JP2008174164A - Power transmission device for vehicle - Google Patents

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淳 田端
Yuji Iwase
雄二 岩瀬
Tatsuya Imamura
達也 今村
Takuma Kakinami
拓馬 柿並
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmission device of a vehicle for acquiring a close ratio at which the range of change in a transmission gear ratio is large (wide range), and the transmission gear ratios are close to each other in stepped transmission while suppressing the increase in size as a whole. <P>SOLUTION: This power transmission device of a vehicle is configured by installing a power distribution mechanism 16 for distributing the output of an engine 8 to a first motor M1 and a transmission member 18, and installing a second motor M2 and an automatic transmission 20 between the transmission member 18 and a driving wheel 38, wherein the power distribution mechanism 16 is configured so as to be selectively switched between a differential state to operate as an electric continuously variable transmission and a constant shift state to operate as two-step transmission. When this power distribution mechanism 16 is operated as a stepped automatic transmission, the constant transmission gear ratio of the power distribution mechanism 16 is switched so as to increase the number of intermediate shift stages. Thus, it is possible to acquire a close ratio at which the range of change in the transmission gear ratio is wide, and the transmission gear ratios are close to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の動力伝達装置に係り、特に全体として大型化するのを抑制しつつ、有段変速させた場合に変速比の変化幅が大きく(ワイドレンジ)、且つ変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られるようにする技術に関するものである。   The present invention relates to a power transmission device for a vehicle, and in particular, when a stepped shift is performed while suppressing an increase in size as a whole, a change ratio of a gear ratio is large (wide range) and the gear ratios are close to each other. The present invention relates to a technique for obtaining a cross ratio.

エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構を電気的な無段変速機として作動可能な状態と2段の変速機として作動可能な状態とに選択的に切り換えられるようにした車両の動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献1に記載された車両の動力伝達装置がそれである。このような車両の動力伝達装置では、伝達部材と出力部材との間に第2電動機に加えて有段式変速機構が設けられており、この有段式変速機構によって伝達部材の回転すなわちエンジンの出力を入力する入力部材の回転を多段に変速して出力するようにしている。   The power distribution mechanism that distributes engine output to the first electric motor and the transmission member can be selectively switched between a state where it can operate as an electric continuously variable transmission and a state where it can operate as a two-stage transmission. Vehicle power transmission devices are known. For example, this is the power transmission device for a vehicle described in Patent Document 1. In such a vehicle power transmission device, a stepped transmission mechanism is provided between the transmission member and the output member in addition to the second electric motor. The rotation of the input member for inputting the output is shifted in multiple stages and output.

特開2005−206136号公報JP 2005-206136 A

ところで、車両の動力伝達装置を有段式の自動変速機として作動させた場合には、変速比変化幅が広く(ワイドレンジで)変速比が相互に接近しているクロスレシオであることが望まれる。この点に関し、上記特許文献1では、たとえばその図17乃至図20に示されるように、入力部材の回転を有段式変速機構へ直接伝達させる第2の伝達経路を設け、7つの変速段を達成するように動力伝達装置が構成されているが、動力伝達経路が増えることによって、動力伝達装置の全体寸法が大形化してしまうという不都合があった。   By the way, when the vehicle power transmission device is operated as a stepped automatic transmission, it is desirable that the change ratio is wide (in a wide range) and the cross ratio is close to each other. It is. In this regard, in Patent Document 1, for example, as shown in FIGS. 17 to 20, a second transmission path for directly transmitting the rotation of the input member to the stepped transmission mechanism is provided, and seven shift stages are set. Although the power transmission device is configured to achieve this, there has been a disadvantage that the overall size of the power transmission device is increased due to an increase in power transmission paths.

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、全体として大形化するのを抑制しつつ、有段変速させた場合に変速比の変化幅が大きく(ワイドレンジ)、且つ変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる車両の動力伝達装置を提供することにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to have a large change ratio of a gear ratio when a step-shift is performed while suppressing an increase in size as a whole. An object of the present invention is to provide a vehicle power transmission device that can obtain a cross ratio (wide range) and a gear ratio close to each other.

上記目的を達成するための、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a)エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第2電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、(b)前記動力分配機構は、2以上の定変速比が機械的に定まる2以上の有段変速を実行可能であり、(c)前記有段式変速機構は少なくとも3つの遊星歯車装置から成り、(d)それら少なくとも3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、それら5つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてそれら5つの回転要素を一端から他端に向かって順番に、第1、第2、第3、第4、第5回転要素としたとき、(e)前記第4回転要素は前記有段式変速機構の出力部材に連結され、前記第1、第3、第5回転要素はそれぞれ第2、第3、第1クラッチ要素を介して前記動力分配機構の伝達部材に選択的に連結され、前記第1、第2、第3回転要素はそれぞれ第1、第2、第3ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結されており、前記第1、第2、第3クラッチ要素および前記第1、第2、第3ブレーキ要素が選択的に係合されることにより5つの変速比を得ることが可能とされることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the gist of the invention according to claim 1 is that (a) a power distribution mechanism for distributing engine output to the first electric motor and the transmission member is provided, and the transmission member and the drive are driven. In the vehicle power transmission device in which the second electric motor and the stepped transmission mechanism are provided between the wheels, (b) the power distribution mechanism has two or more existing gears that mechanically determine a constant gear ratio of two or more. (C) the stepped transmission mechanism is composed of at least three planetary gear units, and (d) a part of each element of the at least three planetary gear units is connected to each other. In the collinear diagram in which five rotating elements are configured and the rotational speeds of the five rotating elements can be represented on a straight line, the five rotating elements are arranged in order from one end to the other end in the first, second, , The third, When the fourth and fifth rotating elements are used, (e) the fourth rotating element is connected to the output member of the stepped transmission mechanism, and the first, third, and fifth rotating elements are the second, third, respectively. The first, second and third rotating elements are selectively connected to the non-rotating member via the first, second and third brakes, respectively. And the first, second, and third clutch elements and the first, second, and third brake elements are selectively engaged to obtain five gear ratios. It is possible to do this.

また、請求項2にかかる発明の要旨とするところは、請求項1の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は、有段変速させられることにより前記有段式変速機構で達成される変速段の中間変速段を1つ以上達成することを特徴とし、前記動力分配機構を少なくとも2段の変速機として作動させた場合において、前記中間変速段が得られるように前記定変速比を切り換えることにより、その中間変速段を含む複数の変速段を達成するようにしたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to the first aspect, wherein the power distribution mechanism is a gear shift achieved by the stepped transmission mechanism by being stepped. At least one intermediate gear stage, and when the power distribution mechanism is operated as at least a two-stage transmission, the constant gear ratio is switched so as to obtain the intermediate gear stage. Thus, a plurality of shift speeds including the intermediate shift speed are achieved.

また、請求項3にかかる発明の要旨とするところは、請求項1または2の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構を前記有段変速状態と、前記第1電動機の運転状態が制御されることにより、前記動力分配機構の入力軸回転数と出力軸回転数の差動状態が電気的に制御される電気式差動状態とを切り換える切換装置を有し、その切換装置を用いて有段変速状態における有段変速を為すことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the vehicle power transmission device according to the first or second aspect, wherein the power distribution mechanism controls the stepped speed change state and the operation state of the first electric motor. A switching device that switches between an electric differential state in which the differential state between the input shaft rotational speed and the output shaft rotational speed of the power distribution mechanism is electrically controlled, and is provided using the switching device. It is characterized by performing a stepped shift in the step shift state.

また、請求項4にかかる発明の要旨とするところは、請求項3の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は、電気式差動状態において前記第1電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to the third aspect, wherein the power distribution mechanism is configured to control an operation state of the first motor in an electric differential state. Therefore, it operates as a continuously variable transmission mechanism.

また、請求項5にかかる発明の要旨とするところは、請求項3または4の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は、前記車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて電気式差動状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the vehicle power transmission device according to the third or fourth aspect, wherein the power distribution mechanism is an electric type based on a driving power or a driving torque required for the vehicle. It is characterized by being selectively switched between a differential state and a stepped shift state.

また、請求項6にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を高速側に切り換えることにより変速比が最も小さな最高変速段を形成するようにしたことを特徴とする。   The gist of the invention according to claim 6 is that, in the power transmission device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4, the speed ratio can be maximized by switching the constant speed ratio of the power distribution mechanism to the high speed side. It is characterized in that a small maximum gear is formed.

また、請求項7にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は3つの遊星歯車装置から成り、それら3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも6つの変速段を為すことが可能なことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the vehicle power transmission device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the stepped speed change mechanism includes three planetary gear devices, and the three planetary gear devices. A part of each element of the gear device is connected to each other to form five rotating elements. When the power distribution mechanism is operated at a constant speed ratio, at least one intermediate gear stage is obtained. It is characterized in that at least six gear stages can be achieved by switching the constant gear ratio and further obtaining the speed increasing stage by setting the constant gear ratio of the power distribution mechanism to the high speed side.

また、請求項8にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は3つの遊星歯車装置からなり、それら3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記有段式変速機構において増速段を得ることで少なくとも6つの変速段を為すことが可能なことを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the vehicle power transmission device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the stepped speed change mechanism includes three planetary gear devices, and the three planetary gear devices. A part of each element of the gear device is connected to each other to form five rotating elements. When the power distribution mechanism is operated at a constant speed ratio, at least one intermediate gear stage is obtained. It is characterized in that at least six gear stages can be achieved by switching a constant gear ratio and obtaining a speed increasing stage in the stepped transmission mechanism.

また、請求項9にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は3つの遊星歯車装置からなり、それら3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構と有段変速機構のいずれか一方を増速段にすることで第1の増速段を得、両方を増速段にすることで第2の増速段を得ることで、少なくとも7つの変速段を為すことが可能なことを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the stepped speed change mechanism includes three planetary gear devices, and the three planetary gear devices. A part of each element of the gear device is connected to each other to form five rotating elements. When the power distribution mechanism is operated at a constant speed ratio, at least one intermediate gear stage is obtained. The first speed change stage is obtained by switching the constant speed ratio, and either one of the power distribution mechanism or the stepped speed change mechanism is set to the speed increase stage, and the second speed increase is achieved by setting both of them to the speed increase stage. It is characterized in that at least seven speeds can be achieved by obtaining a high speed.

また、請求項10にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至4または請求項6乃至9のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第1クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第1クラッチ要素、第2クラッチ要素、および第3クラッチ要素のうちのいずれか2係合要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第3クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより、中間変速段を形成するようにしたことを特徴とする。   The gist of the invention according to claim 10 is the vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 4 or claim 6 to 9, wherein the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to a high speed side. In addition, the first clutch element, the first brake element, and the third clutch element are engaged with each other by engaging the first clutch element and the first brake element, or the constant speed ratio of the power distribution mechanism is increased. By engaging any one of the two engagement elements, or by engaging the third clutch element and the first brake element while setting the constant speed ratio of the power distribution mechanism to the high speed side. It is characterized in that a gear stage is formed.

また、請求項11にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第3ブレーキ要素を係合することで第1変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第2ブレーキ要素を係合することにより前記第1変速段よりも変速比の小さな第2変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第2変速段よりも変速比の小さな第3変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第3変速段よりも変速比の小さな第4変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素、第2クラッチ要素、第3クラッチ要素のうちいずれか2要素を係合することで前記第4変速段よりも変速比の小さな第5変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第1クラッチ要素、第2クラッチ要素、第3クラッチ要素のうちいずれか2要素を係合する、或いは前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第3クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第5変速段よりも変速比の小さな第6変速段を形成することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to any one of the first to fourth aspects, wherein a constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to a low speed side and the first clutch element is provided. And the third brake element is engaged to form a first gear, the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the low speed side, and the first clutch element and the second brake element are engaged to A second speed change step having a speed change ratio smaller than that of the first speed change step is formed, the constant speed change ratio of the power distribution mechanism is set to a low speed side, and the first clutch element and the first brake element are engaged, thereby By forming a third gear stage having a smaller gear ratio than the second gear stage, the constant gear ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side, and the first clutch element and the first brake element are engaged. Forming a fourth gear stage having a smaller gear ratio than the third gear stage, setting the constant gear ratio of the power distribution mechanism to a low speed side and out of the first clutch element, the second clutch element, and the third clutch element; By engaging any two elements, a fifth shift stage having a smaller speed ratio than the fourth shift stage is formed, the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side, the first clutch element, By engaging either two of the two clutch elements or the third clutch element, or by engaging the third clutch element and the first brake element while setting the constant speed ratio of the power distribution mechanism to the low speed side. A sixth shift stage having a smaller speed ratio than the fifth shift stage is formed.

また、請求項12にかかる発明の要旨とするところは、請求項11の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第3クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第6変速段よりも変速比の小さな第7変速段を形成することを特徴とする。   The gist of the invention according to claim 12 is the vehicle power transmission device according to claim 11, wherein the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to a high speed side, and the third clutch element and the first brake element. To form a seventh shift stage having a smaller gear ratio than the sixth shift stage.

また、請求項13にかかる発明の要旨とするところは、請求項11または12の車両の動力伝達装置において、前記第2クラッチ要素と、第2ブレーキ要素および第3ブレーキ要素のうちいずれかのブレーキ要素とを係合することにより後進段を形成することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to the eleventh or twelfth aspect, wherein the second clutch element, any one of the second brake element and the third brake element is braked. The reverse gear is formed by engaging the element.

また、請求項14にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至13のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構は遊星歯車装置から成り、その遊星歯車装置において、キャリヤがエンジンの出力を入力する部材に連結され、サンギヤが第1電動機に連結され、リングギヤが前記動力分配機構の伝達部材に連結され、且つ、前記サンギヤはブレーキ要素を介して選択的に非回転部材に連結されるとともにクラッチ要素を介して前記キャリヤに選択的に連結されていることを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the power distribution mechanism includes a planetary gear device. The sun gear is connected to the first motor, the ring gear is connected to the transmission member of the power distribution mechanism, and the sun gear is selectively connected to the non-rotating member via the brake element. It is connected and is selectively connected to the carrier via a clutch element.

また、請求項15にかかる発明の要旨とするところは、請求項14の車両の動力伝達装置において、前記動力分配機構機構によって前記伝達部材を逆転させた状態で、前記第1クラッチ要素と、前記第1ブレーキ要素、第2ブレーキ要素、および第3ブレーキ要素のうちのいずれか1つのブレーキ要素とを選択的に係合することにより後進変速段を形成することを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the vehicle power transmission device according to the fourteenth aspect, wherein the first clutch element and the power transmission mechanism are reversely rotated by the power distribution mechanism mechanism. A reverse shift stage is formed by selectively engaging any one of the first brake element, the second brake element, and the third brake element.

また、請求項16にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至15のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置から成り、前記第1回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のリングギヤ、前記第2遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第3遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第2回転要素は前記第1遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第3回転要素は互いに連結された前記第2遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第3遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第4回転要素は前記第3遊星歯車装置のリングギヤであり、前記第5回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第2遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。   According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a vehicle power transmission device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the stepped transmission mechanism includes a single pinion type first planetary gear device, a double A pinion type second planetary gear unit and a single pinion type third planetary gear unit, wherein the first rotating element is connected to the ring gear of the first planetary gear unit, the carrier of the second planetary gear unit, And the second planetary gear device, the second rotating element is a carrier of the first planetary gear device, and the third rotating element is connected to the ring gear of the second planetary gear device and the first planetary gear device. A carrier of a three planetary gear device, wherein the fourth rotating element is a ring gear of the third planetary gear device, and the fifth rotating element is connected to the first planetary gear device. It characterized in that it is a sun gear of the sun gear and the second planetary gear set of the gear device.

また、請求項17にかかる発明の要旨とするところは、(a)エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第2電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、(b)前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置から成り、(c)前記3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、(d)第1回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のリングギヤ、前記第2遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第3遊星歯車装置のサンギヤであり、第2回転要素は前記第1遊星歯車装置のキャリヤであり、第3回転要素は互いに連結された前記第2遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第3遊星歯車装置のキャリヤであり、第4回転要素は前記第3遊星歯車装置のリングギヤであり、第5回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第2遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。   According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided (a) a power distribution mechanism that distributes engine output to the first electric motor and the transmission member, and a second mechanism between the transmission member and the drive wheels. 2. A vehicle power transmission device provided with two electric motors and a stepped transmission mechanism. (B) The stepped transmission mechanism includes a single pinion type first planetary gear device and a double pinion type second planetary gear device. , And a single pinion type third planetary gear device, (c) a part of each element of the three planetary gear devices is connected to each other to form five rotating elements, and (d) a first rotation The elements are a ring gear of the first planetary gear device, a carrier of the second planetary gear device, and a sun gear of the third planetary gear device, which are connected to each other, and the second rotating element is the first planetary gear. The third rotating element is a ring gear of the second planetary gear unit and the carrier of the third planetary gear unit, and the fourth rotating element is a ring gear of the third planetary gear unit. The fifth rotating element is a sun gear of the first planetary gear device and a sun gear of the second planetary gear device that are connected to each other.

また、請求項18にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至17のいずれかの車両の動力伝達装置において、前記エンジンの回転中心である第1軸心上に前記第1電動機、動力分配機構、および第2電動機が配置され、該第1軸心上に平行な第2軸心上に前記有段式変速機構が配置され、前記伝達部材の出力は、歯車機構或いはベルト等を介して作動的に前記有段式変速機構に伝達されることを特徴とする。   A gist of an invention according to claim 18 is the vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 17, wherein the first electric motor and the power are arranged on a first axis that is the rotation center of the engine. A distribution mechanism and a second electric motor are arranged, the stepped transmission mechanism is arranged on a second axis parallel to the first axis, and the output of the transmission member is via a gear mechanism or a belt. And is operatively transmitted to the stepped transmission mechanism.

請求項1乃至18にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を電気的な変速機として作動可能な差動状態と少なくとも高低2段の有段変速の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、中間変速段が得られるように動力分配機構の定変速比を切り換えることにより、中間変速段の数を多くすることができるので、変速比変化幅が広く(ワイドレンジで)変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。また、中間変速段を作る際に、有段および無段変速状態を切り換える動力分配機構を兼用して使用するため、部品点数を増加することなく小型化された多段変速機を構成することができる。   According to the power transmission apparatus for a vehicle of the invention according to any one of claims 1 to 18, the power distribution mechanism can be operated as a differential transmission capable of operating as an electric transmission and at least a two-stage stepped transmission. When a vehicle power transmission device that is selectively switched to a stable constant speed state is operated as a stepped automatic transmission, the constant speed ratio of the power distribution mechanism is obtained so that an intermediate speed can be obtained. Since the number of intermediate gears can be increased by switching the gear ratios, a cross ratio in which the gear ratio change range is wide (in a wide range) and the gear ratios are close to each other can be obtained. Further, since the power distribution mechanism that switches between the stepped and continuously variable transmission states is used when the intermediate shift stage is created, a multi-stage transmission that is reduced in size can be configured without increasing the number of parts. .

また、請求項4にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、電気式差動状態において前記第1電動機の運転状態が制御されることにより、動力分配機構を無段変速機構として作動させることで、変速比を連続的に変化させることが可能となり、好適な変速比で車両を走行させることができる。   According to the power transmission device for a vehicle of the invention according to claim 4, the power distribution mechanism is operated as a continuously variable transmission mechanism by controlling the operating state of the first electric motor in the electric differential state. Thus, the gear ratio can be continuously changed, and the vehicle can be driven at a suitable gear ratio.

また、請求項5にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構は、前記車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて作動形態が電気式差動状態状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることで、効率的な有段および電気式差動状態の切換えが可能となる。   According to the vehicle power transmission device of a fifth aspect of the present invention, the power distribution mechanism has an operation mode that is different from that in the electric differential state based on the driving power or driving torque required for the vehicle. By selectively switching to the shift state, it is possible to efficiently switch between the stepped and electrical differential states.

請求項7にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも6つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。   According to the power transmission device for a vehicle of the invention of claim 7, when the power distribution mechanism is operated at a constant gear ratio, the constant gear ratio is switched so that at least one intermediate gear stage is obtained, and By obtaining the speed increasing stage by setting the constant speed ratio of the power distribution mechanism to the high speed side, it is possible to achieve at least 6 speeds, so that it is possible to increase the number of speeds while suppressing an increase in the size of the power transmission device. .

請求項8にかかる発明の車両動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも6つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。   According to the vehicle power transmission device of the invention of claim 8, when the power distribution mechanism is operated at a constant gear ratio, the constant gear ratio is switched so that at least one intermediate gear stage is obtained, and By obtaining the speed increasing stage by setting the constant speed ratio of the power distribution mechanism to the high speed side, it is possible to achieve at least 6 speeds, and thus it is possible to increase the number of speeds while suppressing an increase in size of the power transmission device.

請求項9にかかる発明の車両動力伝達装置によれば、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構と有段変速機構のいずれか一方を増速段にすることで第1の増速段を得、両方を増速段にすることで第2の増速段を得ることで、少なくとも7つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。   According to the vehicle power transmission device of the invention according to claim 9, when the power distribution mechanism is operated at a constant speed ratio, the constant speed ratio is switched so that at least one intermediate speed is obtained. A first speed-up stage is obtained by setting one of the power distribution mechanism and the stepped transmission mechanism as the speed-up stage, and a second speed-up stage is obtained by setting both the speed-up stages, so that at least Since seven shift stages can be achieved, it is possible to increase the number of stages while suppressing an increase in size of the power transmission device.

請求項11または12に係る発明の車両の動力伝達装置によれば、エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第2電動機および有段式変速機構が設けられ、前記動力分配機構を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と2段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、6つの摩擦係合要素によって6速または7速の変速段が得られるので、比較的構成が簡単となる。   According to the power transmission device for a vehicle of the invention according to claim 11 or 12, a power distribution mechanism for distributing the output of the engine to the first electric motor and the transmission member is provided, and a power distribution mechanism is provided between the transmission member and the drive wheel. A two-motor and a stepped transmission mechanism are provided, and the power distribution mechanism is selectively switched between a differential state operable as an electric continuously variable transmission and a constant transmission state operable as a two-stage transmission. When the vehicle power transmission device thus operated is operated as a stepped automatic transmission, a 6-speed or 7-speed gear stage can be obtained by six friction engagement elements, so that the configuration is relatively simple. It becomes.

また、請求項13にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構から前記有段式変速機構へ入力される伝達部材の回転を有段式変速機構によって逆転させることで、後進変速段が得られるので、比較的構成が容易となる。   According to the power transmission device for a vehicle of the invention of claim 13, the reverse rotation of the transmission member input from the power distribution mechanism to the stepped transmission mechanism is reversed by the stepped transmission mechanism. Since the gear stage is obtained, the configuration is relatively easy.

また、請求項14にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構が1つの遊星歯車装置によって構成されるので、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに簡単に構成される。また、好適には、その1つの遊星歯車装置は、シングルピニオン型の遊星歯車装置によって構成される。このようにすれば、一層小型化されるとともに簡単に構成される。   In the vehicle power transmission device according to the fourteenth aspect of the present invention, since the power distribution mechanism is constituted by a single planetary gear device, the axial dimension of the power distribution mechanism is reduced and the configuration is simplified. . Preferably, the one planetary gear device is constituted by a single pinion type planetary gear device. In this way, the size is further reduced and the configuration is simple.

また、請求項15にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記動力分配機構によって前記伝達部材を逆転させて後進変速段を成立させることが可能となり、前記有段式変速機構において後進回転を形成する必要がなくなるため、前記有段式変速機構をさらに簡略化することができる。   According to the power transmission device for a vehicle of the fifteenth aspect of the present invention, it is possible to reverse the transmission member by the power distribution mechanism to establish a reverse gear, and the reverse rotation in the stepped transmission mechanism. Therefore, the stepped transmission mechanism can be further simplified.

また、請求項16および17にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、前記有段式変速機構は、3つの遊星歯車装置によって有段変速機構が構成され、前記有段変速可能な動力分配機構と組み合わせることにより少数の遊星歯車装置によって複数の変速段が得られる。   According to the vehicle power transmission device of the sixteenth and seventeenth aspects of the present invention, the stepped transmission mechanism is constituted by three planetary gear devices, so that the stepped transmission mechanism is configured, and the stepwise variable power distribution is possible. In combination with the mechanism, a plurality of shift stages can be obtained by a small number of planetary gear units.

また、請求項18にかかる発明の車両の動力伝達装置によれば、動力分配機構と自動変速機とが同一の軸心上に配設される場合に比較して動力伝達装置の軸心方向の寸法が短縮される。これにより、一般的に動力伝達装置の軸心方向の寸法が車幅で制約されるFF車両用やRR車両用に横置き可能すなわち第1軸心および第2軸心が車幅方向と平行に搭載可能な動力伝達装置として好適に用いられ得る。また、前記第2電動機は、前記第1軸心上に配設されているものであるため、動力伝達装置における前記第2軸心の軸心方向の寸法が短縮される。   According to the power transmission device for a vehicle of the invention according to claim 18, the power transmission mechanism and the automatic transmission are arranged in the axial direction of the power transmission device as compared with the case where the power transmission mechanism and the automatic transmission are disposed on the same shaft center. Dimensions are shortened. As a result, it can be placed horizontally for FF vehicles and RR vehicles in which the dimensions of the power transmission device in the axial direction are generally restricted by the vehicle width, that is, the first axis and the second axis are parallel to the vehicle width direction. It can be suitably used as a mountable power transmission device. Further, since the second electric motor is disposed on the first axis, the dimension of the second axis in the axial direction of the power transmission device is shortened.

ここで、好適には、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第1要素と前記第1電動機に連結された第2要素と前記動力分配機構の伝達部材に連結された第3要素とを有するものであり、無段変速状態とするためにその第1要素、第2要素、および第3要素を相互に相対回転可能とするとともに、有段変速状態とするためにその第1要素、第2要素、および第3要素のうちの少なくとも2つを相互に連結するか或いはその第2要素を非回転状態とする差動状態切換装置を含むものである。このようにすれば、差動状態切換装置により差動状態とロック状態とに選択的に切換えられ得る動力分配機構が簡単に構成される。   Preferably, the power distribution mechanism includes a first element coupled to the engine, a second element coupled to the first electric motor, and a third element coupled to a transmission member of the power distribution mechanism. The first element, the second element, and the third element can be relatively rotated with respect to each other to obtain a continuously variable transmission state, and the first element to obtain a stepped transmission state, It includes a differential state switching device that connects at least two of the second element and the third element to each other or makes the second element non-rotating. In this way, a power distribution mechanism that can be selectively switched between the differential state and the locked state by the differential state switching device is simply configured.

また、好適には、前記自動変速機構は、第1ブレーキ要素の係合によって回転要素の回転数が零となる点を通る複数の直線と第4回転要素の回転数を示す直線との複数の交点と、第2ブレーキ要素の係合によって回転要素の回転数が零となる点を通る複数の直線と第4回転要素の回転数を示す直線との複数の交点と、第3ブレーキ要素の係合によって回転要素の回転数が零となる点を通る複数の直線と第4回転要素の回転数を示す直線との複数の交点とで、複数の変速比が決まるように構成されていることから、7速の変速段の各変速比として好適に等比的なものが容易に得られる。   Preferably, the automatic transmission mechanism includes a plurality of straight lines that pass through a point at which the rotational speed of the rotating element becomes zero by engagement of the first brake element and a straight line that indicates the rotational speed of the fourth rotating element. The relationship between the intersection point, the plurality of intersection points of the plurality of straight lines passing through the point at which the rotation speed of the rotation element becomes zero by the engagement of the second brake element and the line indicating the rotation speed of the fourth rotation element, and the relationship of the third brake element In other words, a plurality of speed change ratios are determined by a plurality of intersection points of a plurality of straight lines passing through a point where the rotation speed of the rotation element becomes zero and a straight line indicating the rotation speed of the fourth rotation element. As the gear ratios of the seventh gear, it is possible to easily obtain an appropriate ratio.

また、好適には、車両の動力伝達装置は、車両状態に基づいて、動力分配機構を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、単段または複数段の定変速比を有する変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換える。このため、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた動力伝達装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域では、上記動力分配機構が差動状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、高速走行では動力分配機構が定変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的に変速比が変更させられる変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されるので、燃費が向上させられる。また、高出力走行では上記動力分配機構が定変速状態とされるので、電気的に変速比が変更させられる変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、電動機が発生すべき電気的エネルギ換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の動力伝達装置が一層小型化される。   Preferably, the power transmission device of the vehicle has a differential state in which the power distribution mechanism can be operated as an electric continuously variable transmission and a single gear stage or a plurality of constant gear ratios based on the vehicle state. It is selectively switched to a constant shift state that can be operated as a transmission having the same. For this reason, the power transmission device which has both the advantages of the fuel efficiency improvement effect of the transmission whose gear ratio is electrically changed and the high transmission efficiency of the gear transmission that mechanically transmits power can be obtained. For example, in the normal output range of the engine where the vehicle is running at low and medium speeds and low and medium power running, the power distribution mechanism is set in a differential state to ensure the fuel consumption performance of the vehicle. Between the power and electric energy generated when the mechanism is set to a constant speed change state and the engine output is transmitted to the drive wheels exclusively through a mechanical power transmission path and the gear ratio is electrically changed. Since the conversion loss is suppressed, the fuel efficiency is improved. In addition, since the power distribution mechanism is in a constant shift state in high output traveling, the region to be operated as a transmission in which the gear ratio is electrically changed is low and medium output traveling of the vehicle, The electric energy to be generated by the electric motor, in other words, the maximum value of the electric energy transmitted by the electric motor can be reduced, and the electric motor or a vehicle power transmission device including the electric motor can be further downsized.

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置10を説明する骨子図である。図1において、動力伝達装置10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12と表す)内において、エンジン8に対して直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結されてそのエンジン8の出力を入力させる入力部材として機能する入力軸14と、この入力軸14に連結された差動機構としての動力分配機構16と、その動力分配機構16と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている有段式変速機構である自動変速機20と、この自動変速機20に連結されている出力部材としての出力軸22とを共通の軸心上に直列に備えている。本実施例の動力伝達装置10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、走行用の駆動力源としてのエンジン8と一対の駆動輪38との間に設けられて、図7に示すように動力を差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪38へ伝達する。なお、動力伝達装置10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の動力伝達装置10を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。また、本実施例の自動変速機20が、本発明の有段式変速機構に対応しており、出力軸22が本発明の有段式変速機構の出力部材に対応している。   FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a power transmission device 10 for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a power transmission device 10 is in a transmission case 12 (hereinafter referred to as a case 12) as a non-rotating member attached to a vehicle body, either directly to the engine 8 or a pulsation absorbing damper (vibration damping device) (not shown). An input shaft 14 that functions as an input member that is indirectly coupled via the input unit to input the output of the engine 8, a power distribution mechanism 16 that is a differential mechanism coupled to the input shaft 14, and the power distribution mechanism An automatic transmission 20 that is a stepped transmission mechanism connected in series between the output shaft 22 and the output shaft 22 via a transmission member 18, and an output shaft as an output member connected to the automatic transmission 20 22 in series on a common axis. The power transmission device 10 of the present embodiment is suitably used for an FR (front engine / rear drive) type vehicle that is installed vertically in a vehicle, and includes an engine 8 as a driving force source for traveling and a pair of driving wheels. As shown in FIG. 7, the power is transmitted to the pair of drive wheels 38 through the differential gear device (final reduction gear) 36 and the pair of axles in order. In addition, since the power transmission device 10 is configured symmetrically with respect to its axis, the lower side is omitted in the portion representing the power transmission device 10 of FIG. The same applies to each of the following embodiments. The automatic transmission 20 according to the present embodiment corresponds to the stepped transmission mechanism of the present invention, and the output shaft 22 corresponds to the output member of the stepped transmission mechanism of the present invention.

動力分配機構16は、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に合成し或いは分配する差動機構であって、エンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配し、或いはエンジン8の出力とその第1電動機M1の出力とを合成して伝達部材18へ出力させる。第2電動機M2は伝達部材18と一体的に回転するように設けられている。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。   The power distribution mechanism 16 is a differential mechanism that mechanically synthesizes or distributes the output of the engine 8 input to the input shaft 14, and distributes the output of the engine 8 to the first electric motor M1 and the transmission member 18, Alternatively, the output of the engine 8 and the output of the first electric motor M <b> 1 are combined and output to the transmission member 18. The second electric motor M2 is provided to rotate integrally with the transmission member 18. The first motor M1 and the second motor M2 of the present embodiment are so-called motor generators that also have a power generation function, but the first motor M1 has at least a generator (power generation) function for generating a reaction force, and the second motor M2 has at least a motor (electric motor) function for outputting a driving force.

動力分配機構16は、例えば「0.380」の所定のギヤ比ρ0を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを主体的に備えている。この遊星歯車装置24は、サンギヤS0、遊星歯車P0、その遊星歯車P0を自転および公転可能に支持するキャリヤCA0、遊星歯車P0を介してサンギヤS0と噛み合うリングギヤR0を回転要素(要素)として備えている。サンギヤS0の歯数をZS0、リングギヤR0の歯数をZR0とすると、上記ギヤ比ρ0はZS0/ZR0である。   The power distribution mechanism 16 mainly includes, for example, a single pinion type planetary gear device 24 having a predetermined gear ratio ρ0 of “0.380”, a switching clutch C0, and a switching brake B0. The planetary gear device 24 includes a sun gear S0, a planetary gear P0, a carrier CA0 that supports the planetary gear P0 so as to be able to rotate and revolve, and a ring gear R0 that meshes with the sun gear S0 via the planetary gear P0. Yes. When the number of teeth of the sun gear S0 is ZS0 and the number of teeth of the ring gear R0 is ZR0, the gear ratio ρ0 is ZS0 / ZR0.

この動力分配機構16においては、キャリヤCA0は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、サンギヤS0は第1電動機M1に連結され、リングギヤR0は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0はサンギヤS0とトランスミッションケース12との間に設けられ、切換クラッチC0はサンギヤS0とキャリヤCA0との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、サンギヤS0、キャリヤCA0、リングギヤR0がそれぞれ相互に相対回転可能な差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、例えば無段変速状態とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が電気的にその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0min から最大値γ0max まで変化させられる差動状態例えば変速比γ0が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する差動状態例えば無段変速状態とされる。   In the power distribution mechanism 16, the carrier CA0 is connected to the input shaft 14, that is, the engine 8, the sun gear S0 is connected to the first electric motor M1, and the ring gear R0 is connected to the transmission member 18. The switching brake B0 is provided between the sun gear S0 and the transmission case 12, and the switching clutch C0 is provided between the sun gear S0 and the carrier CA0. When the changeover clutch C0 and the changeover brake B0 are released, the sun gear S0, the carrier CA0, and the ring gear R0 are brought into a differential state in which differential action is possible so that they can rotate relative to each other. Since the electric motor M1 is distributed to the electric motor M1 and the transmission member 18, and a part of the output of the distributed engine 8 is charged with the electric energy generated from the first electric motor M1, or the second electric motor M2 is rotationally driven. For example, in a continuously variable transmission state, the rotation of the transmission member 18 is continuously changed regardless of the predetermined rotation of the engine 8. That is, the power distribution mechanism 16 electrically changes its speed ratio γ0 (the rotational speed of the input shaft 14 / the rotational speed of the transmission member 18) from the minimum value γ0min to the maximum value γ0max. A differential state that functions as an electrical continuously variable transmission that is continuously changed from the value γ0min to the maximum value γ0max, for example, a continuously variable transmission state.

この状態で、エンジン8の出力で車両走行中に上記切換クラッチC0が係合させられてサンギヤS0とキャリヤCA0とが一体的に係合させられると、遊星歯車装置24の3要素S0、CA0、R0が一体回転させられるロック状態である非差動状態とされることから、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、動力分配機構16は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられてサンギヤS0が非回転状態とされるロック状態である非差動状態とされると、リングギヤR0はキャリヤCA0よりも増速回転されるので、動力分配機構16は変速比γ0が「1」より小さい値例えば「0.7」程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態とされる。このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、動力分配機構16を、差動状態例えば変速比が連続的変化可能な電気的な無段変速機として作動可能な差動状態(無段変速状態)と、非差動状態例えば電気的な無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化をロックするロック状態、すなわち少なくとも高低2段の有段変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。なお、本実施例の切換クラッチC0の係合が本発明の定変速比の低速側に対応しており、切換クラッチB0の係合が本発明の定変速比の高速側に対応している。   In this state, when the switching clutch C0 is engaged and the sun gear S0 and the carrier CA0 are integrally engaged while the vehicle is running with the output of the engine 8, the three elements S0, CA0, Since the non-differential state, which is a locked state in which R0 is integrally rotated, is brought into a state where the rotation of the engine 8 and the rotation speed of the transmission member 18 coincide with each other, the power distribution mechanism 16 has a gear ratio γ0 of “ A constant speed change state that functions as a transmission fixed to “1” is set. Next, when the switching brake B0 is engaged instead of the switching clutch C0 and the sun gear S0 is brought into a non-differential state that is a non-rotating state, the ring gear R0 rotates at a higher speed than the carrier CA0. Therefore, the power distribution mechanism 16 is set to a constant transmission state that functions as a speed increasing transmission in which the speed ratio γ0 is fixed to a value smaller than “1”, for example, about “0.7”. Thus, in the present embodiment, the switching clutch C0 and the switching brake B0 have a differential that can operate the power distribution mechanism 16 as an electric continuously variable transmission in which the differential state, for example, the gear ratio can be continuously changed. State (continuously variable transmission state) and non-differential state, for example, a locked state in which the gear ratio change is locked without operating the continuously variable transmission operation without operating as an electric continuously variable transmission, that is, at least two steps with high and low steps It functions as a differential state switching device that selectively switches to a constant transmission state operable as a transmission. The engagement of the switching clutch C0 in this embodiment corresponds to the low speed side of the constant gear ratio of the present invention, and the engagement of the switching clutch B0 corresponds to the high speed side of the constant gear ratio of the present invention.

自動変速機20は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置26、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置30を備えている。第1遊星歯車装置26は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、例えば「0.389」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置28は、第2サンギヤS2、互いに噛み合う複数対の第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.407」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置30は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.331」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1、第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3である。   The automatic transmission 20 includes a single pinion type first planetary gear unit 26, a double pinion type second planetary gear unit 28, and a single pinion type third planetary gear unit 30. The first planetary gear unit 26 includes a first sun gear S1, a first planetary gear P1, a first carrier CA1 that supports the first planetary gear P1 so as to rotate and revolve, and a first sun gear S1 via the first planetary gear P1. The first ring gear R1 meshing with the first gear R1 has a predetermined gear ratio ρ1 of about “0.389”, for example. The second planetary gear unit 28 includes a second sun gear S2, a plurality of pairs of second planetary gears P2 that mesh with each other, a second carrier CA2 that supports the second planetary gear P2 so as to rotate and revolve, and a second planetary gear P2. The second ring gear R2 meshing with the second sun gear S2 is provided, and has a predetermined gear ratio ρ2 of about “0.407”, for example. The third planetary gear device 30 includes a third sun gear S3, a third planetary gear P3, a third carrier CA3 that supports the third planetary gear P3 so as to rotate and revolve, and a third sun gear S3 via the third planetary gear P3. A third ring gear R3 that meshes with the gear, and has a predetermined gear ratio ρ3 of, for example, about “0.331”. The number of teeth of the first sun gear S1 is ZS1, the number of teeth of the first ring gear R1 is ZR1, the number of teeth of the second sun gear S2 is ZS2, the number of teeth of the second ring gear R2 is ZR2, the number of teeth of the third sun gear S3 is ZS3, If the number of teeth of the third ring gear R3 is ZR3, the gear ratio ρ1 is ZS1 / ZR1, the gear ratio ρ2 is ZS2 / ZR2, and the gear ratio ρ3 is ZS3 / ZR3.

自動変速機20では、互いに連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2が第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結され、第1キャリヤCA1が第2ブレーキB2を介して非回転部材であるケース12に選択的に連結され、互いに連結された第1リングギヤR1、第2キャリヤCA2、および第3サンギヤS3が第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、互いに連結された第2リングギヤR2および第3キャリヤCA3が第3クラッチC3を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第3リングギヤR3が出力軸22に連結されている。   In the automatic transmission 20, the first sun gear S1 and the second sun gear S2 that are connected to each other are selectively connected to the transmission member 18 via the first clutch C1, and the first carrier CA1 is not connected via the second brake B2. The first ring gear R1, the second carrier CA2, and the third sun gear S3 that are selectively connected to the case 12, which is a rotating member, and are connected to each other are selectively connected to the transmission member 18 via the second clutch C2. In addition, the second ring gear R2 and the third carrier CA3 that are selectively connected to the case 12 via the first brake B1 and connected to each other are selectively connected to the transmission member 18 via the third clutch C3 and are The third ring gear R3 is connected to the output shaft 22 by being selectively connected to the case 12 via the three brakes B3.

前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型係合装置である。   The switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the third clutch C3, the switching brake B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 may be used in conventional automatic transmissions for vehicles. The hydraulic friction engagement device used is a wet multi-plate engagement device in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator.

以上のように構成された動力伝達装置10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第7速ギヤ段(第7変速段)のいずれか、後進ギヤ段(後進変速段)、或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各前進ギヤ段毎に得られるようになっている。本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、動力分配機構16は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動可能な定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた動力分配機構16と自動変速機20とで有段変速機が構成されるとともに、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた動力分配機構16と自動変速機20とで無段変速機が構成される。 In the power transmission device 10 configured as described above, for example, as shown in the engagement operation table of FIG. 2, the switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the third clutch C3, and the switching brake. The B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 are selectively engaged to operate the first gear (first gear) to the seventh gear (seventh gear). ), A reverse gear stage (reverse gear stage), or a neutral gear ratio is selectively established, and the gear ratio γ (= input shaft rotational speed N IN / output shaft rotational speed N OUT ) changes in a substantially equal ratio. Is obtained for each forward gear. In the present embodiment, the power distribution mechanism 16 is provided with a switching clutch C0 and a switching brake B0, and either of the switching clutch C0 and the switching brake B0 is engaged to operate the power distribution mechanism 16 as described above. In addition to a continuously variable transmission state that can operate as a transmission, it is possible to configure a constant transmission state that can operate as a single-stage or multiple-stage transmission with one or more gear ratios. Therefore, in the power transmission device 10, a stepped transmission is configured by the power distribution mechanism 16 and the automatic transmission 20 that are brought into the constant speed change state by engaging and operating either the switching clutch C0 or the switching brake B0. At the same time, the continuously variable transmission 16 and the automatic transmission 20 constitute a continuously variable transmission by not engaging any of the switching clutch C0 and the switching brake B0.

例えば、動力伝達装置10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「4.396」である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.748」である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.845」である第3速ギヤ段が成立させられ、切換ブレーキB0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.337」である第4速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0と第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第3クラッチC3のうちいずれか2係合要素との係合により、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」である第5速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第3クラッチC3および第1ブレーキB1の係合、或いは切換ブレーキB0と第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3のうちいずれか2係合要素との係合により、変速比γ6が第5速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.751(6th−1)」或いは「0.725(6th−2)」である第6速ギヤ段が成立させられ、切換ブレーキB0、第3クラッチC3および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ7が第6速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.544」である第7速ギヤ段が成立させられる。   For example, when the power transmission device 10 functions as a stepped transmission, as shown in FIG. 2, the gear ratio γ1 is set to a maximum value, for example, due to the engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the third brake B3. The first speed gear stage that is “4.396” is established, and the gear ratio γ2 is smaller than the first speed gear stage by engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the second brake B2, for example, “ 2.748 "is established, and the engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the first brake B1 causes the gear ratio γ3 to be smaller than the second gear, for example," 1 " .845 ”is established and the engagement of the switching brake B0, the first clutch C1, and the first brake B1 causes the gear ratio γ4 to be smaller than the third gear, for example“ 1. 33 The fourth gear is established, and the gear ratio γ5 is set by engagement of the switching clutch C0 with any one of the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3. A fifth gear that is smaller than the fourth gear, eg, “1.000”, is established, and the engagement of the switching clutch C0, the third clutch C3, and the first brake B1, or the switching brake B0 and the first gear. Due to the engagement with any one of the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3, the gear ratio γ6 is smaller than the fifth gear, for example “0.751 (6th−1)”. ”Or“ 0.725 (6th−2) ”is established, and the engagement of the switching brake B0, the third clutch C3, and the first brake B1 causes the speed ratio γ7 to be the sixth speed gear. Smaller than steps A seventh gear, which is a large value, for example, “0.544”, is established.

また、エンジン8の駆動力によってエンジン走行用後進ギヤ段を成立させる場合には、第2クラッチC2と第2ブレーキB2および第3ブレーキB3のうちいずれか一方のブレーキとの係合によりエンジン走行用後進ギヤ段が成立させられる。一方、第2電動機M2の駆動力によってモータ用後進ギヤ段を成立させる場合には、第2電動機M2によって伝達部材18を逆転させるとともに、第1クラッチC1と第1、第2、第3ブレーキ(B1、B2、B3)のうちいずれか1つのブレーキとの係合によりモータ走行用後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば第3ブレーキB3のみが係合される。   When the reverse gear for engine traveling is established by the driving force of the engine 8, the engine traveling is performed by engagement of the second clutch C2 with one of the second brake B2 and the third brake B3. A reverse gear is established. On the other hand, when the reverse gear for the motor is established by the driving force of the second electric motor M2, the transmission member 18 is reversely rotated by the second electric motor M2, and the first clutch C1, the first, second, and third brakes ( The reverse gear for motor traveling is established by engagement with any one of the brakes B1, B2, and B3). Note that when the neutral "N" state is set, for example, only the third brake B3 is engaged.

ここで、たとえば第3速ギヤ段と第5速ギヤ段との間に設定されている第4速ギヤ段は、動力分配機構16の定変速比が高速側すなわち切換クラッチC0の係合から切換ブレーキB0の係合に切り換えられることで変速される。このような第4速ギヤ段が中間変速段(本実施例では、第6速ギヤ段(6th−2)および第7速ギヤ段も該当)として機能しており、変速比が第3速ギヤ段および第5速ギヤ段の変速比の間に位置するように、動力分配機構16の定変速比が予め設定されている。また、第1速ギヤ段から第2速ギヤ段への変速では、自動変速機20の高速側への変速のみによって増速段(第2速ギヤ段)が得られる。さらに、第5速ギヤ段から第6速ギヤ段(6th−2)に着目すると、動力分配機構16の定変速比が高速側に切り換えられることで第6速ギヤ段(6th−2)が得られ、さらにこの状態で自動変速機20の変速段を高速側に切り換えると変速比の最も小さな第7変速段が得られる。このように、動力分配機構16と自動変速機20のいずれか一方を増速段にすることで1つの増速段が得られ、さらにこれら両方を増速させることでその増速段よりも変速比の小さな増速段が得られ、変速機の多段化が可能となる。   Here, for example, in the fourth gear set between the third gear and the fifth gear, the constant speed ratio of the power distribution mechanism 16 is switched from the high speed side, that is, from the engagement of the switching clutch C0. The speed is changed by switching to the engagement of the brake B0. Such a fourth gear is functioning as an intermediate gear (in this embodiment, the sixth gear (6th-2) and the seventh gear are also applicable), and the gear ratio is the third gear. The constant speed ratio of the power distribution mechanism 16 is set in advance so as to be located between the speed ratio of the first gear and the fifth gear. Further, in the shift from the first speed gear stage to the second speed gear stage, the speed increase stage (second speed gear stage) can be obtained only by shifting to the high speed side of the automatic transmission 20. Further, focusing on the fifth to sixth gears (6th-2), the sixth gear (6th-2) is obtained by switching the constant speed ratio of the power distribution mechanism 16 to the high speed side. In this state, when the shift stage of the automatic transmission 20 is switched to the high speed side, the seventh shift stage having the smallest speed ratio is obtained. As described above, one speed increase stage is obtained by setting one of the power distribution mechanism 16 and the automatic transmission 20 to the speed increasing stage, and further speeding up both speeds than the speed increasing stage. A speed increasing step with a small ratio can be obtained, and a multi-stage transmission can be achieved.

上記において、互いに隣接する各ギヤ段の変速比は、有段変速に理想的とされている等比的に変化させられており、各ギヤ段の変速間の変化割合(変速比ステップ)が略一定とされている。すなわち、上記第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の変速比の変化割合(γ1/γ2)は1.600であり、第2速ギヤ段と第3速ギヤ段との間の変速比の変化割合(γ2/γ3)は1.489であり、第3速ギヤ段と第4速ギヤ段との間の変速比の変化割合(γ3/γ4)は1.380であり、第4速ギヤ段と第5速ギヤ段との間の変速比の変化割合(γ4/γ5)は1.337であり、第5速ギヤ段と第6速ギヤ段との間の変速比の変化割合(γ5/γ6)は1.331(6th−1)或いは1.380(6th−2)であり、第6速ギヤ段と第7速ギヤ段との間の変速比の変化割合(γ6/γ7)は1.380(6th−1)或いは1.331(6th−2)である。そして、全体のギヤ比幅(γ1/γ7)は8.076と大幅に大きな値に設定されている。   In the above description, the gear ratios of the gears adjacent to each other are changed in an equal ratio, which is ideal for a stepped gear shift, and the change ratio (gear ratio step) between the gear shifts of each gear step is approximately. It is assumed to be constant. That is, the change ratio (γ1 / γ2) of the gear ratio between the first speed gear stage and the second speed gear stage is 1.600, and it is between the second speed gear stage and the third speed gear stage. The change ratio (γ2 / γ3) of the gear ratio is 1.490, the change ratio (γ3 / γ4) of the gear ratio between the third speed gear stage and the fourth speed gear stage is 1.380, The change ratio (γ4 / γ5) of the gear ratio between the fourth gear and the fifth gear is 1.337, and the change of the gear ratio between the fifth gear and the sixth gear is 1.337. The ratio (γ5 / γ6) is 1.331 (6th-1) or 1.380 (6th-2), and the ratio of change in the gear ratio between the sixth gear and the seventh gear (γ6 / γ7) is 1.380 (6th-1) or 1.331 (6th-2). The overall gear ratio width (γ1 / γ7) is set to a significantly large value of 8.076.

しかし、動力伝達装置10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、動力分配機構16が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速機20が5速の有段変速機として機能することにより、図2の係合表では1st 、2nd、3rd、5th、6thに対応する自動変速機20の第5速の各ギヤ段に対しその自動変速機20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。   However, when the power transmission device 10 functions as a continuously variable transmission, both the switching clutch C0 and the switching brake B0 in the engagement table shown in FIG. 2 are released. As a result, the power distribution mechanism 16 functions as a continuously variable transmission, and the automatic transmission 20 in series with the power distribution mechanism 16 functions as a 5-speed stepped transmission, whereby the first, second, third, The rotational speed input to the automatic transmission 20, that is, the rotational speed of the transmission member 18, is continuously changed with respect to the fifth gear of the automatic transmission 20 corresponding to 5th and 6th. Provides a stepless transmission ratio range. Therefore, the gear ratio between the gear stages can be continuously changed continuously, and the total gear ratio γT of the power transmission device 10 as a whole can be obtained continuously.

図3は、無段変速部として機能する動力分配機構16と有段変速部として機能する自動変速機20とから構成される動力伝達装置10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横軸のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度Nを示している。また、動力分配機構16の3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第1回転要素RE1に対応するサンギヤS0、第2回転要素RE2に対応するキャリヤCA0、第3回転要素RE3に対応するリングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。すなわち、縦線Y1とY2との間隔を1に対応するとすると、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ0に対応するものとされる。さらに、自動変速機20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素RE4(本発明の第1回転要素に対応)に対応する互いに連結された第1リングギヤR1、第2キャリヤCA2、および第3サンギヤS3、第5回転要素RE5(本発明の第2回転要素に対応)に対応する第1キャリヤCA1、第6回転要素RE6(本発明の第3回転要素に対応)に対応する相互に連結された第2リングギヤR2および第3キャリヤCA3、第7回転要素RE7(本発明の第4回転要素に対応)に対応する第3リングギヤR3、第8回転要素RE8(本発明の第5回転要素に対応)に対応する互いに連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2の相対回転速度をそれぞれ示すものであり、それらの間隔は第1、第2、第3遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ1、ρ2、ρ3に応じてそれぞれ定められている。すなわち、図3に示すように、各第1、第2、第3遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が1に対応するものされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応するものとされる。 FIG. 3 shows a power transmission device 10 including a power distribution mechanism 16 that functions as a continuously variable transmission unit and an automatic transmission 20 that functions as a stepped transmission unit. The alignment chart which can represent the relative relationship of a rotational speed on a straight line is shown. The collinear diagram of FIG. 3 is a two-dimensional coordinate that shows the relative relationship of the gear ratio ρ of each planetary gear unit 24, 26, 28, 30 in the horizontal axis direction and the relative rotational speed in the vertical axis direction. horizontal line X1 of the lower of the two horizontal axis represents the rotational speed zero, the upper horizontal line X2 the rotational speed of "1.0", that indicates the rotational speed N E of the engine 8 connected to the input shaft 14 Yes. Further, the three vertical lines Y1, Y2, Y3 of the power distribution mechanism 16 are in order from the left side to the sun gear S0 corresponding to the first rotation element RE1, the carrier CA0 corresponding to the second rotation element RE2, and the third rotation element RE3. The relative rotational speed of the corresponding ring gear R0 is shown, and the interval between them is determined according to the gear ratio ρ1 of the planetary gear unit 24. That is, assuming that the interval between the vertical lines Y1 and Y2 corresponds to 1, the interval between the vertical lines Y2 and Y3 corresponds to the gear ratio ρ0. Further, the five vertical lines Y4, Y5, Y6, Y7, Y8 of the automatic transmission 20 are connected to each other corresponding to the fourth rotation element RE4 (corresponding to the first rotation element of the present invention) in order from the left. The first carrier CA1 and the sixth rotation element RE6 (the first rotation gear of the present invention) corresponding to the first ring gear R1, the second carrier CA2, the third sun gear S3, the fifth rotation element RE5 (corresponding to the second rotation element of the present invention). The second ring gear R2 and the third carrier CA3 connected to each other corresponding to the third rotation element), the third ring gear R3 corresponding to the seventh rotation element RE7 (corresponding to the fourth rotation element of the present invention), the eighth The relative rotational speeds of the first sun gear S1 and the second sun gear S2 connected to each other corresponding to the rotating element RE8 (corresponding to the fifth rotating element of the present invention) are shown, and the distance between them is the first and second. The gear ratio of the third planetary gear device 26,28,30 ρ1, ρ2, are determined respectively in accordance with the [rho] 3. That is, as shown in FIG. 3, each of the first, second, and third planetary gear devices 26, 28, 30 corresponds to 1 between the sun gear and the carrier, and the space between the carrier and the ring gear is It corresponds to ρ.

上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置10は、動力分配機構(無段変速部)16において、遊星歯車装置24の3回転要素(要素)の1つである第2回転要素RE2(キャリヤCA0)が入力軸14に連結されるとともに切換クラッチC0を介して他の回転要素の1つであるサンギヤS0と選択的に連結され、その他の回転要素の1つである第1回転要素RE1(サンギヤS0)が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、残りの回転要素である第3回転要素RE3(リングギヤR0)が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を前記伝達部材18を介して自動変速機20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0によりサンギヤS0の回転速度とリングギヤR0の回転速度との相対関係が示される。また、第2電動機M2による後進変速の際には、たとえばエンジン8を回転停止させるとともに第2電動機M2を逆転させることにより、直線LRに示すような状態となり、リングギヤR0すなわち伝達部材18を逆転させて自動変速機20へ出力する。   If expressed using the collinear diagram of FIG. 3, the power transmission device 10 of the present embodiment is one of the three rotating elements (elements) of the planetary gear device 24 in the power distribution mechanism (continuously variable transmission unit) 16. The second rotating element RE2 (carrier CA0) is connected to the input shaft 14 and selectively connected to the sun gear S0, which is one of the other rotating elements, via the switching clutch C0. The first rotating element RE1 (sun gear S0) is connected to the first electric motor M1 and is selectively connected to the case 12 via the switching brake B0, and the third rotating element RE3 (ring gear) which is the remaining rotating element. R0) is connected to the transmission member 18 and the second electric motor M2, and is configured to transmit (input) the rotation of the input shaft 14 to the automatic transmission 20 via the transmission member 18. At this time, a relative relationship between the rotational speed of the sun gear S0 and the rotational speed of the ring gear R0 is indicated by an oblique straight line L0 passing through the intersection of Y2 and X2. Further, at the time of reverse gear shifting by the second electric motor M2, for example, the engine 8 is stopped and the second electric motor M2 is rotated in reverse, so that the state shown by the straight line LR is obtained, and the ring gear R0, that is, the transmission member 18 is rotated in reverse. Output to the automatic transmission 20.

上記図3の共線図のうち、左側に示される3本の縦線Y1、Y2、Y3で示される動力分配機構16の共線図は、切換ブレーキB0の係合によって増速変速機として機能する定変速状態を示している。この場合、切換ブレーキB0の係合によって第1サンギヤS1の回転が停止させられると、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示されるリングギヤR0すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度Nよりも増速された回転で自動変速機20へ入力される。なお、この切換ブレーキB0が係合された状態が、本発明の動力分配機構16の定変速比が高速側に切り換えられた状態に対応している。 In the collinear diagram of FIG. 3, the collinear diagram of the power distribution mechanism 16 indicated by the three vertical lines Y1, Y2, Y3 shown on the left side functions as a speed increasing transmission by the engagement of the switching brake B0. A constant speed change state is shown. In this case, when the rotation of the first sun gear S1 is stopped by the engagement of the switching brake B0, the straight line L0 is in the state shown in FIG. 18 rotational speed of the is input to the automatic transmission 20 at a rotation speed higher than the engine speed N E. The state in which the switching brake B0 is engaged corresponds to the state in which the constant speed ratio of the power distribution mechanism 16 of the present invention is switched to the high speed side.

図4は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態に切換えられたときの動力分配機構16の状態を表している。例えば、第1電動機M1の発電による反力を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示されるサンギヤS0の回転が連続的に上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y3との交点で示されるリングギヤR0の回転速度が連続的に下降或いは上昇させられ、このような無段階に変化させられる回転で自動変速機20へ入力される。なお、このような切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されて例えば第1電動機M1によって動力分配機構16の各回転要素の回転速度が制御される無段変速状態が、本発明の差動状態が電気的に制御される電気式差動状態の一例に対応している。   FIG. 4 shows the state of the power distribution mechanism 16 when it is switched to the continuously variable transmission state by releasing the switching clutch C0 and the switching brake B0. For example, when the rotation of the sun gear S0 indicated by the intersection of the straight line L0 and the vertical line Y1 is continuously raised or lowered by controlling the reaction force generated by the power generation of the first electric motor M1, the straight line L0 and the vertical line Y3 The rotational speed of the ring gear R0 indicated by the intersection of the two is continuously lowered or raised, and is input to the automatic transmission 20 by such a continuously variable rotation. Note that such a continuously variable transmission state in which the switching clutch C0 and the switching brake B0 are released and the rotational speed of each rotating element of the power distribution mechanism 16 is controlled by the first electric motor M1, for example, is the differential state of the present invention. This corresponds to an example of an electrically controlled differential state that is electrically controlled.

図5は、上記動力分配機構16部分に相当する共線図であって、切換クラッチC0の係合によって変速比が1の定変速状態に切換えられたとき状態を表している。切換クラッチC0の係合によってサンギヤS0とキャリヤCA0とが連結されると、3つの回転要素が一体回転するので、直線L0は横線X2と一致させられて、エンジン回転速度Nと同じ回転で伝達部材18が回転させられ、エンジン回転速度Nと同じ回転で自動変速機20へ入力される。なお、この切換クラッチC0が係合された状態が、本発明の動力分配機構16の定変速比が低速側に切り換えられた状態に対応している。 FIG. 5 is a collinear diagram corresponding to the power distribution mechanism 16 portion, and shows a state when the gear ratio is switched to the constant gear shift state of 1 by the engagement of the switching clutch C0. When the engagement of the switching clutch C0 and the sun gear S0 and carrier CA0 is connected, the three rotating elements rotate together, the straight line L0 is aligned with the horizontal line X2, transmitted at a speed equal to the engine speed N E member 18 is rotated, the input to the automatic transmission 20 at the same rotation to the engine speed N E. The state in which the switching clutch C0 is engaged corresponds to the state in which the constant speed ratio of the power distribution mechanism 16 of the present invention is switched to the low speed side.

上記自動変速機20において、第4回転要素RE4(R1、CA2、S3)は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5(CA1)は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6(R2、CA3)は第3クラッチC3を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7(R3)は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8(S1、S2)は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。   In the automatic transmission 20, the fourth rotating element RE4 (R1, CA2, S3) is selectively connected to the transmission member 18 via the second clutch C2 and is selectively connected to the case 12 via the first brake B1. The fifth rotating element RE5 (CA1) is selectively connected to the case 12 via the second brake B2, and the sixth rotating element RE6 (R2, CA3) is connected to the transmission member 18 via the third clutch C3. To the case 12 via the third brake B3, the seventh rotating element RE7 (R3) is connected to the output shaft 22, and the eighth rotating element RE8 (S1, S2). Is selectively coupled to the transmission member 18 via the first clutch C1.

自動変速機20では、切換クラッチC0の係合状態において第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、図3に示すように第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速(1st)の出力軸22の回転速度が示される。同様に、切換クラッチC0の係合状態で第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速(2nd)の出力軸22の回転速度が示され、切換クラッチC0の係合状態で第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速(3rd)の出力軸22の回転速度が示され、切換ブレーキB0の係合状態で第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速(4th)の出力軸22の回転速度が示され、切換クラッチC0の係合状態で第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3のうちいずれか2係合要素が係合させられることにより決まる水平な直線L5(=X2)と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速(5th)の出力軸22の回転速度が示され、切換クラッチC0の係合状態で第1ブレーキB1と第3クラッチC3とが係合させられることにより決まる斜めの直線L6−1と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第6速(6th−1)の出力軸22の回転速度が示され、切換ブレーキB0の係合状態で第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3のうちいずれか2係合要素が係合させられることにより決まる水平な直線L6−2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第6速(6th−2)の出力軸22の回転速度が示され、切換ブレーキB0の係合状態で第3クラッチC3と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L7と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第7速(7th)の出力軸22の回転速度が示される。なお、第6速(6th−1)および第6速(6th−2)は、いずれか一方、或いは車両の状態に応じて選択的に使用してもよい。   In the automatic transmission 20, when the first clutch C1 and the third brake B3 are engaged in the engaged state of the switching clutch C0, the vertical line indicating the rotational speed of the eighth rotating element RE8 as shown in FIG. The rotation of the seventh rotation element RE7 connected to the output shaft 22 and the oblique straight line L1 passing through the intersection of Y8 and the horizontal line X2 and the intersection of the vertical line Y6 and the horizontal line X1 indicating the rotation speed of the sixth rotation element RE6. The rotation speed of the output shaft 22 at the first speed (1st) is shown at the intersection with the vertical line Y7 indicating the speed. Similarly, the rotational speed of the seventh rotary element RE7 connected to the output shaft 22 and the oblique straight line L2 determined by engaging the first clutch C1 and the second brake B2 in the engaged state of the switching clutch C0. The rotational speed of the output shaft 22 of the second speed (2nd) is shown at the intersection with the vertical line Y7 shown, and the first clutch C1 and the first brake B1 are engaged when the switching clutch C0 is engaged. The rotation speed of the output shaft 22 at the third speed (3rd) is shown at the intersection of the determined oblique line L3 and the vertical line Y7 indicating the rotation speed of the seventh rotation element RE7 connected to the output shaft 22, and the switching brake B0. Of the first clutch C1 and the first brake B1 in the engaged state, and an oblique straight line L4 and a vertical line Y7 indicating the rotational speed of the seventh rotating element RE7 connected to the output shaft 22 4th at the intersection (4th) the rotation speed of the output shaft 22 is indicated, and any two engagement elements of the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3 are engaged in the engaged state of the switching clutch C0. The rotation speed of the output shaft 22 at the fifth speed (5th) is indicated by the intersection of the horizontal straight line L5 (= X2) determined by the vertical line Y7 indicating the rotation speed of the seventh rotation element RE7 connected to the output shaft 22. The rotational speed of the seventh rotation element RE7 connected to the output line 22 and the slanted straight line L6-1 determined by engaging the first brake B1 and the third clutch C3 with the switching clutch C0 engaged. The rotational speed of the output shaft 22 at the sixth speed (6th-1) is shown at the intersection with the vertical line Y7 indicating the first clutch C1, the second clutch C2, and the third clutch C3 when the switching brake B0 is engaged. Any one of The sixth speed (6th-2) is the intersection of the horizontal straight line L6-2 determined by the engagement of the combined element and the vertical line Y7 indicating the rotation speed of the seventh rotation element RE7 connected to the output shaft 22. The rotational speed of the output shaft 22 is shown, and the seventh straight line L7 connected to the output shaft 22 and the diagonal straight line L7 determined by engaging the third clutch C3 and the first brake B1 in the engaged state of the switching brake B0. The rotation speed of the output shaft 22 at the seventh speed (7th) is shown at the intersection with the vertical line Y7 indicating the rotation speed of the rotation element RE7. The sixth speed (6th-1) and the sixth speed (6th-2) may be selectively used according to either one or the state of the vehicle.

また、エンジン8の駆動力によって後進ギヤ段を成立させる場合には、第2クラッチC2と第3ブレーキB3とが係合させられることにより決まる斜めの直線Le1と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点でエンジン走行用第1後進ギヤ段(Re1)の出力軸22の回転速度が示され、第2クラッチC2と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線Le2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点でエンジン走行用第2後進ギヤ段(Re2)の出力軸22の回転速度が示される。一方、第2電動機M2の駆動力によって後進ギヤ段を成立させる場合には、伝達部材18が第2電動機M2によって逆転された状態で第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより決まる斜めの直線Lm1と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点でモータ走行用第1後進ギヤ段(Rm1)の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線Lm2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点でモータ走行用第2後進ギヤ段(Rm2)の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線Lm3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点でモータ走行用第3後進ギヤ段(Rm3)の出力軸22の回転速度が示される。   When the reverse gear stage is established by the driving force of the engine 8, the seventh straight line Le1 determined by engaging the second clutch C2 and the third brake B3 and the output shaft 22 is connected. The rotation speed of the output shaft 22 of the first reverse gear stage for engine travel (Re1) is indicated by the intersection with the vertical line Y7 indicating the rotation speed of the rotation element RE7, and the second clutch C2 and the second brake B2 are engaged. Of the output shaft 22 of the second reverse gear stage (Re2) for engine travel at the intersection of the oblique straight line Le2 determined by the operation and the vertical line Y7 indicating the rotational speed of the seventh rotation element RE7 connected to the output shaft 22. The rotation speed is indicated. On the other hand, when the reverse gear stage is established by the driving force of the second electric motor M2, the first clutch C1 and the third brake B3 are engaged with the transmission member 18 being reversely rotated by the second electric motor M2. The rotational speed of the output shaft 22 of the first reverse gear stage for motor travel (Rm1) is at the intersection of an oblique straight line Lm1 determined by the vertical line Y7 indicating the rotational speed of the seventh rotating element RE7 connected to the output shaft 22. At an intersection of an oblique straight line Lm2 determined by engaging the first clutch C1 and the second brake B2 and a vertical line Y7 indicating the rotational speed of the seventh rotating element RE7 connected to the output shaft 22. The rotational speed of the output shaft 22 of the second reverse gear stage (Rm2) for motor travel is shown, and an oblique straight line Lm3 and an output determined by engaging the first clutch C1 and the first brake B1. 22 rotational speed of the output shaft 22 of the linked seventh third reverse gear for motor drive by a point of intersection between the vertical line Y7 indicating the rotational speed of the rotary element RE7 (Rm3) is shown as.

図6は、本実施例の動力伝達装置10を制御するための電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン8、電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、前記自動変速機20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。   FIG. 6 illustrates a signal input to the electronic control device 40 for controlling the power transmission device 10 of the present embodiment and a signal output from the electronic control device 40. The electronic control unit 40 includes a so-called microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and performs signal processing in accordance with a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM. By performing the above, drive control such as hybrid drive control for the engine 8 and the electric motors M1 and M2 and shift control for the automatic transmission 20 is executed.

上記電子制御装置40には、図6に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度Nを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、M(モータ走行)モードを指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸22の回転速度に対応する車速信号、自動変速機20の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各駆動輪の車輪速を示す車輪速信号、動力伝達装置10を有段変速機として機能させるために動力分配機構16を定変速状態に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、動力伝達装置10を無段変速機として機能させるために動力分配機構16を無段変速状態に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第1電動機M1の回転速度NM1を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2を表す信号、シフト操作装置46からのシフト位置を表す信号などが、それぞれ供給される。また、上記電子制御装置40からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、エンジン8の点火時期を指令する点火信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、動力分配機構16や自動変速機20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。 The aforementioned electronic control unit 40, from the sensors and switches shown in FIG. 6, a signal indicative of the engine coolant temperature, a signal representing the shift position, a signal indicative of engine rotational speed N E is the rotational speed of the engine 8, the gear ratio sequence set A signal indicating a value, a signal for instructing an M (motor running) mode, an air conditioner signal indicating the operation of the air conditioner, a vehicle speed signal corresponding to the rotation speed of the output shaft 22, an oil temperature signal indicating the operating oil temperature of the automatic transmission 20, Signal indicating side brake operation, signal indicating foot brake operation, catalyst temperature signal indicating catalyst temperature, accelerator opening signal indicating accelerator pedal operation amount, cam angle signal, snow mode setting signal indicating snow mode setting, vehicle Acceleration signal indicating longitudinal acceleration, auto cruise signal indicating auto cruise driving, vehicle weight signal indicating vehicle weight, vehicle indicating wheel speed of each drive wheel A wheel speed signal, a signal indicating the presence or absence of a stepped switch operation for switching the power distribution mechanism 16 to a constant shift state in order to cause the power transmission device 10 to function as a stepped transmission, and the power transmission device 10 as a continuously variable transmission signal indicating the presence or absence of a continuously variable switch operation for switching the power distributing mechanism 16 in the continuously variable shifting state to function, a signal indicative of the rotational speed N M1 of the first electric motor M1, the rotation speed N M2 of the second electric motor M2 A signal representing the signal, a signal representing the shift position from the shift operation device 46, and the like are supplied. Further, the electronic control unit 40 receives a drive signal for a throttle actuator that controls the opening of the throttle valve, a boost pressure adjustment signal for adjusting the boost pressure, and an electric air conditioner drive signal for operating the electric air conditioner. , An ignition signal for instructing the ignition timing of the engine 8, an instruction signal for instructing the operation of the motors M1 and M2, a shift position (operation position) display signal for operating the shift indicator, and a gear ratio display for displaying the gear ratio A signal, a snow mode display signal for displaying that it is in snow mode, an ABS operation signal for operating an ABS actuator that prevents slipping of wheels during braking, and an M mode that indicates that the M mode is selected Hydraulic actuator of hydraulic friction engagement device of display signal, power distribution mechanism 16 and automatic transmission 20 A valve command signal for operating an electromagnetic valve included in the hydraulic control circuit 42 for controlling the motor, a drive command signal for operating an electric hydraulic pump that is a hydraulic source of the hydraulic control circuit 42, and for driving an electric heater Signals, signals to the cruise control computer, etc. are output.

図7は、動力伝達装置10の制御方法すなわち電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。切換制御手段50は、例えば図8に示す予め変速線図記憶手段56に記憶された関係(切換マップ)から実際の車速Vとハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えばアウトプットトルクTOUTとに基づいて、それらの車速VとアウトプットトルクTOUTとで表される車両状態が動力伝達装置10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか、動力伝達装置10を有段変速状態とする有段制御領域内であるか、或いはモータ走行領域内であるかを判定する。そして、切換制御手段50は、有段変速制御領域であると判定した場合は、無段変速制御手段として機能するハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可(禁止)とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。このときの有段変速制御手段54は、変速線図記憶手段56に予め記憶された図示しない変速線図に従って自動変速制御を実行する。 FIG. 7 is a functional block diagram for explaining the main part of the control function of the power transmission device 10, that is, the control function by the electronic control device 40. The switching control means 50, for example, a driving force related value related to the actual vehicle speed V and the driving force of the hybrid vehicle, for example, output torque T, from the relationship (switching map) stored in advance in the shift diagram storage means 56 shown in FIG. based on the oUT, or the vehicle state represented by those of the vehicle speed V and output torque T oUT is continuously variable control region which the power transmission device 10 and the continuously variable shifting state, have the power transmitting device 10 It is determined whether it is within the stepped control region in which the step shift state is set or within the motor travel region. When the switching control means 50 determines that it is the stepped shift control region, the hybrid control means 52 functioning as a continuously variable shift control means is not permitted (prohibited) to hybrid control or continuously variable shift control. Is output, and the stepped shift control means 54 is allowed to perform a shift control at the time of a preset stepped shift. The stepped shift control means 54 at this time executes automatic shift control according to a shift diagram (not shown) stored in advance in the shift diagram storage means 56.

上記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力そのものだけでなく、それに対して1対1に関連する自動変速機20の出力トルクTOUT、エンジン出力トルクT、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル開度(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度Nとによって算出されるエンジン出力トルクTなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度に基づいて算出されるエンジン出力トルクTや要求駆動力等の推定値であってもよい。 The driving force related value is a parameter corresponding to the driving force of the vehicle on a one-to-one basis, and not only the driving torque or driving force itself at the driving wheels 38 but also the automatic transmission related to the one-to-one basis. output torque T OUT of the machine 20, the engine output torque T E, is calculated and the vehicle acceleration, for example, the accelerator opening or a throttle opening (or the intake air amount, air-fuel ratio, fuel injection amount) and the engine rotational speed N E and actual values, such as the engine output torque T E, may be an estimate of the engine output torque T E and the required driving force or the like which is calculated based on the accelerator pedal operation amount or a throttle opening degree of the driver.

しかし、上記切換制御手段50において、車速VとアウトプットトルクTOUTとで表される車両状態が無段制御領域内であると判定した場合は、前記動力分配機構16を電気的な無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された図8の変速線図に従って自動変速することを許可する信号を出力する。後者の場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、動力分配機構16が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速機20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、前述のように、自動変速機20の第1速乃至第5速の各ギヤ段に対しその自動変速機20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。 However, when the switching control means 50 determines that the vehicle state represented by the vehicle speed V and the output torque T OUT is within the continuously variable control region, the power distribution mechanism 16 is electrically connected to the continuously variable transmission. A command for releasing the switching clutch C0 and the switching brake B0 is output to the hydraulic pressure control circuit 42 so as to enable it. At the same time, a signal for permitting hybrid control is output to the hybrid control means 52, and a signal for permitting automatic shift according to the preset shift diagram of FIG. 8 is output to the stepped shift control means 54. To do. In the latter case, the automatic transmission is performed by the stepped shift control means 54 by the operation excluding the engagement of the switching clutch C0 and the switching brake B0 in the engagement table of FIG. As described above, the power distribution mechanism 16 functions as a continuously variable transmission, and the automatic transmission 20 in series with the power distribution mechanism 16 functions as a stepped transmission, so that an appropriate magnitude of driving force can be obtained, and at the same time, As described above, the rotation speed input to the automatic transmission 20, that is, the rotation speed of the transmission member 18, is continuously changed with respect to the first to fifth gears of the automatic transmission 20. The stage has a continuously variable transmission ratio width. Therefore, the gear ratio between the gear stages can be continuously changed continuously, and the total gear ratio γT of the power transmission device 10 as a whole can be obtained continuously.

上記ハイブリッド制御手段52は、通常発進時のような比較的低速且つ軽負荷走行では、第2電動機M2を駆動源として用いるモータ走行を実施させる。また、ハイブリッド制御手段52は、通常車速且つ通常負荷走行では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第1電動機M1および/または第2電動機M2との駆動力の配分を最適になるように変化させる。例えば、そのときの走行車速において、アクセルペダル操作量や車速から運転者の要求出力を算出し、運転者の要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出し、エンジンの回転速度とトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転速度Nとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。ハイブリッド制御手段52は、その制御を自動変速機20の変速段を考慮して実行したり、或いは燃費向上などのために自動変速機20に変速指令を行う。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度Nと車速および自動変速機20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、動力分配機構16が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52は無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立した予め記憶された最適燃費率曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように動力伝達装置10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように動力分配機構16の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御することになる。 The hybrid control means 52 performs motor traveling using the second electric motor M2 as a drive source at a relatively low speed and light load traveling such as when normally starting. In addition, the hybrid control means 52 distributes the driving force between the engine 8 and the first electric motor M1 and / or the second electric motor M2 while operating the engine 8 in an efficient operating range at normal vehicle speed and normal load traveling. Is changed to the optimum. For example, at the current traveling vehicle speed, the driver's required output is calculated from the accelerator pedal operation amount and vehicle speed, the required driving force is calculated from the driver's required output and the required charging value, and the engine speed and total output are calculated. calculating the door, on the basis of the total output and the engine rotational speed N E, to control the amount of power generated by the first electric motor M1 controls the engine 8 to obtain the engine output. The hybrid control means 52 executes the control in consideration of the gear position of the automatic transmission 20, or issues a shift command to the automatic transmission 20 to improve fuel efficiency. In such a hybrid control, in order to match the rotational speed of the power transmitting member 18 determined by the gear position of the engine rotational speed N E and the vehicle speed and the automatic transmission 20 determined to operate the engine 8 in an operating region at efficient The power distribution mechanism 16 is caused to function as an electric continuously variable transmission. That is, the hybrid control means 52 makes the total gear ratio γT of the power transmission device 10 so that the engine 8 is operated along an optimal fuel consumption rate curve stored in advance that achieves both drivability and fuel efficiency during continuously variable speed travel. Is set, and the gear ratio γ0 of the power distribution mechanism 16 is controlled so that the target value is obtained, and the total gear ratio γT is controlled within the changeable range of change, for example, within a range of 13 to 0.5. It will be.

このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通して電気エネルギが第2電動機M2或いは第1電動機M1へ供給され、その第2電動機M2或いは第1電動機M1から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、動力分配機構16の電気的CVT機能によってモータ走行させることができる。   At this time, the hybrid control means 52 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the power storage device 60 and the second electric motor M2 through the inverter 58, so that the main part of the power of the engine 8 is mechanically transmitted. However, a part of the motive power of the engine 8 is consumed for power generation of the first electric motor M1 and converted there to electric energy, and the electric energy is supplied to the second electric motor M2 or the first electric motor M1 through the inverter 58. Then, it is transmitted from the second electric motor M2 or the first electric motor M1 to the transmission member 18. An electric path from conversion of a part of the power of the engine 8 into electric energy and conversion of the electric energy into mechanical energy by a device related from the generation of the electric energy to consumption by the second electric motor M2 Composed. Further, the hybrid control means 52 can drive the motor by the electric CVT function of the power distribution mechanism 16 regardless of whether the engine 8 is stopped or in an idle state.

前記図8は、自動変速機20の変速判断の基となる変速線図記憶手段56に予め記憶された変速線図(関係)であり、車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図(変速マップ)の一例である。図8の低車速且つ低負荷を示す太い線はモータ走行領域を示している。図8の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。また、図8の破線は切換制御手段50による有段制御領域(高負荷高車速領域)と無段制御領域(通常負荷通常車速領域)との判定のための所定条件を定める判定車速V1および判定出力トルクTOUT1を示しており、高車速判定値である判定車速V1の連なりと高出力走行判定値である判定出力トルクTOUT1の連なりである高車速判定線と高出力走行判定線を示している。また、図8において、無段制御領域では、上記アップシフト線およびダウンシフト線が間引きされており、第1速ギヤ段、第2速ギヤ段、第3速ギヤ段、第5速ギヤ段、第6速ギヤ段の前進5速変速とされているのに対し、有段制御領域では、第1速ギヤ段乃至第7速ギヤ段の前進7速変速とされている。さらに、図8の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。すなわち、判定出力トルクTOUT2は、アウトプットトルクTOUTがそれ以下となると通常トルク領域(通常出力走行領域)と判定するための値であり、判定のばたつきを防止するためのヒステリシスを形成するために判定出力トルクTOUT1よりも所定値低く設定されている。また、判定車速V2は、車速Vがそれ以下となると通常回転領域(通常回転走行領域)と判定するための値であり、判定のばたつきを防止するためのヒステリシスを形成するために判定車速V1よりも所定値低く設定されている。 FIG. 8 is a shift diagram (relationship) stored in advance in the shift diagram storage means 56, which is a basis for the shift determination of the automatic transmission 20, and shows the vehicle speed V and the output torque T OUT as a driving force related value. 2 is an example of a shift diagram (shift map) composed of two-dimensional coordinates using as a parameter. The thick line which shows the low vehicle speed and low load of FIG. 8 has shown the motor driving | running | working area | region. The solid line in FIG. 8 is an upshift line, and the alternate long and short dash line is a downshift line. The broken line in FIG. 8 indicates a determination vehicle speed V1 and a determination that determine predetermined conditions for determining a stepped control region (high load high vehicle speed region) and a continuously variable control region (normal load normal vehicle speed region) by the switching control means 50. The output torque T OUT 1 is shown, and a high vehicle speed determination line and a high output travel determination line that are a series of the determination vehicle speed V 1 that is a high vehicle speed determination value and a determination output torque T OUT 1 that is a high output travel determination value. Show. In FIG. 8, in the continuously variable control region, the upshift line and the downshift line are thinned out, and the first speed gear stage, the second speed gear stage, the third speed gear stage, the fifth speed gear stage, In contrast to the fifth forward gear shift of the sixth speed gear stage, the seventh forward gear shift of the first to seventh gear stages is set in the stepped control region. Further, as indicated by a two-dot chain line with respect to the broken line in FIG. 8, hysteresis is provided for the determination of the stepped control region and the stepless control region. That is, the determination output torque T OUT 2 is a value for determining the normal torque region (normal output travel region) when the output torque T OUT becomes less than that, and forms a hysteresis for preventing fluctuation of the determination. Therefore, it is set lower than the determination output torque T OUT 1 by a predetermined value. Further, the determination vehicle speed V2 is a value for determining the normal rotation region (normal rotation traveling region) when the vehicle speed V becomes lower than the vehicle speed V. The determination vehicle speed V2 is determined from the determination vehicle speed V1 in order to form a hysteresis for preventing the determination variation. Is set lower by a predetermined value.

図8の関係に示されるように、アウトプットトルクTOUTが予め設定された判定出力トルクTOUT1以上の高トルク領域(高出力走行領域)、車速Vが予め設定された判定車速V1以上の高回転領域すなわちエンジン回転速度Nとトータル変速比γTとで一意的に決められる車両状態の1つである車速が所定値以上の高車速領域、或いはそれらエンジン8の出力トルクTおよびトータル変速比γTから算出される出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、図8に示す変速線に従う前記有段変速制御がエンジン8の比較的高出力トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、前記無段変速制御がエンジン8の比較的低出力トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。 As shown in the relationship of FIG. 8, the output torque T OUT is a high torque region (high output travel region) that is greater than or equal to a predetermined determination output torque T OUT 1, and the vehicle speed V is greater than or equal to a predetermined determination vehicle speed V 1. high rotation region or the engine rotational speed N E and the high vehicle speed range the vehicle speed is above a predetermined value which is one of the vehicle state is uniquely determined by the overall speed ratio [gamma] T, or the output torque T E and the overall speed of their engine 8 Since the high output region where the output calculated from the ratio γT is equal to or greater than the predetermined value is set as the stepped control region, the stepped shift control according to the shift line shown in FIG. The continuously variable transmission control is executed at a relatively low output torque, a relatively low rotation speed, or a relatively low output of the engine 8. KazuSatoshi is adapted to be in a normal output of the engine 8.

図9は手動変速操作装置であるシフト操作装置46の一例を示す図である。シフト操作装置46は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー48を備えている。そのシフトレバー48は、例えば図2の係合作動表に示されるようにクラッチC1およびクラッチC2のいずれもが係合されないような動力伝達装置10内つまり自動変速機20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速機20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、動力伝達装置10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「N(ニュートラル)」、前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションにおいて、「P」ポジションおよび「N」ポジションは車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。また、「D」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「M」ポジションにおける例えば「5」レンジ乃至「L」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。   FIG. 9 is a diagram showing an example of a shift operation device 46 which is a manual transmission operation device. The shift operation device 46 includes a shift lever 48 that is disposed next to the driver's seat, for example, and is operated to select a plurality of types of shift positions. For example, as shown in the engagement operation table of FIG. 2, the shift lever 48 cuts off the power transmission path in the power transmission device 10, that is, in the automatic transmission 20 so that neither the clutch C <b> 1 nor the clutch C <b> 2 is engaged. The neutral position, that is, the neutral state, and the parking position “P (parking)” for locking the output shaft 22 of the automatic transmission 20, the reverse traveling position “R (reverse)” for reverse traveling, the power transmission device 10 Is manually operated to a neutral position “N (neutral)”, a forward automatic shift travel position “D (drive)”, or a forward manual shift travel position “M (manual)”. It is provided so that. In the shift positions indicated by the “P” to “M” positions, the “P” position and the “N” position are non-traveling positions that are selected when the vehicle is not traveling, and are “R” position and “D” position. The “M” position is a traveling position selected when the vehicle is traveling. Further, the “D” position is also the highest speed traveling position, and the “M” position, for example, the “5” range to the “L” range is also an engine brake range in which an engine braking effect can be obtained.

上記「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー48が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかがシフトレバー48の操作に応じて変更される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー48がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかへ切り換えられる。例えば、「M」ポジションにおける「D」レンジ乃至「L」レンジの5つの変速レンジは、動力伝達装置10の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類の変速レンジであり、また自動変速機20の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段(ギヤ段)の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー48はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置46にはシフトレバー48の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー48のシフトポジションや「M」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置40へ出力する。   The “M” position is provided adjacent to the width direction of the vehicle at the same position as the “D” position, for example, in the longitudinal direction of the vehicle, and when the shift lever 48 is operated to the “M” position, Any of the “D” range to the “L” range is changed according to the operation of the shift lever 48. Specifically, the “M” position is provided with an upshift position “+” and a downshift position “−” in the front-rear direction of the vehicle, and the shift lever 48 is provided with the upshift position “+”. ”Or the downshift position“ − ”, the“ D ”range to the“ L ”range is selected. For example, the five shift ranges from the “D” range to the “L” range at the “M” position are the high speed side (the shift ratio is the minimum side) in the change range of the total transmission ratio γT in which the automatic transmission control of the power transmission device 10 can be performed. ), The speed range of the gear stage (gear stage) is limited so that the maximum speed side gear stage at which the automatic transmission 20 can shift is different. . The shift lever 48 is automatically returned from the upshift position “+” and the downshift position “−” to the “M” position by a biasing means such as a spring. The shift operation device 46 is provided with a shift position sensor (not shown) for detecting each shift position of the shift lever 48, and electronically controls the shift position of the shift lever 48, the number of operations at the “M” position, and the like. Output to the device 40.

例えば、「D」ポジションがシフトレバー48の操作により選択された場合には、図8に示す予め記憶された切換マップに基づいて切換制御手段50により動力伝達装置10の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段52により動力分配機構16の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段54により自動変速機20の自動変速制御が実行される。例えば、動力伝達装置10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には動力伝達装置10が例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第7速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは動力伝達装置10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には動力伝達装置10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と自動変速機20の第1速ギヤ段乃至第5速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる動力伝達装置10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御される。この「D」ポジションは動力伝達装置10の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。   For example, when the “D” position is selected by operating the shift lever 48, automatic switching control of the shift state of the power transmission device 10 is performed by the switching control means 50 based on the switching map stored in advance shown in FIG. Then, the hybrid control means 52 executes the continuously variable transmission control of the power distribution mechanism 16, and the stepped transmission control means 54 executes the automatic transmission control of the automatic transmission 20. For example, when the power transmission device 10 is switched to the stepped speed change state, the power transmission device 10 is automatically controlled in a range from the first gear to the seventh gear as shown in FIG. Alternatively, when the power transmission device 10 is switched to the continuously variable transmission state, the power transmission device 10 performs the continuously variable transmission ratio width of the power distribution mechanism 16 and the first to fifth gears of the automatic transmission 20. Automatic shift control is performed within a change range of the total speed ratio γT that can be shifted of the power transmission device 10 obtained by each gear stage that is automatically controlled in the gear range. This “D” position is also a shift position for selecting an automatic shift traveling mode (automatic mode) which is a control mode in which automatic shift control of the power transmission device 10 is executed.

「M」ポジションがシフトレバー48の操作により選択された場合には、変速レンジの最高速側変速段或いは変速比を越えないように、切換制御手段50、ハイブリッド制御手段52、および有段変速制御手段54により動力伝達装置10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、動力伝達装置10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には各変速レンジで動力伝達装置10が変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御され、或いは動力伝達装置10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には動力伝達装置10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた自動変速機20の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる動力伝達装置10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。この「M」ポジションは動力伝達装置10の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。   When the “M” position is selected by operating the shift lever 48, the switching control means 50, the hybrid control means 52, and the stepped speed change control are performed so as not to exceed the highest speed side gear position or speed ratio of the speed change range. Automatic shift control is performed by means 54 within a range of a total transmission ratio γT that can be shifted in each shift range of the power transmission device 10. For example, when the power transmission device 10 is switched to the stepped speed change state, the automatic transmission control is performed within the range of the total gear ratio γT at which the power transmission device 10 can shift in each gear range, or the power transmission device 10 is not used. During continuously variable speed driving that can be switched to the stepped speed change state, the power transmission device 10 automatically shifts within the range of the stepless speed ratio range of the power distribution mechanism 16 and the shift speed range of the automatic transmission 20 according to each speed range. Automatic shift control is performed within the range of the total gear ratio γT that can be shifted in each shift range of the power transmission device 10 obtained by each gear stage to be controlled. The “M” position is also a shift position for selecting a manual shift traveling mode (manual mode) which is a control mode in which manual shift control of the power transmission device 10 is executed.

上述のように、本実施例の動力伝達装置10によれば、エンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18へ分配する動力分配機構16が設けられるとともに、その伝達部材18と駆動輪38との間に第2電動機M2および自動変速機(有段式変速機構)20が設けられ、動力分配機構16を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と少なくとも高低2段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置10を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、中間変速段が得られるように動力分配機構16の定変速比を切り換えることにより、中間変速段の数を多くすることができるので、変速比変化幅が広く(ワイドレンジで)変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。また、中間変速段を作る際に、有段および無段変速状態を切り換える動力分配機構16を兼用して使用するため、部品点数を増加することなく小型化された多段変速機を構成することができる。   As described above, according to the power transmission device 10 of the present embodiment, the power distribution mechanism 16 that distributes the output of the engine 8 to the first electric motor M1 and the transmission member 18 is provided, and the transmission member 18 and the drive wheels 38 are provided. A second electric motor M2 and an automatic transmission (stepped transmission mechanism) 20 are provided between them, and a differential state in which the power distribution mechanism 16 can operate as an electric continuously variable transmission and at least two steps of high and low speeds. When the vehicle power transmission device 10 that is selectively switched to a constant speed state operable as a machine is operated as a stepped automatic transmission, the power distribution is performed so that an intermediate speed stage can be obtained. By switching the constant gear ratio of the mechanism 16, the number of intermediate gears can be increased, so that a cross ratio in which the gear ratio variation range is wide (in a wide range) and the gear ratios are close to each other can be obtained.In addition, since the power distribution mechanism 16 that switches between the stepped and continuously variable transmission states is used when the intermediate gear stage is created, a multi-stage transmission that is downsized can be configured without increasing the number of parts. it can.

また、本実施例によれば、電気式差動状態において第1電動機M1の運転状態が制御されることにより、動力分配機構16を無段変速機構として作動させることで、変速比を連続的に変化させることが可能となり、好適な変速比で車両を走行させることができる。   Further, according to the present embodiment, the operation state of the first electric motor M1 is controlled in the electric differential state, whereby the power distribution mechanism 16 is operated as a continuously variable transmission mechanism, thereby continuously changing the gear ratio. The vehicle can be driven at a suitable gear ratio.

また、本実施例によれば、動力分配機構16は、車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて作動形態が無段変速状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることで、効率的な有段および無段変速状態の切換えが可能となり、燃費を向上させることができる。   Further, according to the present embodiment, the power distribution mechanism 16 is selectively switched between the continuously variable transmission state and the stepped transmission state based on the driving power or driving torque required for the vehicle, It is possible to efficiently switch between stepped and continuously variable transmission states, and fuel efficiency can be improved.

また、本実施例によれば、動力分配機構16を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに動力分配機構16の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、自動変速機20の変速段と合わせて少なくとも6つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置10の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。   Further, according to this embodiment, when the power distribution mechanism 16 is operated at a constant speed ratio, the constant speed ratio is switched so that at least one intermediate speed is obtained, and the constant speed shift of the power distribution mechanism 16 is further performed. By obtaining a speed increasing stage by setting the ratio to the high speed side, it is possible to achieve at least 6 speeds in combination with the speed changing stage of the automatic transmission 20, so that the power transmission device 10 can be multi-staged while suppressing an increase in size. Is possible.

また、本実施例によれば、動力分配機構16を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに動力分配機構16の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、自動変速機20の変速段と合わせて少なくとも6つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置10の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。   Further, according to this embodiment, when the power distribution mechanism 16 is operated at a constant speed ratio, the constant speed ratio is switched so that at least one intermediate speed is obtained, and the constant speed shift of the power distribution mechanism 16 is further performed. By obtaining a speed increasing stage by setting the ratio to the high speed side, it is possible to achieve at least 6 speeds in combination with the speed changing stage of the automatic transmission 20, so that the power transmission device 10 can be multi-staged while suppressing an increase in size. Is possible.

また、本実施例によれば、動力分配機構16を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに動力分配機構16と自動変速機20のいずれか一方を増速段にすることで第1の増速段を得、両方を増速段にすることで第2の増速段を得ることで、自動変速機20の変速段と合わせて少なくとも7つの変速段を為すことが可能なため、動力伝達装置10の大型化を抑制しつつ多段化が可能となる。   Further, according to this embodiment, when the power distribution mechanism 16 is operated at a constant speed ratio, the constant speed ratio is switched so that at least one intermediate speed is obtained, and the power distribution mechanism 16 and the automatic speed change mechanism are further changed. The first speed-up stage is obtained by setting one of the gears 20 as the speed-up stage, and the second speed-up stage is obtained by setting both of the speed-up stages as the speed-up stage. Therefore, it is possible to increase the number of shift stages while suppressing an increase in size of the power transmission device 10.

また、前述の実施例の動力伝達装置10によれば、動力分配機構16を有段式の自動変速機として作動させた場合には、6つの摩擦係合要素によって6速或いは7速の変速段が得られるので、比較的構成が簡単となる。   Further, according to the power transmission device 10 of the above-described embodiment, when the power distribution mechanism 16 is operated as a stepped automatic transmission, a six-speed or seven-speed gear stage is provided by six friction engagement elements. Therefore, the configuration is relatively simple.

また、前述の実施例の動力伝達装置10によれば、後進変速の際には、動力分配機構16から入力される伝達部材18の回転を自動変速機20によって逆転させることで後進変速段が得られるので、比較的構成が容易となる。   Further, according to the power transmission device 10 of the above-described embodiment, at the time of reverse shift, the reverse shift stage is obtained by reversing the rotation of the transmission member 18 input from the power distribution mechanism 16 by the automatic transmission 20. Therefore, the configuration is relatively easy.

また、前述の実施例の動力伝達装置10によれば、動力分配機構16が1つの遊星歯車装置によって構成されるので、動力分配機構16の軸方向寸法が小さくなるとともに簡単に構成される。遊星歯車装置は、シングルピニオン型の遊星歯車装置によって構成されるため、一層小型化されるとともに簡単に構成される。   Further, according to the power transmission device 10 of the above-described embodiment, since the power distribution mechanism 16 is configured by one planetary gear device, the axial dimension of the power distribution mechanism 16 is reduced and the configuration is simplified. Since the planetary gear device is configured by a single pinion type planetary gear device, the planetary gear device is further downsized and easily configured.

また、前述の実施例の動力伝達装置10によれば、第2電動機M2によって動力分配機構16の伝達部材18を逆転させて後進ギヤ段を成立させることで、自動変速機20において後進回転を形成するためのブレーキ要素等を省略することもでき、自動変速機20をさらに簡略化することができる。   Further, according to the power transmission device 10 of the above-described embodiment, the reverse rotation is formed in the automatic transmission 20 by establishing the reverse gear stage by reversing the transmission member 18 of the power distribution mechanism 16 by the second electric motor M2. Therefore, the brake element and the like can be omitted, and the automatic transmission 20 can be further simplified.

また、前述の実施例の動力伝達装置10によれば、自動変速機20は、3つの遊星歯車装置によって有段変速機構が構成され、有段変速可能な動力分配機構16と組み合わせることにより少数の遊星歯車装置によって複数の変速段が得られる。   Further, according to the power transmission device 10 of the above-described embodiment, the automatic transmission 20 has a stepped transmission mechanism constituted by three planetary gear devices, and is combined with a power distribution mechanism 16 capable of stepped transmission to reduce the number of steps. A plurality of shift stages can be obtained by the planetary gear device.

また、前述の実施例の動力伝達装置10によれば、第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間のギヤ比ステップは、他のギヤ段間の変速比ステップに比べて大きくとることができ、発進加速時の伸び感と小刻みでリズミカルなアップシフトを両立させることができる。   Further, according to the power transmission device 10 of the above-described embodiment, the gear ratio step between the first gear and the second gear is larger than the gear ratio step between the other gears. It is possible to achieve both a sense of growth during acceleration and a rhythmical upshift in small increments.

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図10は本発明の他の実施例における動力伝達装置80の構成を説明する骨子図である。本実施例の動力伝達装置80は、前記図1の動力伝達装置10を軸心方向の寸法が短縮されたFF(フロントエンジン・フロントドライブ)駆動方式に適した配置となるように、前述の動力伝達装置10を構成する動力分配機構16、自動変速機20、および差動歯車装置36を、互いに平行な第1軸心RC1、第2軸心RC2、および第3軸心RC3上にそれぞれ配置替えしたものであり、図1の伝達部材18がカウンタギヤ対CGに替えられただけであるので、その動力伝達装置80の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、およびその動力伝達装置80の変速作動を説明する共線図は、図2および図3に示すものと同様である。また、遊星歯車装置24、26、28および30のギヤ比ρ0、ρ1、ρ2、ρ3の値、各ギヤ段の変速比の値も、図2および図3に示す動力伝達装置10と同様である。   FIG. 10 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a power transmission device 80 according to another embodiment of the present invention. The power transmission device 80 of the present embodiment has the above-described power transmission so that the power transmission device 10 of FIG. 1 is arranged in a suitable manner for an FF (front engine / front drive) driving system in which the axial dimension is shortened. The power distribution mechanism 16, the automatic transmission 20, and the differential gear device 36 constituting the transmission device 10 are respectively rearranged on the first axis RC1, the second axis RC2, and the third axis RC3 that are parallel to each other. Since the transmission member 18 in FIG. 1 is merely replaced with the counter gear pair CG, the relationship between the gear position of the power transmission device 80 and the engagement combination of the hydraulic friction engagement device is shown. The alignment chart for explaining the engagement table and the speed change operation of the power transmission device 80 is the same as that shown in FIGS. Further, the gear ratios ρ0, ρ1, ρ2, and ρ3 of the planetary gear devices 24, 26, 28, and 30 and the gear ratio values of the respective gear stages are the same as those of the power transmission device 10 shown in FIGS. .

図10においては、動力伝達装置80の動力分配機構16、自動変速機20、差動歯車装置36が互いに平行な第1軸心RC1、第2軸心RC2、第3軸心RC3上にそれぞれ配置され、カウンタギヤ対CGも、第1軸心RC1上に動力分配機構16と同心に回転可能に配設されてリングギヤR0に連結されるカウンタドライブギヤCG1と、第2軸心RC2上に自動変速機20と同心に回転可能に配設されて第1クラッチC1乃至第3クラッチC3を介して自動変速機20に連結されるカウンタドリブンギヤCG2とを備え、カウンタドライブギヤCG1とカウンタドリブンギヤCG2とが常時噛み合わされた一対の部材としてのギヤ対によって構成されている。   In FIG. 10, the power distribution mechanism 16, the automatic transmission 20, and the differential gear device 36 of the power transmission device 80 are respectively arranged on the first axial center RC 1, the second axial center RC 2, and the third axial center RC 3. The counter gear pair CG is also arranged on the first axis RC1 so as to be rotatable concentrically with the power distribution mechanism 16 and connected to the ring gear R0, and the counter gear CG is automatically shifted on the second axis RC2. A counter driven gear CG2 that is rotatably disposed concentrically with the machine 20 and is connected to the automatic transmission 20 via the first clutch C1 to the third clutch C3. The counter drive gear CG1 and the counter driven gear CG2 are always provided. It is comprised by the gear pair as a pair of mesh | engaged member.

本実施例の動力伝達装置80において、カウンタギヤ対CGは、動力分配機構16に対してエンジン8の反対側の位置に動力分配機構16に隣接して配設されている。言い換えれば、動力分配機構16は、エンジン8とカウンタギヤ対CGとの間に位置するように配設されている。第2電動機M2は、動力分配装置16とカウンタギヤ対CGとの間に位置するようにカウンタギヤ対CGに隣接して第1軸心RC1上に配設され、カウンタドライブギヤCG1に連結されている。デフドライブギヤ32は自動変速機20に対してカウンタギヤ対CGの反対側すなわちエンジン側の位置に配設されている。言い換えれば、自動変速機20は、カウンタギヤ対CGとデフドライブギヤ32(エンジン8)との間に位置するようにカウンタギヤ対CGに隣接して配設されている。カウンタギヤ対CGからデフドライブギヤ32に向かって順に、第1遊星歯車装置26および第2遊星歯車装置28が配置されている。第1クラッチC1は、カウンタギヤ対CGと第1遊星歯車装置26との間に位置するように配設され、第2クラッチC2および第3クラッチC3は、第3遊星歯車装置30とデフドライブギヤ32との間に位置するように配設されている。   In the power transmission device 80 of the present embodiment, the counter gear pair CG is disposed adjacent to the power distribution mechanism 16 at a position opposite to the engine 8 with respect to the power distribution mechanism 16. In other words, the power distribution mechanism 16 is disposed so as to be positioned between the engine 8 and the counter gear pair CG. The second electric motor M2 is disposed on the first axis RC1 adjacent to the counter gear pair CG so as to be positioned between the power distribution device 16 and the counter gear pair CG, and is connected to the counter drive gear CG1. Yes. The differential drive gear 32 is disposed on the opposite side of the counter gear pair CG with respect to the automatic transmission 20, that is, on the engine side. In other words, the automatic transmission 20 is disposed adjacent to the counter gear pair CG so as to be positioned between the counter gear pair CG and the differential drive gear 32 (engine 8). A first planetary gear device 26 and a second planetary gear device 28 are arranged in order from the counter gear pair CG toward the differential drive gear 32. The first clutch C1 is disposed so as to be positioned between the counter gear pair CG and the first planetary gear unit 26, and the second clutch C2 and the third clutch C3 include the third planetary gear unit 30 and the differential drive gear. 32 to be located between.

したがって、本実施例の動力伝達装置80においても、図1乃至図9の実施例と同様に、エンジン8の出力を第1電動機M1およびカウンタギヤ対CGへ分配する動力分配機構16が設けられるとともに、その動力分配機構16と駆動輪38との間に第2電動機M2および自動変速機(有段式変速機構)20が設けられ、動力分配機構16を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と2段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切り換えるようにした車両の動力伝達装置80を、有段式の自動変速機として作動させた場合には、6速の変速段が得られるので、前述の図1乃至図3の実施例と同様に、変速比変化幅が広く(ワイドレンジで)変速比が相互に接近しているクロスレシオが得られる。また、中間変速段を成立させる際に、有段および無段変速状態を切り換える動力分配機構16を兼用して使用するため、部品点数を増加することなく小型化された多段変速機を構成することができる。   Accordingly, in the power transmission device 80 of the present embodiment, as in the embodiments of FIGS. 1 to 9, the power distribution mechanism 16 that distributes the output of the engine 8 to the first electric motor M1 and the counter gear pair CG is provided. A second electric motor M2 and an automatic transmission (stepped transmission mechanism) 20 are provided between the power distribution mechanism 16 and the drive wheel 38, and the power distribution mechanism 16 can operate as an electric continuously variable transmission. When the vehicle power transmission device 80, which is selectively switched between the differential state and the constant transmission state operable as a two-stage transmission, is operated as a stepped automatic transmission, Thus, as in the above-described embodiments of FIGS. 1 to 3, a cross ratio having a wide speed ratio change range (in a wide range) where the speed ratios are close to each other can be obtained. In addition, when the intermediate shift stage is established, the power distribution mechanism 16 that switches between the stepped and continuously variable transmission states is also used, so that a compact multi-stage transmission can be configured without increasing the number of parts. Can do.

また、本実施例によれば、図1の動力伝達装置10と比較して同一の軸心上に動力分配機構16と自動変速機20とが配設されていないので、動力伝達装置80の軸心方向の寸法がより短縮される。よって、一般的に動力伝達装置の軸心方向の寸法が車幅で制約されるFF車両用やRR車両用に横置き可能すなわち第1軸心RC1および第2軸心RC2が車幅方向と平行に搭載可能な動力伝達装置として好適に用いられ得る。また、動力分配機構16および自動変速機20がエンジン8(デフドライブギヤ32)とカウンタギヤ対CGとの間に配設されているので、動力伝達装置80の軸心方向の寸法が一層短縮される。さらに、第2電動機M2が第1軸心RC1上に配設されているので、第2軸心RC2の軸心方向の寸法が短縮される。   Further, according to the present embodiment, the power distribution mechanism 16 and the automatic transmission 20 are not arranged on the same shaft center as compared with the power transmission device 10 of FIG. The dimension in the center direction is further shortened. Therefore, it can be placed horizontally for FF vehicles and RR vehicles in which the axial dimension of the power transmission device is generally restricted by the vehicle width, that is, the first axis RC1 and the second axis RC2 are parallel to the vehicle width direction. It can be suitably used as a power transmission device that can be mounted on the vehicle. In addition, since the power distribution mechanism 16 and the automatic transmission 20 are disposed between the engine 8 (the differential drive gear 32) and the counter gear pair CG, the axial dimension of the power transmission device 80 is further shortened. The Further, since the second electric motor M2 is disposed on the first axis RC1, the dimension in the axial direction of the second axis RC2 is shortened.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.

例えば、前述の実施例の動力伝達装置10、80は、動力分配機構16が差動状態と非差動状態とに切り換えられることで電気的な無段変速機としての機能する無段変速状態と有段変速機として機能する有段変速状態とに切り換え可能に構成されていたが、無段変速状態と有段変速状態との切換えは動力分配機構16の差動状態と非差動状態との切換えにおける一態様であり、例えば動力分配機構16が差動状態であっても動力分配機構16の変速比を連続的ではなく変速範囲の一部或いは全領域において段階的に変化させて有段変速機として機能させてもよい。言い換えれば、動力伝達装置10、80(動力分配機構16)の差動状態/非差動状態と、無段変速状態/有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、動力伝達装置10、80は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成される必要はなく、動力伝達装置10、80(動力分配機構16)が差動状態と非差動状態とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。   For example, in the power transmission devices 10 and 80 of the above-described embodiments, the power distribution mechanism 16 is switched between a differential state and a non-differential state, and thereby a continuously variable transmission state that functions as an electrical continuously variable transmission. Although it was configured to be able to switch to a stepped transmission state that functions as a stepped transmission, switching between the continuously variable transmission state and the stepped transmission state is performed between the differential state and the non-differential state of the power distribution mechanism 16. For example, even if the power distribution mechanism 16 is in a differential state, the gear ratio of the power distribution mechanism 16 is not continuous but is changed stepwise in a part or all of the speed range. You may make it function as a machine. In other words, the differential state / non-differential state of the power transmission devices 10 and 80 (power distribution mechanism 16) and the continuously variable transmission state / stepped transmission state are not necessarily in a one-to-one relationship. The transmission devices 10 and 80 are not necessarily configured to be switchable between a continuously variable transmission state and a stepped transmission state, and the power transmission devices 10 and 80 (power distribution mechanism 16) are in a differential state and a non-differential state. The present invention can be applied if it is configured to be switchable.

また、前述の実施例の動力分配機構16では、キャリヤCA0がエンジン8に連結され、サンギヤS0が第1電動機M1に連結され、リングギヤR0が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA0、S0、R0のうちのいずれと連結されていても差し支えない。   In the power distribution mechanism 16 of the above-described embodiment, the carrier CA0 is connected to the engine 8, the sun gear S0 is connected to the first electric motor M1, and the ring gear R0 is connected to the transmission member 18. Is not necessarily limited thereto, and the engine 8, the first electric motor M1, and the transmission member 18 may be connected to any of the three elements CA0, S0, and R0 of the first planetary gear unit 24. .

また、前述の実施例の動力伝達装置10、80では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。   In the power transmission devices 10 and 80 according to the above-described embodiments, the engine 8 is directly connected to the input shaft 14, but may be operatively connected through, for example, a gear, a belt, etc. There is no need to be placed on top.

また、前述の動力分配機構16には切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられていたが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0は必ずしも両方備えられる必要はなく、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の一方のみが備えられていてもよい。また、上記切換クラッチC0は、サンギヤS0とキャリヤCA0とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS0とリングギヤR0との間や、キャリヤCA0とリングギヤR0との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。   The power distribution mechanism 16 includes the switching clutch C0 and the switching brake B0. However, both the switching clutch C0 and the switching brake B0 are not necessarily provided, and only one of the switching clutch C0 and the switching brake B0 is provided. May be provided. The switching clutch C0 selectively connects the sun gear S0 and the carrier CA0, but selectively connects the sun gear S0 and the ring gear R0 or between the carrier CA0 and the ring gear R0. It may be a thing. In short, what is necessary is just to connect any two of the three elements of the first planetary gear unit 24 to each other.

また、前述の実施例の動力伝達装置10、80では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。   In the power transmission devices 10 and 80 of the above-described embodiments, the hydraulic friction engagement devices such as the switching clutch C0 and the switching brake B0 are magnetic powder types such as a powder (magnetic powder) clutch, an electromagnetic clutch, and a meshing type dog clutch. You may be comprised from the electromagnetic type and the mechanical engagement apparatus.

また、前述の実施例の動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および第2電動機M2に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。   In the power distribution mechanism 16 of the above-described embodiment, for example, a differential in which a pinion rotated by an engine and a pair of bevel gears meshing with the pinion are operatively connected to the first electric motor M1 and the second electric motor M2. It may be a gear device.

また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組のシングルピニオン式遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、定変速状態では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。   In addition, the power distribution mechanism 16 of the above-described embodiment is composed of one set of single pinion type planetary gear devices, but is composed of two or more planetary gear devices, and in a constant transmission state, the transmission is three or more stages. It may function as.

また、前述の実施例の動力伝達装置10、80では、一貫して動力分配機構16の定変速比がブレーキB0の係合によって高速側に切り換えられることにより2速或いは3速段の中間変速段が形成されて合計7速の変速段とされているが、たとえば第7速ギヤ段を採用せず合計6速段とするなど、自由に変速段を選択して実施することができる。   Further, in the power transmission devices 10 and 80 of the above-described embodiments, the constant speed ratio of the power distribution mechanism 16 is consistently switched to the high speed side by the engagement of the brake B0, so that the intermediate speed stage of the second speed or the third speed stage is achieved. Is formed to provide a total of seven speeds. However, for example, the seventh speed gear is not employed and the total of the sixth speed is selected.

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。   The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.

本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を声明する骨子図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a skeleton diagram that states a configuration of a power transmission device for a hybrid vehicle that is an embodiment of the present invention. 図1の実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。FIG. 2 is an operation chart for explaining a relationship between a speed change operation and a combination of operations of a hydraulic friction engagement device used in the case where the power transmission device of the hybrid vehicle of the embodiment of FIG. . 図1の実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。FIG. 2 is a collinear diagram illustrating relative rotational speeds of gear stages when the power transmission device of the hybrid vehicle of the embodiment of FIG. 無段変速状態に切換えられたときの動力分配機構の状態の一例を表している図であって、図3の共線図の動力分配機構部分に相当する図である。It is a figure showing an example of the state of the power distribution mechanism when it switches to a continuously variable transmission state, Comprising: It is a figure equivalent to the power distribution mechanism part of the alignment chart of FIG. 切換クラッチC0の係合により有段変速状態に切換えられたときの動力分配機構16の状態を表している図であって、図3の共線図の動力分配機構部分に相当する図である。It is a figure showing the state of the power distribution mechanism 16 when it switches to the stepped transmission state by engagement of the switching clutch C0, Comprising: It is a figure equivalent to the power distribution mechanism part of the nomograph of FIG. 図1の実施例の動力伝達装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。It is a figure explaining the input-output signal of the electronic controller provided in the power transmission device of the Example of FIG. 図6の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。It is a functional block diagram explaining the principal part of the control action of the electronic controller of FIG. 図7の切換制御手段において、無段制御領域と有段制御領域との切換制御に用いられる予め記憶された関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship memorize | stored beforehand used for switching control of a continuously variable control area | region and a stepped control area | region in the switching control means of FIG. シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。It is an example of the shift operation apparatus operated in order to select multiple types of shift positions provided with the shift lever. 本発明の他の実施例における動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。It is a skeleton diagram explaining the composition of the power transmission device in other examples of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、80:動力伝達装置 12:トランスミッションケース(非回転部材) 16:動力分配機構 18:伝達部材 20:自動変速機(有段式変速機構) 22:出力軸(有段式変速機構の出力部材) 24:遊星歯車装置 26:第1遊星歯車装置 28:第2遊星歯車装置 30:第3遊星歯車装置 38:駆動輪 M1:第1電動機 M2:第2電動機   10, 80: Power transmission device 12: Transmission case (non-rotating member) 16: Power distribution mechanism 18: Transmission member 20: Automatic transmission (stepped transmission mechanism) 22: Output shaft (output member of stepped transmission mechanism) 24: Planetary gear unit 26: First planetary gear unit 28: Second planetary gear unit 30: Third planetary gear unit 38: Drive wheel M1: First motor M2: Second motor

Claims (18)

エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第2電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、
前記動力分配機構は、2以上の定変速比が機械的に定まる2以上の有段変速を実行可能であり、
前記有段式変速機構は少なくとも3つの遊星歯車装置から成り、
該少なくとも3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、該5つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上において該5つの回転要素を一端から他端に向かって順番に、第1、第2、第3、第4、第5回転要素としたとき、
前記第4回転要素は前記有段式変速機構の出力部材に連結され、前記第1、第3、第5回転要素はそれぞれ第2、第3、第1クラッチ要素を介して前記動力分配機構の伝達部材に選択的に連結され、前記第1、第2、第3回転要素はそれぞれ第1、第2、第3ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結されており、前記第1、第2、第3クラッチ要素および前記第1、第2、第3ブレーキ要素が選択的に係合されることにより5つの変速比を得ることが可能とされることを特徴とする車両の動力伝達装置。
A power transmission mechanism for a vehicle in which a power distribution mechanism that distributes engine output to the first motor and the transmission member is provided, and a second motor and a stepped transmission mechanism are provided between the transmission member and the drive wheels. In
The power distribution mechanism is capable of executing two or more stepped shifts in which a constant gear ratio of two or more is mechanically determined;
The stepped transmission mechanism comprises at least three planetary gear units,
A part of each element of the at least three planetary gear units is connected to each other to form five rotating elements, and the rotational speed of the five rotating elements can be represented on a collinear chart that can be expressed on a straight line. When the five rotating elements are set as the first, second, third, fourth, and fifth rotating elements in order from one end to the other end,
The fourth rotation element is connected to an output member of the stepped transmission mechanism, and the first, third, and fifth rotation elements are respectively connected to the power distribution mechanism via second, third, and first clutch elements. The first, second, and third rotating elements are selectively connected to a non-rotating member via first, second, and third brakes, respectively, and are selectively connected to a transmission member. Power transmission for a vehicle characterized in that five gear ratios can be obtained by selectively engaging the second and third clutch elements and the first, second and third brake elements. apparatus.
前記動力分配機構は、有段変速させられることにより前記有段式変速機構で達成される変速段の中間変速段を1つ以上達成することを特徴とし、前記動力分配機構を少なくとも2段の変速機として作動させた場合において、前記中間変速段が得られるように前記定変速比を切り換えることにより、該中間変速段を含む複数の変速段を達成するようにしたことを特徴とする請求項1の車両の動力伝達装置。   The power distribution mechanism achieves at least one intermediate shift stage of the shift stage achieved by the stepped transmission mechanism by being stepped, and the power distribution mechanism has at least two speed changes. 2. A plurality of shift speeds including the intermediate shift speed are achieved by switching the constant speed ratio so that the intermediate shift speed is obtained when operated as a machine. Vehicle power transmission device. 前記動力分配機構を前記有段変速状態と、前記第1電動機の運転状態が制御されることにより、前記動力分配機構の入力軸回転数と出力軸回転数の差動状態が電気的に制御される電気式差動状態とを切り換える切換装置を有し、該切換装置を用いて有段変速状態における有段変速を為すことを特徴とする請求項1または2の車両の動力伝達装置。   The power distribution mechanism is electrically controlled to control the differential state between the input shaft rotation speed and the output shaft rotation speed of the power distribution mechanism by controlling the stepped speed change state and the operating state of the first electric motor. The vehicle power transmission device according to claim 1 or 2, further comprising a switching device that switches between an electric differential state and a stepped gear shift in a stepped gear shifting state using the switching device. 前記動力分配機構は、電気式差動状態において前記第1電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動することを特徴とする請求項3の車両の動力伝達装置。   4. The vehicle power transmission device according to claim 3, wherein the power distribution mechanism operates as a continuously variable transmission mechanism by controlling an operating state of the first electric motor in an electric differential state. 前記動力分配機構は、前記車両に要求される駆動パワーもしくは駆動トルクに基づいて電気式差動状態と有段変速状態とに選択的に切り換えられることを特徴とする請求項3または4の車両の動力伝達装置。   5. The vehicle according to claim 3, wherein the power distribution mechanism is selectively switched between an electric differential state and a stepped shift state based on drive power or drive torque required for the vehicle. Power transmission device. 前記動力分配機構の定変速比を高速側に切り換えることにより変速比が最も小さな最高変速段を形成するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置。   5. The power transmission device for a vehicle according to claim 1, wherein a maximum gear position having a smallest gear ratio is formed by switching a constant gear ratio of the power distribution mechanism to a high speed side. 前記有段式変速機構は3つの遊星歯車装置から成り、該3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構の定変速比を高速側にして増速段を得ることで、少なくとも6つの変速段を為すことが可能な請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置。   The stepped transmission mechanism is composed of three planetary gear devices, and part of each element of the three planetary gear devices is connected to each other to form five rotating elements. In this case, the constant speed ratio is switched so that at least one intermediate speed is obtained, and the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side to obtain the speed increasing speed, so that at least six speeds are obtained. The power transmission device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a gear stage can be set. 前記有段式変速機構は3つの遊星歯車装置からなり、該3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記有段式変速機構において増速段を得ることで少なくとも6つの変速段を為すことが可能な請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置。   The stepped transmission mechanism is composed of three planetary gear units, and part of each element of the three planetary gear units is connected to each other to form five rotating elements. When operating with, it is possible to change the constant gear ratio so that at least one intermediate gear stage is obtained, and to obtain at least six gear stages by obtaining the speed increasing stage in the stepped transmission mechanism. The power transmission device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4. 前記有段式変速機構は3つの遊星歯車装置からなり、該3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、前記動力分配機構を定変速比で作動させた場合において、少なくとも1つの中間変速段が得られるようにその定変速比を切換え、さらに前記動力分配機構と有段変速機構のいずれか一方を増速段にすることで第1の増速段を得、両方を増速段にすることで第2の増速段を得ることで、少なくとも7つの変速段を為すことが可能な請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置。   The stepped transmission mechanism is composed of three planetary gear units, and part of each element of the three planetary gear units is connected to each other to form five rotating elements. In the case where the first gear is operated, the constant gear ratio is switched so that at least one intermediate gear stage is obtained, and one of the power distribution mechanism and the stepped gear mechanism is set to the speed increasing stage. The power transmission of the vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein at least seven speeds can be achieved by obtaining the second speed-up stage by obtaining the speed-up stage and changing both to the speed-up stage. apparatus. 前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第1クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第1クラッチ要素、第2クラッチ要素、および第3クラッチ要素のうちのいずれか2係合要素を係合することにより、または、前記動力分配機構の定変速比を高速側とするとともに前記第3クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより、中間変速段を形成するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4または請求項6乃至9のいずれかの車両の動力伝達装置。   The constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side and the first clutch element and the first brake element are engaged, or the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side and the first speed ratio is set. By engaging any two engagement elements of the clutch element, the second clutch element, and the third clutch element, or setting the constant speed ratio of the power distribution mechanism to the high speed side and the third clutch element The vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 4, or 6 to 9, wherein an intermediate shift stage is formed by engaging the first brake element. 前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第3ブレーキ要素を係合することで第1変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第2ブレーキ要素を係合することにより前記第1変速段よりも変速比の小さな第2変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第2変速段よりも変速比の小さな第3変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第1クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第3変速段よりも変速比の小さな第4変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第1クラッチ要素、第2クラッチ要素、第3クラッチ要素のうちのいずれか2要素を係合することで前記第4変速段よりも変速比の小さな第5変速段を形成し、前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第1クラッチ要素、第2クラッチ要素、第3クラッチ要素のうちのいずれか2要素を係合する、或いは前記動力分配機構の定変速比を低速側にするとともに前記第3クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第5変速段よりも変速比の小さな第6変速段を形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの車両の動力伝達装置。   The constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the low speed side and the first gear stage is formed by engaging the first clutch element and the third brake element, and the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the low speed side. At the same time, by engaging the first clutch element and the second brake element, a second gear stage having a smaller gear ratio than the first gear stage is formed, and the constant gear ratio of the power distribution mechanism is set to the low speed side. In addition, by engaging the first clutch element and the first brake element, a third gear stage having a smaller gear ratio than the second gear stage is formed, and the constant gear ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side. By engaging the first clutch element and the first brake element, a fourth gear stage having a smaller gear ratio than the third gear stage is formed, and the constant gear ratio of the power distribution mechanism is set to the low speed side. By engaging any one of the first clutch element, the second clutch element, and the third clutch element, a fifth shift stage having a smaller gear ratio than the fourth shift stage is formed, and the power distribution The constant speed ratio of the mechanism is set to the high speed side and any two of the first clutch element, the second clutch element, and the third clutch element are engaged, or the constant speed ratio of the power distribution mechanism is set to the low speed side. And a sixth gear having a smaller gear ratio than the fifth gear is formed by engaging the third clutch element and the first brake element. Vehicle power transmission device. 前記動力分配機構の定変速比を高速側にするとともに前記第3クラッチ要素および第1ブレーキ要素を係合することにより前記第6変速段よりも変速比の小さな第7変速段を形成することを特徴とする請求項11の車両の動力伝達装置。   The constant gear ratio of the power distribution mechanism is set to the high speed side and the seventh gear stage having a smaller gear ratio than the sixth gear stage is formed by engaging the third clutch element and the first brake element. The power transmission device for a vehicle according to claim 11, wherein the power transmission device is a vehicle. 前記第2クラッチ要素と、第2ブレーキ要素および第3ブレーキ要素のうちのいずれかのブレーキ要素とを係合することにより後進変速段を形成することを特徴とする請求項11または12の車両の動力伝達装置。   The vehicle according to claim 11 or 12, wherein a reverse shift stage is formed by engaging the second clutch element with any one of the second brake element and the third brake element. Power transmission device. 前記動力分配機構は遊星歯車装置から成り、該遊星歯車装置において、キャリヤがエンジンの出力を入力する部材に連結され、サンギヤが第1電動機に連結され、リングギヤが前記動力分配機構の伝達部材に連結され、且つ、前記サンギヤはブレーキ要素を介して選択的に非回転部材に連結されるとともにクラッチ要素を介して前記キャリヤに選択的に連結されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかの車両の動力伝達装置。   The power distribution mechanism is composed of a planetary gear device, in which the carrier is connected to a member for inputting engine output, the sun gear is connected to the first electric motor, and the ring gear is connected to the transmission member of the power distribution mechanism. The sun gear is selectively connected to a non-rotating member via a brake element and selectively connected to the carrier via a clutch element. Power transmission device for such a vehicle. 前記動力分配機構機構によって前記伝達部材を逆転させた状態で、前記第1クラッチ要素と、前記第1ブレーキ要素、第2ブレーキ要素、および第3ブレーキ要素のうちのいずれか1つのブレーキ要素とを選択的に係合することにより後進変速段を形成することを特徴とする請求項14の車両の動力伝達装置。   The first clutch element and any one of the first brake element, the second brake element, and the third brake element with the transmission member reversed by the power distribution mechanism mechanism 15. The vehicle power transmission device according to claim 14, wherein a reverse gear stage is formed by selective engagement. 前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置から成り、前記第1回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のリングギヤ、前記第2遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第3遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第2回転要素は前記第1遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第3回転要素は互いに連結された前記第2遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第3遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第4回転要素は前記第3遊星歯車装置のリングギヤであり、前記第5回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第2遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかの車両の動力伝達装置。   The stepped transmission mechanism includes a single-pinion type first planetary gear unit, a double-pinion type second planetary gear unit, and a single-pinion type third planetary gear unit, and the first rotating elements are connected to each other. A ring gear of the first planetary gear unit, a carrier of the second planetary gear unit, and a sun gear of the third planetary gear unit, and the second rotating element is a carrier of the first planetary gear unit, The third rotating element is a ring gear of the second planetary gear device and the carrier of the third planetary gear device that are connected to each other, the fourth rotating element is a ring gear of the third planetary gear device, and the fifth rotating element 16 is a sun gear of the first planetary gear device and a sun gear of the second planetary gear device, which are connected to each other. Both of the power transmission device. エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構が設けられるとともに、前記伝達部材と駆動輪との間に第2電動機および有段式変速機構が設けられている車両の動力伝達装置において、
前記有段式変速機構は、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第3遊星歯車装置から成り、
前記3つの遊星歯車装置の各要素の一部が互いに連結されることにより5つの回転要素が構成され、
第1回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のリングギヤ、前記第2遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第3遊星歯車装置のサンギヤであり、第2回転要素は前記第1遊星歯車装置のキャリヤであり、第3回転要素は互いに連結された前記第2遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第3遊星歯車装置のキャリヤであり、第4回転要素は前記第3遊星歯車装置のリングギヤであり、第5回転要素は互いに連結された前記第1遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第2遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする車両の動力伝達装置。
A power transmission mechanism for a vehicle in which a power distribution mechanism that distributes engine output to the first motor and the transmission member is provided, and a second motor and a stepped transmission mechanism are provided between the transmission member and the drive wheels. In
The stepped transmission mechanism comprises a single pinion type first planetary gear device, a double pinion type second planetary gear device, and a single pinion type third planetary gear device,
A part of each element of the three planetary gear devices is connected to each other to form five rotating elements,
The first rotating element is a ring gear of the first planetary gear device, a carrier of the second planetary gear device, and a sun gear of the third planetary gear device, which are connected to each other, and the second rotating element is the first planetary gear device. The third rotating element is a ring gear of the second planetary gear device and the carrier of the third planetary gear device, and the fourth rotating element is a ring gear of the third planetary gear device, 5. The vehicle power transmission device according to claim 5, wherein the fifth rotating element is a sun gear of the first planetary gear device and a sun gear of the second planetary gear device which are connected to each other.
前記エンジンの回転中心である第1軸心上に前記第1電動機、動力分配機構、および第2電動機が配置され、該第1軸心上に平行な第2軸心上に前記有段式変速機構が配置され、
前記伝達部材の出力は、歯車機構或いはベルト等を介して作動的に前記有段式変速機構に伝達されることを特徴とする請求項1乃至17のいずれかの車両の動力伝達装置。
The first electric motor, a power distribution mechanism, and a second electric motor are arranged on a first axis that is the rotation center of the engine, and the stepped transmission is arranged on a second axis that is parallel to the first axis. Mechanism is placed,
18. The vehicle power transmission device according to claim 1, wherein the output of the transmission member is operatively transmitted to the stepped transmission mechanism through a gear mechanism or a belt.
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