JP2005329813A

JP2005329813A - デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2005329813A
Application number: JP2004150129A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kamikura; 一郎上倉; Tamotsu Masuura; 保益浦
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02
Anticipated expiration: 2024-05-20
Also published as: JP4093370B2

Abstract

【課題】車両の重量が大きく変っても、スムーズに変速しかつシンクロ機構への負荷を軽減し、更にハイブリッド車両の低床化を図る。
【解決手段】エンジンのクランク軸１２ａに電動発電機１８及び変速用クラッチ１４を介して変速機１６が断続可能に連結され、変速機が、主軸２３に嵌入された複数のドライブギヤ３１ａ〜３６ａと主軸に平行に設けられたカウンタ軸２４に嵌入されかつ複数のドライブギヤにそれぞれ噛合する複数のドリブンギヤ３１ｂ〜３６ｂとを有し、複数のドライブギヤ及び複数のドリブンギヤにより複数段ギヤ列３０が構成される。変速用クラッチ１４は、エンジン及び電動発電機を奇数段ギヤ列のドライブギヤに切断可能に接続する第１クラッチ２１と、エンジン及び電動発電機を偶数段ギヤ列のドライブギヤに切断可能に接続する第２クラッチ２２とを備え、第１及び第２クラッチを交互に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに独立して作動する２つのクラッチ、即ちデュアルクラッチを有する変速機を搭載し、かつ動力源としてエンジン及び電動発電機を併用する車両、特にトラックやバスのハイブリッド大型車両に関するものである。

従来、トラックやバス等の大型車では、積荷や乗客の多少によって車両の重量が大きく変化するため、変速操作時に車両の重量に合せた運転者による微妙なクラッチペダルの操作を必要とし、運転者の足さばきにより断続される比較的大径の乾式単板クラッチが採用されていた。
一方、トルクコンバータを用いない自動変速機であって、互いに独立して作動される第１及び第２クラッチを有し、変速機の第１及び第２主軸をエンジンのクランク軸に対して選択的に接続するように構成された歯車式変速装置（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。この歯車変速装置では、第１及び第２主軸と変速機出力軸との間に各変速比を決定する複数段ギヤ列が設けられ、複数段ギヤ列のいずれかを選択して動力伝達経路を選択するために複数のシンクロ機構が設けられる。
また複数段ギヤ列のうち所望の段のギヤ列がシンクロ機構により選択された後に、この選択されたギヤ列に対応する第１主軸又は第２主軸をこれに対応する第１クラッチ又は第２クラッチを介してクランク軸に接続するように構成される。更に第１主軸に奇数段のギヤ列が嵌入され、第２主軸に偶数段のギヤ列が嵌入される。
このように構成された歯車変速装置では、第１段ギヤ列を選択しかつ第１クラッチがクランク軸と第１主軸を接続している状態で、第２段ギヤ列をシンクロ機構により選択しておき、第２段ギヤ列にシフトアップするとき、第１クラッチによるクランク軸及び第１主軸の接続を解除すると同時に、第２クラッチによりクランク軸及び第２主軸を接続する。この結果、速やかに変速できるとともに、シンクロ機構に大きな負荷が加わらないようになっている。

また、エンジンと動力切換クラッチと電動発電機と変速用クラッチと変速機がこの順にその回転駆動力が伝達されるように接続されたハイブリッド自動車（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。このハイブリッド自動車では、動力切換クラッチを開閉制御する油圧シリンダが電動発電機のロータの内側に設けられた空間に収容される。また上記ハイブリッド自動車はエンジン又は電動発電機のいずれか一方又は双方の回転駆動力により走行するとともに、減速時には電動発電機が自動車の運動エネルギを電気エネルギとして回収する発電機として作用する。
このように構成されたハイブリッド自動車では、動力切換クラッチを開閉制御する油圧シリンダが電動発電機のロータの内側に設けられた空間に収容されるため、エンジンから変速機までの距離を長くせずに済むようになっている。
特開昭６１−２７４１４８号公報（明細書第２頁左上欄第９行目〜同頁右上欄第１４行目）特開２００２−２６２４０６号公報（請求項１、段落［０００８］、段落［００２９］）

しかし、上記従来の特許文献１に示された自動変速機である歯車変速装置を、上記従来の特許文献２に示されたハイブリッド自動車に搭載して、デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド大型車両を製造すると、図３に示すように、車両１の荷台３の床３ａの高さＨは、外周面に電動発電機５が設けられた変速用クラッチ４の外径Ｄとこの変速用クラッチ４の上下の必要間隔Ｓ₁及びＳ₂によって決まってしまうため、ハイブリッド大型車両１を低床化するには限界があった。
本発明の目的は、車両の重量が大きく変っても、スムーズに変速できかつシンクロ機構への負荷を軽減でき、更に床の高さを低くすることができる、デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、エンジン１２のクランク軸１２ａに電動発電機１８及び変速用クラッチ１４を介して変速機１６が断続可能に連結され、変速機１６が、主軸２３に嵌入された複数のドライブギヤ３１ａ〜３６ａと主軸２３に平行に設けられたカウンタ軸２４に回動可能に嵌入されかつ複数のドライブギヤ３１ａ〜３６ａにそれぞれ噛合する複数のドリブンギヤ３１ｂ〜３６ｂとを有し、複数のドライブギヤ３１ａ〜３６ａ及び複数のドリブンギヤ３１ｂ〜３６ｂにより複数段ギヤ列３０が構成されたハイブリッド車両の改良である。
その特徴ある構成は、変速用クラッチ１４が、エンジン１２及び電動発電機１８を複数段ギヤ列３０のうちの奇数段ギヤ列のドライブギヤ３１ａ，３３ａ，３５ａに切断可能に接続する第１クラッチ２１と、エンジン１２及び電動発電機１８を複数段ギヤ列３０のうちの偶数段ギヤ列のドライブギヤ３２ａ，３４ａ，３６ａに切断可能に接続する第２クラッチ２２とを備え、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２を交互に接続するように構成されたところにある。
この請求項１に記載されたデュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両では、例えば、奇数段ギヤ列を選択しかつ第１クラッチ２１がクランク軸１２ａと主軸を接続している状態で、偶数段ギヤ列を選択しておき、偶数段ギヤ列にシフトアップするときに、第１クラッチ２１によるクランク軸１２ａと主軸２３との接続を解除すると同時に、第２クラッチ２２によりクランク軸１２ａと主軸２３とを接続する。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１及び図２に示すように、クランク軸１２ａと電動発電機１８との間に動力切換クラッチ１５及び中間軸１９が介装され、電動発電機１８が、変速用クラッチ１４を収容するケースに挿着されたステータ１８ａと、このステータ１８ａに所定の隙間をあけて遊挿されるとともに変速用クラッチ１４外周に設けられたロータ１８ｂとを有し、第１クラッチ２１が、中間軸１９とともに回転する複数の第１摩擦ディスク２１ａと、複数の第１摩擦ディスク２１ａ間に交互に配設されかつこれらの第１摩擦ディスク２１ａに離脱可能に圧接される複数の第１摩擦プレート２１ｂとを有し、第２クラッチ２２が、中間軸１９とともに回転する複数の第２摩擦ディスク２２ａと、複数の第２摩擦ディスク２２ａ間に交互に配設されかつこれらの第２摩擦ディスク２２ａに離脱可能に圧接される複数の第２摩擦プレート２２ｂとを有し、主軸２３が、第１摩擦プレート２１ｂとともに回転しかつ複数段ギヤ列３０のうち奇数段ギヤ列のドライブギヤ３１ａ，３３ａ，３５ａが嵌入された第１主軸２３ａと、第１主軸２３ａと同軸上であって第１主軸２３ａに対して相対回転可能に設けられ第２摩擦プレート２２ｂとともに回転しかつ複数段ギヤ列３０のうち偶数段ギヤ列のドライブギヤ３２ａ，３４ａ，３６ａが嵌入された第２主軸２３ｂとを有することを特徴とする。

この請求項２に記載されたデュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両では、例えば、奇数段ギヤ列を選択しかつ第１クラッチ２１がクランク軸１２ａと第１主軸２３ａを接続している状態で、偶数段ギヤ列を選択しておき、偶数段ギヤ列にシフトアップするときに、第１クラッチ２１によるクランク軸１２ａと第１主軸２３ａとの接続を解除すると同時に、第２クラッチ２２によりクランク軸１２ａと第２主軸２３ｂとを接続する。また第１及び第２クラッチ２１，２２として湿式多板型のクラッチを用いているため、外周面に電動発電機１８を設けた第１及び第２クラッチ２１，２２の外径ｄを、外周面に電動発電機を設けた乾式単板型のクラッチの外径より小さくすることができる。

以上述べたように、本発明によれば、第１クラッチがエンジン及び電動発電機を複数段ギヤ列のうちの奇数段ギヤ列のドライブギヤに切断可能に接続し、第２クラッチがエンジン及び電動発電機を複数段ギヤ列のうちの偶数段ギヤ列のドライブギヤに切断可能に接続し、第１クラッチ及び第２クラッチを交互に接続するように構成したので、切断しているクラッチ側の主軸に嵌入されたドライブギヤを含むギヤ列をシンクロ機構により選択した後に、接続しているクラッチを切断すると同時に、上記切断しているクラッチを接続する。この結果、シフトアップするためにクラッチを切断したときに発生する息継ぎ現象がないので、これに起因した車輪への伝達トルクの一時的な低下がなく、スムーズに変速できるとともに、シンクロ機構に大きな負荷が加わらないので、シンクロ機構の耐久性を向上できる。またシフトダウン時に電動発電機が発電機として作用する場合、従来クラッチが切断されたときに電動発電機の回転速度が低下して回生トルクが一時的に低下するのに対し、本発明では第１及び第２クラッチを交互に接続することにより、変速機が電動発電機と第１又は第２クラッチのいずれか一方により常に接続されているため、上記一時的な回生トルクの低下がない。この結果、シフトダウン時の車両の走行エネルギを効率良く電気エネルギとして回生できる。

またクランク軸と電動発電機との間に動力切換クラッチ及び中間軸を介装し、電動発電機が、変速用クラッチを収容するケースに挿着されたステータと、このステータに所定の隙間をあけて遊挿されるとともに変速用クラッチ外周に設けられたロータとを有し、第１クラッチが、中間軸とともに回転する複数の第１摩擦ディスクと、複数の第１摩擦ディスク間に交互に配設されかつこれらの第１摩擦ディスクに離脱可能に圧接される複数の第１摩擦プレートとを有し、第２クラッチが、中間軸とともに回転する複数の第２摩擦ディスクと、複数の第２摩擦ディスク間に交互に配設されかつこれらの第２摩擦ディスクに離脱可能に圧接される複数の第２摩擦プレートとを有し、主軸が、第１摩擦プレートとともに回転しかつ複数段ギヤ列のうち奇数段ギヤ列のドライブギヤが嵌入された第１主軸と、第１主軸と同軸上であって第１主軸に対して相対回転可能に設けられ第２摩擦プレートとともに回転しかつ複数段ギヤ列のうち偶数段ギヤ列のドライブギヤが嵌入された第２主軸とを有すれば、上記と同様の効果が得られるとともに、第１及び第２クラッチとして湿式多板型のクラッチを用いてるため、外周面に電動発電機を設けた第１及び第２クラッチの外径を、外周面に電動発電機を設けた乾式単板型のクラッチの外径より小さくすることができる。この結果、ハイブリッド車両の床の高さを低くすることができるので、荷物の積下ろしや乗客の乗降が容易になる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、トラック１０のキャブ１１の床１１ａ下にはエンジン１２が設けられ、荷台１３の床１３ａ下には自動変速可能な動力切換クラッチ１５及び変速用クラッチ１４と電動発電機１８と変速機１６とが設けられる。上記エンジン１２、動力切換クラッチ１５、電動発電機１８、変速用クラッチ１４及び変速機１６はトラック１０の進行方向に延びるシャシフレーム１７の一対のサイドメンバ１７ａに搭載される。またエンジン１２のクランク軸１２ａには、動力切換クラッチ１５、中間軸１９、電動発電機１８及び変速用クラッチ１４を介して変速機１６が断続可能に連結される。中間軸１９はクランク軸１２ａの後方であって、クランク軸１２ａと同一軸線上に設けられる。動力切換クラッチ１５は図示しないハウジングに収容される。また動力切換クラッチ１５は、図１に詳しく示すように、乾式単板型のクラッチであり、クランク軸１２ａの後端に固着されクランク軸１２ａとともに回転するクラッチドラム１５ａと、このクラッチドラム１５ａと一体的に設けられクラッチドラム１５ａとともに回転するドライブプレート１５ｂと、中間軸１９の前端に設けられ中間軸１９とともに回転しドライブプレート１５ｂに離脱可能に圧接されるドリブンプレート１５ｃとを有する。

一方、変速用クラッチ１４は図示しないケースに収容される。また変速用クラッチ１４は、図１に詳しく示すように、湿式多板型の第１及び第２クラッチ２１，２２を備える。第１クラッチ２１はエンジン１２及び電動発電機１８を複数段ギヤ列３０のうちの奇数段ギヤ列のドライブギヤ３１ａ，３３ａ，３５ａに切断可能に接続する。具体的には、第１クラッチ２１は、クランク軸１２ａとともに回転する複数の第１摩擦ディスク２１ａと、複数の第１摩擦ディスク２１ａ間に交互に配設されかつこれらの第１摩擦ディスク２１ａに離脱可能に圧接される複数の第１摩擦プレート２１ｂとを有する。第１摩擦ディスク２１ａは中間軸１９の後端に固着されたクラッチカバー１４ａのうち仕切板１４ｂで仕切られた第１室１４ｃに軸方向に摺動可能にスプライン嵌合され、第１磨擦プレート２１ｂは上記第１室１４ｃに軸方向に摺動可能に主軸２３の後述する第１主軸２３ａにスプライン嵌合される。また第２クラッチ２２はエンジン１２及び電動発電機１８を複数段ギヤ列３０のうちの偶数段ギヤ列のドライブギヤ３２ａ，３４ａ，３６ａに切断可能に接続する。具体的には、第２クラッチ２２は、中間軸１９とともに回転する複数の第２摩擦ディスク２２ａと、複数の第２摩擦ディスク２２ａ間に交互に配設されかつこれらの第２摩擦ディスク２２ａに離脱可能に圧接される複数の第２摩擦プレート２２ｂとを有する。第２摩擦ディスク２２ａはクラッチカバー１４ａの第２室１４ｄに軸方向に摺動可能にスプライン嵌合され、第２磨擦プレート２２ｂは上記第２室１４ｄに軸方向に摺動可能に主軸２３の後述する第２主軸２３ｂにスプライン嵌合される。上記動力切換クラッチ１５、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２は図示しないがエアシリンダ又は油圧シリンダや電磁弁等からなるクラッチ駆動手段により断続されるように構成される。

また上記電動発電機１８は変速用クラッチ１４を収容するケースに内蔵される。この電動発電機１８は、ケースに挿着されたステータ１８ａと、このステータ１８ａに所定の隙間をあけて遊挿されるとともに変速用クラッチのクラッチカバー１４ａに嵌着されたロータ１８ｂと、ステータ１８ａに巻回されたコイル１８ｃとを有する。このコイル１８ｃは図示しないがインバータを介して蓄電手段に電気的に接続される。電動発電機１８が電動機として作用するときには、蓄電手段に貯えられた電力はインバータにより三相交流に変換されて上記コイル１８ｃに供給され、電動発電機１８が発電機として作用するときには、上記コイル１８ｃに発生した三相交流電力はインバータにより直流電力に変換されて蓄電手段に貯えられる。また上記コイル１８ｃの位相回転速度が電動発電機１８のロータ１８ｂの回転速度より大きいとき、電動発電機１８は電動機として作用し、コイル１８ｃの位相回転速度が電動発電機１８のロータ１８ｂの回転速度より小さいとき、電動発電機１８は発電機として作用するようになっている。なお、上記動力切換クラッチ１５は乾式単板型のクラッチであるため、湿式多板型の第１及び第２クラッチ２１，２２より大径に形成されるけれども、第１及び第２クラッチ２１，２２の外周面には電動発電機１８が設けられるため、動力切換クラッチ１５のハウジング外径と第１及び第２クラッチ２１，２２のケース外径は略同一に形成される。

一方、変速機１６は、主軸２３に嵌着された６枚の第１〜第６ドライブギヤ３１ａ〜３６ａと、主軸２３に平行に設けられたカウンタ軸２４に回動可能に嵌入されかつ上記６枚の第１〜第６ドライブギヤ３１ａ〜３６ａにそれぞれ噛合する６枚の第１〜第６ドリブンギヤ３１ｂ〜３６ｂとを有する。上記６枚の第１〜第６ドライブギヤ３１ａ〜３６ａ及び６枚の第１〜第６ドリブンギヤ３１ｂ〜３６ｂにより６段ギヤ列３０が構成される。主軸２３は、第１摩擦プレート２１ｂとともに回転しかつ６段ギヤ列３０のうち奇数段ギヤ列（第１段ギヤ列３１、第３段ギヤ列３３及び第５段ギヤ列３５）の第１ドライブギヤ３１ａ、第３ドライブギヤ３３ａ及び第５ドライブギヤ３５ａが嵌着された上記第１主軸２３ａと、第２摩擦プレート２２ｂとともに回転しかつ６段ギヤ列３０のうち偶数段ギヤ列（第２段ギヤ列３２、第４段ギヤ列３４及び第６段ギヤ列３６）の第２ドライブギヤ３２ａ、第４ドライブギヤ３４ａ及び第６ドライブギヤ３６ａが嵌着された第２主軸２３ｂとを有する。第２主軸２３ｂは第１主軸２３ａと同軸上であって第１主軸２３ａに対して相対回転可能に設けられる。即ち、第２主軸２３ｂは円筒状に形成され、第１主軸２３ａは円柱状に形成され、第２主軸２３ｂは第１主軸２３ａに回転可能に嵌入される。

また第１段〜第６段ギヤ列３１〜３６は第１〜第６シンクロ機構４１〜４６によりそれぞれ選択可能に構成される。第１シンクロ機構４１は、カウンタ軸２４に嵌着され外周面に外スプラインが形成された第１クラッチハブ４１ａと、第１ドリブンギヤ３１ｂに固着され外周面に第１クラッチハブ４１ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第１クラッチギヤ４１ｂと、第１クラッチハブ４１ａの外スプラインに噛合する内スプラインが形成され第１クラッチハブ４１ａにカウンタ軸２４の軸方向に移動可能にかつ第１クラッチハブ４１ａに対して相対回転不能に遊嵌された第１スリーブ４１ｃと、この第１スリーブ４１ｃをカウンタ軸２４の軸方向に移動させて第１スリーブ４１ｃの内スプラインを第１クラッチギヤ４１ａの外スプラインに噛合可能な第１シフトフォーク（図示せず）とを有する。第３シンクロ機構４３は、上記第１クラッチハブ４１ａと共用の第３クラッチハブ４３ａと、第３ドリブンギヤ３３ｂに固着され外周面に上記第３クラッチハブ４３ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第３クラッチギヤ４３ｂと、上記第１スリーブ４１ｃと共用の第３スリーブ４３ｃと、この第３スリーブ４３ｃをカウンタ軸２４の軸方向に移動させて第３スリーブ４３ｃの内スプラインを第３クラッチギヤ４３ｂの外スプラインに噛合可能であって第１シフトフォークと共用の第３シフトフォーク（図示せず）とを有する。第５シンクロ機構４５は、カウンタ軸２４に嵌着され外周面に外スプラインが形成された第５クラッチハブ４５ａと、第５ドリブンギヤ３５ｂに固着され外周面に第５クラッチハブ４５ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第５クラッチギヤ４５ｂと、第５クラッチハブ４５ａの外スプラインに噛合する内スプラインが形成され第５クラッチハブ４５ａにカウンタ軸２４の軸方向に移動可能にかつ第５クラッチハブ４５ａに対して相対回転不能に遊嵌された第５スリーブ４５ｃと、この第５スリーブ４５ｃをカウンタ軸２４の軸方向に移動させて第５スリーブ４５ｃの内スプラインを第５クラッチギヤ４５ｂの外スプラインに噛合可能な第５シフトフォーク（図示せず）とを有する。

第２シンクロ機構４２は、カウンタ軸２４に嵌着され外周面に外スプラインが形成された第２クラッチハブ４２ａと、第２ドリブンギヤ３２ｂに固着され外周面に第２クラッチハブ４２ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第２クラッチギヤ４２ｂと、第２クラッチハブ４２ａの外スプラインに噛合する内スプラインが形成され第２クラッチハブ４２ａにカウンタ軸２４の軸方向に移動可能にかつ第２クラッチハブ４２ａに対して相対回転不能に遊嵌された第２スリーブ４２ｃと、この第２スリーブ４２ｃをカウンタ軸２４の軸方向に移動させて第２スリーブ４２ｃの内スプラインを第２クラッチギヤ４２ｂの外スプラインに噛合可能な第２シフトフォーク（図示せず）とを有する。第４シンクロ機構４４は、上記第２クラッチハブ４２ａと共用の第４クラッチハブ４４ａと、第４ドリブンギヤ３４ｂに固着され外周面に上記第４クラッチハブ４４ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第４クラッチギヤ４４ｂと、上記第２スリーブ４２ｃと共用の第４スリーブ４４ｃと、この第４スリーブ４４ｃをカウンタ軸２４の軸方向に移動させて第４スリーブ４４ｃの内スプラインを第４クラッチギヤ４４ｂの外スプラインに噛合可能であって第２シフトフォークと共用の第４シフトフォーク（図示せず）とを有する。第６シンクロ機構４６は、カウンタ軸２４に嵌着され外周面に外スプラインが形成された第６クラッチハブ４６ａと、第６ドリブンギヤ３６ｂに固着され外周面に第６クラッチハブ４６ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第６クラッチギヤ４６ｂと、第６クラッチハブ４６ａの外スプラインに噛合する内スプラインが形成され第６クラッチハブ４６ａにカウンタ軸２４の軸方向に移動可能にかつ第６クラッチハブ４６ａに対して相対回転不能に遊嵌された第６スリーブ４６ｃと、この第６スリーブ４６ｃをカウンタ軸２４の軸方向に移動させて第６スリーブ４６ｃの内スプラインを第６クラッチギヤ４６ｂの外スプラインに噛合可能な第６シフトフォーク（図示せず）とを有する。

第１主軸２３ａの後方には、この第１主軸２３ａと同一軸線上に出力軸４７が設けられる。カウンタ軸２４の後部には第１出力ギヤ５１が嵌着され、出力軸４７には第２出力ギヤ５２が嵌着される。また上記第１〜第６シフトフォークはエアシリンダ又は油圧シリンダや電磁弁等からなるフォーク駆動手段（図示せず）により駆動される。更に運転席には、図示しないが運転者が変速機をセレクトするためのセレクトレバーが設けられ、このセレクトレバー近傍にはセレクトレバーの位置（パーキング位置、ニュートラル位置、ドライブ位置、第２速位置（第２段ギヤ列の選択位置）、第１速位置（第１段ギヤ列の選択位置）など）を検出するレバー位置センサが設けられる。このレバー位置センサの検出出力はコントローラ（図示せず）の制御入力に接続され、コントローラの制御出力はクラッチ駆動手段及びフォーク駆動手段にそれぞれ接続される。

このように構成されたデュアルクラッチ式変速機の動作を説明する。
充電手段の充電容量が十分に大きく、かつセレクトレバーがパーキング位置にある状態でエンジン１２を始動すると、コントローラはクラッチ駆動手段を制御して動力切換クラッチ１５と第１及び第２クラッチ２１，２２を切断した状態に保持するとともに、フォーク駆動手段を制御して、第１段ギヤ列３１を選択する、即ち第１シンクロ機構４１の第１スリーブ４１ｃの内スプラインを第１クラッチハブ４１ａの外スプラインに噛合させたまま、第１クラッチギヤ４１ｂの外スプラインに噛合する方向に第１スリーブ４１ｃを移動させる。運転者がセレクトレバーをドライブ位置に切換えてアクセルペダルを踏込むと、コントローラはレバー位置センサの検出出力に基づいてクラッチ駆動手段を制御し、先ず動力切換クラッチ１５を接続した後に第１クラッチ２１を接続する。これによりエンジン１２のクランク軸１２ａの回転駆動力が動力切換クラッチ１５、中間軸１９、第１クラッチ２１、第１主軸２３ａ、第１段ギヤ列３１、カウンタ軸２４、第１出力ギヤ５１、第２出力ギヤ５２及び出力軸４７を介して後輪に伝達されるとともに、電動発電機１８が電動機として作用しその回転駆動力が第１クラッチ２１、第１主軸２３ａ、第１段ギヤ列３１、カウンタ軸２４、第１出力ギヤ５１、第２出力ギヤ５２及び出力軸４７を介して後輪に伝達され、トラック１０はエンジン１２及び電動発電機１８の双方の動力により第１速で走行し始める。トラック１０が第１の所定の速度に達する前に、コントローラはフォーク駆動手段を制御して、第２段ギヤ列３２を選択する、即ち第２シンクロ機構４２の第２スリーブ４２ｃの内スプラインを第２クラッチハブ４２ａの外スプラインに噛合させたまま、第２クラッチギヤ４２ｂの外スプラインに噛合する方向に第２スリーブ４２ｃを移動させる。

運転者がアクセルペダルを踏み続けてトラック１０の速度が第１の所定の速度に達すると、コントローラはクラッチ駆動手段を制御して、第１クラッチ２１を切断するとともに第２クラッチ２２を接続する。これによりエンジン１２のクランク軸１２ａの回転駆動力が動力切換クラッチ１５、中間軸１９、第２クラッチ２２、第２主軸２３ｂ、第２段ギヤ列３２、カウンタ軸２４、第１出力ギヤ５１、第２出力ギヤ５２及び出力軸４７を介して後輪に伝達されるとともに、電動発電機１８が電動機として作用しその回転駆動力が第２クラッチ２２、第２主軸２３ｂ、第２段ギヤ列３２、カウンタ軸２４、第１出力ギヤ５１、第２出力ギヤ５２及び出力軸４７を介して後輪に伝達され、トラック１０はエンジン１２及び電動発電機１８の双方の動力により第２速で走行し始める。トラック１０が第２の所定の速度に達する前に、コントローラはフォーク駆動手段を制御して、第３段ギヤ列３３を選択する、即ち第３シンクロ機構４３の第３スリーブ４３ｃの内スプラインを第３クラッチハブ４３ａの外スプラインに噛合させたまま、第３クラッチギヤ４３ｂの外スプラインに噛合する方向に第３スリーブ４３ｃを移動させる。運転者がアクセルペダルを踏み続けてトラック１０の速度が第２の所定の速度に達すると、コントローラはクラッチ駆動手段を制御して、第２クラッチ２２を切断するとともに第１クラッチ２１を接続する。これによりエンジン１２のクランク軸１２ａの回転駆動力が動力切換クラッチ１５、中間軸１９、第１クラッチ２１、第１主軸２３ａ、第３段ギヤ列３３、カウンタ軸２４、第１出力ギヤ５１、第２出力ギヤ５２及び出力軸４７を介して後輪に伝達されるとともに、電動発電機１８が電動機として作用しその回転駆動力が第１クラッチ２１、第１主軸２３ａ、第３段ギヤ列３３、カウンタ軸２４、第１出力ギヤ５１、第２出力ギヤ５２及び出力軸４７を介して後輪に伝達され、トラック１０はエンジン１２及び電動発電機１８の双方の動力により第３速で走行し始める。

このように変速機１６を順次切換えるとともに、第１及び第２クラッチ２１，２２を交互に切換えることにより、トラック１０を第１速から順に第６速まで速やかに加速できる。またシフトアップするために変速用クラッチ１４を切断したときに発生する息継ぎ現象がないので、これに起因した車輪への伝達トルクの一時的な低下が無く、スムーズに変速できるとともに、シンクロ機構４１〜４６に大きな負荷が加わらないので、シンクロ機構４１〜４６の耐久性を向上できる。更に第１及び第２クラッチ２１，２２として湿式多板型のクラッチを用いているため、外周面に電動発電機１８を設けた第１及び第２クラッチ２１，２２のケースの外径ｄ（図２）を、外周面に電動発電機８を設けた乾式単板型のクラッチ４のケースの外径Ｄ（図３）より小さくすることができる。この結果、変速用クラッチ１４又は変速機１６の上下の必要間隔Ｓ₁及びＳ₂を確保しつつ、トラック１０の荷台１３ａの床１３ａの高さｈ（図２）を、乾式単板クラッチ４の外周面に電動発電機８を設けた場合の荷台３の床３ａの高さＨ（図３）より低くすることができるので、荷物の積下ろしを容易に行うことができる。

一方、充電手段の充電容量が不足している状態でトラック１０が加速する場合には、動力切換クラッチ１５を接続した状態で第１及び第２クラッチ２１，２２を交互に切換え、電動発電機１８を空転させた状態で、エンジン１２により後輪を駆動する。
また充電手段の充電容量が不足している状態でトラック１０が定常走行又は軽負荷走行する場合には、動力切換クラッチ１５を接続した状態で第１又は第２クラッチ２１，２２のいずれかを接続し、電動発電機１８を発電機として作動させた状態で、エンジン１２により後輪を駆動する。これによりエンジン１２の発生したエネルギの一部が電気エネルギに変換されて蓄電手段に貯えられる。
またトラック１０を制動する場合には、動力切換クラッチ１５を切断した状態で、高速段のギヤ列から順次低速段のギヤ列を選択して第１及び第２クラッチ２１，２２を交互に切換え、電動発電機１８を発電機として作動させる。これにより変速機１６が電動発電機１８と第１クラッチ２１又は第２クラッチ２２のいずれか一方により常に接続されているため、一時的な回生トルクの低下がなく、シフトダウン時のトラックの走行エネルギを効率良く電気エネルギとして回生できる、即ちトラック１０の走行エネルギが電動発電機１８及びインバータにより効率良く電気エネルギに変換されて蓄電手段に貯えられる。
更に充電手段の充電容量が不足している状態でトラック１０がアイドリングしている場合には、動力切換クラッチ１５を接続した状態で第１及び第２クラッチ２１，２２を切断し、電動発電機１８を発電機として作動させる。これによりエンジン１２の発生したエネルギが電気エネルギに変換されて蓄電手段に貯えられる。

なお、上記実施の形態では、ハイブリッド車両としてトラックを挙げたが、バスでもよい。この場合、床の高さを低くすることにより、乗客の乗降が容易になる。
また、上記実施の形態では、奇数段ギヤ列のドライブギヤを第１主軸に嵌着し、偶数段ギヤ列のドライブギヤを第２主軸に嵌着し、ドリブンギヤをカウンタ軸に回転可能に嵌入したが、図４に示すように、奇数段ギヤ列のドライブギヤ３１ａ，３３ａ，３５ａを第１主軸２３ａに回転可能に嵌入し、偶数段ギヤ列のドライブギヤ３２ａ，３４ａ，３６ａを第２主軸２３ｂに回転可能に嵌入し、ドリブンギヤ３１ｂ〜３６ｂをカウンタ軸２４に嵌着してもよい。この場合、シンクロ機構４１〜４６は第１主軸２３ａ及び第２主軸２３ｂ側に設けられる。
更に、上記実施の形態では、複数段ギヤ列として６枚のドライブギヤ及び６枚のドリブンギヤにより構成された６段ギヤ列を挙げたが、２段、３段、４段、５段のギヤ列、或いは７段以上のギヤ列でもよい。

本発明実施形態のデュアルクラッチ式変速機の断面構成図である。そのデュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッドトラックの要部側面図である。従来例を示す図２に対応する要部側面図である。本発明の別の実施形態のデュアルクラッチ式変速機の断面構成図である。

符号の説明

１０トラック（車両）
１１ａ床
１２エンジン
１２ａクランク軸
１４変速用クラッチ
１５動力切換クラッチ
１６変速機
１７シャシフレーム
１８電動発電機
１８ａステータ
１８ｂロータ
２１第１クラッチ
２１ａ第１摩擦ディスク
２１ｂ第１摩擦プレート
２２第２クラッチ
２２ａ第２摩擦ディスク
２２ｂ第２摩擦プレート
２３主軸
２３ａ第１主軸
２３ｂ第２主軸
２４カウンタ軸
３０６段ギヤ列（複数段ギヤ列）
３１ａ〜３６ａ第１〜第６ドライブギヤ
３１ｂ〜３６ｂ第１〜第６ドリブンギヤ

Claims

エンジン(12)のクランク軸(12a)に電動発電機(18)及び変速用クラッチ(14)を介して変速機(16)が断続可能に連結され、前記変速機(16)が、主軸(23)に嵌入された複数のドライブギヤ(31a〜36a)と前記主軸(23)に平行に設けられたカウンタ軸(24)に嵌入されかつ前記複数のドライブギヤ(31a〜36a)にそれぞれ噛合する複数のドリブンギヤ(31b〜36b)とを有し、前記複数のドライブギヤ(31a〜36a)及び前記複数のドリブンギヤ(31b〜36b)により複数段ギヤ列(30)が構成されたハイブリッド車両において、
前記変速用クラッチ(14)が、前記エンジン(12)及び前記電動発電機(18)を前記複数段ギヤ列(30)のうちの奇数段ギヤ列のドライブギヤ(31a,33a,35a)に切断可能に接続する第１クラッチ(21)と、前記エンジン(12)及び前記電動発電機(18)を前記複数段ギヤ列(30)のうちの偶数段ギヤ列(30)のうちの偶数段ギヤ列のドライブギヤ(32a,34a,36a)に切断可能に接続する第２クラッチ(22)とを備え、
前記第１クラッチ(21)及び前記第２クラッチ(22)を交互に接続するように構成されたことを特徴とするデュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両。
クランク軸(12a)と電動発電機(18)との間に動力切換クラッチ(15)及び中間軸(19)が介装され、
前記電動発電機(18)が、変速用クラッチ(14)を収容するケースに挿着されたステータ(18a)と、このステータ(18a)に所定の隙間をあけて遊挿されるとともに前記変速用クラッチ(14)外周に設けられたロータ(18b)とを有し、
第１クラッチ(21)が、前記中間軸(19)とともに回転する複数の第１摩擦ディスク(21a)と、前記複数の第１摩擦ディスク(21a)間に交互に配設されかつこれらの第１摩擦ディスク(21a)に離脱可能に圧接される複数の第１摩擦プレート(21b)とを有し、
第２クラッチ(22)が、前記中間軸(19)とともに回転する複数の第２摩擦ディスク(22a)と、前記複数の第２摩擦ディスク(22a)間に交互に配設されかつこれらの第２摩擦ディスク(22a)に離脱可能に圧接される複数の第２摩擦プレート(22b)とを有し、
前記主軸(23)が、前記第１摩擦プレート(21b)とともに回転しかつ前記複数段ギヤ列(30)のうち奇数段ギヤ列のドライブギヤ(31a,33a,35a)が嵌入された第１主軸(23a)と、前記第１主軸(23a)と同軸上であって前記第１主軸(23a)に対して相対回転可能に設けられ前記第２摩擦プレート(22b)とともに回転しかつ前記複数段ギヤ列(30)のうち偶数段ギヤ列のドライブギヤ(32a,34a,36a)が嵌入された第２主軸(23b)とを有する請求項１記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両。