動力出力装置
【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であり、状況に応じてモータの回転を停止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とを備え、エンジン６に接続される２つの変速軸を備えた変速機２０と、を備えた動力出力装置１、１Ａであって、第１〜第３要素を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構３０を備え、第１要素は２つの変速軸のうちいずれか一方に接続され、第２要素は駆動軸９，９に接続され、第３要素はモータ７に接続されるとともに第３要素をロック可能なロック機構に接続され、第２要素は第１要素から伝達される動力と第３要素から伝達される動力を合成して駆動軸９，９に伝達し、２つの変速軸のうち他方の変速軸は動力合成機構３０を介さずに動力を駆動軸９，９に伝達する。
【解決手段】エンジン６と、モータ７とを備え、エンジン６に接続される２つの変速軸を備えた変速機２０と、を備えた動力出力装置１、１Ａであって、第１〜第３要素を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構３０を備え、第１要素は２つの変速軸のうちいずれか一方に接続され、第２要素は駆動軸９，９に接続され、第３要素はモータ７に接続されるとともに第３要素をロック可能なロック機構に接続され、第２要素は第１要素から伝達される動力と第３要素から伝達される動力を合成して駆動軸９，９に伝達し、２つの変速軸のうち他方の変速軸は動力合成機構３０を介さずに動力を駆動軸９，９に伝達する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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を接続し、キャリア１０５にエンジン１０６を接続し、リングギヤ１０７に駆動軸１０８を接続している。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に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９０６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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が接続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。
【０００６】
また、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合成方式を採用する場合に、蓄電装置の蓄電量（以下、ＳＯＣと呼ぶ。）やモータの故障等によりモータの回転を停止させた状態でエンジンによる単独走行を行ないたい場合がある。
【０００７】
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であり、状況に応じてモータの回転を停止可能な動力出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、前記内燃機関に接続される２つの変速軸（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１、第２中間軸１６）を備えた変速機（例えば、後述の実施形態の変速機２０）と、を備えた動力出力装置（例えば、後述の実施形態の動力出力装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）であって、
第１〜第３要素（例えば、後述の実施形態のサンギヤ３２、キャリア３６、リングギヤ３５）を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構（例えば、後述の実施形態の動力合成機構３０、遊星歯車機構３１）を備え、
前記第１要素は前記２つの変速軸のいずれか一方（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１、第２中間軸１６）に接続され、
前記第２要素は駆動軸（例えば、後述の実施形態の駆動軸９，９）に接続され、
前記第３要素は前記電動機に接続されるとともに前記第３要素をロック可能なロック機構（例えば、後述の実施形態のワンウェイクラッチ６１）に接続され、
前記第２要素は前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達し、
前記２つの変速軸のうち他方の変速軸（例えば、後述の実施形態の第２中間軸１６、第１主軸１１）は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。
【０００９】
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２つの変速軸は、第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチ４１、第２クラッチ４２）を介して前記内燃機関に接続される第１変速軸（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１、第２中間軸１６）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、第１クラッチ４１）を介して前記内燃機関に接続される第２変速軸（例えば、後述の実施形態の第２中間軸１６、第１主軸１１）と、から構成され、
前記第１変速軸が前記第１要素に接続される、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、
前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達可能なトルク合成駆動において、
前記ロック機構で前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させ、
前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第１及び第２要素を介して前記駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記ロック機構はブレーキからなり、前記ブレーキはロック制御時に作動する、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記ロック機構は、前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる状態と、前記第３要素の一方向の回転のみを許容し前記電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、前記第３要素の両方向の回転を許容し前記電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態のワンウェイクラッチ６１）からなり、
前記ワンウェイクラッチは、ロック制御時に前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置（例えば、後述の実施形態の蓄電装置８２）を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下であり前記電動機を駆動できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置（例えば、後述の実施形態の蓄電装置８２）を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上であり前記電動機を回生できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明の構成に加えて、
駆動状態を予測する駆動状態予測装置をさらに備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが前記第１の所定値以上又は第２の所定値以下にあるときには前記駆動状態予測装置の情報に応じて前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置（例えば、後述の実施形態の蓄電装置８２）と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出装置（例えば、後述の実施形態の温度検出装置８４）と、を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置の温度が正常に出力できない第３の所定値以下の場合に、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機を制御する制御部と、
前記電動機と前記蓄電装置を接続する配線と、を備え、
前記ロック機構は、前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に、運転者に緊急走行であることを通知する通知手段を備える、
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項２〜１１のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記第１及び第２断接手段は、発進クラッチである、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の動力出力装置によれば、第１〜第３要素が互いに差動回転する動力合成機構において、第１要素は２つの変速軸のうちのいずれか一方に接続され、第２要素は電動機に接続され、第３要素は電動機に接続され、第２要素は第１要素から伝達される動力と第３要素から伝達される動力を合成して駆動軸に伝達するので、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３要素は電動機に接続されるとともに第３要素をロック可能なロック機構に接続されるので、電動機を駆動できない場合には、ロック機構により第３要素の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。また、第３要素をロックすることで第３要素に接続された電動機の回転が停止し、不具合のある状態で電動機を強制的に回転させることに起因するさらなる故障を抑制することができる。
【００２１】
請求項２の動力出力装置によれば、２つの変速軸がそれぞれ断接手段を介して内燃機関に接続されるので、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によりツインクラッチ式変速機を構成することができる。これにより、クラッチを断接する時間の短縮を図ることができ変速ショックを抑制することができる。加えて、いずれかの変速軸に動力合成機構の第１要素を接続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。
【００２２】
請求項３の動力出力装置によれば、ロック機構により第３要素をロックして電動機の回転を停止させることで、内燃機関の動力が第１及び第２要素を介して駆動軸に伝達されるので、電動機や蓄電装置等の状態によらず十分な減速比が得られ内燃機関のみでも大きなトルクを得ることができる。
【００２３】
請求項４の動力出力装置によれば、ロック機構をブレーキで構成することにより、電動機の回転を停止させる機構を簡易な構成で実現することができる。
【００２４】
請求項５の動力出力装置によれば、ロック機構を第３要素をロックして電動機の回転を停止させる状態と、第３要素の一方向の回転のみを許容し電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、第３要素の両方向の回転を許容し電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチで構成することにより、電動機の回転を停止させる機構を実現することができる。これにより、ブレーキで構成する場合に比べて、電動機の正転方向の回転のみを許容する状態に設定することができ、電動機の逆転方向の回転を停止させたい場合にワンウェイクラッチにより機械的に停止させることができる。
【００２５】
請求項６の動力出力装置によれば、蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下であり電動機を駆動できない場合に、ロック機構により第３要素をロックし電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより発進させることができる。また、走行中に蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下となり車両の走行状態により大きな駆動トルクが必要な場合にも、ロック機構により第３要素をロックし電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、大きな駆動トルクを得ることができる。
【００２６】
請求項７の動力出力装置によれば、走行中に蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上となり車両の走行状態により電動機が回生せざるをえないが電動機を回生できない場合に、ロック機構により第３要素をロックし電動機の回転を停止させることにより、蓄電装置をこれ以上充電させる必要がない状態における電動機の連れまわりを防止することができる。
【００２７】
請求項８の動力出力装置によれば、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を確認し、走行中において、蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下である場合には下り坂を認識してロック機構を解除することにより電動機で回生充電することができ、蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上である場合には下り坂を認識してロック機構を作動させることで電動機の連れまわりを防止することができる。このように駆動状態予測装置の情報に基づき予めロック機構の作動、解除時を認識することで電動機の駆動範囲を広くすることができる。
【００２８】
請求項９の動力出力装置によれば、蓄電装置の温度が正常な出力が出せない第３の所定値以下の場合に、ロック機構により電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。
【００２９】
請求項１０の動力出力装置によれば、電動機、蓄電装置、制御部の故障や配線の断線により電動機が正常に作動しないとき、ロック機構により電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。
【００３０】
請求項１１の動力出力装置によれば、電動機、蓄電装置、制御部と、配線の少なくとも１つに不具合がある場合には、これを運転者に通知しサービスセンターへ誘導することにより緊急走行を短時間で終わらせることができる。
【００３１】
請求項１２の動力出力装置によれば、第１及び第２断接手段が発進クラッチであるので、ロック機構により電動機の回転を停止した状態であっても、クラッチ容量の大きい発進クラッチで発進時のショックを吸収することができるので、緊急時における内燃機関による発進を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】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２】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。
【図３】トルク合成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。
【図４】トルク合成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。
【図５】トルク合成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。
【図６】トルク合成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。
【図７】（ａ）はトルク合成 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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】（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 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る。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】モータ非駆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。
【図２１】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。
【図２２】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２３のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線矢視図である。
【図２３】図２２の動力出力装置の伝達機構の関係を示す説明図である。
【図２４】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。
【図２５】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。
【図２６】（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 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る。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】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。
【図３１】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。
【図３２】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。
【図３３】（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 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る。
【図３４】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。
【図３５】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。
【図３６】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。
【図３７】第１後進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。
【図３８】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。
【図３９】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。
【図４０】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。
【図４１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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、駆動軸９，９とを備えている。
【００３４】
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）が接続されている。ここで第１クラッチ４１及び第２クラッチ４２はクラッチ容量の大きい発進クラッチで構成されている。
【００３５】
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。
【００３６】
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は、軟磁性体（例えば鉄）で構成されたリング状の固定部７２ｂを介して、後述する動力合成機構３０のリングギヤ３５の外周面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と一体に回転自在になっている。
【００３７】
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１要素、第３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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、リングギヤ３５には、この動力出力装置１の少なくとも一部を収容するハウジング６０に対しリングギヤ３５をロック可能に構成されたワンウェイクラッチ６１が接続されている。このワンウェイクラッチ６１は電気駆動の切替手段を備え、切替手段を駆動することによりワンウェイクラッチ６１は、リングギヤ３５をロックしリングギヤ３５の外周面に取り付けられたロータ７２の回転を停止させるロック状態と、ワンウェイクラッチ６１がリングギヤ３５の一方向の回転のみを許容しロータ７２の正転方向の回転のみを許容するワンウェイ状態と、空転してリングギヤ３５の両方向の回転を許容しロータ７２の正転及び逆転の両方向の回転を許容する空転状態の３つの状態をとりうるように構成されている。
【００４０】
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にそれぞれ接続される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より変速比の小さい第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。
【００４１】
より具体的に、変速機２０は、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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３速用従動ギヤ２３ｂ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に接続され、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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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。
【００４７】
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３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ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。
【００４８】
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３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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３速用従動ギヤ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。
【００５３】
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３速用従動ギヤ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。
【００５４】
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３速用従動ギヤ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。
【００５５】
ここで、本発明の動力出力装置１は、第１クラッチ４１を接続することによりサンギヤ３２から伝達されたエンジン６の動力とモータ７の動力の合成動力によりキャリア３６から第３伝達経路を介して駆動軸９，９に伝達される動力が発進ギヤ、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伝達経路が構成されている。
【００５６】
また、本実施形態の動力出力装置１は、モータ７との間で電力の授受をおこなう電力供給装置８１が設けられている。この電力供給装置８１は、二次電池などの蓄電装置８２を有しており、蓄電装置８２としてはバッテリ又はキャパシタを用いることができる。この蓄電装置８２とモータ７とがモータ７を制御する不図示のインバータ（制御部）を介して接続され、蓄電装置８２は蓄電装置８２のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出装置８３と蓄電装置８２の温度を検出する温度検出装置８４に接続されている。また、電力供給装置８１は、蓄電装置８２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。
【００５７】
次に、車両の制御系統について説明すると、コントローラとしての電子制御装置８５が設けられており、この電子制御装置８５には、各種のセンサやスイッチなどの検知信号、例えば、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等の回転数などが入力される一方、この電子制御装置８５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、電力供給装置８１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、ワンウェイクラッチ６１の切替手段を制御する信号などが出力される。また、この電子制御装置８５は不図示の比較手段に接続され、電子制御装置８５から出力される制御信号と電子制御装置８５に入力される検知信号を比較し関連する機器、例えばモータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や、これらを接続する配線の断線等を認識可能に構成されている。
また、この車両には不図示の駆動状態予測装置が設けられており、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を予め確認することができる。
【００５８】
このように構成された動力出力装置１は、図２１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、パーキング、モータ非駆動走行の走行機能を有している。なお、トルク合成駆動とは第１クラッチ４１のみを接続してエンジン６と遊星歯車機構３１を接続した状態で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、第１速ギヤを用いずに第一速相当の駆動力で走行することをいう。
さらに、上述したワンウェイクラッチ６１は、後述するモータ非駆動走行時にのみロック状態に設定され、その他の走行機能、例えばトルク合成駆動、通常走行、モータ走行、モータ走行中エンジン始動、パーキング時においては、ワンウェイ状態又は空転状態に設定されており、特に規定する場合を除き空転状態に設定されている。なお、図中、ワンウェイクラッチ６１をロック状態に設定してモータ７の回転を停止させる場合を“ロックＯＮ”とし、ワンウェイクラッチ６１をワンウェイ状態又は空転状態に設定してモータ７の少なくとも正転方向の回転を許容する状態を“ロックＯＦＦ”とした。
【００５９】
先ず、動力出力装置１におけるトルク合成モードの停車中の状態について説明する。
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。
【００６０】
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。
【００６１】
次に動力出力装置１におけるトルク合成駆動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。
【００６２】
通常は（ｉ）の加速状態が選択されるが、（ｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置８２のＳＯＣが少ない場合である。例えば坂道等で蓄電装置８２のＳＯＣが少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に駆動力を伝達することができる。従って、このハイブリッド車両で蓄電装置８２のＳＯＣが少なくなった場合においてもモータ７を回生させて充電させながら低速走行を行うことができ、走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが少なくなった場合に対応できる。
【００６３】
一方、（ｉｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置８２のＳＯＣが多い場合等に設定される。蓄電装置８２のＳＯＣが多い場合には回生エネルギーを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蓄電装置８２のＳＯＣを減らして回生エネルギーの利用効率を向上させることができる。
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。
【００６４】
（ｉ）の場合を例に、トルク合成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。
【００６５】
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電力制御装置は、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、電力制御装置は、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が発生しない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、好ましくはエンジン６の適正駆動領域で駆動するとともに、要求動力と合成動力機構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。
【００６６】
次に、トルク合成モード走行から第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）のトルク合成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（トルク合成 Ｐｒｅ２モード）。続いて、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（２ｎｄモード）。
【００６７】
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３速用従動ギヤ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。
【００６８】
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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ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。
【００６９】
この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。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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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。
【００７０】
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。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に接続されたサンギヤ３２と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３を介して接続されたキャリア３６は一体に回転する。
【００７１】
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。
【００７２】
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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ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。
【００７３】
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、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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ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。
【００７４】
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（３ｒｄ Ｐｒｅ２モード）。
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（３ｒｄモード）。
【００７５】
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。
【００７６】
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３速用従動ギヤ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。
【００７７】
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、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３速用従動ギヤ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。
【００７８】
次に動力出力装置１におけるモータ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１１、１２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。
【００７９】
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３速用従動ギヤ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。
【００８０】
次に、動力出力装置１におけるモータ走行中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３速用従動ギヤ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３速用シフター５１をニュートラル位置に戻すことにより、トルク合成モードとなる。
【００８１】
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３速用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、第３速用従動ギヤ２３ｂと第２速用駆動ギヤ２３ａとの噛み合いにより、第２速用駆動ギヤ２３ａ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３速用従動ギヤ２３ｂから第２速用ギヤ列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速用シフター５２をニュートラル位置に戻すとともに第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、トルク合成モードとなる。
【００８２】
次に、車両の停止中、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。
車両の停止中にエンジン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を介して接続するとともに、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駆動し、不図示のパーキング機構や車両走行安定装置（以下、ＶＳＡと呼ぶ。）などでファイナルギヤ２６ａから正転方向にロックトルクを作用させてキャリア３６の回転を停止（ロック）させる。このとき、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。
【００８３】
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。
【００８４】
次に、車両の停止中、いわゆるパーキング中の充電について説明する。
停止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、エンジン６のトルクを増大して不図示のパーキング機構やＶＳＡなどでファイナルギヤ２６ａから逆転方向のロックトルクを作用させて、キャリア３６の回転を停止させることにより、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を回生させて充電することができる。
【００８５】
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、後進用駆動ギヤ２８ａと第３速用従動ギヤ２３ｂからなる後進用ギヤ列２８、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。
【００８６】
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３速用従動ギヤ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。
【００８７】
このように構成された動力出力装置１を備えた車両は、モータ走行第１モードで発進し、モータ走行第１始動モード又はモータ走行第２始動モードによりエンジン６を点火して、エンジン６の点火後、トルク合成モードによりモータ７とエンジン６の合成トルクにより加速されるか、又は、モータ走行第１始動モード又はモータ走行第２始動モードによりエンジン６を点火後、トルク合成モードによりモータ７とエンジン６の合成トルクにより発進・加速され、そして、車速と必要トルクに応じて第２速又は第３速走行がなされる。
しかしながら、モータ７に不具合がある場合や蓄電装置８２のＳＯＣに応じて以下に説明するモータ非駆動走行がなされる。
【００８８】
モータ非駆動走行とは、モータ７の駆動ができないためモータ走行及びトルク合成駆動で発進・加速ができない場合、及びトルク合成モードで走行中に蓄電装置８２のＳＯＣによりモータ７の駆動又は回生ができなくなった場合における走行機能である。
【００８９】
モータ７の駆動ができないため発進・加速ができない場合を例示すると、蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値（第１の所定値）以下である場合、蓄電装置８２の温度が正常に出力できない臨界温度（第３の所定値）以下の場合、モータ７、蓄電装置８２、インバータ、モータ７と蓄電装置８２を接続する不図示の配線の少なくとも１つに不具体がある場合、又は、インバータが正常に出力できない温度以上の場合等があげられる。
【００９０】
モータ非駆動走行は、図２０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１クラッチ４１を接続するとともに、ロック制御により切替手段でワンウェイクラッチ６１をロック状態にしてリングギヤ３５をロックし、モータ７のロータ７２の回転を停止させることにより行なわれる。即ち、トルク合成モードでロック制御によりリングギヤ３５をロックした状態である。そして、エンジン６を駆動することで、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、プラネタリギヤ３４が固定されたリングギヤ３５とサンギヤ３２間で自転しながら公転することにより、第３伝達経路を介して駆動軸９、９に伝達される。このようにモータ非駆動走行においてはロック制御によりリングギヤ３５をロックすることにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の減速比を上げることで車両の始動トルクを確保し、車両を発進させることができる。即ち、本来ならば動力合成機構３０で合成されたエンジントルクとモータトルクの合成トルクにより得られる始動トルクを、リングギヤ３５をロックして動力合成機構３０を純粋な減速機として機能させることでエンジントルクのみで賄うことができる。
【００９１】
より具体的に説明すると、ＳＯＣ検出装置８３により検出された蓄電装置８２のＳＯＣが、モータ７を駆動することができる下限値である走行限界値以下である場合には、モータ７を駆動することができないためロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。モータ非駆動走行により車両の発進・加速がなされた後は、シフトアップして上述した通常走行における２ｎｄモード（２ｎｄ走行第１モード、２ｎｄ走行第２モード）等で走行し、その走行中に、非ロック制御をしてモータ７を回生することで、蓄電装置８２のＳＯＣを増加させることができる。
【００９２】
また、温度検出装置８４により検出される蓄電装置８２の温度が、蓄電装置８２が正常な出力を出せずモータ７を適切に駆動することができない臨界温度以下である場合には、モータ７を適切に駆動することができないためロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。そして、エンジン６の排熱や空調などにより蓄電装置８２の温度が臨界温度より高くなった場合に非ロック制御を行うことで、エンジン６とモータ７でトルク合成してトルク合成駆動を行うことができる。
【００９３】
さらに、電子制御装置８５から出力される制御信号と電子制御装置８５に入力される検知信号を比較する不図示の比較手段によりモータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や断線が認識された場合、ロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。これにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の減速比を上げることで車両の始動トルクを確保し、車両を発進させることができるとともに、不具合のある状態でモータ７を強制的に回転させることに起因するさらなる更なる故障を回避することができる。このとき、運転者にはカーナビゲーションや他の表示装置により緊急走行であることを通知し、サービスセンターへ誘導することで、他の機器の故障を抑制し緊急走行を短時間で終わらせることができる。
【００９４】
一方、トルク合成モードで走行中に蓄電装置８２のＳＯＣによりモータ７の駆動又は回生ができなくなった場合とは、トルク合成モードで走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下となり車両の走行状態により大きな駆動トルクが必要な場合（例えば、車両が上り坂を走行する場合等）や、蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上となり車両の走行状態によりモータ７が回生せざるをえないがモータ７を回生できない場合（例えば、車両が下り坂を走行する場合等）が挙げられる。
【００９５】
より具体的に説明すると、トルク合成モードで走行中にＳＯＣ検出装置８３により検出された蓄電装置８２のＳＯＣが、走行限界値以下となり、且つ、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差から車両が上り坂に進入するとき、ロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。車両が上り坂に進入するときにはより大きなトルクが必要となるものの蓄電装置８２のＳＯＣが低くモータ７を駆動できない場合には、ロック制御によりリングギヤ３５をロックすることにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の減速比を上げて必要なトルクを得ることができ、車両が上り坂を走行することができる。そして、車両が平坦路や下り坂を走行する際に、非ロック制御をしてモータ７を回生することで、蓄電装置８２のＳＯＣを増加させることができる。
【００９６】
また、トルク合成モードで走行中にＳＯＣ検出装置８３により検出された蓄電装置８２のＳＯＣが、回生限界値以上となり、且つ、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差から車両が下り坂に進入するとき、ロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。これによりトルク合成モードで走行中に蓄電装置８２が過充電状態となった場合にモータ７の連れまわりを防止することができる。そして、下り坂から平坦路又は上り坂に進入する際には、非ロック制御により積極的にモータ７を使用することで蓄電装置８２のＳＯＣを低下させることができる。
なお、このとき、非ロック制御によりワンウェイクラッチ６１をワンウェイ状態に切り替えておけばモータ７の逆転方向の回転を規制することができるので、図３に示すアイドリング中及び図４（ａ）に示すトルク合成駆動の加速時においてモータ７の回生を機械的に停止することができる。
【００９７】
ここで、走行限界値、回生限界値、臨界温度はモータや蓄電装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
【００９８】
＜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２２〜図３８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より変速比の小さい第４速用ギヤ対２４と、第４速用ギヤ対２４より変速比の小さい第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。
【００９９】
図２２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。
【０１００】
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。
【０１０１】
また、カウンタ軸１４には、第３速用従動ギヤ２３ｂとファイナルギヤ２６ａとの間に第４速用従動ギヤ２４ｂが取り付けられ、第４速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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４速用従動ギヤ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。
【０１０４】
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４速用従動ギヤ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。
【０１０５】
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（トルク合成モード、トルク合成 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、モータ非駆動走行も第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。
【０１０６】
２ｎｄ走行第３モードは、図２４（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２４（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。
【０１０７】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２４（ａ）及び図２４（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速用ギヤ列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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ２４ａ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。
【０１０８】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２５（ａ）及び図２５（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、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ａの噛み合いにより第４速用従動ギヤ２４ａ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１０９】
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２６（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（３ｒｄ Ｐｒｅ４モード）。続いて、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２６（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に伝達される（４ｔｈ Ｐｒｅ３モード）。
【０１１０】
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 Ｐｒｅ３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。
【０１１１】
４ｔｈ走行第１モードは、図２７（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３速用従動ギヤ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２７（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。
【０１１２】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２７（ａ）及び図２７（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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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。
【０１１３】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２８（ａ）及び図２８（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。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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１１４】
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２９（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。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２９（ａ）において無限遠方に位置することとなる。
【０１１５】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２９（ａ）及び図２９（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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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。
【０１１６】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３０（ａ）及び図３０（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、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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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。
【０１１７】
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３１（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。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。
【０１１８】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図３１（ａ）及び図３１（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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、５ｔｈトルクとして第４速用従動ギヤ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。
【０１１９】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３２（ａ）及び図３２（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、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ａの噛み合いにより第４速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１２０】
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３３（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３３（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に伝達される（５ｔｈ Ｐｒｅ４モード）。
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（５ｔｈモード）。
【０１２１】
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３速用従動ギヤ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。
【０１２２】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図３４（ａ）及び図３４（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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、３ｒｄトルクとして第３速用従動ギヤ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。
【０１２３】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３５（ａ）及び図３５（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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１２４】
また、この動力出力装置１Ａにおいては、モータ走行におけるモータ７によるアシスト、充電するモードとして、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３６（ｂ）に示すように、第１及び第２クラッチ１１、１２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。
【０１２５】
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３６（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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ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。
【０１２６】
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３７（ａ）及び図３７（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、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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ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。
【０１２７】
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に接続され、キャリア３６は駆動軸９，９に接続され、リングギヤ３５がモータ７に接続されるので、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。
【０１２８】
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に接続され、第２中間軸１６は第２クラッチを介してエンジン６に接続されているので、上述したモータ第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。
【０１２９】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、リングギヤ３５はモータ７に接続されるとともにリングギヤ３５をロック可能なワンウェイクラッチ６１に接続されるので、モータ７を駆動できない場合には、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより車両を発進させることができる。また、リングギヤ３５をロックすることでリングギヤ３５に接続されたモータ７の回転が停止し、不具合のある状態でモータ７を強制的に回転させることに起因するさらなる故障を抑制することができる。
【０１３０】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、モータ非駆動走行時に、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしてモータ７の回転を停止させることで、エンジン６の動力がサンギヤ３２及びキャリア３６を介して駆動軸９、９に伝達されるので、モータ７や蓄電装置８２等の状態によらず十分な減速比が得られエンジン６のみでも大きなトルクを得ることができる。
【０１３１】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、切替手段を駆動することによりワンウェイクラッチ６１は、リングギヤ３５をロックしリングギヤ３５の外周面に取り付けられたロータ７２の回転を停止させるロック状態と、ワンウェイクラッチ６１がリングギヤ３５の一方向の回転のみを許容しロータ７２の正転方向の回転のみを許容するワンウェイ状態と、空転してリングギヤ３５の両方向の回転を許容しロータ７２の正転及び逆転の両方向の回転を許容する空転状態の３つの状態をとりうるように構成されているので、蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上である場合にワンウェイクラッチ６１をワンウェイ状態にしておけば、自動的にモータ７の逆転方向の回転を停止することができ、アイドリング中及びトルク合成駆動の加速時においてモータ７の回生を機械的に停止させることができる。
【０１３２】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下でありモータ７を駆動できない場合に、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより発進させることができる。また、走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下となり車両の走行状態により大きな駆動トルクが必要な場合にも、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、大きな駆動トルクを得ることができる。
【０１３３】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上であり車両の走行状態により電動機が回生せざるをえないが電動機を回生できない場合に、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしモータ７の回転を停止させることにより、蓄電装置８２をこれ以上充電させる必要がない状態におけるモータ７の連れまわりを防止することができる。
【０１３４】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を確認し、走行中において、蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下にある場合には下り坂を認識してワンウェイクラッチ６１のロック状態を解除することによりモータ７で回生充電することができ、蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上にある場合には下り坂を認識してワンウェイクラッチ６１の切替手段を作動させることでモータ７の連れまわりを防止することができる。このように駆動状態予測装置の情報に基づき予めワンウェイクラッチ６１の切替時を認識することでモータ７の駆動範囲を広くすることができる。
【０１３５】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、蓄電装置８２の温度が正常な出力が出せない臨界温度以下の場合に、ワンウェイクラッチ６１によりモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより車両を発進させることができる。
【０１３６】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、モータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や配線の断線によりモータ７が正常に作動しないとき、ワンウェイクラッチ６１によりモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより車両発進させることができる。また、モータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や配線の断線がある場合には、これを運転者に通知しサービスセンターへ誘導することにより緊急走行を短時間で終わらせることができる。
【０１３７】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、第１及び第２クラッチ４１、４２が発進クラッチであるので、モータ非駆動走行において、ワンウェイクラッチ６１をロック状態にしモータ７の回転を停止した状態であっても、クラッチ容量の大きい発進クラッチで発進時のショックを吸収することができるので、緊急時における発進を円滑に行うことができる。
【０１３８】
＜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３９を参照して説明する。なお、第３実施形態の動力出力装置は、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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ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。
【０１４２】
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３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ２４ｂと噛合し、第４速用従動ギヤ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
＜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４０を参照して説明する。なお、第４実施形態の動力出力装置は、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。
【０１４６】
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に接続され、第２中間軸１６は第２主軸１２に接続された第２クラッチ４２（第１断接手段）を介してエンジン６に接続されている。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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に接続された第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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
ロック機構として切替可能なワンウェイクラッチ６１を例示したが、ワンウェイクラッチに限らず、リングギヤ３５をロックすることによりリングギヤ３５の外周面に取り付けられたロータ７２の回転を停止させることが可能なブレーキを用いてもよい。これにより、モータ７の回転を停止させる機構を簡易な構成で実現することができる。なお、ブレーキを用いた場合には、ワンウェイクラッチ６１のように自動的にモータ７の逆転方向の回転を停止させることはできないが、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより同様の制御を行うことができる。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【符号の説明】
【０１５４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 動力出力装置
６ エンジン
７ モータ７
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）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 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３速用従動ギヤ
２４ 第４速用ギヤ対
２４ａ 第４速用駆動ギヤ
２４ｂ 第４速用従動ギヤ
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 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
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
６１ ワンウェイクラッチ（ロック機構）
８２ 蓄電装置
８３ ＳＯＣ検出装置
８４ 温度検出装置
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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を接続し、キャリア１０５にエンジン１０６を接続し、リングギヤ１０７に駆動軸１０８を接続している。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に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９０６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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が接続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。
【０００６】
また、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合成方式を採用する場合に、蓄電装置の蓄電量（以下、ＳＯＣと呼ぶ。）やモータの故障等によりモータの回転を停止させた状態でエンジンによる単独走行を行ないたい場合がある。
【０００７】
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であり、状況に応じてモータの回転を停止可能な動力出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、前記内燃機関に接続される２つの変速軸（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１、第２中間軸１６）を備えた変速機（例えば、後述の実施形態の変速機２０）と、を備えた動力出力装置（例えば、後述の実施形態の動力出力装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）であって、
第１〜第３要素（例えば、後述の実施形態のサンギヤ３２、キャリア３６、リングギヤ３５）を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構（例えば、後述の実施形態の動力合成機構３０、遊星歯車機構３１）を備え、
前記第１要素は前記２つの変速軸のいずれか一方（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１、第２中間軸１６）に接続され、
前記第２要素は駆動軸（例えば、後述の実施形態の駆動軸９，９）に接続され、
前記第３要素は前記電動機に接続されるとともに前記第３要素をロック可能なロック機構（例えば、後述の実施形態のワンウェイクラッチ６１）に接続され、
前記第２要素は前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達し、
前記２つの変速軸のうち他方の変速軸（例えば、後述の実施形態の第２中間軸１６、第１主軸１１）は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。
【０００９】
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２つの変速軸は、第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチ４１、第２クラッチ４２）を介して前記内燃機関に接続される第１変速軸（例えば、後述の実施形態の第１主軸１１、第２中間軸１６）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、第１クラッチ４１）を介して前記内燃機関に接続される第２変速軸（例えば、後述の実施形態の第２中間軸１６、第１主軸１１）と、から構成され、
前記第１変速軸が前記第１要素に接続される、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、
前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達可能なトルク合成駆動において、
前記ロック機構で前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させ、
前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第１及び第２要素を介して前記駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記ロック機構はブレーキからなり、前記ブレーキはロック制御時に作動する、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記ロック機構は、前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる状態と、前記第３要素の一方向の回転のみを許容し前記電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、前記第３要素の両方向の回転を許容し前記電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態のワンウェイクラッチ６１）からなり、
前記ワンウェイクラッチは、ロック制御時に前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置（例えば、後述の実施形態の蓄電装置８２）を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下であり前記電動機を駆動できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置（例えば、後述の実施形態の蓄電装置８２）を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上であり前記電動機を回生できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明の構成に加えて、
駆動状態を予測する駆動状態予測装置をさらに備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが前記第１の所定値以上又は第２の所定値以下にあるときには前記駆動状態予測装置の情報に応じて前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置（例えば、後述の実施形態の蓄電装置８２）と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出装置（例えば、後述の実施形態の温度検出装置８４）と、を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置の温度が正常に出力できない第３の所定値以下の場合に、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記電動機を制御する制御部と、
前記電動機と前記蓄電装置を接続する配線と、を備え、
前記ロック機構は、前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に、運転者に緊急走行であることを通知する通知手段を備える、
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項２〜１１のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記第１及び第２断接手段は、発進クラッチである、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の動力出力装置によれば、第１〜第３要素が互いに差動回転する動力合成機構において、第１要素は２つの変速軸のうちのいずれか一方に接続され、第２要素は電動機に接続され、第３要素は電動機に接続され、第２要素は第１要素から伝達される動力と第３要素から伝達される動力を合成して駆動軸に伝達するので、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３要素は電動機に接続されるとともに第３要素をロック可能なロック機構に接続されるので、電動機を駆動できない場合には、ロック機構により第３要素の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。また、第３要素をロックすることで第３要素に接続された電動機の回転が停止し、不具合のある状態で電動機を強制的に回転させることに起因するさらなる故障を抑制することができる。
【００２１】
請求項２の動力出力装置によれば、２つの変速軸がそれぞれ断接手段を介して内燃機関に接続されるので、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によりツインクラッチ式変速機を構成することができる。これにより、クラッチを断接する時間の短縮を図ることができ変速ショックを抑制することができる。加えて、いずれかの変速軸に動力合成機構の第１要素を接続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。
【００２２】
請求項３の動力出力装置によれば、ロック機構により第３要素をロックして電動機の回転を停止させることで、内燃機関の動力が第１及び第２要素を介して駆動軸に伝達されるので、電動機や蓄電装置等の状態によらず十分な減速比が得られ内燃機関のみでも大きなトルクを得ることができる。
【００２３】
請求項４の動力出力装置によれば、ロック機構をブレーキで構成することにより、電動機の回転を停止させる機構を簡易な構成で実現することができる。
【００２４】
請求項５の動力出力装置によれば、ロック機構を第３要素をロックして電動機の回転を停止させる状態と、第３要素の一方向の回転のみを許容し電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、第３要素の両方向の回転を許容し電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチで構成することにより、電動機の回転を停止させる機構を実現することができる。これにより、ブレーキで構成する場合に比べて、電動機の正転方向の回転のみを許容する状態に設定することができ、電動機の逆転方向の回転を停止させたい場合にワンウェイクラッチにより機械的に停止させることができる。
【００２５】
請求項６の動力出力装置によれば、蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下であり電動機を駆動できない場合に、ロック機構により第３要素をロックし電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより発進させることができる。また、走行中に蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下となり車両の走行状態により大きな駆動トルクが必要な場合にも、ロック機構により第３要素をロックし電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、大きな駆動トルクを得ることができる。
【００２６】
請求項７の動力出力装置によれば、走行中に蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上となり車両の走行状態により電動機が回生せざるをえないが電動機を回生できない場合に、ロック機構により第３要素をロックし電動機の回転を停止させることにより、蓄電装置をこれ以上充電させる必要がない状態における電動機の連れまわりを防止することができる。
【００２７】
請求項８の動力出力装置によれば、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を確認し、走行中において、蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下である場合には下り坂を認識してロック機構を解除することにより電動機で回生充電することができ、蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上である場合には下り坂を認識してロック機構を作動させることで電動機の連れまわりを防止することができる。このように駆動状態予測装置の情報に基づき予めロック機構の作動、解除時を認識することで電動機の駆動範囲を広くすることができる。
【００２８】
請求項９の動力出力装置によれば、蓄電装置の温度が正常な出力が出せない第３の所定値以下の場合に、ロック機構により電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。
【００２９】
請求項１０の動力出力装置によれば、電動機、蓄電装置、制御部の故障や配線の断線により電動機が正常に作動しないとき、ロック機構により電動機の回転を停止させて動力合成機構の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保し内燃機関の動力のみにより車両を発進させることができる。
【００３０】
請求項１１の動力出力装置によれば、電動機、蓄電装置、制御部と、配線の少なくとも１つに不具合がある場合には、これを運転者に通知しサービスセンターへ誘導することにより緊急走行を短時間で終わらせることができる。
【００３１】
請求項１２の動力出力装置によれば、第１及び第２断接手段が発進クラッチであるので、ロック機構により電動機の回転を停止した状態であっても、クラッチ容量の大きい発進クラッチで発進時のショックを吸収することができるので、緊急時における内燃機関による発進を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】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２】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。
【図３】トルク合成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。
【図４】トルク合成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。
【図５】トルク合成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。
【図６】トルク合成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。
【図７】（ａ）はトルク合成 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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】（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 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る。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】モータ非駆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。
【図２１】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。
【図２２】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２３のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線矢視図である。
【図２３】図２２の動力出力装置の伝達機構の関係を示す説明図である。
【図２４】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。
【図２５】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。
【図２６】（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 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る。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】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。
【図３１】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。
【図３２】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。
【図３３】（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 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る。
【図３４】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。
【図３５】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。
【図３６】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。
【図３７】第１後進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。
【図３８】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。
【図３９】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。
【図４０】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。
【図４１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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、駆動軸９，９とを備えている。
【００３４】
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）が接続されている。ここで第１クラッチ４１及び第２クラッチ４２はクラッチ容量の大きい発進クラッチで構成されている。
【００３５】
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。
【００３６】
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は、軟磁性体（例えば鉄）で構成されたリング状の固定部７２ｂを介して、後述する動力合成機構３０のリングギヤ３５の外周面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と一体に回転自在になっている。
【００３７】
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１要素、第３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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、リングギヤ３５には、この動力出力装置１の少なくとも一部を収容するハウジング６０に対しリングギヤ３５をロック可能に構成されたワンウェイクラッチ６１が接続されている。このワンウェイクラッチ６１は電気駆動の切替手段を備え、切替手段を駆動することによりワンウェイクラッチ６１は、リングギヤ３５をロックしリングギヤ３５の外周面に取り付けられたロータ７２の回転を停止させるロック状態と、ワンウェイクラッチ６１がリングギヤ３５の一方向の回転のみを許容しロータ７２の正転方向の回転のみを許容するワンウェイ状態と、空転してリングギヤ３５の両方向の回転を許容しロータ７２の正転及び逆転の両方向の回転を許容する空転状態の３つの状態をとりうるように構成されている。
【００４０】
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にそれぞれ接続される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より変速比の小さい第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。
【００４１】
より具体的に、変速機２０は、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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３速用従動ギヤ２３ｂ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に接続され、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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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。
【００４７】
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３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ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。
【００４８】
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３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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３速用従動ギヤ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。
【００５３】
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３速用従動ギヤ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。
【００５４】
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３速用従動ギヤ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。
【００５５】
ここで、本発明の動力出力装置１は、第１クラッチ４１を接続することによりサンギヤ３２から伝達されたエンジン６の動力とモータ７の動力の合成動力によりキャリア３６から第３伝達経路を介して駆動軸９，９に伝達される動力が発進ギヤ、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伝達経路が構成されている。
【００５６】
また、本実施形態の動力出力装置１は、モータ７との間で電力の授受をおこなう電力供給装置８１が設けられている。この電力供給装置８１は、二次電池などの蓄電装置８２を有しており、蓄電装置８２としてはバッテリ又はキャパシタを用いることができる。この蓄電装置８２とモータ７とがモータ７を制御する不図示のインバータ（制御部）を介して接続され、蓄電装置８２は蓄電装置８２のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出装置８３と蓄電装置８２の温度を検出する温度検出装置８４に接続されている。また、電力供給装置８１は、蓄電装置８２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。
【００５７】
次に、車両の制御系統について説明すると、コントローラとしての電子制御装置８５が設けられており、この電子制御装置８５には、各種のセンサやスイッチなどの検知信号、例えば、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等の回転数などが入力される一方、この電子制御装置８５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、電力供給装置８１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、ワンウェイクラッチ６１の切替手段を制御する信号などが出力される。また、この電子制御装置８５は不図示の比較手段に接続され、電子制御装置８５から出力される制御信号と電子制御装置８５に入力される検知信号を比較し関連する機器、例えばモータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や、これらを接続する配線の断線等を認識可能に構成されている。
また、この車両には不図示の駆動状態予測装置が設けられており、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を予め確認することができる。
【００５８】
このように構成された動力出力装置１は、図２１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、パーキング、モータ非駆動走行の走行機能を有している。なお、トルク合成駆動とは第１クラッチ４１のみを接続してエンジン６と遊星歯車機構３１を接続した状態で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、第１速ギヤを用いずに第一速相当の駆動力で走行することをいう。
さらに、上述したワンウェイクラッチ６１は、後述するモータ非駆動走行時にのみロック状態に設定され、その他の走行機能、例えばトルク合成駆動、通常走行、モータ走行、モータ走行中エンジン始動、パーキング時においては、ワンウェイ状態又は空転状態に設定されており、特に規定する場合を除き空転状態に設定されている。なお、図中、ワンウェイクラッチ６１をロック状態に設定してモータ７の回転を停止させる場合を“ロックＯＮ”とし、ワンウェイクラッチ６１をワンウェイ状態又は空転状態に設定してモータ７の少なくとも正転方向の回転を許容する状態を“ロックＯＦＦ”とした。
【００５９】
先ず、動力出力装置１におけるトルク合成モードの停車中の状態について説明する。
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。
【００６０】
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。
【００６１】
次に動力出力装置１におけるトルク合成駆動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。
【００６２】
通常は（ｉ）の加速状態が選択されるが、（ｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置８２のＳＯＣが少ない場合である。例えば坂道等で蓄電装置８２のＳＯＣが少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に駆動力を伝達することができる。従って、このハイブリッド車両で蓄電装置８２のＳＯＣが少なくなった場合においてもモータ７を回生させて充電させながら低速走行を行うことができ、走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが少なくなった場合に対応できる。
【００６３】
一方、（ｉｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置８２のＳＯＣが多い場合等に設定される。蓄電装置８２のＳＯＣが多い場合には回生エネルギーを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蓄電装置８２のＳＯＣを減らして回生エネルギーの利用効率を向上させることができる。
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。
【００６４】
（ｉ）の場合を例に、トルク合成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。
【００６５】
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電力制御装置は、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、電力制御装置は、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が発生しない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、好ましくはエンジン６の適正駆動領域で駆動するとともに、要求動力と合成動力機構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。
【００６６】
次に、トルク合成モード走行から第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）のトルク合成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（トルク合成 Ｐｒｅ２モード）。続いて、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（２ｎｄモード）。
【００６７】
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３速用従動ギヤ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。
【００６８】
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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ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。
【００６９】
この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。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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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。
【００７０】
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。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に接続されたサンギヤ３２と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３を介して接続されたキャリア３６は一体に回転する。
【００７１】
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。
【００７２】
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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ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。
【００７３】
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、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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ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。
【００７４】
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（３ｒｄ Ｐｒｅ２モード）。
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（３ｒｄモード）。
【００７５】
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。
【００７６】
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３速用従動ギヤ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。
【００７７】
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、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３速用従動ギヤ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。
【００７８】
次に動力出力装置１におけるモータ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１１、１２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。
【００７９】
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３速用従動ギヤ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。
【００８０】
次に、動力出力装置１におけるモータ走行中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３速用従動ギヤ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３速用シフター５１をニュートラル位置に戻すことにより、トルク合成モードとなる。
【００８１】
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３速用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、第３速用従動ギヤ２３ｂと第２速用駆動ギヤ２３ａとの噛み合いにより、第２速用駆動ギヤ２３ａ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３速用従動ギヤ２３ｂから第２速用ギヤ列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速用シフター５２をニュートラル位置に戻すとともに第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、トルク合成モードとなる。
【００８２】
次に、車両の停止中、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。
車両の停止中にエンジン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を介して接続するとともに、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駆動し、不図示のパーキング機構や車両走行安定装置（以下、ＶＳＡと呼ぶ。）などでファイナルギヤ２６ａから正転方向にロックトルクを作用させてキャリア３６の回転を停止（ロック）させる。このとき、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。
【００８３】
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。
【００８４】
次に、車両の停止中、いわゆるパーキング中の充電について説明する。
停止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、エンジン６のトルクを増大して不図示のパーキング機構やＶＳＡなどでファイナルギヤ２６ａから逆転方向のロックトルクを作用させて、キャリア３６の回転を停止させることにより、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を回生させて充電することができる。
【００８５】
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、後進用駆動ギヤ２８ａと第３速用従動ギヤ２３ｂからなる後進用ギヤ列２８、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。
【００８６】
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３速用従動ギヤ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。
【００８７】
このように構成された動力出力装置１を備えた車両は、モータ走行第１モードで発進し、モータ走行第１始動モード又はモータ走行第２始動モードによりエンジン６を点火して、エンジン６の点火後、トルク合成モードによりモータ７とエンジン６の合成トルクにより加速されるか、又は、モータ走行第１始動モード又はモータ走行第２始動モードによりエンジン６を点火後、トルク合成モードによりモータ７とエンジン６の合成トルクにより発進・加速され、そして、車速と必要トルクに応じて第２速又は第３速走行がなされる。
しかしながら、モータ７に不具合がある場合や蓄電装置８２のＳＯＣに応じて以下に説明するモータ非駆動走行がなされる。
【００８８】
モータ非駆動走行とは、モータ７の駆動ができないためモータ走行及びトルク合成駆動で発進・加速ができない場合、及びトルク合成モードで走行中に蓄電装置８２のＳＯＣによりモータ７の駆動又は回生ができなくなった場合における走行機能である。
【００８９】
モータ７の駆動ができないため発進・加速ができない場合を例示すると、蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値（第１の所定値）以下である場合、蓄電装置８２の温度が正常に出力できない臨界温度（第３の所定値）以下の場合、モータ７、蓄電装置８２、インバータ、モータ７と蓄電装置８２を接続する不図示の配線の少なくとも１つに不具体がある場合、又は、インバータが正常に出力できない温度以上の場合等があげられる。
【００９０】
モータ非駆動走行は、図２０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１クラッチ４１を接続するとともに、ロック制御により切替手段でワンウェイクラッチ６１をロック状態にしてリングギヤ３５をロックし、モータ７のロータ７２の回転を停止させることにより行なわれる。即ち、トルク合成モードでロック制御によりリングギヤ３５をロックした状態である。そして、エンジン６を駆動することで、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、プラネタリギヤ３４が固定されたリングギヤ３５とサンギヤ３２間で自転しながら公転することにより、第３伝達経路を介して駆動軸９、９に伝達される。このようにモータ非駆動走行においてはロック制御によりリングギヤ３５をロックすることにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の減速比を上げることで車両の始動トルクを確保し、車両を発進させることができる。即ち、本来ならば動力合成機構３０で合成されたエンジントルクとモータトルクの合成トルクにより得られる始動トルクを、リングギヤ３５をロックして動力合成機構３０を純粋な減速機として機能させることでエンジントルクのみで賄うことができる。
【００９１】
より具体的に説明すると、ＳＯＣ検出装置８３により検出された蓄電装置８２のＳＯＣが、モータ７を駆動することができる下限値である走行限界値以下である場合には、モータ７を駆動することができないためロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。モータ非駆動走行により車両の発進・加速がなされた後は、シフトアップして上述した通常走行における２ｎｄモード（２ｎｄ走行第１モード、２ｎｄ走行第２モード）等で走行し、その走行中に、非ロック制御をしてモータ７を回生することで、蓄電装置８２のＳＯＣを増加させることができる。
【００９２】
また、温度検出装置８４により検出される蓄電装置８２の温度が、蓄電装置８２が正常な出力を出せずモータ７を適切に駆動することができない臨界温度以下である場合には、モータ７を適切に駆動することができないためロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。そして、エンジン６の排熱や空調などにより蓄電装置８２の温度が臨界温度より高くなった場合に非ロック制御を行うことで、エンジン６とモータ７でトルク合成してトルク合成駆動を行うことができる。
【００９３】
さらに、電子制御装置８５から出力される制御信号と電子制御装置８５に入力される検知信号を比較する不図示の比較手段によりモータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や断線が認識された場合、ロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。これにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の減速比を上げることで車両の始動トルクを確保し、車両を発進させることができるとともに、不具合のある状態でモータ７を強制的に回転させることに起因するさらなる更なる故障を回避することができる。このとき、運転者にはカーナビゲーションや他の表示装置により緊急走行であることを通知し、サービスセンターへ誘導することで、他の機器の故障を抑制し緊急走行を短時間で終わらせることができる。
【００９４】
一方、トルク合成モードで走行中に蓄電装置８２のＳＯＣによりモータ７の駆動又は回生ができなくなった場合とは、トルク合成モードで走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下となり車両の走行状態により大きな駆動トルクが必要な場合（例えば、車両が上り坂を走行する場合等）や、蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上となり車両の走行状態によりモータ７が回生せざるをえないがモータ７を回生できない場合（例えば、車両が下り坂を走行する場合等）が挙げられる。
【００９５】
より具体的に説明すると、トルク合成モードで走行中にＳＯＣ検出装置８３により検出された蓄電装置８２のＳＯＣが、走行限界値以下となり、且つ、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差から車両が上り坂に進入するとき、ロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。車両が上り坂に進入するときにはより大きなトルクが必要となるものの蓄電装置８２のＳＯＣが低くモータ７を駆動できない場合には、ロック制御によりリングギヤ３５をロックすることにより、動力合成機構３０を構成する遊星歯車機構３１の減速比を上げて必要なトルクを得ることができ、車両が上り坂を走行することができる。そして、車両が平坦路や下り坂を走行する際に、非ロック制御をしてモータ７を回生することで、蓄電装置８２のＳＯＣを増加させることができる。
【００９６】
また、トルク合成モードで走行中にＳＯＣ検出装置８３により検出された蓄電装置８２のＳＯＣが、回生限界値以上となり、且つ、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差から車両が下り坂に進入するとき、ロック制御によりモータ非駆動走行がなされる。これによりトルク合成モードで走行中に蓄電装置８２が過充電状態となった場合にモータ７の連れまわりを防止することができる。そして、下り坂から平坦路又は上り坂に進入する際には、非ロック制御により積極的にモータ７を使用することで蓄電装置８２のＳＯＣを低下させることができる。
なお、このとき、非ロック制御によりワンウェイクラッチ６１をワンウェイ状態に切り替えておけばモータ７の逆転方向の回転を規制することができるので、図３に示すアイドリング中及び図４（ａ）に示すトルク合成駆動の加速時においてモータ７の回生を機械的に停止することができる。
【００９７】
ここで、走行限界値、回生限界値、臨界温度はモータや蓄電装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
【００９８】
＜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２２〜図３８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より変速比の小さい第４速用ギヤ対２４と、第４速用ギヤ対２４より変速比の小さい第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。
【００９９】
図２２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。
【０１００】
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。
【０１０１】
また、カウンタ軸１４には、第３速用従動ギヤ２３ｂとファイナルギヤ２６ａとの間に第４速用従動ギヤ２４ｂが取り付けられ、第４速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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４速用従動ギヤ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。
【０１０４】
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４速用従動ギヤ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。
【０１０５】
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（トルク合成モード、トルク合成 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、モータ非駆動走行も第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。
【０１０６】
２ｎｄ走行第３モードは、図２４（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２４（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。
【０１０７】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２４（ａ）及び図２４（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速用ギヤ列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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ２４ａ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。
【０１０８】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２５（ａ）及び図２５（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、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ａの噛み合いにより第４速用従動ギヤ２４ａ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１０９】
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２６（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（３ｒｄ Ｐｒｅ４モード）。続いて、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２６（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に伝達される（４ｔｈ Ｐｒｅ３モード）。
【０１１０】
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 Ｐｒｅ３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。
【０１１１】
４ｔｈ走行第１モードは、図２７（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３速用従動ギヤ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２７（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。
【０１１２】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２７（ａ）及び図２７（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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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。
【０１１３】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図２８（ａ）及び図２８（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。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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１１４】
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２９（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。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２９（ａ）において無限遠方に位置することとなる。
【０１１５】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図２９（ａ）及び図２９（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３速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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。
【０１１６】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３０（ａ）及び図３０（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、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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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。
【０１１７】
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３１（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。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。
【０１１８】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図３１（ａ）及び図３１（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３速用従動ギヤ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速用ギヤ列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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、５ｔｈトルクとして第４速用従動ギヤ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。
【０１１９】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３２（ａ）及び図３２（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、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ａの噛み合いにより第４速用従動ギヤ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速用ギヤ列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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１２０】
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３３（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３３（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に伝達される（５ｔｈ Ｐｒｅ４モード）。
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（５ｔｈモード）。
【０１２１】
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３速用従動ギヤ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。
【０１２２】
このモードにおいてモータ７でアシストする場合、図３４（ａ）及び図３４（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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、３ｒｄトルクとして第３速用従動ギヤ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。
【０１２３】
このモードにおいてモータ７で充電する場合、図３５（ａ）及び図３５（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３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ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。
【０１２４】
また、この動力出力装置１Ａにおいては、モータ走行におけるモータ７によるアシスト、充電するモードとして、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３６（ｂ）に示すように、第１及び第２クラッチ１１、１２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。
【０１２５】
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３６（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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ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。
【０１２６】
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３７（ａ）及び図３７（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、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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ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。
【０１２７】
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に接続され、キャリア３６は駆動軸９，９に接続され、リングギヤ３５がモータ７に接続されるので、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。
【０１２８】
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に接続され、第２中間軸１６は第２クラッチを介してエンジン６に接続されているので、上述したモータ第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。
【０１２９】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、リングギヤ３５はモータ７に接続されるとともにリングギヤ３５をロック可能なワンウェイクラッチ６１に接続されるので、モータ７を駆動できない場合には、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより車両を発進させることができる。また、リングギヤ３５をロックすることでリングギヤ３５に接続されたモータ７の回転が停止し、不具合のある状態でモータ７を強制的に回転させることに起因するさらなる故障を抑制することができる。
【０１３０】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、モータ非駆動走行時に、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしてモータ７の回転を停止させることで、エンジン６の動力がサンギヤ３２及びキャリア３６を介して駆動軸９、９に伝達されるので、モータ７や蓄電装置８２等の状態によらず十分な減速比が得られエンジン６のみでも大きなトルクを得ることができる。
【０１３１】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、切替手段を駆動することによりワンウェイクラッチ６１は、リングギヤ３５をロックしリングギヤ３５の外周面に取り付けられたロータ７２の回転を停止させるロック状態と、ワンウェイクラッチ６１がリングギヤ３５の一方向の回転のみを許容しロータ７２の正転方向の回転のみを許容するワンウェイ状態と、空転してリングギヤ３５の両方向の回転を許容しロータ７２の正転及び逆転の両方向の回転を許容する空転状態の３つの状態をとりうるように構成されているので、蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上である場合にワンウェイクラッチ６１をワンウェイ状態にしておけば、自動的にモータ７の逆転方向の回転を停止することができ、アイドリング中及びトルク合成駆動の加速時においてモータ７の回生を機械的に停止させることができる。
【０１３２】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下でありモータ７を駆動できない場合に、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより発進させることができる。また、走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下となり車両の走行状態により大きな駆動トルクが必要な場合にも、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、大きな駆動トルクを得ることができる。
【０１３３】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、走行中に蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上であり車両の走行状態により電動機が回生せざるをえないが電動機を回生できない場合に、ワンウェイクラッチ６１によりリングギヤ３５をロックしモータ７の回転を停止させることにより、蓄電装置８２をこれ以上充電させる必要がない状態におけるモータ７の連れまわりを防止することができる。
【０１３４】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、駆動状態予測装置によりカーナビゲーションの経路上の高低差を確認し、走行中において、蓄電装置８２のＳＯＣが走行限界値以下にある場合には下り坂を認識してワンウェイクラッチ６１のロック状態を解除することによりモータ７で回生充電することができ、蓄電装置８２のＳＯＣが回生限界値以上にある場合には下り坂を認識してワンウェイクラッチ６１の切替手段を作動させることでモータ７の連れまわりを防止することができる。このように駆動状態予測装置の情報に基づき予めワンウェイクラッチ６１の切替時を認識することでモータ７の駆動範囲を広くすることができる。
【０１３５】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、蓄電装置８２の温度が正常な出力が出せない臨界温度以下の場合に、ワンウェイクラッチ６１によりモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより車両を発進させることができる。
【０１３６】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、モータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や配線の断線によりモータ７が正常に作動しないとき、ワンウェイクラッチ６１によりモータ７の回転を停止させて動力合成機構３０の減速比を上げることで、車両の始動トルクを確保しエンジン６の動力のみにより車両発進させることができる。また、モータ７、蓄電装置８２、インバータの故障や配線の断線がある場合には、これを運転者に通知しサービスセンターへ誘導することにより緊急走行を短時間で終わらせることができる。
【０１３７】
また、動力出力装置１、１Ａによれば、第１及び第２クラッチ４１、４２が発進クラッチであるので、モータ非駆動走行において、ワンウェイクラッチ６１をロック状態にしモータ７の回転を停止した状態であっても、クラッチ容量の大きい発進クラッチで発進時のショックを吸収することができるので、緊急時における発進を円滑に行うことができる。
【０１３８】
＜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３９を参照して説明する。なお、第３実施形態の動力出力装置は、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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ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３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ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。
【０１４２】
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３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ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４速用従動ギヤ２４ｂと噛合し、第４速用従動ギヤ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
＜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４０を参照して説明する。なお、第４実施形態の動力出力装置は、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。
【０１４６】
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に接続され、第２中間軸１６は第２主軸１２に接続された第２クラッチ４２（第１断接手段）を介してエンジン６に接続されている。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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に接続された第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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
ロック機構として切替可能なワンウェイクラッチ６１を例示したが、ワンウェイクラッチに限らず、リングギヤ３５をロックすることによりリングギヤ３５の外周面に取り付けられたロータ７２の回転を停止させることが可能なブレーキを用いてもよい。これにより、モータ７の回転を停止させる機構を簡易な構成で実現することができる。なお、ブレーキを用いた場合には、ワンウェイクラッチ６１のように自動的にモータ７の逆転方向の回転を停止させることはできないが、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより同様の制御を行うことができる。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【符号の説明】
【０１５４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 動力出力装置
６ エンジン
７ モータ７
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）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 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３速用従動ギヤ
２４ 第４速用ギヤ対
２４ａ 第４速用駆動ギヤ
２４ｂ 第４速用従動ギヤ
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 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
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
６１ ワンウェイクラッチ（ロック機構）
８２ 蓄電装置
８３ ＳＯＣ検出装置
８４ 温度検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関に接続される２つの変速軸を備えた変速機と、を備えた動力出力装置であって、
第１〜第３要素を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構を備え、
前記第１要素は前記２つの変速軸のいずれか一方に接続され、
前記第２要素は駆動軸に接続され、
前記第３要素は前記電動機に接続されるとともに前記第３要素をロック可能なロック機構に接続され、
前記第２要素は前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達し、
前記２つの変速軸のうち他方の変速軸は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。
【請求項２】
前記２つの変速軸は、第１断接手段を介して前記内燃機関に接続される第１変速軸と、第２断接手段を介して前記内燃機関に接続される第２変速軸と、から構成され、
前記第１変速軸が前記第１要素に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達可能なトルク合成駆動において、
前記ロック機構で前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させ、
前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第１及び第２要素を介して前記駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記ロック機構はブレーキからなり、前記ブレーキはロック制御時に作動する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記ロック機構は、前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる状態と、前記第３要素の一方向の回転のみを許容し前記電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、前記第３要素の両方向の回転を許容し前記電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチからなり、
前記ワンウェイクラッチは、ロック制御時に前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電動機に電力を供給する蓄電装置を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下であり前記電動機を駆動できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電動機に電力を供給する蓄電装置を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上であり前記電動機を回生できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項８】
駆動状態を予測する駆動状態予測装置をさらに備え、
前記蓄電装置のＳＯＣの状態に応じて、前記駆動状態予測装置の情報に基づき前記ロック機構を作動させる、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の動力出力装置。
【請求項９】
前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出装置と、を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置の温度が正常に出力できない第３の所定値以下の場合に、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜８に記載の動力出力装置。
【請求項１０】
前記電動機を制御する制御部と、
前記電動機と前記蓄電装置を接続する配線と、を備え、
前記ロック機構は、前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項１１】
前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に、運転者に緊急走行であることを通知する通知手段を備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の動力出力装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２断接手段は、発進クラッチである、
ことを特徴とする請求項２〜１１に記載の動力出力装置。
【請求項１】
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関に接続される２つの変速軸を備えた変速機と、を備えた動力出力装置であって、
第１〜第３要素を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構を備え、
前記第１要素は前記２つの変速軸のいずれか一方に接続され、
前記第２要素は駆動軸に接続され、
前記第３要素は前記電動機に接続されるとともに前記第３要素をロック可能なロック機構に接続され、
前記第２要素は前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達し、
前記２つの変速軸のうち他方の変速軸は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。
【請求項２】
前記２つの変速軸は、第１断接手段を介して前記内燃機関に接続される第１変速軸と、第２断接手段を介して前記内燃機関に接続される第２変速軸と、から構成され、
前記第１変速軸が前記第１要素に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記第１要素から伝達される動力と前記第３要素から伝達される動力を合成して前記駆動軸に伝達可能なトルク合成駆動において、
前記ロック機構で前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させ、
前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第１及び第２要素を介して前記駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記ロック機構はブレーキからなり、前記ブレーキはロック制御時に作動する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記ロック機構は、前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる状態と、前記第３要素の一方向の回転のみを許容し前記電動機の正転方向の回転のみを許容する状態と、前記第３要素の両方向の回転を許容し前記電動機の正転及び逆転方向の回転を許容する状態を切替可能なワンウェイクラッチからなり、
前記ワンウェイクラッチは、ロック制御時に前記第３要素をロックして前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電動機に電力を供給する蓄電装置を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第１の所定値以下であり前記電動機を駆動できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電動機に電力を供給する蓄電装置を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置のＳＯＣが第２の所定値以上であり前記電動機を回生できない場合、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項８】
駆動状態を予測する駆動状態予測装置をさらに備え、
前記蓄電装置のＳＯＣの状態に応じて、前記駆動状態予測装置の情報に基づき前記ロック機構を作動させる、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の動力出力装置。
【請求項９】
前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出装置と、を備え、
前記ロック機構は、前記蓄電装置の温度が正常に出力できない第３の所定値以下の場合に、前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜８に記載の動力出力装置。
【請求項１０】
前記電動機を制御する制御部と、
前記電動機と前記蓄電装置を接続する配線と、を備え、
前記ロック機構は、前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に前記第３要素をロックし前記電動機の回転を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項１１】
前記電動機、前記蓄電装置、前記制御部と、前記配線の少なくとも１つに不具合がある場合に、運転者に緊急走行であることを通知する通知手段を備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の動力出力装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２断接手段は、発進クラッチである、
ことを特徴とする請求項２〜１１に記載の動力出力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２０１０−２０２００４（Ｐ２０１０−２０２００４Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８０７４（Ｐ２００９−４８０７４）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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