JP2015142494A - 車両用駆動装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速の際の機械的損失を低減するとともに、コストアップや重量増を回避できる車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】車両用駆動装置のトランスミッションＥＣＵは、現在の変速段から次の変速段へのアップ変速の際に、エンジンＥＧの回転トルクを減少させて、当該エンジンＥＧの回転トルクの減少を補うようにモータジェネレータＭＧの回転トルクを増加させるとともに、ドグクラッチが現在の速度段の遊転ギヤから離脱するようにシフトアクチュエータを作動させ、ドグクラッチと現在の速度段の遊転ギヤとが少数の歯のみで噛み合う半係合状態となったときに、モータジェネレータＭＧの回転トルクを急減させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、アクチュエータを用いてシフト操作を行うことで自動変速を行う自動変速装置を備えた車両用駆動装置及びその制御方法に関するものである。

従来より、アクチュエータを用いてシフト操作を行うことで自動変速を行う自動変速装置が知られている。このような自動変速装置として、次の変速段の遊転ギヤとこれが回転連結される軸との回転を同期させるためにシンクロナイザリンクを備えたものがある（例えば、特許文献１）。

一方、モータジェネレータを備えたハイブリッド車両に用いられる自動変速装置において、変速の際に、モータジェネレータを用いて、次の変速段の遊転ギヤとこれが回転連結される軸との回転を同期させる技術が提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２００２−１３９１４６号公報 特開２００９−２９３６７５号公報

しかしながら、シンクロナイザリングを備えた自動変速装置では、変速する際に、アクチュエータがシンクロナイザリングを遊転ギヤに形成されたコーンに押し付けて、シンクロナイザリングとコーンとの間の摩擦力を利用することにより、遊転ギヤとこれが回転連結する軸との回転を同期させているため、高出力なシフトアクチュエータが必要となり、コストアップや重量増となってしまう。また、車両の走行中にはシンクロナイザリングとコーンとの間に摺動抵抗が常時生じて、機械的損失が発生する。

また、モータジェネレータを用いて遊転ギヤとこれが回転連結する軸との回転を同期させる技術では、同期の際にモータジェネレータの回転トルクが駆動輪に伝達されないため、ドライバが減速感を覚え（トルク抜け）、車両のドライバビリティが低下してしまう。これに対して、駆動用のモータジェネレータとは別に、次の変速段の遊転ギヤとこれが回転連結される軸との回転を同期させるための専用のモータジェネレータを設けると、上記のようなドライバビリティの低下は回避できるが、モータジェネレータを追加した分、コストアップや重量増となってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、変速の際の機械的損失を回避すること、コストアップや重量増を回避すること、変速の際のトルク抜けを防止する車両用駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用駆動装置は、回転トルクを出力するエンジンと、前記エンジンの回転トルクが伝達される駆動軸と、入力軸と、前記入力軸と平行に配設され駆動輪に回転連結された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の一方に遊転可能に設けられた複数の遊転ギヤと、前記入力軸及び前記出力軸の他方に相対回転不能に固定され、前記複数の遊転ギヤとそれぞれ噛合する複数の固定ギヤと、前記複数の遊転ギヤの側方に、前記遊転ギヤが設けられている軸に相対回転不能かつ前記軸の軸線方向に移動可能に設けられ、前記複数の遊転ギヤと相対回転不能に係合して前記遊転ギヤと前記軸を回転不能に回転連結する複数のドグクラッチと、前記複数のドグクラッチをそれぞれ前記軸線方向に移動させて、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤに相対回転不能に係合させるとともに、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤから相対回転可能に離脱させるシフトアクチュエータとを有するドグクラッチ式の自動変速装置と、前記駆動輪に回転連結され、前記駆動輪に回転トルクを出力するモータと、前記エンジン、前記シフトアクチュエータ、及び前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとは、前記ドグクラッチが前記遊転ギヤに向かって移動して前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとが係合する際に、先に少数の歯が噛み合い、その後に残りの歯が噛み合うことで前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとの相対回転不能な係合が完了する構造を有し、前記制御装置は、現在の変速段から次の変速段へのアップ変速の際に、前記エンジンの回転トルクを減少させて、当該エンジンの回転トルクの減少を補うように前記モータの回転トルクを増加させるとともに、前記ドグクラッチが現在の速度段の遊転ギヤから離脱するように前記シフトアクチュエータを作動させ、前記ドグクラッチと前記現在の速度段の遊転ギヤとが前記少数の歯のみで噛み合う半係合状態となったときに、前記モータの回転トルクを急減させる構成を有している。

この構成により、自動変速装置にシンクロメッシュ機構を用いていないため、シフトアクチュエータに高出力が要求されず、引き摺りによる動力損失がなく、それによる燃費の悪化や重量及びコストの増加を回避できる。また、アップ変速に際してエンジンの回転トルクが減少したときにモータがその減少分の回転トルクを補うので、専ら変速時の回転同期に用いるための別のモータを追加することなく変速時のトルク抜けを軽減ないし防止することができる。さらに、ドグクラッチと現在の速度段の遊転ギヤとが半係合状態となったときに回転トルクを急減させるので、ドグクラッチを遊転ギヤから容易に抜くことができ、アップ変速のためのドグクラッチと現在の変速段との間でトルクバランスの変動を利用して、ドグ抜きを簡単かつコストアップすることなく行うことができる。

上記の車両用駆動装置は、前記駆動軸と前記入力軸との間に設けられ、前記駆動軸と前記入力軸との間を断接するクラッチを備えていてよく、前記制御装置は、さらに前記クラッチを制御するとともに、前記クラッチを切断した状態で、前記モータの回転トルクを急減させてよい。

この構成により、クラッチが切断されているので、クラッチ切断によって、効率的に入力軸の回転数の急減を有効に実現できる。

上記の車両用駆動装置において、前記制御装置は、前記半係合状態となったときに、前記モータの回転トルクを変速後に要求される回転トルクにまで急減させてよい。

この構成により、次の速度段への移行をスムーズに行うことができる。

上記の車両用駆動装置において、前記制御装置は、前記モータの回転トルクを急減させた直後に、前記モータの回転トルクを急減前の回転トルクに戻してよい。

この構成により、例えば、ドグクラッチが次の変速段の遊転ギヤと係合する直前に、モータの回転トルクを変速後に要求される回転トルクにまで落とすことができる。

本発明の制御方法は、回転トルクを出力するエンジンと、前記エンジンの回転トルクが伝達される駆動軸と、入力軸と、前記入力軸と平行に配設され駆動輪に回転連結された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の一方に遊転可能に設けられた複数の遊転ギヤと、前記入力軸及び前記出力軸の他方に相対回転不能に固定され、前記複数の遊転ギヤとそれぞれ噛合する複数の固定ギヤと、前記複数の遊転ギヤの側方に、前記遊転ギヤが設けられている軸に相対回転不能かつ前記軸の軸線方向に移動可能に設けられ、前記複数の遊転ギヤと相対回転不能に係合して前記遊転ギヤと前記軸を回転不能に回転連結する複数のドグクラッチと、前記複数のドグクラッチをそれぞれ前記軸線方向に移動させて、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤに相対回転不能に係合させるとともに、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤから相対回転可能に離脱させるシフトアクチュエータとを有するドグクラッチ式の自動変速装置と、前記駆動輪に回転連結され、前記駆動輪に回転トルクを出力するモータと、を備え、前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとが、前記ドグクラッチが前記遊転ギヤに向かって移動して前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとが係合する際に、先に少数の歯が噛み合い、その後に残りの歯が噛み合うことで前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとの相対回転不能な係合が完了する構造を有する車両用駆動装置の制御方法であって、現在の変速段から次の変速段へのアップ変速の際に、前記エンジンの回転トルクを減少させて、当該エンジンの回転トルクの減少を補うように前記モータの回転トルクを増加させるとともに、前記ドグクラッチが現在の速度段の遊転ギヤから離脱するように前記シフトアクチュエータを作動させ、前記ドグクラッチと前記現在の速度段の遊転ギヤとが前記少数の歯のみで噛み合う半係合状態となったときに、前記モータの回転トルクを急減させる構成を有している。

この構成によっても、シンクロメッシュ機構を用いていないため、シフトアクチュエータに高出力が要求されず、引き摺りによる動力損失がなく、それによる燃費の悪化や重量及びコストの増加を回避できる。また、アップ変速に際してエンジンの回転トルクが減少したときにモータがその減少分の回転トルクを補うので、専ら変速時の回転同期に用いるための別のモータを追加することなく変速時のトルク抜けを軽減ないし防止することができる。さらに、ドグクラッチと現在の速度段の遊転ギヤとが半係合状態となったときに回転トルクを急減させるので、ドグクラッチを遊転ギヤから容易に抜くことができ、アップ変速のためのドグ抜きを効率的に行うことができる。

本発明によれば、シンクロメッシュ機構や専ら変速時の回転同期に用いるための別のモータを必要としないため、変速の際の機械的損失を回避し、コストアップや重量増を回避し、かつトルク抜けを軽減できる車両用駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の車両用駆動装置を含むハイブリッド車両の構成を示す図 本発明の実施の形態の第一ギヤ切換機構及び第一ドリブンギヤの構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態のドグクラッチの作動（ニュートラル状態）を説明する図 本発明の実施の形態のドグクラッチの作動（半係合状態）を説明する図 本発明の実施の形態のドグクラッチの作動（係合状態）を説明する図 本発明の実施の形態の変速処理のフローチャート 本発明の実施の形態の変速処理のタイムチャート

以下、本発明の実施の形態の車両用駆動装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

（車両用駆動装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態の車両用駆動装置を含むハイブリッド車両の構成を示す説明図である。ハイブリッド車両は、車両用駆動装置１００と駆動輪Ｗｌ、Ｗｒを備えており、エンジンＥＧ及びモータジェネレータＭＧが出力する回転トルクによって、駆動輪Ｗｌ、Ｗｒが駆動される。

車両用駆動装置１００は、エンジンＥＧ、モータジェネレータＭＧ、クラッチＣ、トランスミッションＴＭ、インバータＩＮＶ、バッテリＢＴ、及びそれらの制御装置として、エンジンＥＣＵ１２、トランスミッションＥＣＵ１３、モータジェネレータＥＣＵ１４、バッテリＥＣＵ１５を備えている。また、車両用駆動装置１００は、各ＥＣＵを制御する制御装置として、ハイブリッドＥＣＵ１１を備えている。車両用駆動装置１００は、さらに、クラッチアクチュエータ２９、デファレンシャルＤＦ、及び減速機８０を備えている。なお、ハイブリッドＥＣＵ１１とトランスミッションＥＣＵ１３は、別体として説明するが、これに限定されるものではなく、ハイブリッドＥＣＵ１１とトランスミッションＥＣＵ１３とが一体であってもよい。

エンジンＥＧは、ガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を使用するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等であり、回転トルクを出力するものである。エンジンＥＧから出力された回転トルクは、駆動軸ＥＧ−１に伝達される。エンジンＥＧは、燃料噴射装置ＥＧ−２及びスロットバルブＥＧ−３を備えている。燃料噴射装置ＥＧ−２及びスロットバルブＥＧ−３は、エンジンＥＣＵ１２に通信可能に接続されて、エンジンＥＣＵ１２によって制御される。駆動軸ＥＧ−１の近傍には、駆動軸ＥＧ−１の回転速度、即ち、エンジンＥＧの回転速度を検出するエンジン回転速度センサＥＧ−４が設けられている。エンジン回転速度センサＥＧ−４は、エンジンＥＣＵ１２に通信可能に接続され、検出したエンジン回転速度をエンジンＥＣＵ１２に出力する。

クラッチＣは、駆動軸ＥＧ−１とトランスミッションＴＭの入力軸３１との間に設けられ、駆動軸ＥＧ−１と入力軸３１を断接する。クラッチＣは、駆動軸ＥＧ−１と入力軸３１との間の伝達トルクを電子制御可能な任意のタイプのクラッチであってよい。本実施の形態では、クラッチＣは、乾式単板ノーマルクローズクラッチである。クラッチＣは、フライホイール２１、クラッチディスク２２、クラッチカバー２３、プレッシャプレート２４、ダイヤフラムスプリング２５を備えている。フライホイール２１は、駆動軸ＥＧ−１が接続された円板であり、駆動軸ＥＧ−１と一体回転する。クラッチディスク２２は、その外縁部に摩擦部材２２ａが設けられた円板であり、フライホイール２１と離接可能に対向している。クラッチディスク２２は、入力軸３１と接続しており、入力軸３１と一体回転する。

クラッチカバー２３は、クラッチディスク２２の外周側に設けられてフライホイール２１の外縁と接続する円筒部２３ａと、フライホイール２１との接続部と反対側の円筒部２３ａの端部から径方向内側に延在する円環板状の側周壁２３ｂとから構成されている。プレッシャプレート２４は、フライホイール２１との対抗面と反対側のクラッチディスク２２に離接可能に対向して配設された円環板である。

ダイヤフラムスプリング２５は、所謂皿バネの一種であり、その厚さ方向に傾斜するダイヤフラムが形成されている。ダイヤフラムスプリング２５の径方向中間部分は、クラッチカバー２３の側周壁２３ｂの内縁に当接し、ダイヤフラムスプリング２５の外縁は、プレッシャプレート２４に当接している。ダイヤフラムスプリング２５は、プレッシャプレート２４を介して、クラッチディスク２２をフライホイール２１に押圧している。この状態ではクラッチディスク２２の摩擦部材２２ａがフライホイール２１及びプレッシャプレート２４によって押圧され、摩擦部材２２ａとフライホイール２１及びプレッシャプレート２４との間の摩擦力により、クラッチディスク２２とフライホイール２１とが一体回転し、駆動軸ＥＧ−１と入力軸３１が接続される。

クラッチアクチュエータ２９は、トランスミッションＥＣＵ１３によって駆動制御され、ダイヤフラムスプリング２５の内縁部をフライホイール２１側に押圧し、又は当該押圧を解除し、クラッチＣの伝達トルクを可変とするものである。クラッチアクチュエータ２９は、電動式であっても油圧式であってもよい。クラッチアクチュエータ２９がダイヤフラムスプリング２５の内縁部をフライホイール２１側に押圧すると、ダイヤフラムスプリング２５の外縁がフライホイール２１から離れる方向に変形する。ダイヤフラムスプリング２５のこの変形によって、フライホイール２１及びプレッシャプレート２４がクラッチディスク２２を押圧する押圧力が徐々に低下し、クラッチディスク２２とフライホイール２１との間の伝達トルクも徐々に低下し、駆動軸ＥＧ−１と入力軸３１とが切断される。このように、トランスミッションＥＣＵ１３は、クラッチアクチュエータ２９を駆動することにより、クラッチディスク２２とフライホイール２１との間の伝達トルクを可変させる。

トランスミッションＴＭは、エンジンＥＧからの回転トルクを複数の変速段の変速比で変速して、デファレンシャルＤＦに出力する歯車機構式の自動変速装置である。本実施の形態のトランスミッションＴＭは、シンクロナイザリング等のシンクロ機構を有さず、後述する第一〜第三ドグクラッチ６１ａ〜６３ａを有するドグクラッチ式の自動変速装置である。トランスミッションＴＭは、入力軸３１、出力軸３２、第一ドライブギヤ４１、第二ドライブギヤ４２、第三ドライブギヤ４３、第四ドライブギヤ４４、第五ドライブギヤ４５、リバースドライブギヤ４６、第一ドリブンギヤ５１、第二ドリブンギヤ５２、第三ドリブンギヤ５３、第四ドリブンギヤ５４、第五ドリブンギヤ５５、出力ギヤ５６、第一ギヤ切換機構６１、第二ギヤ切換機構６２、第三ギヤ切換機構６３、リバースドリブンギヤ７１、リバースドライブギヤ７２を備えている。

入力軸３１は、エンジンＥＧからの回転トルクが入力される軸であり、クラッチＣのクラッチディスク２２と一体回転する。出力軸３２は、入力軸３１と平行に配設されている。入力軸３１及び出力軸３２は、それぞれ、トランスミッションＴＭの図示しないハウジングに回転可能に軸支されている。

第一ドライブギヤ４１、第二ドライブギヤ４２、リバースドライブギヤ４６は、入力軸３１に相対回転不能に固定された固定ギヤである。第三ドライブギヤ４３、第四ドライブギヤ４４、第五ドライブギヤ４５は、入力軸３１に相対回転可能（遊転可能）に設けられた遊転ギヤである。第一ドリブンギヤ５１、第二ドリブンギヤ５２は、出力軸３２に相対回転可能（遊転可能）に取り付けられた遊転ギヤである。第三ドリブンギヤ５３、第四ドリブンギヤ５４、第五ドリブンギヤ５５、出力ギヤ５６は、出力軸３２に相対回転不能に固定された固定ギヤである。

第一ドライブギヤ４１と第一ドリブンギヤ５１、第二ドライブギヤ４２と第二ドリブンギヤ５２、第三ドライブギヤ４３と第三ドリブンギヤ５３、第四ドライブギヤ４４と第四ドリブンギヤ５４、及び第五ドライブギヤ４５と第五ドリブンギヤ５５は、それぞれ互いに噛合して１速段、２速段、３速段、４速段、及び５速段を構成する。第一ドライブギヤ４１、第二ドライブギヤ４２、第三ドライブギヤ４３、第四ドライブギヤ４４、第五ドライブギヤ４５は、この順にギヤ径が大きくなっている。第一ドリブンギヤ５１、第二ドリブンギヤ５２、第三ドリブンギヤ５３、第四ドリブンギヤ５４、第五ドリブンギヤ５５は、この順にギヤ径が小さくなっている。

入力軸３１の近傍には、入力軸３１の回転速度を検出するための入力軸回転速度センサ９１が設けられている。なお、入力軸回転センサ９１は、第一ドライブギヤ４１又は第二ドライブギヤ４２の近傍に設けられて、入力軸３１と一体回転する第一ドライブギヤ４１又は第二ドライブギヤ４２の回転速度を検出することで、入力軸３１の回転速度を検出してもよい。

出力軸３２の近傍には、出力軸３２の回転速度を検出するための出力軸回転速度センサ９２が設けられている。なお、出力軸回転センサ９２は、第三ドリブンギヤ５３、第四ドリブンギヤ５４、又は第五ドリブンギヤ５５の近傍に設けられて、出力軸３２と一体回転する第三ドリブンギヤ５３、第四ドリブンギヤ５４、又は第五ドリブンギヤ５５の回転速度を検出することで、出力軸３２の回転速度を検出してもよい。

リバースドライブギヤ４６は、リバースアイドラギヤ７２と噛合したときに、リバースアイドラギヤ７２を介してリバースドライブギヤ７１を駆動するリバース用のギヤである。リバースドライブギヤ４６は、リバースアイドラギヤ７２と断接可能に噛合する。

出力軸３２は、トランスミッションＴＭに入力された回転トルクをデファレンシャルＤＦに出力する軸である。出力ギヤ５６は、デファレンシャルＤＦのリングギヤＤＦ−１と噛合し、出力軸３２に入力された回転トルクをデファレンシャルＤＦに出力する。

第一ギヤ切換機構６１は、第一ドリブンギヤ５１又は第二ドリブンギヤ５２を選択して、出力軸３２に相対回転不能に連結する機構である。第一ギヤ切換機構６１は、第一ドグクラッチ６１ａと、第一ドグクラッチ６１ａを駆動する第一シフトアクチュエータ（不図示）を有している。第一ギヤ切換機構６１は、第一ドリブンギヤ５１及び第二ドリブンギヤ５２の側方、即ち第一ドリブンギヤ５１と第二ドリブンギヤ５２との間に配設されている。第一ドグクラッチ６１ａは、出力軸３２に対して相対回転不能、かつ、出力軸３２の軸線方向に移動可能に設けられている。第一ドグクラッチ６１ａの内周面には、周方向に所定角度をおいて、複数の係合部（スプライン）が形成されている。この係合部は、第一ドリブンギヤ５１及び第二ドリブンギヤ５２の第一ドグクラッチ６１ａと対向する面にそれぞれ形成された被係合部と係脱する。

第一シフトアクチュエータは、トランスミッションＥＣＵ１３によって駆動制御され、第一ドグクラッチ６１ａを第一ドリブンギヤ５１側又は第二ドリブンギヤ５２側に移動させるとともに、第一ドリブンギヤ５１と第二ドリブンギヤ５２の中間の、第一ドリブンギヤ５１と第二ドリブンギヤ５２のいずれにも係合しない第一ニュートラル位置に移動させる。第一シフトアクチュエータが第一ドグクラッチ６１ａを第一ドリブンギヤ５１側に移動させると、第一ドグクラッチ６１ａの係合部が第一ドリブンギヤ５１の被係合部５１０と係合して、第一ドリブンギヤ５１が第一ドグクラッチ６１ａを介して出力軸３２に相対回転不能に連結され、１速段が形成される。第一シフトアクチュエータが、第一ドグクラッチ６１ａを第二ドリブンギヤ５２側に移動させると、第一ドグクラッチ６１ａの係合部が第二ドリブンギヤ５２の被係合部と係合して、第二ドリブンギヤ５２が第一ドグクラッチ６１ａを介して出力軸３２に相対回転不能に連結され、２速段が形成される。第一シフトアクチュエータが第一ドグクラッチ６１ａを第一ニュートラル位置に移動させると、第一ドリブンギヤ５１及び第二ドリブンギヤ５２のいずれもが、出力軸３２に対して相対回転可能なニュートラル状態となる。

第二ギヤ切換機構６２は、第三ドライブギヤ４３又は第四ドライブギヤ４４を選択して、入力軸３１に相対回転不能に連結する機構である。第二ギヤ切換機構６２は、第二ドグクラッチ６２ａと、第二ドグクラッチ６２ａを駆動する第二シフトアクチュエータ（不図示）を有している。第二ギヤ切換機構６２は、第三ドライブギヤ４３及び第四ドライブギヤ４４の側方、即ち第三ドライブギヤ４３と第四ドライブギヤ４４との間に配設されている。第二ドグクラッチ６２ａは、入力軸３１に対して相対回転不能、かつ、入力軸３１の軸線方向に移動可能に設けられている。第二ドグクラッチ６２ａの内周面には、周方向に所定角度をおいて、複数の係合部（スプライン）が形成されている。この係合部は、第三ドライブギヤ４３及び第四ドライブギヤ４４の第二ドグクラッチ６２ａと対向する面にそれぞれ形成された被係合部と係脱する。

第二シフトアクチュエータは、トランスミッションＥＣＵ１３によって駆動制御され、第二ドグクラッチ６２ａを第三ドライブギヤ４３側又は第四ドライブギヤ４４側に移動させるとともに、第三ドライブギヤ４３と第四ドライブギヤ４４の中間の、第三ドライブギヤ４３と第四ドライブギヤ４４のいずれにも係合しない第二ニュートラル位置に移動させる。第二シフトアクチュエータが第二ドグクラッチ６２ａを第三ドライブギヤ４３側に移動させると、第二ドグクラッチ６２ａの係合部が第三ドライブギヤ４３の被係合部と係合して、第三ドライブギヤ４３が第二ドグクラッチ６２ａを介して入力軸３１に相対回転不能に連結され、３速段が形成される。第二シフトアクチュエータが第二ドグクラッチ６２ａを第四ドライブギヤ４４側に移動させると、第二ドグクラッチ６２ａの係合部が、第四ドライブギヤ４４の被係合部と係合し、第四ドライブギヤ４４が第二ドグクラッチ６２ａを介して入力軸３１に相対回転不能に連結され、４速段が形成される。第二シフトアクチュエータが第二ドグクラッチ６２ａを第二ニュートラル位置に移動させると、第三ドライブギヤ４３及び第四ドライブギヤ４４のいずれもが、入力軸３１に対して相対回転可能なニュートラル状態となる。

第三ギヤ切換機構６３は、第三ドグクラッチ６３ａと、第三ドグクラッチ６３ａを駆動する第三シフトアクチュエータ（不図示）を有している。第三ギヤ切換機構６３は、第五ドライブギヤ４５の側方に配設されている。第三ドグクラッチ６３ａは、入力軸３１と相対回転不能、かつ、入力軸３１の軸線方向に移動可能に設けられている。第三ドグクラッチ６３ａの内周面には、周方向に所定角度をおいて、複数の係合部（スプライン）が形成されている。当該係合部は、第五ドライブギヤ４５の第三ドグクラッチ６３ａと対向する面に形成された被係合部と係脱する。

第三シフトアクチュエータは、トランスミッションＥＣＵ１３によって駆動制御され、第三ドグクラッチ６３ａを第五ドライブギヤ４５側に移動させるとともに、第三ドグクラッチ６３ａを第五ドライブギヤ４５から離し、第五ドライブギヤ４５と係合しない第三ニュートラル位置に移動させる。第三シフトアクチュエータが、第三ドグクラッチ６３ａを第五ドライブギヤ４５側に移動させると、第三ドグクラッチ６３ａの係合部が、第五ドライブギヤ４５の被係合部と係合し、第五ドライブギヤ４５が第三ドグクラッチ６３ａを介して、入力軸３１に相回転不能に連結され、５速段が形成される。第三シフトアクチュエータが、第三ドグクラッチ６３ａを、第三ニュートラル位置に移動させると、第五ドライブギヤ４５が、入力軸３１に対して相対回転可能なニュートラル状態となる。

リバースアイドラギヤ７２は、軸方向に移動可能、かつ、軸周りに回転可能に、ハウジングに軸支されている。リバースアイドラギヤ７２は、車両後退時にはリバースドライブギヤ４６及びリバースドリブンギヤ７１の両方と噛合し、車両後退時以外の時にはリバースドライブギヤ４６及びリバースドリブンギヤ７１の両方と噛合しない。リバースアイドラギヤ７２は、図示しないリバースアクチュエータによって軸方向に移動される。リバースアクチュエータは、トランスミッションＥＣＵ１３によって駆動制御される。

デファレンシャルＤＦは、トランスミッションＴＭの出力軸３２及びモータジェネレータＭＧの少なくとも一方から入力された回転トルクを差動可能に駆動輪Ｗｌ、Ｗｒに伝達する装置である。デファレンシャルＤＦは、出力ギヤ５６及びドライブギヤ８３と噛合するリングギヤＤＦ−１を有する。このような構造により、出力軸３２は、駆動輪Ｗｌ、Ｗｒに回転連結されている。

減速機８０は、モータジェネレータＭＧの回転速度を減速して、デファレンシャルＤＦに出力するものである。減速機８０は、回転軸８１、ドリブンギヤ８２、ドライブギヤ８３を有する。回転軸８１には、ドリブンギヤ８２、ドライブギヤ８３が取り付けられている。回転軸８１は、ハウジングに回転可能に軸支されている。ドリブンギヤ８２は、モータジェネレータＭＧによって回転されるドライブギヤＭＧ−１と噛合している。ドリブンギヤ８２のギヤ径は、ドライブギヤ８３のギヤ径より大きい。ドライブギヤ８３は、デファレンシャルＤＦのリングギヤＤＦ−１と噛合している。

モータジェネレータＭＧは、駆動輪Ｗｌ、Ｗｒに回転トルクを付与するモータとして作動するとともに、車両の運動エネルギーを電力に変換する発電機としても作動するものである。モータジェネレータＭＧは、図示しないケースに固定されたステータ（不図示）と、このステータの内周側に回転可能に設けられたロータ（不図示）とから構成されている。

インバータＩＮＶは、モータジェネレータＭＧのステータ及びバッテリＢＴと電気的に接続されている。また、インバータＩＮＶは、モータジェネレータＥＣＵ１４と通信可能に接続されている。インバータＩＮＶは、モータジェネレータＥＣＵ１４からの制御信号に基づいて、バッテリＢＴから供給される直流電流を昇圧するとともに、昇圧した直流電流を交流電流に変換したうえでステータに供給し、モータジェネレータＭＧで回転トルク発生させ、モータジェネレータＭＧをモータとして機能させる。また、インバータＩＮＶは、モータジェネレータＥＣＵ１４からの制御信号に基づいて、モータジェネレータＭＧを発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧで発電された交流電流を、直流電流に変換するとともに、電圧を降下させて、バッテリＢＴを充電する。

バッテリＢＴは、充電可能な二次電池である。バッテリＢＴは、インバータＩＮＶと接続されている。バッテリＢＴは、バッテリＥＣＵ１５と通信可能に接続されている。

エンジンＥＣＵ１２は、エンジンＥＧを制御する電子制御装置である。トランスミッションＥＣＵ１３は、トランスミッションＴＭを制御する電子制御装置である。トランスミッションＥＣＵ１３は、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び不揮発性メモリー等の記憶部を備えている。ＣＰＵは、図４に示すフローチャートに対応したプログラムを実行する。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、記憶部はこのプログラムを記憶している。

モータジェネレータＥＣＵ１４は、インバータＩＮＶを制御する電子制御装置である。バッテリＥＣＵ１５は、バッテリＢＴの充放電状態、温度状態等のバッテリＢＴの状態を管理する電子制御装置である。ハイブリッドＥＣＵ１１は、車両の走行を統括制御する上位電子制御装置である。ハイブリッドＥＣＵ１１、エンジンＥＣＵ１２、トランスミッションＥＣＵ１３、モータジェネレータＥＣＵ１４、バッテリＥＣＵ１５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）によって相互に通信可能となっている。

（ドグクラッチの構成）
図２は、第一ギヤ切換機構６１及び第一ドリブンギヤ５１の構成を示す分解斜視図である。第一ギヤ切換機構６１と第二ドリブンギヤ５２の構成、第二ギヤ切換機構６２と第三ドライブギヤ４３の構成、第二ギヤ切換機構６２と第四ドライブギヤ４４の構成、及び第三ギヤ切換機構６３と第五ドライブギヤ４５の構成は、いずれも図２に示す第一ギヤ切換機構６１と第一ドリブンギヤ５１の構成と同様であるので、以下では、代表して第一ギヤ切換機構６１と第一ドリブンギヤ５１の構成のみを説明し、他の組み合わせの構成の説明は省略する。

第一ギヤ切換機構６１は、第一ドグクラッチ６１ａと第一クラッチハブ６１ｂを備えている。第一クラッチハブ６１ｂは、第一ドリブンギヤ５１と第二ドリブンギヤ５２との間にこれらと隣接してスプライン嵌合等で出力軸３２に固定されている。第一ドリブンギヤ５１の第一クラッチハブ６１ｂ側の側面には、第一ドグクラッチ６１ａに形成されているスプライン６１０に係合する被係合部５１０が形成されている。同様に、第二ドリブンギヤ５２の第一クラッチハブ６１ｂ側の側面には、第一ドグクラッチ６１ａのスプライン６１０に係合する第二被係合部（不図示）が形成されている。

被係合部５１０には、リング状の凸部５２１と、凸部５２１の外周において１８０度隔てて配置された２枚の前歯５３１と、凸部５２１の外周において２枚の前歯５３１の間に５枚ずつ等角度間隔で配置された後歯５４１とが形成されている。前歯５３１および後歯５４１は、凸部５２１の外周に一定幅の歯溝５５１を空けて形成されている。

凸部５２１は、外径が第一ドグクラッチ６１ａに形成されているスプライン６１０の高歯６１１の内径より小さくなるように形成されている。前歯５３１は、外径がスプライン６１０の高歯６１１の内径より大きく、スプライン６１０の低歯６２１の内径より小さくなるように形成されている。後歯５４１は、スプライン６１０のスプライン歯溝６３１と噛合可能に形成されている。すなわち、前歯５３１は、低歯６２１とは噛み合わず、高歯６１１と噛み合い可能に形成されている。後歯５４１は、高歯６１１および低歯６２１と噛み合い可能に形成されている。

前歯５３１は、高歯６１１と同数枚（本例では、２枚）形成されている。第一ドグクラッチ６１ａの回転速度と第一ドリブンギヤ５１の回転速度に大きな差が生じていても、２枚の高歯６１１が２枚の前歯５３１間に容易に入り込めるように、前歯５３１は少歯とされている。そして、前歯５３１は、高歯６１１と対応する位置で凸部５２１の前端面５２２から第二被係合部５１０の後端位置まで延在して形成されている。後歯５４１は、凸部５２１の前端面５２２から第一所定量だけ後退した位置から被係合部５１０の後端位置まで延在して形成されている。

前歯５３１の高歯６１１と対向する前端部には、高歯６１１と当接可能な接触面５３４が形成され、さらに当該接触面５３４の円周方向両側から被係合部５１０の後端位置側に向かって傾斜する傾斜面５３２が形成されている。前歯５３１の接触面５３４は、凸部５２１の前端面５２２と面一もしくは平行な平面状に形成されている。

後歯５４１には、高歯６１１および低歯６２１と当接可能な接触面５４２、並びに接触面５４２の円周方向両側から両側面５４３まで延びる側方傾斜面５４４が形成されている。前歯５３１の傾斜面５３２は、それが前歯５３１の側面５３３と交差する位置が、後歯５４１の接触面５４２より凸部５２１の前端面５２２側となるように形成されている。なお、前歯５３１の前端部の接触面５３４と両傾斜面５３２の交差部は、一般的な丸み面取り（Ｒ形状）に形成されている。

第一クラッチハブ６１ｂの外周面には、第一ドグクラッチ６１ａの内周面に形成されているスプライン６１０に出力軸３２の軸線方向に摺動可能に係合するスプライン６４０が形成されている。スプライン６４０は、複数（例えば２つ）の溝６４１が残りの溝より深く形成されている。複数の溝６４１は、第一ドグクラッチ６１ａの複数の高歯６１１に対応するものである。

第一ドグクラッチ６１ａは、第一クラッチハブ６１ｂと一体回転するとともに第一クラッチハブ６１ｂに対して軸線方向に摺動可能であり、リング状に形成されたものである。第一ドグクラッチ６１ａの内周面には、係合部として、第一クラッチハブ６１ｂの外周面に形成されているスプライン６４０に軸線方向に摺動可能に係合するスプライン６１０が形成されている。

スプライン６１０は、複数（例えば２つ）の高歯６１１が残りの低歯６２１より歯丈が高く形成されている。高歯６１１および低歯６２１における第一ドリブンギヤ５１側の前端面の両端角部は、前歯５３１や後歯５４１と当接したときに衝撃で破損しないように、一般的な４５度面取り（ｃ形状）に形成されている。また、第一ドグクラッチ６１ａの外周面には、周方向に沿って外周溝６１４が形成されている。外周溝６１４には、第一アクチュエータによって出力軸３２の軸線方向に駆動されるフォークの先端円弧部が周方向に沿って摺動可能に係合する。第一アクチュエータは、フォークを出力軸３２の軸線方向に駆動することで、第一ドグクラッチ６１ａを出力軸３２の軸線方向に移動させる。

（ドグクラッチの作動）
次に、第一ギヤ切換機構６１における第一ドグクラッチ６１ａの高歯６１１および低歯６２１、並びに第一ドリブンギヤ５１の前歯５３１および後歯５４１の作動について、図３Ａ〜Ｃを参照して説明する。

図３Ａに示すように、ニュートラル状態では、第一ドグクラッチ６１ａは、第一ドリブンギヤ５１から離間している。そして、第一アクチュエータが、第一ドグクラッチ６１ａを軸線方向に沿って第一ドリブンギヤ５１側に移動させると、図３Ｂに示すように、高歯６１１の前端面６１２及び低歯６２１の前端面６２２が、前歯５３１の前端面５３４よりも第一ドリブンギヤ５１側に入り込む。あるいは、高歯６１１の前端面６１２が、前歯５３１の接触面５３４と接触して、第一ドグクラッチ６１ａと第一ドリブンギヤ５１との回転速度差による相対回転によって、高歯６１１の前端面６１２が、前歯５３１の接触面５３４を摺動して、図３Ｂの状態となる。

この図３Ｂの状態では、高歯６１１の前端面６１２及び低歯６２１の前端面６２２は、まだ後歯５４１の前端面５４２には接触していない。この状態で第一ドグクラッチ６１ａと第一ドリブンギヤ５１との間に回転速度差があると、第一ドグクラッチ６１ａと第一ドリブンギヤ５１とが相対的に回転し、第一ドグクラッチ６１ａの高歯６１１の側面と、第一ドリブンギヤ５１の前歯５３１の側面５３３とが当接して、相対的な回転がなくなり、第一ドグクラッチ６１ａの回転と第一ドリブンギヤ５１の回転とが完全に同期する。このように、第一ドグクラッチ６１ａの高歯６１１と第一ドリブンギヤ５１の前歯５３１のみが係合し、第一ドグクラッチ６１ａの低歯６２１と第一ドリブンギヤ５１の後歯５４１とが係合していない状態を半係合状態という。

第一ドグクラッチ６１ａが、さらに軸線方向に沿って移動されると、図３Ｃに示すように、第一ドグクラッチ６１ａの高歯６１１が第一ドリブンギヤ５１の前歯５３１とその隣の後歯５４１との間の歯溝５５１に嵌り込み、かつ、第一ドグクラッチ６１ａの低歯６２１も対応する歯溝５５１に嵌り込むことで、第一ドグクラッチ６１ａと第一ドリブンギヤ５１とが完全に噛み合う。この状態を係合状態という。

第一ドグクラッチ６１ａと第一ドリブンギヤ５１との係合を解除するためには、第一アクチュエータを用いて第一ドグクラッチ６１ａを第一ドリブンギヤ５１から遠ざける方向に移動させる。これにより、第１ドグクラッチ６１ａは、図３Ｃに示す係合状態から図３Ｂに示す半係合状態を経て、図３Ａに示すように第一ドリブンギヤ５１から離間して、第一ギヤ切換機構６１はニュートラル状態となる。

（変速処理）
次に、図４のフローチャート、及び図５のタイムチャートを用いて、トランスミッションＥＣＵ１３が実行するアップ変速処理について説明する。なお、ダウン変速処理については説明を省略する。また、以下では、１速段から２速段へのアップ変速処理について説明する。

トランスミッションＥＣＵ１３は、ハイブリッドＥＣＵ１１から変速要求を受けると、その変速要求にて要求されている変速段（要求変速段）が現在の変速段（実変速段）より大きいか否か、即ちアップ変速が要求されたか否かを判断する（ステップＳ４１）。トランスミッションＥＣＵ１３は、アップ変速の要求がされるまでステップＳ４１を繰り返す（ステップＳ４１にてＮＯ）。なお、ハイブリッドＥＣＵ１１は、スロットル開度と車両の速度からなる車両の走行状態が、スロットル開度と速度との関係を表した変速線を越えたと判断した場合に、或いは、運転者が図示しないシフトレバーを操作した場合に、変速要求をトランスミッションＥＣＵ１３に出力する。

トランスミッションＥＣＵ１３がアップ変速の要求を受信すると（ステップＳ４１にてＹＥＳ、時刻Ｔ１）、制御権限を有するトランスミッションＥＣＵ１３は、クラッチＣの係合を解除するクラッチ断処理を行う（ステップＳ４２）。

クラッチ断処理（ステップＳ４２）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、要求クラッチトルクを実クラッチトルクから第一レートで減衰させていき、要求エンジントルクを実エンジントルクから第二レートで減衰させていく。これとともに、トランスミッションＥＣＵ１３は、要求モータジェネレータトルクを実速度段相当のドライバ要求トルクから実エンジントルクを引いた値に制御し、即ち、要求モータジェネレータトルクと減衰していく実エンジントルクとの合計が実速度段相当のドライバ要求トルクを維持するように、要求モータジェネレータトルクを上昇させていく。

トランスミッションＥＣＵ１３は、上記のクラッチ断処理（ステップＳ４２）を行いながら、実エンジントルクが第一エンジントルク閾値を下回ったか否かを判断する（ステップＳ４３）。トランスミッションＥＣＵ１３は、実エンジントルクが第一エンジントルク閾値を下回っていない場合には（ステップＳ４３にてＮＯ）、クラッチ断処理（ステップＳ４２）を継続し、実エンジントルクが第一エンジントルク閾値を下回ると（ステップＳ４３にてＹＥＳ、時刻Ｔ２）、第一ドグ抜き処理を行う（ステップＳ４４）。

第一ドグ抜き処理（ステップＳ４４）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、要求クラッチトルク及び要求エンジントルクを引き続き減衰させていく。ただし、このとき、トランスミッションＥＣＵ１３は、要求クラッチトルクを第三レート（＜第一レート）で減衰させていき、要求エンジントルクを第四レート（＜第二レート）で減衰させていく。また、トランスミッションＥＣＵ１３は、引き続き、要求モータジェネレータトルクと減衰していく実エンジントルクとの合計が実速度段相当のドライバ要求トルクを維持するように要求モータジェネレータトルクを上昇させていく。

そして、トランスミッションＥＣＵ１３は、第一ドリブンギヤ５１から第一ドグクラッチ６１ａを離脱させるドグ抜きを開始するために、第一アクチュエータに通電を開始する。このとき、トランスミッションＥＣＵ１３は、第一アクチュエータに要求するアクチュエータ電流を第一電流値とする。この第一アクチュエータへの通電を開始することで、第一ドグクラッチ６１ａは第一ドリブンギヤ５１から離脱する方向に徐々に移動し始める。

トランスミッションＥＣＵ１３は、上記の第一ドグ抜き処理（ステップＳ４４）を行いながら、実クラッチトルクが第一クラッチトルク閾値を下回ったか否かを判断する（ステップＳ４５）。トランスミッションＥＣＵ１３は、実クラッチトルクが第一クラッチトルク閾値を下回っていない場合には（ステップＳ４５にてＮＯ）、第一ドグ抜き処理（ステップＳ４４）を継続し、実クラッチトルクが第一クラッチトルク閾値を下回ると（ステップＳ４５にてＹＥＳ、時刻Ｔ３）、第二ドグ抜き処理を行う（ステップＳ４６）。

第二ドグ抜き処理（ステップＳ４６）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、クラッチＣを完全に切断して、要求クラッチトルクを第二クラッチトルク閾値（＝０）とし、エンジンＥＧの燃料を完全に断って、要求エンジントルクを第二エンジントルク閾値（＝０）とし、要求モータジェネレータトルクを実速度段相当のドライバ要求トルクとする。

そして、トランスミッションＥＣＵ１３は、第一ドグ抜き処理（ステップＳ４４）でドグ抜きを短時間に行うために十分に高いアクチュエータ電流をかけたことによる第一ドグクラッチ６１ａの過移動を防止してニュートラル位置に移動させるために、位置フィードバック制御を行うことにより、第一ドグクラッチ６１ａが第一ドリブンギヤ５１から完全に抜ける前のこのタイミングで、第一ドグクラッチ６１ａを抜く方向のアクチュエータ電流を弱める。

トランスミッションＥＣＵ１３は、上記の第二ドグ抜き処理（ステップＳ４６）を行いながら、ドグクラッチストロークが、第一ストローク閾値を下回ったか否かを判断する（ステップＳ４７）。第一ストローク閾値は、ドグクラッチ６１ａが半係合状態となる位置（半係合位置）である。トランスミッションＥＣＵ１３は、ドグクラッチストロークが半係合位置になっていない場合には（ステップＳ４７にてＮＯ）、第二ドグ抜き処理（ステップＳ４６）を継続し、ドグクラッチストロークが半係合位置になると（ステップＳ４７にてＹＥＳ、時刻Ｔ４）、第三ドグ抜き処理を行う（ステップＳ４８）。

第三ドグ抜き処理（ステップＳ４８）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、引き続きクラッチＣを完全に切って、エンジンＥＧの燃料をカットしたまま、全出力トルクを担っている要求モータジェネレータトルクを急激に要求速度段（本例の場合は、２速段）相当のドライバ要求トルクに落とす。なお、トランスミッションＥＣＵ１３は、アクチュエータ電流については、引き続き位置フィードバック制御によって求める。

このように、実変速段のドグ抜き処理において、第一ドグクラッチ６１ａが半係合位置になったタイミング（Ｔ４）で要求モータジェネレータトルクを急落させるので、ドグ抜きがスムーズに行われ、その結果、入力軸３１の回転数を急速に落として、同期をとることができる。即ち、ドグ抜きに対して負荷を与えているのは、第一ドグクラッチ６１ａのスプライン６１０と第一ドリブンギヤ５１の被係合部５１０との間の摩擦力であるが、モータジェネレータＭＧの回転数の急落によって、第一ドグクラッチ６１ａのスプライン６１０と第一ドリブンギヤ５１の被係合部５１０とが押し合う力が急激に小さくなり、それらの間の摩擦力が急激に小さくなるので、ドグ抜きが容易に行われる。しかも、第一ドグクラッチ６１ａの低歯６２１が被係合部５１０の歯溝５５１に嵌合していると、第一ドグクラッチ６１ａと第一ドリブンギヤ５１との周方向のずれが制限されるが、第三ドグ抜き処理（ステップＳ４８）では、第一ドグクラッチ６１ａのスプライン６１０が半係合位置にある状態、即ち、スプライン６１０の高歯６１１及び被係合部５１０の前歯５３１のみが噛み合った半係合状態で、高歯６１１と前歯５３１とが押し合う力を急減させるので、高歯６１１と前歯５３１は周方向に離れることができ、容易に摩擦力を急減させることができる。

ドグ抜きによって、入力軸３１の回転数が急減速する。即ち、モータジェネレータＭＧによる上記のような変速感の演出によって、ドライバにはあたかも素早く変速が完了したような感覚を与えることができる。また、このモータジェネレータＭＧのトルク変動の急落による機敏な変速感の演出によって、ユーザはあたかも一瞬で変速したような感覚を覚えることになる。

なお、この第三ドグ抜き処理（ステップＳ４８）のタイミング（Ｔ４）では、第一アクチュエータは第一ドグクラッチ６１ａに対して、第一ドリブンギヤ５１に向かう方向へのアクチュエータ電流をかけることになる。これによって、第一ドグクラッチ６１ａが完全に第一ドリブンギヤ５１から抜けた後にその勢いでニュートラル位置を大きく超えて反対側の第二ドリブンギヤ５２に衝突すること回避できる。

トランスミッションＥＣＵ１３は、上記のような第三ドグ抜き処理（ステップＳ４８）を行って実入力軸回転数が第一回転数閾値を下回ったか否かを判断する（ステップＳ４９）。トランスミッションＥＣＵ１３は、実入力軸回転数が第一回転数閾値を下回っていない場合には（ステップＳ４９にてＮＯ）、第三ドグ抜き処理（ステップＳ４８）を継続し、実入力軸回転数が第一回転数閾値を下回ると（ステップＳ４９にてＹＥＳ、時刻Ｔ５）、第四ドグ抜き処理を行う（ステップＳ５０）。

この第四ドグ抜き処理（ステップＳ５０）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、引き続きクラッチＣを完全に切って、エンジンＥＧの燃料をカットしたままとし、要求モータジェネレータトルクを要求速度段（本例の場合は、２速段）相当のドライバ要求トルクで維持する。このとき、トランスミッションＥＣＵ１３は、第一アクチュエータに要求するアクチュエータ電流をゼロとする。これによって、第一ドグクラッチ６１ａは完全に第一ドリブンギヤ５１から離脱してニュートラル位置に移動し、エンジンＥＧの回転数は引き続き減少していく。

トランスミッションＥＣＵ１３は、上記のような第四ドグ抜き処理（ステップＳ５０）を行って、実入力軸回転数が第二回転数閾値を下回ったか否かを判断する（ステップＳ５１）。この第二回転数閾値は、第一ギヤ切換機構６１にて２速段にシフトしたときの入力軸の回転数＋αに相当する。このように実入力軸回転数を第二回転数閾値まで減少させることで、第一ギヤ切換機構６１において、入力軸３１によって回転させられる第二ドリブンギヤ５２の回転数を、入力軸３１によって回転させられるドグクラッチ６１ａの回転数と同期させることができる。トランスミッションＥＣＵ１３は、実入力回転数が第二回転数閾値を下回っていない場合には（ステップＳ５１にてＮＯ）、第四ドグ抜き処理（ステップＳ５０）を継続し、実入力回転数が第二回転数閾値を下回ると（ステップＳ５１にてＹＥＳ、時刻Ｔ６）、ドグ入れ処理を行う（ステップＳ５２）。

ドグ入れ処理（ステップＳ５２）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、引き続きクラッチＣを完全に切って、エンジンＥＧの燃料をカットし、要求モータジェネレータトルクを要求速度段（本例の場合は、２速段）相当のドライバ要求トルクに維持する。

トランスミッションＥＣＵ１３は、上記のドグ入れ処理（ステップＳ５２）を行いながら、ドグクラッチストロークが係合位置に達したか否かを判断する（ステップＳ５３）。この係合位置は、ドグクラッチ６１ａが要求速度段である２速段の第二ドリブンギヤ５２の被係合部に係合する位置である。トランスミッションＥＣＵ１３は、ドグクラッチストロークが係合位置に達していない場合には（ステップＳ５３にてＮＯ）、ドグ入れ処理を継続し、ドグクラッチストロークが係合位置に達すると（ステップＳ５３にてＹＥＳ、時刻Ｔ７）、クラッチ接続前処理を行う（ステップＳ５４）。

このクラッチ接続前処理（ステップＳ５４）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、アクチュエータ電流をゼロにして、引き続きクラッチＣを完全に切ったまま、エンジンの回転数を制御（一例としては、フィードバック制御）することで、要求エンジントルクを上昇させていく。これとともに、トランスミッションＥＣＵ１３は、要求モータジェネレータトルクを要求速度段相当のドライバ要求トルクから実エンジントルクを引いた値に制御し、即ち、要求モータジェネレータトルクと上昇していく実エンジントルクとの合計が要求速度段相当のドライバ要求トルクを維持するように、要求モータジェネレータトルクを減少させていく。

トランスミッションＥＣＵ１１３は、上記のクラッチ接続前処理（ステップＳ５４）を行いながら、エンジンＥＧの回転数がトランスミッションＴＭの入力軸３１の回転数と一致したかを判断する（ステップＳ５５）。トランスミッションＥＣＵ１３は、エンジンＥＧの回転数がトランスミッションＴＭの入力軸３１の回転数と一致していない場合には（ステップＳ５５にてＮＯ）、クラッチ接続前処理（ステップＳ５４）を継続し、エンジンＥＧの回転数がトランスミッションＴＭの入力軸３１の回転数と一致すると（ステップＳ５５にてＹＥＳ、時刻Ｔ８）、クラッチ接続処理を行う（ステップＳ５６）。

クラッチ接続処理（ステップＳ５６）において、トランスミッションＥＣＵ１３は、クラッチトルクを上昇させるとともに、それによって実エンジントルクが上昇するのに従って要求モータジェネレータトルクを減少させる。トランスミッションＥＣＵ１３は、このときも、実エンジントルクと要求モータジェネレータトルクとの合計が、要求速度段相当のドライバ要求トルクを維持するように、要求モータジェネレータトルクを減少させていく。そして、実エンジントルクが要求速度段相当のドライバ要求トルクに達すると、クラッチトルクを最大にして（クラッチＣを完全に接続して）、クラッチ接続処理を終了する。

以上のように、本実施の形態の車両用駆動装置１００によれば、アップ変速においてクラッチ断後に要求速度段相当に入力軸の回転数を同期させる際に、ドグ抜きが完了する直前に、出力軸のトルクを急減させると同時にドグ抜きを完了させるので、入力軸回転数を急激に低下させることができ、アップ変速に要する時間を短縮できる。

なお、上記の実施の形態では、ドグクラッチストロークが半係合位置になったタイミングで全出力トルクを担っている要求モータジェネレータトルクを急減させて、その後クラッチトルクが上昇して実エンジントルクが上昇してくるまで、その急減させた値を維持したが、本発明はこのような制御に限られない。トランスミッションＥＣＵ１３は、ドグクラッチストロークが半係合位置になったタイミングで要求モータジェネレータトルクを急減させた後に、直ちに元の実速度段相当のドライバ要求トルクに戻るように要求モータジェネレータトルクを再び急増させて、その後のドグクラッチが次の速度段のギヤに係合するまでの任意のタイミングで要求モータジェネレータトルクを落とすことによる回転同期を行ってよい。

また、上記の実施の形態では、図１に示す構造のギヤトレインを有する車両用駆動装置を説明したが、本発明の車両用駆動装置のギヤトレインはこれに限られず、エンジンのトルクとモータジェネレータのトルクとをいずれも駆動輪に出力できるギヤトレインであればよい。すなわち、図１に示すギヤトレインでは、デファレンシャルＤＦのリングギヤＤＦ−１において、モータジェネレータＭＧのトルクとエンジンＥＧのトルクが別のトルク伝達経路を経て融合する構成としたが、入力軸、出力軸、あるいはそれらと回転連結される他の軸において、モータジェネレータＭＧのトルクとエンジンＥＧのトルクが融合する構成としてよく、さらに、モータジェネレータＭＧのトルク伝達経路を可変とする構成であってよい。

さらに、上記の実施の形態では、図２に示す構造のギヤ切換機構を有する車両用駆動装置を説明したが、本発明の車両用駆動装置に採用されるギヤ切換機構はこれに限られず、軸方向に移動可能な固定ギヤが軸周りに遊転する遊転ギヤに向かって移動して両者が噛合する際に、先に少数の歯が噛み合い、その後に残りの歯が見合うことで両ギヤの噛合が完了する構造を有するギヤ切換機構であればよい。

また、上記の実施の形態では、変速時のトルク抜けを防止するために、エンジンのトルクの減少分を補うためのモータとして、発電機能を有するモータジェネレータを用いたが、本発明の車両用駆動装置はこれに限らず、発電機能を有しないモータを用いてもよい。

本発明は、シンクロメッシュ機構や専ら変速時の回転同期に用いるための別のモータを必要としないため、変速の際の機械的損失を低減するとともに、コストアップや重量増を回避できるという効果を有し、アクチュエータを用いてシフト操作を行うことで自動変速を行う自動変速装置を備えた車両用駆動装置等として有用である。

１００…車両用駆動装置
１３…トランスミッションＥＣＵ
ＥＧ…エンジン、ＥＧ−１…駆動軸
Ｃ…クラッチ、２９…クラッチアクチュエータ
ＴＭ…トランスミッション、３１…入力軸、３２…出力軸
４１…第一ドライブギヤ（固定ギヤ）、４２…第二ドライブギヤ（固定ギヤ）、４３…第三ドライブギヤ（遊転ギヤ）、４４…第四ドライブギヤ（遊転ギヤ）、４５…第五ドライブギヤ（遊転ギヤ）
５１…第一ドリブンギヤ（遊転ギヤ）、５２…第二ドリブンギヤ（遊転ギヤ）、５３…第三ドリブンギヤ（固定ギヤ）、５４…第四ドリブンギヤ（固定ギヤ）、５５…第五ドリブンギヤ（固定ギヤ）
５１０…被係合部、５３１…前歯、５４１…後歯
６１ａ…第一ドグクラッチ、６２ａ…第二ドグクラッチ、６３ａ…第三ドグクラッチ
６１０…スプライン（係合部）、６１１…高歯、６２１…低歯
ＭＧ…モータジェネレータ
ＤＦ デファレンシャル
Ｗｌ、Ｗｒ…駆動輪

Claims (5)

1. 回転トルクを出力するエンジンと、
   前記エンジンの回転トルクが伝達される駆動軸と、
   入力軸と、前記入力軸と平行に配設され駆動輪に回転連結された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の一方に遊転可能に設けられた複数の遊転ギヤと、前記入力軸及び前記出力軸の他方に相対回転不能に固定され、前記複数の遊転ギヤとそれぞれ噛合する複数の固定ギヤと、前記複数の遊転ギヤの側方に、前記遊転ギヤが設けられている軸に相対回転不能かつ前記軸の軸線方向に移動可能に設けられ、前記複数の遊転ギヤと相対回転不能に係合して前記遊転ギヤと前記軸を回転不能に回転連結する複数のドグクラッチと、前記複数のドグクラッチをそれぞれ前記軸線方向に移動させて、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤに相対回転不能に係合させるとともに、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤから相対回転可能に離脱させるシフトアクチュエータとを有するドグクラッチ式の自動変速装置と、
   前記駆動輪に回転連結され、前記駆動輪に回転トルクを出力するモータと、
   前記エンジン、前記シフトアクチュエータ、及び前記モータを制御する制御装置と、を備え、
   前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとは、前記ドグクラッチが前記遊転ギヤに向かって移動して前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとが係合する際に、先に少数の歯が噛み合い、その後に残りの歯が噛み合うことで前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとの相対回転不能な係合が完了する構造を有し、
   前記制御装置は、現在の変速段から次の変速段へのアップ変速の際に、前記エンジンの回転トルクを減少させて、当該エンジンの回転トルクの減少を補うように前記モータの回転トルクを増加させるとともに、前記ドグクラッチが現在の速度段の遊転ギヤから離脱するように前記シフトアクチュエータを作動させ、前記ドグクラッチと前記現在の速度段の遊転ギヤとが前記少数の歯のみで噛み合う半係合状態となったときに、前記モータの回転トルクを急減させる車両用駆動装置。
2. 前記駆動軸と前記入力軸との間に設けられ、前記駆動軸と前記入力軸との間を断接するクラッチを備え、
   前記制御装置は、さらに前記クラッチを制御するとともに、前記クラッチを切断した状態で、前記モータの回転トルクを急減させる請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記制御装置は、前記半係合状態となったときに、前記モータの回転トルクを変速後に要求される回転トルクにまで急減させる請求項２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記制御装置は、前記モータの回転トルクを急減させた直後に、前記モータの回転トルクを急減前の回転トルクに戻す請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
5. 回転トルクを出力するエンジンと、
   前記エンジンの回転トルクが伝達される駆動軸と、
   入力軸と、前記入力軸と平行に配設され駆動輪に回転連結された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の一方に遊転可能に設けられた複数の遊転ギヤと、前記入力軸及び前記出力軸の他方に相対回転不能に固定され、前記複数の遊転ギヤとそれぞれ噛合する複数の固定ギヤと、前記複数の遊転ギヤの側方に、前記遊転ギヤが設けられている軸に相対回転不能かつ前記軸の軸線方向に移動可能に設けられ、前記複数の遊転ギヤと相対回転不能に係合して前記遊転ギヤと前記軸を回転不能に回転連結する複数のドグクラッチと、前記複数のドグクラッチをそれぞれ前記軸線方向に移動させて、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤに相対回転不能に係合させるとともに、前記複数のドグクラッチをそれぞれ対応する遊転ギヤから相対回転可能に離脱させるシフトアクチュエータとを有するドグクラッチ式の自動変速装置と、
   前記駆動輪に回転連結され、前記駆動輪に回転トルクを出力するモータと、を備え、
   前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとが、前記ドグクラッチが前記遊転ギヤに向かって移動して前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとが係合する際に、先に少数の歯が噛み合い、その後に残りの歯が噛み合うことで前記ドグクラッチと前記遊転ギヤとの相対回転不能な係合が完了する構造を有する車両用駆動装置の制御方法であって、
   現在の変速段から次の変速段へのアップ変速の際に、前記エンジンの回転トルクを減少させて、当該エンジンの回転トルクの減少を補うように前記モータの回転トルクを増加させるとともに、前記ドグクラッチが現在の速度段の遊転ギヤから離脱するように前記シフトアクチュエータを作動させ、前記ドグクラッチと前記現在の速度段の遊転ギヤとが前記少数の歯のみで噛み合う半係合状態となったときに、前記モータの回転トルクを急減させる制御方法。