JP2010149840A - Power output device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置に関し、特にハイブリッド車両の動力出力装置に関する。 The present invention relates to a power output apparatus, and more particularly to a power output apparatus for a hybrid vehicle.
従来、例えば、エンジンと、モータと、サンギヤとリングギヤとこれらサンギヤとリングギヤに噛合された複数のプラネタリギヤと、複数のプラネタリギヤを支持するキャリアからなる遊星歯車機構と、を備えたハイブリッド車両の動力出力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, a power output device for a hybrid vehicle including an engine, a motor, a sun gear, a ring gear, a plurality of planetary gears meshed with the sun gear and the ring gear, and a planetary gear mechanism that includes a carrier that supports the plurality of planetary gears. Is known (see, for example, Patent Document 1).
図41に示すように、上記特許文献1に記載の動力出力装置100は、遊星歯車機構101のサンギヤ102にジェネレータとしての第1モータ104を連結し、キャリア105にエンジン106を連結し、リングギヤ107に駆動軸108を連結している。これにより、エンジン106のトルクは遊星歯車機構101によりリングギヤ107とサンギヤ102に分割され、リングギヤ107に分割された分割トルクが駆動軸108に伝達される。なお、上記特許文献1に記載の動力出力装置100においては、エンジン106のトルクが駆動軸108へ分割されて伝達されるため、駆動軸108へのトルクを補う第2モータ109がリングギヤ107に連結されている。
As shown in FIG. 41, the
しかしながらこの上記特許文献1に記載の動力出力装置100においては、キャリア105にエンジン106が連結された動力分割方式を採用するため、エンジントルクは必ず分割され、エンジントルクと同等のトルクを駆動軸108に伝達する場合には、第2モータ109からモータトルクを補う必要があり、構造が複雑かつ高価となり車両への搭載が難しくなるという問題があった。
However, since the
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エンジントルクとモータトルクの合成トルクを駆動軸に伝達可能な動力出力装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a power output device capable of transmitting a combined torque of an engine torque and a motor torque to a drive shaft.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
内燃機関(例えば、後述の実施形態のエンジン6)と、電動機(例えば、後述の実施形態のモータ7)と、前記内燃機関に連結される2つの変速軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11、第2中間軸16)を備えた変速機(例えば、後述の実施形態の変速機20〜20D)と、を備えた動力出力装置(例えば、後述の実施形態の動力出力装置1〜1D)であって、
前記変速機は、第1〜第3要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ32、キャリア36、リングギヤ35)を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構(例えば、後述の実施形態の動力合成機構30、遊星歯車機構31)を備え、
前記第1要素は前記2つの変速軸のいずれか一方の変速軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11、第2中間軸16)に連結され、
前記第2要素は駆動軸に連結され、
前記第3要素は前記電動機に連結され、
前記第2要素は前記第1要素から伝達される動力と前記第3要素から伝達される動力を合成して駆動軸(例えば、後述の実施形態の駆動軸9,9)に伝達し、
前記2つの変速軸のうち他方の変速軸(例えば、後述の実施形態の第2中間軸16、第1主軸11)は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
An internal combustion engine (for example, an
The transmission includes a power combining mechanism (e.g., an embodiment described later) configured to be capable of differentially rotating first to third elements (e.g., a
The first element is connected to one of the two transmission shafts (for example, a first
The second element is coupled to a drive shaft;
The third element is coupled to the electric motor;
The second element synthesizes the power transmitted from the first element and the power transmitted from the third element and transmits them to a drive shaft (for example, drive
Of the two transmission shafts, the other transmission shaft (for example, the second
It is characterized by that.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
前記2つの変速軸は、第1断接手段(例えば、後述の実施形態の第1クラッチ41、第2クラッチ42)を介して前記内燃機関に連結される第1変速軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11、第2中間軸16)と、第2断接手段(例えば、後述の実施形態の第2クラッチ42、第1クラッチ41)を介して前記内燃機関に連結される第2変速軸(例えば、後述の実施形態の第2中間軸16、第1主軸11)と、から構成され、
前記第1変速軸が前記第1要素に連結される、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in claim 1, the invention described in
The two transmission shafts are connected to the internal combustion engine via first connecting / disconnecting means (for example, a
The first transmission shaft is coupled to the first element;
It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、
前記第1変速軸には奇数段からなる変速段が設けられ、
前記第2変速軸には偶数段からなる変速段が設けられる、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
The first transmission shaft is provided with an odd number of gears,
The second speed change shaft is provided with a speed change step consisting of an even number of steps.
It is characterized by that.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、
前記第1変速軸には偶数段からなる変速段が設けられ、
前記第2変速軸には奇数段からなる変速段が設けられる、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
The first transmission shaft is provided with a shift stage consisting of an even number of stages,
The second speed change shaft is provided with an odd speed step.
It is characterized by that.
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載の発明の構成に加えて
前記変速機は、前記第1及び第2変速軸と平行に配置されたカウンタ軸(例えば、後述の実施形態のカウンタ軸14)を備え、
前記第1変速軸には、前記第2要素と一体回転し前記第1変速軸に対し相対回転可能な駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第3速用駆動ギヤ23a、第2速用駆動ギヤ22a)と、前記第1変速軸と前記駆動ギヤとを連結又は開放するシフター(例えば、後述の実施形態の第1変速用シフター51、第2変速用シフター52)と、が設けられ、
前記カウンタ軸には、前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第1共用従動ギヤ23b)と、前記駆動軸に連結するファイナルギヤ(例えば、後述の実施形態のファイナルギヤ26a)と、が設けられ、
前記駆動ギヤと前記従動ギヤにより変速ギヤ対(例えば、後述の実施形態の第3速用ギヤ対23、第2速用ギヤ対22)が構成され、
前記シフターが前記第1変速軸と前記駆動ギヤとを開放した状態で第1断接手段を接続し、前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を駆動又は回生することにより、前記駆動軸に伝達される前記内燃機関と前記電動機の合成動力が第1速相当となるように前記動力合成機構と前記変速ギヤ対のギヤ比が設定されている、
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the second to fourth aspects, the transmission includes a counter shaft (parallel to the first and second transmission shafts). For example, the counter shaft 14) of the embodiment described later is provided,
The first speed change shaft includes a drive gear that rotates integrally with the second element and can rotate relative to the first speed change shaft (for example, a third
The counter shaft includes a driven gear (for example, a first shared driven
The drive gear and the driven gear constitute a speed change gear pair (for example, a third
When the shifter opens the first transmission shaft and the drive gear, the first connecting / disconnecting means is connected to drive the internal combustion engine and drive or regenerate the electric motor, thereby transmitting the drive shaft. The gear ratio between the power combining mechanism and the transmission gear pair is set so that the combined power of the internal combustion engine and the electric motor is equivalent to the first speed.
It is characterized by that.
請求項6に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載の発明の構成に加えて、
前記変速機は、前記第1及び第2変速軸と平行に配置されたカウンタ軸(例えば、後述の実施形態のカウンタ軸14)を備え、
前記第1変速軸には、前記第2要素と一体回転し前記第1変速軸に対し相対回転可能な第3速用駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第3速用駆動ギヤ23a)と、前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを連結又は開放する第1変速用シフター(例えば、後述の実施形態の第1変速用シフター51)と、が設けられ、
前記第2変速軸には、前記第2変速軸に対し相対回転可能な第2速用駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第2速用駆動ギヤ22a)と、前記第2変速軸と前記第2速用駆動ギヤとを連結又は開放する第2変速用シフター(例えば、後述の実施形態の第2変速用シフター52)と、が設けられ、
前記カウンタ軸には、前記第3速用駆動ギヤと前記第2速用駆動ギヤと噛合する第1共用従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第1共用従動ギヤ23b)と、前記駆動軸に連結するファイナルギヤ(例えば、後述の実施形態のファイナルギヤ26a)と、が設けられ、
前記第3速用駆動ギヤと前記第1共用従動ギヤにより第3速用ギヤ対(例えば、後述の実施形態の第3速用ギヤ対23)が構成され、
前記第2速用駆動ギヤと前記第1共用従動ギヤにより第2速用ギヤ対(例えば、後述の実施形態の第2速用ギヤ対22)が構成され、
前記第1変速用シフターが前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを開放した状態で第1断接手段を接続し、前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を駆動又は回生することにより前記駆動軸に伝達される前記内燃機関と前記電動機の合成動力が第1速相当となるように前記動力合成機構と前記第3速用ギヤ対のギヤ比が設定されている、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in any one of
The transmission includes a counter shaft (for example, a
The first speed change shaft includes a third speed drive gear (for example, a third
The second speed change shaft includes a second speed drive gear (for example, a second
The counter shaft includes a first shared driven gear (for example, a first shared driven
The third speed drive gear and the first shared driven gear constitute a third speed gear pair (for example, a third
The second speed drive gear and the first shared driven gear constitute a second speed gear pair (for example, a second
The first shifter connects the first connecting / disconnecting means with the first speed change shaft and the third speed drive gear opened, and drives or regenerates the electric motor while driving the internal combustion engine. The gear ratio between the power combining mechanism and the third speed gear pair is set so that the combined power of the internal combustion engine and the electric motor transmitted to the drive shaft is equivalent to the first speed.
It is characterized by that.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記第1変速用シフターが前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを開放した状態で第1断接手段を接続し、前記電動機が逆転方向に回転している状態では前記電動機を回生し、前記第2要素の回転数が所定の回転数以上で回転している状態では前記電動機を駆動し正転方向に回転させて第1速走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
The first shifter connects the first connecting / disconnecting means with the first speed change shaft and the third speed drive gear opened, and the motor is rotated in the reverse direction. Regeneratively, in a state where the rotation speed of the second element is rotating at a predetermined rotation speed or more, the electric motor is driven and rotated in the forward rotation direction to travel in the first speed,
It is characterized by that.
請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記内燃機関のアイドリング中は、前記第1断接手段を接続して前記電動機を空転させることにより、前記第2要素から前記駆動軸に動力を伝達しない、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
During idling of the internal combustion engine, power is not transmitted from the second element to the drive shaft by connecting the first connecting / disconnecting means and causing the motor to idle.
It is characterized by that.
請求項9に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記第1断接手段を接続するとともに前記第2要素をロックして、前記電動機を逆転方向に駆動することにより、前記電動機の動力が前記第3要素から前記第1要素を介して前記内燃機関に伝達され、前記内燃機関を始動する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
By connecting the first connecting / disconnecting means and locking the second element and driving the electric motor in the reverse direction, the power of the electric motor is transmitted from the third element to the internal combustion engine via the first element. Transmitted to the internal combustion engine,
It is characterized by that.
請求項10に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記第1断接手段を接続するとともに前記第2要素をロックして、前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力が前記第1要素から前記第3要素を介して前記電動機に伝達され、前記電動機で回生する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
By connecting the first connecting / disconnecting means and locking the second element to drive the internal combustion engine, the power of the internal combustion engine is transmitted from the first element to the electric motor via the third element. Is regenerated by the electric motor,
It is characterized by that.
請求項11に記載の発明は、請求項7に記載の発明の構成に加えて、
前記駆動軸に伝達する要求トルクを設定する要求トルク設定手段(例えば、後述の実施形態のECU5)を備え、
前記要求トルクに応じて、前記第1断接手段を接続して前記内燃機関のトルクを前記第1要素から前記第2要素に伝達し、かつ、前記電動機を駆動又は回生して前記電動機のトルクを前記第3要素から前記第2要素に伝達し、前記第2要素を介して合成された前記内燃機関のトルクと前記電動機のトルクを前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
A required torque setting means (for example, an
According to the required torque, the first connecting / disconnecting means is connected to transmit the torque of the internal combustion engine from the first element to the second element, and the motor is driven or regenerated to torque the motor. Is transmitted from the third element to the second element, and the torque of the internal combustion engine and the torque of the electric motor combined through the second element are transmitted to the drive shaft.
It is characterized by that.
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の発明の構成に加えて、
前記要求トルク設定手段からの前記要求トルクに対して、前記内燃機関のトルクがエンジンストール領域から最高回転の範囲内にあるように、前記電動機のトルクを制御する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
The torque of the electric motor is controlled so that the torque of the internal combustion engine is within a maximum rotation range from an engine stall region with respect to the required torque from the required torque setting means.
It is characterized by that.
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の発明の構成に加えて、
前記要求トルク設定手段からの前記要求トルクに対して、
前記内燃機関の適正駆動領域で前記内燃機関を駆動し、
前記第1要素から前記第2要素に供給される前記内燃機関のトルクと要求トルクを比較して前記電動機を駆動又は回生し、
前記電動機が定格出力又は最高回転数を超えるときには、前記電動機を定格出力又は最高回転数で駆動し、
前記第3要素から前記第2要素に供給される前記電動機のトルクと要求トルクを比較して前記内燃機関のトルクを制御する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
For the required torque from the required torque setting means,
Driving the internal combustion engine in an appropriate drive region of the internal combustion engine;
Driving or regenerating the electric motor by comparing the torque of the internal combustion engine supplied to the second element from the first element with a required torque;
When the motor exceeds the rated output or the maximum rotation speed, the motor is driven at the rated output or the maximum rotation speed,
The torque of the internal combustion engine is controlled by comparing the required torque with the torque of the electric motor supplied from the third element to the second element;
It is characterized by that.
請求項14に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記第2変速用シフターにより前記第2変速軸と前記第2速用駆動ギヤとを連結し、前記第2断接手段を接続して、前記内燃機関の動力を前記第2変速軸から前記第2速用ギヤ対を介して駆動軸に伝達して第2速走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
The second shift shaft is connected to the second speed drive gear by the second shift shifter, the second connecting / disconnecting means is connected, and the power of the internal combustion engine is transmitted from the second shift shaft to the second shift shaft. Traveling to the drive shaft via the second gear pair and traveling at the second speed,
It is characterized by that.
請求項15に記載の発明は、請求項14に記載の発明の構成に加えて、
前記第2速走行において、さらに前記第1断接手段を接続して前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
In the second speed traveling, the first connecting / disconnecting means is further connected to drive or regenerate the electric motor, thereby traveling while assisting or regenerating the electric motor.
It is characterized by that.
請求項16に記載の発明は、請求項14に記載の発明の構成に加えて、
前記第2速走行において、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを連結して前記動力合成機構をロックし前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
In the second speed traveling, the first speed change shifter connects the first speed change shaft and the third speed drive gear, locks the power combining mechanism, and drives or regenerates the motor. Drive with assistance or regeneration with an electric motor,
It is characterized by that.
請求項17に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを連結して前記動力合成機構をロックし、前記第1断接手段を接続することにより、前記内燃機関の動力を前記第1変速軸から前記第3速用ギヤ対を介して前記駆動軸へ伝達して第3速走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
By connecting the first speed change shaft and the third speed driving gear by the first speed change shifter to lock the power combining mechanism and connecting the first connecting / disconnecting means, the power of the internal combustion engine is connected. Is transmitted from the first speed change shaft to the drive shaft via the third speed gear pair and travels at the third speed.
It is characterized by that.
請求項18に記載の発明は、請求項117に記載の発明の構成に加えて、
前記第3速走行において、前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in claim 117, the invention described in claim 18 includes:
In the third speed running, driving or regenerating the electric motor, driving while assisting or regenerating the electric motor,
It is characterized by that.
請求項19に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
前記第1断接手段と前記第2断接手段を切断し、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを連結して前記動力合成機構をロックし前記電動機を駆動することにより、前記電動機の動力を前記動力合成機構から前記第3速用ギヤ対を介して前記駆動軸に伝達してEV走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
The first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means are disconnected, the first shift shaft and the third speed driving gear are connected by the first shifter to lock the power combining mechanism, and By driving the electric motor, the power of the electric motor is transmitted from the power combining mechanism to the drive shaft via the third speed gear pair, and EV travels.
It is characterized by that.
請求項20に記載の発明は、請求項19に記載の発明の構成に加えて、
前記EV走行において、前記第1断接手段を接続することにより、前記動力合成機構から前記第1変速軸を介して前記内燃機関に伝達される始動トルクにより前記内燃機関を始動するとともに、前記動力合成機構から伝達される前記電動機のトルクから始動トルクを差し引いたトルクを前記第3速用ギヤ対を介して前記駆動軸に伝達して走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in claim 19, the invention described in
In the EV traveling, by connecting the first connecting / disconnecting means, the internal combustion engine is started by the starting torque transmitted from the power combining mechanism to the internal combustion engine via the first transmission shaft, and the power Traveling by transmitting a torque obtained by subtracting a starting torque from the torque of the electric motor transmitted from the synthesizing mechanism to the drive shaft via the third speed gear pair;
It is characterized by that.
請求項21に記載の発明は、請求項21に記載の発明の構成に加えて、
前記EV走行において、前記第2断接手段を接続することにより、前記動力合成機構から前記第3速用ギヤ対に伝達される前記電動機のトルクから前記第2速用ギヤ対を介して前記内燃機関に伝達される始動トルクにより前記内燃機関を始動するとともに、前記動力合成機構から伝達される前記電動機のトルクから始動トルクを差し引いたトルクを前記駆動軸に伝達して走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
In the EV traveling, by connecting the second connecting / disconnecting means, the internal combustion torque is transmitted from the power combining mechanism to the third speed gear pair via the second speed gear pair. The internal combustion engine is started by a starting torque transmitted to the engine, and a torque obtained by subtracting the starting torque from the torque of the electric motor transmitted from the power combining mechanism is transmitted to the drive shaft.
It is characterized by that.
請求項22に記載の発明は、請求項6〜21のいずれか1項に記載の発明の構成に加えて、
前記第1変速軸には、さらに前記第1変速軸と相対回転可能な第5速用駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第5速用駆動ギヤ25a)が設けられ、
前記第2変速軸には、さらに前記第2変速軸と相対回転可能な第4速用駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第4速用駆動ギヤ24a)が設けられ、
前記カウンタ軸は、前記第5速用駆動ギヤと前記第4速用駆動ギヤと噛合する第2共用従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第2共用従動ギヤ24b)が設けられ、
前記第1変速用シフターは、さらに前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結又は開放し、
前記第2変速用シフターは、さらに前記第2変速軸と前記第4速用駆動ギヤとを連結又は開放し、
前記第5速用駆動ギヤと前記第2共用従動ギヤにより第5速用ギヤ対(例えば、後述の実施形態の第5速用ギヤ対25)が構成され、
前記第4速用駆動ギヤと前記第2共用従動ギヤにより第4速用ギヤ対(例えば、後述の実施形態の第4速用ギヤ対24)が構成される、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in any one of
The first speed change shaft is further provided with a fifth speed drive gear (for example, a fifth
The second speed change shaft is further provided with a fourth speed drive gear (for example, a fourth
The counter shaft is provided with a second shared driven gear (for example, a second shared driven
The first shifter further connects or opens the first transmission shaft and the fifth speed drive gear,
The second shifter further connects or releases the second transmission shaft and the fourth speed drive gear,
The fifth speed drive gear and the second shared driven gear constitute a fifth speed gear pair (for example, a fifth
The fourth speed drive gear and the second shared driven gear constitute a fourth speed gear pair (for example, a fourth
It is characterized by that.
請求項23に記載の発明は、請求項22に記載の発明の構成に加えて、
前記第2変速用シフターにより前記第2変速軸と前記第2速用駆動ギヤとを連結し、前記第2断接手段を接続して、前記内燃機関の動力を前記第2変速軸から前記第2速用ギヤ対を介して駆動軸に伝達して第2速走行し、
前記第2速走行において、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結して前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
The second shift shaft is connected to the second speed drive gear by the second shift shifter, the second connecting / disconnecting means is connected, and the power of the internal combustion engine is transmitted from the second shift shaft to the second shift shaft. 2nd speed traveling by transmitting to the drive shaft through the 2nd gear pair,
In the second speed traveling, the first speed change gear and the fifth speed drive gear are connected by the first speed change shifter to drive or regenerate the electric motor, thereby assisting or regenerating the electric motor. Traveling,
It is characterized by that.
請求項24に記載の発明は、請求項22に記載の発明の構成に加えて、
前記第2変速用シフターにより前記第2変速軸と前記第4速用駆動ギヤとを連結し、前記第2断接手段を接続することにより、前記内燃機関の動力を前記第2変速軸から前記第4速用ギヤ対を介して前記駆動軸へ伝達して第4速走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
By connecting the second speed change shaft and the fourth speed drive gear by the second speed change shifter and connecting the second connecting / disconnecting means, the power of the internal combustion engine is transmitted from the second speed change shaft to the second speed change gear. Traveling to the drive shaft through the fourth speed gear pair and traveling in the fourth speed;
It is characterized by that.
請求項25に記載の発明は、請求項24に記載の発明の構成に加えて、
前記第4速走行において、さらに前記第1断接手段を接続して前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
In the fourth speed running, the first connecting / disconnecting means is further connected to drive or regenerate the electric motor, so that the electric motor runs while assisting or regenerating,
It is characterized by that.
請求項26に記載の発明は、請求項24に記載の発明の構成に加えて、
前記第4速走行において、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを連結して前記動力合成機構をロックし前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
In the fourth speed traveling, the first speed change gear and the third speed driving gear are connected by the first speed change shifter to lock the power combining mechanism and drive or regenerate the electric motor. Drive with assistance or regeneration with an electric motor,
It is characterized by that.
請求項27に記載の発明は、請求項24に記載の発明の構成に加えて、
前記第4速走行において、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結して前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
In the fourth speed traveling, the first speed change gear and the fifth speed drive gear are connected by the first speed change shifter to drive or regenerate the electric motor, thereby assisting or regenerating the electric motor. Traveling,
It is characterized by that.
請求項28に記載の発明は、請求項22に記載の発明の構成に加えて、
前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結し、前記第1断接手段を接続することにより、前記内燃機関の動力を前記第1変速軸から前記第5速用ギヤ対を介して前駆駆動軸へ伝達して第5速走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
By connecting the first speed change shaft and the fifth speed drive gear by the first speed change shifter and connecting the first connecting / disconnecting means, the power of the internal combustion engine is transmitted from the first speed change shaft to the first speed change gear. Traveling to the precursor drive shaft via the fifth speed gear pair and traveling in the fifth speed;
It is characterized by that.
請求項29に記載の発明は、請求項28に記載の発明の構成に加えて、
前記第5速走行において、前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
In the fifth speed running, driving or regenerating the electric motor to run while assisting or regenerating the electric motor,
It is characterized by that.
請求項30に記載の発明は、請求項28に記載の発明の構成に加えて、
前記第1断接手段と前記第2断接手段を切断し、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結して前記電動機を駆動することにより、EV走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
By cutting the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means, and connecting the first transmission shaft and the fifth speed drive gear by the first shifter for shifting, the electric motor is driven. EV driving,
It is characterized by that.
請求項31に記載の発明は、請求項22〜30のいずれか1項に記載の発明の構成に加えて、
前記変速機は、第1変速軸の周囲を覆うように相対回転自在に配置され前記第2断接手段を介して前記内燃機関に連結される入力軸(例えば、後述の実施形態の第2主軸12)と、前記第1及び第2変速軸と平行に配置された中間軸(例えば、後述の実施形態の第1中間軸15)を備え、
前記入力軸には、アイドル駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態のアイドル駆動ギヤ27a)が設けられ、
前記中間軸には、前記アイドル駆動ギヤと噛合する第1アイドル従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第1アイドル従動ギヤ27b)と、前記第1共用従動ギヤと噛合し前記中間軸と相対回転可能な後進用駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の後進用駆動ギヤ28a)と、前記中間軸と前記後進用駆動ギヤとを連結又は開放する後進用シフター(例えば、後述の実施形態の後進用シフター53)が設けられ、
前記第2変速軸には、さらに前記第1アイドル従動ギヤに噛合する第2アイドル従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第2アイドル従動ギヤ27c)が設けられ、
前記後進用駆動ギヤと前記第1共用従動ギヤにより後進用ギヤ対(例えば、後述の実施形態の後進用ギヤ対28)が構成される、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in any one of
The transmission is disposed so as to be relatively rotatable so as to cover the periphery of the first transmission shaft, and is connected to the internal combustion engine via the second connecting / disconnecting means (for example, a second main shaft of an embodiment described later). 12), and an intermediate shaft (for example, a first
The input shaft is provided with an idle drive gear (for example, an
The intermediate shaft is engaged with a first idle driven gear (for example, a first idle driven
The second transmission shaft is further provided with a second idle driven gear (for example, a second idle driven
The reverse drive gear and the first shared driven gear constitute a reverse gear pair (for example, a
It is characterized by that.
請求項32に記載の発明は、請求項31に記載の発明の構成に加えて、
前記後進用シフターにより前記中間軸と前記後進用駆動ギヤとを連結するとともに前記第2断接手段を接続し、前記内燃機関を駆動することにより、前記内燃機関の動力を前記中間軸から前記後進用ギヤ対を介して駆動軸に伝達して後進走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
By connecting the intermediate shaft and the reverse drive gear by the reverse shifter and connecting the second connecting / disconnecting means to drive the internal combustion engine, the power of the internal combustion engine is driven from the intermediate shaft to the reverse drive. Traveling to the drive shaft via the gear pair for reverse travel,
It is characterized by that.
請求項33に記載の発明は、請求項32に記載の発明の構成に加えて、
前記後進走行において、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結して前記電動機を逆転方向に駆動することにより、前記電動機でアシストしながら後進走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
In the reverse travel, the first shift shaft and the fifth speed drive gear are connected by the first shift shifter to drive the electric motor in the reverse direction, thereby driving backward while assisting with the electric motor. ,
It is characterized by that.
請求項34に記載の発明は、請求項31に記載の発明の構成に加えて、
前記変速機は、第1変速軸の周囲を覆うように相対回転自在に配置され前記第2断接手段を介して前記内燃機関に連結される入力軸(例えば、後述の実施形態の第2主軸12)と、前記第1及び第2変速軸と平行に配置された中間軸(例えば、後述の実施形態の第1中間軸15)及びリバース軸(例えば、後述の実施形態のリバース軸17)と、を備え、
前記入力軸には、アイドル駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態のアイドル駆動ギヤ27a)が設けられ、
前記中間軸には、前記アイドル駆動ギヤと噛合する第1アイドル従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第1アイドル従動ギヤ27b)が設けられ、
前記第2変速軸には、さらに前記第1アイドル従動ギヤに噛合する第2アイドル従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第2アイドル従動ギヤ27c)が設けられ、
前記第1変速軸には、さらに後進用従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の後進用従動ギヤ28b)が設けられ、
前記リバース軸には、前記第1アイドル従動ギヤと噛合する第3アイドル従動ギヤ(例えば、後述の実施形態の第3アイドル従動ギヤ27d)と、前記後進用従動ギヤと噛合し前記リバース軸と相対回転可能な後進用駆動ギヤ(例えば、後述の実施形態の後進用駆動ギヤ28a)と、前記リバース軸と前記後進用駆動ギヤとを連結又は開放する後進用シフター(例えば、後述の実施形態の後進用シフター53)が設けられ、
前記後進用駆動ギヤと前記後進用従動ギヤにより後進用ギヤ対(例えば、後述の実施形態の後進用ギヤ対28)が構成される、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
The transmission is disposed so as to be relatively rotatable so as to cover the periphery of the first transmission shaft, and is connected to the internal combustion engine via the second connecting / disconnecting means (for example, a second main shaft of an embodiment described later). 12), an intermediate shaft (for example, a first
The input shaft is provided with an idle drive gear (for example, an
The intermediate shaft is provided with a first idle driven gear (for example, a first idle driven
The second transmission shaft is further provided with a second idle driven gear (for example, a second idle driven
The first transmission shaft is further provided with a reverse driven gear (for example, a reverse driven
The reverse shaft is engaged with a third idle driven gear (for example, a third idle driven
The reverse drive gear and the reverse driven gear constitute a reverse gear pair (for example, a
It is characterized by that.
請求項35に記載の発明は、請求項34に記載の発明の構成に加えて、
前記後進用シフターにより前記リバース軸と前記後進用駆動ギヤとを連結するとともに前記第2断接手段を接続し、前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を逆転方向に駆動することにより、前記内燃機関の動力と前記電動機の動力を合成して後進走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
By connecting the reverse shaft and the reverse drive gear by the reverse shifter and connecting the second connecting / disconnecting means to drive the internal combustion engine and to drive the electric motor in the reverse direction, Traveling backwards by combining the power of the motor and the power of the motor,
It is characterized by that.
請求項36に記載の発明は、請求項9又は10に記載の発明の構成に加えて、
前記カウンタ軸には、パーキングロック機構を構成するパーキングギヤ(例えば、後述の実施形態のパーキングギヤ29)が設けられ、
前記パーキングギヤからロックトルクを前記第2要素に作用させる、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
The counter shaft is provided with a parking gear (for example, a
A locking torque is applied to the second element from the parking gear;
It is characterized by that.
請求項37に記載の発明は、請求項31に記載の発明の構成に加えて、
前記第1断接手段を接続するとともに前記第2要素をロックして、前記内燃機関を駆動することにより前記電動機で回生するとき、前記後進用シフターにより前記中間軸と前記後進用駆動ギヤとを連結するとともに前記第2断接手段をすべらせながら接続し、後進用駆動ギヤから第1共用従動ギヤに逆転方向のトルクを作用させて前記第2要素に発生する正転方向のトルクを相殺する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
When the first connecting / disconnecting means is connected and the second element is locked and the internal combustion engine is driven to regenerate the motor, the reverse shifter causes the intermediate shaft and the reverse drive gear to be connected. Connecting and slidingly connecting the second connecting / disconnecting means to apply reverse torque to the first shared driven gear from the reverse drive gear to cancel the forward torque generated in the second element. ,
It is characterized by that.
請求項38に記載の発明は、請求項7に記載の発明の構成に加えて、
前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を回生しながら第1速走行をする際、バッテリのSOCが回生リミットに達した場合、前記第2変速用シフターにより前記第2変速軸と前記第2速用駆動ギヤとを連結し、前記第1断接手段と第2断接手段をすべらせながら接続して走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
When driving the internal combustion engine and driving the first speed while regenerating the electric motor, if the SOC of the battery reaches the regeneration limit, the second shift shaft and the second speed shifter are driven by the second shift shifter. The drive gear is connected, and the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means are connected while sliding, and travels.
It is characterized by that.
請求項39に記載の発明は、請求項7に記載の発明の構成に加えて、
前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を回生しながら第1速走行中にEV走行に移行する際、バッテリのSOCが回生リミットに達した場合、前記第2変速用シフターにより前記第2変速軸と前記第2速用駆動ギヤとを連結し、前記第1断接手段と第2断接手段を接続して走行する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in
When shifting to EV travel during first speed travel while driving the internal combustion engine and regenerating the electric motor, if the SOC of the battery reaches the regenerative limit, the second shift shaft and the second speed change shaft The second speed drive gear is connected, and the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means are connected to travel.
It is characterized by that.
請求項40に記載の発明は、請求項19又は30に記載の発明の構成に加えて、
前記EV走行中に前記電動機が所定時間同じ回転数で回転し続けたとき、前記電動機の動力を揺動させるとともにブレーキを協調して作動させる、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in
When the electric motor continues to rotate at the same rotational speed for a predetermined time during the EV traveling, the power of the electric motor is swung and the brake is operated in cooperation.
It is characterized by that.
請求項41に記載の発明は、請求項1〜40に記載の発明の構成に加えて、
前記第1断接手段と前記第2断接手段の少なくとも一つは乾式クラッチである、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in claims 1 to 40, the invention described in
At least one of the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means is a dry clutch,
It is characterized by that.
請求項42に記載の発明は、請求項1〜41のいずれかに記載の発明の構成に加えて、 前記動力合成機構は、同軸上に配置されたサンギヤ(例えば、後述の実施形態のサンギヤ32)及びリングギヤ(例えば、後述の実施形態のリングギヤ35)と、前記サンギヤと前記リングギヤに噛合された複数のプラネタリギヤと、前記複数のプラネタリギヤを回転可能に支持するキャリア(例えば、後述の実施形態のキャリア36)とからなる遊星歯車機構(例えば、後述の実施形態の遊星歯車機構31)であり、
前記第1要素は前記サンギヤであり、前記第2要素は前記キャリアであり、前記第3要素は前記リングギヤである、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 41, the power synthesizing mechanism may include a sun gear (for example, a
The first element is the sun gear, the second element is the carrier, and the third element is the ring gear.
It is characterized by that.
請求項43に記載の発明は、請求項1〜42のいずれかに記載の発明の構成に加えて、 前記電動機を構成するロータ(例えば、後述の実施形態のロータ72)、ステータ(例えば、後述の実施形態のステータ71)、又は渡り巻き線部(例えば、後述の実施形態のコイル71c)の一部又は全部が前記動力合成機構と軸方向で重なって配置されている、
ことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 42, the invention described in claim 43 includes a rotor (for example, a
It is characterized by that.
上記目的を達成するために、請求項44に記載の発明は、
内燃機関(例えば、後述の実施形態のエンジン6)と、電動機(例えば、後述の実施形態のモータ7)と、前記内燃機関に連結される2つの変速軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11、第2中間軸16)を備えた変速機(例えば、後述の実施形態の変速機20)と、を備えた動力出力装置(例えば、後述の実施形態の動力出力装置1、1A)であって、
前記変速機は、同軸上に配置されたサンギヤ(例えば、後述の実施形態のサンギヤ32)及びリングギヤ(例えば、後述の実施形態のリングギヤ35)と、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛合された複数のプラネタリギヤと、前記複数のプラネタリギヤを回転可能に支持するキャリア(例えば、後述の実施形態のキャリア36)とからなる遊星歯車機構(例えば、後述の実施形態の遊星歯車機構31)とを、備え、
前記サンギヤは前記2つの変速軸のいずれか一方の変速軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11、第2中間軸16)に連結され、
前記キャリアは駆動軸に連結され、
前記リングギヤは前記電動機に連結され、
前記2つの変速軸のうち他方の変速軸(例えば、後述の実施形態の第2中間軸16、第1主軸11)は前記遊星歯車機構を介さずにトルクを前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
An internal combustion engine (for example, an
The transmission includes a sun gear (for example, a
The sun gear is connected to one of the two transmission shafts (for example, a first
The carrier is coupled to a drive shaft;
The ring gear is coupled to the electric motor;
Of the two transmission shafts, the other transmission shaft (for example, the second
It is characterized by that.
請求項1及び44の動力出力装置によれば、内燃機関の動力と電動機の動力を合成して駆動軸に伝達することができる。また、2つの変速軸を備えているので、ハイブリッド車両として設計の自由度を高くできる。
According to the power output apparatus of
請求項2の動力出力装置によれば、2つの変速軸がそれぞれ断接手段を介して内燃機関に連結されるので、それぞれの断接手段をつなぎかえることにより変速ショックを低減することができる。 According to the power output apparatus of the second aspect, since the two speed change shafts are connected to the internal combustion engine via the connecting / disconnecting means, the shifting shock can be reduced by switching the connecting / disconnecting means.
請求項3及び請求項4の動力出力装置によれば、2つの変速軸のいずれか一方に奇数段からなる変速段を設け2つの変速軸の他方に偶数段からなる変速段を設けることでツインクラッチ式変速機を構成し、いずれかの変速軸に動力合成機構の第1要素を連結することができるので、ハイブリッド車両として設計の自由度を高くできる。
According to the power output apparatus of
請求項5の動力出力装置によれば、バッテリのSOCがなくても電動機を回生して回生トルクと内燃機関のトルクを合成して第1速相当のトルクが出力されるので、バッテリのSOCがなくても車両を発進することができる。 According to the power output device of the fifth aspect, even if there is no SOC of the battery, the electric motor is regenerated and the regenerative torque and the torque of the internal combustion engine are combined to output the torque corresponding to the first speed. The vehicle can be started without it.
請求項6及び7の動力出力装置によれば、バッテリのSOCがなくても電動機を回生して回生トルクと内燃機関の駆動トルクを合成して第1速相当のトルクが出力されるので、バッテリのSOCがなくても車両を発進することができる。また、第3速用ギヤ対を第1速走行時にも利用することで第1速用ギヤ対を別途設ける必要がなく動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、第1共用従動ギヤが第3速ギヤ対と第2速用ギヤ対の両方を兼ねるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することによりさらに動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。
According to the power output apparatus of
請求項7の動力出力装置によれば、バッテリのSOCがなくても電動機を回生して回生トルクと内燃機関の駆動トルクを合成して第1速相当のトルクが出力されるので、バッテリのSOCがなくても車両を発進することができる。また、車両が所定の速度以上になれば電動機は正転方向に回転するので電動機の駆動トルクとして内燃機関の駆動トルクを合成して第1速走行することができる。 According to the power output device of the seventh aspect, even if there is no SOC of the battery, the motor is regenerated, and the regenerative torque and the driving torque of the internal combustion engine are combined to output the torque corresponding to the first speed. Even if there is no vehicle, the vehicle can be started. Further, since the electric motor rotates in the forward rotation direction when the vehicle reaches a predetermined speed or more, the driving torque of the internal combustion engine can be synthesized as the driving torque of the electric motor to run at the first speed.
請求項8の動力出力装置によれば、内燃機関のアイドリング中は、動力合成機構によりすべりを吸収することができるので、これによりクラッチにすべり機構を設ける必要がなくなりクラッチを小型化できる。 According to the power output apparatus of the eighth aspect, since slip can be absorbed by the power combining mechanism during idling of the internal combustion engine, it is not necessary to provide the slip mechanism in the clutch, and the clutch can be downsized.
請求項9の動力出力装置によれば、駆動用の電動機を用いて内燃機関を始動することができる。これにより、駆動用の電動機が内燃機関を始動するスタータとしての役割を兼ねることができる。 According to the power output apparatus of the ninth aspect, the internal combustion engine can be started using the driving electric motor. As a result, the driving electric motor can also serve as a starter for starting the internal combustion engine.
請求項10の動力出力装置によれば、車両の停車中に電動機を回生して発電することでバッテリを充電することができる。 According to the power output apparatus of the tenth aspect, the battery can be charged by regenerating the electric motor and generating power while the vehicle is stopped.
請求項11の動力出力装置によれば、要求トルクに応じて駆動軸に内燃機関のトルクと電動機のトルクとの合成トルクを伝達することができる。 According to the power output apparatus of the eleventh aspect, the combined torque of the torque of the internal combustion engine and the torque of the electric motor can be transmitted to the drive shaft in accordance with the required torque.
請求項12の動力出力装置によれば、内燃機関のトルクに合わせて電動機のトルクを調整することにより、内燃機関をエンジンストール領域から最高回転の範囲内で駆動することができ、内燃機関に過度の負荷がかかるのを防止することができる。
According to the power output device of
請求項13の動力出力装置によれば、内燃機関を適正駆動領域で駆動することにより燃費を向上することができるとともに、電動機を定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することで電動機に過度の負荷がかかるのを防止することができる。 According to the power output apparatus of the thirteenth aspect, the fuel consumption can be improved by driving the internal combustion engine in an appropriate drive range, and the motor is driven by driving the motor within a range not exceeding the rated output and the maximum rotational speed. An excessive load can be prevented.
請求項14〜16、23の動力出力装置によれば、内燃機関の動力で第2速走行することができ、また、第2速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。
According to the power output apparatus of
請求項17及び18の動力出力装置によれば、内燃機関の動力で第3速走行することができ、また、第3速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。 According to the power output apparatus of the seventeenth and eighteenth aspects, the third speed traveling can be performed by the power of the internal combustion engine, and the motor can assist or regenerate during the third speed traveling according to the traveling state.
請求項19及び30の動力出力装置によれば、電動機によるEV走行を実現できる。 According to the motive power output apparatus of the nineteenth and thirtieth aspects, EV traveling by the electric motor can be realized.
請求項20及び請求項21の動力出力装置によれば、モータ走行しながら2通りの態様で内燃機関を始動することができる。 According to the power output apparatus of the twentieth and twenty-first aspects, the internal combustion engine can be started in two ways while the motor travels.
請求項22の動力出力装置によれば、また、第2共用従動ギヤが第4速ギヤ対と第5速用ギヤ対の両方を兼ねるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することができ、動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。これにより、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車のエンジンルーム内に配置することができる。
According to the power output apparatus of
請求項24〜27の動力出力装置によれば、内燃機関の動力で第4速走行することができ、また、第4速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。
According to the power output apparatus of
請求項28及び29の動力出力装置によれば、内燃機関の動力で第5速走行することができ、また、第5速走行中に走行状況に応じて電動機でアシスト又は回生することができる。 According to the power output apparatus of the twenty-eighth and twenty-ninth aspects, the fifth speed traveling can be performed with the power of the internal combustion engine, and the motor can assist or regenerate according to the traveling state during the fifth speed traveling.
請求項31の動力出力装置によれば、第2速用ギヤ対に内燃機関の動力を伝達する中間軸に後進用駆動ギヤを設けることで、動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、第1共用従動ギヤが第3速ギヤ対と第2速用ギヤ対と後進用ギヤ対を兼ねるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することによりさらに動力出力装置の小型化、軽量化を図ることができる。
According to the power output device of
請求項32及び33の動力出力装置によれば、内燃機関の動力で後進走行することができ、また、後進走行中に走行状況に応じて電動機でアシストすることができる。 According to the power output apparatus of the thirty-second and thirty-third aspects, the vehicle can travel backward with the power of the internal combustion engine, and can be assisted by the electric motor according to the traveling state during the backward traveling.
請求項34の動力出力装置によれば、中間軸に加えてリバース軸を設けることで中間軸とリバース軸の軸方向長さを短くすることができる。
According to the power output apparatus of
請求項35の動力出力装置によれば、内燃機関と電動機の動力を合成して後進走行することができる。 According to the power output apparatus of the thirty-fifth aspect, it is possible to travel backward by combining the power of the internal combustion engine and the electric motor.
請求項36及び37の動力出力装置によれば、意図しない駆動力が作用しても車両の発進を防止することができる。 According to the power output devices of the thirty-sixth and thirty-seventh aspects, the start of the vehicle can be prevented even when an unintended driving force is applied.
請求項38の動力出力装置によれば、回生トルクを利用して第1速走行中にバッテリのSOCが回生リミットに達した場合であっても、電動機の駆動トルクを出力することができ電力を消費することができる。従って、バッテリのSOCが回生リミットに達していても車両を発進することができる。 According to the power output device of claim 38, even when the SOC of the battery reaches the regenerative limit during the first speed travel using the regenerative torque, the drive torque of the motor can be output and the electric power can be output. Can be consumed. Therefore, the vehicle can be started even if the SOC of the battery has reached the regenerative limit.
請求項39の動力出力装置によれば、第1速走行中にSOCが回生リミットに達した場合であっても、第1速走行からEV走行にスムーズに移行することができる。 According to the power output device of claim 39, even when the SOC reaches the regenerative limit during the first speed travel, it is possible to smoothly shift from the first speed travel to the EV travel.
請求項40の動力出力装置によれば、電動機の制御装置の負荷低減、電動機の過度の発熱を防止しつつ、スムーズなモータ走行を行うことができる。 According to the power output device of claim 40, smooth motor running can be performed while reducing the load on the control device of the electric motor and preventing excessive heat generation of the electric motor.
請求項41の動力出力装置によれば、動力合成機構でエンジンブレーキ等で生じる駆動力の変化によるショックを吸収することができるため、乾式クラッチを用いることができる。また、乾式クラッチを用いることで、クラッチの断接に要する時間の短縮を図ることができ、変速ショックを抑制することができる。
According to the power output device of
請求項42の動力出力装置によれば、動力合成機構を遊星歯車機構とすることで簡易な構成で内燃機関の動力と電動機の動力を合成することができる。
According to the power output apparatus of
請求項43の動力出力装置によれば、動力出力装置を小型化することができる。 According to the power output apparatus of claim 43, the power output apparatus can be reduced in size.
本発明の各実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る動力出力装置1を概略的に示している。この動力出力装置1は、車両(図示せず)の駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWを駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関(以下「エンジン」という)6と、電動機(以下「モータ」という)7と、動力を駆動軸9,9に取り付けられた駆動輪DW,DWに伝達するための変速機20、動力合成機構30、差動ギヤ機構8と、を備えている。なお、以下の説明において、動力とは、トルクに回転数を乗じたもの、即ち「動力(出力)=トルク×回転数」である。
Each embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 schematically shows a power output apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The power output apparatus 1 is for driving drive wheels DW and DW via
エンジン6は、例えばガソリンエンジンであり、このエンジン6のクランク軸6aには、第1クラッチ41(第1断接手段)と第2クラッチ(第2断接手段)が設けられている。
The
モータ7は、3相ブラシレスDCモータであり3n個の電機子71aで構成されたステータ71と、このステータ71に対向するように配置されたロータ72とを有している。各電機子71aは、鉄芯71bと、この鉄芯71bに巻き回されたコイル71cで構成されており、不図示のケーシングに固定され、回転軸を中心に周方向にほぼ等間隔で並んでいる。3n個のコイル71cは、n組のU相、V相、W相の3相コイルを構成している。
The
ロータ72は、回転軸を中心にほぼ等間隔で並んだn個の永久磁石72aを有しており、隣り合う各2つの永久磁石72aの極性は、互いに異なっている。各永久磁石72aを固定する固定部72bは、軟磁性体(例えば鉄)で構成されたリング形状を有し、後述する動力合成機構30のリングギヤ35の外周側に取り付けられている。この構成により、ロータ72は、リングギヤ35と一体に回転する。
The
動力合成機構30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構31により構成されている。具体的には、サンギヤ32(第1要素、第3要素)と、このサンギヤ32と同軸上に配置され、かつ、このサンギヤ32の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ35(第3要素、第1要素)と、サンギヤ32とリングギヤ35に噛合されたプラネタリギヤ34と、このプラネタリギヤ34を自転可能、かつ、公転可能に支持するキャリア36(第2要素)とを有している。このようにして、サンギヤ32とリングギヤ35とキャリア36が、相互に差動回転自在に構成されている。
The
遊星歯車機構31においては、サンギヤ32とリングギヤ35は互いに反対方向の反力を受けるため、エンジン6が駆動側となるときにはモータ7はエンジン6の回転方向とは反対側にモータ7を回転するように反力が作用し、モータ7が駆動側となるときにはエンジン6はモータ7の回転方向と反対側に回転するように反力が作用する。また、エンジン6とモータ7を共に駆動するときには、リングギヤ35から伝達される動力とサンギヤ32から伝達される動力とがキャリア36を介して合成される。
In the
変速機20は、少なくとも2以上の変速機構と、前述した第1クラッチ41と第2クラッチ42を介してエンジン6にそれぞれ連結される2つの変速軸を備えた、いわゆるツインクラッチ式変速機である。なお、本実施形態の動力出力装置1は第2速用変速ギヤ対22と第2速用変速ギヤ対22より減速比の小さい第3速用変速ギヤ対23の2つの変速機構を備えた2段変速機である。
The
より具体的に、変速機20は、エンジン6のクランク軸6aと同軸(回転軸線A1)上に配置された第1主軸11(第1変速軸)と、第2主軸12と、連結軸13と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線B1を中心として回転自在なカウンタ軸14と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線C1を中心として回転自在な第1中間軸15(中間軸)と、回転軸線A1と平行に配置された回転軸線D1を中心として回転自在な第2中間軸16(第2変速軸)と、を備えている。
More specifically, the
第1主軸11には、エンジン6側に第1クラッチ41が設けられ、エンジン6側とは反対側に遊星歯車機構31のサンギヤ32が取り付けられ、第1クラッチ41によりクランク軸6aからサンギヤ32への動力伝達が断接可能に構成されている。
The first
第2主軸12は、第1主軸11より短く中空に構成されており、第1主軸11のエンジン6側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケースシングに固定された軸受12aに支持されている。また、第2主軸12には、エンジン6側に第2クラッチ42が設けられ、エンジン6側とは反対側にアイドル駆動ギヤ27aが取り付けられ、第2クラッチ42によりクランク軸6aからアイドル駆動ギヤ27aへの動力伝達が断接可能に構成されている。
The second
連結軸13は、第1主軸11より短く中空に構成されており、第1主軸11のエンジン6側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケーシングに固定された軸受13aに支持されている。また、連結軸13には、エンジン6側に第3速用駆動ギヤ23aが取り付けられ、軸受13aを挟んでエンジン6側とは反対側に遊星歯車機構31のキャリア36が取り付けられている。従って、プラネタリギヤ34の公転により連結軸13に取り付けられたキャリア36と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転するように構成されている。
The connecting
さらに、第1主軸11には、第1主軸11と連結軸13に取り付けられた第3速用駆動ギヤ23aとを連結又は開放する第1変速用シフター51が設けられており、第1変速用シフター51が第3速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aが連結して一体に回転し、第1変速用シフター51がニュートラル位置にあるときには、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aが開放され相対回転する。なお、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転するとき、第1主軸11に取り付けられたサンギヤ32と第3速用駆動ギヤ23aに連結軸13で連結されたキャリア36が一体に回転するとともに、リングギヤ35も一体に回転し、遊星歯車機構31がロックして一体となる。
Further, the first
カウンタ軸14は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受14a,14bにより回転自在に支持され、カウンタ軸14には連結軸13に取り付けられた第3速用駆動ギヤ23aと噛合する第1共用従動ギヤ23bと、パーキングロック機構(不図示)を構成するパーキングギヤ29と、差動ギヤ機構8と噛合するファイナルギヤ26aとが取り付けられている。このファイナルギヤ26aは、差動ギヤ機構8に連結され、差動ギヤ機構8は、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに連結されている。従って、第1共用従動ギヤ23bに伝達された動力はファイナルギヤ26aから駆動軸9,9へと出力され、動力出力装置1においてカウンタ軸14が出力軸として構成されている。なお、第1共用従動ギヤ23bは第3速用駆動ギヤ23aと共に第3速用ギヤ対23を構成している。
The
第1中間軸15は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受15a,15bにより回転自在に支持され、第1中間軸15には第2主軸12に取り付けられたアイドル駆動ギヤ27aと噛合する第1アイドル従動ギヤ27bが取り付けられている。また、第1中間軸15には、第1中間軸15と相対回転可能な後進用駆動ギヤ28aが設けられており、後進用駆動ギヤ28aは、カウンタ軸14に取り付けられた第1共用従動ギヤ23bと噛合し、第1共用従動ギヤ23bと共に後進用ギヤ対28を構成している。さらに第1中間軸15には、第1中間軸15と後進用駆動ギヤ28aとを連結又は開放する後進用シフター53が設けられており、後進用シフター53が後進用接続位置でインギヤするときには、第1中間軸15に取り付けられた第1アイドル従動ギヤ27bと後進用駆動ギヤ28aとが一体に回転し、後進用シフター53がニュートラル位置にあるときには、第1アイドル従動ギヤ27bと後進用駆動ギヤ28aとが相対回転する。
The first
第2中間軸16は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受16a,16bにより回転自在に支持され、第2中間軸16には第1中間軸15に取り付けられた第1アイドル従動ギヤ27bと噛合する第2アイドル従動ギヤ27cが取り付けられている。なお、第2アイドル従動ギヤ27cは前述したアイドル駆動ギヤ27aと第1アイドル従動ギヤ27bとともにアイドルギヤ列27を構成している。また、第2中間軸16には、第2中間軸16と相対回転可能な第2速用駆動ギヤ22aが設けられており、第2速用駆動ギヤ22aは、カウンタ軸14に設けられた第1共用従動ギヤ23bと噛合し、第1共用従動ギヤ23bと共に第2速用ギヤ対22を構成する。さらに第2中間軸16には、第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22aとを連結又は開放する第2変速用シフター52が設けられており、第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16に取り付けられた第2アイドル従動ギヤ27cと第2速用駆動ギヤ22aとが一体に回転し、第2変速用シフター52がニュートラル位置にあるときには、第2アイドル従動ギヤ27cと第2速用駆動ギヤ22aとが相対回転する。
The second
従って、変速機20は、2つの変速軸の一方の変速軸である第1主軸11周りに奇数段の変速段である第3速用駆動ギヤ23aが設けられ、2つの変速軸の他方の変速軸である第2中間軸16に偶数段の変速段である第2速用駆動ギヤ22aが設けられ、第1主軸11に動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31のサンギヤ32が取り付けられて構成されている。
Accordingly, the
このように構成された動力出力装置1は、回転軸線A1に沿ってエンジン6とモータ7の間に変速機20が配置され、モータ7が動力合成機構30の外側を取り囲むように環状に構成されている。より具体的には、モータ7を構成するロータ72、又は、ステータ71、又は、ステータ71に巻き回されるコイル71c(渡り巻き線部)の一部又は全部が遊星歯車機構31と軸方向で重なって配置されている。
The power output apparatus 1 configured as described above is configured in a ring shape so that the
なお、第1変速用シフター51、第2変速用シフター52、後進用シフター53は、例えば、ドグクラッチなどの噛み合いクラッチを用いることが可能であり、この実施例では、接続する軸同士又は接続する軸とギヤの回転数を一致させる同期機構(シンクロナイザー機構)を有するクラッチ機構を用いている。
The
以上の構成により、エンジン6のクランク軸6aは、第1クラッチ41を接続し第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることにより、第1主軸11、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結されている。以下、上記の第1主軸11から駆動軸9,9までの一連の経路を、適宜、「第1伝達経路」という。
With the above configuration, the
また、エンジン6のクランク軸6aは、第2クラッチ42を接続し第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤすることにより、第2主軸12、アイドルギヤ列27(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第2アイドル従動ギヤ27c)、第2中間軸16、第2速用ギヤ対22(第2速用駆動ギヤ22a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結されている。以下、上記の第2主軸12から駆動軸9,9までの一連の経路を、適宜、「第2伝達経路」という。
The
また、動力合成機構30のキャリア36は、連結軸13、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結されている。以下、上記のキャリア36から駆動軸9,9までの一連の経路を、適宜、「第3伝達経路」という。
The
この動力出力装置1において、第1クラッチ41を接続することによりサンギヤ32から伝達された正転方向のエンジントルクは、遊星歯車機構31の特性により、図4(a)の点線で示すように、リングギヤ36を逆転方向に回転させる。そして、リングギヤ36に連結されたモータ7にリングギア36の回転数を減らす方向、即ち正転方向に回生トルクを印加することでモータ7で回生(発電)し、後述するバッテリ3を充電することができる。また、キャリア36が所定の回転数以上で回転する、即ち車速が所定の速度以上になると、図4(a)の実線で示すように、 モータ7は逆転方向の回転から正転方向の回転に移行する(図4参照)。そして、リングギヤ36に連結されたモータ7にリングギア36の回転数を増やす方向、即ち正転方向に駆動トルクを印加することでモータ7から駆動トルク(以下、モータトルクと呼ぶ。)を出力することができる。この際、エンジントルクと回生トルク又はモータトルクを足し合わせた合成トルクがキャリア36から第3伝達経路を介して駆動軸9,9に伝達され、この合成トルクが発進ギヤ、すなわち第1速相当のトルクとなるように、動力合成機構30と第3速用ギヤ対23のギヤ比が設定されている。即ち、本実施形態の動力出力装置1では、後述するバッテリ3の残容量(以下、SOCと呼ぶ。)がなくても車両を発進可能に構成されている。
In this power output device 1, the engine torque in the forward rotation direction transmitted from the
図1に戻って、本実施形態の動力出力装置1は、モータ7が、その動作を制御するパワーコントロールユニット(以下、PDUという。)2を介してバッテリ3に接続され、バッテリ3からの電力供給と、バッテリ3へのエネルギー回生がPDU2を介して行われるようになっている。即ち、モータ7は、バッテリ3からPDU2を介して供給された電力によって駆動され、また、減速走行時における駆動輪DW,DWの回転やエンジン6の動力により回生発電を行って、バッテリ3の充電(エネルギー回収)を行うことが可能である。さらに、PDU2は、電気制御ユニット(以下、ECUという。)5に接続されている。ECU5は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、ECU5には加速要求、制動要求、エンジン回転数、モータ回転数、モータ温度、第1,第2主軸11、12の回転数、カウンタ軸14等の回転数、車速、シフトポジション、SOCなどが入力される一方、ECU5からは、エンジン6を制御する信号、モータ7を制御する信号、バッテリ3における発電状態・充電状態・放電状態などを示す信号、第1,第2変速シフター51、52、後進用シフター53を制御する信号などが出力される。なお、バッテリ3の代わりにキャパシタ等蓄電装置を用いてもよい。蓄電装置の他に、燃料電池システム(図示せず)を備えていてもよい。この燃料電池システムは、水素と酸素を反応させて起電力を得るシステムであり、発生した電力をモータに供給するか、又は蓄電装置に充電することができる。
Returning to FIG. 1, in the power output apparatus 1 of the present embodiment, the
このように構成された動力出力装置1は、図20に示すように、トルク合成駆動、通常走行、モータ走行、モータ走行中エンジン始動等の機能を有している。なお、トルク合成駆動とは第1クラッチ41のみを接続していずれのギヤも入っていない状態(例え、第2変速用シフター52等がインギヤしていても第2クラッチ42が切断されている状態を含む)をいい、この状態においては、上述したようにエンジン6とモータ7の合成トルクが第3伝達経路を介して一速相当のトルクとして駆動軸9,9に伝達される。以下、この第1クラッチ41のみが接続されいずれのギヤも入っていない状態をLowモードと呼ぶ。このLowモードは、通常、車両の発進時や大きなトルクが必要な場合に選択される。また、以下の説明において特に規定した場合を除いて、第1及び第2クラッチ41、42は切断されており、第1、第2及び後進用シフター51〜53はニュートラル位置にあるものとする。以下、この状態を初期状態と呼ぶ。
The power output apparatus 1 configured as described above has functions such as torque synthesis drive, normal travel, motor travel, and engine start during motor travel, as shown in FIG. Torque synthesis drive means a state in which only the first clutch 41 is connected and no gear is engaged (for example, a state in which the second clutch 42 is disengaged even if the
先ず、Lowモードで車両が停車中の状態について説明する。なお、このときエンジン6は始動しているものとし、モータ7によるエンジン始動については後述する。
図3(b)は、第1クラッチを接続した状態でエンジン6をアイドリングしている状態を示している。このとき、エンジン6のトルクは第1主軸11からサンギヤ32に伝達される。しかし、エンジン6のトルクが小さいためサンギヤ32のトルクによりプラネタリギヤ34は公転せずに自転し、リングギヤ35に伝達される。リングギヤ35はサンギヤ32の回転方向に対し反対方向に回転するため、ここでは逆転方向に回転しモータ7は回生する。従って、図3(a)の速度線図に示すように、サンギヤ32とリングギヤ35は公転が停止したキャリア36を中心に、サンギヤ32が正転方向に回転し、リングギヤ35は逆転方向に回転している。これにより、エンジン6のアイドリング中は、動力合成機構30としての遊星歯車機構31ですべりを吸収することができる。
First, a state where the vehicle is stopped in the Low mode will be described. At this time, the
FIG. 3B shows a state where the
なお、図3(a)の速度線図は、モータ7の停止位置を0、右側を正転方向、左側を逆転方向とし、サンギヤ32を「S」、キャリア36を「C」、リングギヤ35を「R」でそれぞれ表している。このことは、後述する速度線図においても同様である。また、後述するトルクの伝達状況を示す図(例えば図4(b))では、ハッチング付の太い矢印はトルクの流れを表し、矢印中のハッチングはそれぞれの速度線図(例えば図4(a))のトルクを示す矢印のハッチングと対応している。また、モータ7の正転方向とは駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに前進方向のトルクを伝達する方向をいい、逆転方向とは駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに後進方向のトルクを伝達する方向をいう。
In the speed diagram of FIG. 3A, the stop position of the
次に、Lowモードの加速状態について説明する。
加速パターンとしては、(i)図4(a)に示すように、モータ7とエンジン6の回転数を共に上昇させるか、又は(ii)図5(a)に示すように、モータ7の回転数を変えないでエンジン6の回転数を上昇させるか、又は、(iii)図5(b)に示すように、エンジン6の回転数を変えないでモータ7の回転数を上昇させることにより行なわれる。なお、(i)の場合、車両の駆動力はエンジン6の動力とモータ7の動力の合成動力で決まり、(ii)の場合、車両の駆動力はエンジン6の動力で決まり、(iii)の場合、車両の駆動力はモータ7の動力で決まる。
Next, the acceleration state in the Low mode will be described.
As an acceleration pattern, (i) the rotational speeds of the
(ii)の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置の残容量が少ない場合である。例えば坂道等で蓄電装置の残容量がなくなった場合等に、図5(a)のようにエンジントルクを増大させてモータ7の回転数を維持して回生させながら、駆動軸9,9に第1速相当の駆動力を伝達することができる。従って、バッテリ3のSOCがなくなった場合においてもモータ7を回生させてバッテリ3を充電させながら発進・低速走行を行うことができる。
The case of selecting the acceleration state (ii) is, for example, a case where the remaining capacity of the power storage device is small. For example, when the remaining capacity of the power storage device runs out on a slope or the like, the
一方、(iii)の加速状態を選択する場合としては、例えばバッテリ3のSOCが多い場合等に設定される。バッテリ3のSOCが多い場合にはそれ以上充電することができないため、モータ7を用いて駆動することでバッテリ3のSOCを減らして回生エネルギーの効率的に利用することができる。
なお、モータ7に対しエンジン6の回転数が高過ぎるとオーバーレブを誘発し、エンジン6に対しモータ7の回転数が高過ぎるとエンジンストールを誘発するため、エンジン6とモータ7のバランスを制御することが必要である。
On the other hand, the case where the acceleration state (iii) is selected is set, for example, when the SOC of the
In addition, when the rotational speed of the
(i)の場合を例に、Lowモードにおける車両加速時の制御を説明すると、図4(a)示すように、エンジントルクとモータトルクを増大することで、サンギヤ32から伝達される正転方向のエンジントルクとリングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクがキャリア36で合成され、キャリア36にはエンジントルクとモータトルクを合成した正転方向のキャリアトルクが作用する。これにより、キャリア36はサンギヤ32廻りを公転し、このキャリアトルクが総駆動力となって、図4(b)示すように、第3伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達され、車両を加速することができる。
Taking the case of (i) as an example, the control at the time of vehicle acceleration in the Low mode will be described. As shown in FIG. 4 (a), the forward rotation direction transmitted from the
ここで、図4(a)及び図4(b)におけるエンジンとモータの制御フローについて図6を参照して説明する。
要求動力設定手段としてのECU5は、まず駆動軸9,9に伝達すべき要求動力を設定する(S1)。続いて、ECU5は、エンジン6の適正駆動領域でエンジン6を駆動し(S2)、モータ7の定格出力を超えるか否かを判断し(S3)、モータ7の定格出力を超える場合には、モータ7の定格出力で駆動するとともにエンジン6の回転数を制御する(S4)。一方、モータ7の定格出力を超えない場合には、モータ7の最高回転数を超えるか否かを判断する(S5)。その結果、モータ7の最高回転数を超えない場合には、エンジン6を適正駆動領域で駆動したままモータ7を駆動し(S6)、モータ7の最高回転数を超える場合には、モータ7の最高回転数で駆動するとともにエンジン6の回転数を制御する(S7)。なお、エンジン6の適正駆動領域とは、エンジン6の効率が著しく悪くならない領域をいう。
このようにエンジン6がエンジンストールしない領域から最高回転の範囲内で駆動する、好ましくはエンジン6の効率のよい適正駆動領域で駆動するとともに、要求動力と動力合成機構30で合成された合成動力を比較してモータ7の動力を制御するとともに、モータ7の定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することにより、エンジン6とモータ7に不具合が生じるのを抑制することができる。
Here, an engine and motor control flow in FIGS. 4A and 4B will be described with reference to FIG.
The
As described above, the
次に、Low走行から第2速走行にシフトアップする動力出力装置1の制御について説明する。
第1クラッチ41のみを接続した図4(b)のLowモードでの加速状態から、図7(a)に示すように、第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤし、第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22aとを連結する。以下、このLowモードにおいて第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤした状態をLow Pre2モードと呼ぶ。続いて、第1及び第2クラッチ41、42をつなぎかえる、即ち、第1クラッチ41を切断し第2クラッチ42を接続することにより、図7(b)に示すように、エンジン6の動力は第2伝達経路を介して駆動軸9,9に伝達され、第2速走行が実現される。以下、この第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤして第2クラッチ42が接続された図7(b)の状態を2ndモードと呼ぶ。
Next, control of the power output apparatus 1 that shifts up from low travel to second speed travel will be described.
From the acceleration state in the Low mode of FIG. 4B where only the first clutch 41 is connected, as shown in FIG. 7A, the
続いて、この2ndモードで走行中に2つのモード(2nd走行第1モード、2nd走行第2モード)により、モータ7によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。 2nd走行第1モードは、図8(b)に示すように、図7(b)の第2クラッチ42を接続した状態から、さらに第1クラッチ41を接続することにより実現される。これは、第1クラッチ41を接続することにより、第2速用ギヤ対22を介して走行する第2速走行において、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより回転するキャリア36の回転数に対し、第1クラッチ41を接続することでエンジン6に第1主軸11を介して連結されたサンギヤ32の回転数が必ず高くなることを利用して、強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からキャリア36の回転数がサンギヤ32の回転数より低いと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図8(a)において上方に位置し、リングギヤ35の回転数は必ずキャリア36の回転数よりも低くなる。
Next, a description will be given of a case where assist or charging by the
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図8(a)及び図8(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達されるモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、このキャリアトルクが第3速用駆動ギヤ23aから第1共用従動ギヤ23bに3rdトルクとして伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用して第1主軸11に伝達されるので、エンジントルクからサンギヤ32における反力を差し引いたセカンダリトルクが第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第2速用ギヤ対22に2ndトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸14、ここでは第1共用従動ギヤ23bにおいて3rdトルクと2ndトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
なお、この2nd走行第1モードでのアシスト走行は、第2速走行のアシスト走行として選択できるが、図4に示すLowモードで極低速走行中、即ち、モータ7が逆転方向に回転してキャリア36が正転方向に僅かに回転している状態であってバッテリ3のSOCが回生リミットに達した場合にも選択されうる。このときには、第1及び第2クラッチ41、42をすべらせながら接続する、いわゆる半クラッチ状態にして適切なトルクが駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達されるように制御がなされる。このとき図8(a)に示すように、モータ7は正転方向に回転数を増加するようにモータトルクを出力するので電力を消費することができ、Lowモードの極低速走行では低減することのできないSOCを下げることができる。
The assist travel in the 2nd travel first mode can be selected as the assist travel of the second speed travel. However, during the very low speed travel in the Low mode shown in FIG. 4, that is, the
さらに、Lowモードの極低速走行から後述するモータ走行に移行する際に、SOCが回生リミットに達した場合、回生トルクを出力することができないためモータ7を逆転方向から正転方向へ移行することができないが、Lowモードから2nd走行第1モードで第2クラッチを半クラッチ状態にしてアシスト走行に移行することにより、モータ7を逆転方向から正転方向へ移行する際の回生トルクの抜けを防止することができモータ走行にスムーズに移行することができる。
Furthermore, when the SOC reaches the regenerative limit when shifting from the low-speed travel in the low mode to the motor travel described later, the regenerative torque cannot be output, so the
この2nd走行第1モードにおいてモータ7で充電する場合、図9(a)及び図9(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。これによりサンギヤ32にはプラネタリギヤ34を介して正転方向の反力が作用して第1主軸11に伝達されるため、エンジントルクとサンギヤ32の反力を足し合わせたセカンダリトルクが第2主軸12からアイドルギヤ列27を介して第2速用ギヤ対22に2ndトルクとして伝達される。また、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、第1共用従動ギヤ23bにおいて、逆転方向のキャリアトルクが作用し、3rdトルクとしてキャリア36に伝達される。従って、カウンタ軸14、ここでは第1共用従動ギヤ23bにおいて2ndトルクから3rdトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
続いて、2nd走行第2モードにおいて、モータ7によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
2nd走行第2モードは、図10(b)に示すように、図7(b)の第2クラッチ42を接続した状態から、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることにより実現される。以下、図7(b)の2ndモードの状態から、第1変速用シフター51を第3速用接続位置にプレシフトした状態を2nd Pre3モードとも呼ぶ。この第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることで、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとが連結して一体に回転し、必然的に第1主軸11に連結されたサンギヤ32と第3速用駆動ギヤ23aに連結軸13を介して連結されたキャリア36は一体に回転する。
Next, a case where assist or charging by the
In the 2nd traveling second mode, as shown in FIG. 10B, the
サンギヤ32とキャリア36が一体に回転することに伴い、リングギヤ35も一体に回転し、遊星歯車機構31がロックすることとなる。従って、第1変速用シフター51を第3速用接続位置に移動してインギヤすることは、強制的にエンジン6とモータ7との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが1の状態を作り出すことを意味している。この場合、動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からサンギヤ32の回転数とキャリア36の回転数が等しいと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図10(a)において無限遠方に位置することとなる。
As the
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図10(a)及び図10(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られる。そして、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られた3rdトルクが第1共用従動ギヤ23bに伝達される。また、エンジントルクが第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第2速用ギヤ対22に2ndトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸14、ここでは第1共用従動ギヤ23bにおいて3rdトルクと2ndトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。なお、ここで3rdトルクはモータトルクに等しく、遊星歯車機構31をロックすることでモータトルクがそのままカウンタ軸14に伝達され、エンジントルクとモータトルクがそのまま駆動軸9,9に伝達されている。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図11(a)及び図11(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られる。そして、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ32の反力を差し引いたトルクが3rdトルクとして第3速用ギヤ対23からキャリア36に伝達される。また、エンジントルクは第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第2速用ギヤ対22に2ndトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸14、ここでは第1共用従動ギヤ23bにおいて2ndトルクから3rdトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
次に、第2速走行から第3速走行にシフトアップする制御について説明する。
図7(b)に示す2ndモードで走行中において、図12(a)に示すように、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤし、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとを連結する(2nd Pre3モード)。続いて、第1及び第2クラッチ41、42をつなぎかえる、即ち、第2クラッチ42を切断し第1クラッチ41を接続することにより、図12(b)に示すように、エンジン6のトルクは第1伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達され、第3速走行が実現される。この第3速走行中において第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤしたままの図12(b)の状態を以下、3rd Post2モードと呼ぶ。
なお、第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤしておくと、第2中間軸16、第1中間軸15、第2主軸12を連れまわすため、第2変速用シフター52をニュートラル位置に移動させることが好ましい。この3rd Post2モードから第2変速用シフター52をニュートラル位置に移動させることにより3rdモードとなる。
Next, control for shifting up from second speed travel to third speed travel will be described.
While traveling in the 2nd mode shown in FIG. 7 (b), as shown in FIG. 12 (a), the
If the
次に、第3速走行中にモータ7によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、第2変速用シフター52をニュートラル位置にした状態(3rdモード)から説明する。なお、以下に示すモードを便宜上、3rd走行第1モードと呼ぶ。
この状態においては、遊星歯車機構31を一体に回転させて、強制的にエンジン6とモータ7との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが1の状態が、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤしたことで既に作り出されている。
Next, a case where assist or charging by the
In this state, the
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図13(a)及び図13(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32からの正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が伝達され、第1主軸11に伝達される。従って、第1主軸11には、エンジントルクからサンギヤ32の反力を差し引いたトルクが伝達され、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結により、第1主軸11から第3速用ギヤ対23に3rdDogトルクとして伝達される。そして、第3速用駆動ギヤ23aにおいて3rdDogトルクとキャリアトルクが足し合わされ、足し合わされたトルクが総駆動力として第1共用従動ギヤ23b、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図14(a)及び図14(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第1主軸11に伝達される。従って、第1主軸11には、エンジントルクとサンギヤ32の反力が足し合わされたトルクが伝達され、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結により、第1主軸11から第3速用駆動ギヤ23aに3rdDogトルクとして伝達される。また、第3速用駆動ギヤ23aにおいて、3rdDogトルクから逆転方向のキャリアトルクが抜き取られる。従って、3rdDogトルクからキャリアトルクを差し引いたトルクが総駆動力として第1共用従動ギヤ23b、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
次に動力出力装置1におけるモータ走行(EV走行)について説明する。
なお、以下に示すモードを便宜上、モータ走行第1モードと呼ぶ。
モータ走行第1モードは、図15(b)に示すように、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤするとともに第1及び第2クラッチ41、42を切断ことにより実現される。第1及び第2クラッチ41、42を切断することによりエンジン6との動力伝達は遮断される。また、第1変速用シフター51を第3速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように遊星歯車機構31がロックし、強制的にエンジン6とモータ7との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが1の状態が作り出される。
Next, motor travel (EV travel) in the power output apparatus 1 will be described.
In addition, the mode shown below is called motor driving 1st mode for convenience.
As shown in FIG. 15B, the first motor traveling mode is realized by in-gearing the
この状態で、モータ7に正転方向のモータトルクを作用させることにより、モータ7の動力が遊星歯車機構31から第3速用ギヤ対23を介して駆動軸9,9に伝達される。より具体的には、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32からの正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られる。そして、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られたトルクが総駆動力として、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7のトルクのみで車両を走行することができる。
In this state, by applying a motor torque in the forward direction to the
このモータ走行中にモータ7を同じ回転数で回し続ける状態が続くとモータ7の動作を制御するPDU2の負荷が大きくなり、また、モータ7が発熱して適切な駆動力を出力できない事態が想定される。従って、例えば一定の上り坂を走行する場合などモータ7を同じ回転数で回し続ける状態が所定時間継続した場合には、モータトルクを揺動させるように、即ちバランス停止させないように制御を行なうことが好ましい。このとき、不図示のブレーキシステムを協調させて、必要以上のモータトルクに対してブレーキによる制動力で乗員の違和感を抑制する。これにより、PDU2の負荷低減、モータ7の過度の発熱を防止しつつ、スムーズなモータ走行を行うことができる。
If the
次に、動力出力装置1におけるモータ走行中のエンジン始動について説明する。
車両がモータ走行中に、エンジン6を始動する場合として2つのモード(以下、モータ走行第1始動モード、モータ走行第2始動モードと呼ぶ。)により、エンジン6の始動を行なう場合について説明する。
モータ走行第1始動モードは、図16(b)に示すように、図15(b)に示すモータ走行中に第1クラッチ41を接続することにより実現される。第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結により正転方向のキャリアトルクからサンギヤ32の逆転方向の反力が抜き取られるとともに、第1クラッチ41の接続により逆転方向の始動トルクが抜き取られる。従って、キャリアトルクからサンギヤ32の反力と始動トルクとを足し合わせた3rdDogトルクを差し引いたトルクが第1共用従動ギヤ23bに伝達され、総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。また、第1主軸11に伝達された始動トルクにより、第1主軸11がエンジン6のクランク軸6aを連れまわしてクランキングし、エンジン6を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン6を始動させることができる。エンジン6の始動後は、第1変速用シフター51をニュートラル位置に戻すことにより、Lowモードとなる。
Next, engine starting during motor running in the power output apparatus 1 will be described.
A case where the
As shown in FIG. 16B, the motor running first start mode is realized by connecting the first clutch 41 during the motor running shown in FIG. 15B. By connecting the first
モータ走行第2始動モードは、図17(b)に示すように、図15(b)に示すモータ走行中に第2変速用シフター52を第2速用接続位置でインギヤするとともに第2クラッチ42を接続することにより実現される。第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結により正転方向のキャリアトルクからサンギヤ32の逆転方向の反力が抜き取られたトルクが3rdトルクとして第1共用従動ギヤ23bに伝達される。また、第1共用従動ギヤ23bと第2速用駆動ギヤ22aとの噛み合いにより、第2速用駆動ギヤ22aには、逆転方向の始動トルクが作用する。従って、キャリアトルクからサンギヤ32の反力を差し引いた3rdトルクから始動トルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。また、第1共用従動ギヤ23bから第2速用ギヤ対22、アイドルギヤ列27、第2主軸12に伝達された始動トルクにより、第2主軸12がエンジン6のクランク軸6aを連れまわしてクランキングし、エンジン6を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン6を始動させることができる。エンジン6の始動後は、第2変速用シフター52をニュートラル位置に戻すとともに第1及び第2クラッチ41、42をつなぎかえる、即ち、第2クラッチ42を切断し第1クラッチ41を接続することにより、Lowモードとなる。
In the motor running second start mode, as shown in FIG. 17 (b), the
次に、車両の停車中、いわゆるパーキング中のエンジン始動について説明する。
シフトポジションがパーキングにあるとき、パーキングロック機構が作動しパーキングギヤ29からキャリア36にはロックトルクが作用し、キャリア36の回転が停止している。このパーキング中にエンジン6を始動する場合には、まず第1クラッチ41を接続してエンジン6とモータ7を第1主軸11と動力合成機構30を介して連結するとともに、図18(a)に示すように、モータ7に逆転方向のモータトルクを作用させて逆転方向に回転させることにより、動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からサンギヤ32の回転数とキャリア36の回転数はキャリア36を中心に対角線上に位置することとなり、サンギヤ32はプラネタリギヤ34からの正転方向の反力を受けて正転方向に回転する。このサンギヤ32に作用する反力が図18(b)に示すように、サンギヤ32から、第1主軸11に伝達される。このサンギヤ32の反力によって、第1主軸11がエンジン6のクランク軸6aを連れまわしてクランキングし、エンジン6を点火することができる。また、シフトポジションがパーキング以外にあるとき、例えばニュートラルにあるときであっても、パーキングギヤ29でキャリア36にロックトルクを作用させることで、エンジン始動中に意図しない駆動力が発生しても車両の発進を防止することができる。パーキングギヤ29でロックする他、不図示の車両走行安定装置(以下、VSAと呼ぶ。)などでキャリア36にロックトルクを作用させてもよい。
Next, engine starting while the vehicle is stopped, so-called parking will be described.
When the shift position is in the parking position, the parking lock mechanism is operated, the lock torque is applied from the
次に、車両の停車中、いわゆるパーキング中の充電について説明する。
パーキング中にエンジン始動する図18(b)の状態から、エンジン6を始動した後、パーキングギヤ29からキャリア36にロックトルクを作用させたままエンジン6のトルクを増大することにより、図19(b)に示すように、エンジントルクがサンギヤ32からリングギヤ35を介してモータ7に伝達される。このとき、モータ7を回生させてバッテリ3を充電することができる。
Next, charging while the vehicle is stopped, so-called parking, will be described.
After starting the
また、シフトポジションがパーキング以外にあるとき、例えばニュートラルやリバースにあるときであっても、パーキングギヤ29を用いてキャリア36にロックトルクを作用させる代わりに、後進用シフター53を後進用接続位置でインギヤするとともに第2クラッチ42をすべらせながら接続する、いわゆる半クラッチ状態にすることで、後進用駆動ギヤ28aから第1共用従動ギヤ23bに逆転方向のトルクを作用させてキャリア36に発生する正転方向のトルクを相殺してもよい。このようにパーキングギヤ29や後進用駆動ギヤ28aでキャリア36にロックトルクを作用させることで、アイドル充電中に意図しない駆動力が発生しても車両の発進を防止することができる。
Further, even when the shift position is other than parking, for example, when the vehicle is in neutral or reverse, instead of using the
次に、動力出力装置1における後進走行について説明する。
車両の後進には、エンジン6のトルクのみを用いる場合として、後進用シフター53を後進用接続位置でインギヤして第2クラッチ42を接続することにより実現される。これにより、エンジン6のトルクが、第2主軸12、アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、後進用ギヤ対28(後進用駆動ギヤ28a、第1共用従動ギヤ23b)、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達され、後進走行することができる。
Next, reverse travel in the power output apparatus 1 will be described.
As the case where only the torque of the
また、モータ走行により後進する場合として、第1及び第2クラッチ41、42を切断した状態で、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤしてモータ7を逆転方向に駆動することにより実現される。これにより、逆転方向のモータトルクが、そのまま第1共用従動ギヤ23b、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達され、後進走行することができる。
In the case where the vehicle travels backward by running the motor, with the first and
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る動力出力装置1Aについて、図21〜図37を参照して説明する。なお、第2実施形態の動力出力装置1Aは、変速機20Aが第3速用変速ギヤ対23より減速比の小さい第4速用ギヤ対24と、第4速用ギヤ対24より減速比の小さい第5速用ギヤ対25を備えている点を除き、第1実施形態の動力出力装置1と同様の構成を有する。このため、第1実施形態の動力出力装置1と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
<Second Embodiment>
Next, a
図21は、本発明の第2実施形態に係る動力出力装置1Aを概略的に示している。
第2実施形態の動力出力装置1Aにおける変速機20Aにおいて、第2中間軸16には第2速用駆動ギヤ22aと第2アイドル従動ギヤ27cとの間に、第2中間軸16と相対回転可能な第4速用駆動ギヤ24aが設けられている。また、第2中間軸16に設けられた第2中間軸16と第2速用駆動ギヤ22aとを連結又は開放する第2変速用シフター52は、さらに第2中間軸16と第4速用駆動ギヤ24aとを連結又は開放するように構成され、第2速用接続位置、ニュートラル位置、第4速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第2変速用シフター52が第2速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16に取り付けられた第2アイドル従動ギヤ27cと第2速用駆動ギヤ22aとが一体に回転し、第2変速用シフター52が第4速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16に取り付けられた第2アイドル従動ギヤ27cと第4速用駆動ギヤ24aとが一体に回転し、第2変速用シフター52がニュートラル位置にあるときには、第2アイドル従動ギヤ27cは第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aに対し相対回転する。
FIG. 21 schematically shows a
In the
また、第1主軸11には、連結軸13に取り付けられた第3速用駆動ギヤ23aと第2主軸12に取り付けられたアイドル駆動ギヤ27aとの間に、第1主軸11と相対回転可能な第5速用駆動ギヤ25aが設けられている。また、第1主軸11に設けられた第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとを連結又は開放する第1変速用シフター51は、さらに第1主軸11と第5速用駆動ギヤ25aとを連結又は開放するように構成され、第3速用接続位置、ニュートラル位置、第5速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第1変速用シフター51が第3速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転し、第1変速用シフター51が第5速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第5速用駆動ギヤ25aが一体に回転し、第1変速用シフター51がニュートラル位置にあるときには、第1主軸11は第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aに対し相対回転する。
Further, the first
また、カウンタ軸14には、第1共用従動ギヤ23bとファイナルギヤ26aとの間に第2共用従動ギヤ24bが取り付けられ、第2共用従動ギヤ24bは、第2中間軸16に設けられた第4速用駆動ギヤ24aと第1主軸11に設けられた第5速用駆動ギヤ25aと噛合するように構成される。第2共用従動ギヤ24bは、第4速用駆動ギヤ24aと共に第4速用ギヤ対24を構成するとともに、第5速用駆動ギヤ25aと共に第5速用ギヤ対25を構成する。
The
従って、変速機20Aは、2つの変速軸の一方の変速軸である第1主軸11周りに奇数段の変速段である第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aが設けられ、2つの変速軸の他方の変速軸である第2中間軸16に偶数段の変速段である第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aが設けられ、第1主軸11に動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31のサンギヤ32が取り付けられて構成されている。
Accordingly, in the
以上の構成により、エンジン6のクランク軸6aは、第2クラッチ42を接続し第2変速用シフター52を第4速用接続位置でインギヤすることにより、第2主軸12、アイドルギヤ列27(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第2アイドル従動ギヤ27c)、第2中間軸16、第4速用ギヤ対24(第4速用駆動ギヤ24a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結されている。以下、上記の第2主軸12から駆動軸9,9までの一連の構成要素を、適宜、「第4伝達経路」という。
With the above configuration, the
また、エンジン6のクランク軸6aは、第1クラッチ41を接続し第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤすることにより、第1主軸11、第5速用ギヤ対25(第5速用駆動ギヤ25a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結されている。以下、上記の第1主軸11から駆動軸9,9までの一連の構成要素を、適宜、「第5伝達経路」という。このように本実施形態の動力出力装置1Aは、第1実施形態の動力出力装置1の第1〜第3伝達経路に加えて、第4伝達経路と第5伝達経路とを有する。
Further, the
次に、このように構成された動力出力装置1Aの制御について説明する。
この動力出力装置1Aにおいてトルク合成駆動(Lowモード、Low Pre2モード)について第1実施形態の動力出力装置1と同様の制御によりなされるため説明を省略する。なお、通常走行、モータ走行、モータ走行エンジン始動、後進走行も第1実施形態の動力出力装置1と同様の制御によりなされるため、ここでは第4速用ギヤ対24と第5速用ギヤ対25を備えることにより可能となる走行モードについてのみ説明する。この動力出力装置1Aにおいては、第2速走行におけるモータ7によるアシスト、充電パターンとして、2nd走行第1モード、2nd走行第2モードに加えて別の2nd走行第3モードを備える。
Next, control of the
In this
2nd走行第3モードは、図23(b)に示すように、第2クラッチ42を接続した2ndモードから、さらに第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。これは第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで、カウンタ軸14に第3速用ギヤ対23を介して接続されたキャリア36の回転数に対し、カウンタ軸14に第5速用ギヤ対25を介して接続されたサンギヤ32の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からキャリア36の回転数がサンギヤ32の回転数より高いと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図23(a)において下方に位置し、リングギヤ35の回転数は必ずキャリア36の回転数よりも高くなる。
In the 2nd traveling third mode, as shown in FIG. 23 (b), by moving the
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図23(a)及び図23(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、3rdトルクとして第3速用ギヤ対23に伝達される。また、エンジントルクは第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第2速用ギヤ対22に2ndトルクとして伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第2共用従動ギヤ24bの噛み合いにより、第2共用従動ギヤ24bに5thトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸14において3rdトルクと2ndトルクを足し合わせたトルクから5thトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図24(a)及び図24(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第2共用従動ギヤ24bの噛み合いにより第2共用従動ギヤ24bに5thトルクとして伝達される。また、エンジントルクは第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第2速用ギヤ対22に2ndトルクとして伝達される。また、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、第1共用従動ギヤ23bにおいて、逆転方向のキャリアトルクが3rdトルクとしてキャリア36に伝達される。従って、カウンタ軸14において、2ndトルクと5thトルクを足し合わせて3rdトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
次に、第3速走行から第4速走行にシフトアップする制御について説明する。
第1クラッチ41が接続され第1変速用シフター51が第3速用接続位置でインギヤした3rdモードでの走行中において、図25(a)に示すように、第2変速用シフター52を第4速用接続位置でインギヤして、第2中間軸16と第4速用駆動ギヤ24aとを連結する。以下、3rd モードの状態から、第2変速用シフター52を第4速用接続位置にプレシフトした状態を3rd Pre4モードと呼ぶ。続いて、第1及び第2クラッチ41、42をつなぎかえる、即ち、第1クラッチ41を切断し第2クラッチ42を接続することにより、図25(b)に示すように、エンジン6のトルクは第4伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達され、第4速走行が実現される。以下、この第4速走行において第1変速用シフター51が第3速用接続位置でインギヤしたままの図25(b)の状態を4th Post3モードと呼ぶ。
なお、この4th Post3モードから第1変速用シフター51をニュートラル位置に移動させることにより4thモードとなる。
Next, control for shifting up from the third speed travel to the fourth speed travel will be described.
During travel in the 3rd mode in which the first clutch 41 is connected and the
Note that the 4th mode is achieved by moving the
次に、第4速走行中にモータ7によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、4th Post3モードから第1変速用シフター51をニュートラル位置にした状態(4thモード)から説明する。
この4thモードで走行中に3つのモード(4th走行第1モード、4th走行第2モード、4th走行第3モード)により、モータ7によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
Next, a case where assist or charging by the
A case will be described in which assist or charging by the
4th走行第1モードは、図26(b)に示すように、第2クラッチ42を接続した4thモードから、さらに第1クラッチ41を接続することにより実現される。これは、第1クラッチ41を接続することにより、第4速用ギヤ対24を介して走行する第4速走行において、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより回転するキャリア36の回転数に対し、第1クラッチ41を接続することでエンジン6に第1主軸11を介して連結されたサンギヤ32の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出すことを意味している。動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からキャリア36の回転数がサンギヤ32の回転数より高いと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図26(a)において下方に位置し、リングギヤ35の回転数は必ずキャリア36の回転数よりも高くなる。
As shown in FIG. 26B, the 4th travel first mode is realized by further connecting the first clutch 41 from the 4th mode in which the second clutch 42 is connected. This is because, by connecting the first clutch 41, in the fourth speed traveling that travels via the fourth
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図26(a)及び図26(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いによりキャリアトルクが第3速用駆動ギヤ23aから第1共用従動ギヤ23bに3rdトルクとして伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が第1主軸11に作用するので、エンジントルクからサンギヤ32における反力を差し引いたセカンダリトルクが第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第4速用ギヤ対24に4thトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸14において4thトルクと3rdトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図27(a)及び図27(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。これによりサンギヤ32にはプラネタリギヤ34を介して正転方向の反力が作用して第1主軸11に伝達されるため、エンジントルクとサンギヤ32の反力を足し合わせたセカンダリトルクが第2主軸12からアイドルギヤ列27を介して第4速用ギヤ対24に伝達される。また、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、第1共用従動ギヤ23bには逆転方向のキャリアトルクが作用し3rdトルクとしてキャリア36へ伝達される。従って、カウンタ軸14においてセカンダリトルクから3rdトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
続いて、4th走行第2モードにおいて、モータ7によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
4th走行第2モードは、図28(b)に示すように、第2クラッチ42を接続した4thモードから、第1変速用シフター51を第3速用接続位置でインギヤすることにより実現される(4th Post3モード)。第1変速用シフター51を第3速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように遊星歯車機構31がロックすることとなる。この場合、動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31の特性からサンギヤ32の回転数とキャリア36の回転数が等しいと遊星歯車機構31の仮想支点Pは図28(a)において無限遠方に位置することとなる。
Next, the case where assist or charging by the
As shown in FIG. 28B, the 4th travel second mode is realized by in-gearing the
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図28(a)及び図28(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られる。そして、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られた3rdトルクが第1共用従動ギヤ23bに伝達される。また、エンジントルクが第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第4速用ギヤ対24に4thトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸14において3rdトルクと4thトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図29(a)及び図29(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第1変速用シフター51による第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結によりキャリアトルクからサンギヤ32の反力が抜き取られる。そして、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いによりキャリアトルクからサンギヤ32の反力を差し引いたトルクが3rdトルクとして第3速用駆動ギヤ23aに作用する。また、エンジントルクは第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第4速用ギヤ対24に4thトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸14において4thトルクから3rdトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
続いて、4th走行第3モードにおいて、モータ7によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
4th走行第3モードは、図30(b)に示すように、第2クラッチ42を接続した4thモードから、さらに第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤすることにより実現される。以下、4th モードの状態から、第1変速用シフター51を第5速用接続位置にプレシフトした状態を4th Pre5モードとも呼ぶ。これは第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したようにキャリア36の回転数に対し、サンギヤ32の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出している。
Next, the case where assist or charging by the
As shown in FIG. 30 (b), the 4th travel third mode is realized by in-gearing the
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図30(a)及び図30(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いにより3rdトルクとして第3速用ギヤ対23に伝達される。また、エンジントルクは第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第4速用ギヤ対24に4thトルクとして伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第2共用従動ギヤ24bの噛み合いにより、5thトルクとして第2共用従動ギヤ24bに伝達される。従って、カウンタ軸14において3rdトルクと4thトルクを足し合わせてたトルクから5thトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図31(a)及び図31(b)に示すように、今度はモータ7を回生することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第2共用従動ギヤ24bの噛み合いにより第2共用従動ギヤ24bに5thトルクとして伝達される。また、エンジントルクは第2主軸12から、アイドルギヤ列27を介して第4速用ギヤ対24に4thトルクとして伝達される。また、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、第1共用従動ギヤ23bにおいて、逆転方向のキャリアトルクが3rdトルクとしてキャリア36に伝達される。従って、カウンタ軸14において、4thトルクと5thを足し合わせたトルクから3rdを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
次に、第4速走行から第5速走行にシフトアップする制御について説明する。
第2クラッチ42が接続され第2変速用シフター52が第4速用接続位置でインギヤした4thモードで走行中において、図32(a)に示すように、第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤして、第1主軸11と第5速用駆動ギヤ25aとを連結する(4th Pre5モード)。続いて、第1及び第2クラッチ41、42をつなぎかえる、即ち、第2クラッチ42を切断し第1クラッチ41を接続することにより、図32(b)に示すように、エンジントルクは第5伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達され、第5速走行が実現される。この第5速走行中において第2変速用シフター52が第4速用接続位置でインギヤしたままの図32(b)の状態を以下、5th Post4モードと呼ぶ。
なお、第2変速用シフター52を第4速用接続位置でインギヤしておくと、第2中間軸16、第1中間軸15、第2主軸12を連れまわすため、第2変速用シフター52をニュートラル位置に移動させることが好ましい。この5th Post4モードから第2変速用シフター52をニュートラル位置に移動させることにより5thモードとなる。
Next, control for shifting up from fourth speed traveling to fifth speed traveling will be described.
While traveling in the 4th mode in which the second clutch 42 is connected and the
If the
次に、第5速走行中にモータ7によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、第1変速用シフター51をニュートラル位置にした状態(5thモード)から説明する。なお、以下に示すモードを便宜上、5th走行第1モードと呼ぶ。
この状態においては、第5速用ギヤ対25を介して走行する第5速走行において、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより回転するキャリア36の回転数に対し、第5速用ギヤ対25を介して連結されたサンギヤ32の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出す状態が、第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで既に作り出されている。
Next, the case where assist or charging by the
In this state, in the fifth speed traveling that travels via the fifth
このモードにおいてモータ7でアシストする場合、図33(a)及び図33(b)に示すように、モータ7から正転方向のモータトルクを作用させることにより、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、3rdトルクとして第1共用従動ギヤ23bに伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、エンジントルクからサンギヤ32の反力を差し引いたトルクが第1主軸11から第5速用ギヤ対25に5thトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸14において3rdトルクと5thトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7でエンジン走行をアシストすることができる。
When assisting with the
このモードにおいてモータ7で充電する場合、図34(a)及び図34(b)に示すように、今度はモータ7を回生して負荷として利用することにより、リングギヤ35には回転方向と反対方向、すなわち逆転方向のモータトルクが作用する。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、エンジントルクとサンギヤ32の反力を足し合わせたトルクが第5速用ギヤ対25に5thトルクとして伝達される。また、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bの噛み合いにより、第1共用従動ギヤ23bには、逆転方向のキャリアトルクが3rdトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸14において、5thトルクから3rdトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、車両を駆動しながらモータ7で充電することができる。
When charging with the
また、この動力出力装置1Aにおいては、モータ走行として、モータ走行第1モードに加えて別のモータ走行第2モードを備える。
モータ走行第2モードは、図35(b)に示すように、第1及び第2クラッチ41、42を切断し、第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。第1変速用シフター51を第5速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したようにキャリア36の回転数に対し、サンギヤ32の回転数が必ず高くなることを利用して強制的にエンジン6とモータ7にあるレシオを作り出している。
In addition, the
In the motor traveling second mode, as shown in FIG. 35 (b), the first and
この状態で、モータ7に正転方向のモータトルクを作用させることにより、図35(b)に示すように、リングギヤ35から伝達される正転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される正転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、第3速用駆動ギヤ23aと第1共用従動ギヤ23bとの噛み合いにより、3rdトルクとして第3速用ギヤ対23に伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは逆転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第2共用従動ギヤ24bの噛み合いにより、第2共用従動ギヤ24bには5thトルクが作用する。従って、カウンタ軸14において3rdトルクから5thトルクを差し引いたトルクが総駆動力として、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達される。その結果、モータ7のトルクのみで車両を走行することができる。
また、このモータ走行第2モードにおいても、図16及び図17で説明したように、第1クラッチ41又は第2クラッチ42のいずれか一方を接続することで、エンジン6を始動することができる。
In this state, by applying a motor torque in the forward direction to the
Also in this second motor travel mode, as described with reference to FIGS. 16 and 17, the
また、この動力出力装置1Aにおいては、後進走行においてモータ7によるアシスト、充電を行うことができる。なお、以下に示すモードを便宜上、後進走行第1モードと呼ぶ。
後進走行第1モードは、図36(a)及び図36(b)に示すように、後進用シフター53を後進用接続位置でインギヤして第2クラッチ42を接続するとともに第1変速用シフター51を第5速用接続位置でインギヤし、モータ7に逆転方向のトルクを作用させることにより実現される。これにより、エンジントルクは、第2主軸12、アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、後進用駆動ギヤ28a、第1共用従動ギヤ23bに伝達される。一方、リングギヤ35から伝達される逆転方向のモータトルクとサンギヤ32から伝達される逆転方向のトルクの合成トルクがキャリアトルクとしてキャリア36に伝達され、3rdトルクとして第3速用ギヤ対23に伝達される。また、サンギヤ32にはプラネタリギヤ34との噛み合いによりモータトルクとは反対方向、ここでは正転方向の反力が作用し、第5速用駆動ギヤ25aと第2共用従動ギヤ24bの噛み合いにより、第2共用従動ギヤ24bに5thトルクに伝達される。従って、カウンタ軸14においてエンジントルクと3rdトルクを足し合わせたトルクから5thトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに伝達され、モータ7でアシストしながら車両を後進させることができる。
Further, in the
In the reverse travel first mode, as shown in FIGS. 36 (a) and 36 (b), the
このように構成された本実施形態1、2の動力出力装置1、1Aによれば、サンギヤ32が2つの変速軸の一方である第1主軸11に連結され、キャリア36は駆動軸9,9に連結され、リングギヤ35がモータ7に連結されるので、キャリア36はサンギヤ32から伝達されるトルクとリングギヤ35から伝達されるトルクを合成して駆動軸9,9に伝達することができる。従って、エンジン6のトルクとモータ7のトルクを合成して駆動軸9,9に伝達することができ、より大きな駆動力を駆動軸9,9に伝達することができる。
According to the
また、動力出力装置1、1Aによれば、第1主軸11と第2中間軸16の2つの変速軸を備えているので、ハイブリッド車両として設計の自由度を高くできる。また、第1主軸11は第1クラッチ41を介してエンジン6に連結され、第2中間軸16は第2クラッチを介してエンジン6に連結されているので、上述したモータ走行第1モード及びモータ走行第2モードで説明したように、第1クラッチ41と第2クラッチ42を切断することによりエンジン6を連れまわさずにモータ走行を行なうことができる。これにより、モータ走行時の負荷を軽減して燃費の向上を図ることができる。
さらに、シフトチェンジ時に第1変速用シフター51又は第2変速用シフター52をシフトチェンジする目的のギヤに予めインギヤ(プレシフト)した後、第1クラッチ41と第2クラッチ42を繋ぎかえることにより、クラッチを断接する時間の短縮を図ることができ、これにより変速ショックを抑制することができる。
Further, according to the
Furthermore, after shifting the
また、動力出力装置1、1Aによれば、エンジン6のアイドリング中は、モータ7を回生させて遊星歯車機構31によりすべりを吸収することができるので、これによりクラッチにすべり機構を設ける必要がなくなりクラッチを小型化できる。また、遊星歯車機構31でエンジンブレーキ等に起因する駆動力の変化によるショックを吸収することができるため、小型の乾式クラッチを用いることができる。さらに、乾式クラッチを用いることで、さらなるクラッチの断接時間を短縮することができる。これにより、従来クラッチですべりを吸収していたことから生じていた熱エネルギーは、上述した停止中充電で説明したように、モータ7で発電してバッテリ3を充電することで電力として再利用することができ、省エネルギー化を図ることができる。
Further, according to the
また、動力出力装置1、1Aによれば、トルク合成駆動においてエンジン6のトルクに合わせてモータ7のトルクを調整することにより、エンジン6をエンジンストール領域から最高回転の範囲内で駆動することができ、エンジン6に過度の負荷がかかるのを防止することができる。特に、エンジン6を適正駆動領域で駆動することにより燃費を向上することができるとともに、モータ7の定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することでモータ7に過度の負荷がかかるのを防止することができる。
Further, according to the
また、動力出力装置1、1Aによれば、モータ7を用いて複数のモードでエンジン走行をアシスト又は充電することができるので、状況に応じて、例えば蓄電装置の残容量、モータ7のトルク、回転数等に応じて、適宜モードを選択することで効率の良い運転が可能となる。
Moreover, according to the
また、動力出力装置1、1Aによれば、上述したモータ走行第1始動モード、モータ走行第2始動モード、停止中エンジン始動の3通りの態様でエンジン6を始動することができる。これによりモータ7をスタータモータとしても使用することができ、スタータモータを設ける必要がなく、動力出力装置1、1Aの小型化、軽量化に加えて低コスト化を図ることができる。
Further, according to the
また、動力出力装置1、1Aによれば、第1変速用シフター51により第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとを連結して第3速走行する場合と、第1変速用シフター51を切断して第1主軸11と第3速用駆動ギヤ23aとの連結を解除してトルク合成駆動する場合に、共通して第3速用ギヤ対23を介して駆動軸へ動力を伝達することができるので、ギヤ数を減らして動力出力装置1、1Aの小型化、軽量化を図ることができる。また、トルク合成駆動において、エンジン6を駆動してモータ7を回生した状態において、キャリア36から第3伝達経路を介して駆動軸9,9へ伝達される動力が第一速相当の駆動力となるように変速機20が構成されているので、蓄電装置の残容量がなくなった状態でも電動機で充電しながら発進、低速走行することができる。さらに、第1速用ギヤ対を設ける必要がなく小型化、軽量化を図ることができる。
Further, according to the power output apparatus 1, 1 </ b> A, the first
また、動力出力装置1、1Aによれば、第1共用従動ギヤ23bが第3速用ギヤ対23と第2速用ギヤ対22を兼ねるので、動力出力装置1、1Aの小型化、軽量化を図ることができる。
Further, according to the
さらに、動力出力装置1Aによれば、第2共用従動ギヤ24bが第4速用ギヤ対24と第5速用ギヤ対25を兼ねるので、動力出力装置1Aの小型化、軽量化を図ることができる。また、第1主軸11に第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aを設け、第2中間軸16に第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aを設け、カウンタ軸14には第3速用駆動ギヤ23aと第2速用駆動ギヤ22aと噛合する第1共用従動ギヤ23bと第5速用駆動ギヤ25aと第4速用駆動ギヤ24aと噛合する第4速用駆動ギヤ24bを設けるので、変速ギヤ対のレイアウトを圧縮することができ、動力出力装置1Aの軽量化,小型化することができる。従って、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車のエンジンルーム内に配置することもできる。
Furthermore, according to the
また、動力出力装置1、1Aによれば、第2速用ギヤ対22にエンジン6の動力を伝達するための第1中間軸15に後進用駆動ギヤ28aを設けることで、動力出力装置1、1Aの小型化、軽量化を図ることができる。
Further, according to the power output device 1, 1 </ b> A, the
また、動力出力装置1、1Aによれば、Low走行時に使用する第3速用ギヤ対23や第5速走行時に使用する第5速用ギヤ対25におけるモータ7から駆動軸9,9のギヤの噛み数が少ないため、モータ7によるアシストが特に必要なギヤにおいて伝達効率を上げることができる。
Further, according to the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る動力出力装置について、図38を参照して説明する。なお、第3実施形態の動力出力装置1Bは、変速機の構成が異なる以外は第2実施形態の動力出力装置1Aと同様の構成を有する。このため、第2実施形態の動力出力装置1Aと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
<Third Embodiment>
Next, a power output apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The power output device 1B of the third embodiment has the same configuration as that of the
本実施形態の変速機20Bは、2つの変速軸の一方の変速軸である第1主軸11(第1変速軸)周りに偶数段の変速段である第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aが設けられ、2つの変速軸の他方の変速軸である第2中間軸16(第2変速軸)に奇数段の変速段である第1速用駆動ギヤ21aと第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aが設けられ、第1主軸11に動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31のサンギヤ32が取り付けられて構成されている。
The
より具体的に、第1主軸11には、連結軸13に取り付けられた第2速用駆動ギヤ22aと第2主軸12に取り付けられたアイドル駆動ギヤ27aとの間に、第1主軸11と相対回転可能な第4速用駆動ギヤ24aと、第1主軸11と連結軸13に取り付けられた第2速用駆動ギヤ22aとを連結又は開放するとともに第1主軸11と第4速用駆動ギヤ24aとを連結又は開放する第1変速用シフター51が設けられている。そして第1変速用シフター51が、第2速用接続位置、ニュートラル位置、第4速用接続位置を移動可能に構成されている。第1変速用シフター51が第2速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第2速用駆動ギヤ22aが一体に回転し、第1変速用シフター51が第4速用接続位置でインギヤするときには、第1主軸11と第4速用駆動ギヤ24aが一体に回転し、第1変速用シフター51がニュートラル位置にあるときには、第1主軸11は第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aに対し相対回転する。なお、第1主軸11と第2速用駆動ギヤ22aが一体に回転するとき、第1主軸11に取り付けられたサンギヤ32と第2速用駆動ギヤ22aに連結軸13で連結されたキャリア36が一体に回転するとともに、リングギヤ35も一体に回転し、遊星歯車機構31がロックして一体となる。
More specifically, the first
カウンタ軸14には、第1速用従動ギヤ21bと、連結軸13に取り付けられた第2速用駆動ギヤ22aと噛合する第1共用従動ギヤ23bと、第1主軸11に設けられた第4速用駆動ギヤ24aと噛合する第2共用従動ギヤ24bと、差動ギヤ機構8と噛合するファイナルギヤ26aとが取り付けられている。なお、第1共用従動ギヤ23bは第2速用駆動ギヤ22aと共に第2速用ギヤ対22を構成し、第2共用従動ギヤ24bは第4速用駆動ギヤ24aと共に第4速用ギヤ対24を構成している。
The
第2中間軸16には、第2中間軸16と相対回転可能な第1速用駆動ギヤ21aと、第3速用駆動ギヤ23aと、第5速用駆動ギヤ25aとがモータ7側から順に設けられている。第1速用駆動ギヤ21aはカウンタ軸14に取り付けられた第1速用従動ギヤ21bと噛合し、第1速用従動ギヤ21bと共に第1速用ギヤ対21を構成する。また、第3速用駆動ギヤ23aはカウンタ軸14に取り付けられた第1共用従動ギヤ23bと噛合し、第1共用従動ギヤ23bと共に第3速用ギヤ対23を構成し、第5速用駆動ギヤ25aはカウンタ軸14に取り付けられた第2共用従動ギヤ24bと噛合し、第2共用従動ギヤ24bと共に第5速用ギヤ対25を構成する。
また、第2中間軸16には、第1速用駆動ギヤ21aと第3速用駆動ギヤ23aとの間に、第2中間軸16と第1速用駆動ギヤ21aとを連結又は開放する第3変速用シフター54が設けられている。そして第3変速用シフター54が第1速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第1速用駆動ギヤ21aが連結して一体に回転し、第3変速用シフター54がニュートラル位置にあるときには、第2中間軸16と第1速用駆動ギヤ21aが開放され相対回転する。
さらに、第2中間軸16には、第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aとの間に、第2中間軸16と第3速用駆動ギヤ23aとを連結又は開放するとともに第2中間軸16と第5速用駆動ギヤ25aとを連結又は開放する第2変速用シフター52が設けられている。そして第2変速用シフター52が、第3速用接続位置、ニュートラル位置、第5速用接続位置を移動可能に構成されている。第2変速用シフター52が第3速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第3速用駆動ギヤ23aが一体に回転し、第2変速用シフター52が第5速用接続位置でインギヤするときには、第2中間軸16と第5速用駆動ギヤ25aが一体に回転し、第2変速用シフター52がニュートラル位置にあるときには、第2中間軸16は第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aに対し相対回転する。
The second
In addition, the second
Further, the second
このように構成された動力出力装置1Bは基本的に第1及び2実施形態における第2速用ギヤ対22と第3速用ギヤ対23を入れ替えるとともに第4速用ギヤ対24と第5速用ギヤ対25を入れ替えて構成され、適宜読み替えることで同様の作用・効果を有する。
The power output apparatus 1B configured as described above basically replaces the second
また、本実施形態の動力出力装置1Bは、第1速用ギヤ対21を備えるので、遊星歯車機構31が故障した場合などの緊急時においても、第3変速用シフター54を第1速用接続位置でインギヤし第2クラッチ42を接続することにより、エンジン6の動力が第2主軸12、アイドルギヤ列27、第2中間軸16、第1速用ギヤ対21(第1速用駆動ギヤ21a、第1速用従動ギヤ21b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに伝達され第1速走行を行うことができる。
Further, since the power output apparatus 1B of the present embodiment includes the first
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る動力出力装置について、図39を参照して説明する。なお、第4実施形態の動力出力装置1Cは、動力合成機構を構成する遊星歯車機構と変速機の接続位置が異なる以外は第2実施形態の動力出力装置1Aと同様の構成を有する。このため、第2実施形態の動力出力装置1Aと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a power output apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
本実施形態の変速機20Cは、2つの変速軸の一方の変速軸である第1主軸11(第2変速軸)周りに奇数段の変速段である第3速用駆動ギヤ23aと第5速用駆動ギヤ25aが設けられ、2つの変速軸の他方の変速軸である第2中間軸16(第1変速軸)に偶数段の変速段である第2速用駆動ギヤ22aと第4速用駆動ギヤ24aが設けられ、第2中間軸16に動力合成機構30を構成する遊星歯車機構31のサンギヤ32が取り付けられて構成されている。そして、第1主軸11は第1クラッチ41(第2断接手段)を介してエンジン6に連結され、第2中間軸16は第2主軸12に設けられた第2クラッチ42(第1断接手段)を介してエンジン6に連結されている。
The
より具体的に、第1主軸11はエンジン6側とは反対側で不図示のケースシングに固定された軸受11aに支持され、連結軸13は第2中間軸16より短く中空に構成されて第2中間軸16のエンジン6側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケーシングに固定された軸受13aに支持されている。また、連結軸13には、エンジン6側に第2速用駆動ギヤ22aが取り付けられ、軸受13aを挟んでエンジン6側とは反対側に遊星歯車機構31のキャリア36が取り付けられている。従って、プラネタリギヤ34の公転により連結軸13に取り付けられたキャリア36と第2速用駆動ギヤ22aが一体に回転するように構成されている。
More specifically, the first
そして第2中間軸16のエンジン6側とは反対側には遊星歯車機構31のサンギヤ32が取り付けられ、第2主軸12に連結された第2クラッチ42によりクランク軸6aからサンギヤ32への動力伝達が断接可能に構成されている。
A
このように構成された動力出力装置1Cにおいても第1〜第3実施形態と同様の作用・効果を有する。なお、本実施形態においても第3実施形態と同様に奇数段の変速段を備える第1主軸11に第1速用駆動ギヤ21aを設け、カウンタ軸14に第1速用ギヤ対21を構成する第1速用従動ギヤ21bを取り付けることで、遊星歯車機構31が故障した場合などの緊急時に対応できる構成とすることができる。
The power output device 1 </ b> C configured in this way also has the same operations and effects as the first to third embodiments. In the present embodiment as well, the first
<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る動力出力装置について、図40を参照して説明する。なお、第5実施形態の動力出力装置1Dは、後進用ギヤ列の構成以外は第2実施形態の動力出力装置1Aと同様の構成を有する。このため、第2実施形態の動力出力装置1Aと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a power output apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
本実施形態の変速機20Dでは、第1中間軸15に、第2主軸12に取り付けられたアイドル駆動ギヤ27aと噛合する第1アイドル従動ギヤ27bのみが取り付けられている。第1アイドル従動ギヤ27bは、第2主軸12に取り付けられたアイドル駆動ギヤ27aと第2中間軸16に取り付けられた第2アイドル従動ギヤ27cとともに第1アイドルギヤ列27Aを構成し、第2クラッチ42を接続することにより、エンジン6のカウンタ軸6aを2つの変速軸のうちの一方の変速軸である第2中間軸16に連結している。
In the
一方、後進用駆動ギヤ28aは、回転軸線A1と平行な回転軸線E1を中心として軸受17a、17bにより回転自在に支持されたリバース軸17に相対回転自在に設けられ、第1主軸11に取り付けられたリバース従動ギヤ28bと噛合し、後進用ギヤ対28を構成している。また、リバース軸17には、第1中間軸15に取り付けられた第1アイドル従動ギヤ27bと噛合する第3アイドル従動ギヤ27dが取り付けられている。第3アイドル従動ギヤ27dは、アイドル駆動ギヤ27aと第1アイドル従動ギヤ27bとともに第2アイドルギヤ列27Bを構成している。さらに後進用駆動ギヤ28aのエンジン6側とは反対側にリバース軸17と後進用駆動ギヤ28aとを連結又は開放する後進用シフター53が設けられている。そして、後進用シフター53が後進用接続位置でインギヤするときには、リバース軸17と後進用駆動ギヤ28aとが一体に回転し、後進用シフター53がニュートラル位置にあるときには、リバース軸17と後進用駆動ギヤ28aとが相対回転する。
On the other hand, the
このように構成された動力出力装置1Dでは、初期状態から後進用シフター53を後進用接続位置でインギヤするとともにモータ7に逆転方向のモータトルクを印加して、第2クラッチ42を締結することにより実現される。これにより、エンジン6のトルクが、第2主軸12、第2アイドルギヤ列27B(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第3アイドル従動ギヤ27d)、リバース軸17、後進用ギヤ対28(後進用駆動ギヤ28a、後進用従動ギヤ28b)、第1主軸11を介して遊星歯車機構30のサンギヤ32に伝達され、キャリア36でエンジントルクとモータトルクが合成されて、合成されたトルクが連結軸13、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに伝達される。
In the
このように構成された動力出力装置1Dにおいても第1〜第4実施形態と同様の作用・効果を有する。
The
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、動力合成機構としてシングルピニオン式の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であってもよく、遊星歯車機構のように機械式のものに限定されず例えば、相反差動モータのような磁気的に差動回転するものであってもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, the power combining mechanism is not limited to a single pinion type planetary gear mechanism, and may be a double pinion type planetary gear mechanism, and is not limited to a mechanical type like a planetary gear mechanism. The magnetically differential rotation may be used.
また、奇数段の変速段として第3速用駆動用ギヤと第5速用駆動用ギヤに加えて、第7、9・・速用駆動用ギヤを、偶数段の変速段として第2速用駆動用ギヤと第4速用駆動用ギヤに加えて、第6、8・・速用駆動用ギヤを設けてもよい。 In addition to the third-speed drive gear and the fifth-speed drive gear as odd-numbered gears, the seventh, ninth-speed drive gear is used for the second-speed as even-numbered gears. In addition to the driving gear and the fourth speed driving gear, sixth, eighth,... Speed driving gears may be provided.
1、1A、1B、1C、1D 動力出力装置
6 エンジン
7 モータ
9 駆動軸
11 第1主軸(第1変速軸、第2変速軸)
12 第2主軸(入力軸)
13 連結軸
14 カウンタ軸
15 第1中間軸(中間軸)
16 第2中間軸(第2変速軸、第1変速軸)
17 リバース軸
20、20A、20B、20C、20D 変速機
22 第2速用ギヤ対
22a 第2速用駆動ギヤ
23 第3速用ギヤ対
23a 第3速用駆動ギヤ
23b 第1共用従動ギヤ
24 第4速用ギヤ対
24a 第4速用駆動ギヤ
24b 第2共用従動ギヤ
25 第5速用ギヤ対
25a 第5速用駆動ギヤ
26a ファイナルギヤ
27 アイドルギヤ列
27A 第1アイドルギヤ列
27B 第2アイドルギヤ列
27a アイドル駆動ギヤ
27b 第1アイドル従動ギヤ
27c 第2アイドル従動ギヤ
27d 第3アイドル従動ギヤ
28 後進用ギヤ対
28a 後進用駆動ギヤ
28b 後進用従動ギヤ
29 パーキングギヤ
30 動力合成機構
31 遊星歯車機構(動力合成機構)
32 サンギヤ(第1要素、第3要素)
35 リングギヤ(第1要素、第3要素)
36 キャリア(第2要素)
41 第1クラッチ(第1断接手段、第2断接手段)
42 第2クラッチ(第2断接手段、第1断接手段)
51 第1変速用シフター
52 第2変速用シフター
53 後進用シフター
54 第3変速用シフター
1, 1A, 1B, 1C, 1D
12 Second spindle (input shaft)
13 Connecting
16 Second intermediate shaft (second transmission shaft, first transmission shaft)
17
32 Sun gear (first and third elements)
35 Ring gear (first and third elements)
36 Carrier (2nd element)
41 1st clutch (1st connection / disconnection means, 2nd connection / disconnection means)
42 Second clutch (second connecting / disconnecting means, first connecting / disconnecting means)
51 Shifter for the
Claims (44)
前記変速機は、第1〜第3要素を互いに差動回転できるように構成された動力合成機構を備え、
前記第1要素は前記2つの変速軸のいずれか一方の変速軸に連結され、
前記第2要素は駆動軸に連結され、
前記第3要素は前記電動機に連結され、
前記第2要素は前記第1要素から伝達される動力と前記第3要素から伝達される動力を合成して駆動軸に伝達し、
前記2つの変速軸のうち他方の変速軸は前記動力合成機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。 A power output device including an internal combustion engine, an electric motor, and a transmission including two transmission shafts coupled to the internal combustion engine,
The transmission includes a power combining mechanism configured to be capable of differentially rotating the first to third elements.
The first element is connected to one of the two transmission shafts;
The second element is coupled to a drive shaft;
The third element is coupled to the electric motor;
The second element combines the power transmitted from the first element and the power transmitted from the third element and transmits the resultant to the drive shaft,
The other transmission shaft of the two transmission shafts transmits power to the drive shaft without going through the power combining mechanism.
A power output device characterized by that.
前記第1変速軸が前記第1要素に連結される、
ことを特徴とする請求項1に記載の動力出力装置。 The two transmission shafts include: a first transmission shaft connected to the internal combustion engine via a first connection / disconnection means; and a second transmission shaft connected to the internal combustion engine via a second connection / disconnection means. Configured,
The first transmission shaft is coupled to the first element;
The power output apparatus according to claim 1.
前記第2変速軸には偶数段からなる変速段が設けられる、
ことを特徴とする請求項2に記載の動力出力装置。 The first transmission shaft is provided with an odd number of gears,
The second speed change shaft is provided with a speed change step consisting of an even number of steps.
The power output apparatus according to claim 2.
前記第2変速軸には奇数段からなる変速段が設けられる、
ことを特徴とする請求項2に記載の動力出力装置。 The first transmission shaft is provided with a shift stage consisting of an even number of stages,
The second speed change shaft is provided with an odd speed step.
The power output apparatus according to claim 2.
前記第1変速軸には、前記第2要素と一体回転し前記第1変速軸に対し相対回転可能な駆動ギヤと、前記第1変速軸と前記駆動ギヤとを連結又は開放するシフターと、が設けられ、
前記カウンタ軸には、前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、前記駆動軸に連結するファイナルギヤと、が設けられ、
前記駆動ギヤと前記従動ギヤにより変速ギヤ対が構成され、
前記シフターが前記第1変速軸と前記駆動ギヤとを開放した状態で第1断接手段を接続し、前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を駆動又は回生することにより前記駆動軸に伝達される前記内燃機関と前記電動機の合成動力が第1速相当となるように前記動力合成機構と前記変速ギヤ対のギヤ比が設定されている、
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の動力出力装置。 The transmission includes a counter shaft disposed in parallel with the first and second transmission shafts,
The first transmission shaft includes a drive gear that rotates integrally with the second element and can rotate relative to the first transmission shaft, and a shifter that connects or opens the first transmission shaft and the drive gear. Provided,
The counter shaft is provided with a driven gear meshing with the drive gear, and a final gear coupled to the drive shaft,
A transmission gear pair is constituted by the drive gear and the driven gear,
With the shifter opening the first transmission shaft and the drive gear, the first connecting / disconnecting means is connected to drive the internal combustion engine and drive or regenerate the electric motor to transmit to the drive shaft. The gear ratio of the power combining mechanism and the transmission gear pair is set so that the combined power of the internal combustion engine and the electric motor is equivalent to the first speed.
The power output device according to claim 2, wherein the power output device is a power output device.
前記第1変速軸には、前記第2要素と一体回転し前記第1変速軸に対し相対回転可能な第3速用駆動ギヤと、前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを連結又は開放する第1変速用シフターと、が設けられ、
前記第2変速軸には、前記第2変速軸に対し相対回転可能な第2速用駆動ギヤと、前記第2変速軸と前記第2速用駆動ギヤとを連結又は開放する第2変速用シフターと、が設けられ、
前記カウンタ軸には、前記第3速用駆動ギヤと前記第2速用駆動ギヤと噛合する第1共用従動ギヤと、前記駆動軸に連結するファイナルギヤと、が設けられ、
前記第3速用駆動ギヤと前記第1共用従動ギヤにより第3速用ギヤ対が構成され、
前記第2速用駆動ギヤと前記第1共用従動ギヤにより第2速用ギヤ対が構成され、
前記第1変速用シフターが前記第1変速軸と前記第3速用駆動ギヤとを開放した状態で第1断接手段を接続し、前記内燃機関を駆動するとともに前記電動機を駆動又は回生することにより前記駆動軸に伝達される前記内燃機関と前記電動機の合成動力が第1速相当となるように前記動力合成機構と前記第3速用ギヤ対のギヤ比が設定されている、
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の動力出力装置。 The transmission includes a counter shaft disposed in parallel with the first and second transmission shafts,
The first speed change shaft includes a third speed drive gear that rotates integrally with the second element and is rotatable relative to the first speed change shaft, and the first speed change shaft and the third speed drive gear. A first shifter for connection or release is provided,
The second speed change shaft is connected to or released from the second speed change gear, the second speed drive gear that is rotatable relative to the second speed change shaft, and the second speed change shaft and the second speed drive gear. And a shifter,
The counter shaft is provided with a first shared driven gear that meshes with the third-speed drive gear and the second-speed drive gear, and a final gear that is coupled to the drive shaft,
A third speed gear pair is constituted by the third speed drive gear and the first shared driven gear;
A second speed gear pair is constituted by the second speed drive gear and the first shared driven gear,
The first shifter connects the first connecting / disconnecting means with the first speed change shaft and the third speed drive gear opened, and drives or regenerates the electric motor while driving the internal combustion engine. The gear ratio between the power combining mechanism and the third speed gear pair is set so that the combined power of the internal combustion engine and the electric motor transmitted to the drive shaft is equivalent to the first speed.
The power output device according to claim 2, wherein the power output device is a power output device.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 The first shifter connects the first connecting / disconnecting means with the first speed change shaft and the third speed drive gear opened, and the motor is rotated in the reverse direction. Regeneratively, in a state where the rotation speed of the second element is rotating at a predetermined rotation speed or more, the electric motor is driven and rotated in the forward rotation direction to travel in the first speed,
The power output apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 During idling of the internal combustion engine, power is not transmitted from the second element to the drive shaft by connecting the first connecting / disconnecting means and causing the motor to idle.
The power output apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 By connecting the first connecting / disconnecting means and locking the second element and driving the electric motor in the reverse direction, the power of the electric motor is transmitted from the third element to the internal combustion engine via the first element. Transmitted to the internal combustion engine,
The power output apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 By connecting the first connecting / disconnecting means and locking the second element to drive the internal combustion engine, the power of the internal combustion engine is transmitted from the first element to the electric motor via the third element. Is regenerated by the electric motor,
The power output apparatus according to claim 6.
前記要求トルクに応じて、前記第1断接手段を接続して前記内燃機関のトルクを前記第1要素から前記第2要素に伝達し、かつ、前記電動機を駆動又は回生して前記電動機のトルクを前記第3要素から前記第2要素に伝達し、前記第2要素を介して前記内燃機関と前記電動機の合成トルクを前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする請求項7に記載の動力出力装置。 A required torque setting means for setting a required torque to be transmitted to the drive shaft;
According to the required torque, the first connecting / disconnecting means is connected to transmit the torque of the internal combustion engine from the first element to the second element, and the motor is driven or regenerated to torque the motor. Is transmitted from the third element to the second element, and the combined torque of the internal combustion engine and the electric motor is transmitted to the drive shaft through the second element.
The power output apparatus according to claim 7.
ことを特徴とする請求項11に記載の動力出力装置。 The torque of the electric motor is controlled so that the torque of the internal combustion engine is within a maximum rotation range from an engine stall region with respect to the required torque from the required torque setting means.
The power output apparatus according to claim 11.
前記内燃機関の適正駆動領域で前記内燃機関を駆動し、
前記第1要素から前記第2要素に供給される前記内燃機関のトルクと要求トルクを比較して前記電動機を駆動又は回生し、
前記電動機が定格出力又は最高回転数を超えるときには、前記電動機を定格出力又は最高回転数で駆動又は回生し、
前記第3要素から前記第2要素に供給される前記電動機のトルクと要求トルクを比較して前記内燃機関のトルクを制御する、
ことを特徴とする請求項12に記載の動力出力装置。 For the required torque from the required torque setting means,
Driving the internal combustion engine in an appropriate drive region of the internal combustion engine;
Driving or regenerating the electric motor by comparing the required torque with the torque of the internal combustion engine supplied from the first element to the second element;
When the motor exceeds the rated output or maximum rotation speed, the motor is driven or regenerated at the rated output or maximum rotation speed,
Comparing the torque of the electric motor supplied from the third element to the second element and the required torque to control the torque of the internal combustion engine;
The power output apparatus according to claim 12.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 The second shift shaft is connected to the second speed drive gear by the second shift shifter, the second connecting / disconnecting means is connected, and the power of the internal combustion engine is transmitted from the second shift shaft to the second shift shaft. Traveling to the drive shaft via the second gear pair and traveling at the second speed,
The power output apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項14に記載の動力出力装置。 In the second speed running, the first connecting / disconnecting means is further connected to drive or regenerate the electric motor, so that the electric motor runs while assisting or regenerating,
The power output apparatus according to claim 14.
ことを特徴とする請求項14に記載の動力出力装置。 In the second speed traveling, the first speed change shifter connects the first speed change shaft and the third speed drive gear, locks the power combining mechanism, and drives or regenerates the motor. Drive with assistance or regeneration with an electric motor,
The power output apparatus according to claim 14.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 By connecting the first speed change shaft and the third speed driving gear by the first speed change shifter to lock the power combining mechanism and connecting the first connecting / disconnecting means, the power of the internal combustion engine is connected. Is transmitted from the first speed change shaft to the drive shaft via the third speed gear pair and travels at the third speed.
The power output apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項17に記載の動力出力装置。 In the third speed running, driving or regenerating the electric motor, driving while assisting or regenerating the electric motor,
The power output apparatus according to claim 17.
ことを特徴とする請求項6に記載の動力出力装置。 The first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means are disconnected, the first shift shaft and the third speed driving gear are connected by the first shifter to lock the power combining mechanism, and By driving the electric motor, the power of the electric motor is transmitted from the power combining mechanism to the drive shaft via the third speed gear pair, and EV travels.
The power output apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項19に記載の動力出力装置。 In the EV traveling, by connecting the first connecting / disconnecting means, the internal combustion engine is started by the starting torque transmitted from the power combining mechanism to the internal combustion engine via the first transmission shaft, and the power Traveling by transmitting a torque obtained by subtracting a starting torque from the torque of the electric motor transmitted from the synthesizing mechanism to the drive shaft via the third speed gear pair;
The power output apparatus according to claim 19.
ことを特徴とする請求項19に記載の動力出力装置。 In the EV traveling, by connecting the second connecting / disconnecting means, the internal combustion torque is transmitted from the power combining mechanism to the third speed gear pair via the second speed gear pair. The internal combustion engine is started by a starting torque transmitted to the engine, and a torque obtained by subtracting the starting torque from the torque of the electric motor transmitted from the power combining mechanism is transmitted to the drive shaft.
The power output apparatus according to claim 19.
前記第2変速軸には、さらに前記第2変速軸と相対回転可能な第4速用駆動ギヤが設けられ、
前記カウンタ軸は、前記第5速用駆動ギヤと前記第4速用駆動ギヤと噛合する第2共用従動ギヤが設けられ、
前記第1変速用シフターは、さらに前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結又は開放し、
前記第2変速用シフターは、さらに前記第2変速軸と前記第4速用駆動ギヤとを連結又は開放し、
前記第5速用駆動ギヤと前記第2共用従動ギヤにより第5速用ギヤ対が構成され、
前記第4速用駆動ギヤと前記第2共用従動ギヤにより第4速用ギヤ対が構成される、
ことを特徴とする請求項6〜21のいずれか1項に記載の動力出力装置。 The first speed change shaft is further provided with a fifth speed drive gear that is rotatable relative to the first speed change shaft,
The second speed change shaft is further provided with a fourth speed drive gear rotatable relative to the second speed change shaft,
The counter shaft is provided with a second shared driven gear that meshes with the fifth speed drive gear and the fourth speed drive gear,
The first shifter further connects or opens the first transmission shaft and the fifth speed drive gear,
The second shifter further connects or releases the second transmission shaft and the fourth speed drive gear,
A fifth speed gear pair is constituted by the fifth speed drive gear and the second shared driven gear;
A fourth speed gear pair is constituted by the fourth speed drive gear and the second shared driven gear;
The power output apparatus according to any one of claims 6 to 21, wherein the power output apparatus according to any one of claims 6 to 21 is characterized.
前記第2速走行において、前記第1変速用シフターにより前記第1変速軸と前記第5速用駆動ギヤとを連結して前記電動機を駆動又は回生することにより、前記電動機でアシスト又は回生しながら走行する、
ことを特徴とする請求項22に記載の動力出力装置。 The second shift shaft is connected to the second speed drive gear by the second shift shifter, the second connecting / disconnecting means is connected, and the power of the internal combustion engine is transmitted from the second shift shaft to the second shift shaft. 2nd speed traveling by transmitting to the drive shaft through the 2nd gear pair,
In the second speed traveling, the first speed change gear and the fifth speed drive gear are connected by the first speed change shifter to drive or regenerate the electric motor, thereby assisting or regenerating the electric motor. Traveling,
The power output apparatus according to claim 22.
ことを特徴とする請求項22に記載の動力出力装置。 By connecting the second speed change shaft and the fourth speed drive gear by the second speed change shifter and connecting the second connecting / disconnecting means, the power of the internal combustion engine is transmitted from the second speed change shaft to the second speed change gear. Traveling to the drive shaft through the fourth speed gear pair and traveling in the fourth speed;
The power output apparatus according to claim 22.
ことを特徴とする請求項24に記載の動力出力装置。 In the fourth speed running, the first connecting / disconnecting means is further connected to drive or regenerate the electric motor, so that the electric motor runs while assisting or regenerating,
The power output apparatus according to claim 24.
ことを特徴とする請求項24に記載の動力出力装置。 In the fourth speed traveling, the first speed change gear and the third speed driving gear are connected by the first speed change shifter to lock the power combining mechanism and drive or regenerate the electric motor. Drive with assistance or regeneration with an electric motor,
The power output apparatus according to claim 24.
ことを特徴とする請求項24に記載の動力出力装置。 In the fourth speed traveling, the first speed change gear and the fifth speed drive gear are connected by the first speed change shifter to drive or regenerate the electric motor, thereby assisting or regenerating the electric motor. Traveling,
The power output apparatus according to claim 24.
ことを特徴とする請求項22に記載の動力出力装置。 By connecting the first speed change shaft and the fifth speed drive gear by the first speed change shifter and connecting the first connecting / disconnecting means, the power of the internal combustion engine is transmitted from the first speed change shaft to the first speed change gear. Traveling to the precursor drive shaft via the fifth speed gear pair and traveling in the fifth speed;
The power output apparatus according to claim 22.
ことを特徴とする請求項28に記載の動力出力装置。 In the fifth speed running, driving or regenerating the electric motor to run while assisting or regenerating the electric motor,
The power output apparatus according to claim 28.
ことを特徴とする請求項28に記載の動力出力装置。 By cutting the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means, and connecting the first transmission shaft and the fifth speed drive gear by the first shifter for shifting, the electric motor is driven. EV driving,
The power output apparatus according to claim 28.
前記入力軸には、アイドル駆動ギヤが設けられ、
前記中間軸には、前記アイドル駆動ギヤと噛合する第1アイドル従動ギヤと、前記第1共用従動ギヤと噛合し前記中間軸と相対回転可能な後進用駆動ギヤと、前記中間軸と前記後進用駆動ギヤとを連結又は開放する後進用シフターが設けられ、
前記第2変速軸には、さらに前記第1アイドル従動ギヤに噛合する第2アイドル従動ギヤが設けられ、
前記後進用駆動ギヤと前記第1共用従動ギヤにより後進用ギヤ対が構成される、
ことを特徴とする請求項22〜30のいずれか1項に記載の動力出力装置。 The transmission is disposed so as to be relatively rotatable so as to cover the periphery of the first transmission shaft, and is connected to the internal combustion engine via the second connecting / disconnecting means; the first and second transmission shafts; An intermediate shaft arranged in parallel,
The input shaft is provided with an idle drive gear,
The intermediate shaft includes a first idle driven gear that meshes with the idle drive gear, a reverse drive gear that meshes with the first shared driven gear and is rotatable relative to the intermediate shaft, the intermediate shaft and the reverse drive A reverse shifter for connecting or releasing the drive gear is provided,
The second transmission shaft is further provided with a second idle driven gear that meshes with the first idle driven gear,
A reverse gear pair is constituted by the reverse drive gear and the first shared driven gear.
The power output device according to any one of claims 22 to 30, wherein the power output device is a power output device.
ことを特徴とする請求項31に記載の動力出力装置。 By connecting the intermediate shaft and the reverse drive gear by the reverse shifter and connecting the second connecting / disconnecting means to drive the internal combustion engine, the power of the internal combustion engine is driven from the intermediate shaft to the reverse drive. Traveling to the drive shaft via the gear pair for reverse travel,
32. The power output apparatus according to claim 31.
ことを特徴とする請求項32に記載の動力出力装置。 In the reverse travel, the first shift shaft and the fifth speed drive gear are connected by the first shift shifter to drive the electric motor in the reverse direction, thereby driving backward while assisting with the electric motor. ,
The power output apparatus according to claim 32.
前記入力軸には、アイドル駆動ギヤが設けられ、
前記中間軸には、前記アイドル駆動ギヤと噛合する第1アイドル従動ギヤが設けられ、
前記第2変速軸には、さらに前記第1アイドル従動ギヤに噛合する第2アイドル従動ギヤが設けられ、
前記第1変速軸には、さらに後進用従動ギヤが設けられ、
前記リバース軸には、前記第1アイドル従動ギヤと噛合する第3アイドル従動ギヤと、前記後進用従動ギヤと噛合し前記リバース軸と相対回転可能な後進用駆動ギヤと、前記リバース軸と前記後進用駆動ギヤとを連結又は開放する後進用シフターが設けられ、
前記後進用駆動ギヤと前記後進用従動ギヤにより後進用ギヤ対が構成される、
ことを特徴とする請求項31に記載の動力出力装置。 The transmission is disposed so as to be relatively rotatable so as to cover the periphery of the first transmission shaft, and is connected to the internal combustion engine via the second connecting / disconnecting means; the first and second transmission shafts; An intermediate shaft and a reverse shaft arranged in parallel,
The input shaft is provided with an idle drive gear,
The intermediate shaft is provided with a first idle driven gear that meshes with the idle drive gear,
The second transmission shaft is further provided with a second idle driven gear that meshes with the first idle driven gear,
The first transmission shaft is further provided with a reverse driven gear,
The reverse shaft includes a third idle driven gear that meshes with the first idle driven gear, a reverse drive gear that meshes with the reverse driven gear and is rotatable relative to the reverse shaft, the reverse shaft and the reverse gear A reverse shifter for connecting or releasing the drive gear is provided,
A reverse gear pair is configured by the reverse drive gear and the reverse driven gear.
32. The power output apparatus according to claim 31.
ことを特徴とする請求項34に記載の動力出力装置。 By connecting the reverse shaft and the reverse drive gear by the reverse shifter and connecting the second connecting / disconnecting means to drive the internal combustion engine and drive the electric motor in the reverse direction, Traveling backwards by combining the power of the motor and the power of the motor,
35. The power output apparatus according to claim 34.
前記パーキングギヤからロックトルクを前記第2要素に作用させる、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の動力出力装置。 The counter shaft is provided with a parking gear constituting a parking lock mechanism,
A locking torque is applied to the second element from the parking gear;
The power output apparatus according to claim 9 or 10, wherein:
ことを特徴とする請求項31に記載の動力出力装置。 When the first connecting / disconnecting means is connected and the second element is locked and the internal combustion engine is driven to regenerate the motor, the reverse shifter causes the intermediate shaft and the reverse drive gear to be connected. Connecting and slidingly connecting the second connecting / disconnecting means to apply a reverse rotation torque from the reverse drive gear to the first shared driven gear to cancel the forward rotation torque generated in the second element. ,
32. The power output apparatus according to claim 31.
ことを特徴とする請求項7に記載の動力出力装置。 When driving the internal combustion engine and driving the first speed while regenerating the electric motor, if the SOC of the battery reaches the regeneration limit, the second shift shaft and the second speed shifter are driven by the second shift shifter. The drive gear is connected, and the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means are connected while sliding, and travels.
The power output apparatus according to claim 7.
ことを特徴とする請求項7に記載の動力出力装置。 When shifting to EV running during driving at the first speed while driving the internal combustion engine and regenerating the electric motor, when the SOC of the battery reaches the regeneration limit, the second shift shaft is further moved by the second shift shifter. And the second speed driving gear are connected, and the second connecting / disconnecting means is slid and connected to travel.
The power output apparatus according to claim 7.
ことを特徴とする請求項19又は30に記載の動力出力装置。 When the electric motor continues to rotate at the same rotational speed for a predetermined time during the EV traveling, the power of the electric motor is swung and the brake is operated in cooperation.
The power output apparatus according to claim 19 or 30, wherein the power output apparatus is a power output apparatus.
ことを特徴とする請求項1〜40のいずれか1項に記載の動力出力装置。 At least one of the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means is a dry clutch,
The power output apparatus according to claim 1, wherein the power output apparatus is a power output apparatus.
前記第1要素は前記サンギヤであり、前記第2要素は前記キャリアであり、前記第3要素は前記リングギヤである、
ことを特徴とする請求項1〜41のいずれかに記載の動力出力装置。 The power combining mechanism is a planetary gear mechanism comprising a sun gear and a ring gear arranged on the same axis, a plurality of planetary gears meshed with the sun gear and the ring gear, and a carrier that rotatably supports the plurality of planetary gears. ,
The first element is the sun gear, the second element is the carrier, and the third element is the ring gear.
The power output apparatus according to any one of claims 1 to 41, wherein:
ことを特徴とする請求項1〜42のいずれかに記載の動力出力装置。 A rotor, a stator, or a cross winding part constituting the electric motor is disposed so as to partially or entirely overlap with the power combining mechanism in the axial direction.
The power output apparatus according to any one of claims 1 to 42.
前記変速機は、同軸上に配置されたサンギヤ及びリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛合された複数のプラネタリギヤと、前記複数のプラネタリギヤを回転可能に支持するキャリアとからなる遊星歯車機構とを、備え、
前記サンギヤは前記2つの変速軸のいずれか一方の変速軸に連結され、
前記キャリアは駆動軸に連結され、
前記リングギヤは前記電動機に連結され、
前記2つの変速軸のうち他方の変速軸は前記遊星歯車機構を介さずに動力を前記駆動軸に伝達する、
ことを特徴とする動力出力装置。 A power output device including an internal combustion engine, an electric motor, and a transmission including two transmission shafts coupled to the internal combustion engine,
The transmission includes a sun gear and a ring gear arranged coaxially, a plurality of planetary gears meshed with the sun gear and the ring gear, and a planetary gear mechanism including a carrier that rotatably supports the plurality of planetary gears. Prepared,
The sun gear is connected to one of the two transmission shafts,
The carrier is coupled to a drive shaft;
The ring gear is coupled to the electric motor;
Of the two transmission shafts, the other transmission shaft transmits power to the drive shaft without going through the planetary gear mechanism.
A power output device characterized by that.
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