JP2007296880A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】2モータスプリット方式を採用するハイブリッド駆動装置において、低速域の加速性能を確保できるとともに、高速域での燃費も高いものとできるハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジンEに駆動連結された入力軸Iと、車輪に駆動連結された出力軸Oを備え、第1電動機MG1及び第2電動機MG2を備え、回転速度の順に第1、第2、第3回転要素を構成するプラネタリギヤであって、第1回転要素に第1電動機MG1が接続され、第2回転要素に入力軸Iが接続され、第3回転要素に中間軸M2と第2電動機MG2が接続される動力分配用プラネタリギヤPG0を備えるとともに、複数の変速段を有し、中間軸M2から伝達される動力を出力軸Oに出力する変速機SCを備え、この変速機SCの複数の変速段が、少なくとも増速変速段と減速変速段とを備える構成とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、エンジンに駆動連結された入力軸と、車輪に駆動連結された出力軸を備え、第1電動機及び第2電動機を備え、回転速度の順に第1、第2、第3回転要素を構成するプラネタリギヤであって、前記第1回転要素に前記第1電動機が接続され、前記第2回転要素に前記入力軸が接続され、前記第3回転要素に中間伝動軸と前記第2電動機が接続される動力分配用プラネタリギヤを備えるとともに、複数の変速段を有し、前記中間伝動軸から伝達される動力を前記出力軸に出力する変速機を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
この種のハイブリッド駆動装置は、特許文献1に開示されているように、エンジン側に配設される入力軸側から出力軸側に向かう駆動伝動系統に、第1電動機、動力分配用プラネタリギヤ、第2電動機、変速機を順に備えて構成される。
この構成のハイブリッド駆動装置にあっては、第1電動機の働きによりエンジンの回転速度を最も燃費の高い状態に維持しながら、第2電動機により出力側で過不足となるトルクを補償することができる。
特許文献1では、第2電動機と一体回転する第2の回転軸と、動力を出力するための駆動軸との間に、3段の変速段を備えた変速機を介在させて、動力伝達効率を低下させずに変速を行うことができるハイブリッド駆動装置を提案している。
特許文献2は、動力分配機構を電気的な無断変速機として作動可能な作動状態(無断変速状態)と、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替える差動状態切替装置としての切換クラッチC0及び切換ブレーキB0を設けることを提案している。結果、ハイブリッド駆動装置の小型化あるいは燃費の向上が図られている。
この特許文献では、前進4段から8段までの変速段を実現でき、さらに後進1段又は2段の変速段を実現できる変速機が採用されている。
特開2005−61498号公報 特開2005−206136号公報
特許文献1に開示の技術では、差動歯車機構を用いて動力分配を行った後の駆動を変速機入力として受け入れ変速後の出力を駆動輪に伝達するが、変速段が3段と限られるとともに、最高速段を、変速機における入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が同一となる直結状態で実現できるのみであるため、更なる高速域での燃費向上に関して(高速燃費)改善の余地がある。
特許文献2に開示の技術では、エンジンの回転速度に対して、減速状態(アンダードライブ状態)の出力を得ることができ、牽引力を要する低速域において比較的加速性能を向上することができる。また、エンジンの動力を分配する動力分配機構の1つの歯車要素をロックすることにより、エンジンの回転速度に対して変速機に入力される回転軸の回転速度を増速し、該増速された回転速度を変速機出力軸に同速で伝達することによって、エネルギー変換損失が抑制され、高速域での燃費を向上することができる。しかしながら、この文献に開示の技術では、変速機側で、その入力回転速度を増速することができず、この状態でエンジンの回転速度を無段変速できないため、エンジンを最適燃費ラインで動作させることができなくなり、燃費が悪い。したがって、エンジンの出力軸にプラネタリギヤの1つの回転要素を接続し、該プラネタリギヤの他の2つの回転要素を第1モータと駆動車輪に連結された伝達軸とに接続し、更に該伝達軸に第2モータを接続した、いわゆる2モータスプリット方式と呼ばれる、動力分配機構を電気的な無断変速機として作動可能な作動状態(無断変速状態)を充分に生かすという点で改善の余地がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、2モータスプリット方式を採用するハイブリッド駆動装置において、低速域の加速性能を確保できるとともに、高速域での燃費も高いものとできるハイブリッド駆動装置を提供する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る本願第一の特徴構成は、
エンジンに駆動連結された入力軸と、車輪に駆動連結された出力軸を備え、
第1電動機及び第2電動機を備え、
回転速度の順に第1、第2、第3回転要素を構成するプラネタリギヤであって、前記第1回転要素に前記第1電動機が接続され、前記第2回転要素に前記入力軸が接続され、前記第3回転要素に中間伝動軸と前記第2電動機が接続される動力分配用プラネタリギヤを備えるとともに、
複数の変速段を有し、前記中間伝動軸から伝達される動力を前記出力軸に出力する変速機を備え、
前記変速機の前記複数の変速段が、少なくとも、前記中間伝動軸の回転速度を増速して前記出力軸に出力する増速変速段と、前記中間伝動軸の回転速度を減速して前記出力軸に出力する減速変速段を備えることにある。
「接続」は、駆動の授受を直接行うことができる構造を含むほか、複数の部材を介して間接的に行える構造をも含む。
このハイブリッド駆動装置は、2モータスプリット方式を採用しながら、変速機が増速変速段と減速変速段とを備えるものとされる。従って、減速変速段で低速域での加速に的確に対応でき、高速域での燃費向上に対応できる。さらに、変速機が広い速度域に対応できるため、コンパクトな電動機を採用しながら、低速域で大きな駆動力を、高速域で燃費の向上を図りながら、2モータスプリット方式の利点を充分に生かすことができる。また、動力分配用プラネタリギヤにより、エンジンの駆動力を増大し、かつ、エンジンの回転速度を増速して変速機に入力し、該変速機により増速された回転速をさらに増速することによって、エネルギー効率を向上させ、良好な高速燃費を達成することができる。
さて、上記の本願第一の特徴構成を備えたハイブリッド装置を構成するに、第二の特徴構成として、前記変速機は、第1ブレーキと、前記中間伝動軸の回転を伝達する第1クラッチ及び第2クラッチと、回転速度の順に第1、第2、第3、第4回転要素を構成する変速用プラネタリギヤセットを有し、
前記第1回転要素は前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第2回転要素は前記第2クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第3回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
前記第4回転要素は前記第1クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第1クラッチと第2クラッチが前記変速用プラネタリギヤセットと前記第2電動機との間に配置され、
前記第1クラッチの出力側伝達部材は、前記第2クラッチの出力側伝達部材の内径側を通って、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素に連結される構成とされることが好ましい。
「伝達」には、回転がそのまま直接伝達される状態および、増速又は減速して回転が間接的に伝達される状態を含む。
「ケースに固定」には、ブレーキによりケースから直接固定される状態及び、ケースに固定された部材を介して、ブレーキによりケースにより間接的に固定される状態を含む。
この構成のハイブリッド駆動装置では、第2クラッチと第1ブレーキを働かせて、第2回転要素に中間伝動軸の回転を伝達し、第1回転要素の回転を止めることで、先に説明した増速変速段を実現し、第3回転要素から出力軸に、動力分配されて変速機に入力されてくる回転速度を増速状態で出力できる。一方、第1クラッチと第1ブレーキを働かせて、第4回転要素に中間伝動軸の回転を伝達し、第1回転要素の回転を止めることで、先に説明した減速段を実現し、第3回転要素から出力軸に、動力分配されて変速機に入力されてくる回転速度を減速状態で出力できる。
さらに、増速状態が実現される駆動状態にあっては、第4回転要素は高速回転を強いられるが、第1クラッチの出力側伝達部材が、第2クラッチの出力側伝達部材より内径側を通って第4回転要素に連結されているため、その高速回転の影響を抑えることができる。結果、例えば、遠心力により第1クラッチが変形し、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
さらに、第1クラッチ、第2クラッチを変速用プラネタリギヤセットと第2電動機との間に収納することにより、この部位を挟んで第2電動機及びプラネタリギヤセットといった重量部を両側に配設してコンパクトかつバランスの取れたハイブリッド駆動装置を得ることができる。
上述の本願第二の特徴構成を備えたハイブリッド駆動装置において、
前記変速機は、さらに第2ブレーキを有し、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第2回転要素は前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定されることが好ましい。
この構成を採用することにより、第1クラッチと第2クラッチとが実質的に働く更なる変速段を実現できる。
これまで説明してきたハイブリッド駆動装置において、
前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが前記電動機の径方向外面より内側に配置されるとともに、
前記第1クラッチと前記第2クラッチとの少なくとも一部が軸方向にオーバラップされて配置されていることが好ましい。
ハイブリッド駆動装置に採用できる電動機は、所定の幅を有する大きさのものとなるが、第1及び第2クラッチを上記位置関係に保つことで、ハイブリッド駆動装置の径方向の大きさを最大限、電動機の外径までに納めることができ、また、第1クラッチと第2クラッチとを軸方向でオーバラップさせることで、ハイブリッド駆動装置の軸方向長さを短くできる。
この構成において、第1クラッチが第2クラッチより内径側に配置されている構成とすると、軸方向長さを短くしながら、径方向においてもコンパクトな構成とできる。
以上説明してきた第2ブレーキを備えた構成において、
前記変速機は、さらに第3クラッチを有し、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第1回転要素は前記第3クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されることが好ましい。
この構成の場合、第3クラッチにより第1回転要素に中間伝動軸の回転を伝達するとともに、第2ブレーキにより第2回転要素の回転を止めることで、第3回転要素(出力軸)に中間伝動軸とは逆方向の駆動力及び回転を出力でき、機械的な変速で後進を実現できる。結果、後進段で駆動力を得、且つ長時間に渡って後進を安定して行える。また、後進に伴って、モータ側で大きな発熱を伴うことも避けられる。
このような第3クラッチを備えた構成を採用する場合に、
前記第3クラッチは、前記変速用プラネタリギヤセットより前記電動機側に配置されるとともに、前記電動機の径方向外面より内側に配置され、
前記第3クラッチは、前記第1クラッチ、第2クラッチのいずれか一方又は両方に対して軸方向にオーバラップされて配置されることが、好ましい。
この構成を採用することで、ハイブリッド駆動装置の径方向の幅及び軸方向の長さを好適に制限でき、コンパクトなハイブリッド駆動装置を得ることができる。
また、上記の第3クラッチを備える構成においても、前記第1クラッチの出力側伝達部材は、前記第3クラッチの出力側伝達部材の内径側を通って、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素に連結されることが好ましい。
第3クラッチの出力側伝達部材との関係にあっても、第1クラッチの出力側伝達部材を内径側に配設することで、高速となることがあるこの部材が高速回転の影響を受け、問題が発生するのを回避することができる。
さて、上記の本願第一の発明の特徴構成を備えたハイブリッド装置を構成するに、第三の特徴構成として、
前記変速機は、第1ブレーキと中間伝動軸の回転を伝達する第1クラッチ及び第2クラッチと、回転速度の順に第1、第2、第3、第4回転要素を構成する変速用プラネタリギヤセットを有し、
前記第1回転要素は前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第2回転要素は前記第2クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第3回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
前記第4回転要素は前記第1クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第1クラッチと第2クラッチとの間に前記変速用プラネタリギヤセットが配置され、前記第1クラッチの出力側伝達部材は、少なくとも前記第2クラッチの出力側伝達部材に対して軸方向で異なった位置に配置されることが好ましい。
この構成のハイブリッド駆動装置でも、第2クラッチと第1ブレーキを働かせて、第2回転要素に中間伝動軸の回転を伝達し、第1回転要素の回転を止めることで、先に説明した増速変速段を実現し、第3回転要素から出力軸に、動力分配されて変速機に入力されてくる回転速度を増速状態で出力できる。一方、第1クラッチと第1ブレーキを働かせて、第4回転要素に中間伝動軸の回転を伝達し、第1回転要素の回転を止めることで、先に説明した減速段を実現し、第3回転要素から出力軸に、動力分配されて変速機に入力されてくる回転速度を減速状態で出力できる。
さらに、増速状態が実現される駆動状態にあっては、第4回転要素は高速回転を強いられるが、第1クラッチの出力側伝達部材が、第2クラッチの出力側伝達部材と重なることを回避することができ、しいては、第1クラッチの出力側伝達部材の径を小さくすることができる。したがって、例えば、遠心力により第1クラッチが変形し、該クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
さらに、第1クラッチ、第2クラッチを変速用プラネタリギヤセットを挟んで配設すると、クラッチの配設位置に選択性が高まり、比較的大きくなる側のクラッチを変速用プラネタリギヤのいずれか一方に配設する等して、コンパクトかつバランスの取れたハイブリッド駆動装置を得ることができる。
上述の本願第三の特徴構成のハイブリッド駆動装置において、
前記変速機は、さらに第2ブレーキを有し、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第2回転要素は前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定されることが好ましい。
この構成を採用することにより、第1クラッチと第2ブレーキとが実質的に働く更なる変速段を実現できる。
さらに、前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが前記電動機の径方向外面より内側に配置されることが好ましい。
ハイブリッド駆動装置に採用できる電動機は、所定の幅を有する比較的大きなものとなるが、第1及び第2クラッチを上記位置関係に保つことで、ハイブリッド駆動装置の径方向の大きさを最大限、電動機の外径までに納めることができる。
また、この構成において、第1クラッチが第2クラッチより内径側に配置されている構成とすると、径方向においてもコンパクトな構成とできる。
以上説明した第三の特徴構成を備え、第2ブレーキを備えたハイブリッド駆動装置においても、前記変速機は、さらに第3クラッチを有し、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第1回転要素は前記第3クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されることが好ましい。
この構成の場合、第3クラッチにより第1回転要素に中間伝動軸の回転を伝達するとともに、第2ブレーキにより第2回転要素の回転を止めることで、第3回転要素(出力軸)に中間伝動軸とは逆方向の駆動力および回転を出力でき、機械的変速で後進を実現できる。従って、後進段で駆動力を得、且つ長時間に渡って後進を安定して行える。また、後進に伴って、モータ側で大きな発熱を伴うことも避けられる。
このような第3クラッチを備えた構成を採用する場合に、
前記第3クラッチは、前記変速用プラネタリギヤセットより前記電動機側に配置されるとともに、前記電動機の径方向外面より内側に配置されることが、好ましい。
この構成を採用することで、ハイブリッド駆動装置の径方向の幅及び軸方向の長さを好適に制限でき、コンパクトなハイブリッド駆動装置を得ることができる。
また、上記の第3クラッチを備える構成においても、前記第1クラッチの出力側伝達部材は、前記第3クラッチの出力側伝達部材の内径側を通って、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素に連結されることが好ましい。
第3クラッチの出力側伝達部材との関係にあっても、第1クラッチの出力側伝達部材を内径側に配設することで、高速となることがあるこの部材が高速回転の影響を受け、問題が発生するのを回避することができる。
これまで説明してきた変速用ハイブリッドギヤセットとしては、変速用ハイブリッドギヤセットを実質的に2つのプラネタリギヤの組み合わせとして構成する場合、以下のような構成を採用することができる。
第一構成
変速用プラネタリギヤセットを、サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤの組み合わせとして構成し、
前記第1プラネタリギヤのサンギヤは第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結されるとともに、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記第1プラネタリギヤのリングギヤが前記第2プラネタリギヤのキャリアと連結されるとともに、前記出力軸に駆動連結され、
前記第2プラネタリギヤのサンギヤは第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される構成とする。
このようにすることで、3要素のシンプルなプラネタリギヤの組み合わせで、増速変速段及び減速変速段を備えたハイブリッド駆動装置を実現できる。この構成は、本願に係る第一の特徴構成、第二の特徴構成或は、第三の特徴構成のいずれの構成を採用する場合も、適応できる。
第二構成
変速用プラネタリギヤセットを、サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤの組み合わせとして構成し、
前記第1プラネタリギヤのリングギヤは第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結されるとともに、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記第1プラネタリギヤのサンギヤは前記第2プラネタリギヤのサンギヤに連結されるとともに、第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記第2プラネタリギヤのキャリアは前記出力軸に駆動連結される構成とする。
このようにすることで、3要素のシンプルなプラネタリギヤの組み合わせで、増速変速段及び減速変速段を備えたハイブリッド駆動装置を実現できる。この構成は、本願に係る第一の特徴構成、第二の特徴構成或は、第三の特徴構成のいずれの構成を採用する場合も、適応できる。
第三構成
前記変速用プラネタリギヤセットを、ロングピニオン及びショートピニオンを支持する共通キャリアを有し、前記ロングピニオンを、前記ショートピニオン、一方のサンギヤ及び共通リングギヤに噛合してなり、前記ショートピニオンが他方のサンギヤに噛合するラビニョ型プラネタリギヤセットを備えて構成し、
前記一方のサンギヤは第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記他方のサンギヤは第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記共通キャリアは第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記共通リングギヤは前記出力軸に駆動連結される構成とする。
このようにすることで、単一のラビニョ型プラネタリギヤセットを使用して、増速変速段及び減速変速段を備えたハイブリッド駆動装置を実現できる。この構成は、本願に係る第一の特徴構成、第三の特徴構成において適応できる。
さて、上記の本願第一の特徴構成を備えたハイブリッド装置を構成するに、第四の特徴構成として、
前記変速機は、ケースに回転要素を選択的に固定する第1ブレーキ及び第2ブレーキと、前記中間伝動軸の回転を伝達する第1クラッチ及び第2クラッチと、回転速度の順に第1、第2、第3、第4回転要素を構成する変速用プラネタリギヤセットを有し、
前記第1ブレーキ、第2ブレーキ、第1クラッチ及び第2クラッチの係合・非係合状態の設定により前記中間伝動軸の回転速度を異なる4つの変速比で前記出力軸に出力する構成とする。
このように構成することで、4つの摩擦係合要素の作動の制御により、増速変速段及び減速変速段を含む4つの変速比を実現して、2モータスプリット方式の利点を生かしながら、機械的変速を行う変速機を備えた構成を実現でき、電動機を小型化できる。さらには、変速機を構成するプラネタリギヤセットを2つのプラネタリギヤで構成することができ、変速機を備えることによる電動機の小型化と小型化のために要する変速機自体のサイズを合計したハイブリッド駆動装置全体をコンパクトにすることができる。さらには、比較的広い速度域に良好に対応できるとともに、走行燃費を良好にすることができる。
上記の第四の特徴構成を備えたハイブリッド駆動装置を実現するに、
前記変速用プラネタリギヤセットに関し、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第1回転要素は前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第2回転要素は前記第2クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第3回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素は前記第1クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達されることが好ましい。
これまでも示したように、第2クラッチと第1ブレーキを働かせて、第2回転要素に中間伝動軸の回転を伝達し、第1回転要素の回転を止めることで、先に説明した増速変速段を実現し、第3回転要素から出力軸に、動力分配されて変速機に入力されてくる回転速度を増速状態で出力できる。一方、第1クラッチと第1ブレーキを働かせて、第4回転要素に中間伝動軸の回転を伝達し、第1回転要素の回転を止めることで、先に説明した減速段を実現し、第3回転要素から出力軸に、動力分配されて変速機に入力されてくる回転速度を減速状態で出力できる。さらに、第1クラッチと第2ブレーキとが働く更なる変速段を実現できる。
さて、第四の特徴構成を備えた変速用ハイブリッドギヤセットとしては、変速用ハイブリッドギヤセットを実質的に2つのプラネタリギヤの組み合わせとして構成するに、以下のような構成を採用することができる。
第一構成
前記変速用プラネタリギヤセットを、サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤを備えて構成し、
前記第1プラネタリギヤのサンギヤは前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結され、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第1プラネタリギヤのリングギヤが前記第2プラネタリギヤのキャリアと連結されるとともに、前記出力軸に駆動連結され、
前記第2プラネタリギヤのサンギヤは前記第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるものとする。
このようにすることで、3要素のシンプルなプラネタリギヤの組み合わせで、増速変速段及び減速変速段を備え、4段変速可能なハイブリッド駆動装置を実現できる。
第二構成
前記変速用プラネタリギヤセットを、サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤを備えて構成し、
前記第1プラネタリギヤのリングギヤは前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結され、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記第1プラネタリギヤのサンギヤは前記第2プラネタリギヤのサンギヤに連結されるとともに、前記第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記第2プラネタリギヤのキャリアは前記出力軸に駆動連結されるものとする。
このようにすることで、3要素のシンプルなプラネタリギヤの組み合わせで、増速変速段及び減速変速段を備え、4段変速可能なハイブリッド駆動装置を実現できる。
第三構成
前記変速用プラネタリギヤセットを、ロングピニオン及びショートピニオンを支持する共通キャリアを有し、前記ロングピニオンを、前記ショートピニオン、一方のサンギヤ及び共通リングギヤに噛合してなり、前記ショートピニオンが他方のサンギヤに噛合するラビニョ型プラネタリギヤセットを備えて構成し、
前記一方のサンギヤは前記第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
前記他方のサンギヤは前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記共通キャリアは前記第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
前記共通リングギヤは前記出力軸に駆動連結される構成とする。
このようにすることで、単一のラビニョ型プラネタリギヤセットを使用して、増速変速段及び減速変速段を備え、4段変速を実現するハイブリッド駆動装置を実現できる。
これまで説明してきた本願第四の特徴構成を備えたハイブリッド駆動装置において、
前記変速機はさらに第3クラッチを有し、
前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第1回転要素は前記第3クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される構成を採用することが好ましい。
このようにすることで、第3クラッチにより第1回転要素に中間伝動軸の回転を伝達するとともに、第2ブレーキにより第2回転要素の回転を止めることで、第3回転要素(出力軸)に中間伝動軸とは逆方向の駆動力及び回転を出力でき、機械的な変速で後進を実現できる。後進段で駆動力を得、且つ長時間に渡って後進を安定して行える。また、後進に伴って、モータ側で大きな発熱を伴うことも避けられる。
これまで説明してきた第1クラッチに関して、この第1クラッチが係合して、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第4回転要素に前記中間伝動軸の回転が伝達される伝動状態で、前進段で最も変速比が大きいギヤ段が形成されることが好ましい。
この構成は、第1クラッチが関与する変速段を規定するものであるが、最も大きな駆動力を要する最も変速比(減速比)が大きいギヤ段に関与するクラッチ(第1クラッチ)は、比較的大型となりやすい。
しかしながら、第二、第三の特徴構成を備えたハイブリッド駆動装置では、その出力側伝達部材を内径側に配設することで、バランスのよい配置を実現できる。
さらに、第四の特徴構成を備えたハイブリッド駆動装置では、4つの摩擦係合要素の作動の制御により、増速変速段及び減速変速段を含む4つの変速比を実現して、2モータスプリット方式の利点を生かしながら、機械的変速を行う変速機を備えた構成を充分に実現できる。
また、本願第一の特徴構成、第四の特徴構成を備えたハイブリッド駆動装置において、その前記変速用プラネタリギヤセットを、ロングピニオン及びショートピニオンを支持する共通キャリアを有し、前記ロングピニオンを、前記ショートピニオン、一方のサンギヤ及び共通リングギヤに噛合してなり、前記ショートピニオンが他方のサンギヤに噛合するラビニョ型プラネタリギヤセットを備えて構成すると、コンパクトなプラネタリギヤセットを利用して、本願目的を達成できるハイブリッド駆動装置を実現できる。
本発明の実施の形態について、以下図面に基づいて説明する。
ハイブリッド駆動装置HEは、エンジンEから駆動力を受取る入力軸Iと、駆動輪(図示せず)への駆動力を出力するための出力軸Oとを備えて構成されており、図1に示すハイブリッド駆動装置HEにあっては、入力軸Iと出力軸Oを、それら軸の軸方向に沿って備えて構成されている。無論、本願発明は、これら軸を軸方向に沿って備えた構成に限定されるものではなく、入力軸と出力軸とが並列配置となっていてもよく、任意である。
図1に示すように、電動機MG1、MG2及び動力分配用プラネタリギヤPG0が配設されるモータ部MPが入力軸I側に設けられるとともに、変速機SCが配設される変速機部SPが出力軸O側に設けられている。モータ部MPと変速機部SPとの境界部位には、隔壁SWが設けられている。
ハイブリッド駆動装置HEは、入力軸Iから出力軸Oに向かうに従って、第1電動機MG1、動力分配用プラネタリギヤPG0、第2電動機MG2を備えるとともに、さらに出力軸O側に変速機SCを備えて構成されている。
これら機器は、概略、入力軸I側から出力軸O側に向かうに従って、径方向幅が小さくなるミッションケースMCに収納されて構成されている。
入力軸Iと出力軸Oとの間には、これら軸と同軸に、第1中間軸M1及び第2中間軸M2が配設されている。入力軸Iと第1中間軸M1とはダンパーDを介して接続されており、エンジン出力の変動がダンパーDに吸収されて、第1中間軸M1に伝達される。第1中間軸M1と第2中間軸M2とは、動力分配用プラネタリギヤPG0を介して駆動伝動可能に接続されている。出力軸Oは、これら中間軸M1,M2と同軸に配設されている。
本願にあっては、第2中間軸M2に伝動されてきた駆動回転速度を出力軸Oに、変速して若しくは同速で伝達する機能を、変速機SCが果たす。従って、この変速機SCの入力要素は第2中間軸M2であり出力要素は出力軸Oとなる。この変速機SCの入力要素を「中間伝動軸」と呼んでいる。変速機SCは、変速段として、入力要素の回転速度を減速して出力する減速出力段、及び増速して出力する増速変速段の両方を備えている。
本願では、複数の実施形態を説明するが、変速機SCより駆動伝動上流側(エンジンE側であって図1等において隔壁SWより左側)の構造は共通する。そこで、以下の説明では、先ず、変速機SCより上流側の構造の説明を行うとともに、後に、変速機SCを含む変速機以降の構造について説明をする。
変速機より駆動伝動上流側の構造
第1中間軸M1から第2中間軸M2までの駆動伝動は、エンジンE側から変速機SC側に向かうに従って、第1電動機MG1、動力分配用プラネタリギヤPG0、第2電動機MG2を設けて行っている。
これら両方の電動機MG1、MG2は、電力の供給を受けて動力を発生するモータとしての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータとしての機能を果すことが可能とされており、その動作は電子制御装置ECUからの制御指令による。それぞれの電動機MG1、MG2は、インバータInを介してバッテリーBに電気的に接続されており、電力の供給を受けてモータとして働く外、ジェネレータとして働くことにより発生した電力をバッテリーBに蓄電させる、或いは、他の電動機に送って、これを駆動することが可能である。
さらに、この電子制御装置ECUは、後述する摩擦係合要素の係合・非係合である動作状態も制御するように構成されており、例えば予め記憶された変速マップに従って、車速と車両に要求される駆動力(例えばアクセルの踏み込み量)に基づいて、好適な変速段を変速機SCで実現すべく摩擦係合要素を制御する。
電子制御装置ECUによる両電動機MG1、MG2の基本的な制御形態を簡単に説明すると、第1電動機MG1に対しては、エンジンEを燃費の最も高い動作状態(エンジンの効率が最も高くできる回転速度で運転する状態)に、エンジン回転を維持すべく電動機MG1の回転速度を制御する。第2電動機MG2に対しては、車両に要求される要求トルクを満たすべく出力トルクを制御する。
動力分配用プラネタリギヤPG0には、図示する例では、サンギヤs0、ピニオンを回転可能に支持するキャリアca0及びリングギヤr0を備えたシングルプラネタリギヤを採用している。この動力分配用プラネタリギヤPG0は、第1中間軸M1がそのキャリアca0と一体回転するように接続されるとともに、第1電動機MG1のロータがそのサンギヤs0と一体回転するように接続され、さらに、そのリングギヤr0は、第2中間軸M2と一体回転するように接続されている。この第2中間軸M2は、第2電動機MG2のロータと一体に回転するように構成されている。
この接続構造を採用した場合の、動力分配用プラネタリギヤPG0の速度線図を示したのが図5左側の図面である。図5右側の図面は、後述する第一実施形態に備えられる変速用プラネタリギヤセットPGS1の動作に対応した図面である。
速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。縦軸に対応して記載している「0」は回転速度が0であることを示しており、上側が正、下側が負である。「1」「2」「−1」等は、記載の対象となっているプラネタリギヤ或いはプラネタリギヤセットの入力回転速度に対する比を示している。横方向に配設される各縦線が、表記するプラネタリギヤ或いはプラネタリギヤセットの回転要素に対応している。速度線図において、複数の縦線に渡って伸びる傾斜太線若しくは横太線が、プラネタリギヤ(あるいはプラネタリギヤセット)の一の動作状態を示す。
図5左側に示す速度線図に説明を戻すと、同図において左端に位置する縦線(「S0」と付記)は、サンギヤs0である第1回転要素(rm1)に対応しており、この回転要素は、第1電動機MG1のロータと一体に回転する。
中央に位置する縦線(「Ca0」と付記)は、キャリアca0である第2回転要素(rm2)に対応しており、この回転要素はエンジンEからの駆動回転を受け入れ、第1中間軸M1と一体に回転する。図中縦軸の「1」の横に記載さている「Er」は、これがエンジン回転速度であることを示している。
右側に位置する縦線(「R0」と付記)は、リングギヤr0である第3回転要素(rm3)に対応しており、この回転要素は第2中間軸M2及びこれに接続されている第2電動機MG2のロータと一体に回転する。
この動力分配用プラネタリギヤPG0の場合、第2回転要素rm2が入力要素であり、第3回転要素rm3が出力要素である。そして、第2中間軸M2がこれまで説明してきた「中間伝動軸」となる。
図示する動作状態において、傾斜太線は、右上がりとなっているが、第2回転要素rm2であるキャリアca0の回転速度(エンジン回転速度Erに対応する)より、サンギヤs0(第1回転要素rm1)側が低速(図示する例では0としている)となり、リングギヤr0(第3回転要素rm3)側が高速となっている。即ち、オーバドライブ状態を示している。
この動作状態では、第1電動機MG1がエンジン駆動に対する反力受けとなり、エンジンEからの駆動力が分配されて、第1電動機MG1及び第2中間軸M2に伝達される。この時、第1電動機MG1はジェネレータとして働く。一方、第2中間軸M2には、オーバドライブ状態(第2中間軸M2がエンジンEの回転速度より速く回る状態)で、残余の動力が伝動される。そして、第2中間軸M2において、エンジン駆動の残余分と、第2電動機MG2により追加若しくは削減される駆動力が、変速機SCに伝達される。
変速機を含む変速機以降の駆動伝達
本願にあっては、変速機SCの構成として七の実施形態を紹介する。
各実施形態の関係を説明すると、第一〜第四及び第七の実施形態は前進4速後進1速を実現する形態であり、第五実施形態は前進6速後進1速を実現し、第六実施形態は前進8速後進2速を実現する。
第一実施形態
この実施形態の変速機以降の具体的構成を示したのが図2であり、スケルトン図が図3である。
これらの図からも判明するように、変速機SCは、一対のシングルプラネタリギヤPG1、PG2からなるプラネタリギヤセットPGS1を備えて構成されるとともに、このプラネタリギヤセットPGS1を構成する回転要素に対応して複数の摩擦係合要素C1,C2,C3,B1,B2,F1が備えられている。
摩擦係合要素としては、第1クラッチC1,第2クラッチC2及び第3クラッチC3、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2が備えられるとともに、一方向クラッチF1が備えられている。これら摩擦係合要素の作動表を示したのが図4である。
駆動伝動
スケルトン図である図3、摩擦係合要素の作動表である図4、速度線図である図5右側の図面、各変速段における駆動伝動状態を示す図6及び駆動力線図である図7に基づいて、以下説明する。
プラネタリギヤセットPGS1を構成する一対のプラネタリギヤを、変速機SCの入力部材である第2中間軸M2から出力軸Oに向かうに従って、第1プラネタリギヤPG1、第2プラネタリギヤPG2と呼ぶと、スケルトン図からも判明するように、これらプラネタリギヤPG1,PG2は、それぞれサンギヤs1,s2、キャリアca1,ca2及びリングギヤr1,r2を備えた3要素のシングルプラネタリギヤである。
摩擦係合要素との関係を述べると、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定され、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1は第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2に連結され、第2クラッチC2により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達されるとともに、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される構成が採用されている。このキャリアca1の回転は、一方向クラッチF1によりその逆回転が止められる。
さらに、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1が第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2と連結されるとともに、出力軸Oに駆動連結され、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2は第1クラッチC1により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達される構成が採用されている。
さらに第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1は第3クラッチC3により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達される構成とされている。
この変速機SCの速度線図は、図5右図に示すものとなる。従って、この速度線図から、変速に伴って変速機SCにオーバドライブ状態で入力されてくることがあるエンジン回転速度に対して、−1倍〜2倍程度の速度で、回転する部材が回転要素によっては存在することが判る。
速度線図の上側に記載されているのが、各プラネタリギヤを構成する各回転要素の縦線との対応を示したものである。「R1,Ca1,S1」は、それぞれ、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1、キャリアca1、サンギヤs1を示しており、「R2,Ca2,S2」は、それぞれ、第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2、キャリアca2、サンギヤs2を示している。
同図、縦線と回転要素との対応に関して説明すると、右側から左側に進むに従って順に、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1が設けられている回転要素(第1回転要素rm1)、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1と一体回転するように構成され、第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2が設けられている回転要素(第2回転要素rm2)、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1が設けられ、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2と一体回転する回転要素(第3回転要素rm3)、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられている回転要素(第4回転要素rm4)が位置することとなる。従って、この実施形態では、プラネタリギヤセットPGS1が、変速用プラネタリギヤセットに相当する。
第3回転要素rm3は、出力軸Oと一体とされているため、変速機SCにより変速後の回転速度は、出力と添記されている右から3本目の縦線上に記載されている「○」の位置により、その状態における回転速度が判る。以降説明する速度線図も、この記載様式に従っている。
速度線図に記載された「○」に関して「1ST」、「2ND」、「3RD」、「4TH」、「REV」と付記して、それぞれの変速状態との対応を示している。ここで、「1ST」は前進1速段を、「2ND」は前進2速段を、「3RD」は前進3速段を、さらに「4TH」は前進4速段を夫々示している。また、「REV」は後進段であることを示している。以降説明する速度線図に関しても、この記載様式に従っている。ちなみに、図15若しくは図18において、「5〜8TH」は前進5〜8速段を夫々示している。また、「REV1」「REV2」は後進1段及び後進2段であることを示している。
プラネタリギヤセットPGS1における、各回転要素の順番付けは、前進の場合は低速側から高速側に向かうに従った順番づけとなり、後進の場合は高速側から低速側へ向かうこととなる。何れの場合も、回転要素の順は変わることはない。
この実施形態における変速機SCの各回転要素と、各摩擦係合要素との関係は、図3からも判明するように、以下の構造となっている。
第1回転要素rm1は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定される。さらに、この第1回転要素rm1には第3クラッチC3により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達される。
第2回転要素rm2は第2クラッチC2により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達されるとともに、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される。第3回転要素rm3は出力軸Oに出力回転を出力し得る。第4回転要素rm4は第1クラッチC1により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達される。
図4は、各変速段における各摩擦係合要素C1,C2,C3,B1,B2,F1の状態を示す作動表である。作動表において、「○」は当該摩擦係合要素が係合状態にあることを示しており、「無印」は、摩擦係合要素が非係合状態にあること示している。さらに「(○)」は、一方向クラッチF1が働くことにより、実質的に係合状態と同じ状態が記載の摩擦係合要素B2で実現することを示している。
同表に示すように、本願に係る変速機SCでは、各変速段において何れか2つの摩擦係合要素が係合状態に維持され、残りの摩擦係合要素が非係合とされることで、各変速段を実現する。
変速
以上の構成が採用されたこの実施形態における変速状態を説明する。
図6は、図3に対応するスケルトン図上に、太線で駆動伝動を示したものである。図上上側から、前進1速段、前進2速段、前進3速段、前進4速段及び後進段における駆動伝動状態を示している。
1 前進1速(1ST)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1及び一方向クラッチF1のみが係合状態とされる。最上段に示すように、第1クラッチC1が係合されることで、第3中間軸M3に第2中間軸M2の回転が伝動される。第2プラネタリギヤPG2にあっては、一方向クラッチF1によりリングギヤr2の逆回転が止められることにより、サンギヤs2からの入力回転が減速されて、キャリアca2の回転として出力される。
2 前進2速(2ND)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1と第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。上から2段目に示すように、第1クラッチC1が係合されることで、第3中間軸M3に第2中間軸M2の回転が伝動される。一方、第1プラネタリギヤPG1、第2プラネタリギヤPG2から構成されるプラネタリギヤセットPGS1に関して、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1の回転が止められることにより、サンギヤs2からの入力回転が減速されて、キャリアca2の回転として出力される。この状態における減速比は、前進1速より小さくなる。
3 前進3速(3RD)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1と第2クラッチC2のみが係合状態とされる。上から3段目に示すように、第1クラッチC1が係合されることで、第3中間軸M3に第2中間軸M2の回転が伝動される。一方、第2クラッチC2の係合により第2プラネタリギヤPG2に関して、そのサンギヤs2とリングギヤr2との回転速度は同一となるため、このプラネタリギヤPG2は固定される。結果、第2中間軸M2の回転がそのまま出力軸Oに伝達される、所謂、直結状態となる。
4 前進4速(4TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。下から2段目に示すように、第2クラッチC2が係合されることで、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1に第2中間軸M2の回転が伝動される。第1プラネタリギヤPG1にあっては、第1ブレーキB1によりサンギヤs1の回転が止められていることにより、キャリアca1からの入力回転が増速されて、リングギヤr1の回転として出力される。
この状態において、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2には第2中間軸M2の回転が増速されて伝達されるが、第1クラッチC1の出力側伝達部材であるとともに、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられている第3中間軸M3(速度線図において、第4回転要素rm4となっており図上、左から4番目の縦線に対応)は、非常に高速で回転することとなる。しかしながら、この実施形態にあっては、第3中間軸M3が、変速機SCの軸心位置に設けられているため、遠心力等の影響を受け、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
5 後進(REV)
この変速段においては、作動表に示すように、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2のみが係合状態とされる。最下段に示すように、第3クラッチC3が係合されることで、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1に第2中間軸M2の回転が伝動される。第1プラネタリギヤPG1にあっては、第2ブレーキB2によりキャリアca1の回転が止められていることにより、サンギヤs1からの入力回転が逆転されて、リングギヤr1の回転として出力される。
図7は、上記のようにして4段変速可能な、本願に係るハイブリッド駆動装置において、その変速状態を示したものである。
横軸は車速を、縦軸は駆動力を示している。そして、下側から右上方向に延びる3本の一点鎖線で、車速の増加に伴った変速境界を示している。同図上矢印の左側に記載している変速段が変速前の変速段を示し、矢印の右側に記載している変速段が変速後の変速段を示している。前記電子制御装置ECUでは、この図に示すようなマップに基づいて変速機SCにおいて変速すべき変速段を決定し、摩擦係合要素を適切に制御する。結果、電動機側の負荷を小さくでき、コンパクトな機器を使用できる。
以上が、当該実施形態における変速に伴う駆動伝動状態の説明であるが、以下、図2を参照しながら、プラネタリギヤセットPGS1と、摩擦係合要素の配置関係及び、ミッションケースMCへの収納関係に関して説明する。
同図からも判明するように、本願のハイブリッド駆動装置HEでは、クラッチC1,C2、C3及びブレーキB1,B2としては、多板式のものを採用している。
クラッチC1,C2,C3は、クラッチハブch側に設けられる複数の摩擦板を、クラッチドラム側に設けられる複数の摩擦相手板に、油圧により軸方向に移動されるピストンの摺動により押圧することで、クラッチ入力部材(例えばクラッチドラム)とクラッチ出力部材(前記クラッチドラムに対するクラッチハブ)との間の駆動伝動を係合状態で実現し、非係合状態で駆動伝動が起こらないものとしている。
ブレーキB1,B2は、ブレーキハブbh側に設けられる複数の摩擦板を、ミッションケースMC側に設けられる複数の摩擦相手板に、油圧により軸方向に移動されるピストンにより押圧することで、ブレーキハブbhに連結されている回転部材の回転を止めるものとしている。
一方向クラッチF1は、本例の場合、第1ブレーキB1のピストンpが摺動可能に収納されるブレーキシリンダbcの内周側面に固定されたアウターレースolと、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1に一体化されたブレーキハブbhに連結されたインナーレースilとの間にスプラグを備えたスプラグタイプの一方向クラッチとしている。
各摩擦係合要素の配置に関して説明すると、第2電動機MG2とプラネタリギヤセットPGS1との間の軸方向のほぼ中央部位で、内径側(第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2より内径側)に第1クラッチC1が配設されている。
当該第1クラッチC1に対して、その外径側に、第2電動機MG2側から、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2が順に配設されている。そして、一方向クラッチF1は、第1クラッチC1とプラネタリギヤセットPGS1との間で、第1ブレーキB1のブレーキシリンダbcの内径側に配設されている。
図2からも判明するように、ミッションケースMCは、入力軸I側から出力軸O側に到るに従って、その径方向幅が小さく構成されている。
従って、第2電動機MG2の径方向外側位置と先に説明した第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2との径方向外側位置との関係は、後者側が前者側より内側とされることにより、出力軸O側ほど幅を取らないハイブリッド駆動装置が実現されている。
また、第1クラッチC1に対して、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2は、径方向で外側に配設されるとともに、第2クラッチC2,第3クラッチC3及び第1ブレーキB1が、第1クラッチC1に対して、軸方向でオーバラップ(位置的に重なる領域が存在する)されることで、軸方向においてもコンパクトな構成を実現している。
さて、第1クラッチC1の出力側伝達部材(本例の場合はクラッチハブchに連結されている第3中間軸M3(この軸は本願における第1伝達部材t1を成す)で、その出力軸側端に第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられており、プラネタリギヤセットPGS1の第4回転要素rm4を成す)と、第2クラッチC2の出力側伝達部材(本例の場合はクラッチハブchに連結されている第2伝達部材t2で、その出力軸側端が第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1に接続されており、プラネタリギヤセットPGS1の第2回転要素rm2を成す)と、第3クラッチC3の出力側伝達部材(本例の場合はクラッチハブchに連結されている第3伝達部材t3で、その出力軸側端に第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1が設けられており、プラネタリギヤセットPGS1の第1回転要素rm1を成す)との関係は、図2からも判明するように、軸心を同じくする部材であり、軸心部位に第3中間軸M3(第1伝達部材t1)が配設され、その径方向外側に、順に第2伝達部材t2、第3伝達部材t3が配設されている。
先に説明した図5右側に示す速度線図において、前進4速におけるこれら部材の速度関係は、径方向内側にある部材程、高速となっており、この配置構成を採用することで、本願のようなオーバドライブ状態が発生するハイブリッド駆動装置において、最も高速で回転することがある部材M3(t1)を軸心側に配設することで、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
第二実施形態
この実施形態の変速機SC以降の具体的な構造を図8に、そのスケルトン図を図9に示した。この実施形態の第一実施形態との差異を説明すると、第一実施形態にあっては、第1クラッチC1が、第2電動機MG2とプラネタリギヤセットPGS1との間に配設されていたのに対して、当該実施形態では、第1クラッチC1が、プラネタリギヤセットPGS2の出力軸O側に配設されていることにある。
この例にあっては、第2中間軸M2と第3中間軸M3とはスプラインにより一体回転するように連結されている。そして、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2からの出力は、これと一体回転可能に設けられているアウトプットドラムOD及び第4中間軸M4を介して出力軸Oに伝達されるように構成されている。
従って、スケルトン図は図9に示すものとなり、摩擦係合要素の作動表は図4に示すものと同様となる。また、速度線図は、図5右側に示したものと同様となる。
以下、図8を参照しながら、この形態におけるプラネタリギヤセットPGS2と、摩擦係合要素C1,C2,C3,B1,B2,F1の配置関係、及び、ミッションケースMCへの収納関係に関して説明する。
この実施形態には、変速用プラネタリギヤセットであるプラネタリギヤセットPGS2が備えられるが、このプラネタリギヤセットPGS2を挟む形態で摩擦係合要素が配設されている。
即ち、図8に示すように、第2電動機MG2とプラネタリギヤセットPGS2との間で、その内径側(第3クラッチC3、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2より内径側)に第2クラッチC2が配設されるとともに、その外径側に第3クラッチC3、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2が配設されている。一方、プラネタリギヤセットPGS2に対して、前記の摩擦係合要素とは反対側(出力軸O側)に第1クラッチC1が配設されている。
一方向クラッチF1は、第2クラッチC2とプラネタリギヤセットPGS2との間で、第1ブレーキB1のブレーキシリンダbcの内径側に配設されている。
この例にあってもハイブリッド駆動装置HEのミッションケースMCは、入力軸I側から出力軸O側に到るに従って、その軸径方向幅が小さく構成されている。
この点に関して、第2電動機MG2の径方向外側位置と先に説明した第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2との径方向外側位置との関係においては、後者側が前者側より内径側とされることにより、径方向において幅を取らないハイブリッド駆動装置が実現されている。
また、第2クラッチC2に対して、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2は、径方向で外側に配設されるとともに、第3クラッチC3及び第1ブレーキB1が、第2クラッチC2に対して、軸方向でオーバラップ(位置的に重なる領域が存在する)されることで、軸方向においてもコンパクトな構成を実現している。
以下、第1クラッチC1の出力側伝達部材(本例の場合は、クラッチハブchに連結されている第1伝達部材t1で、その出力軸側端に第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられ、プラネタリギヤセットPGS2の第4回転要素rm4となる)と、第2クラッチC2の出力側伝達部材(本例の場合はクラッチハブchに連結されている第2伝達部材t2で、その出力軸側端が第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1に接続され、プラネタリギヤセットPGS2の第2回転要素となるrm2)と、第3クラッチC3の出力側伝達部材(本例の場合はクラッチハブchに連結されている第3伝達部材t3で、その出力側端が第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1に接続されている、プラネタリギヤセットPGS2の第1回転要素となるrm1)との関係について説明する。
図8からも判明するように、第3中間軸M3、第1伝達部材t1、第2伝達部材t2、第3伝達部材t3は、軸心を同じくする部材であり、軸心部位に第3中間軸M3が配設されるとともに、その径方向外側に、第1伝達部材t1、第2伝達部材t2が軸方向の位置を異ならせて配設されている。第3伝達部材t3は第2伝達部材t2より径方向外側に配設されている。第2伝達部材t2、第3伝達部材t3は図上左側から右側へ駆動を出力可能とされおり、第1伝達部材t1は、図上右側から左側へ駆動を出力可能とされている。
先に説明した図5に示す速度線図において、前進4速におけるこれら部材の速度は、第1伝達部材t1が最も高速となるが、この配置構成を採用することで、本願のようなオーバドライブ状態が発生するハイブリッド駆動装置において、最も高速で回転することがある部材を可能な限り軸心側に配設することで、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
第三実施形態
第三実施形態のスケルトン図である図10、摩擦係合要素の作動表である図4、速度線図である図11に基づいて、先ず、この形態の駆動伝動に関して説明する。
この実施形態においても、変速用プラネタリギヤセットであるプラネタリギヤセットPGS3を構成する一対のプラネタリギヤPGを、変速機SCの入力部材である第2中間軸M2から出力軸Oに向かうに従って、第1プラネタリギヤPG1、第2プラネタリギヤPG2と呼ぶと、これらプラネタリギヤは、それぞれサンギヤs1,s2、キャリアca1,ca2及びリングギヤr1,r2を備えたシングルプラネタリギヤである。
摩擦係合要素との関係を述べると、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定され、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1は第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2に連結され、第2クラッチC2により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達されるとともに、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される構成が採用されている。この回転が一方向クラッチF1により逆転防止されることも先の例と同様である。
さらに、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1は第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に連結されるとともに、第1クラッチC1により中間軸M2の回転が選択的に伝達され、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2は出力軸Oに駆動連結される構成が採用されている。
さらに第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1は、第3クラッチC3により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達されるように構成されている。
この変速機SCの速度線図は、図11に示すものとなる。この速度線図から、変速に伴って変速機SCにオーバドライブ状態で入力されてくることがあるエンジン回転速度に対して、−1倍〜2倍程度の速度で、回転する回転要素が存在することが判る。
各プラネタリギヤPGを構成する3つの要素と縦線との対応を、速度線図上側に示した。「R1,Ca1,S1」は、それぞれ、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1、キャリアca1、サンギヤs1に対応することを示しており、「R2,Ca2,S2」は、それぞれ、第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2、キャリアca2、サンギヤs2に対応することを示している。
同図に示される縦線に関して説明すると、右側から左側に進むに従って順に、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1が設けられている回転要素(プラネタリギヤセットPGS3に関し第1回転要素rm1となる)、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1と一体回転するように構成され、第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2が設けられている回転要素(プラネタリギヤセットPGS3に関し第2回転要素rm2となる)、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2と一体回転する回転要素(プラネタリギヤセットPGS3に関し第3回転要素rm3となる)、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1及び第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられている回転要素(プラネタリギヤセットPGS3に関し第4回転要素rm4となる)が位置される構成となる。
前記第3回転要素rm3は、出力軸Oと一体とされているため、変速機SCによる変速後の回転速度は、出力と添記されている左から2番目の縦線上に印されている「○」により、その状態における回転速度が判る。
速度線図に記載された○に関して「1ST」、「2ND」、「3RD」、「4TH」、「REV」と付記して、それぞれの変速段との対応を示している。これら表記の識別は、先に第一実施形態で記載したと同様である。
プラネタリギヤセットPGS3における、各回転要素の順番付けは、前進の場合は低速側から高速側に向かうに従った番号づけとなり、後進の場合は高速側から低速側へ向かう順での番号づけとなる。何れの場合も、回転要素の番号順は変わることはない。
この実施形態における変速機の各回転要素と、各摩擦係合要素との関係は、図10からも判明するように、以下の構造となっている。第1回転要素rm1は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定され、第2回転要素rm2は第2クラッチC2により中間軸M2の回転が選択的に伝達され、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される。また、第3回転要素rm3は出力軸Oに出力回転を出力し得、第4回転要素rm4は第1クラッチC1により中間軸M2の回転が選択的に伝達される。さらに、第1回転要素rm1には第3クラッチC3により中間軸M2の回転が選択的に伝達される。この関係は、先に、第一実施形態で説明したと同様である。
この実施形態においても、各摩擦係合要素の係合・非係合状態の選択は、図4に示す作動表で示した組み合わせと同一である。従って、変速機SCでは、各変速段において何れか2つの摩擦係合要素が係合状態に維持され、残りの摩擦係合要素が非係合とされ、各変速段を実現する。
変速
以上の構成が採用されたこの実施形態における変速状態を、作動表、速度線図に基づい て説明する。
1 前進1速(1ST)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1及び一方向クラッチF1のみが係合状態とされる。第3中間軸M3に第2中間軸M2の回転が伝動され、第1クラッチC1が係合されることで、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2にこの回転が伝動される。第2プラネタリギヤPG2にあっては、一方向クラッチF1によりリングギヤr2の逆回転が止められることにより、サンギヤs2からの入力回転が減速されて、キャリアca2の回転として出力軸に出力される。
2 前進2速(2ND)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1と第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第3中間軸M3に第2中間軸M2の回転が伝動され、第1クラッチC1が係合されることで、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2にこの回転が伝動される。一方、第1プラネタリギヤPG1、第2プラネタリギヤPG2から構成されるプラネタリギヤセットPGS3に関して、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1の回転が止められることにより、サンギヤs1,s2からの入力回転が減速されて、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2の回転として出力軸Oに出力される。この状態における減速比は、前進1速より小さくなる。
3 前進3速(3RD)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1と第2クラッチC2のみが係合状態とされる。この状態で、第3中間軸M3に第2中間軸M2の回転が伝動され、第1クラッチC1が係合されることで、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2にこの回転が伝動される。第1プラネタリギヤPG1に関しては、サンギヤs1とキャリアca1との回転速度が同一となり、第2プラネタリギヤPG2に関しては、サンギヤs2とリングギヤr2との回転速度は同一となるため、これらプラネタリギヤPGは固定された状態となる。結果、第2中間軸M2の回転がそのまま出力軸Oに伝達される、所謂、直結状態となる。
4 前進4速(4TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第2クラッチC2が係合されることで、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1及び第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2に第2中間軸M2の回転が伝動される。第1プラネタリギヤPG1にあっては、第1ブレーキB1によりリングギヤr1の回転が止められていることにより、キャリアca1からの入力回転が増速されて、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2の回転として出力される。
この状態において、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1及び第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2には第2中間軸M2の回転が増速されて伝達されるが、第1クラッチC1の出力側伝達部材である第1伝達部材t1(速度線図において、第4回転要素rm4になっており、図上、左端の縦線に対応する)は、非常に高速で回転することとなる。しかしながら、この実施形態にあっては、この第1伝達部材t1が、第3中間軸M3に対して、その直外側の変速機の軸心側(内径側)に設けられているため、遠心力等の影響を受け、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
この点、当該第三実施形態では、第二実施形態と同様に、図10に示すように、第2クラッチC2の出力側伝達部材である第2伝達部材t2と、第1クラッチC1の出力側伝達部材である第1伝達部材t1との両方を、軸径方向において第3中間軸M3の直外径側に、両者間の軸方向位置を異ならせて位置するものとして、問題の発生を防止している。
5 後進(REV)
この変速段においては、作動表に示すように、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2のみが係合状態とされる。第3クラッチC3が係合されることで、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1に第2中間軸M2の回転が伝動される。第1プラネタリギヤPG1にあっては、第2ブレーキB2によりキャリアca1の回転が止められていることにより、リングギヤr1からの入力回転が逆転されて、第2プラネタリギヤPG2のキャリアca2の回転として出力軸に出力される。
3 第四実施形態
以上、これまで説明してきた実施形態にあっては、シングルプラネタリギヤを一対備え、プラネタリギヤを構成する各要素を適切に連結することで、変速用プラネタリギヤセットPGS1、PGS2、PGS3を構成したが、第四実施形態は、所謂、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGR(PGS4)を変速用プラネタリギヤセットとして使用する例である。
このラビニョ型プラネタリギヤセットPGRは、図12に示すように、一対のサンギヤs1,s2に対して、共通のキャリアccと、リングギヤrcを備えて構成されている。
さらに、具体的には、ロングピニオンlp及びショートピニオンspを支持する共通キャリアccを有し、このロングピニオンlpを、ショートピニオンsp、一方のサンギヤs2及び共通リングギヤrcに噛合してなり、ショートピニオンspが他方のサンギヤs1に噛合されている。
そして、他方のサンギヤs1と共通キャリアcc及びリングギヤrcで構成される第1プラネタリギヤPG1は、共通キャリアccが一対の互いに噛合うピニオンを回転可能に支持するように構成されており、ダブルピニオン型のプラネタリギヤとなる構造とされている。
一方のサンギヤs2と共通キャリアcc及びリングギヤrcで構成される第2プラネタリギヤPG2は、共通キャリアccは単一のピニオンを回転可能に支持するように構成されており、シングルピニオン型のプラネタリギヤとなる構造とされている。
さて、このラビニョ型プラネタリギヤセットPGRを構成する各要素と、摩擦係合要素との連結関係を以下に説明する。
この実施形態のスケルトンである図12に示すように、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2は第1クラッチC1により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達され、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定される。さらに、第3クラッチC3により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達される。また、共通キャリアccは第2クラッチC2により第2中間軸M2の回転が選択的に伝達されるとともに、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される構造が採用されている。この例の場合も、一方向クラッチF1により、その逆回転が止められる。さらに、そのリングギヤrcは出力軸Oに駆動連結される構成が採用されている。
この構造を採用することで、先に図4で示した作動表に従って、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2の状態を制御することにより、前進1速、前進2速、前進3速及び前進4速を実現できる。
さらに、この変速機SCにも第3クラッチC3が備えられるが、この第3クラッチC3が、前記第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定されることがある他方のサンギヤs1に、中間軸M2の回転を選択的に伝達可能とすることで、先の例と同様に後進段も実現することが可能となる。
この例では、速度線図は省略するが、変速用プラネタリギヤセットとなるプラネタリギヤセットPGS4に関して、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1が設けられる第1回転要素は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定され、共通のキャリアccに連結している第2回転要素は第2クラッチC2により中間軸M2の回転が選択的に伝達される。また、共通のリングギヤrcが設けられる第3回転要素は出力軸Oに出力回転を出力し得、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられる第4回転要素は第1クラッチC1により中間軸M2の回転が選択的に伝達される。
また、第2回転要素には逆転用に、第3クラッチC3を介して第2中間軸M2の回転が選択的に伝達される。
以上が、当該実施形態における変速に伴う駆動伝動状態の説明であるが、以下、この形態におけるプラネタリギヤセットと、摩擦係合要素の配置関係について説明する。
この例では、プラネタリギヤセットPGS4を挟む形態で摩擦係合要素が配設されている。
即ち、第2電動機MG2と変速用プラネタリギヤセットPGS4との間で、その内径側に第1クラッチC1が配設されるとともに、その外径側に第3クラッチC3、第1ブレーキB1が配設されている。一方、プラネタリギヤセットPGS4に対して、前記の摩擦係合要素とは反対側(出力軸O側)に第2クラッチC2が配設されている。第2ブレーキB2は第2クラッチC2の外径側に配設され、第1ブレーキB1と第2ブレーキB2との間に一方向クラッチF1が配設されている。
また、第1クラッチC1に対して、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2は、径方向で外側に配設されるとともに、第3クラッチC3が、第1クラッチC1に対して、軸方向でオーバラップ(位置的に重なる領域が存在する)されることで、軸方向においてもコンパクトな構成を実現している。
この実施形態では、第2中間軸M2の下手側は、第1クラッチC1の位置を越えて、プラネタリギヤセットPGS4の出力軸O側である第2クラッチC2の入力位置まで延出される。
そして、第1クラッチC1の出力側伝達部材(第1伝達部材t1で、その出力軸側端に、サンギヤs2が設けられており、プラネタリギヤセットPGS4の第4回転要素となる)と、第2クラッチC2の出力側伝達部材(第2伝達部材t2で、その出力軸側端が、ラビニョ型プラネタリギヤセットのキャリアccに接続され、プラネタリギヤセットPGS4の第2回転要素となる)との関係については、図12からも判明するように、第1伝達部材t1、第2伝達部材t2は、その回転軸心を同じくする部材であり、軸心部位に第3中間軸M3(これは第2中間軸M2の回転を第2クラッチC2の入力側に伝達している)が配設されるとともに、その径方向外側に、第1伝達部材t1が、さらに外径側に第2伝達部材t2が配設されている。
先に説明したと同様に、前進4速におけるこれら部材の速度は、第1伝達部材t1が最も高速となるが、この配置構成を採用することで、本願のようなオーバドライブ状態が発生するハイブリッド駆動装置HEにおいて、最も高速で回転することがある部材を可能な限り軸心側に配設することで、例えば、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
以上説明してきた、第一から第四の実施形態にあっては、以下の作用効果を奏するハイブリッド駆動装置となっている。
1.2モータスプリット方式を採用しながら、比較的単純な構造の変速機SCを採用して、変速機に於いて入力回転速度を増速する増速変速段及び後進段を実現可能である。
2.エンジン回転速度が増速されて変速機に入力される状態が実現できるが、全変速段において、摩擦係合要素の出力伝達部材が過回転となることを防止することができる。特に、変速比を大きくするハイブリッド駆動装置は、出力伝達部材の回転速度が速くなる傾向があるため有利である。
3.変速制御中にクラッチの係合、非係合の制御と他のクラッチの非係合、係合の制御を同時に行う必要がないので、変速ショックが出難い。
更なる多段化された実施形態
これまで説明してきた実施形態は、前進4段・後進1段を変速機で実現可能なハイブリッド駆動装置の例であるが、以下に示す第五実施形態、第六実施形態は、さらに多段化した例である。
第五実施形態においては前進6段・後進1段を実現しており、第六実施形態では、前進8段・後進2段を実現している。
以下、これらの実施形態を、スケルトン図、作動表及び速度線図に基づいて説明する。
これら実施形態にあっても、変速機への入力までの構造は、さきに説明した構造と同じであり、エンジンE側から出力軸O側に向かって、第1電動機MG1、動力分配用プラネタリギヤPG0、第2電動機MG2を備えて構成されており、動力分配用プラネタリギヤPG0のリングギヤr0の回転が変速機SCに入力される。従って、オーバドライブ状態にある高速の回転が入力される状態も発生する。
第五実施形態
図13は、この実施形態のスケルトン図を示し、図14に作動表を、図15に速度線図を示す。
スケルトン図に示すように、この形態における変速機SCに備えられるプラネタリギヤセットPGS5は、入力側に備えられる第1プラネタリギヤPG1と、出力側に備えられるラビニョ型プラネタリギヤセットPGRとの組み合わせとして構成されている。この例においては、このラビニョ型プラネタリギヤセットPGRが変速用プラネタリギヤセットに相当する。第1プラネタリギヤPG1は、変速機SCへの入力回転を変速して当該変速用プラネタリギヤセットに伝達しているためである。
第1プラネタリギヤPG1は、サンギヤs1、キャリアca1、リングギヤr1を備えたシングルプラネタリギヤである。ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRは、一対のサンギヤs2,s3、共通のキャリアcc及び共通のリングギヤrcを備えて構成されている。この第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1はミッションケースMCに常時固定されている。
このラビニョ型プラネタリギヤセットPGRは、一対のサンギヤs2、s3に対して、共通のキャリアcc及びリングギヤrcを備えて構成されている。さらに詳細には、ロングピニオンlp及びショートピニオンspを支持する共通キャリアccを有し、ロングピニオンlpを、ショートピニオンsp、一方のサンギヤs2及び共通リングギヤrcに噛合してなり、ショートピニオンspが他方のサンギヤs3に噛合する構成とされているが、入力側に配設されるサンギヤs2、共通キャリアcc及びリングギヤrcからなるプラネタリを第2プラネタリギヤPG2と、出力側に配設されるサンギヤs3、共通キャリアcc及びリングギヤrcから構成されるプラネタリを第3プラネタリギヤPG3と呼ぶと、第2プラネタリギヤPG2はシングルピニオンプラネタリギヤとなっており、第3プラネタリギヤPG3は、ダブルピニオン型のプラネタリギヤとなっている。
図15に示す速度線図においては、同図左側に、第1プラネタリギヤPG1の作動状態に関する速度線図を示し、同図右側にラビニョ型プラネタリギヤセットPGRの作動状態に関する速度線図を示す。
同図左側の速度線図において、図上側に縦線と第1プラネタリギヤPG1を構成する各要素の対応を示している。ここで、「S1,Ca1,R1」は、それぞれ第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1が設けられた回転要素、キャリアca1に連結された回転要素、リングギヤr1が設けられた回転要素であることを示している。
同図右側の速度線図において、図上側に縦線と第2、3プラネタリギヤPG2,PG3を構成する各要素の対応を示している。ここで、「S2,Ca2,R2」は、それぞれ第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2が設けられた回転要素、キャリアccに連結された回転要素、リングギヤrcが設けられた回転要素であることを示している。「S3,Ca3,R3」は、それぞれ第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3が設けられた回転要素、キャリアccに連結された回転要素、リングギヤrcが設けられた回転要素であることを示している。ラビニョ型プラネタリギヤPGRの場合は、第2プラネタリギヤPG2と第3プラネタリギヤPG3間で、キャリアcc及びリングギヤrcは共通である。
図13に戻って、この例にあっては、一方のサンギヤ(第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3)は第1クラッチC1により、第1プラネタリギヤPG1により減速された減速回転が選択的に伝達され、他方のサンギヤ(第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2)は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定される。また、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRのキャリアccは第2クラッチC2により、変速機SCの入力回転が選択的に伝達されるとともに、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される構造が採用されている。さらに、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGSのリングギヤrcは出力軸Oに駆動連結される。
また、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRのキャリアccは、一方向クラッチF1によりその逆回転が止められる構成とされるとともに、後進段を実現するために、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に、第1プラネタリギヤPG1のキャリアccの回転が第3クラッチC3により選択的に伝達される構成が採用されている。
変速
1 前進1速(1ST)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1及び一方向クラッチF1のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合されることで、第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3が設けられた第1伝達部材t1に、入力回転に対して減速された第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が伝達される。ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRにあっては、一方向クラッチF1により共通キャリアccの逆回転が止められることにより、第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3からの入力回転が減速されて、共通リングギヤrcの回転として出力軸Oに出力される。
2 前進2速(2ND)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1と第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合されることで、第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3が設けられた第1伝達部材t1に、入力回転に対して減速された第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が伝達される。ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRにあっては、第1ブレーキB1により第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2の回転が止められることにより、第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3からの入力回転が減速されて、共通リングギヤrcの回転として出力軸に出力される。この状態における減速比は、前進1速より小さくなる。
3 前進3速(3RD)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1と第3クラッチC3のみが係合状態とされる。第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が、第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3に伝達される状態で、入力回転が共通のキャリアccに伝達される。結果、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が、そのまま出力軸Oに伝達される。
4 前進4速(4TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1及び第2クラッチC2のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合されることで、入力回転が減速された第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3に、変速機SC入力回転が共通キャリアccに伝達される。結果、サンギヤs3の回転に対して増速状態にあり、共通キャリアccに対して減速状態の回転が、第3プラネタリギヤPG3のリングギヤr3の回転として出力される。
5 前進5速(5TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2及び第3クラッチC3のみが係合状態とされる。第2クラッチC2が係合されることで、変速機SCの入力回転が共通キャリアccに伝達されるとともに、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2の回転として伝達される。
この状態において、第3プラネタリギヤPG3に関し、第1クラッチC1の出力側伝達部材である第1伝達部材t1は、非常に高速で回転することとなる。しかしながら、この実施形態にあっては、この第1伝達部材t1が、中間軸M3に対して、その直外側の変速機SCの軸心側(内径側)に設けられているため、遠心力等の影響を受け、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
6 前進6速(6TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第2クラッチC2が係合されることで、変速機SCの入力回転が共通キャリアccに伝達される。そして、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2の回転が、第1ブレーキB1により止められているため、共通キャリアccの回転に対して増速状態の回転が、第3プラネタリギヤPG3のリングギヤrcのとして出力される。
この増速は、前進5段より大きい。
この状態において、第3プラネタリギヤPG3に関し、第1クラッチC1の出力側伝達部材である第1伝達部材t1は、前進5速における状態よりも高速で回転することとなる。しかしながら、この第1伝達部材t1が、中間軸M3に対して、その直外側の変速機SVの軸心側(内径側)に設けられているため、遠心力等の影響を受け、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
この実施形態における、変速機SCの入力回転と出力回転との関係は、入力回転が第2中間軸M2から第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1に伝達される回転であり、出力回転は、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRの共通リングギヤrcの回転となる。よって、変速機SCにあっては、前進5段、前進6段でオーバドライブ状態(増速変速段となる)が実現していることとなる。
7 後進(REV)
この変速段においては、作動表に示すように、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2のみが係合状態とされる。第3クラッチC3が係合されることで、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に、減速された入力回転である第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が伝動される。第2プラネタリギヤPG2にあっては、第2ブレーキB2によりキャリアccの回転が止められていることにより、サンギヤs2からの入力回転が逆転されて、共通リングギヤrcの回転として出力軸に出力される。
先にも示したように、この実施形態にあっては、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRが、本願にいう変速用プラネタリギヤセットに相当するが、図15に示す速度線図に記載の縦線の下側に第1〜第4回転要素rm1、rm2、rm3、rm4の別を示した。
第六実施形態
図16は、この実施形態のスケルトン図を示し、図17に作動表を、図18に速度線図を示す。
スケルトン図に示すように、この形態でも、第五実施形態と同様に、入力側に備えられる第1プラネタリギヤPG1と、出力側に備えられるラビニョ型プラネタリギヤセットPGRとを組み合わせて構成されている。
この例では、第1プラネタリギヤPG1は、サンギヤs1、キャリアca1、リングギヤr1を備え、キャリアca1が互いに噛合う一対のピニオンを回転可能に支持するダブルピニオン型のプラネタリギヤである。
このラビニョ型プラネタリギヤセットPGRも、一対のサンギヤs2,s3に対して、共通のキャリアcc及びリングギヤrcを備えて構成されている。この例でも、ロングピニオンlp及びショートピニオンspを支持する共通キャリアccを有し、ロングピニオンlpを、ショートピニオンsp、一方のサンギヤs2及び共通リングギヤrcに噛合してなり、ショートピニオンspが他方のサンギヤs3に噛合する構成が採用されているが、入力側に配設されるサンギヤs2、共通のキャリアcc及びリングギヤrcからなるプラネタリを第2プラネタリギヤPG2と、出力側に配設されるサンギヤs3、共通キャリアcc及びリングギヤrcから構成されるプラネタリを第3プラネタリギヤPG3と呼ぶ。
さらに、前記第五実施形態に対して、新たに第4クラッチC4が追加されており、この第4クラッチC4により、変速機SCの入力回転であるとともに、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転を、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に選択的に伝達する構成が採用されている。
図18に示す速度線図においては、同図左側に、第1プラネタリギヤPG1の作動状態に関する速度線図を示し、同図右側にラビニョ型プラネタリギヤセットPGRの作動状態に関する速度線図を示す。
本実施形態における図18に示す速度線図の記載は、第五実施形態における図15の記載形態に準じた。
この例にあっても、一方のサンギヤ(第3プラネタリギヤPG3のサンギヤs3)は第1クラッチC1により、第1プラネタリギヤPG1により減速された減速回転が選択的に伝達され、他方のサンギヤ(第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2)は第1ブレーキB1によりミッションケースMCに選択的に固定される。また、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRのキャリアccは第2クラッチC2により変速機SCの入力回転が選択的に伝達されるとともに、第2ブレーキB2によりミッションケースMCに選択的に固定される構造が採用されている。さらに、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRのリングギヤrcは出力軸Oに駆動連結される構成が採用されている。
また、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRのキャリアccは、一方向クラッチF1によりその逆回転が止められる構成とされるとともに、後進段を実現するために、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1の回転が第3クラッチC3により選択的に伝達される構成が採用されている。
さらに、先にも示したように、第4クラッチC4により、変速機SCの入力回転であるとともに、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転を選択的に、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に選択的に伝達する構成が採用されている。
変速
前進1速(1ST)〜前進3速(3RD)までの変速動作は、第五実施形態の対応する変速段におけると実質同様であるため、説明を省略する。
4 前進4速
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1及び第4クラッチC4のみが係合状態とされる。第1クラッチC1が係合されることで、第1伝達部材t1に第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1の回転が伝動される。第4クラッチC4が係合されることで、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRでは、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が減速状態で出力軸Oに出力される。
5 前進5速
この変速段においては、作動表に示すように、第1クラッチC1及び第2クラッチC2のみが係合状態とされる。この状態は、実質、先に第五実施形態で説明した前進4段と同様であり、共通キャリアccの回転が減速されて、共通リングギヤrcの回転として出力軸に出力される。
6 前進6速(6TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2と第4クラッチC4のみが係合状態とされる。この作動状態では、変速機SCの入力回転が直接共通リングギヤrcの回転として出力軸Oに出力される。
7 前進7速(7TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2及び第3クラッチC3のみが係合状態とされる。第2クラッチC2が係合されることで、第2中間軸M2の回転が共通キャリアccに伝達されるとともに、第3クラッチC3が係合されることで、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1の回転が、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2の回転として伝達される。結果、共通キャリアccの回転に対して増速状態の回転が、第3プラネタリギヤPG3のリングギヤrcのとして出力される。
この状態にあっては、第3プラネタリギヤPG3に関し、第1クラッチC1の出力側伝達部材である第1伝達部材t1は、非常に高速で回転することとなる。しかしながら、この実施形態にあっては、この第1伝達部材t1が、第3中間軸M3に対して、その直外側の変速機SCの軸心側(内径側)に設けられているため、遠心力等の影響を受け、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
8 前進8速(8TH)
この変速段においては、作動表に示すように、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1のみが係合状態とされる。第2クラッチC2が係合されることで、第2中間軸M2の回転が共通キャリアccに伝達される。そして、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2の回転が、第1ブレーキB1により止められているため、共通キャリアccの回転に対して増速状態の回転が、リングギヤrcのとして出力される。
この状態において、第3プラネタリギヤPG3に関し、第1クラッチC1の出力側伝達部材である第1伝達部材t1は、前進7速における状態よりも高速で回転することとなる。しかしながら、この第1伝達部材t1が、第2中間軸M2に対して、その直外側の変速機の軸心側(内径側)に設けられているため、遠心力等の影響を受け、クラッチの入出力部材同士が接触して走行性能が低下することを抑制することができる。
この実施形態における、変速機SCの入力回転と出力回転との関係は、入力回転が第2中間軸M2から第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1に伝達される回転であり、出力回転は、ラビニョ型プラネタリギヤセットPGRの共通リングギヤrcの回転となる。よって、変速機SCにあっては、前進7段、前進8段がオーバドライブ状態(増速変速段となる)が実現していることとなる。
9 後進1(REV1)
この変速段においては、作動表に示すように、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2のみが係合状態とされる。第3クラッチC3が係合されることで、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に、第1プラネタリギヤPG1のリングギヤr1の回転が伝動される。第2プラネタリギヤPG2にあっては、第2ブレーキB2により共通キャリアccの回転が止められていることにより、サンギヤs2からの入力回転が逆転されて、共通リングギヤrcの回転として出力軸Oに出力される。
10 後進2(REV2)
この変速段においては、作動表に示すように、第4クラッチC4及び第2ブレーキB2のみが係合状態とされる。第4クラッチC4が係合されることで、第2プラネタリギヤPG2のサンギヤs2に、第1プラネタリギヤPG1のキャリアca1の回転が伝動される。第2プラネタリギヤPG2にあっては、第2ブレーキB2により共通キャリアccの回転が止められていることにより、サンギヤs2の入力回転が逆転されて、共通リングギヤrcの回転として出力軸に出力される。この回転は、後進1速より高速となる。
この実施形態でも、このラビニョ型プラネタリギヤセットPGRが変速用プラネタリギヤセットに相当する。図18に示す速度線図に記載の縦線の下側に第1〜第4回転要素rm1、rm2、rm3、rm4の対応を示した。
第一実施形態の別実施形態
第七実施形態
この実施形態のスケルトン図を図19に示した。この例にあっても、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を、第2電動機MG2と変速用プラネタリギヤセットとの間に設けている。さらに、プラネタリギヤセットPGS7は、一対のシングルプラネタリギヤPG1,PG2の組み合わせとして構成されている。
第一実施形態との比較で説明すると、第2プラネタリギヤPG2における各回転要素と第1クラッチC1、出力軸O、第2ブレーキB2との関係は同一であるが、この例では、第1プラネタリギヤPG1のサンギヤs1は第1クラッチC1の出力側伝達部材t1が連結されており、第2中間軸M2の回転が選択的に伝動される。キャリアca1には、第2クラッチC2から第2中間軸M2の回転が選択的に伝動される構造が採用されており、第2プラネタリギヤPG2のリングギヤr2と一体回転されるように構成されている。結果、第2ブレーキB2及び一方向クラッチF1による動作制御も受けることとなる。
さらに、リングギヤr1は、第1ブレーキB1によりその回転が停止可能とされるとともに、第3クラッチC3により、第2中間軸M2の回転が選択的に伝動される。
そして、この実施形態にあっても、図4に示す作動表に従って、摩擦係合要素C1,C2,C3、B1,B2、F1を働かせることにより、前進4段、後進1段を実現できる。
2モータスプリット方式を採用するハイブリッド駆動装置において、低速域の加速性能を確保できるとともに、高速域での燃費も高いものとできるハイブリッド駆動装置を提供することができた。
ハイブリッド駆動装置の全体概略構造を示す図 第一実施形態の変速機近傍の構造の詳細を示す図 第一実施形態のスケルトン図 第一実施形態の作動表 第一実施形態の速度線図 第一実施形態の駆動状態の説明図 第一実施形態の駆動力線図 第二実施形態の変速機近傍の構造の詳細を示す図 第二実施形態のスケルトン図 第三実施形態のスケルトン図 第三実施形態の速度線図 第四実施形態のスケルトン図 第五実施形態のスケルトン図 第五実施形態の作動表 第五実施形態の速度線図 第六実施形態のスケルトン図 第六実施形態の作動表 第六実施形態の速度線図 第一実施形態の別実施形態のスケルトン図
符号の説明
HE ハイブリッド駆動装置
MC ミッションケース
E エンジン
I 入力軸
D ダンパー
MG1 第1電動機
PG0 動力分配用プラネタリギヤ
MG2 第2電動機
In インバータ
B バッテリ
MP モータパート
ECU 電子制御装置
M1 第1中間軸
M2 第2中間軸(中間伝動軸)
SC 変速機
O 出力軸
C1 第1クラッチ(摩擦係合要素)
C2 第2クラッチ(摩擦係合要素)
C3 第3クラッチ(摩擦係合要素)
B1 第1ブレーキ(摩擦係合要素)
B2 第2ブレーキ(摩擦係合要素)
F1 一方向クラッチ(摩擦係合要素)
PG1 第1プラネタリギヤ
PG2 第2プラネタリギヤ
PGS プラネタリギヤセット
PGR ラビニョ型プラネタリギヤセット
s サンギヤ
ca キャリア
r リングギヤ
t 伝達部材
rm 回転要素

Claims (25)

  1. エンジンに駆動連結された入力軸と、車輪に駆動連結された出力軸を備え、
    第1電動機及び第2電動機を備え、
    回転速度の順に第1、第2、第3回転要素を構成するプラネタリギヤであって、前記第1回転要素に前記第1電動機が接続され、前記第2回転要素に前記入力軸が接続され、前記第3回転要素に中間伝動軸と前記第2電動機が接続される動力分配用プラネタリギヤを備えるとともに、
    複数の変速段を有し、前記中間伝動軸から伝達される動力を前記出力軸に出力する変速機を備え、
    前記変速機の前記複数の変速段が、少なくとも、前記中間伝動軸の回転速度を増速して前記出力軸に出力する増速変速段と、前記中間伝動軸の回転速度を減速して前記出力軸に出力する減速変速段を備えるハイブリッド駆動装置。
  2. 前記変速機は、第1ブレーキと、前記中間伝動軸の回転を伝達する第1クラッチ及び第2クラッチと、回転速度の順に第1、第2、第3、第4回転要素を構成する変速用プラネタリギヤセットを有し、
    前記第1回転要素は前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第2回転要素は前記第2クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第3回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
    前記第4回転要素は前記第1クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第1クラッチと第2クラッチが前記変速用プラネタリギヤセットと前記第2電動機との間に配置され、
    前記第1クラッチの出力側伝達部材は、前記第2クラッチの出力側伝達部材の内径側を通って、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素に連結される請求項1記載のハイブリッド駆動装置。
  3. 前記変速機は、さらに第2ブレーキを有し、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第2回転要素は前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定される請求項2記載のハイブリッド駆動装置。
  4. 前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが前記電動機の径方向外面より内側に配置されるとともに、
    前記第1クラッチと前記第2クラッチとの少なくとも一部が軸方向にオーバラップされて配置されている請求項2又は3記載のハイブリッド駆動装置。
  5. 前記第1クラッチが前記第2クラッチより内径側に配置されている請求項4記載のハイブリッド駆動装置。
  6. 前記変速機は、さらに第3クラッチを有し、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第1回転要素は前記第3クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される請求項3記載のハイブリッド駆動装置。
  7. 前記第3クラッチは、前記変速用プラネタリギヤセットより前記電動機側に配置されるとともに、前記電動機の径方向外面より内側に配置され、
    前記第3クラッチは、前記第1クラッチ、第2クラッチのいずれか一方又は両方に対して軸方向にオーバラップされて配置される請求項6記載のハイブリッド駆動装置。
  8. 前記第1クラッチの出力側伝達部材は、前記第3クラッチの出力側伝達部材の内径側を通って、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素に連結される請求項6又は7記載のハイブリッド駆動装置。
  9. 前記変速機は、第1ブレーキと中間伝動軸の回転を伝達する第1クラッチ及び第2クラッチと、回転速度の順に第1、第2、第3、第4回転要素を構成する変速用プラネタリギヤセットを有し、
    前記第1回転要素は前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第2回転要素は前記第2クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第3回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
    前記第4回転要素は前記第1クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、前記第1クラッチと第2クラッチとの間に前記変速用プラネタリギヤセットが配置され、前記第1クラッチの出力側伝達部材は、少なくとも前記第2クラッチの出力側伝達部材に対して軸方向で異なった位置に配置される請求項1記載のハイブリッド駆動装置。
  10. 前記変速機は、さらに第2ブレーキを有し、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第2回転要素は前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定される請求項9記載のハイブリッド駆動装置。
  11. 前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが前記電動機の径方向外面より内側に配置される請求項9又は10記載のハイブリッド駆動装置。
  12. 前記変速機は、さらに第3クラッチを有し、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第1回転要素は前記第3クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される請求項10記載のハイブリッド駆動装置。
  13. 前記第3クラッチは、前記変速用プラネタリギヤセットより前記電動機側に配置されるとともに、前記電動機の径方向外面より内側に配置される請求項12記載のハイブリッド駆動装置。
  14. 前記第1クラッチの出力側伝達部材は、前記第3クラッチの出力側伝達部材の内径側を通って、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素に連結される請求項11〜13のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
  15. 前記変速用プラネタリギヤセットが、
    サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤを備えて構成され、
    前記第1プラネタリギヤのサンギヤは第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結されるとともに、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記第1プラネタリギヤのリングギヤが前記第2プラネタリギヤのキャリアと連結されるとともに、前記出力軸に駆動連結され、
    前記第2プラネタリギヤのサンギヤは第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される請求項2又は9記載のハイブリッド駆動装置。
  16. 前記変速用プラネタリギヤセットが、
    サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤを備えて構成され、
    前記第1プラネタリギヤのリングギヤは第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結されるとともに、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記第1プラネタリギヤのサンギヤは前記第2プラネタリギヤのサンギヤに連結されるとともに、第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記第2プラネタリギヤのキャリアは前記出力軸に駆動連結される請求項2又は9記載のハイブリッド駆動装置。
  17. 前記変速用プラネタリギヤセットが、ロングピニオン及びショートピニオンを支持する共通キャリアを有し、前記ロングピニオンを、前記ショートピニオン、一方のサンギヤ及び共通リングギヤに噛合してなり、前記ショートピニオンが他方のサンギヤに噛合するラビニョ型プラネタリギヤセットを備えて構成され、
    前記一方のサンギヤは第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記他方のサンギヤは第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記共通キャリアは第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記共通リングギヤは前記出力軸に駆動連結される請求項2又は9記載のハイブリッド駆動装置。
  18. 前記変速機は、ケースに回転要素を選択的に固定する第1ブレーキ及び第2ブレーキと、前記中間伝動軸の回転を伝達する第1クラッチ及び第2クラッチと、回転速度の順に第1、第2、第3、第4回転要素を構成する変速用プラネタリギヤセットを有し、
    前記第1ブレーキ、第2ブレーキ、第1クラッチ及び第2クラッチの係合・非係合状態の設定により前記中間伝動軸の回転速度を異なる4つの変速比で前記出力軸に出力する請求項1記載のハイブリッド駆動装置。
  19. 前記変速用プラネタリギヤセットに関し、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第1回転要素は前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第2回転要素は前記第2クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第3回転要素は前記出力軸に出力回転を出力し得、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する前記第4回転要素は前記第1クラッチにより前記中間伝動軸の回転が選択的に伝達される請求項18記載のハイブリッド駆動装置。
  20. 前記変速用プラネタリギヤセットが、
    サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤを備えて構成され、
    前記第1プラネタリギヤのサンギヤは前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結され、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第1プラネタリギヤのリングギヤが前記第2プラネタリギヤのキャリアと連結されるとともに、前記出力軸に駆動連結され、
    前記第2プラネタリギヤのサンギヤは前記第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される請求項18又は19記載のハイブリッド駆動装置。
  21. 前記変速用プラネタリギヤセットが、
    サンギヤ、キャリア及びリングギヤを備えた3要素の第1プラネタリギヤ及び第2プラネタリギヤを備えて構成され、
    前記第1プラネタリギヤのリングギヤは前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第1プラネタリギヤのキャリアは前記第2プラネタリギヤのリングギヤに連結され、第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記第1プラネタリギヤのサンギヤは前記第2プラネタリギヤのサンギヤに連結されるとともに、前記第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記第2プラネタリギヤのキャリアは前記出力軸に駆動連結される請求項18又は19記載のハイブリッド駆動装置。
  22. 前記変速用プラネタリギヤセットが、ロングピニオン及びショートピニオンを支持する共通キャリアを有し、前記ロングピニオンを、前記ショートピニオン、一方のサンギヤ及び共通リングギヤに噛合してなり、前記ショートピニオンが他方のサンギヤに噛合するラビニョ型プラネタリギヤセットを備えて構成され、
    前記一方のサンギヤは前記第1クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達され、
    前記他方のサンギヤは前記第1ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記共通キャリアは前記第2クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達されるとともに、前記第2ブレーキによりケースに選択的に固定され、
    前記共通リングギヤは前記出力軸に駆動連結される請求項18又は19記載のハイブリッド駆動装置。
  23. 前記変速機はさらに第3クラッチを有し、
    前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第1回転要素は前記第3クラッチにより中間伝動軸の回転が選択的に伝達される請求項18〜22のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
  24. 前記第1クラッチを係合して、前記変速用プラネタリギヤセットを構成する第4回転要素に前記中間伝動軸の回転が伝達される伝動状態で、前進段で最も変速比が大きいギヤ段が形成される請求項2〜23のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
  25. 前記変速用プラネタリギヤセットが、ロングピニオン及びショートピニオンを支持する共通キャリアを有し、前記ロングピニオンを、前記ショートピニオン、一方のサンギヤ及び共通リングギヤに噛合してなり、前記ショートピニオンが他方のサンギヤに噛合するラビニョ型プラネタリギヤセットを備えて構成される請求項1、18又は19記載のハイブリッド駆動装置。

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