JP2002114048A - 動力伝達機構 - Google Patents

動力伝達機構

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JP2002114048A JP2000310520A JP2000310520A JP2002114048A JP 2002114048 A JP2002114048 A JP 2002114048A JP 2000310520 A JP2000310520 A JP 2000310520A JP 2000310520 A JP2000310520 A JP 2000310520A JP 2002114048 A JP2002114048 A JP 2002114048A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １個の電気モータを、駆動輪駆動用の動力源
およびエンジン始動用の動力源として兼用することがで
き、それにより製造コストを削減することができるとと
もに、エンジンによる車輪駆動時に電気モータが余分な
回転抵抗となるのを防止できることにより、燃費を向上
させることができる動力伝達機構を提供する。 【解決手段】 エンジン２および／または電気モータ３
の駆動力を駆動輪４に伝達する動力伝達機構１では、切
換用アクチュエータ３５により駆動されたモータ用シン
クロクラッチ２３が、電気モータ３の回転軸３ａとギヤ
８ａの間を接続すると、互いに噛み合うギヤ８ａ，８ｂ
を介して、電気モータ３が駆動輪４に連結され、回転軸
３ａとギヤ９ａの間を接続すると、互いに噛み合うギヤ
９ａ，９ｂ、変速機１０の入力軸１１およびクラッチ５
を介して、電気モータ３がエンジン２に連結される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンおよび／
または電気モータの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達
機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力伝達機構として、例
えば特開平１１−６９５０９号公報に記載されたものが
知られている。この動力伝達機構は、エンジンをディフ
ァレンシャルギヤに連結する多段変速機と、この多段変
速機とエンジンの間を接続・遮断するクラッチとを備え
ている。この多段変速機の出力軸には、車輪駆動用モー
タの回転軸が直結されている。この車輪駆動用モータ
は、エンジン駆動による走行中の変速時には、クラッチ
の遮断直後に多段変速機の出力軸を駆動することによっ
て、走行中に駆動力を失った感覚（以下「空走感」とい
う）が発生するのを回避するとともに、減速走行中に
は、回生動作を行う。また、エンジンのクランクシャフ
トには、電磁クラッチおよびベルト伝動機構を介して、
補機駆動用モータが接続されている。この補機駆動用モ
ータは、エンジン停止時にエアコン用コンプレッサなど
の補機を駆動するためのものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の動力伝達機
構を備えたハイブリッド車両では、少なくとも２つのモ
ータすなわち車輪駆動用モータおよび補機駆動用モータ
が必要である。これに加えて、エンジンを始動するため
のスタータモータを別個に構成すると、さらにもう１つ
の電気モータが必要であるので、その分、製造コストが
増大するとともに、車両内に搭載スペースが確保しにく
い。また、車輪駆動用モータは、その回転軸が変速機の
出力軸に直結されているので、駆動輪を駆動する際に比
較的大きなトルクが要求されるため、必然的に大型化し
てしまう。その結果、製造コストがさらに増大する。さ
らに、同じ理由により、車輪駆動用モータは、車輪駆動
中または回生動作中以外のときにはエンジンに対する余
分な回転抵抗になってしまい、その分、燃費が悪化す
る。
【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、１個の電気モータを、駆動輪駆動用の動力
源およびエンジン始動用の動力源として兼用することが
でき、それにより製造コストを削減することができると
ともに、エンジンによる車輪駆動時に電気モータが余分
な回転抵抗となるのを防止できることにより、燃費を向
上させることができる動力伝達機構を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、エンジン２および電気モー
タ３の少なくとも一方を選択的に駆動輪４に連結するこ
とにより、エンジン２および電気モータ３のの少なくと
も一方の駆動力を駆動輪４に伝達する動力伝達機構１で
あって、エンジン２に接続された入力軸１１および駆動
輪４に連結された出力軸１２を備え、入力軸１１上およ
び出力軸１２上にそれぞれ設けられた複数の変速ギヤ
（例えば実施形態における（以下、この項において同
じ）入力軸前進１〜５速ギヤ１３ａ〜１７ａ、出力軸前
進１〜５速ギヤ１３ｂ〜１７ｂ、第２〜第３後進ギヤ１
９ｂ〜１９ｃ）間の選択的な噛み合いにより、エンジン
２の駆動力を駆動輪４に伝達し、変速比を段階的に変更
可能であるとともに、入力軸１１と出力軸１２との間を
遮断可能であり、かつ入力軸１１上および出力軸１２上
に入力軸ギヤ（始動用入力軸ギヤ９ｂ、入力軸前進２速
ギヤ１４ａ、入力軸前進４速ギヤ１６ａ）および出力軸
ギヤ（駆動用出力軸ギヤ８ｂ、出力軸前進２速ギヤ１４
ｂ、出力軸前進４速ギヤ１６ｂ）をそれぞれ有する有段
の変速機１０と、電気モータ３により駆動される回転軸
３ａ上にそれぞれ設けられた第１ギヤ（駆動用回転軸ギ
ヤ８ａ）および第２ギヤ（始動用回転軸ギヤ９ａ）と、
第１ギヤと出力軸ギヤとの噛み合いにより電気モータ３
を出力軸１２に接続する出力軸接続モードと、第２ギヤ
と入力軸ギヤとの噛み合いにより電気モータ３を入力軸
１１に接続する入力軸接続モードとに、電気モータ３の
接続モードを選択的に切り換える切換機構（モータ用シ
ンクロクラッチ２３、切換用アクチュエータ３５）と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】この動力伝達機構によれば、変速機の複数
の変速ギヤ間の選択的な噛み合いにより、エンジンの駆
動力が噛み合う変速ギヤ間の変速比に応じて駆動輪に伝
達され、それにより、ハイブリッド車両を走行させる。
また、切換機構により電気モータの接続モードが出力軸
接続モードに切り換えられると、第１ギヤと出力軸ギヤ
との噛み合いにより電気モータが出力軸に接続され、そ
れにより、駆動輪に接続される。その結果、電気モータ
を駆動輪の動力源として用いることが可能になり、例え
ば走行中の変速時に電気モータで駆動輪を駆動すること
により、空走感の発生を回避することができる。さら
に、切換機構により入力軸接続モードに切り換えられる
と、第２ギヤと入力軸ギヤとの噛み合いにより、電気モ
ータが入力軸に接続され、それにより、エンジンに接続
される。その結果、エンジン停止中、出力軸と入力軸が
遮断されているときに、電気モータでエンジンを始動
し、スタータモータとして用いることができる。以上の
ように、１個の電気モータを、駆動輪駆動用の動力源お
よびエンジン始動用の動力源として兼用することが可能
になり、それにより、製造コストを削減することができ
るとともに、ハイブリッド車両内での搭載スペースの確
保が容易になる。また、電気モータは、その第１ギヤま
たは第２ギヤが変速機のギヤに噛み合っているので、こ
れらの間のギヤ比により、変速機の出力軸に直結された
従来の電気モータと比べて、より低トルクで駆動輪を駆
動でき、それにより、電気モータの小型化を図ることが
できるとともに、その分、搭載スペースの確保が容易に
なる。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
動力伝達機構１において、入力軸ギヤは、入力軸１１と
一体の入力軸一体ギヤ（入力軸前進２速ギヤ１４ａ）
と、入力軸１１に対して回転自在の入力軸アイドルギヤ
（入力軸前進４速ギヤ１６ａ）と、で構成され、出力軸
ギヤ（出力軸前進４速ギヤ１６ｂ）は、出力軸１２と一
体に構成され、切換機構は、電気モータ３の接続モード
を、第１ギヤ（駆動用回転軸ギヤ８ａ）を入力軸アイド
ルギヤ（入力軸前進４速ギヤ１６ａ）を介して出力軸ギ
ヤ（出力軸前進４速ギヤ１６ｂ）に噛み合わせることに
より出力軸接続モードに切り換え、第２ギヤ（始動用回
転軸ギヤ９ａ）を入力軸一体ギヤ（入力軸前進２速ギヤ
１４ａ）に噛み合わせることにより入力軸接続モードに
切り換えることを特徴とする。
【０００８】この動力伝達機構によれば、切換機構によ
り出力軸接続モードに切り換えられると、第１ギヤが入
力軸アイドルギヤを介して出力軸ギヤに噛み合うことに
より、電気モータによって駆動輪が駆動される。また、
入力軸接続モードでは、第２ギヤが入力軸一体ギヤに噛
み合うことにより、電気モータによってエンジンが始動
される。この場合、一般的に、変速機は、変速ギヤとし
て、入力軸および出力軸に対して回転自在のアイドルギ
ヤや一体のギヤを備えているので、そのような既存の変
速ギヤを、入力軸アイドルギヤ、入力軸一体ギヤおよび
出力軸ギヤとして利用することにより、変速ギヤ以外の
余分なギヤを付加することなく、上記の作用を得ること
ができる。また、電気モータおよびその回転軸を変速機
の各ギヤ軸に対して並列に配置できるので、入力軸など
の軸線方向の長さを全体として抑制することができ、ハ
イブリッド車両における良好な搭載性を確保できる。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
動力伝達機構１において、入力軸ギヤ（入力軸前進２速
ギヤ１４ａ）は、入力軸１１と一体に構成され、出力軸
ギヤは、出力軸１２と一体の出力軸一体ギヤ（出力軸前
進４速ギヤ１６ｂ）と、出力軸１２に対して回転自在の
出力軸アイドルギヤ（出力軸前進２速ギヤ１４ｂ）と、
で構成され、切換機構は、電気モータ３の接続モード
を、第１ギヤ（駆動用回転軸ギヤ８ａ）を出力軸一体ギ
ヤ（出力軸前進４速ギヤ１６ｂ）に噛み合わせることに
より出力軸接続モードに切り換え、第２ギヤ（始動用回
転軸ギヤ９ａ）を出力軸アイドルギヤ（出力軸前進２速
ギヤ１４ｂ）を介して入力軸ギヤ（入力軸前進２速ギヤ
１４ａ）に噛み合わせることにより入力軸接続モードに
切り換えることを特徴とする。
【００１０】この動力伝達機構によれば、出力軸接続モ
ードでは、第１ギヤが出力軸一体ギヤに噛み合うことに
より、電気モータによって駆動輪が駆動される。また、
入力軸接続モードでは、第２ギヤが出力軸アイドルギヤ
を介して入力軸ギヤに噛み合うことにより、電気モータ
によってエンジンが始動される。さらに、上記請求項２
の発明の場合と同様の理由により、余分なギヤを付加す
ることなく、上記の作用を得ることができるとともに、
入力軸などの軸線方向の長さを全体として抑制すること
ができ、ハイブリッド車両における良好な搭載性を確保
できる。
【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の動力伝達機構１において、切換機構
は、電気モータ３を出力軸１２および入力軸１１の双方
に対して遮断する遮断モードにさらに切換可能に構成さ
れていることを特徴とする。
【００１２】この動力伝達機構によれば、切換機構によ
り遮断モードに切り換えられると、電気モータが出力軸
および入力軸の双方に対して遮断されるので、エンジン
による駆動輪の駆動中に、電気モータが余分な回転抵抗
となることがない。これにより、燃費を向上させること
ができる。
【００１３】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載の動力伝達機構１において、電気モー
タ３は、回生動作可能に構成されており、変速機１０
は、入力軸１１の変速ギヤ（第２後進ギヤ１９ｂ）およ
び出力軸１２の変速ギヤ（第３後進ギヤ１９ｃ）に同時
に噛み合い可能な後進ギヤ（第１後進ギヤ１９ａ）をさ
らに備え、後進ギヤ（第１後進ギヤ１９ａ）が入力軸１
１の変速ギヤ（第２後進ギヤ１９ｂ）および出力軸１２
の変速ギヤ（第３後進ギヤ１９ｃ）に同時に噛み合う際
に、変速機１０とエンジン２との間を遮断するクラッチ
５をさらに備え、切換機構は、クラッチ５が変速機１０
とエンジン２との間を遮断している状態で、入力軸接続
モードに切り換えることを特徴とする。
【００１４】この動力伝達機構によれば、後進ギヤが入
力軸の変速ギヤおよび出力軸の変速ギヤに同時に噛み合
う際に、クラッチが変速機とエンジンとの間を遮断して
いる状態で、切換機構が入力軸接続モードに切り換える
ことにより、電気モータと入力軸との間が接続される。
これにより、電気モータが入力軸の回転抵抗となること
によって、入力軸の回転が抑制されるので、前進走行か
ら後進走行に切り換えるために、後進ギヤを入力軸の変
速ギヤおよび出力軸の変速ギヤに同時に噛み合わせる
際、慣性エネルギによる入力軸の回転が抑制されるとと
もに、その回転が抑制された入力軸の変速ギヤに停止状
態の後進ギヤが噛み合うことによって、ギヤ鳴きの発生
を抑制できる。その際に、電気モータによる回生動作を
併せて実行することにより、エンジンの回転をより短時
間で低下させることができ、ギヤ鳴きの発生を防止でき
ると同時に、回生電力を回収できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る動力伝達機構について説明する。
図１は、本実施形態の動力伝達機構を適用したハイブリ
ッド車両の概略構成を示し、図２は、動力伝達機構を制
御する制御装置の概略構成をさらに加えて示している。
この動力伝達機構１は、図示しないハイブリッド車両に
搭載したエンジン２および電気モータ（以下「モータ」
という）３を選択的に駆動輪４，４に連結するものであ
り、クラッチ５、変速機１０、ディファレンシャル６お
よび駆動軸７，７などを備えている。エンジン２は、ク
ラッチ５、変速機１０、ディファレンシャル６および駆
動軸７，７を介して駆動輪４，４に機械的に接続され、
モータ３は、変速機１０、ディファレンシャル６および
駆動軸７，７を介して駆動輪４，４に機械的に接続され
る。
【００１６】クラッチ５は、エンジン２のクランクシャ
フト２ａに連結されたクラッチ板５ａと、このクラッチ
板５ａと対をなす、変速機１０の入力軸１１に連結され
たクラッチ板５ｂとを備えている。このクラッチ５に
は、クラッチ用アクチュエータ３０が連結されている。
このクラッチ用アクチュエータ３０は、後述する制御装
置４０のＥＣＵ４１に電気的に接続されており、ＥＣＵ
４１の制御により、クラッチ５を介してエンジン２と変
速機１０の間を接続・遮断する。
【００１７】変速機１０は、ＥＣＵ４１により各種のア
クチュエータ３１〜３４が後述するように駆動されるこ
とによって、変速動作が制御される自動変速機タイプの
ものである。変速機１０は、メインシャフトである入力
軸１１、カウンタシャフトである出力軸１２、前進１〜
５速ギヤ対１３〜１７、後進ギヤ軸１８（図５参照）お
よび後進ギヤ列１９（図５参照）などを備えている。こ
れらの入力軸１１、出力軸１２および後進ギヤ軸１８
は、互いに平行に配置されている。
【００１８】前進１〜５速ギヤ対１３〜１７は、互いに
異なるギヤ比に設定されている。また、前進１〜５速ギ
ヤ対１３〜１７は、入力軸１１にそれぞれ取り付けられ
た入力側前進１〜５速ギヤ１３ａ〜１７ａ（変速ギヤ）
と、出力軸１２にそれぞれ取り付けられた出力側前進１
〜５速ギヤ１３ｂ〜１７ｂ（変速ギヤ）とで構成されて
おり、対をなすギヤ同士は常に噛み合っている。
【００１９】これらのうちの入力軸前進１〜２速ギヤ１
３ａ〜１４ａはそれぞれ、入力軸１１と一体に設けられ
ている。これに対して、出力軸前進１〜２速ギヤ１３ｂ
〜１４ｂは、出力軸１２に対して回転自在のアイドルギ
ヤで構成され、１・２速用シンクロクラッチ２０により
出力軸１２に対してそれぞれ接続・遮断される。この１
・２速用シンクロクラッチ２０には、１・２速用アクチ
ュエータ３１が連結されている。この１・２速用アクチ
ュエータ３１は、ＥＣＵ４１に電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ４１の制御により、１・２速用シンクロクラ
ッチ２０を介して、出力軸前進１速ギヤ１３ｂおよび出
力軸前進２速ギヤ１４ｂを選択的に出力軸１２に接続す
るか、または双方のギヤ１３ｂ，１４ｂを同時に遮断す
る。これにより、入力軸１１と出力軸１２の間が、前進
１速ギヤ対１３または前進２速ギヤ対１４を介して接続
・遮断される。
【００２０】これらと同様に、入力軸前進３〜４速ギヤ
１５ａ〜１６ａも、入力軸１１に対して回転自在のアイ
ドルギヤで構成される一方、出力軸前進３〜４速ギヤ１
５ｂ〜１６ｂは、出力軸１２と一体に設けられている。
また、３・４速用アクチュエータ３２は、ＥＣＵ４１の
制御により、３・４速用シンクロクラッチ２１を介し
て、入力軸前進３速ギヤ１５ａおよび入力軸前進４速ギ
ヤ１６ａを選択的に入力軸１１に接続するか、または双
方のギヤ１５ａ，１６ａを同時に遮断する。これによ
り、入力軸１１および出力軸１２が、前進３速ギヤ対１
５または前進４速ギヤ対１６を介して接続・遮断され
る。
【００２１】上記と同様に、入力軸前進５速ギヤ１７ａ
も、入力軸１１に対して回転自在のアイドルギヤで構成
されている。また、５速用アクチュエータ３３は、ＥＣ
Ｕ４１の制御により、５速用シンクロクラッチ２２を介
して入力軸前進５速ギヤ１７ａを入力軸１１に接続する
か、または遮断する。これにより、入力軸１１および出
力軸１２が、前進５速ギヤ対１７を介して接続・遮断さ
れる。
【００２２】また、モータ３により駆動される回転軸３
ａには、駆動用回転軸ギヤ８ａ（第１ギヤ）および始動
用回転軸ギヤ９ａ（第２ギヤ）が取り付けられている。
これらの駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ
９ａは、上記ギヤ１５ａ〜１６ａなどと同様に、回転軸
３ａに対して回転自在のアイドルギヤで構成され、モー
タ用シンクロクラッチ２３により回転軸３ａに対して接
続・遮断される。
【００２３】一方、入力軸１１には、上記始動用回転軸
ギヤ９ａとともに始動用ギヤ対９を構成する始動用入力
軸ギヤ９ｂ（入力軸ギヤ）が取り付けられている。この
始動用入力軸ギヤ９ｂは、入力軸１１と一体に設けら
れ、始動用回転軸ギヤ９ａと常に噛み合っている。ま
た、出力軸１２には、上記駆動用回転軸ギヤ８ａととも
に駆動用ギヤ対８を構成する駆動用出力軸ギヤ８ｂ（出
力軸ギヤ）が取り付けられている。この駆動用出力軸ギ
ヤ８ｂも、出力軸１２と一体に設けられ、駆動用回転軸
ギヤ８ａと常に噛み合っている。
【００２４】また、上記モータ用シンクロクラッチ２３
には、切換用アクチュエータ３５が連結されている。こ
の切換用アクチュエータ３５も、ＥＣＵ４１の制御によ
り、モータ用シンクロクラッチ２３を介して、駆動用回
転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ９ａを選択的に回
転軸３ａに接続するか、または双方のギヤ８ａ，９ａを
同時に遮断する。これにより、回転軸３ａと、出力軸１
２または入力軸１１との間が接続・遮断される。
【００２５】さらに、入力軸１１には、入力軸回転数セ
ンサ３６が設けられており、この入力軸回転数センサ３
６は、入力軸１１の回転に応じたパルス信号である検出
信号をＥＣＵ４１に出力する。ＥＣＵ４１は、この検出
信号に基づいて入力軸回転数Ｎｍを算出する。
【００２６】一方、出力軸１２には、これと一体に連結
ギヤ２４が設けられており、この連結ギヤ２４は、前記
ディファレンシャル６のギヤ６ａと常に噛み合ってい
る。これにより、出力軸１２の回転に伴って、ディファ
レンシャル６を介して駆動輪４が回転駆動される。
【００２７】さらに、前記後進ギヤ列１９は、前記後進
ギヤ軸１８に取り付けられた第１後進ギヤ１９ａと、入
力軸１１と一体の第２後進ギヤ１９ｂと、出力軸１２の
１・２速用シンクロクラッチ２０と一体の第３後進ギヤ
１９ｃとで構成されている。第１後進ギヤ１９ａは、ス
プライン嵌め合いにより後進ギヤ軸１８に取り付けられ
ている。これにより、第１後進ギヤ１９ａは、後進ギヤ
軸１８と一体に回転するとともに、第２および第３後進
ギヤ１９ｂ，１９ｃに同時に噛み合う噛み合い位置（図
５に２点鎖線で示す位置）と、これらとの噛み合いが解
除される解除位置（図５に実線で示す位置）との間で、
軸線方向に摺動自在である。
【００２８】また、第１後進ギヤ１９ａには、後進ギヤ
用アクチュエータ３４が連結されている。この後進ギヤ
用アクチュエータ３４は、ＥＣＵ４１の制御により、第
１後進ギヤ１９ａを上記噛み合い位置と解除位置の間で
摺動させる。この場合、第１後進ギヤ１９ａが上記噛み
合い位置に位置するときには、第１後進ギヤ１９ａが第
２および第３後進ギヤ１９ｂ，１９ｃに同時に噛み合う
ことにより、入力軸１１および出力軸１２は互いに逆回
転する。
【００２９】次に、以上の動力伝達機構１の動作を制御
する制御装置４０について説明する。この制御装置４０
は、ＥＣＵ４１と、このＥＣＵ４１により駆動される前
記各種のアクチュエータ３０〜３５と、前記入力軸回転
数センサ３６と、シフト位置センサ３７などで構成され
ている。このシフト位置センサ３７は、シフトレバー３
８のシフト位置を検出して、それを表すシフト位置信号
をＥＣＵ４１に出力する。
【００３０】また、ＥＣＵ４１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｃ
ＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイク
ロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されてい
る。ＥＣＵ４１は、シフト位置センサ３７により検出さ
れたシフト位置に応じて、前記各種のアクチュエータ３
０〜３５を駆動することにより、変速機１０の変速動作
を制御する。また、以下に述べるように、動力伝達機構
１の動作を制御することにより、モータ３の接続モード
を、モータ３を出力軸１２に接続する出力軸接続モード
と、モータ３を入力軸１１に接続する入力軸接続モード
と、モータ３を入力軸１１および出力軸１２の双方に対
して遮断する遮断モードとに選択的に切り換える。
【００３１】以下、制御装置４０による制御処理の内容
を具体的に説明する。まず、空走感回避処理を、例えば
１速で走行中に２速に変速する場合について説明する。
この制御装置４０では、シフトレバー３８で前進１〜５
速のいずれかのシフト位置が選択されたときには、モー
タ３の接続モードが出力軸接続モードに切り換えられ、
切換用アクチュエータ３５が作動することにより、モー
タ用シンクロクラッチ２３を介して、駆動用回転軸ギヤ
８ａと回転軸３ａの間が接続される。それにより、駆動
用ギヤ対８を介して、回転軸３ａすなわちモータ３と出
力軸１２の間が接続される。これと同時に、モータ３
は、回転抵抗にならないような回転数で運転される。
【００３２】そして、１速で走行中、シフトレバー３８
が１速位置から２速位置に変速操作されると、クラッチ
用アクチュエータ３０が作動することにより、クラッチ
５を介してエンジン２と入力軸１１の間が遮断されると
ともに、アクチュエータ３１が作動することにより、前
進１速ギヤ対１３の噛み合いが外れてニュートラル状態
となり、入力軸１１と出力軸１２の間が遮断される。以
上により、変速中、図３に太線の矢印で示すように、モ
ータ３の駆動力が、出力軸１２、ディファレンシャル６
および駆動軸７，７を介して駆動輪４，４に伝達され
る。これにより、クラッチ５の遮断によって一時的に喪
失されたエンジン２の駆動力を補うように、それに代え
てモータ３の駆動力が駆動輪４，４に伝達されるので、
変速に伴う空走感の発生を回避することができる。その
後、アクチュエータ３１が作動することにより、ニュー
トラル状態から前進２速ギヤ対１４が噛み合った状態に
なり、入力軸１１と出力軸１２の間が接続されるととも
に、クラッチ用アクチュエータ３０が作動することによ
り、クラッチ５を介してエンジン２と入力軸１１の間が
接続される。
【００３３】次に、エンジンの始動処理について説明す
る。まず、エンジン３を停止する際には、クラッチ用ア
クチュエータ３０が作動し、クラッチ５を介して、エン
ジン２と入力軸１１の間が遮断されるとと同時に、モー
タ３の接続モードが入力軸接続モードに切り換えられ、
切換用アクチュエータ３５が作動し、モータ用シンクロ
クラッチ２３を介して、始動用回転軸ギヤ９ａと回転軸
３ａの間が接続される。これにより、エンジン停止中
は、エンジン２と入力軸１１の間が遮断状態に、かつモ
ータ３と入力軸１１の間が接続状態に保持される。そし
て、エンジン停止中に、エンジン始動信号が入力される
と、クラッチ用アクチュエータ３０が作動し、クラッチ
５を介して、エンジン２と入力軸１１の間が接続され、
その後、モータ３が運転される。以上により、図４に太
線の矢印で示すように、モータ３の駆動力が、入力軸１
１、クラッチ５およびクランクシャフト２ａを介してエ
ンジン２に伝達され、それにより、エンジン２を始動す
ることができる。
【００３４】次いで、図５および図６を参照しながら、
前進走行から後進走行に切り換える際に実行するギヤ鳴
き防止処理について説明する。図６のフローチャート
は、このギヤ鳴き防止処理の内容を示しており、本処理
は、シフト位置センサ３７のシフト位置信号により、シ
フトレバー３８のシフト位置が前進位置から後進位置に
切り換えられたことが検出されたときに実行されるもの
である。まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以
下同じ）において、アクチュエータ３１〜３３のうちの
噛み合っている前進ギヤ対に対応するものを作動させる
ことにより、入力軸１１と出力軸１２の間を遮断し、変
速機１０をニュートラル状態に切り換えるとともに、切
換用アクチュエータ３５を作動させることにより、モー
タ３の接続モードを出力軸接続モードから入力軸接続モ
ードに切り換え、始動用回転軸ギヤ９ａを回転軸３ａに
接続する。すなわち、モータ３を入力軸１１に接続す
る。
【００３５】次に、ステップ２に進み、クラッチ５を遮
断する。次いで、ステップ３に進み、変速機１０がニュ
ートラル状態にあるか否か、すなわち前進１〜５速ギヤ
対１３〜１７のいずれか１つを介して入力軸１１と出力
軸１２の間が接続されているか否かを判別する。この判
別結果がＹＥＳのとき、すなわち入力軸１１と出力軸１
２の間が遮断されているときには、後述するステップ５
に進む一方、この判別結果がＮＯのとき、すなわち変速
機１０がニュートラル状態でないときには、ステップ４
に進み、上記ステップ１と同様に、変速機１０をニュー
トラル状態に切り換える。なお、上記ステップ１におい
て、変速機１０をニュートラル状態に切り換える動作が
実行されるので、このステップ３の判別結果は、通常Ｙ
ＥＳとなる。
【００３６】次いで、ステップ５に進み、入力軸回転数
センサ３６の検出信号により入力軸回転数Ｎｍを算出す
る。次に、ステップ６に進み、この算出した入力軸回転
数Ｎｍに基づいて、入力軸１１およびギヤ１３ａ〜１７
ａなどを含む入力軸系の慣性エネルギを算出し、さら
に、この算出した慣性エネルギに基づいて、モータ３の
負荷を算出する。
【００３７】次に、ステップ７に進み、ステップ６で算
出した負荷に応じて、モータ３を回生運転する。これに
より、図２または図５に太線の矢印で示すように、入力
軸１１の回転トルクがモータ３に伝達されることよっ
て、電力回生が実行されるとともに、この電力回生ブレ
ーキにより入力軸１１が減速される。これにより、回生
電力が回収される。
【００３８】次いで、ステップ８に進み、入力軸回転数
Ｎｍが所定値Ｎｚｅｒｏ（例えば５００ｒｐｍ）以下で
あるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときに
は、入力軸１１の減速が不十分であるとして、ステップ
７に戻る。一方、判別結果がＹＥＳのときには、入力軸
１１が十分に減速されたとして、ステップ９に進み、後
進ギヤ用アクチュエータ３４を駆動することにより、第
１後進ギヤ１９ａを解除位置から噛み合い位置に摺動さ
せ、第２および第３後進ギヤ１９ｂ，１９ｃに同時に噛
み合わせる。これにより、後進ギヤ列１９を介して、入
力軸１１と出力軸１２が互いに逆回転する状態に連結さ
れる。この場合、入力軸１１が十分に減速された後に、
入力軸１１と出力軸１２が連結されるので、その際に、
ギヤ鳴きを生じることがない。なお、以上のステップ５
〜７の処理に代えて、モータ３をその最大回生量で運転
するようにしてもよい。このように制御すれば、入力軸
１１の減速時間をさらに短縮することができる。
【００３９】次いで、ステップ１０に進み、クラッチ５
を接続して、本処理を終了する。以上により、エンジン
２が、入力軸１１、後進ギヤ列１９、出力軸１２および
ディファレンシャル６などを介して駆動輪４，４に連結
される。それにより、図示しないアクセルペダル操作に
よるエンジン２の駆動力によって車両が後進する。
【００４０】一方、前進５速ギヤで走行中、クルーズ運
転状態（エンジン回転数や出力が所定範囲内のほぼ一定
な値を示す状態が所定時間、連続する状態）になったと
きには、モータ３の接続モードが遮断モードに切り換え
られ、切換用アクチュエータ３５が作動することによ
り、駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ９ａ
が双方とも回転軸３ａに対して遮断され、その軸線回り
に自由回転する。すなわち、モータ３が入力軸１１およ
び出力軸１２に対して遮断される。これにより、クルー
ズ運転状態での走行中に、モータ３が余分な回転抵抗に
なるのを回避できる。なお、このモータ３の接続モード
の遮断モードへの切換は、前進５速ギヤで走行中にクル
ーズ運転状態になったときに限らず、他の切換条件が成
立したとき（例えば前進１〜４速ギヤのいずれかで走行
中に所定の運転状態が成立したとき）に実行してもよ
い。
【００４１】また、モータ３による電力回生は、前述し
たギヤ鳴き防止処理のときに限らず、電力回生実行条件
が成立したときに実行される。例えばバッテリの充電残
量が少ない状態でかつ前進減速走行中のときに、前述し
たギヤ鳴き防止処理と同様のモータ３の回生運転を行う
ことにより、電力回生が実行される。
【００４２】以上のような本実施形態の動力伝達機構１
によれば、エンジン２またはモータ３を動力源として、
駆動輪４，４を駆動することができる。また、空走感回
避処理のときには、モータ３の接続モードが出力軸接続
モードに切り換えられ、クラッチ５によりエンジン２と
入力軸１１の間が遮断されている状態で、切換用アクチ
ュエータ３５により、モータ用シンクロクラッチ２３を
介してモータ３と駆動輪４，４が連結される。それによ
り、走行中の変速時に、エンジン２が駆動輪４，４に対
して一時的に遮断されることによる空走感の発生を回避
できる。また、エンジンの始動処理のときには、モータ
３の接続モードが入力軸接続モードに切り換えられ、切
換用アクチュエータ３５により、モータ用シンクロクラ
ッチ２３を介して回転軸３ａが入力軸１１に連結される
とともに、クラッチ用アクチュエータ３０により、クラ
ッチ５を介してエンジン２と入力軸１１が連結されるこ
とにより、モータ３がエンジン２に連結される。それに
より、モータ３によってエンジン２を始動することがで
きる。以上のように、１個のモータ３を、駆動輪駆動用
の動力源およびエンジン始動用の動力源として兼用する
ことができ、それにより、製造コストを削減することが
できるとともに、ハイブリッド車両内での搭載スペース
の確保が容易になる。
【００４３】また、モータ３は、その駆動用回転軸ギヤ
８ａまたは始動用回転軸ギヤ９ａが変速機１０の駆動用
出力軸ギヤ８ｂまたは始動用入力軸ギヤ９ｂに噛み合う
ので、これらの間のギヤ比により、変速機の出力軸に直
結された従来の電気モータと比べて、より低トルクで駆
動輪４，４を駆動でき、それにより、モータ３の小型化
を図ることができるとともに、その分、車両内での搭載
スペースの確保が容易になる。なお、図９に示すよう
に、モータ３と回転軸３ａをプラネタリギヤ２５を介し
て連結するように構成してもよい。この例では、モータ
３がプラネタリギヤ２５のサンギヤ２５ａに、回転軸３
ａがプラネタリギヤ２５のリングギヤ２５ｂにそれぞれ
連結されているとともに、サンギヤ２５ａ、プラネタリ
ピニオンギヤ２５ｃおよびリングギヤ２５ｂ間のギヤ比
により、モータ３の回転がプラネタリギヤ２５で減速さ
れて回転軸３ａに伝達される。このようにすれば、より
一層低トルクで駆動輪４，４を駆動でき、それにより、
モータ３をさらに小型化することができる。
【００４４】さらに、ギヤ鳴き防止処理のときには、モ
ータ３の接続モードが入力軸接続モードに切り換えら
れ、クラッチ５によりエンジン２と入力軸１１の間が遮
断されている状態で、モータ３が入力軸１１に連結され
る。これにより、モータ３による回生動作によって、入
力軸１１の回転を比較的短時間で低下させることがで
き、第１後進ギヤ１９ａを第２および第３後進ギヤ１９
ｂ，１９ｃに同時に噛み合わせる際、停止状態の第１後
進ギヤ１９ａを回転が十分に低下した入力軸１１の第２
後進ギヤ１９ｂに噛み合わせることができることによ
り、ギヤ鳴きの発生を防止できると同時に、回生電力を
回収できる。また、クルーズ運転状態での走行中、モー
タ３の接続モードが遮断モードに切り換えられ、モータ
３が入力軸１１および出力軸１２に対して遮断されるこ
とにより、モータ３が余分な回転抵抗になるのを回避で
き、燃費を向上させることができる。
【００４５】次に、図７を参照しながら、動力伝達機構
１の変形例について説明する。同図に示すように、この
動力伝達機構１は、前述した実施形態の動力伝達機構１
と比較し、駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギ
ヤ９ａがそれぞれ、前記駆動用出力軸ギヤ８ｂおよび前
記始動用入力軸ギヤ９ｂではなく、入力軸１１の入力軸
前進４速ギヤ１６ａ（入力軸アイドルギヤ）および入力
軸前進２速ギヤ１４ａ（入力軸一体ギヤ）に常に噛み合
っているとともに、これらの駆動用出力軸ギヤ８ｂおよ
び始動用入力軸ギヤ９ｂが省略されている点のみが異な
っている。
【００４６】このような構成の動力伝達機構１によれ
ば、モータ３の接続モードが出力軸接続モードに切り換
えられたときには、切換用アクチュエータ３５によりモ
ータ用シンクロクラッチ２３を介して、駆動用回転軸ギ
ヤ８ａと回転軸３ａの間が接続されることにより、駆動
用回転軸ギヤ８ａ、入力軸前進４速ギヤ１６ａおよび出
力軸前進４速ギヤ１６ｂ（出力軸ギヤ）を介して、モー
タ３が出力軸１２に接続される。それにより、モータ３
によって駆動輪４，４を駆動できる。また、入力軸接続
モードに切り換えられたときには、始動用回転軸ギヤ９
ａと回転軸３ａの間が接続されることにより、始動用回
転軸ギヤ９ａおよび入力軸前進２速ギヤ１４ａを介し
て、モータ３が入力軸１１に接続される。それにより、
モータ３によってエンジン２を始動できる。
【００４７】さらに、前記実施形態の動力伝達機構１の
駆動用出力軸ギヤ８ｂおよび始動用入力軸ギヤ９ｂを省
略し、変速機１０が元来備えている入力軸前進４速ギヤ
１６ａおよび入力軸前進２速ギヤ１４ａを利用しなが
ら、モータ３および回転軸３ａを、入力軸１１と出力軸
１２に対して並列に配置できるので、変速機１０の入力
軸１１などの軸線方向の長さを全体として抑制すること
ができ、ハイブリッド車両における良好な搭載性を確保
できる。なお、駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転
軸ギヤ９ａがそれぞれ噛み合うギヤは、この変形例のも
のに限らず、同様の効果を得られるギヤであればよい。
例えば、駆動用回転軸ギヤ８ａを入力軸前進３速ギヤ１
５ａに、始動用回転軸ギヤ９ａを入力軸前進１速ギヤ１
３ａにそれぞれ噛み合わせてもよい。
【００４８】次に、図８を参照しながら、動力伝達機構
１の他の変形例について説明する。同図に示すように、
この動力伝達機構１は、上記変形例の動力伝達機構１と
比べると、駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギ
ヤ９ａがそれぞれ、入力軸前進４速ギヤ１６ａおよび入
力軸前進２速ギヤ１４ａに代えて、出力軸１２の出力軸
前進４速ギヤ１６ｂ（出力軸一体ギヤ）および出力軸前
進２速ギヤ１４ｂ（出力軸アイドルギヤ）に常に噛み合
っている点のみが異なっている。この動力伝達機構１に
よれば、上記変形例のものと同様の効果を得ることがで
きる。
【００４９】なお、入力軸１１または出力軸１２とモー
タ３との間を接続・遮断するための構成は、入力軸１１
または出力軸１２の変速ギヤと常に噛み合うアイドルギ
ヤである駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ
９ａと、回転軸３ａとの間をシンクロクラッチ２３によ
り接続・遮断する実施形態の例に限らず、ギヤ９ａ，９
ｂ間またはギヤ８ａ，８ｂ間の噛み合いを解除すること
により遮断し、かつこれらを再度噛み合わせることによ
り接続するものでもよい。この場合には、例えば駆動用
回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ９ａを、第１後
進ギヤ１９ａと同様に回転軸３ａの軸線方向に摺動する
ギヤとし、当該摺動により駆動用出力軸ギヤ８ｂまたは
始動用入力軸ギヤ９ｂと噛み合いかつ噛み合いが解除さ
れる構成とすればよい。また、本発明の動力伝達機構１
は、実施形態のような３つの変速ギヤ軸１１，１２，１
８を有するハイブリッド車両に限らず、４つ以上の変速
ギヤ軸を有するハイブリッド車両にも適用可能である。
さらに、モータ３を、駆動輪駆動用およびエンジン始動
用の動力源として兼用する実施形態の例に限らず、これ
に加えて、エアコン用コンプレッサ駆動用の補機用モー
タとして兼用するように構成してもよい。また、回転軸
３ａは、モータ３と同軸に配置されているもの限らず、
モータ３により駆動されるように構成されていればよ
い。例えば、回転軸３ａとモータ３が、互いに異なる軸
線上に位置しかつギヤを介して接続されているものでも
よい。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、本発明の動力伝達機構に
よれば、１個の電気モータを、駆動輪駆動用の動力源お
よびエンジン始動用の動力源として兼用することがで
き、それにより製造コストを削減することができるとと
もに、エンジンによる車輪駆動時に電気モータが余分な
回転抵抗となるのを防止できることにより、燃費を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動力伝達機構を適用
したハイブリッド車両の概略構成を示す説明図である。
【図２】動力伝達機構の制御装置の概略構成を示す説明
図である。
【図３】空走感回避処理中に電気モータの接続モードが
出力軸接続モードに切り換えられたときの動力伝達経路
を示す図である。
【図４】エンジンの始動処理中に電気モータの接続モー
ドが入力軸接続モードに切り換えられたときの動力伝達
経路を示す図である。
【図５】ギヤ鳴き防止処理中に電気モータの接続モード
が入力軸接続モードに切り換えられたときの動力伝達経
路を示す図である。
【図６】ギヤ鳴き防止処理を示すフローチャートであ
る。
【図７】動力伝達機構の変形例の概略構成を示す図であ
る。
【図８】動力伝達機構の他の変形例の概略構成を示す図
である。
【図９】動力伝達機構の電気モータと回転軸をプラネタ
リギヤを介して接続した例を示す図である。
【符号の説明】
１ 動力伝達機構 ２ エンジン ３ 電気モータ ３ａ 回転軸 ４ 駆動輪 ５ クラッチ ８ａ 駆動用回転軸ギヤ（第１ギヤ） ８ｂ 駆動用出力軸ギヤ（出力軸ギヤ） ９ａ 始動用回転軸ギヤ（第２ギヤ） ９ｂ 始動用入力軸ギヤ（入力軸ギヤ） １０ 変速機 １１ 入力軸 １２ 出力軸 １３ａ 入力軸前進１速ギヤ（変速ギヤ） １４ａ 入力軸前進２速ギヤ（変速ギヤ、入力軸ギヤ、
入力軸一体ギヤ） １５ａ 入力軸前進３速ギヤ（変速ギヤ） １６ａ 入力軸前進４速ギヤ（変速ギヤ、入力軸ギヤ、
入力軸アイドルギヤ） １７ａ 入力軸前進５速ギヤ（変速ギヤ） １３ｂ 出力軸前進１速ギヤ（変速ギヤ） １４ｂ 出力軸前進２速ギヤ（変速ギヤ、出力軸ギヤ、
出力軸アイドルギヤ） １５ｂ 出力軸前進３速ギヤ（変速ギヤ） １６ｂ 出力軸前進４速ギヤ（変速ギヤ、出力軸ギヤ、
出力軸一体ギヤ） １７ｂ 出力軸前進５速ギヤ（変速ギヤ） １９ａ 第１後進ギヤ（後進ギヤ） １９ｂ 第２後進ギヤ（変速ギヤ） １９ｃ 第３後進ギヤ（変速ギヤ） ２３ モータ用シンクロクラッチ（切換機構） ３５ 切換用アクチュエータ（切換機構）

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンおよび電気モータの少なくとも
    一方を駆動輪に連結することにより、前記エンジンおよ
    び前記電気モータの少なくとも一方の駆動力を前記駆動
    輪に伝達する動力伝達機構であって、 前記エンジンに接続された入力軸および前記駆動輪に連
    結された出力軸を備え、前記入力軸上および前記出力軸
    上にそれぞれ設けられた複数の変速ギヤ間の選択的な噛
    み合いにより、前記エンジンの駆動力を前記駆動輪に伝
    達し、変速比を段階的に変更可能であるとともに、前記
    入力軸と前記出力軸との間を遮断可能であり、かつ前記
    入力軸上および前記出力軸上に入力軸ギヤおよび出力軸
    ギヤをそれぞれ有する有段の変速機と、 前記電気モータにより駆動される回転軸上にそれぞれ設
    けられた第１ギヤおよび第２ギヤと、 前記第１ギヤと前記出力軸ギヤとの噛み合いにより前記
    電気モータを前記出力軸に接続する出力軸接続モード
    と、前記第２ギヤと前記入力軸ギヤとの噛み合いにより
    前記電気モータを前記入力軸に接続する入力軸接続モー
    ドとに、前記電気モータの接続モードを選択的に切り換
    える切換機構と、 を備えることを特徴とする動力伝達機構。
  2. 【請求項２】 前記入力軸ギヤは、前記入力軸と一体の
    入力軸一体ギヤと、前記入力軸に対して回転自在の入力
    軸アイドルギヤと、で構成され、 前記出力軸ギヤは、前記出力軸と一体に構成され、 前記切換機構は、前記電気モータの前記接続モードを、
    前記第１ギヤを前記入力軸アイドルギヤを介して前記出
    力軸ギヤに噛み合わせることにより前記出力軸接続モー
    ドに切り換え、前記第２ギヤを前記入力軸一体ギヤに噛
    み合わせることにより前記入力軸接続モードに切り換え
    ることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
  3. 【請求項３】前記入力軸ギヤは、前記入力軸と一体に構
    成され、 前記出力軸ギヤは、前記出力軸と一体の出力軸一体ギヤ
    と、前記出力軸に対して回転自在の出力軸アイドルギヤ
    と、で構成され、 前記切換機構は、前記電気モータの前記接続モードを、
    前記第１ギヤを前記出力軸一体ギヤに噛み合わせること
    により前記出力軸接続モードに切り換え、前記第２ギヤ
    を前記出力軸アイドルギヤを介して前記入力軸ギヤに噛
    み合わせることにより前記入力軸接続モードに切り換え
    ることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
  4. 【請求項４】 前記切換機構は、前記電気モータを前記
    出力軸および前記入力軸の双方に対して遮断する遮断モ
    ードにさらに切換可能に構成されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の動力伝達機構。
  5. 【請求項５】 前記電気モータは、回生動作可能に構成
    されており、 前記変速機は、前記入力軸の前記変速ギヤおよび前記出
    力軸の前記変速ギヤに同時に噛み合い可能な後進ギヤを
    さらに備え、 当該後進ギヤが前記入力軸の前記変速ギヤおよび前記出
    力軸の前記変速ギヤに同時に噛み合う際に、前記変速機
    と前記エンジンとの間を遮断するクラッチをさらに備
    え、 前記切換機構は、前記クラッチが前記変速機と前記エン
    ジンとの間を遮断している状態で、前記入力軸接続モー
    ドに切り換えることを特徴とする請求項１ないし４のい
    ずれかに記載の動力伝達機構。
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