JP2005059683A - ハイブリッド車両の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチの切換により走行モードの切換をするハイブリッド車両のクラッチ切換時間を短縮するとともに、クラッチ締結時のショックを緩和する。
【解決手段】 変速機入力軸１１と変速機出力軸１２は相互に平行となって回転自在にギヤケース１０内に組み込まれ、変速機９を構成している。エンジン動力が伝達されるエンジン出力軸１６と変速機入力軸１１との間には、スリップ制御が容易な多板式の第１クラッチ１８が介設されている。この第１クラッチ１８と変速機入力軸１１との間には、完全開放に近い動力遮断状態を実現する第２クラッチ１９が介設されている。電動モータ３１を駆動源とする走行モードとエンジン１３による駆動を主体とする走行モードとの切換は、車両の走行状況に応じて、第１クラッチ１８を締結状態かスリップ状態に切り換え、第２クラッチ１９を締結状態か開放状態に切り換えることにより行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は動力源として電動モータとエンジンとを併用したハイブリッド車両の動力伝達装置に関し、特に電動モータとエンジンの動力伝達経路の切換や、エンジン駆動時の変速を円滑に行うようにした技術に関する。

車輌の動力源として電動モータとガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とを併用したハイブリッド車両の駆動方式には、シリーズ式とパラレル式とシリーズ・パラレル式とがある。シリーズ式は電動モータにより車両を駆動するようにした車両であり、エンジンはバッテリを充電するのに使用される。パラレル式はエンジンを走行の主体とするハイブリッド車両であり、電動モータはエンジンに負荷がかかる発進時や加速時に駆動力を補助するのに使用され、エンジンの軽負荷時には電動モータを発電機として機能させてバッテリの充電を行う。一方、シリーズ・パラレル式は、走行状態に応じてエンジンによる走行と電動モータによる走行と両方を駆動源とする走行とに切り換えられ、モータ走行時にエンジンにより駆動される発電機を有している。シリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両としては、たとえば特許文献１に記載されるものがある。
特許第３２８６６１９号公報

上記特許文献１に開示されるように動力源として電動モータとエンジンとを併用したハイブリッド車両においては、電動モータによる駆動とエンジンによる駆動とを、走行状態に応じて効率の良い駆動方式に切り換えるために、エンジンによる駆動力を断続的に出力軸に伝えるためのクラッチ機構が必要となる。さらに、電動モータによる走行中にエンジンを用いて効率的な発電を行うには、ほとんど全てのエンジン動力を発電機に伝える完全開放に近い動力遮断状態を実現するクラッチ機構を設ける必要がある。このようなクラッチ機構としては、例えば、乾式クラッチや電磁式２方向カップリングなどを適用し得る。

しかしながら、完全開放が可能なクラッチ機構は締結時のショックが出易いため、通常は締結前後で差回転を抑えた上で締結させる必要があり、締結に要する時間が長引いてしまう。また、２方向カップリングタイプのクラッチを使用する場合においては、作用トルクを遮断するか、逆方向にトルクを負荷して合成トルクをゼロにしないと開放状態を確保できない。このとき、慣性力によるカップリングの損傷を防ぐためには開放時間を長く確保する必要がある。

本発明の目的は、エンジンによる駆動と電動モータによる駆動との切換を行うクラッチ切換時間を短縮するとともに、クラッチ締結時のショックを緩和することにある。

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、電動モータとエンジンとを動力源とし、前記電動モータの動力を駆動輪に伝達するモータ駆動モードと、エンジン動力を駆動輪に伝達するエンジン駆動モードとを有するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、エンジン動力が入力される変速機入力軸、およびモータ動力が入力されるとともに前記入力軸との間に複数の変速歯車列が装着される変速機出力軸を有する変速機と、エンジン出力軸に連結される第１入力要素、および前記第１入力要素から引き摺りトルクが伝達される第１出力要素を有する第１クラッチと、前記第１出力要素に連結される第２入力要素、および前記第２入力要素に対して動力伝達状態と開放状態とに切り換えられる第２出力要素を有する第２クラッチとを有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記モータ駆動モードから前記エンジン駆動モードへの切換を、前記第２クラッチを開放状態から締結状態に切り換える一方、前記第１クラッチをスリップ状態から締結状態に切り換えて行うことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記モータ駆動モードから前記エンジン駆動モードへの切換を、前記第２クラッチが開放状態のもとで前記第１クラッチをスリップ状態から締結状態に切り換えた後、前記第２クラッチを締結状態に切り換えた状態のもとで前記第１クラッチをスリップ状態から締結状態に切り換えて行うことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記エンジン駆動モードから前記モータ駆動モードへの切換を、前記第１クラッチを締結状態からスリップ状態に切り換えた後、前記第２クラッチを締結状態から開放状態に切り換えた後に前記第１及び第２クラッチの作用トルクを遮断または逆方向の差回転を作用させて前記第２クラッチを開放状態にすることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記エンジン駆動モードで走行中の変速操作を、前記第１クラッチを締結状態からスリップ状態に切り換える一方、前記第２クラッチを締結状態から開放状態に切り換えた後に前記第１及び第２クラッチの作用トルクを遮断または逆方向の差回転を作用させて前記第２クラッチを開放した状態のもとで前記変速歯車列の切換操作を行い、次いで前記第２クラッチを締結状態に切り換えた後、前記第１クラッチを締結状態に切り換えて行うことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第１クラッチはスリップ状態で所定の前記引摺りトルクを生じる多板クラッチであり、前記第２クラッチは開放状態で動力伝達を完全に遮断する２方向クラッチであることを特徴とする。

本発明にあっては、引摺りトルクを生じるスリップ制御が容易な第１クラッチ機構と、完全開放が可能な第２クラッチ機構とをエンジンと変速機との間に直列に配設することによって、複数のクラッチの作動によってエンジン駆動モードとモータ駆動モードとの相互間の切換を行うことにより、モード切換のための締結時間と開放時間とをそれぞれ短縮することができるとともに、クラッチ締結時のショックを緩和することができる。

本発明にあっては、複数のクラッチはスリップ状態で所定の前記引摺りトルクを生じる湿式多板クラッチと、開放状態で動力伝達を完全に遮断する２方向差動クラッチとを有しており、引摺りトルクを利用して切換ショックを緩和しつつ切換時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の動力伝達装置の概略図である。

この動力伝達装置は、変速機入力軸１１と変速機出力軸１２とが相互に平行となって回転自在に組み込まれるギヤケース１０を有し、変速機出力軸１２と変速機入力軸１１は変速機９を構成している。ギヤケース１０はエンジンルーム内に搭載されたエンジン１３の後方に配置され、エンジン１３は縦置きつまりクランク軸１４が車両の進行方向を向くようにエンジンルーム内に搭載され、この動力伝達装置は縦置きとなって車両に搭載される。ギヤケース１０内には、電動機つまりモータとしての機能を有するジェネレータつまり発電機１５が組み込まれており、発電機１５はクランク軸１４に取り付けられるロータ１５ａと、ロータ１５ａを囲むようにギヤケース１０に固定されるステータ１５ｂとを有している。ロータ１５ａの回転中心部には、エンジン出力軸１６が回転自在に装着され、このエンジン出力軸１６はロータ１５ａの内部の空間に組み込まれるダンパ１７を介してロータ１５ａに連結されており、クランク軸１４のエンジン動力は、ダンパ１７により振動が減衰されてエンジン出力軸１６に伝達される。これにより、発電機１５のロータ１５ａとエンジン出力軸１６とがエンジン１３によって駆動される。

エンジン出力軸１６と変速機入力軸１１との間には、直列に連結された第１クラッチ１８と第２クラッチ１９が装着されており、変速機入力軸１１には２つのクラッチ１８，１９を介してエンジン動力が伝達される。

変速機入力軸１１にはこれに回転自在に２つの駆動歯車２１ａ，２２ａがそれぞれ装着され、それぞれの駆動歯車２１ａ，２２ａと常時噛み合う２つの被駆動歯車２１ｂ，２２ｂが変速機出力軸１２に固定され、それぞれ変速段としての低速段側の変速歯車列２１と高速段側の変速歯車列２２が変速機入力軸１１と変速機出力軸１２との間に装着されている。変速機入力軸１１の回転を変速歯車列２１を介して変速機出力軸１２に伝達する状態と、変速歯車列２２を介して変速機出力軸１２に伝達する状態と、エンジン動力の伝達を遮断する状態とに切り換えるために、切換クラッチ２３が変速機入力軸１１に設けられている。この切換クラッチ２３としてはシンクロメッシュ機構が用いられており、切換クラッチ２３は変速機入力軸１１に固定される切換ハブ２３ａと、切換ハブ２３ａに対して軸方向に移動自在に装着される切換スリーブ２３ｂとを有している。これにより、切換スリーブ２３ｂを駆動歯車２１ａに設けられたクラッチギヤに噛み合わせると低速段側の変速歯車列２１を介して変速機入力軸１１から変速機出力軸１２に動力が伝達され、切換スリーブ２３ｂを駆動歯車２２ａに設けられたクラッチギヤに噛み合わせると高速段側の変速歯車列２２を介して動力が伝達され、切換スリーブ２３ｂを中立位置に設定すると動力伝達は遮断される。なお、シンクロメッシュ機構を構成するシンクロナイザーリングは図示省略されている。

ギヤケース１０内にはモータ入力軸２４が回転自在に装着され、このモータ入力軸２４に固定された駆動歯車２５は、変速機出力軸１２に固定された被駆動歯車２６に噛み合っており、モータ入力軸２４にはスプライン２７が形成されている。ただし、変速機出力軸１２とモータ入力軸２４とを同軸状に配置してこれらをスプライン結合すれば、駆動歯車２５と被駆動歯車２６は不要となる。

ギヤケース１０にはモータケース３０が取り付けられ、このモータケース３０内には発電機としての機能を有する電動モータ３１が組み込まれており、電動モータ３１はロータ３１ａと、ロータ３１ａを囲むようにモータケース３０に固定されるステータ３１ｂとを有している。ロータ３１ａに設けられたモータシャフト３２はロータ３１ａの両端からそれぞれ突出する連結端部３３，３４を有しており、それぞれの連結端部３３，３４にはスプライン孔が形成され、連結端部３３はモータ入力軸２４のスプライン２７に結合されている。これにより、モータ動力は常時噛合い式の２つの歯車２５，２６を介して変速機出力軸１２に伝達される。

変速機出力軸１２の先端部には終減速小歯車であるドライブピニオン歯車３５が設けられ前輪出力軸となっている。ドライブピニオン歯車３５に噛み合う終減速大歯車であるリング歯車３６がギヤケース１０に回転自在に設けられており、リング歯車３６はフロントデファレンシャルつまり前輪用の差動歯車機構３７に装着されている。これにより、変速機出力軸１２に伝達された動力はリング歯車３６に入力され前輪用の差動歯車機構３７を介して車軸３８に伝達され、車軸３８により左右の前輪が駆動される。

したがって、前輪には電動モータ３１のモータ動力がモータ入力軸２４および変速機出力軸１２を介して伝達され、エンジン１３のエンジン動力が２つのクラッチ１８，１９、一方の変速歯車列２１，２２および変速機出力軸１２を介して伝達されるので、この動力伝達装置は、モータ動力を駆動輪に伝達するモータ駆動モードと、エンジン動力を駆動輪に伝達するエンジン駆動モードと、両方の動力を共に駆動輪に伝達する合成モードのいずれかに選択的に切り換えて車両を走行させることができる。図１に示す動力伝達装置は四輪駆動用のものであり、後輪に対してもモータ動力とエンジン動力とを伝達することができる。

後輪に動力を伝達するために、モータケース３０にはトランスファーケース４０が取り付けられ、このトランスファーケース４０内には後輪出力軸４１が回転自在に装着され、この後輪出力軸４１はモータシャフト３２の他方の連結端部３４に設けられたスプライン孔に結合されている。トランスファーケース４０内には後輪出力軸４１に平行に動力伝達軸４２と中間軸４３が相互に平行となってそれぞれ回転自在に装着され、後輪出力軸４１に固定された駆動歯車４１ａは中間軸４３に固定された被駆動歯車４３ａに噛み合い、この被駆動歯車４３ａと一体に回転する駆動歯車４３ｂは動力伝達軸４２に固定された被駆動歯車４２ａに噛み合っている。

トランスファーケース４０内にはトルク分配機構として電子制御式のカップリング４４が組み込まれている。このカップリング４４は動力伝達軸４２のスプライン部に結合される入力側軸４５を備え、この入力側軸４５に固定されたハブ４６には摩擦プレート４６ａが装着されている。摩擦プレート４６ａに接触する摩擦プレート４７ａがドラム４７に装着され、このドラム４７は出力側軸４８に固定されている。出力側軸４８にはスプラインが設けられ、このスプラインにはジョイント４９が装着され、このジョイント４９には図示しないプロペラシャフトが連結されるようになっており、プロペラシャフトを介して後輪に動力が伝達される。トランスファーケース４０内には電磁コイル５０が組み込まれており、電磁コイル５０に供給される電流を制御することにより、摩擦プレート４６ａ，４７ａ相互の押し付け力が調整され、前輪に伝達される動力と後輪に伝達される動力のトルク配分を変化させることができる。

エンジン出力軸１６と変速機入力軸１１との間には、上述したように、第１クラッチ１８と第２クラッチ１９が装着されており、これらのクラッチ１８，１９は連結軸５１により直列に連結されている。第１クラッチ１８は電磁式多板クラッチであり、エンジン出力軸１６に固定される第１入力要素としてのクラッチハブ５２と、連結軸５１に固定される第１出力要素としてのクラッチドラム５３とを有し、クラッチハブ５２には複数のクラッチプレート５２ａが装着され、クラッチドラム５３にはクラッチプレート５２ａに係合する複数のクラッチプレート５３ａが装着されている。摩擦係合要素としてのこれらのクラッチプレート５２ａ，５３ａを相互に密着して係合させるクラッチ締結状態と、係合を解いてクラッチ開放状態とさせるために、電磁コイル５４がギヤケース１０内に組み込まれている。この電磁コイル５４への通電制御により、第１クラッチ１８は、エンジン動力を変速機入力軸１１に伝達する締結状態と、締結を開放する開放状態の他、クラッチプレート５２ａ，５３ａが摺動しながら接触して引摺りトルクを連結軸５１に伝達させるスリップ状態とに切り換えることができる。

連結軸５１と変速機入力軸１１との間に設けられる第２クラッチ１９は、図示する場合にあっては、電磁式２方向クラッチであり、第１クラッチ１８を介して連結軸５１に伝達されたエンジン動力を変速機入力軸１１に伝達する動力伝達状態と、動力伝達を遮断する開放状態とに断続切換動作する。

図２（A）は第２クラッチ１９としての電磁式２方向クラッチを示す断面図であり、図２（B）は図２（A）のB−B線に沿う断面図である。図２（A）および（B）に示すように、電磁式２方向クラッチは連結軸５１を介してクラッチドラム５３に連結される外輪５５と、変速機入力軸１１に連結される内輪５６とを有しており、外輪５５は第２クラッチ１９の第２入力要素を構成し、内輪５６は第２出力要素を構成する。外輪５５と内輪５６との間には保持器５７に保持された円筒状のローラ５８が複数配置されている。ローラ５８に対面する外輪５５の内周面が円筒形状となっているのに対して、内輪５６の外周面は多角形となっており、外輪５５の内周面と内輪５６の外周面との間の間隔は円周方向の位置によって変化し、最も大きい間隔はローラ５８の外径よりも大きくなるように設定されている。また、外輪５５に固定された摩擦フランジ６０と、保持器５７に固定されたアマチュア６１とが対向して設けられており、摩擦フランジ６０に対向して配置されたコイル６２がギヤケース１０に固定されている。

コイル６２の非通電時には、内輪５６と保持器５７との間に設けられるスイッチばね６３により、内輪５６とローラ５８とが図２（B）に示されるように、ローラ５８が内輪５６と外輪５５との両方に同時に接触しない位置関係に保持される。したがって、コイル６２の非通電時には、外輪５５はローラ５８を介して内輪５６と係合することなく内輪５６に対して回転自在となる。一方、コイル６２の通電時には、アマチュア６１が摩擦フランジ６０に吸引されるため、外輪５５と保持器５７とは一体となって回転する。外輪５５とともに保持器５７が回転移動すると、ローラ５８が内輪５６の外周面つまりカム面と外輪５５の内周面との間で係合し、外輪５５は内輪５６とともに回転方向に対してある一定のヒステリシスを持ちながら一体に回転することになる。したがって、コイル６２の通電時には動力伝達が可能な締結状態に切り換えられる一方、コイル６２の非通電時には動力伝達が遮断される開放状態に切り換えられることになる。

上述した動力伝達装置が搭載されたハイブリッド車両は、エンジン１３と電動モータ３１とを動力源とし、車両の走行状況に応じて、電動モータ３１のみで車両を駆動するモータ駆動モードとエンジン１３のみで車両を駆動するエンジン駆動モードと、両方の動力を用いて車両を駆動する合成モードとに選択的に切り換えて走行することができる。たとえば、駆動トルクが要求される発進時には電動モータ３１を用いてモータ駆動モードで車両を駆動し、車速の上昇とともにエンジン１３を用いてエンジン駆動モードで車両を駆動する。高速走行中に加速する場合などの高負荷時には、電動モータ３１とエンジン１３とを併用した合成モードで車両を駆動する。一方、低負荷走行時には、エンジン動力を動力源として発電機１５により発電し、発電された電力エネルギーをバッテリに充電することができる。エンジン１３の始動時には発電機１５を駆動モータとして機能させてクランク軸１４を回転させることができ、更に制動時には電動モータ３１を発電機として機能させることにより回生された電力をバッテリに充電することができる。

エンジン動力を駆動輪に伝達するには、２つのクラッチ１８，１９の少なくとも一方を開放状態として発電機１５を電動モータとして機能させてエンジン１３を始動させた状態のもとで、両方のクラッチ１８，１９を締結状態とするとともに、切換スリーブ２３ｂを低速段と高速段の一方の駆動歯車２１ａ，２２ａに噛み合わせる。これにより、エンジン動力は変速機入力軸１１から一方の変速歯車列２１，２２を介して変速機出力軸１２に伝達され、変速機出力軸１２から前輪用の差動歯車機構３７を介して前輪にエンジン動力が伝達される。一方、モータ動力は歯車２５，２６を介して変速機出力軸１２に伝達されるので、ステータ３１ｂに設けられたコイルに電流を供給することによってモータシャフト３２は電動モータ３１により駆動され、モータ動力のみあるいはエンジン動力に加えてモータ動力を前輪に伝達することができる。

エンジン動力を駆動輪に伝達するエンジン駆動モードにおいては２つのクラッチ１８，１９はともに締結状態に設定され。一方、モータ動力を駆動輪に伝達するモータ駆動モードにおいては２つのクラッチ１８，１９はともに開放状態に設定され、このモードのもとでエンジン１３により発電機１５を駆動してバッテリに電力を供給することができる。また、エンジン動力とモータ動力とをともに駆動輪に伝達する際には２つのクラッチ１８，１９は締結状態に設定される。

モータシャフト３２は歯車２５，２６により変速機出力軸１２に連結されているので、エンジン動力が変速機出力軸１２に伝達されるときには、エンジン動力はモータシャフト３２にも伝達される。そして、モータシャフト３２は後輪出力軸４１に連結されているので、エンジン動力はモータシャフト３２を介して後輪出力軸４１に伝達され、図示しないプロペラシャフトおよび後輪用の差動歯車機構を介してエンジン動力が後輪に伝達される。一方、モータ動力はモータシャフト３２に直接伝達されるので、モータ動力のみあるいはこれに加えてエンジン動力が後輪に伝達される。

前輪に伝達されるトルクと後輪に伝達されるトルクの配分は、トルク分配機構としてのカップリング４４の電磁コイル５０に対する通電量を調整することによって、１００：０から直結の範囲において任意の配分に設定される。１００：０は動力を前輪のみに伝達した状態であり、直結状態は入力側軸４５と出力側軸４８とを直結した状態である。

図３は上述したモータ駆動モードからエンジン駆動モードに切り換える場合と逆にエンジン駆動モードからモータ駆動モードに切り換える場合おける各クラッチ１８，１９の切換手順を示す作動表である。説明の都合上、第１クラッチ１８をスリップ状態とし第２クラッチ１９を開放した状態を完全開放状態（I）とし、第１クラッチ１８を締結状態とし第２クラッチ１９を開放した状態を開放状態（II）とする。完全開放状態（I）では連結軸５１にエンジン動力の引摺りトルクが伝達され、開放状態（II）では連結軸５１にエンジン動力がダイレクトに伝達される。そして、完全開放状態（I）および開放状態（II）のいずれの場合においても、第２クラッチ１９は開放されており、変速機入力軸１１にエンジン動力が伝達されることはない。

また、第１クラッチ１８をスリップ状態とし第２クラッチ１９を締結した状態を引摺りトルク伝達状態（III）とし、第１クラッチ１８および第２クラッチ１９を締結した状態を完全締結状態（IV）とする。引摺りトルク伝達状態（III）および完全締結状態（IV）のいずれの場合においても、エンジン動力は変速機入力軸１１に伝達可能な状態となっている。そして、モータ駆動モードで走行する際には、エンジン動力が変速機出力軸１２に伝達されるのを遮断するために各クラッチ１８，１９を完全開放状態（I）とし、エンジン駆動モードで走行する際には、エンジン動力を変速機出力軸１２に伝達させるために各クラッチ１８，１９を完全締結状態（IV）とする。

これらの走行モードを相互に切り換える場合には次の手順に従って行う。まず、モータ駆動モードからエンジン駆動モードに切り換えて車両を走行させる場合には、切換スリーブ２３ｂを駆動歯車２１ａに設けられたクラッチギヤに噛み合わせ、次いで第２クラッチ１９を開放状態から締結状態に切り換えた後、第１クラッチ１８をスリップ状態から締結状態に切り換える。つまり、完全開放状態（I）にある各クラッチ１８，１９を、引摺りトルク伝達状態（III）に切り換え、その後完全締結状態（IV）に切り換える（I→III→IV）。変速機入力軸１１には低速段側の変速歯車列２１を介して電動モータ３１のトルクが伝達されており、同期側である連結軸５１には完全開放状態（I）でエンジン動力の一部である引摺りトルクが伝達されている。上述した通り、連結軸５１に伝達される引摺りトルクは電磁コイル５４への通電制御により可変であり、変速機入力軸１１と連結軸５１との回転数差に応じて調整することができる。これより、第２クラッチ１９を締結して引摺りトルク伝達状態（III）に切り換える際のショックを緩和することができる（I→III）。また、このように第１クラッチ１８を用いて同期操作を行うことで、クラッチ締結時間の短縮化を図ることができる。その後、第１クラッチ１８を締結して完全締結状態（IV）とすることで、エンジン動力は変速機入力軸１１にダイレクトに伝えられ、エンジン駆動モードへの切り換えは完了する（III→IV）。

また、モータ駆動モードからエンジン駆動モードに切り換える場合にあっては、完全開放状態（I）から開放状態（II）に切り換えた後、引摺りトルク伝達状態（III）に切り換えることで、更にクラッチ締結時のショックの緩和と締結時間の短縮化を図ることもできる（I→II→III→IV）。このように、完全開放状態（I）と引摺りトルク伝達状態（III）との間で開放状態（II）に一旦切り換えるようにすることで、同期側である連結軸５１にはエンジン動力がダイレクトに伝達される。これにより、連結軸５１は電動モータ３１により駆動される変速機入力軸１１との回転数差を急速に収束させることができ、同期時間つまりクラッチ締結時間の短縮化を図ることができる。

一方、エンジン駆動モードからモータ駆動モードに切り換える場合には、第１クラッチ１８を締結状態からスリップ状態に切り換えた後、第２クラッチ１９を締結状態から開放状態に切り換える。つまり、完全締結状態（IV）にある各クラッチ１８，１９を、引摺りトルク伝達状態（III）に切り換え、その後完全開放状態（I）に切り換える（IV→III→I）。完全締結状態（IV）においては、変速機出力軸１２にはエンジン動力が伝達されているが、第１クラッチ１８をスリップ状態に切り換えることで、このエンジン動力の伝わりを徐々に減少させ、最終的に第１及び第２クラッチ１８，１９の作用トルクを遮断または逆方向の差回転を作用させて第２クラッチ１９を開放状態にすることができる。これより、エンジン駆動からモータ駆動への移行が滑らかに行われるので、第１クラッチ１８の引き摺りトルクより大きい逆方向のトルクは第２クラッチ１９には作用しないので、慣性力による第２クラッチ１９の損傷を防止でき、さらに切換音や振動の発生を抑制することができる。

エンジン駆動モードで走行中に変速機９の変速操作を行う場合には、シンクロメッシュ機構による同期が必要であり、切換スリーブ２３ｂのシフト操作力を制御して、シンクロリングの保護や切換音や切換ショックの抑制を図る必要がある。このときの各クラッチ１８，１９と変速機９との切換は、第１クラッチ１８を締結状態からスリップ状態に切り換え、次に第２クラッチ１９を締結状態から開放状態に切り換えた後、変速歯車列２１，２２の切換操作を行い、次いで第２クラッチ１９を締結状態に切り換えた後、第１クラッチ１８を締結状態に切り換えるという操作順序で行う。このように、切換操作の前後で、引摺りトルクを生じる第１クラッチ１８の切換を行うことで、第２クラッチ１９のみで切換操作を行う場合に比して、切換音や切換ショックの発生を抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、前記実施の形態においては、エンジン１３縦置きの車両が図示されているが、クランク軸が車幅方向となるようにエンジン１３を横置きにしたタイプの車両にもこの動力伝達装置を搭載することができる。また、トルク分配機構としては、前述したカップリング４４に限られず、油圧式カップリングやビスカスカップリングなど種々のタイプのトランスファー機構を用いることができる。さらに、図示する変速機９は低速段用と高速段用の２つの変速歯車列２１，２２を有する歯車式の変速機であるが、変速機としては無段変速機（CVT）を用いるようにしても良い。また、第１クラッチ１８はクラッチハブ５２を入力要素とし、クラッチドラム５３を出力要素としているが、クラッチドラム５３を入力要素としてエンジン出力軸１６に連結し、クラッチハブ５２を出力要素として連結軸５１に連結するようにしても良い。同様に、第２クラッチ１９の内輪５６を入力要素として連結軸５１に連結し、外輪５５を出力要素して変速機入力軸１１に連結するようにしても良い。

本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の動力伝達装置の概略図である。 （A）は第２クラッチとしての電磁式２方向クラッチを示す断面図であり、（B）は（A）のB−B線に沿う断面図である。 各走行モードに対する各クラッチの切換状態を示す作動表である。

符号の説明

１１ 変速機入力軸
１２ 変速機出力軸
１３ エンジン
１５ 発電機
１６ エンジン出力軸
１８ 第１クラッチ
１９ 第２クラッチ
２１，２２ 変速歯車列
２３ 切換クラッチ
３１ 電動モータ
５１ 連結軸
５２ クラッチハブ（入力要素）
５３ クラッチドラム（出力要素）
５５ 外輪（入力要素）
５６ 内輪（出力要素）
５７ 保持器
５８ ローラ

Claims (6)

1. 電動モータとエンジンとを動力源とし、前記電動モータの動力を駆動輪に伝達するモータ駆動モードと、エンジン動力を駆動輪に伝達するエンジン駆動モードとを有するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
   エンジン動力が入力される変速機入力軸、およびモータ動力が入力されるとともに前記入力軸との間に複数の変速歯車列が装着される変速機出力軸を有する変速機と、
   エンジン出力軸に連結される第１入力要素、および前記第１入力要素から引き摺りトルクが伝達される第１出力要素を有する第１クラッチと、
   前記第１出力要素に連結される第２入力要素、および前記第２入力要素に対して動力伝達状態と開放状態とに切り換えられる第２出力要素を有する第２クラッチとを有することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータ駆動モードから前記エンジン駆動モードへの切換を、前記第２クラッチを開放状態から締結状態に切り換える一方、前記第１クラッチをスリップ状態から締結状態に切り換えて行うことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
3. 請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記モータ駆動モードから前記エンジン駆動モードへの切換を、前記第２クラッチが開放状態のもとで前記第１クラッチをスリップ状態から締結状態に切り換えた後、前記第２クラッチを締結状態に切り換えた状態のもとで前記第１クラッチをスリップ状態から締結状態に切り換えて行うことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記エンジン駆動モードから前記モータ駆動モードへの切換を、前記第１クラッチを締結状態からスリップ状態に切り換えた後、前記第２クラッチを締結状態から開放状態に切り換えた後に前記第１及び第２クラッチの作用トルクを遮断または逆方向の差回転を作用させて前記第２クラッチを開放状態にすることを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記エンジン駆動モードで走行中の変速操作を、前記第１クラッチを締結状態からスリップ状態に切り換える一方、前記第２クラッチを締結状態から開放状態に切り換えた後に前記第１及び第２クラッチの作用トルクを遮断または逆方向の差回転を作用させて前記第２クラッチを開放した状態のもとで前記変速歯車列の切換操作を行い、次いで前記第２クラッチを締結状態に切り換えた後、前記第１クラッチを締結状態に切り換えて行うことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第１クラッチはスリップ状態で所定の前記引摺りトルクを生じる多板クラッチであり、前記第２クラッチは開放状態で動力伝達を完全に遮断する２方向クラッチであることを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
   
   

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