制御装置と同様の作用効果を奏する。

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。

ロック機構としてロック可能なシンクロ機構６１を例示したが、シンクロ機構に限らず、リングギヤ３５の回転を停止可能なブレーキ、ロック機構付ワンウェイクラッチを用いてもよい。

また、例えば、差動式減速機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。

１、１Ａ動力出力装置
３バッテリ（蓄電手段）
４ＳＯＣ検出手段（蓄電容量検出手段）
５ＥＣＵ
５７シフトポジション検出手段
５８車速検出手段
６エンジン（内燃機関）
７モータ（電動機）
１１第１主軸（第１の入出力軸）
１２第２主軸
１３連結軸
１４カウンタ軸（出入力軸）
１５第１中間軸
１６第２中間軸（第２の入出力軸）
２０、２０Ａ変速機
３０差動式減速機
３１遊星歯車機構
３２サンギヤ（第１回転要素）
３５リングギヤ（第３回転要素）
３６キャリア（第２回転要素）
４１第１クラッチ（第１断接手段）
４２第２クラッチ（第２断接手段）
６１シンクロ機構（ロック機構）

Claims

内燃機関と、電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、第１断接手段を介して前記内燃機関に接続され第１同期装置により複数のギヤを選択可能な第１変速部と、第２断接手段を介して前記内燃機関に接続され第２同期装置により複数のギヤを選択可能な第２変速部と、を備え、前記第１変速部には前記内燃機関と前記電動機の少なくとも一方の動力が入力され、前記第２変速部には前記内燃機関の動力が入力され、前記第１変速部を介して第１速走行及びＥＶ走行を行なうことができ、前記第２変速部を介して第２速走行を行なうことができ、前記第１断接手段と前記第２断接手段とを繋ぎかえることで変速する動力出力装置の制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記蓄電手段の蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段と、を備え、
シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に前記第１断接手段を締結して前記電動機で充電している状態から車両を発進するとき、前記第２断接手段を締結して第２速発進を行ない、
前記第２断接手段を締結して第２速発進後、走行トルクよりも要求トルクが大きい場合には、第１速走行することを特徴とする動力出力装置の制御装置。
前記第２断接手段を締結して第２速発進を行なう際、前記第１断接手段を締結したまま前記第２断接手段を締結することを特徴とする請求項１に記載の動力出力装置の制御装置。
前記第２断接手段を締結するとき、前記電動機で前記第２断接手段の締結により発生する前記内燃機関のトルク変動を前記電動機で制振制御することにより補完することを特徴とする請求項２に記載の動力出力装置の制御装置。
内燃機関と、電動機と、前記電動機に動力を供給する蓄電手段と、
前記内燃機関から動力が出力される内燃機関出力軸と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第１断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸と結合される第１の入出力軸と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第２断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸に結合される第２の入出力軸と、
前記内燃機関出力軸と平行に配置され、被駆動部に動力を出力する出入力軸と、
前記第１の入出力軸上に配置され、第１同期装置を介して前記第１の入出力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第１ギヤ群と、
前記第２の入出力軸上に配置され、第２同期装置を介して前記第２の入出力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第２ギヤ群と、
前記出入力軸上に配置され、前記第１ギヤ郡のギヤと前記第２ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第３ギヤ群と、
第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動式減速機と、を備え、
前記第１回転要素は、前記第１の入出力軸と前記第２の入出力軸の何れか一方に接続されるとともに前記電動機に接続され、
前記第３回転要素は、回転を停止できるロック機構に接続され、
前記第２回転要素は、前記第１ギヤ群のギヤと連結されて動力を前記出入力軸に伝達可能であり、
前記第１の入出力軸と前記第２の入出力軸の他方は前記差動式減速機を介することなく動力を前記出入力軸に伝達可能であり、
前記第１の入出力軸を介して第１速走行及びＥＶ走行を行なうことができ、前記第２の入出力軸を介して第２速走行を行なうことができ、前記第１断接手段と前記第２断接手段とを繋ぎかえることで変速する動力出力装置の制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記蓄電手段の蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段と、を備え、
シフトポジションが走行ポジションにあり、車両の停止中に前記第１断接手段を締結して前記電動機で充電している状態から車両を発進するとき、前記第２断接手段を締結して第２速発進を行なうことを特徴とする動力出力装置の制御装置。
前記第２断接手段を締結して第２速発進を行なう際、前記第１断接手段を締結したまま前記第２断接手段を締結することを特徴とする請求項４に記載の動力出力装置の制御装置。
前記第２断接手段を締結するとき、前記第２断接手段の締結により発生する前記内燃機関のトルク変動を前記電動機で制振制御することにより補完することを特徴とする請求項５に記載の動力出力装置の制御装置。
前記第２断接手段を締結して第２速発進後、走行トルクよりも要求トルクが大きい場合には、前記ロック機構をロックして前記第１の入出力軸と前記出入力軸を連結した後、前記第２断接手段と前記第１断接手段をつなぎかえることにより第１速走行することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の動力出力装置の制御装置。
前記第２断接手段を締結して第２速発進した後、走行トルクよりも要求トルクが大きい場合又は前記蓄電装置の蓄電容量が所定量よりも多い場合には、前記電動機を駆動して前記内燃機関の動力に前記電動機の動力を足し合わせて走行することを特徴とする請求項５に記載の動力出力装置の制御装置。