JP2009001077A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力損失が少なく、また小型化して車載性を向上させることのできる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】第１原動機２と、複数の変速ギヤ対１４〜１７と、出力部材１１，１２とを備え、更に、第１原動機２に連結された第１回転要素Ｃｒと、第２回転要素Ｒｇと、出力部材に対して動力を選択的に出力する第３回転要素Ｓｎとを有し、かつこれら少なくとも三つの回転要素の間で差動作用を行う差動機構１と、第２回転要素に連結された第２原動機３とを備え、変速ギヤ対は、第１回転要素と出力部材との間に設けられかつ選択的に動力伝達可能な状態にされる少なくとも一対の第１変速ギヤ対と、第３回転要素と出力部材との間に設けられかつ選択的に動力伝達可能な状態にされる少なくとも一対の第２変速ギヤ対とを含み、さらに第２原動機を回転しないように選択的に固定するロック機構ＳＬを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンや電動機などの動力源が出力した動力を出力軸や出力ギヤなどの出力部材に伝達するための車両用動力伝達装置に関し、特にその動力源の回転数と出力部材の回転数との比を変速ギヤ対によって変更可能な動力伝達装置に関するものである。

この種の動力伝達装置は、出力トルクを要求に応じて変化させ、あるいは動力源の回転数を効率のよい回転数に制御するために広く使用されている。トルクや回転数を変化させる機能を有する機構としては、複数のギヤ対を用いた機構が多用され、またギヤ対を用いた場合には、ベルトやチェーンあるいは流体を使用した機構と比較して、動力の伝達効率を向上させることができる。

その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置は、いわゆるツインクラッチ式の変速機を基本構造とするものであって、エンジンに対してそれぞれクラッチを介して選択的に連結される二本のクラッチ軸を備え、それらのクラッチ軸と出力軸との間に複数対のギヤ対が設けられ、それらのギヤ対をクラッチ軸もしくは出力軸に選択的に連結するクラッチ機構が設けられている。さらに、それらのクラッチ軸の間に、ロータとステータとが共に回転可能ないわゆる差動式のモータ・ジェネレータが設けられ、各クラッチ軸には傘歯車を介して連結されている。すなわち、モータ・ジェネレータはクラッチ軸に対して直交する方向に向けて配置されている。

また、特許文献２には、エンジンが出力したトルクをいわゆる差動式のモータ・ジェネレータを介して二本のクラッチ軸に分配し、それらのクラッチ軸から出力軸に対してそれぞれの所定のギヤ比に設定されたギヤ対を介してトルクを出力するように構成した変速システムが記載されている。

さらに、特許文献３には、四つの回転要素を備えたラビニョ型遊星歯車機構における所定の回転要素にエンジンが連結されるとともに、他の所定の二つの回転要素が出力要素とされ、さらに残る一つの回転要素にモータ・ジェネレータが連結された駆動装置が記載されている。この特許文献３に記載された駆動装置では、各出力要素のそれぞれに変速段設定用のギヤ対が連結され、特定の変速段を設定する場合、モータ・ジェネレータを固定してラビニョ型遊星歯車機構を減速機として機能させるように構成されている。

上述した特許文献１や特許文献２に記載されているシステムは、走行に用いるギヤと空いているギヤとのギヤ比の差を利用してモータを回転させるように構成されており、したがってエンジンが出力する動力で走行するいわゆるエンジン直結走行時に、モータを不可避的に回転させることによる。そのため、いわゆる引き摺りによる動力損失が増大する可能性がある。

また、特許文献３に記載されている装置では、モータ・ジェネレータを固定する変速段でのいわゆる引き摺り損失を低減できるが、他の変速段は、二つの変速ギヤ対を介して動力を伝達することによるので、トルクの伝達に関与するギヤの数が多くなって動力損失が増大する可能性がある。

特開２００２−２０４５０４号公報 特開２００４−２９３７９５号公報 特開２００５−１５５８９１号公報

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動力損失を低減して燃費を向上させることのできる車両用動力伝達装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、第１原動機と、その第１原動機の出力した動力が伝達されるギヤ比の異なる複数の変速ギヤ対と、変速ギヤ対から伝達された動力を出力する出力部材と、前記複数の変速ギヤ対からいずれかの変速ギヤ対を選択して出力部材に動力伝達可能とする選択的動力伝達機構とを備えている車両用動力伝達装置において、第２原動機と、前記第１原動機に連結された第１回転要素と、前記第２原動機に連結された第２回転要素と、第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有し、かつこれら少なくとも三つの回転要素の間で差動作用を行う差動機構と、前記第１回転要素と前記出力部材との間に設けられ、少なくとも一つの前記変速ギヤ対を有する第１変速ギヤ対系と、前記第３回転要素と前記出力部材との間に設けられ、少なくとも一つの前記変速ギヤ対を有する第２変速ギヤ対系と、前記第２原動機を回転しないように選択的に固定するロック機構とを備えているものである。

本発明は、好ましくは、前記差動機構は、遊星歯車機構を含み、その遊星歯車機構は、該遊星歯車機構についての共線図上で、前記第２回転要素を挟んだ両側に前記第１回転要素と前記第３回転要素とが位置し、かつ前記車両の前進時に前記第１回転要素に対して前記第３回転要素が反対方向に回転するように構成されている。

また、本発明は、好ましくは、前記第２変速ギヤ対系を前記第３回転要素と前記出力部材との間でトルク伝達可能な状態に設定して所定の変速段を設定する場合に前記ロック機構によって前記第２原動機を固定し、また前記第１変速ギヤ対系を前記第１回転要素と前記出力部材との間でトルク伝達可能な状態に設定して他の所定の変速段を設定する場合に前記ロック機構による前記第２原動機の固定を解除する変速制御手段を更に備えている。

本発明は、好ましくは、上記の構成において、前記出力部材に対してトルクを伝達する前記変速ギヤ対系を切り替える変速の際に、前記第２原動機の回転数を変化させて、新たにトルクの伝達に関与する変速ギヤ対系の回転数を変速後の回転数に設定する同期制御を実行する同期手段を更に備えている。

本発明は、好ましくは、前記同期手段によって前記第２原動機の回転数を変化させる場合に、前記第１原動機と前記第２原動機との出力トルクを、前記出力部材のトルクが変化しないように協調して制御する協調制御手段を更に備えている。

本発明は、好ましくは、前記出力部材は、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置された第１出力軸と第２出力軸とを含み、さらに、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置されたアイドラ軸を備え、前記第１変速ギヤ対系は、前記第１回転要素からトルクが伝達される第１駆動ギヤと前記第１出力軸上に配置された第１被駆動ギヤとを含み、前記第２変速ギヤ対系は、前記第３回転要素からトルクが伝達される前記アイドラ軸上に配置された第２駆動ギヤと前記第２出力軸上に配置された第２被駆動ギヤとを含んでいる。

本発明は、好ましくは、前記第１出力軸および第２出力軸からトルクが伝達される差動作用のある終減速機構を備え、前記第１原動機と前記差動機構とがそれぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置され、前記アイドラ軸と前記第２出力軸とは、前記車両に搭載した状態で、前記第１原動機の中心軸線と前記終減速機構の回転中心軸線とを含む平面より上側に配置され、前記第１出力軸は、前記車両に搭載した状態で、前記第１原動機の中心軸線と前記終減速機構の回転中心軸線とを含む前記平面より下側に配置されている。

本発明は、好ましくは、前記選択的動力伝達機構は、前記第２原動機を駆動して走行する場合に、前記第１変速ギヤ対系を介して前記出力部材にトルクを伝達することにより設定される変速段と前記第２変速ギヤ対系を介して前記出力部材にトルクを伝達することにより設定される変速段とのうち、前記出力部材から出力するトルクが相対的に大きくなる変速段を設定する変速段選択手段を含んでいる。

本発明は、好ましくは、前記第１原動機が出力する動力で走行しかつ前記第２原動機が出力する動力を走行のために補助的に作用させる走行状態での変速の際の制御内容と、前記第２原動機の動力で走行している走行状態もしくは前記第２原動機でエネルギ回生して減速している走行状態での変速の際の制御内容とを相互に異ならせてそれぞれの変速を制御する変速制御変更手段を更に備えている。

本発明は、好ましくは、前記第１変速ギヤ対系を前記第１原動機に直結した状態と前記第２回転要素に連結した状態とに切り替える第１クラッチ手段と、前記第２変速ギヤ対系を前記第１原動機に直結した状態と前記第３回転要素に連結した状態とに切り替える第２クラッチ手段とを更に備えている。

本発明は、好ましくは、前記第１変速ギヤ対系および第１クラッチ手段と、前記第２変速ギヤ対系と前記第２クラッチ手段とは、前記差動機構の中心軸線に沿う方向でかつ前記差動機構を挟んで互いに反対側に配置されている。

本発明は、好ましくは、前記選択的動力伝達機構は、前記第１ないし第３の回転要素のうちの少なくとも二つの回転要素同士を連結して前記差動機構の全体を一体化させる第３クラッチ手段と、前記第３回転要素と前記出力部材との間で前記第２変速ギヤ対系を選択的にトルク伝達可能にする第４クラッチ手段と、前記第１回転要素と前記出力部材との間で前記第１変速ギヤ対系を選択的にトルク伝達可能にする第５クラッチ手段とを含んでいる。

本発明は、好ましくは、前記第３回転要素と前記第１出力軸との間で選択的にトルク伝達可能な状態にされる後進段用ギヤ対が前記第２回転要素と第１出力軸との間に設けられている。

本発明は、好ましくは、前記出力部材は、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置された第１出力軸と第２出力軸とを含み、前記第１変速ギヤ対系は、前記第１回転要素からトルクが伝達される第１駆動ギヤと前記第１出力軸上に配置された第１被駆動ギヤとを含み、前記第２変速ギヤ対系は、前記第３回転要素からトルクが伝達される第２駆動ギヤと前記第２出力軸上に配置された第２被駆動ギヤとを含み、前記第１出力軸と第２出力軸とのいずれか一方から出力されるトルクの方向を他方から出力されるトルクの方向に対して反転させる反転機構が設けられている。

本発明は、好ましくは、前記反転機構は前記第２出力軸の出力側に設けられ、かつ前記第３回転要素と前記第１出力軸との間に後進段を設定するための後進段用ギヤ対が設けられている。

本発明は、好ましくは、前記反転機構は前記第２出力軸の出力側に設けられ、かつ前記第１回転要素と前記第２出力軸との間に後進段を設定するための後進段用ギヤ対が設けられ、さらに前記第１原動機と前記第１回転要素との伝達トルク容量を連続的に増大させるフリクションスタート機構が設けられている。

本発明は、好ましくは、前記第１原動機と前記差動機構とはそれぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置され、その差動機構における前記第３回転要素から伝達されたトルクをその方向を反転して出力する逆転機構が、前記差動機構と前記第１変速ギヤ対系もしくは第２変速ギヤ対系との間でかつ前記第１原動機の回転中心軸線上に配置されている。

本発明は、好ましくは、前記逆転機構による反転作用を受けないトルクが前記第２回転要素から伝達されかつ前記差動機構と同一軸線上に配置された後進用駆動ギヤと、その後進用駆動ギヤに噛み合いかつ前記出力部材に保持された後進用被駆動ギヤとからなる後進用ギヤ対が設けられ、さらに、その後進用ギヤ対を前記第２回転要素と前記出力部材との間で選択的にトルク伝達可能な状態にする第６クラッチ手段が設けられている。

本発明は、好ましくは、前記第２原動機の出力を減速して前記第２回転要素に伝達する減速機構が更に設けられている。

本発明によれば、第２原動機をロック機構で固定することにより、差動機構における第２回転要素が固定され、その状態で第１回転要素に第１原動機からトルクを入力し、かつ第３回転要素から第２変速ギヤ対系にトルクを出力できるので、差動機構と第２変速ギヤ対系とによる変速作用で所定の変速比（変速段）を設定することができる。その場合、第２原動機は回転しないので、いわゆる引き摺り損失などの動力損失を低減できる。また、第１変速ギヤ対系は、第１原動機が連結されている第１回転要素に連結されるので、第１変速ギヤ対系によって設定される変速比（変速段）では、トルクの伝達に関与するギヤ対が少なくなり、そのために動力損失を低減することができる。

つぎにこの発明を更に具体的に説明する。この発明に係る動力伝達装置は、車両に搭載されて使用されるものであって、基本的には、エンジンなどの第１原動機が出力した動力を、互いにギヤ比が異なる複数の変速ギヤ対から選択された変速ギヤ対を介して出力部材に伝達し、ここから動力を出力し、また必要に応じて電動機やモータ・ジェネレータなどの第２原動機によってトルクを補助し、あるいは走行のための動力を出力するように構成されている。その第１原動機は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関がその典型的な例であるが、これに限らず、モータなどの他の動力装置であってもよい。

また、第２原動機は、電気的に制御されて正トルクおよび負トルクを出力するものであることが好ましい。さらに、変速ギヤ対は互いに常時噛み合っている駆動ギヤと被駆動ギヤ（従動ギヤ）とからなるギヤ対であり、従来の車両用の手動変速機やツインクラッチ式変速機などで採用されているギヤ対と同様の構成であってよい。また、その変速ギヤ対の数は複数であればよく、その数が多いほど、設定可能な変速比（もしくは変速段）の数が多くなって、原動機の回転数や駆動トルクを細かく制御することが可能になる。図１には、四対の変速ギヤ対を設けた例を示してある。

この発明では、それらの変速ギヤ対を第１変速ギヤ対系と第２変速ギヤ対系とに分けてあり、第１原動機の動力をそれら第１変速ギヤ対系または第２変速ギヤ対系から出力部材に選択的に伝達するように構成されている。この発明に係る動力伝達装置は、その切り替えのための機構として差動機構を主体とした機構を備えている。より具体的には、その差動機構は、少なくとも三つの回転要素によって差動作用を行う機構であり、シングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構がその典型的な例であるが、これらの遊星歯車機構以外の機構であってもよい。なお、回転要素とは、差動機構を構成する要素のうち、外部の何らかの部材に連結することの可能な要素である。

差動機構における三つの回転要素は、その機能で分ければ、入力要素、出力要素、反力（もしくは固定）要素であり、入力要素に前記第１原動機が連結される。出力要素には前述した変速ギヤ対における駆動側ギヤが連結される。そして、この発明における動力伝達装置では、反力要素に第２原動機が連結されている。なお、第１原動機はトルクを出力するだけでなく、エネルギが供給されない非動作状態ではフリクショントルクを発生し、また第２原動機は反転動作もしくは回生動作する場合に負のトルクを発生する。

さらに動力伝達装置が車両に搭載されて車輪に連結されている場合には出力部材から差動機構に動力が入力されることもあるので、上記の入力要素および出力要素ならびに反力要素は、いずれかの回転要素が固定的にそのような要素になるのではなく、動力伝達装置の動作の状態によって入力要素が反力要素に切り替わったり、反力要素が出力要素に切り替わったりする。

この発明では、第２原動機が連結されている第２回転要素が共線図上で、第１回転要素と第３回転要素との間に位置し、第３回転要素が第１回転要素とは反対方向に回転するように構成することが好ましい。このような構成であれば、第２原動機およびこれが連結されている第２回転要素の回転数が相対的に低回転数となるため、変速過渡時に第２原動機を駆動するとしても、その回転数が低いから、第２原動機の出力を低減でき、ひいては第２原動機を小型化することが可能になる。また、各回転要素が共線図上にこのように配列された構成であれば、変速段を切り替える変速過渡時に、第２回転要素に連結されている第２原動機がゼロ回転（停止）を挟んで、その近傍で正負両方向の低回転数域で動作するので、変速過渡時に必要な第２原動機の出力を低減することができる。

また、この発明では、前記第２変速ギヤ対系を前記第３回転要素と前記出力部材との間でトルク伝達可能な状態に設定して所定の変速段を設定する場合に前記ロック機構によって前記第２原動機を固定し、また前記第１変速ギヤ対系を前記第１回転要素と前記出力部材との間でトルク伝達可能な状態に設定して他の所定の変速段を設定する場合に前記ロック機構による前記第２原動機の固定を解除する変速制御手段を更に備えていることがこのましい。このような構成であれば、第２変速ギヤ対系を使用する変速段と、第１変速ギヤ対系を使用する変速段とを上記のようにして設定するので、変速過渡時に第２原動機の回転数を制御していわゆる変速同期制御を行うことができ、その結果、変速ショックを防止もしくは抑制することができる。

さらに、この発明では、前記出力部材に対してトルクを伝達する前記変速ギヤ対系を切り替える変速の際に、前記第２原動機の回転数を変化させて、新たにトルクの伝達に関与する変速ギヤ対系の回転数を変速後の回転数に設定する同期制御を実行する同期手段を更に備えていることが好ましい。このような構成であれば、変速時のいわゆる回転同期を行うことができるので、トルクの伝達に関与する変速ギヤ対系を変更することに伴う急激な回転数の変化やトルクの変化が抑制され、その結果、変速ショックの悪化を防止することができる。

さらにまた、この発明では、前記同期手段によって前記第２原動機の回転数を変化させる場合に、前記第１原動機と前記第２原動機との出力トルクを、前記出力部材のトルクが変化しないように協調して制御する協調制御手段を更に備えていることが好ましい。このように構成すれば、回転数を同期させるべく第２原動機の回転数を変化させる場合、第２原動機によって前記同期制御を行うとともに、第１原動機の出力トルクを第２原動機に協調させて制御するので、駆動トルクの一時的な低下などによる変速ショックを防止もしくは抑制することができる。

そして、この発明では、前記出力部材は、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置された第１出力軸と第２出力軸とを含み、さらに、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置されたアイドラ軸を備え、前記第１変速ギヤ対系は、前記第１回転要素からトルクが伝達される第１駆動ギヤと前記第１出力軸上に配置された第１被駆動ギヤとを含み、前記第２変速ギヤ対系は、前記第３回転要素からトルクが伝達される前記アイドラ軸上に配置された第２駆動ギヤと前記第２出力軸上に配置された第２被駆動ギヤとを含む構成であることが好ましい。このような構成であれば、同一軸線上に配列されるギヤの数を少なくすることができるので、動力伝達装置の全体として構成を軸線方向において小型化することができる。

またそして、この発明では、前記第１出力軸および第２出力軸からトルクが伝達される差動作用のある終減速機構を備え、前記第１原動機と前記差動機構とがそれぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置され、前記アイドラ軸と前記第２出力軸とは、前記車両に搭載した状態で、前記第１原動機の中心軸線と前記終減速機構の回転中心軸線とを含む平面より上側に配置され、前記第１出力軸は、前記車両に搭載した状態で、前記第１原動機の中心軸線と前記終減速機構の回転中心軸線とを含む前記平面より下側に配置されている構成とすることが好ましい。このような構成であれば、第１原動機の中心軸線と終減速機の中心軸線とを結んだ線より下側に配置されるのは第１出力軸であって、低い位置に配置される軸の数が少なくなるので、車両の全体としての高さを低くした場合であっても、最低地上高が低くなることを抑制して路面との干渉を防止できる。

またさらに、この発明では、前記選択的動力伝達機構は、前記第２原動機を駆動して走行する場合に、前記第１変速ギヤ対系を介して前記出力部材にトルクを伝達することにより設定される変速段と前記第２変速ギヤ対系を介して前記出力部材にトルクを伝達することにより設定される変速段とのうち、前記出力部材から出力するトルクが相対的に大きくなる変速段を設定する変速段選択手段を含む構成であることが好ましい。このような構成であれば、第２原動機を駆動してその動力を出力部材に伝達する場合、設定可能な複数の変速段のうち、出力部材のトルクが大きくなる変速段が設定されるので、第２原動機によるトルクの補助（すなわちアシスト）を必要十分に行うことができる。

そしてさらに、この発明では、前記第１原動機が出力する動力で走行しかつ前記第２原動機が出力する動力を走行のために補助的に作用させる走行状態での変速の際の制御内容と、前記第２原動機の動力で走行している走行状態もしくは前記第２原動機でエネルギ回生して減速している走行状態での変速の際の制御内容とを相互に異ならせてそれぞれの変速を制御する変速制御変更手段を更に備えていることが好ましい。このような構成であれば、第１原動機および第２原動機のそれぞれが動力を出力して走行する場合と、第２原動機のみを動作させて走行する場合とでは、動力の伝達経路が相互に異なるので、これらの駆動形態もしくは走行形態に応じた変速制御が実行される。

また、この発明では、前記第１変速ギヤ対系を前記第１原動機に直結した状態と前記第３回転要素に連結した状態とに切り替える第１クラッチ手段と、前記第２変速ギヤ対系を前記第１原動機に直結した状態と前記第３回転要素に連結した状態とに切り替える第２クラッチ手段とを更に備えていることが好ましい。このような構成であれば、第１変速ギヤ対系および第２変速ギヤ対系のそれぞれを、第１原動機が出力する動力を直接伝達して設定する変速段と、および差動機構の差動作用を利用して設定する変速段とのいずれにおいても使用することができ、その結果、各変速ギヤ対を共用して、設定可能な変速段数を多くすることができる。

またさらに、この発明では、前記第１変速ギヤ対系および第１クラッチ手段と、前記第２変速ギヤ対系と前記第２クラッチ手段とは、前記差動機構の中心軸線に沿う方向でかつ前記差動機構を挟んで互いに反対側に配置されていることが好ましい。このような構成であれば、各変速ギヤ対系およびクラッチ手段を、上記のように差動機構を挟んだ両側に分けて配置したので、トルク伝達のための連結部材などがクラッチ手段の外周側を被うことを回避することができる。言い換えれば、軸線方向に移動して連結状態を切り替えるための部材が外周側に露出した状態になるので、噛み合い式のクラッチ手段を使用することが可能になる。

そしてまた、この発明では、前記選択的動力伝達機構は、前記第１ないし第３の回転要素のうちの少なくとも二つの回転要素同士を連結して前記差動機構の全体を一体化させる第３クラッチ手段と、前記第３回転要素と前記出力部材との間で前記第２変速ギヤ対系を選択的にトルク伝達可能にする第４クラッチ手段と、前記第１回転要素と前記出力部材との間で前記第１変速ギヤ対系を選択的にトルク伝達可能にする第５クラッチ手段とを含むことが好ましい。このような構成であれば、第３ないし第５のクラッチ手段が上記のように動作するので、少なくとも三つの変速段を設定することができ、しかも変速過渡時に第２原動機の回転数を変化させることができるので、いわゆる変速同期制御が可能であって、変速ショックを防止もしくは抑制することができる。また、各変速ギヤ対系を共用化して設定可能な変速段数を多くすることができる。

そしてさらに、この発明では、前記第３回転要素と前記第１出力軸との間で選択的にトルク伝達可能な状態にされる後進段用ギヤ対が前記第３回転要素と第１出力軸との間に設けられている構成とすることが好ましい。このような構成であれば、後進段用ギヤ対を介して出力部材にトルクを伝達することにより後進段を設定することができ、その場合、後進段用ギヤ対には第３回転要素からトルクが出力されるから、差動機構を変速機として機能させて大きい駆動力を得ることができ、また第２回転要素に連結されている第２原動機のトルクを変化させることにより、第３回転要素のトルクを連続的に変化させることができるので、後進方向に滑らかに発進することができる。

またそして、この発明では、前記出力部材は、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置された第１出力軸と第２出力軸とを含み、前記第１変速ギヤ対系は、前記第１回転要素からトルクが伝達される第１駆動ギヤと前記第１出力軸上に配置された第１被駆動ギヤとを含み、前記第２変速ギヤ対系は、前記第３回転要素からトルクが伝達される第２駆動ギヤと前記第２出力軸上に配置された第２被駆動ギヤとを含み、前記第１出力軸と第２出力軸とのいずれか一方から出力されるトルクの方向を他方から出力されるトルクの方向に対して反転させる反転機構が設けられている構成とすることが好ましい。このような構成であれば、差動機構における第１回転要素から動力を出力する場合と、第３回転要素から動力を出力する場合とでは、トルクの方向が反対になるが、第１出力軸と第２出力軸とのいずれか一方の出力側に反転機構が設けられているので、差動機構から各出力軸に到る過程でトルクの方向を反転する必要がなく、その結果、差動機構と各出力軸との間にアイドラ軸などの部材を介在させることがないので、動力伝達装置の全体としての構成を半径方向において小型化することができる。

またさらに、この発明では、前記反転機構は前記第２出力軸の出力側に設けられ、かつ前記第３回転要素と前記第１出力軸との間に後進段を設定するための後進段用ギヤ対が設けられている構成とすることが好ましい。このような構成であれば、第２出力軸自体の回転方向は、後進走行するための回転方向になるが、その出力側に反転機構が設けられているので、第２出力軸からトルクを出力する場合であっても前進走行できる。これに対して第１出力のいわゆる前段側に後進段用ギヤ対が介在されているので、この後進段用ギヤ対を介してトルクを伝達することにより、第１出力軸の回転方向が前進走行時とは反対になり、後進走行することができる。

さらに、この発明では、前記反転機構は前記第２出力軸の出力側に設けられ、かつ前記第１回転要素と前記第２出力軸との間に後進段を設定するための後進段用ギヤ対が設けられ、さらに前記第１原動機と前記第１回転要素との伝達トルク容量を連続的に増大させるフリクションスタート機構が設けられていることが好ましい。このような構成であれば、後進段では第１原動機が第１回転要素を介して後進段用ギヤ対に連結され、その第１原動機から後進段用ギヤ対に対して伝達されるトルクは、フリクションスタート機構によって徐々に増大させられるので、滑らかに後進方向に発進することができる。

また、この発明では、前記第１原動機と前記差動機構とはそれぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置され、その差動機構における前記第３回転要素から伝達されたトルクをその方向を反転して出力する逆転機構が、前記差動機構と前記第１変速ギヤ対系もしくは第２変速ギヤ対系との間でかつ前記第１原動機の回転中心軸線上に配置されている構成であることが好ましい。このような構成であれば、第１変速ギヤ対系もしくは第２変速ギヤ対系に入力されるトルクが、正転方向および逆転方向に切り替えられるから、第１回転要素から出力されるトルクの方向と第３回転要素から出力されるトルクの方向とが互いに反対であっても、いずれかの変速ギヤ対の出力側（もしくはトルクの伝達方向で下流側）にアイドラ軸などの回転方向を反転させるための部材を介在させる必要がなく、その結果、動力伝達装置の全体としての構成を半径方向において小型化することができる。

そしてさらに、この発明では、前記逆転機構による反転作用を受けないトルクが前記第２回転要素から伝達されかつ前記差動機構と同一軸線上に配置された後進用駆動ギヤと、その後進用駆動ギヤに噛み合いかつ前記出力部材に保持された後進用被駆動ギヤとからなる後進用ギヤ対が設けられ、さらに、その後進用ギヤ対を前記第２回転要素と前記出力部材との間で選択的にトルク伝達可能な状態にする第６クラッチ手段が設けられていることが好ましい。このような構成であれば、第１原動機を駆動力源とした後進段を設定することができる。

そして、この発明では、前記第２原動機の出力を減速して前記第２回転要素に伝達する減速機構が更に設けられている構成とすることが好ましい。このような構成であれば、第２原動機が出力したトルクを増大させて差動機構における第２回転要素に入力できるので、第２原動機を小型化することができる。

図１にはこの発明の実施の形態として、ダブルピニオン型遊星歯車機構を主体に構成した差動機構を有する構成を示してある。図１に示す構成について説明すると、この発明における差動機構に相当するダブルピニオン型の遊星歯車機構１は、外歯歯車であるサンギヤＳｎと、そのサンギヤＳｎに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲｇと、そのサンギヤＳｎに噛み合っている第１のピニオンギヤおよびその第１のピニオンギヤとリングギヤＲｇとに噛み合っている第２のピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤＣｒとを備えている。

そのキャリヤＣｒにエンジン（ＥＮＧ）２が連結されている。このエンジン２と遊星歯車機構１とは、それぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置されていることが好ましいが、これらを互いに異なる軸線上に配置して、歯車機構やチェーンなどの伝動機構を介して両者を連結してもよい。また、リングギヤＲｇにこの発明の第２原動機に相当するモータ・ジェネレータ（ＭＧ）３が連結されている。このモータ・ジェネレータ３は、例えば永久磁石式の同期電動機であって、そのロータがリングギヤＲｇに連結され、ステータは図示しないケーシングなどの固定部に固定されている。

さらにモータ・ジェネレータ３は全体として環状もしくは円筒状をなしており、その内周側に前記遊星歯車機構１が配置されている。すなわち、モータ・ジェネレータ３と遊星歯車機構１とは軸線方向でほぼ同じ位置に配置されており、両者が半径方向で少なくとも一部、重なっている（オーバーラップしている）。これは、モータ・ジェネレータ３の外径を相対的に大きくして高トルク化するとともに、エンジン２側に径の大きい部分を配置してスペースを有効に利用するためである。

そして、モータ・ジェネレータ３は、インバータなどのコントローラ４を介して二次電池などの蓄電装置５に接続されている。そのコントローラ４は、モータ・ジェネレータ３に対して供給する電流もしくは電圧などを変化させてモータ・ジェネレータ３の出力トルクや回転数を制御し、またモータ・ジェネレータ３が外力によって強制的に回転させられる場合の発電量や発電に要するトルクなどを制御するように構成されている。

モータ・ジェネレータ３を上記のように制御することにより、これが連結されているリングギヤＲｇの回転を止めることができるが、そのようなロック状態（固定状態）を電力を消費せずに設定するためのロック機構が設けられている。このロック機構は、モータ・ジェネレータ３のロータもしくはリングギヤＲｇをケーシングなどの所定の固定部に連結することにより、その回転を止めるように構成された連結機構であり、噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）や摩擦クラッチなどの適宜の係合機構によって構成されている。

図１に示す例では、噛み合い式のロック機構（ロッククラッチ）ＳＬが設けられている。これは、一例として、スリーブをスプラインに噛み合わせることにより、モータ・ジェネレータ３のロータを固定部に連結するドグクラッチによって構成されている。その構成を簡単に説明すると、固定部に一体の固定ハブ６がモータ・ジェネレータ３に隣接して設けられており、その固定ハブ６の外周面に形成したスプラインにスリーブ７が軸線方向に移動でき、かつ回転方向に一体化された状態で嵌合している。

そのスリーブ７が嵌合することのできるスプラインを備えたハブ８が、モータ・ジェネレータ３のロータに一体化して設けられている。したがって、スリーブ７をモータ・ジェネレータ３側に移動させてそのハブ８にスプライン嵌合させることにより、モータ・ジェネレータ３のロータが固定部に連結されてその回転が阻止されるようになっている。スリーブ７をその軸線方向に往復動させるための機構は、特には図示しないが、油圧あるいは電磁力などによる推力を受けて直線的に往復動する適宜のアクチュエータによって構成されている。

上記の遊星歯車機構１を挟んでエンジン２とは反対側に第１駆動軸９と第２駆動軸１０とが配置されている。第１駆動軸９は中空軸であって、遊星歯車機構１の中心軸線と同一の軸線上に回転自在に配置されており、その一端部でキャリヤＣｒに連結されている。そのキャリヤＣｒには前述したようにエンジン２が連結されているから、結局、第１駆動軸９はエンジン２にも連結されている。第２駆動軸１０は、第１駆動軸９の内周側に相対回転自在に挿入されており、この第２駆動軸１０はその一端部で前記サンギヤＳｎに連結されている。したがって図１に示す例では、キャリヤＣｒがこの発明の第１の回転要素に相当し、またリングギヤＲｇがこの発明の第２の回転要素に相当し、さらにサンギヤＳｎがこの発明の第３の回転要素に相当している。

第２駆動軸１０は中空軸である第１駆動軸９より長く、したがって第２駆動軸１０は第１駆動軸９から突出している。これらの駆動軸９，１０と平行に、この発明における出力部材に相当する二本の出力軸１１，１２が回転自在に配置されており、さらに一方の出力軸１２と前記駆動軸９，１０との間にアイドラ軸１３が回転自在に配置されている。

そして、駆動軸９，１０と各出力軸１１，１２との間に四対の変速ギヤ対１４，１５，１６，１７が設けられている。これらの各変速ギヤ対１４，１５，１６，１７は、それぞれ駆動ギヤ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａとこれに常時噛み合っている被駆動ギヤ１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂとを備えており、それぞれの駆動ギヤ１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａと被駆動ギヤ１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂとの歯数の比すなわちギヤ比が互いに異なっている。すなわち、これらの変速ギヤ対１４，１５，１６，１７は、第１速ないし第４速の各変速比（変速段）を設定するためのものであって、ここに挙げてある順にギヤ比が小さく設定されている。

ギヤ比が最大の第１速用ギヤ対１４における駆動ギヤ１４ａと、ギヤ比としては第１速用ギヤ対１４に対して一つおいた第３速用ギヤ対１６における駆動ギヤ１６ａとは、アイドラ軸１３に取り付けられており、ギヤ比としては第１速ギヤ対１４に隣接する第２速用ギヤ対１５における駆動ギヤ１５ａと、最小のギヤ比である第４速用ギヤ対１７における駆動ギヤ１７ａとは、第１駆動軸９に取り付けられている。また、第２駆動軸１０とアイドラ軸１３とは、ギヤ対１８によって連結されている。したがって、奇数段を設定するための変速ギヤ対１４，１６が一方の駆動軸１０と一方の出力軸（以下、仮に第２出力軸とする）１２との間でトルクを伝達するように配置され、偶数段を設定するための変速ギヤ対１５，１７が他方の駆動軸９と他方の出力軸（以下、仮に第１出力軸とする）１１との間でトルクを伝達するように配置されている。

上記のアイドラ軸１３が設けられていることにより第２駆動軸１０の回転方向と第２出力軸１２の回転方向とが同じになり、これに対して第１駆動軸９の回転方向と第１出力軸１１の回転方向とが互いに反対になるが、第１駆動軸９が連結されている前記キャリヤＣｒと第２駆動軸１０が連結されているサンギヤＳｎとは互いに反対方向に回転するので、結局、各出力軸１１，１２は同じ方向に回転する。

各変速ギヤ対１４，１５，１６，１７は、それぞれの出力軸１１，１２に対するトルクの伝達を選択的に行うように構成されている。すなわち、それぞれの変速ギヤ対１４，１５，１６，１７を経由するトルクの伝達経路の途中にクラッチ機構が設けられている。したがって、そのクラッチ機構は、駆動ギヤを駆動軸９あるいはアイドラ軸１３に対して選択的に連結する構成のもの、被駆動ギヤを出力軸に選択的に連結する構成のもの、前記ギヤ対１８を駆動軸１０もしくはアイドラ軸１３に対して選択的に連結する構成のもののいずれであってもよい。図１には、被駆動ギヤを出力軸に選択的に連結するように構成した例を示してある。

具体的に説明すると、この発明における第１変速ギヤ対に相当する第２速ギヤ対１５および第４速ギヤ対１７における駆動ギヤ１５ａ，１７ａは第１駆動軸９に互いに隣接して取り付けられている。これらの駆動ギヤ１５ａ，１７ａにそれぞれ噛み合っている被駆動ギヤ１５ｂ，１７ｂは、第１出力軸１１上に回転自在に配置されており、これらの被駆動ギヤ１５ｂ，１７ｂの間に偶数段用クラッチＳ２が配置されている。この偶数段用クラッチＳ２は、摩擦クラッチやドグクラッチなどの適宜の構造のものを使用することができるが、図１にはドグクラッチを示してある。すなわち、偶数段用クラッチＳ２は、前述したロッククラッチＳＬと同様な構成であって、第１出力軸１１に一体のハブ１９に軸線方向に前後動自在にスプライン嵌合されているスリーブ２０と、そのハブ１９を挟んだ両側に位置しかつ第２速被駆動ギヤ１５ｂに一体のハブ２１および第４速被駆動ギヤ１７ｂに一体のハブ２２とを備えている。

したがって、スリーブ２０が第２速被駆動ギヤ１５ｂ側に移動してそのハブ２１にスプライン嵌合することにより、第２速被駆動ギヤ１５ｂがスリーブ２０およびハブ１９を介して第１出力軸１１に連結されるように構成されている。また、スリーブ２０が第４速被駆動ギヤ１７ｂ側に移動してそのハブ２２にスプライン嵌合することにより、第４速被駆動ギヤ１７ｂがスリーブ２０およびハブ１９を介して第１出力軸１１に連結されるように構成されている。

他方、この発明における第２変速ギヤ対に相当する第１速ギヤ対１４および第３速ギヤ対１６における駆動ギヤ１４ａ，１６ａはアイドラ軸１３に互いに隣接して取り付けられている。これらの駆動ギヤ１４ａ，１６ａにそれぞれ噛み合っている被駆動ギヤ１４ｂ，１６ｂは、第２出力軸１２上に回転自在に配置されており、これらの被駆動ギヤ１４ｂ，１６ｂの間に奇数段用クラッチＳ１が配置されている。この奇数段用クラッチＳ１は、摩擦クラッチやドグクラッチなどの適宜の構造のものを使用することができるが、図１にはドグクラッチを示してある。

すなわち、奇数段用クラッチＳ１は、前述したロッククラッチＳＬや偶数段用クラッチＳ２と同様な構成であって、第２出力軸１２に一体のハブ２３に軸線方向に前後動自在にスプライン嵌合されているスリーブ２４と、そのハブ２３を挟んだ両側に位置しかつ第１速被駆動ギヤ１４ｂに一体のハブ２５および第３速被駆動ギヤ１６ｂに一体のハブ２６とを備えている。したがって、スリーブ２４が第１速被駆動ギヤ１４ｂ側に移動してそのハブ２５にスプライン嵌合することにより、第１速被駆動ギヤ１４ｂがスリーブ２４およびハブ２３を介して第２出力軸１２に連結されるように構成されている。また、スリーブ２４が第３速被駆動ギヤ１６ｂ側に移動してそのハブ２６にスプライン嵌合することにより、第３速被駆動ギヤ１６ｂがスリーブ２４およびハブ２３を介して第２出力軸１２に連結されるように構成されている。

なお、各スリーブ２０，２４をその軸線方向に往復動させるための機構は、特には図示しないが、油圧あるいは電磁力などによる推力を受けて直線的に往復動する適宜のアクチュエータによって構成されている。

上記の各出力軸１１，１２は、その遊星歯車機構１側の端部に設けられたカウンタギヤ２７，２８を介して終減速機として機能するデファレンシャル２９に連結されている。このデファレンシャル２９は、カウンタギヤ２７，２８に噛み合っているリングギヤ３０に一体のデフケースの内部にピニオンギヤを取り付け、そのピニオンギヤに噛み合っている一対のサイドギヤ（それぞれ図示せず）を設けた公知の構成の歯車機構であり、そのサイドギヤのそれぞれに車輪（図示せず）にトルクを伝達する左右の車軸３１が連結されている。したがって、図１に示す構成の動力伝達装置は、車両におけるトランスアクスルとして構成されている。

そして、前述したコントローラ４や各アクチュエータに制御指令信号を出力して駆動モードの設定や変速などを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）３２が設けられている。この電子制御装置３２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、アクセル開度などの駆動要求量や車速、エンジン回転数、設定されている変速比などの入力データと、変速線図（変速マップ）などの予め記憶しているデータとに基づいて演算を行い、その演算結果に基づく制御指令信号を出力するように構成されている。

ここで上記の動力伝達装置における軸の配置について説明する。前述したように、エンジン２と遊星歯車機構１ならびに各駆動軸９，１０とがそれぞれの回転中心軸線が一致するように配置され、その回転中心軸線に対して平行に各出力軸１１，１２が配置され、さらに駆動軸１０と出力軸１２との間にこれらと平行にアイドラ軸１３が配置され、かつ前記各出力軸１１，１２からデファレンシャル２９に動力を伝達するように構成されているので、全体としての軸数は５軸である。これらの軸は、車載状態で図２に示すように配置されている。すなわち、エンジン２の回転中心軸線に対して斜め下方にデファレンシャル２９の回転中心軸線（あるいは車軸３１）が位置するようにデファレンシャル２９が配置されている。

これらのエンジン２の回転中心軸線とデファレンシャル２９の回転中心軸線とを含む平面に対して上側に、アイドラ軸１３と第２出力軸１２とが配置されている。また、その平面に下側には、第１出力軸１１が配置されている。したがって、体格あるいは外径の大きいエンジン２やデファレンシャル２９の回転中心軸線より車両の下側に配置される軸の数が少なくなるので、路面との干渉を回避もしくは抑制しやすくなる。

上記の動力伝達装置は、変速段用のいずれかのクラッチＳ１，Ｓ２によって、いずれかの変速ギヤ対１４，１５，１６，１７を、第１駆動軸９もしくは第２駆動軸１０と第１出力軸１１もしくは第２出力軸１２との間でトルク伝達可能にし、またその駆動軸９，１０のいずれかに対するエンジン２からのトルクの伝達を遊星歯車機構１によって切り替えることにより所定の変速段を設定する。また、そのいずれかのクラッチＳ１，Ｓ２を切り替え動作させて変速を行う場合に、遊星歯車機構１およびモータ・ジェネレータ３によって、ギヤの回転数を変速後の回転数に合わせる同期制御を行う。

その動作を説明すると、図３はエンジン２を出力軸１１，１２に対して機械的に直結して設定される変速比である変速段と、それらの変速段を設定するための各クラッチＳＬ，Ｓ１，Ｓ２の動作状態をまとめて示す図表であり、○を付した数字は、図１に記載してある丸付きの数字と対応しており、変速段用のクラッチＳ１，Ｓ２におけるスリーブ２０，２４の移動方向もしくは位置あるいは係合している変速ギヤ対の番号を示している。また図３における「×」印は解放状態であってロックを行っていないこと、「○」印は、ロッククラッチＳＬが係合状態であってモータ・ジェネレータ３をロックしていることを示している。

第１速を設定し、かつ第１速で発進する場合、エンジン２が始動されて回転しているので、遊星歯車機構１におけるキャリヤＣｒが正回転しているが、モータ・ジェネレータ３の電流制御を行って自由回転させ、もしくはサンギヤＳｎに反力が生じないように回転させる。こうすることにより、奇数段での出力要素であるサンギヤＳｎが停止したままとなり、トルクが現れない。この状態で、奇数段用クラッチＳ１のスリーブ２４を第１速被駆動ギヤ１４ｂ側に移動させてそのハブ２５にスプライン嵌合させることにより、その第１速被駆動ギヤ１４ｂを第２出力軸１２に連結する。すなわち、第１速ギヤ対１４を第３の回転要素であるサンギヤＳｎと第２出力軸１２との間でアイドラ軸１３を介してトルク伝達可能な状態にする。なお、この時点では、サンギヤＳｎにトルクが現れていないので、第２出力軸１２が回転することはなく、上記の動力伝達装置を搭載した車両は停止したままである。

ついで、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させるようにその電流制御を行うと、モータ・ジェネレータ３を強制的に回転させることに伴う反力がリングギヤＲｇに現れ、その回転数が次第に低下する。それに伴って出力要素であるサンギヤＳｎにはこれを正回転させるトルクが作用し、その回転数が次第に増大する。サンギヤＳｎのトルクは、第２駆動軸１０およびギヤ対１８を介してアイドラ軸１３に伝達され、さらにそのアイドラ軸１３に取り付けられた第１速駆動ギヤ１４ａおよびこれに噛み合っている第１速被駆動ギヤ１４ｂならびに奇数段用クラッチＳ１を介して第２出力軸１２に伝達される。そして、その第２出力軸１２からカウンタギヤ（Ｃｏ）２８およびデファレンシャル２９を介して左右の車軸３１にトルクが出力される。

この過程では、エンジン２の出力トルクが増幅されて第２駆動軸１０に出力され、またエンジン回転数が一定であっても第２出力軸１２の回転数が次第に増大するので、変速比は無段階に、すなわち連続的に低下する。これは、車両に広く用いられているトルクコンバータと同様の機能である。

モータ・ジェネレータ３およびリングギヤＲｇの回転数が次第に低下し、その回転がほぼ停止した状態になると、ロッククラッチＳＬが解放状態から係合状態に切り替えられる。すなわち、そのスリーブ７が図１の右側に移動させられてハブ８に嵌合し、モータ・ジェネレータ３およびこれに連結されているリングギヤＲｇが固定される。この状態を図４の（ａ）に示してある。

これを簡単に説明すると、遊星歯車機構１においては、キャリヤＣｒにエンジン２からトルクが入力されてこれがいわゆる正回転するが、リングギヤＲｇが固定されていることにより、出力要素であるサンギヤＳｎはエンジン２あるいはキャリヤＣｒとは反対方向に回転する。すなわち逆回転する。サンギヤＳｎが取り付けられている第２駆動軸１０と第１速駆動ギヤ１４ａが取り付けられているアイドラ軸１３とは前記ギヤ対１８を介して連結されているので、第１速駆動ギヤ１４ａは正回転する。そして、この第１速駆動ギヤ１４ａに噛み合っている第１速被駆動ギヤ１４ｂおよびこれに連結されている第２出力軸１２は逆回転し、その第２出力軸１２からカウンタギヤ２８およびこれに噛み合っているリングギヤ３０を介してデファレンシャル２９にトルクが出力される。これが前進走行の際の回転方向である。

なお、第１駆動軸９は、キャリヤＣｒを介してエンジン２から直接動力が伝達されるので、その回転方向は正回転方向であり、そのトルクが第２速駆動ギヤ１５ａを介して第２速被駆動ギヤ１５ｂに伝達されるので、第２速被駆動ギヤ１５ｂは逆回転している。言い換えれば、第１速被駆動ギヤ１４ｂと同様に、前進走行する方向に回転している。

したがって、第１速では、エンジン２が出力した動力は、遊星歯車機構１によって減速されて第２駆動軸１０に伝達され、ギヤ対１８および第１速ギヤ対１４ならびに奇数段用クラッチＳ１を介して第２出力軸１２に出力される。こうして第１速が設定され、これは、動力の伝達をギヤなどの機械的手段で全て行うので、いわゆる機械的直結段となる。すなわち、その場合、モータ・ジェネレータ３は動力の伝達に関与しないばかりか固定されているので、電力を消費したり、機械的な動力を電力に変化するなどのことがなく、またモータ・ジェネレータ３の引き摺りによる動力損失を回避してエネルギ効率を向上させることができる。

上記のように偶数段でトルクを出力する第１駆動軸９は、キャリヤＣｒを介してエンジン２に連結されているので、奇数段である第１速においても第１駆動軸９やこれに取り付けられている偶数段用の変速ギヤ対１５，１７が回転している。この第１速における第２速被駆動ギヤ１５ｂの回転数と第１出力軸１１の回転数とは異なっているので、第２速にアップシフトする場合、その回転数を合わせる同期制御が実行される。

具体的には、アップシフトの変速判断が成立すると、先ず、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させて負のトルクを生じさせることにより、モータ・ジェネレータ３およびこれに連結されているリングギヤＲｇを固定状態に維持し、その状態でロッククラッチＳＬを解放させる。ついで、モータ・ジェネレータ３による負のトルクを増大させてその回転数を低下させる。その場合、第２出力軸１２のトルクが変化しないようにエンジントルクを制御する。その制御量は、モータ・ジェネレータ３のトルクや遊星歯車機構１のギヤ比（サンギヤＳｎの歯数とリングギヤＲｇの歯数との比）などに基づいて、広く知られている手法で算出することができる。

モータ・ジェネレータ３の負のトルクを増大させてその回転数を低下させている変速過渡状態を図４の（ｂ）に示してあり、エンジン回転数を第２速での回転数に向けて低下させるとともにリングギヤＲｇおよび出力軸１３の回転数ならびにトルクを維持するようにモータ・ジェネレータ３の負トルクを増大させ、またモータとして機能させてその回転数を低下させる。第２速ギヤ対１５の駆動ギヤ１５ａは、第１駆動軸９およびキャリヤＣｒを介してエンジン２に連結されているので、エンジン回転数を低下させることによりその第２速駆動ギヤ１５ａの回転数およびこれに噛み合っている第２速被駆動ギヤ１５ｂの回転数が低下し、ついには図４の（ｃ）に示すように第２速被駆動ギヤ１５ｂの回転数が出力軸回転数に一致する。すなわち、同期が完了する。

こうして回転同期が成立した時点に、偶数段用クラッチＳ２のスリーブ２０を第２速ギヤ対１５側に移動させてその被駆動ギヤ１５ｂのハブ２１にスプライン嵌合させることにより、第２速被駆動ギヤ１５ｂを第１出力軸１１に連結する。すなわち、第２速ギヤ対１５をキャリヤＣｒと第１出力軸１１との間でトルク伝達可能な状態にする。またこれと併せて、奇数段用クラッチＳ１を解放させて第１速被駆動ギヤ１４ｂと第２出力軸１２との連結を解除する。したがって、偶数段用クラッチＳ２によって第２速ギヤ対１５を第１出力軸１１に連結することに伴う回転数の変化が生じることがないので、慣性力によるショックが生じることはない。また、奇数段用クラッチＳ１が解放する時点では、偶数段用クラッチＳ２が係合していて第１出力軸１１にトルクを伝達しているので、変速の過程であってもデファレンシャル２９や車軸３１に常時トルクを伝達し続けることができ、この点でもショックを防止できるとともに、変速時のトルク抜け感あるいは引き込み感などの違和感を防止することができる。

第２速では、エンジン２の動力がそのまま第１駆動軸９に伝達され、さらに第２速ギヤ対１５および偶数段用クラッチＳ２を介して第１出力軸１１に伝達される。したがって、第２速はエンジン２の動力が機械的な手段を介して第１出力軸１１に直接伝達されるいわゆるエンジン直結段となる。これを図４の（ｄ）に示してある。この第２速では、モータ・ジェネレータ３は特に動作する必要がなく、非動作状態（オフ状態）とされる。この場合、モータ・ジェネレータ３は、逆回転するが、その回転数は図４の（ｄ）に示すように低回転数であり、そのため、モータ・ジェネレータ３をいわゆる連れ回すことによる引き摺り損失が少なく、車両全体としての燃費を向上させることができる。

つぎに、第２速から第３速へのアップシフトについて説明する。このアップシフトの場合の同期制御は、アップシフトの後にトルクを伝達する第３速被駆動ギヤ１６ｂの回転数を、第２出力軸１２の回転数に一致させる回転数制御になる。すなわち、第２速でモータ・ジェネレータ３をいわゆるフリー状態にしていると、第３速被駆動ギヤ１６ｂは第２出力軸１２より高速で逆回転している。したがって、その第３速被駆動ギヤ１６ｂの回転数を第２出力軸１２の回転数に同期させるために、図３の（ｅ）に示すようにモータ・ジェネレータ３を正回転方向に動作させる。

したがって、制御開始当初は、逆回転方向の回転数を低下させるためにモータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、その回転が停止した後は、モータとして機能させて正回転方向のトルクを出力させる。その場合、前述した第１速から第２速への変速の際の同期制御と同様に、出力軸トルクが変化しないように、エンジントルクを併せて制御する。これらのトルクの関係は、遊星歯車機構１のギヤ比やトルクを伝達している変速ギヤ対のギヤ比などに基づいて容易に演算して求めることができる。

モータ・ジェネレータ３の回転数およびモータ・ジェネレータ３に連結されているリングギヤＲｇの回転数を上記のように変化させることにより、サンギヤＳｎの回転数が低下するので、このサンギヤＳｎに第２駆動軸１０およびギヤ対１８ならびにアイドラ軸１３を介して連結されている第３速ギヤ対１６の回転数が低下する。そのサンギヤＳｎの回転数やサンギヤＳｎからトルクが伝達される第３速ギヤ対１６の回転数は、遊星歯車機構１のギヤ比やモータ・ジェネレータ３の回転数および第３速ギヤ対１６のギヤ比によって決まるので、第３速被駆動ギヤ１６ｂの回転数を第２出力軸１２の回転数に同期させるためのモータ・ジェネレータ３の回転数は容易に算出でき、また制御できる。

その第３速被駆動ギヤ１６ｂの回転数が第２出力軸１２の回転数に一致した時点、すなわち同期した時点に、奇数段用クラッチＳ１のスリーブ２４を第３速ギヤ対１６における被駆動ギヤ１６ｂ側に移動させ、そのスプライン２６に嵌合させ、第３速被駆動ギヤ１６ｂを第２出力軸１２に連結する。また、偶数段用クラッチＳ２のスリーブ２０を第２速被駆動ギヤ１５ｂから離れる方向に移動させて解放状態とし、第２速被駆動ギヤ１５ｂと第１出力軸１１との連結を解除する。併せて、ロッククラッチＳＬを係合状態に制御してモータ・ジェネレータ３の回転数およびリングギヤＲｇを固定する。この過程を図４の（ｆ）および（ｇ）に示してある。なお、図４で黒丸（●）印はトルク伝達可能に連結されていること、白丸（○）印はトルクを伝達しない非連結状態であること、矢印はトルクの作用方向をそれぞれ示している。

なお、第３速から第４速へのアップシフトは奇数段から偶数段への変速であるから、前述した第１速から第２速へのアップシフトと同様にして、同期制御および変速を行う。また、ダウンシフトは、上述した制御とは反対の順序で同期制御および各クラッチの切替制御を行えばよい。

上記の動力伝達装置では、全ての変速ギヤ対を軸線方向に並べずに、一段置きの一群の変速ギヤ対を軸線方向に並べ、他の群の変速ギヤ対を半径方向に並べて配置したので、全体としての軸長を短くすることができ、さらに軸間距離を短くできるいわゆる平行ギヤを用いて動力伝達経路を形成してあるから、装置の全体としての外径の増大を抑制することができる。さらに、この発明では、図１に示すように、差動機構である遊星歯車機構１における反力要素もしくは固定要素出るリングギヤＲｇが、共線図上において、入力要素に相当するキャリヤＣｒと出力要素に相当するサンギヤＳｎとの間に位置し、これにモータ・ジェネレータ３が連結されているので、モータ・ジェネレータ３の回転数がいずれの変速段においても低回転数になる。

そのため、モータ・ジェネレータ３をモータとして機能させ、あるいは発電機として機能させる場合であっても、その出力が小さくてよいから、モータ・ジェネレータ３を小型化して装置全体としての構成をコンパクト化することが可能になる。そして、変速過渡時にモータ・ジェネレータ３を動作させるものの、各変速段ではエンジン２のみの動力で走行でき、その結果、燃費のよい走行が可能になる。

この発明に係る上記の動力伝達装置は、前述したように、遊星歯車機構１にエンジン２に加えてモータ・ジェネレータ３が連結されており、しかも奇数段ではエンジン２の出力トルクとは作用方向が反対のトルクが第２駆動軸１０に出力され、かつ偶数段ではエンジン２の出力トルクがそのまま第１駆動軸９に出力される。そのため、モータ・ジェネレータ３を力行制御し、あるいは回生制御する場合、必要十分なトルクを得るために、また燃費を良好にするために、以下のように制御する。図５はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、モータ・ジェネレータ３を動作させる場合に、主として、前述した電子制御装置３２によって実行される。

図５において、先ず、モータ・ジェネレータ３についての回転数によるシフト制限（ステップＳ０１）が行われる。モータ・ジェネレータ３は、遊星歯車機構１のリングギヤＲｇに連結されているので、キャリヤＣｒに連結されているエンジン２の回転数や奇数段でトルクを出力するサンギヤＳｎの回転数などによっては、モータ・ジェネレータ３の回転数が高回転数になる。これに対して、機械的強度や耐久性、制御性などの要請でモータ・ジェネレータ３の回転数は制限されるので、ステップＳ０１ではその制限を行う。

その回転数の制限の範囲内でモータ・ジェネレータ３を動作させた場合の出力トルク（デファレンシャル２９に作用するトルク）Ｔoが最大トルクとなるシフト（変速段）が選択される（ステップＳ０２）。具体的には、偶数段を設定している状態でモータ・ジェネレータ３によってトルクアシストし、あるいはエネルギ回生する場合、奇数段を設定する変速ギヤ対のうち高速側の変速ギヤ対（図１に示す例では第３速ギヤ対）を、奇数段用クラッチＳ１によってトルク伝達可能な状態にする。これとは反対に奇数段を設定している状態でモータ・ジェネレータ３によってトルクアシストし、あるいはエネルギ回生する場合、偶数段を設定する変速ギヤ対のうち低速側の変速ギヤ対（図１に示す例では第２速ギヤ対）を、偶数段用クラッチＳ２によってトルク伝達可能な状態にする。

これを具体的に説明すると、モータ・ジェネレータ３のトルクをＴm、エンジン２のトルクをＴe、サンギヤＳｎのトルクをＴs、キャリヤＣｒのトルクＴc、遊星歯車機構１のギヤ比をρとすると、図１に示す遊星歯車機構１では、
Ｔs＝ρ・Ｔm
Ｔc＝（１−ρ）・Ｔm
である。一方、奇数段の変速比をＧ1、偶数段の変速比をＧ2とすると、出力トルクＴoは、
Ｔo＝Ｔe×Ｇ2＋Ｔc×Ｇ2−Ｔs×Ｇ1
であるから、上記のサンギヤＳｎとキャリヤＣｒとのトルクの式を代入すると、
Ｔo＝Ｇ２×Ｔe＋｛（１−ρ）Ｇ2−ρＧ1｝×Ｔm
となる。したがって、エンジン２と併せてモータ・ジェネレータ３を動作させて走行する場合、偶数段においてはＧ1が小さくなるようにシフト制御を行い、また奇数段においてはＧ2が大きくなるようにシフト制御を行う。このような変速段の選択を行う機能的手段が、この発明における変速段選択手段に相当する。

ついで、車両の駆動形態あるいは走行形態がアシスト走行かＥＶ走行か否かが判断される（ステップＳ０３）。ここで、アシスト走行とは、エンジン２を駆動して走行し、その駆動トルクをモータ・ジェネレータ３の出力トルクで補助する駆動形態もしくは走行形態であり、またＥＶ走行とは、モータ・ジェネレータ３のみの動力で走行し、またエネルギ回生する駆動形態あるいは走行形態である。この判断は、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の制御状態もしくは制御信号や車速などに基づいて判断することができる。

ステップＳ０３でアシスト走行であることが判断された場合には、その時点に設定されている変速段が奇数段か否かが判断される（ステップＳ０４）。これは、差動機構である遊星歯車機構１の差動作用を利用して設定している変速段か否かの判断、あるいはモータ・ジェネレータ３をロックして設定している変速段であるか否かの判断である。

奇数段であることが判断された場合には、先ず、変速するにあたって、トルク同期制御＃１（すなわち第１トルク同期制御）が実行される（ステップＳ０５）。これは、モータ・ジェネレータ３を固定するためのトルクを、ロッククラッチＳＬを介してケーシングなどで受けていたのを、モータ・ジェネレータ３自体で受けるようにする制御であり、図１に示す構成では、モータ・ジェネレータ３の逆回転方向のトルクを次第に増大させて、モータ・ジェネレータ３に作用する外部からのトルクに釣り合わせる制御である。モータ・ジェネレータ３に掛かっているトルクは、前述した式から容易に知られるように、エンジン２の出力トルクや遊星歯車機構１のギヤ比などによって演算して求めることができる。

モータ・ジェネレータ３の出力するトルクと外部から作用するトルクとが釣り合ってトルク同期が成立した時点でモータ・ジェネレータ３のロックが解除される（ステップＳ０６）。具体的には、前述したロッククラッチＳＬにおけるスリーブ７が図１の左側に移動させられて、モータ・ジェネレータ３のロータに一体化されているハブ８との嵌合が解かれる。モータ・ジェネレータ３がそれ自体の出力トルクで停止状態を維持できるからである。モータ・ジェネレータ３のロックが解除されたことに伴い、その回転数を変化させて回転数同期制御が実行される（ステップＳ０７）。

これは、前述した図４を参照して説明したとおりであって、偶数段用クラッチＳ２におけるスリーブ２０の回転数と、これがスプライン嵌合する相手部材であるハブ２１，２２の回転数とを一致させるようにモータ・ジェネレータ３の回転数を変化させる制御である。その場合、モータ・ジェネレータ３の出力トルクが変化したり、慣性トルクが生じたりするので、出力トルクや駆動トルクの変化を抑制するように、必要に応じてエンジントルクを制御してもよい。

そして、回転数同期が成立した時点に、前記ステップＳ０２で選択された変速段（偶数最適シフト段）への変速が実行される（ステップＳ０８）。具体的には、ステップＳ０７での制御で同期させた偶数段用クラッチＳ２のスリーブ２０が、同期しているハブ２１，２２にスプライン係合させられる。モータ・ジェネレータ３によってトルクアシストする場合の出力トルクＴoは前述した式で表されるから、ステップＳ０８で偶数最適シフト段が設定された後、その時点の出力トルクとなるように、モータ・ジェネレータ３のトルク制御とエンジン２のトルク制御とが行われる（ステップＳ０９）。これがトルク同期制御＃２（すなわち第２トルク同期制御）である。こうして同期させた後に、モータ・ジェネレータ３によるトルクアシストが実行される（ステップＳ１０）。その後、スタートに戻る。

他方、ステップＳ０４で偶数段であることが判断された場合は、以下のように制御される。偶数段では、エンジン２が変速ギヤ対にいわゆる直結されるので、モータ・ジェネレータ３によるトルクアシストを行うべく奇数最適シフト段を設定する際にトルク同期させる必要が特にはなく、したがってステップＳ０４で偶数段であることが判断された場合、先ず、モータ・ジェネレータ３のロックが解除される（ステップＳ１１）。これは、前述したステップＳ０６と同様の制御である。

ついで、モータ・ジェネレータ３の回転数を制御して回転数同期制御が実行される（ステップＳ１２）。その場合、駆動トルクはエンジン２のトルクによって維持され、モータ・ジェネレータ３の回転数を変化させても駆動トルクが特には変化しないので、エンジントルクを制御する必要はない。なお、この回転数同期制御は、奇数段用クラッチＳ１におけるスリーブ２４の回転数と、これがスプライン嵌合する相手部材であるハブ２５，２６の回転数とを一致させるようにモータ・ジェネレータ３の回転数を変化させる制御である。

そして、回転数同期が成立した時点に、前記ステップＳ０２で選択された変速段（奇数最適シフト段）への変速が実行される（ステップＳ１３）。具体的には、ステップＳ１２での制御で同期させた奇数段用クラッチＳ１のスリーブ２４が、同期しているハブ２５，２６にスプライン嵌合させられる。こうして同期させた後に、モータ・ジェネレータ３によるトルクアシストが実行される（ステップＳ１０）。その後、スタートに戻る。

さらに、前述したステップＳ０３でＥＶ走行（モータ・ジェネレータ３による回生走行を含む）の判断が成立した場合、モータ・ジェネレータ３を動作させる必要があるので、モータ・ジェネレータ３のロックが解除される（ステップＳ１４）。ついで、回転数同期制御が実行される（ステップＳ１５）。これらステップＳ１４およびステップＳ１５の制御は、前述したステップＳ１１およびステップＳ１２の制御と同様である。

そして、最適変速段（シフト段）を設定するように奇数段用クラッチＳ１もしくは偶数段用クラッチＳ２が係合状態に切り替えられる（ステップＳ１６）。この最適変速段は、車両の搭乗者による要求駆動量や車速および変速線図などによって求められる変速段である。いずれかのクラッチＳ１，Ｓ２を係合状態に切り替えて最適変速段が設定された後、モータ・ジェネレータ３による力行（ＥＶ走行）あるいはエネルギ回生が実行される（ステップＳ１７）。その後、スタートに戻る。

ここで、上述したステップＳ０５ないしステップＳ１０の制御例として、エンジン２の動力で第３速で走行している場合にモータ・ジェネレータ３によるトルクアシストを実行する場合の制御例を図６の共線図を参照して具体的に説明する。図６の（ａ）に示すように、第３速では、モータ・ジェネレータ３およびこれが連結されているリングギヤＲｇを固定（ロック）した状態でエンジン２およびこれが連結されているキャリヤＣｒが正回転しており、それに応じたトルクがサンギヤＳｎに現れてサンギヤＳｎが逆回転している。そのサンギヤＳｎのトルクが、アイドラ軸１３や第３速ギヤ対１６を介して第２出力軸１２から出力されている。

第１のトルク同期制御（トルク同期制御＃１）は、モータ・ジェネレータ３をモータとして機能させて逆回転方向（図６の下向き）のトルクを生じさせる。これを図６の（ｂ）に示してある。その逆回転方向のトルクを次第に増大させて、エンジントルクに起因して外部から作用するトルクと釣り合った場合に、ロッククラッチＳＬによるモータ・ジェネレータ３のロックを解除する。すなわち、モータ・ジェネレータ３の回転を止める部材をケーシングなどの固定部からモータ・ジェネレータ３自体に変更する。この状態を図６の（ｃ）に「パワースプリット」と付記して示してある。

つぎに、回転数同期制御が実行される。これは、モータ・ジェネレータ３を正回転方向に駆動してその回転数を増大させることにより行う。モータ・ジェネレータ３の回転数を増大させると、エンジン２およびこれが連結されているキャリヤＣｒの回転数が増大するので、キャリヤＣｒに第１駆動軸９を介して連結されている第２速ギヤ対１５の被駆動ギヤ１５ｂの回転数が逆回転方向に増大し、第１出力軸１１の回転数に同期する。その状態を図６の（ｄ）に示してある。この状態で、偶数段用クラッチＳ２によって第２速被駆動ギヤ１５ｂを第１出力軸１１に連結する。その場合に回転数の変化やショックが生じないことは前述したとおりである。

第２速ギヤ対１５を偶数段用クラッチＳ２によってトルク伝達可能な状態にした後に、モータ・ジェネレータ３およびエンジン２のトルクを制御してトルク同期を行い（図６の（ｅ））、ついでモータ・ジェネレータ３によるトルクアシストを行う（図６の（ｆ））。

このように、この発明に係る動力伝達装置では、アシスト走行を行う場合と、ＥＶ走行を行う場合とでは、変速段を設定する制御が異なっており、その制御内容を駆動状態あるいは走行状態に応じてことならせる機能的手段がこの発明における変速制御変更手段に相当している。また、図５に示すステップＳ０７，１２，１５などの機能的手段、すなわち変速ギヤ対を出力軸１１，１２に対してトルク伝達可能な状態にする際に連結する部材同士の回転数を一致させる機能を果たす手段がこの発明における同期手段に相当している。さらに、図５に示すステップＳ０９でトルク同期の際にエンジン２およびモータ・ジェネレータ３のトルクを協調して制御する機能的手段が、この発明の協調制御手段に相当している。

ところで、この発明に係る動力伝達装置は、差動機構のいずれか一つの回転要素に連結されたモータ・ジェネレータなどの第２原動機を選択的に固定できるように構成されている。したがって、その第２原動機を介していずれか一つの回転要素を固定することより、差動機構を減速機として機能させることができ、この機能を利用して、いずれかの変速ギヤ対を、差動機構が減速機として機能する変速段と、差動機構が減速機として機能しない変速段との二つの変速段に共用することが可能になる。以下に、その例を説明する。

図７に示す例は、二つの変速ギヤ対１４，１５をそれぞれ二つの変速段で共用することにより、全体として前進４段を設定できるように構成した例である。すなわち、エンジン２とダブルピニオン型の遊星歯車機構１とが、それぞれの回転中心軸線を同一軸線上に一致させた状態で配置されており、そのエンジン２と遊星歯車機構１との間に、奇数段用ギヤ対である第１速ギヤ対１４と奇数段用クラッチＳ１１とが配置され、遊星歯車機構１を挟んでこれらとは反対側に偶数段用ギヤ対である第２速ギヤ対１５と偶数段用クラッチＳ１２とが配置されている。

遊星歯車機構１のキャリヤＣｒには、エンジン２側に延びている入力軸３３が連結されており、その入力軸３３とエンジン２との間には発進クラッチ３４が設けられている。この発進クラッチ３４は、要は、トルクの断続を行う機構であって、摩擦クラッチや噛み合いクラッチなどの適宜の構成のものを採用することができる。また、入力軸３３の外周側には、遊星歯車機構１におけるリングギヤＲｇに連結されているリングギヤ軸３５が回転自在に嵌合させられており、そのリングギヤ軸３５の外周側に第１速駆動ギヤ１４ａが回転自在に支持されている。

さらに、遊星歯車機構１におけるサンギヤＳｎに一体の第２駆動軸１０が、遊星歯車機構１の回転中心軸線に沿って、エンジン２とは反対方向に延びて配置されており、その外周側に第２速駆動ギヤ１５ａが回転自在に支持されている。またさらに、遊星歯車機構１の外周側に、遊星歯車機構１と平行に出力軸３６が配置されており、この出力軸３６に、第１速駆動ギヤ１４ａに噛み合っている第１速被駆動ギヤ１４ｂと、第２速駆動ギヤ１５ａに噛み合っている第２速被駆動ギヤ１５ｂとが取り付けられている。そして、出力軸３６におけるエンジン２側の端部にカウンタギヤ３７が設けられ、このカウンタギヤ３７が終減速機であるデファレンシャル２９のリングギヤ３０に噛み合っている。

この発明の第２原動機に相当するモータ・ジェネレータ３は、図７に示す構成では、遊星歯車機構１の外周側に配置されている。このモータ・ジェネレータ３におけるロータと前記第２駆動軸１０とが、アイドルギヤ３８を含むギヤ対３９によって連結されている。このモータ・ジェネレータ３を選択的に固定（ロック）するロッククラッチＳＬがモータ・ジェネレータ３とケーシングなどの所定の固定部４０との間に設けられている。このロッククラッチＳＬは、ロータに一体のハブ８にスプライン嵌合させたスリーブ７と、固定部４０に一体に設けた固定ハブ６とを備え、スリーブ７を固定ハブ６側に移動させて固定ハブ６にスプライン嵌合させることにより、モータ・ジェネレータ３をロックするように構成されている。

一方、奇数段用クラッチＳ１１は、第１速駆動ギヤ１４ａを、遊星歯車機構１におけるリングギヤＲｇに連結した状態、キャリヤＣｒとリングギヤＲｇとに連結した状態、リングギヤＲｇに連結した状態の三つの係合ポジションといずれの部材も連結していない解放状態とに切り替えられるように構成されている。また同様に、偶数段用クラッチＳ１２は、第２速駆動ギヤ１５ａを、遊星歯車機構１におけるリングギヤＲｇに連結した状態、キャリヤＣｒとリングギヤＲｇとに連結した状態、リングギヤＲｇに連結した状態の三つの係合ポジションといずれの部材も連結していない解放状態とに切り替えられるように構成されている。

具体的に説明すると、奇数段用クラッチＳ１１は、遊星歯車機構１と同一の軸線上で、第１速駆動ギヤ１４ａと発進クラッチ３４との間に配置されており、第１速駆動ギヤ１４ａに一体に設けたハブ４１と、このハブ４１に軸線方向に移動可能にスプライン嵌合されているスリーブ４２と、リングギヤ軸３５に一体に設けられかつスリーブ４２がスプライン嵌合可能なハブ４３と、入力軸３３に一体に設けられかつスリーブ４２がスプライン嵌合可能なハブ４４とを備えている。なお、スリーブ４２は図示しない適宜のアクチュエータによって軸線方向に移動させられ、かつ三つの係合ポジションおよび解放状態に位置決めされるようになっている。

この三つの係合ポジションについて説明すると、図８は奇数段用クラッチＳ１１のポジションを模式的に示しており、第１速駆動ギヤ１４ａに一体のハブ４１、リングギヤ軸３５に一体のハブ４３、入力軸３３に一体のハブ４４の順に配列されており、スリーブ４２は、リングギヤ軸３５に一体のハブ４３を跨いで、第１速駆動ギヤ１４ａに一体のハブ４１と入力軸３３に一体のハブ４４とにスプライン嵌合する位置（以下、仮にＣ係合位置という）と、三つのハブ４１，４３，４４に同時にスプライン嵌合する位置（以下、仮にＲＣ係合位置という）と、第１速駆動ギヤ１４ａに一体のハブ４１とリングギヤ軸３５に一体のハブ４３とにスプライン嵌合する位置（以下、仮にＲ係合位置という）とに移動させられて位置決めされる。したがって、Ｃ係合位置では、第１速駆動ギヤ１４ａがキャリヤＣｒあるいはエンジン２に連結され、ＲＣ係合位置では、遊星歯車機構１の全体が一体化されるとともにその一体化された遊星歯車機構１に第１速駆動ギヤ１４ａが連結され、さらにＲ係合位置では、第１速駆動ギヤ１４ａがリングギヤＲｇに連結されるようになっている。

また、偶数段用クラッチＳ１２は、第２駆動軸１０と同一の軸線上で、第２速駆動ギヤ１５ａと遊星歯車機構１との間に配置されており、第２速駆動ギヤ１５ａに一体に設けたハブ４５と、このハブ４５に軸線方向に移動可能にスプライン嵌合されているスリーブ４６と、キャリヤＣｒに一体に連結されかつスリーブ４６がスプライン嵌合可能なハブ４７と、リングギヤＲｇに一体に連結されかつスリーブ４６がスプライン嵌合可能なハブ４８とを備えている。なお、スリーブ４６は図示しない適宜のアクチュエータによって軸線方向に移動させられ、かつ三つの係合ポジションと解放状態とに位置決めされるようになっている。

これらの三つの係合ポジションは、上記の奇数段用クラッチＳ１１における三つの係合ポジションと同様であって、第２速駆動ギヤ１５ａに一体のハブ４５、キャリヤＣｒに一体のハブ４７、リングギヤＲｇに一体のハブ４８の順に配列されており、スリーブ４６は、キャリヤＣｒに一体のハブ４７を跨いで、第２速駆動ギヤ１５ａに一体のハブ４５とリングギヤＲｇに一体のハブ４８とにスプライン嵌合する位置（以下、仮にＲ係合位置という）と、三つのハブ４５，４７，４８に同時にスプライン嵌合する位置（以下、仮にＲＣ係合位置という）と、第２速駆動ギヤ１５ａに一体のハブ４５とキャリヤＣｒに一体のハブ４７とにスプライン嵌合する位置（以下、仮にＣ係合位置という）とに移動させられて位置決めされる。

したがって、Ｒ係合位置では、第２速駆動ギヤ１５ａがリングギヤＲｇに連結され、ＲＣ係合位置では、遊星歯車機構１の全体が一体化されるとともにその一体化された遊星歯車機構１に第２速駆動ギヤ１５ａが連結され、さらにＣ係合位置では、第２速駆動ギヤ１５ａがキャリヤＣｒあるいはエンジン２に連結されるようになっている。なお、特には図示しないが、図７に示す動力伝達装置においても、各クラッチを切り替え動作させるためのアクチュエータ、モータ・ジェネレータ３のためのインバータや蓄電装置、その制御のための電子制御装置が設けられている。

図７に示す動力伝達装置では、エンジン２を出力軸３６に機械的に直結して設定できる変速段として、前進側で四つの変速段を設定できる。これらの変速段を設定するための各クラッチＳ１１，Ｓ１２，ＳＬの係合・解放状態を図９にまとめて示してある。なお、図９において、「Ｒ」は対応するクラッチのスリーブが前述したＲ係合位置に設定されていることを示し、また「Ｃ」は対応するクラッチのスリーブが前述したＣ係合位置に設定されていることを示し、「〇」はロッククラッチＳＬが係合していることを示し、「×」は解放状態を示している。

各変速段について説明すると、第１速では、ロッククラッチＳＬを係合状態にしてモータ・ジェネレータ３をロック（固定）するとともに、奇数段用クラッチＳ１１をＲ係合位置に設定して第１速駆動ギヤ１４ａとリングギヤＲｇとを連結する。ロッククラッチＳＬによってモータ・ジェネレータ３をロックすると、遊星歯車機構１におけるサンギヤＳｎが固定され、その状態でキャリヤＣｒにエンジン２からトルクが入力されることになるから、遊星歯車機構１は減速機として機能する。したがって、エンジン２から発進クラッチ３４を介してキャリヤＣｒに入力されたトルクは遊星歯車機構１によって増幅されてリングギヤＲｇから出力され、さらにリングギヤＲｇのトルクは第１速ギヤ対１４によって増幅されて出力軸３６に伝達される。すなわち、遊星歯車機構１および第１速ギヤ対１４が変速作用を行うので、第１速の変速比は遊星歯車機構１のギヤ比に基づく変速比と第１速ギヤ対１４のギヤ比とを掛け合わせた値となる。

この第１速での動作状態を図１０の（ａ）に共線図で示してある。遊星歯車機構１は前述したようにダブルピニオン型の遊星歯車機構であるから、その共線図上には、サンギヤＳｎ、リングギヤＲｇ、キャリヤＣｒの順に並び、第１速ではそのサンギヤＳｎが固定され、かつキャリヤＣｒにトルクが入力され、さらにリングギヤＲｇから第１速駆動ギヤ１４ａにトルクが伝達される。第１速ギヤ対１４は減速作用と併せてトルクの方向を反転する作用を行い、したがって第１速被駆動ギヤ１４ｂが逆回転し、ここからカウンタギヤ３７（Ｃo）を介してデファレンシャル２９にトルクが出力される。

この状態では、エンジン２が連結されているキャリヤＣｒや入力軸３３は、第１速駆動ギヤ１４ａより高速で正回転している。なお、第１速で発進する場合、発進クラッチ３４を解放状態から次第に係合させることにより、キャリヤＣｒに伝達されるトルクを徐々に増大させる。いわゆるフリクションスタートを行う。こうすることにより、駆動トルクがゆっくり増大するので、滑らかな発進を行うことができる。

第２速では、ロッククラッチＳＬを解放状態にするとともに、奇数段用クラッチＳ１１をＣ係合位置に設定して遊星歯車機構１の全体を一体化させる。したがって、遊星歯車機構１は変速作用を行わず、エンジン２が第１速駆動ギヤ１４ａに直結された状態となり、そのため第２速の変速比は、第１速ギヤ対１４のギヤ比に応じた値となる。この第２速に変速する際には、モータ・ジェネレータ３を動作させて回転数同期が実行される。

ロッククラッチＳＬを解放した後、モータ・ジェネレータ３をモータとして駆動し、正回転方向にトルクを出力させると、図１０の（ｂ）に示すように、エンジン２およびこれに連結されているキャリヤＣｒの回転数が低下する。その場合は、出力軸トルクが変化しないようにエンジン２およびモータ・ジェネレータ３のトルク制御を行う。サンギヤＳｎの回転数が増大するとともにキャリヤＣｒの回転数が低下すると、ついにはサンギヤＳｎおよびキャリヤＣｒならびにリングギヤＲｇの三者の回転数が一致し、遊星歯車機構１の全体が一体となって回転する。その状態を図１０の（ｃ）に示してある。この状態では、リングギヤＲｇに一体のハブ４３とキャリヤＣｒに一体のハブ４４との回転数が一致しているので、奇数段用クラッチＳ１１をＲ係合位置からＣ係合位置に移動させても回転数の変化が生じることがない。すなわち、回転数の同期制御を伴ってクラッチの切替を行うので、いわゆるシフトショックを回避もしくは抑制することができる。

第３速は、ロッククラッチＳＬを係合状態にしてモータ・ジェネレータ３をロックし、また奇数段用クラッチＳ１１を解放するとともに、偶数段用クラッチＳ１２をＲ係合位置にして設定される。ロッククラッチＳＬを係合状態にしてモータ・ジェネレータ３を固定すると、遊星歯車機構１のサンギヤＳｎが固定されて遊星歯車機構１が減速機となることは前述したとおりである。この状態で第２速駆動ギヤ１５ａがリングギヤＲｇに連結されるので、エンジン２が出力した動力は遊星歯車機構１で減速された後、第２速駆動ギヤ１５ａに伝達され、さらにその第２速ギヤ対１５を介して出力軸３６に伝達される。したがって、第２速は遊星歯車機構１および第２速ギヤ対１５による変速作用で設定され、その変速比は、遊星歯車機構１のギヤ比に基づく変速比と第２速ギヤ対１５のギヤ比とを掛け合わせた値となる。

第２速と第３速との間の変速の際の同期制御について説明すると、第２速ではモータ・ジェネレータ３のロックが解除されているので、その回転数を次第に低下させ、さらには逆回転方向に回転させると、キャリヤＣｒの回転数を維持したまま、リングギヤＲｇの回転数が低下する。それに伴ってリングギヤＲｇに一体のハブ４８の回転数が低下する。一方、第２速駆動ギヤ１５ａは出力軸３６に取り付けられている第２速被駆動ギヤ１５ｂに噛み合っていることにより、エンジン２やキャリヤＣｒより低速度で回転している。その過程を図１０の（ｄ）に示してある。

したがって、モータ・ジェネレータ３の回転数が上記のように変化することにより、リングギヤＲｇの回転数が第２速駆動ギヤ１５ａの回転数に一致する。すなわち回転同期が成立し、その時点に偶数段用クラッチＳ１２がＲ係合位置に切り替えられ、リングギヤＲｇと第２速駆動ギヤ１５ａとが連結される。その際に回転数の変化やショックが生じないことは、第１速から第２速への変速の場合と同様である。こうして偶数段用クラッチＳ１２を切り替えた後にエンジン２およびモータ・ジェネレータ３の回転数を制御してモータ・ジェネレータ３の回転を止め、ロッククラッチＳＬによってモータ・ジェネレータ３をロックする。その状態を図１０の（ｅ）に示してある。

そして、第４速は、ロッククラッチＳＬを解放するとともに、偶数段用クラッチＳ１２をＣ係合位置に移動させて第２速駆動ギヤ１５ａとキャリヤＣｒとを連結することにより設定される。この第４速への第３速からの変速は、偶数段用クラッチＳ１２をＲ係合位置からＣ係合位置に切り替えることにより実行され、これは、切り替え動作させるクラッチが異なるものの、第１速から第２速への変速と同様の制御であるから、第１速から第２速への変速の場合と同様の同期制御を行うことができる。

したがって、図７に示すように構成した動力伝達装置によれば、変速ギヤ対が二種類であるにも拘わらず前進４段を設定することができる。そのため、設定可能な変速段数に比較して必要とする変速ギヤの数が少なくてよいので、装置の全体としての構成を小型化することができる。また、隣接する変速段への変速の際に同期制御を行うことが可能であって、各クラッチＳＬ，Ｓ１１，Ｓ１２がドグクラッチによって構成されていても、ショックのない変速が可能である。

さらに、図７に示す構成では、偶数段用クラッチＳ１２および奇数段用クラッチＳ１１を遊星歯車機構１を挟んだ両側に分けて配置したので、スリーブ４２，４６を被う部材をなくしてスリーブ４２，４６を外部に露出させることができ、その結果、各クラッチＳ１１，Ｓ１２をドグクラッチによって構成することが可能になるとともに、その切り替え動作させるためのアクチュエータの構成や配置が容易になる。そして、各クラッチＳ１１，Ｓ１２は三つの係合ポジションを設定できる構成であることにより、一つのクラッチを複数の変速段を設定するために共用でき、その結果、構成部材の数を相対的に少なくして装置の全体としての構成を小型化することが可能になる。

そしてまた、図７に示す構成では、各変速ギヤ対１４，１５で設定される変速比に、遊星歯車機構１を減速機もしくは変速機として機能させることにより変速比を掛け合わせた変速比の変速段を設定するから、変速比幅（ギヤレンジ）を広くすることができるとともに、変速比同士の間隔（ギヤレシオ）を狭くでき、こうすることにより動力性能と燃費性能とを両立させることが可能になる。

つぎに、図１に示す構成の一部を変更して更に多段化したこの発明の具体例について説明する。図１１はその一例を示しており、第１原動機としてのエンジン２と第２原動機としてのモータ・ジェネレータ３とが、差動機構である遊星歯車機構１に連結されている。この遊星歯車機構１はダブルピニオン型のものであって、そのキャリヤＣｒに入力軸３３を介してエンジン２が連結されている。また、サンギヤＳｎにモータ・ジェネレータ３が連結されている。さらに、キャリヤＣｒに第１駆動軸４９が連結されており、その外周側に回転自在に嵌合させた中空軸である第２駆動軸５０が、リングギヤＲｇに連結されている。なお、これらの駆動軸４９，５０は、遊星歯車機構１の中心軸線に沿って前記エンジン２とは反対側に配置されている。

さらに、各駆動軸４９，５０と平行に第１出力軸１１と第２出力軸１２とが配置されており、これらの出力軸１１，１２はそのエンジン２側の端部に設けたカウンタギヤ２７，２８およびこれに噛み合っているリングギヤ３０によってデファレンシャル２９に連結されている。

前記第１駆動軸４９は第２駆動軸５０の先端側に突出しており、その突出した部分に第２速駆動ギヤ１５ａと第６速駆動ギヤ５１ａとが一体となって回転するように設けられている。その第６速駆動ギヤ５１ａに噛み合っている第６速被駆動ギヤ５１ｂが第１出力軸１１に回転自在に嵌合して支持されており、その第６速被駆動ギヤ５１ｂのボス部の外周部に第２速被駆動ギヤ１５ｂが回転自在に嵌合して支持されており、この第２速駆動ギヤ１５ｂが前記第２速駆動ギヤ１５ａに噛み合っている。

また、第２駆動軸５０には、遊星歯車機構１側から順に、第１速駆動ギヤ１４ａおよび第５速駆動ギヤ５２ａが一体に設けられており、さらに第２駆動軸５０の先端側には第３速駆動ギヤ１６ａが配置されていて、この第３速駆動ギヤ１６ａは第１駆動軸４９に回転自在に嵌合して支持されている。この第３速駆動ギヤ１６ａに噛み合っている第３速被駆動ギヤ１６ｂが第２出力軸１２に取り付けられている。また、前記第１速駆動ギヤ１４ａに噛み合っている第１速被駆動ギヤ１４ｂが第１出力軸１１に回転自在に嵌合して支持されている。その第１速被駆動ギヤ１４ｂのボス部が第３速被駆動ギヤ１６ｂ側に延びており、そのボス部の外周側に、前記第５速駆動ギヤ５２ａに噛み合っている第５速被駆動ギヤ５２ｂが回転自在に嵌合した状態で支持されている。

なお、第１出力軸１１には、リバース被駆動ギヤ５３ｂが回転自在に嵌合した状態で支持されており、このリバース被駆動ギヤ５３ｂと第１速駆動ギヤ１４ａとにアイドルギヤ５４が噛み合っている。したがって、第２速駆動ギヤ１４ａはリバース駆動ギヤを兼ねている。

図１１に示す構成のロッククラッチＳＬは、モータ・ジェネレータ３をロックする機能に加えて、遊星歯車機構１の全体を一体化させる機能を備えている。すなわち、モータ・ジェネレータ３のロータに一体に設けたハブ８は前記入力軸３３の外周側に軸心を一致させて配置されており、このハブ８にスリーブ７が軸線方向に移動可能にスプライン嵌合するとともに、ハブ８に隣接して固定ハブ６が配置されている。さらに、入力軸３３に一体に設けたハブ５５が、ハブ８を挟んで固定ハブ６とは反対側に配置され、スリーブ７がこれらのハブ８，５５の両方に亘ってスプライン嵌合するように構成されている。

さらに、変速ギヤ対１４，１５，１６，５１，５２，５３を選択的にトルク伝達可能な状態に設定する四つのクラッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，ＳＲが設けられている。第１クラッチＳ２１は、第１速被駆動ギヤ１４ｂと第５速被駆動ギヤ５２ｂとを、選択的に第２出力軸１２に連結するためのクラッチ機構であり、第２出力軸１２上で、第３速被駆動ギヤ１６ｂと第５速被駆動ギヤ５２ｂとの間に配置されている。この第１クラッチＳ２１は、第２出力軸１２に一体に設けたハブ５６と、このハブ５６に軸線方向に移動可能にスプライン嵌合したスリーブ５７と、第１速被駆動ギヤ１４ｂのボス部に一体に設けられかつスリーブ５７が選択的にスプライン嵌合するハブ５８と、第５速被駆動ギヤ５２ｂのボス部に一体に設けられかつスリーブ５７が選択的にスプライン嵌合するハブ５９とを備えている。

これらのハブ５６，５８，５９は、ここに挙げた順に配列されており、スリーブ５７は、第２出力軸１２のハブ５６および第１速被駆動ギヤ１４ｂのハブ５８にスプライン嵌合した第１の係合位置と、第２出力軸１２のハブ５６および第５速被駆動ギヤ５２ｂのハブ５９にスプライン嵌合した第２の係合位置と、第２出力軸１２のハブ５６のみに嵌合する解放位置とに移動させられて位置決めされるようになっている。これらの係合位置は、図１１に、丸を付した「１」および「５」で示してある。なお、スリーブ５７のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。

第２クラッチＳ２２は、第１クラッチＳ１１と原理的には同様の構成であって、第２速被駆動ギヤ１５ｂと第６速被駆動ギヤ５１ｂとを、選択的に第１出力軸１１に連結するためのクラッチ機構であり、第１出力軸１１上で、第２速被駆動ギヤ１５ｂに隣接してリバース被駆動ギヤ５３ｂ側に配置されている。この第２クラッチＳ２２は、第１出力軸１１に一体に設けたハブ６０と、このハブ６０に軸線方向に移動可能にスプライン嵌合したスリーブ６１と、第６速被駆動ギヤ５１ｂのボス部に一体に設けられかつスリーブ６１が選択的にスプライン嵌合するハブ６２と、第２速被駆動ギヤ１５ｂのボス部に一体に設けられかつスリーブ６１が選択的にスプライン嵌合するハブ６３とを備えている。

これらのハブ６０，６２，６３は、ここに挙げた順に配列されており、スリーブ６１は、第１出力軸１１のハブ６０および第６速被駆動ギヤ５１ｂのハブ６２にスプライン嵌合した第１の係合位置と、第１出力軸１１のハブ６０および第２速被駆動ギヤ１５ｂのハブ６３にスプライン嵌合した第２の係合位置と、第１出力軸１１のハブ６０のみに嵌合する解放位置とに移動させられて位置決めされるようになっている。これらの係合位置は、図１１に、丸を付した「２」および「６」で示してある。なお、スリーブ６１のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。

第３クラッチ２３は、第３速駆動ギヤ１５ａを、第１駆動軸４９（あるいはキャリヤＣｒ）と第２駆動軸５０（あるいはリングギヤＲｇ）とに選択的に連結するためのものであり、その原理的な構成は、上記の第１クラッチＳ２１や第２クラッチ２２と同様である。すなわち、第３速駆動ギヤ１５ａに一体に設けたハブ６４と、このハブ６４に軸線方向に移動可能にスプライン嵌合したスリーブ６５と、第１駆動軸４９に一体に設けられかつスリーブ６５が選択的にスプライン嵌合するハブ６６と、第２駆動軸５０に一体に設けられかつスリーブ６５が選択的にスプライン嵌合するハブ６７とを備えている。

これらのハブ６４，６６，６７は、ここに挙げた順に配列されており、スリーブ６５は、第３速駆動ギヤ１５ａのハブ６４および第１駆動軸４９のハブ６６にスプライン嵌合した第１の係合位置と、第３速駆動ギヤ１５ａのハブ６４および第２駆動軸５０のハブ６７にスプライン嵌合した第２の係合位置と、第３速駆動ギヤ１５ａのハブ６４のみに嵌合する解放位置とに移動させられて位置決めされるようになっている。なお、スリーブ６５のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。

さらに、リバース被駆動ギヤ５３ｂを第１出力軸１１に選択的に連結するリバースクラッチＳＲが設けられている。このリバースクラッチＳＲは、基本的には前述した各クラッチとほぼ同様に構成されており、第１出力軸１１に一体のハブ６８に軸線方向へ前後動自在にスプライン嵌合されているスリーブ６９と、そのハブ６８に隣接しかつリバース被駆動ギヤ５３ｂに一体のハブ７０とを備えている。したがって、スリーブ６９がリバース被駆動ギヤ５３ｂ側に移動してそのＦハブ７０にスプライン嵌合することにより、リバース被駆動ギヤ５３ｂがスリーブ６９およびハブ６８を介して第１出力軸１１に連結されるように構成されている。他の構成は、図１に示す構成と同様であるから、図１に示す構成と同様の部分には、図１１に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、特には図示しないが、図１１に示す動力伝達装置においても、各クラッチを切り替え動作させるためのアクチュエータ、モータ・ジェネレータ３のためのインバータや蓄電装置、その制御のための電子制御装置が設けられている。

図１１に示す構成の動力伝達装置では、エンジン２を動力源として走行するための変速段として、前進６段、後進１段の変速段を設定することができる。そのための各クラッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，ＳＲ，ＳＬの動作状態（係合・解放の状態）を図１２にまとめて示してある。なお、図１２において、丸の付された数字は、図１１に示す係合位置を表し、また第３クラッチ２３についての「Ｒ」は第３速駆動ギヤ１５ａがリングギヤＲｇ（すなわち第２駆動軸５０）に連結されていることを示し、「Ｃ」は第３速駆動ギヤ１５ａがキャリヤＣｒ（すなわち第１駆動軸４９）に連結されていることを示す。さらに、ロッククラッチＳＬについての「Ｐ」はスリーブ７が入力軸３３に一体のハブ５５にスプライン嵌合して遊星歯車機構１の全体が一体化される係合状態を示し、「Ｍ」はスリーブ７が固定ハブ６にスプライン嵌合してモータ・ジェネレータ３がロックされる係合状態を示している。そして「×」は解放状態を示す。

各変速段について説明すると、第１速は、第１クラッチ２１によって第１速被駆動ギヤ１４ｂを第２出力軸１２に連結し、その状態でモータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、それに伴う負トルクをサンギヤＳｎに作用させることにより、リングギヤＲｇのトルクを次第に増大させる。その結果、第１速ギヤ対１４を介して第２出力軸１２に伝達されるトルクが次第に増大するので、駆動トルクが徐々に増大して滑らかな発進を行うことができる。そして、モータ・ジェネレータ３をモータとして機能させて正回転方向のトルクを出力させ、サンギヤＳｎの回転数がキャリヤＣｒの回転数に一致した際に、ロッククラッチＳＬを「Ｐ」で示す係合状態としてサンギヤＳｎとキャリヤＣｒとを連結する。すなわち遊星歯車機構１の全体を一体化する。この第１速での変速比は、第１速ギヤ対１４のギヤ比に応じた変速比となる。

第２速は、第２クラッチＳ２２によって第２速被駆動ギヤ１５ｂを第１出力軸１１に連結し、他のクラッチを解放状態にして設定される。この第２速では、キャリヤＣｒを介してエンジン２に連結されている第１駆動軸４９と、第１出力軸１１とが第２速ギヤ対１５によって連結されるので、いわゆるエンジン直結段となり、その変速比は第２速ギヤ対１５のギヤ比に応じた変速比となる。

第３速は、第３クラッチＳ３を「Ｒ」係合位置に設定して第３速駆動ギヤ１６ａを第２駆動軸５０（すなわちリングギヤＲｇ）に連結し、またロッククラッチＳＬを「Ｍ」で示す係合状態にしてモータ・ジェネレータ３およびこれに連結されているサンギヤＳｎをロックすることにより設定する。したがって、遊星歯車機構１ではサンギヤＳｎが固定された状態でキャリヤＣｒにエンジン２から動力が入力されるので、遊星歯車機構１は減速機として機能し、入力されたトルクをギヤ比に応じて増幅したトルクがリングギヤＲｇから出力される。その動力が第３速ギヤ対１６によって更に変速されて第２出力軸１２に伝達され、ここからデファレンシャル２９に出力される。したがって、変速比は、遊星歯車機構１による減速比と第３速ギヤ対１６の変速比とを掛け合わせた変速比となる。

これに対して第４速は、第３クラッチＳ２３によって第３速駆動ギヤ１６ａを第１駆動軸４９（すなわちキャリヤＣｒ）に連結して設定される。第１駆動軸４９はキャリヤＣｒを介してエンジン２に連結されているので、エンジン２が出力した動力がそのまま第３速駆動ギヤ１６ａに伝達される。これは、上記の第３速と比較すると、遊星歯車機構１が減速作用を行わずに、入力された動力をそのまま出力する状態である。したがって第４速の変速比は、第３速ギヤ対１６のギヤ比に応じた変速比となる。そして、第３速ギヤ対１６は、第３速と第４速とで共用される。

第５速では、第１クラッチ２１によって第５速被駆動ギヤ５２ｂを第２出力軸１２に連結し、かつロッククラッチＳＬは、遊星歯車機構１の全体を一体化させる「Ｐ」で示す係合位置に設定する。したがって、エンジン２が出力した動力は、全体が一体となって回転する遊星歯車機構１から第２駆動軸５０に伝達され、これに取り付けられている第５速駆動ギヤ５２ａおよびこれに噛み合っている第５速被駆動ギヤ５２ｂを介して第２出力軸１２に伝達され、さらにカウンタギヤ２８からデファレンシャル２９に出力される。その変速比は、第５速ギヤ対５２のギヤ比に応じた値になる。

第６速は、第２クラッチＳ２２によって第６速被駆動ギヤ５１ｂを第１出力軸１１に連結し、他のクラッチを解放状態にして設定される。この第６速では、キャリヤＣｒを介してエンジン２に連結されている第１駆動軸４９と、第１出力軸１１とが第６速ギヤ対５１によって連結されるので、いわゆるエンジン直結段となり、その変速比は第６速ギヤ対５１のギヤ比に応じた変速比となる。

さらに、後進段（Ｒｅｖ）は、リバースクラッチＳＲによってリバース被駆動ギヤ５３ｂを第２出力軸１２に連結し、その状態で、第１速での発進の際と同様に、モータ・ジェネレータ３による負トルクを次第に増大して発進を行い、遊星歯車機構１の全体が一体に回転する状態で、ロッククラッチＳＬを「Ｐ」で示す係合位置に設定する。したがって、エンジン２が出力した動力がそのまま第２駆動軸５０に伝達され、これに取り付けられている第１速駆動ギヤ１４ａからアイドルギヤ５４を経てリバース被駆動ギヤ５３ｂに動力が伝達される。このリバース被駆動ギヤ５３ｂおよびこれが連結されている第１出力軸１１は、その動力の伝達経路にアイドルギヤ５４が介在することにより、前進走行時とは反対方向に回転し、その結果、後進段が設定される。

このように、図１１に示す構成では、変速ギヤ対が五つで前進６段を設定することができるから、設定可能な変速段数に対して変速ギヤ対を少なくして装置の全体としての構成を小型化することができる。また、小型化であるにも拘わらず変速段数が多いことにより、変速比幅（ギヤレンジ）を広くすることができるとともに、変速比同士の間隔（ギヤレシオ）を狭くでき、こうすることにより動力性能と燃費性能とを両立させることが可能になる。

つぎに、後進段を設定するためのアイドラが不要となるように構成した例を説明する。図１３に示す例は、前述した図１に示す構成に、第５速ギヤ対５２と、第６速ギヤ対５１と、リバース被駆動ギヤ５３ｂとを追加して設け、それに付随してクラッチ機構を設けた例である。したがって、図１に示す構成と同様の構成には図１３に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、図１３には省略してあるが、図１３に示す動力伝達装置においても、各クラッチを切り替え動作させるためのアクチュエータ、モータ・ジェネレータ３のためのインバータや蓄電装置、その制御のための電子制御装置が設けられている。

前記アイドラ軸１３上で、第１速駆動ギヤ１４ａよりギヤ対１８側に、第５速駆動ギヤ５２ａが設けられており、これに噛み合っている第５速被駆動ギヤ５２ｂが第２出力軸１２に回転自在に嵌合して支持されている。また、第１駆動軸９の端部に第６速駆動ギヤ５１ａが取り付けられており、これに噛み合っている第６速被駆動ギヤ５１ｂが、第１出力軸１１に回転自在に嵌合した状態に支持されている。さらに、第２駆動軸１０とアイドラ軸１３とを連結しているギヤ対１８のうちの第２駆動軸１０に取り付けられているギヤに、リバース被駆動ギヤ５３ｂが噛み合っており、このリバース被駆動ギヤ５３ｂは第１出力軸１１に回転自在に嵌合して支持されている。

上記の第５速被駆動ギヤ５２ｂに隣接して第５速クラッチＳ５が配置されている。この第５速クラッチＳ５は、第５速被駆動ギヤ５２ｂを第２出力軸１２に対して選択的に連結するためのものであって、第２出力軸１２に一体化したハブ７１と、そのハブ７１に軸線方向に移動自在にスプライン嵌合したスリーブ７２と、第５速被駆動ギヤ５２ｂに一体化されかつスリーブ７２が選択的にスプライン嵌合するハブ７３とを備えている。したがって、スリーブ７２が図１３の左側に移動してハブ７３にスプライン嵌合することにより、第５速被駆動ギヤ５２ｂが第２出力軸１２に連結されるようになっている。なお、スリーブ７２のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。

一方、第１出力軸１１上で、第６速被駆動ギヤ５１ｂとリバース被駆動ギヤ５３ｂとの間にリバースクラッチＳＲが配置されている。このリバースクラッチＳＲは第６速被駆動ギヤ５１ｂとリバース被駆動ギヤ５３ｂとを第１出力軸１１に選択的に連結するためのクラッチ機構であって、前述した偶数段用クラッチＳ２と同様に構成されている。すなわち、リバースクラッチＳＲは、第１出力軸１１に一体のハブ７４に軸線方向に前後動自在にスプライン嵌合されているスリーブ７５と、そのハブ７４を挟んだ両側に位置しかつ第６速被駆動ギヤ５１ｂに一体のハブ７６およびリバース被駆動ギヤ５３ｂに一体のハブ７７とを備えている。

したがって、スリーブ７５が第６速被駆動ギヤ５１ｂ側に移動してそのハブ７６にスプライン嵌合することにより、第６速被駆動ギヤ５１ｂがスリーブ７５およびハブ７４を介して第１出力軸１１に連結されるように構成されている。また、スリーブ７５がリバース被駆動ギヤ５３ｂ側に移動してそのハブ７７にスプライン嵌合することにより、リバース被駆動ギヤ５３ｂがスリーブ７５およびハブ７４を介して第１出力軸１１に連結されるように構成されている。なお、スリーブ７２のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。

さらに、図１３に示す例では、前述した図７に示す例と同様に、エンジン２とキャリヤＣｒとを選択的に連結する発進クラッチ３４が設けられている。なお、後述するように、図１３に示す構成では、遊星歯車機構１をトルクコンバータと同様に機能させることができるので、発進クラッチ３４を設けずに、エンジン２とキャリヤＣｒとを機械的に直結してもよい。また、図１３に示す構成における各軸の配列は、前述した図１に示す構成の動力伝達装置における軸の配列と同様であって、図２に示すように配列され、路面との干渉が抑制されている。

図１３に示す構成では、エンジン２の動力で走行する変速段として前進６段および後進１段の変速段を設定することができ、それらの変速段を設定するための各クラッチＳ１，Ｓ２，Ｓ５，ＳＲ，ＳＬの係合・解放状態を図１４にまとめて示してある。なお、第１速ないし第４速を設定するための構成は前述した図１に示す構成の動力伝達装置と同様であるから、これらの変速段を設定するための奇数段用クラッチＳ１および偶数段用クラッチＳ２ならびにロッククラッチＳＬの係合・解放の状態は図３に示す状態と同じであるから、その説明を省略する。また、これら第１速ないし第４速では、第５速クラッチＳ５およびリバースクラッチＳＲは解放状態に設定される。

第５速は、第５速クラッチＳ５を係合状態にして第５速被駆動ギヤ５２ｂを第２出力軸１２に連結し、かつロッククラッチＳＬを係合状態にしてモータ・ジェネレータ３およびこれに連結されているリングギヤＲｇを固定することにより設定する。遊星歯車機構１では、リングギヤＲｇが固定された状態でキャリヤＣｒにエンジン２から動力が入力され、さらにサンギヤＳｎから第２駆動軸１０に動力を出力するから、遊星歯車機構１は減速機として機能する。その場合、出力要素であるサンギヤＳｎがエンジン２とは反対の方向に逆回転し、そのトルクがギヤ対１８を介してアイドラ軸１３およびこれに取り付けられた第５速駆動ギヤ５２ａに伝達される。したがって第５速駆動ギヤ５２ａはエンジン２と同方向に正回転する。そして、その第５速駆動ギヤ５２ａから第５速被駆動ギヤ５２ｂを介して第２出力軸１２にトルクが出力される。したがって、第５速での変速比は、遊星歯車機構１が減速機として機能することによる変速比と、第５速ギヤ対５２のギヤ比とを掛け合わせた変速比となる。また、第２出力軸１２の回転方向もしくはトルクの作用する方向は、エンジン２の回転方向とは反対の逆回転方向になる。

第６速は、リバースクラッチＳＲのスリーブ７５を第６速ギヤ対５１側に移動させて第６速被駆動ギヤ５１ｂのハブ７６にスプライン嵌合させて設定する。すなわち、第１駆動軸９と第１出力軸１１との間で第６速ギヤ対５１をトルク伝達可能な状態にする。第１駆動軸９はキャリヤＣｒを介してエンジン２に直結されるから、エンジン２と第１出力軸１１との間では第６速ギヤ対５１のみが変速作用を生じ、したがって第６速の変速比は、第６速ギヤ対５１のギヤ比に応じた変速比となる。なお、第１出力軸１１の回転方向もしくはトルクの作用方向は、エンジン２の回転方向とは反対の方向である。

後進段（Ｒｅｖ）は、リバースクラッチＳＲのスリーブ７５をリバース被駆動ギヤ５３ｂ側に移動させてそのハブ７７にスプライン嵌合させ、かつロッククラッチＳＬを係合状態にして設定する。すなわち、ロッククラッチＳＬを係合状態とすることにより、遊星歯車機構１が減速機として機能し、そのサンギヤＳｎが逆回転してここから第２駆動軸１０にトルクが伝達される。これは、前述した第５速の場合と同様である。この第２駆動軸１０に取り付けられているギヤ対１８における一方のギヤにリバース被駆動ギヤ５３ｂが噛み合っているから、これらのギヤを介して第２駆動軸１０から第１出力軸１１に動力が伝達される。したがって、第１出力軸１１の回転方向もしくはトルクの作用方向は、エンジン２の回転方向と同じになり、これは前進走行時とは反対であるから、後進段が設定される。その変速比は、遊星歯車機構１が減速機として機能することによる変速比と、第６速ギヤ対５３のギヤ比とを掛け合わせた変速比となる。

なお、後進段で発進する場合、前述した第１速で発進する場合と同様に、モータ・ジェネレータ３のトルクを逆回転方向に次第に増大させ、それに伴って駆動トルクを次第に増大させることにより発進する。したがって、ロッククラッチＳＬは、当初、解放状態とし、その全体が一体となって回転する状態になった時点にロッククラッチＳＬを係合状態に切り替える。

このように、図１３に示す構成では、遊星歯車機構１を変速機として機能させた場合、その出力要素がエンジン２とは反対方向に回転することを利用して後進段を設定するので、後進段のために、回転方向もしくはトルクの作用方向を反転させるアイドラを設ける必要がなく、その結果、装置の全体としての構成を小型軽量化でき、車載性を向上させるとともに、低コスト化を図ることができる。また、図１３に示す構成では、リバースクラッチＳＲを第６速を設定するためのクラッチ機構、および後進段を設定するためのクラッチ機構として機能させることができるので、そのリバースクラッチＳＲの共用化により全体としての構成をコンパクト化できる。その他、図１に示す構成の動力伝達装置と同様の作用・効果を奏する。

つぎに、図１や図１３に示すアイドラ軸１３を廃止した動力伝達装置の例を説明する。図１５は、その一例を示しており、その構成を図１３に示す構成と対比して説明すると、第１速駆動ギヤ１４ａおよび第３速駆動ギヤ１６ａは、アイドラ軸１３が廃止されていることにより、第２駆動軸１０に直接設けられている。したがって、第２出力軸１２は、第２駆動軸１０に半径方向で接近させられていて、その第２出力軸１２に支持されている第１速被駆動ギヤ１４ｂと第３速被駆動ギヤ１６ｂとが、それぞれに対応する駆動ギヤ１４ａ，１６ａに噛み合っている。

また、アイドラ軸１３に替えて、第２出力軸１２とデファレンシャル２９のリングギヤ３０との間にアイドルギヤ７８が介在されている。さらに、アイドラ軸１３が廃止されていることに伴って、第２駆動軸１０とアイドラ軸１３との間のギヤ対１８が廃止されているので、リバース被駆動ギヤ５３ｂは第１速駆動ギヤ１４ａに噛み合っている。この構成がこの発明における反転機構に相当している。なお、図１５に示す動力伝達装置では、第５速ギヤ対５３および第６速ギヤ対５１は設けられていない。他の構成は、図１３に示す構成、あるいは図１に示す構成と同様であるから、図１５に図１３もしくは図１に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。

図１５に示す構成の動力伝達装置では、エンジン２に機械的に直結して設定される変速段として前進４段、後進１段の変速段を設定することができ、そのためのクラッチＳ１，Ｓ２，ＳＲ，ＳＬの係合・解放状態を図１６に示してある。この係合・解放状態は、第５速クラッチＳ５を除いて、前述した図１４における第１速ないし第４速および後進段での係合・解放状態と同じである。すなわち、これらの前進第１速ないし第４速および後進段は、図１３および図１４を参照して説明したのと同様にして設定することができる。

そして、図１５に示す動力伝達装置における各軸の配置は、前述した図２に示す第２出力軸１２とアイドラ軸１３とを入れ替えた配置とほぼ同じになるので、路面との干渉を避けることが容易であり、そのために、車高の低い車両への搭載性が向上する。また、第２出力軸１２を第２駆動軸１０に接近させて配置できるので、動力伝達装置の全体としての外径を小さくしてその小型化を図ることができ、また車載性を向上させることができる。

上記の図１５に示す構成の一部を変更して前進５段、後進１段の変速段を設定できるように構成した例を図１７に示してある。ここに示す例は、リバースクラッチＳＲを、第５速を設定する場合と、後進段を設定する場合とに使用するように構成した例である。すなわち、第２出力軸１２のうちカウンタギヤ２８に隣接する位置に、リバース被駆動ギヤ５３ｂと第５速被駆動ギヤ５２ｂとが回転自在に嵌合させられて支持されており、このリバース被駆動ギヤ５３ｂは、第１駆動軸９に取り付けられた第２速駆動ギヤ１５ａに噛み合っている。この構成がこの発明における反転機構に相当している。また、第５速被駆動ギヤ５２ｂに噛み合っている第５速駆動ギヤ５２ａが、第２駆動軸１０に取り付けられている。

そして、第２出力軸１２上で、リバース被駆動ギヤ５３ｂと第５速被駆動ギヤ５２ｂとの間にリバースクラッチＳＲが配置されている。すなわち、リバースクラッチＳＲは、第２出力軸１２に一体のハブ７４に軸線方向に前後動自在にスプライン嵌合されているスリーブ７５と、そのハブ７４を挟んだ両側に位置しかつ第５速被駆動ギヤ５２ｂに一体のハブ７６およびリバース被駆動ギヤ５３ｂに一体のハブ７７とを備えている。したがって、スリーブ７５が第５速被駆動ギヤ５２ｂ側に移動してそのハブ７６にスプライン嵌合することにより、第５速被駆動ギヤ５２ｂがスリーブ７５およびハブ７４を介して第２出力軸１２に連結されるように構成されている。

また、スリーブ７５がリバース被駆動ギヤ５３ｂ側に移動してそのハブ７７にスプライン嵌合することにより、リバース被駆動ギヤ５３ｂがスリーブ７５およびハブ７４を介して第２出力軸１２に連結されるように構成されている。なお、スリーブ７２のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。他の構成は、図１５に示す構成と同様であるから、図１５に示す構成と同様の部分には、図１７に図１５と同様の符号を付してその説明を省略する。

図１７に示す構成の動力伝達装置では、エンジン２に機械的に直結して設定される変速段として前進５段、後進１段の変速段を設定することができ、そのためのクラッチＳ１，Ｓ２，ＳＲ，ＳＬの係合・解放状態を図１８に示してある。この係合・解放状態は、第５速クラッチＳ５を除いて、前述した図１４における第１速ないし第５速および後進段での係合・解放状態と同じである。すなわち、これらの前進第１速ないし第５速は、図１３および図１４を参照して説明したのと同様にして設定することができる。

なお、後進段は、リバースクラッチＳＲによってリバース被駆動ギヤ５３ｂを第２出力軸１２に連結して設定するが、その場合、モータ・ジェネレータ３をフリーな状態とするためにロッククラッチＳＬを解放する。したがって後進段で発進する場合には、発進クラッチ３４を次第に係合させてエンジン２から伝達されるトルクを次第に増大させることにより、駆動トルクを滑らかに増大させる。発進クラッチ３４のこのような制御は、電子制御装置からの指令信号によって行うことができ、その制御を実行する機構がこの発明におけるフリクションスタート機構に相当する。

したがって、図１７に示すように構成すれば、前述した図１５に示すように構成した場合と同様の作用・効果を奏し、これに加えて、リバースクラッチＳＲを第５速と後進段との二つの変速段で使用することになるので、必要とするクラッチ機構の数を少なくして、動力伝達装置の全体としての構成を小型化できる。言い換えれば、設定可能な変速段数を多くしても大型化を抑制することができる。

この発明の動力伝達装置は、差動機構における出力要素がエンジン２から動力を入力される入力要素とは反対方向に回転するように構成することができ、その場合、差動機構に差動作用を生じさせて設定する変速段では、その動力の伝達系統中にアイドラ軸１３やアイドルギヤ５４を介在させることがある。このような構成に替えて、変速段を設定するためのギヤ対よりも、トルクの伝達方向で上流側に逆転機構を設けた構成とすることもできる。その逆転機構は歯車やチェーンもしくはベルトなどの伝動機構によって構成することができ、特に遊星歯車機構によって構成すれば、装置の全体としての構成をコンパクト化できる。

図１９はその一例を示しており、この発明における差動機構に相当する遊星歯車機構１の出力側に逆転機構７９が設けられている。その遊星歯車機構１は、ダブルピニオン型のものであって、サンギヤＳｎに発進クラッチ３４を介してエンジン２が連結され、またリングギヤＲｇにモータ・ジェネレータ３のロータが連結されている。なお、そのモータ・ジェネレータ３は遊星歯車機構１の外周側に配置されている。そして、このモータ・ジェネレータ３およびこれに連結されたリングギヤＲｇを選択的に固定（ロック）するロッククラッチＳＬが設けられている。このロッククラッチＳＬは、前述した図１に示すものと同様に構成されており、したがって図１９に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。

一方、逆転機構７９は、図１９に示す例では、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、上記の遊星歯車機構１と同軸上で前記エンジン２とは反対側に隣接して配置されている。この逆転機構７９におけるリングギヤＲｉは所定の固定部４０に連結されて固定されており、またキャリヤＣｉは遊星歯車機構１におけるキャリヤＣｒに連結されている。

そして、遊星歯車機構１におけるサンギヤＳｎには、エンジン２に直結される第１駆動軸９が連結されている。また、逆転機構７９のサンギヤＳｉには、奇数段を設定する際に変速ギヤ対にトルクを伝達する第２駆動軸１０が連結されている。この第２駆動軸１０は中空軸であって、前記第１駆動軸９の外周側に、かつ第１駆動軸９と同軸上に配置されている。さらに、第２駆動軸１０の外周側に、かつ第２駆動軸１０と同軸上に、中空軸であるリバース軸８０が相対回転自在に配置されており、このリバース軸８０の一端部は前記逆転機構７９におけるキャリヤＣｉに連結され、また他端部にはリバース駆動ギヤ５３ａが設けられている。

上記のエンジン２および遊星歯車機構１、逆転機構７９、各駆動軸９，１０、ならびにリバース軸７９はそれぞれの回転中心軸線が一致するように配置されており、この回転中心軸線と平行に第１出力軸１１および第２出力軸１２が配置されている。その第１駆動軸９と第１出力軸１１との間に、偶数段を設定するための第２速ギヤ対１５および第４速ギヤ対１７が配置されている。すなわち、第１駆動軸９は第２駆動軸１０の先端側に突出しており、その突出した部分に第２速駆動ギヤ１５ａと第４速駆動ギヤ１７ａとが取り付けられている。その第２速駆動ギヤ１５ａに噛み合っている第２速被駆動ギヤ１５ｂと、第４速駆動ギヤ１７ａに噛み合っている第４速被駆動ギヤ１７ｂとが第１出力軸１１に回転自在に嵌合した状態で支持されている。

また、第２駆動軸１０と第２出力軸１２との間には奇数段を設定するための第１速ギヤ対１４と第３速ギヤ対１６とが配置されている。すなわち、第２駆動軸１０には、第１速駆動ギヤ１４ａと第３速駆動ギヤ１６ａとが取り付けられており、その第１速駆動ギヤ１４ａに噛み合っている第１速被駆動ギヤ１４ｂが第２出力軸１２に回転自在に嵌合した状態で支持されている。この第１速被駆動ギヤ１４ｂのボス部は、第２出力軸１２におけるカウンタギヤ２８とは反対側に延びており、そのボス部の外周側に、前記第３速駆動ギヤ１６ａに噛み合っている第３速被駆動ギヤ１６ｂが回転自在に嵌合した状態で支持されている。

上記の第１速被駆動ギヤ１４ｂと第３速被駆動ギヤ１６ｂとを第２出力軸１２に選択的に連結する奇数段用クラッチＳ１は、第２出力軸１２上で、前記第３速被駆動ギヤ１６ｂを挟んで第１速被駆動ギヤ１４ｂとは反対側に配置されている。この奇数段用クラッチＳ１は、第２出力軸１２に一体のハブ２３と、このハブ２３に軸線方向へ移動自在にスプライン嵌合したスリーブ２４とを備えており、そのハブ２３に隣接して、第１速被駆動ギヤ１４ｂに一体のハブ２５および第３速被駆動ギヤ１６ｂに一体のハブ２６とが順に配列されている。そして、そのスリーブ２４を、第２出力軸１２に一体のハブ２３と第１速被駆動ギヤ１４ｂに一体のハブ２５とにスプライン嵌合させた位置、および第２出力軸１２に一体のハブ２３と第３速被駆動ギヤ１６ｂに一体のハブ２６とにスプライン嵌合させた位置、ならびに第２出力軸１２に一体のハブ２３のみにスプライン嵌合した解放位置に移動させて位置決めするように構成されている。なお、スリーブ２４のこのような移動は、電気式あるいは油圧式の適宜のアクチュエータもしくはこれとリンク機構とを組み合わせた装置によって行うことができる。

また、偶数段用クラッチＳ２は、第１出力軸１１上で、第２速被駆動ギヤ１５ｂと第４速被駆動ギヤ１７ｂとの間に配置されており、この偶数段用クラッチＳ２は前述した図１に示す偶数段用クラッチＳ２と同様に構成されている。そして、第１出力軸１１上で前記リバース被駆動ギヤ５３ｂに隣接する位置にリバースクラッチＳＲが配置されている。このリバースクラッチＳＲは、リバース被駆動ギヤ５３ｂを第１出力軸１１に選択的に連結するためのものであって、例えば前述した図１１に示すリバースクラッチＳＲと同様に構成されている。他の構成は、図１に示す構成と同様であるから、図１と同様の構成の部分には図１９に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、図１９には省略してあるが、図１９に示す動力伝達装置においても、各クラッチを切り替え動作させるためのアクチュエータ、モータ・ジェネレータ３のためのインバータや蓄電装置、その制御のための電子制御装置が設けられている。

ここで図１９に示す動力伝達装置における軸の配置について説明する。前述したように、エンジン２と遊星歯車機構１ならびに各駆動軸９，１０とがそれぞれの回転中心軸線が一致するように配置され、その回転中心軸線に対して平行に各出力軸１１，１２が配置され、さらに前記各出力軸１１，１２からデファレンシャル２９に動力を伝達するように構成されているので、全体としての軸数は４軸である。これらの軸は、車載状態で図２０に示すように配置されている。

すなわち、エンジン２の回転中心軸線に対して斜め下方にデファレンシャル２９の回転中心軸線（あるいは車軸３１）が位置するようにデファレンシャル２９が配置されている。これらのエンジン２の回転中心軸線とデファレンシャル２９の回転中心軸線とを含む平面に対して上側に、第２出力軸１２が配置されている。また、その平面に下側には、第１出力軸１１が配置されている。したがって、体格あるいは外径の大きいエンジン２やデファレンシャル２９の回転中心軸線より車両の下側に配置される軸の数が少なくなるので、路面との干渉を回避もしくは抑制しやすくなる。言い換えれば、車高の低い車両であっても相対的に高い最低地上高を確保しやすくなる。

上記のように奇数段用の変速ギヤ対１４，１６は、逆転機構７９におけるサンギヤＳｉに連結されているので、奇数段はモータ・ジェネレータ３をロッククラッチＳＬによって固定して設定され、また偶数段用の変速ギヤ１５，１７はエンジン２に直結されるから、偶数段はモータ・ジェネレータ３のロックを解除して設定される。これを遊星歯車機構１および逆転機構７９についての共線図で示せば、図２１のとおりである。

奇数段を設定するためにロッククラッチＳＬによってモータ・ジェネレータ３およびこれに連結されているリングギヤＲｇをロックすると、エンジン２が遊星歯車機構１のサンギヤＳｎに連結されているから、遊星歯車機構１のキャリヤＣｒはエンジン２とは反対方向に回転する（逆回転する）。このキャリヤＣｒに逆転機構７９のキャリヤＣｉが連結されており、またそのリングギヤＲｉが固定されているので、第２駆動軸１０が連結されているサンギヤＳｉはエンジン２と同じ方向に回転する（正回転する）。そして、この第２駆動軸１０から第１速ギヤ対１４もしくは第３速ギヤ対１６を介して第２出力軸１２にトルクが出力されるので、第２出力軸１２はエンジン２とは反対の方向に回転する（逆回転する）。

一方、偶数段では、モータ・ジェネレータ３がフリー状態にされて、エンジン２から第１駆動軸９に動力が伝達される。すなわち第１駆動軸９がエンジン２に対して直結状態とされ、この第１駆動軸９に取り付けられている第２速ギヤ対１５あるいは第４速ギヤ対１７を介して第１出力軸１１に動力が伝達される。したがって、第１出力軸１１はエンジン２とは反対の方向に回転する（逆回転する）。

さらに後進段を設定する場合の共線図を図２２に示してある。リバース駆動ギヤ５３ａは、逆転機構７９におけるキャリヤＣｉを介して遊星歯車機構１のキャリヤＣｒに連結されているから、後進段では遊星歯車機構１のキャリヤＣｒが出力要素となる。そのため、モータ・ジェネレータ３およびこれに連結されているリングギヤＲｇをロッククラッチＳＬによってロックする。したがって、遊星歯車機構１では、エンジン２が連結されているサンギヤＳｎが正回転し、これに対して出力要素となっているキャリヤＣｒが逆回転する。このキャリヤＣｒと共にリバース軸８０およびリバース駆動ギヤ５３ａが逆回転し、これに噛み合っているリバース被駆動ギヤ５３ｂおよびこれと一体の第１出力軸１１がエンジン２と同方向に正回転する。これは、前進段での回転方向とは反対であるから、後進段が設定される。

なお、図１９に示す構成の動力伝達装置で第１速ないし第４速および後進段を設定するための奇数段用クラッチＳ１および偶数段用クラッチＳ２ならびにロッククラッチＳＬおよびリバースクラッチＳＲの係合・解放の状態は前述した図１４に示す第１速ないし第４速および後進段での係合・解放の状態と同じであり、したがってその説明は省略する。

したがって図１９に示すように構成すれば、アイドラ軸やアイドルギヤを変速ギヤ対の間に介在させる必要がないので、動力伝達装置の全体としての外径を小さくして小型軽量化を図り、また車載性を向上させることができる。

動力伝達装置の全体としての外径を抑制するためにはモータ・ジェネレータ３を小径化することが好ましく、その場合、モータ・ジェネレータ３から差動機構に入力されるトルクを必要十分に大きくするように構成する。図２３はその一例を示しており、ここに示す例は、前述した図１３に示す構成におけるリングギヤＲｇとモータ・ジェネレータ３との間に減速機構８１を介在させて構成した例である。

具体的に説明すると、遊星歯車機構１に対してエンジン２側に、減速機構８１として機能するシングルピニオン型の遊星歯車機構が同一軸線上に配置されている。この減速機構８１におけるリングギヤＲｄは固定部４０に連結されて固定されている。また、減速機構８１におけるサンギヤＳｄにモータ・ジェネレータ３のロータが連結されている。なお、モータ・ジェネレータ３は減速機構８１と同心円上でかつ外周側に少なくとも一部がオーバーラップして配置されている。そして、減速機構８１におけるキャリヤＣｄが、差動機構である遊星歯車機構１のリングギヤＲｇに連結されている。他の構成は図１３に示す構成と同様であるから、図１３と同様の構成の部分には図２３に図１３と同様の部号を付してその説明を省略する。

したがって、図２３に示す構成では、モータ・ジェネレータ３の出力したトルクが減速機構８１のサンギヤＳｄに入力されるが、リングギヤＲｄが固定されているために、出力要素となっているキャリヤＣｄがサンギヤＳｄより低速で回転する。すなわち、キャリヤＣｄのトルクがモータ・ジェネレータ３からサンギヤＳｄに入力されるトルクに対して増幅されたトルクとなり、これが遊星歯車機構１のリングギヤＲｇに作用する。そのため、リングギヤＲｇで必要するトルクに対してモータ・ジェネレータ３のトルクを相対的に小さくできるので、モータ・ジェネレータ３を出力トルクの小さい小型のものとすることができ、さらには動力伝達装置の全体としての外径を小さくし、また全体としての構成を小型軽量化することができる。

なお、上述した各具体例では、スリーブをスプライン嵌合させることにより連結状態（係合状態）とするクラッチを示したが、この発明におけるクラッチ手段は、上記の具体例で示したものに限定されないのであって、摩擦式のクラッチや円板の対向面や円筒体の対向端部などに形成した歯を噛み合わせる形式のクラッチなど、従来知られている各種の構造のものであってよい。また、被駆動ギヤを出力軸に選択的に連結するクラッチ手段に替えて、駆動ギヤを駆動軸に選択的に連結するように構成することもできる。

この発明に係る動力伝達装置の一例を模式的に示すスケルトン図である。 その軸の配列を模式的に示す図である。 各変速段を設定するための各クラッチの作動係合表を示す図表である。 停車状態から第３速までの同期制御を含む動作状態を説明するための共線図である。 この発明による変速制御の一例を説明するためのフローチャートである。 奇数段でトルクアシストする際のトルク同期制御および回転数同期制御を行った場合の挙動の変化を説明するための共線図である。 この発明の他の例を示すスケルトン図である。 奇数段用クラッチの係合ポジションを模式的に示す図である。 その各変速段を設定するためのクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表である。 その第１速から第３速まで順にアップシフトした場合の挙動変化を説明するための共線図である。 この発明の更に他の例を示すスケルトン図である。 その各変速段を設定するためのクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表である。 この発明のまた更に他の例を示すスケルトン図である。 その各変速段を設定するためのクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表である。 アイドラ軸に替えてアイドルギヤを第２出力軸側に設けた例を示すスケルトン図である。 その各変速段を設定するためのクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表である。 クラッチを更に共用化するように構成した他の例を示すスケルトン図である。 その各変速段を設定するためのクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表である。 逆転機構を設けた例を示すスケルトン図である。 その軸の配列を模式的に示す図である。 その逆転機構および差動機構の前進段での動作を説明するための共線図である。 後進段での逆転機構および差動機構の動作を説明するための共線図である。 モータ・ジェネレータのトルクを増幅する減速機構を設けた例を示すスケルトン図である。

符号の説明

１…遊星歯車機構、 ２…エンジン、 ３…モータ・ジェネレータ、 ６…固定ハブ、 ７…スリーブ、 ８…ハブ、 ９…第１駆動軸、 １０…第２駆動軸、 １１，１２，３６…出力軸、 １３…アイドラ軸、 １４，１５，１６，１７，５１，５２，５３…変速ギヤ対、 １４ａ…第１速駆動ギヤ、 １５ａ…第２速駆動ギヤ、 １４ｂ…第１速被駆動ギヤ、 １５ｂ…第２速被駆動ギヤ、 ３２…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ３４…発進クラッチ、 ３８…アイドルギヤ、 ３９…ギヤ対、 ４０…固定部、 ４９…第１駆動軸、 ５０…第２駆動軸、 ５１ａ…第６速駆動ギヤ、 ５２ａ…第５速駆動ギヤ、 ５２ｂ…第５速被駆動ギヤ、 ５３ａ…リバース駆動ギヤ、 ５３ｂ…リバース被駆動ギヤ、 ５４…アイドルギヤ、 ７８…アイドルギヤ、 ７９…逆転機構、 ８０…リバース軸、 ８１…減速機構、 Ｓｎ，Ｓｉ，Ｓｄ…サンギヤ、 Ｒｇ，Ｒｉ，Ｒｄ…リングギヤ、 Ｃｒ，Ｃｉ，Ｃｄ…キャリヤ、 ＳＬ…ロッククラッチ、 Ｓ１，Ｓ１１…奇数段用クラッチ、 Ｓ２，Ｓ１２…偶数段用クラッチ、 Ｓ５…第５速クラッチ、 Ｓ１１，Ｓ２１…第１クラッチ、 Ｓ１２，Ｓ２２…第２クラッチ、 Ｓ１３，Ｓ２３…第３クラッチ、 ＳＲ…リバースクラッチ。

Claims (19)

1. 第１原動機と、
   その第１原動機の出力した動力が伝達されるギヤ比の異なる複数の変速ギヤ対と、
   変速ギヤ対から伝達された動力を出力する出力部材と、
   前記複数の変速ギヤ対からいずれかの変速ギヤ対を選択して出力部材に動力伝達可能とする選択的動力伝達機構と、
   を備えている車両用動力伝達装置において、
   第２原動機と、
   前記第１原動機に連結された第１回転要素と、前記第２原動機に連結された第２回転要素と、第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有し、かつこれら少なくとも三つの回転要素の間で差動作用を行う差動機構と、
   前記第１回転要素と前記出力部材との間に設けられ、少なくとも一つの前記変速ギヤ対を有する第１変速ギヤ対系と、
   前記第３回転要素と前記出力部材との間に設けられ、少なくとも一つの前記変速ギヤ対を有する第２変速ギヤ対系と、
   前記第２原動機を回転しないように選択的に固定するロック機構と、
   を備えていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記差動機構は、遊星歯車機構を含み、
   その遊星歯車機構は、該遊星歯車機構についての共線図上で、前記第２回転要素を挟んだ両側に前記第１回転要素と前記第３回転要素とが位置し、かつ前記車両の前進時に前記第１回転要素に対して前記第３回転要素が反対方向に回転するように構成されている請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記第２変速ギヤ対系を前記第３回転要素と前記出力部材との間でトルク伝達可能な状態に設定して所定の変速段を設定する場合に前記ロック機構によって前記第２原動機を固定し、また前記第１変速ギヤ対系を前記第１回転要素と前記出力部材との間でトルク伝達可能な状態に設定して他の所定の変速段を設定する場合に前記ロック機構による前記第２原動機の固定を解除する変速制御手段を更に備えている請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記出力部材に対してトルクを伝達する前記変速ギヤ対系を切り替える変速の際に、前記第２原動機の回転数を変化させて、新たにトルクの伝達に関与する変速ギヤ対系の回転数を変速後の回転数に設定する同期制御を実行する同期手段を更に備えている請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記同期手段によって前記第２原動機の回転数を変化させる場合に、前記第１原動機と前記第２原動機との出力トルクを、前記出力部材のトルクが変化しないように協調して制御する協調制御手段を更に備えている請求項４に記載の車両用動力伝達装置。
6. 前記出力部材は、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置された第１出力軸と第２出力軸とを含み、
   さらに、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置されたアイドラ軸を備え、
   前記第１変速ギヤ対系は、前記第１回転要素からトルクが伝達される第１駆動ギヤと前記第１出力軸上に配置された第１被駆動ギヤとを含み、
   前記第２変速ギヤ対系は、前記第３回転要素からトルクが伝達される前記アイドラ軸上に配置された第２駆動ギヤと前記第２出力軸上に配置された第２被駆動ギヤとを含む
   請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
7. 前記第１出力軸および第２出力軸からトルクが伝達される差動作用のある終減速機構を備え、
   前記第１原動機と前記差動機構とがそれぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置され、
   前記アイドラ軸と前記第２出力軸とは、前記車両に搭載した状態で、前記第１原動機の中心軸線と前記終減速機構の回転中心軸線とを含む平面より上側に配置され、
   前記第１出力軸は、前記車両に搭載した状態で、前記第１原動機の中心軸線と前記終減速機構の回転中心軸線とを含む前記平面より下側に配置されている
   請求項６に記載の車両用動力伝達装置。
8. 前記選択的動力伝達機構は、前記第２原動機を駆動して走行する場合に、前記第１変速ギヤ対系を介して前記出力部材にトルクを伝達することにより設定される変速段と前記第２変速ギヤ対系を介して前記出力部材にトルクを伝達することにより設定される変速段とのうち、前記出力部材から出力するトルクが相対的に大きくなる変速段を設定する変速段選択手段を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
9. 前記第１原動機が出力する動力で走行しかつ前記第２原動機が出力する動力を走行のために補助的に作用させる走行状態での変速の際の制御内容と、前記第２原動機の動力で走行している走行状態もしくは前記第２原動機でエネルギ回生して減速している走行状態での変速の際の制御内容とを相互に異ならせてそれぞれの変速を制御する変速制御変更手段を更に備えている請求項１ないし８のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
10. 前記第１変速ギヤ対系を前記第１原動機に直結した状態と前記第３回転要素に連結した状態とに切り替える第１クラッチ手段と、
    前記第２変速ギヤ対系を前記第１原動機に直結した状態と前記第３回転要素に連結した状態とに切り替える第２クラッチ手段と
    を更に備えている請求項１ないし９のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
11. 前記第１変速ギヤ対系および第１クラッチ手段と、前記第２変速ギヤ対系と前記第２クラッチ手段とは、前記差動機構の中心軸線に沿う方向でかつ前記差動機構を挟んで互いに反対側に配置されている請求項１０に記載の車両用動力伝達装置。
12. 前記選択的動力伝達機構は、前記第１ないし第３の回転要素のうちの少なくとも二つの回転要素同士を連結して前記差動機構の全体を一体化させる第３クラッチ手段と、前記第３回転要素と前記出力部材との間で前記第２変速ギヤ対系を選択的にトルク伝達可能にする第４クラッチ手段と、前記第１回転要素と前記出力部材との間で前記第１変速ギヤ対系を選択的にトルク伝達可能にする第５クラッチ手段とを含む請求項１ないし１１のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
13. 前記第３回転要素と前記第１出力軸との間で選択的にトルク伝達可能な状態にされる後進段用ギヤ対が前記第３回転要素と第１出力軸との間に設けられている請求項６または７に記載の車両用動力伝達装置。
14. 前記出力部材は、前記差動機構の回転中心軸線に対して平行に配置された第１出力軸と第２出力軸とを含み、
    前記第１変速ギヤ対系は、前記第１回転要素からトルクが伝達される第１駆動ギヤと前記第１出力軸上に配置された第１被駆動ギヤとを含み、
    前記第２変速ギヤ対系は、前記第３回転要素からトルクが伝達される第２駆動ギヤと前記第２出力軸上に配置された第２被駆動ギヤとを含み、
    前記第１出力軸と第２出力軸とのいずれか一方から出力されるトルクの方向を他方から出力されるトルクの方向に対して反転させる反転機構が設けられている
    請求項２ないし１３のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
15. 前記反転機構は前記第２出力軸の出力側に設けられ、かつ前記第３回転要素と前記第１出力軸との間に後進段を設定するための後進段用ギヤ対が設けられている請求項１４に記載の車両用動力伝達装置。
16. 前記反転機構は前記第２出力軸の出力側に設けられ、かつ前記第１回転要素と前記第２出力軸との間に後進段を設定するための後進段用ギヤ対が設けられ、さらに前記第１原動機と前記第１回転要素との伝達トルク容量を連続的に増大させるフリクションスタート機構が設けられている請求項１４に記載の車両用動力伝達装置。
17. 前記第１原動機と前記差動機構とはそれぞれの回転中心軸線が同一軸線上に位置するように配置され、
    その差動機構における前記第３回転要素から伝達されたトルクをその方向を反転して出力する逆転機構が、前記差動機構と前記第１変速ギヤ対系もしくは第２変速ギヤ対系との間でかつ前記第１原動機の回転中心軸線上に配置されている
    請求項２ないし１６のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
18. 前記逆転機構による反転作用を受けないトルクが前記第２回転要素から伝達されかつ前記差動機構と同一軸線上に配置された後進用駆動ギヤと、その後進用駆動ギヤに噛み合いかつ前記出力部材に保持された後進用被駆動ギヤとからなる後進用ギヤ対が設けられ、さらに、その後進用ギヤ対を前記第２回転要素と前記出力部材との間で選択的にトルク伝達可能な状態にする第６クラッチ手段が設けられている請求項１７に記載の車両用動力伝達装置。
19. 前記第２原動機の出力を減速して前記第２回転要素に伝達する減速機構が更に設けられている請求項１ないし１８のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。

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