JP3948167B2

JP3948167B2 - ハイブリッド車両の動力伝達装置

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Publication number: JP3948167B2
Application number: JP20795699A
Authority: JP
Inventors: 邦夫森沢
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP2001030774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両において所謂電気トルコン装置をエンジンと自動変速機との間に備えた動力伝達装置に関し、特に、自動変速機への入力クラッチの上流側或いは下流側に電気トルコン装置を配置することによってその電気トルコン装置への入力クラッチと自動変速機への入力クラッチとを共用し、動力伝達装置を小型化したり、同じ大きさであっても機能を増加させたりする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼により作動させられるエンジンと電気エネルギの供給により作動させられる電動モータとを原動機として備え、その原動機から出力された動力を自動変速機を介して駆動輪へ伝達する形式のハイブリッド車両の動力伝達装置が知られている。たとえば、特開平１０−６８３３５号公報に記載されたものがそれである。このようなハイブリッド車両の動力伝達装置においては、エンジンに連結された第１回転要素、電動モータに連結された第２回転要素、および出力部材に連結された第３回転要素との間で機械的に力を合成し或いは分配する合成分配装置が設けられている。その合成分配装置は、たとえばサンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として備え、それら３つの回転要素のうちの第１回転要素がエンジンにクラッチを介して連結され、第２回転要素が電動モータに連結され、第３回転要素が後段の自動変速機の入力部材と連結された遊星歯車装置であって、電動モータと共に電気トルコン装置とも称される。このような電気トルコン装置によれば、エンジンを作動させたままの状態で電動モータの反力を零から徐々に増大させることにより車両を発進させたりすることが可能とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなハイブリッド車両において、特開平９−７９３２８号公報に記載されたような１対の入力クラッチを介して動力がそれぞれのサンギヤへ入力される１対の遊星歯車装置から成る自動変速機や、特開平１０−１６９７２８号公報に記載されたような複数の入力クラッチを介して動力が入力されるラビニヨオ型遊星歯車装置から成る自動変速機が搭載される場合がある。しかしながら、このような場合には、上記自動変速機の入力クラッチに加えて前記電気トルコン装置とエンジンとの間のクラッチが回転軸方向において介在するため、その回転軸方向において小型化を図ることができないという不都合があった。特に、回転軸方向が車幅方向となるように配置される横置きの場合には、かかる不都合が顕著となる。或いは、動力伝達装置の機能を高めるためのクラッチを設けようとすると、上記ハイブリッド車両用動力伝達装置の回転軸方向の寸法が増加することが避けられないという不都合があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、複数の入力クラッチを介して動力が入力される自動変速機が備えられても、回転軸方向において小型化を図ることができるハイブリッド車両の動力伝達装置を提供することにある。或いは、動力伝達装置の機能を高めるためのクラッチを設けたとしても回転軸方向の寸法が増加しないハイブリッド車両の動力伝達装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、燃料の燃焼により作動させられるエンジンと、電気エネルギの供給により作動させられる電動モータと、サンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として有し、それら３回転要素のうちの第１回転要素が前記電動モータに直結された動力合成分配装置と、少なくとも２つの第１入力部材および第２入力部材を有する自動変速機とが回転軸方向において直列的に配置され、電動モータおよびエンジンから出力された動力を自動変速機へ伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、(a) 前記動力合成分配装置の３つの回転要素のうちの第２回転要素と前記第１入力部材との間、およびその３つの回転要素のうちの第３回転要素と前記エンジンとの間の一方が第１クラッチを介して連結されるとともに他方が直結され、(b) 前記第２入力部材が第２クラッチを介して前記エンジンと連結されたことにある。
また、前記目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、燃料の燃焼により作動させられるエンジンと、電気エネルギの供給により作動させられる電動モータと、サンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として有し、それら３回転要素のうちの第１回転要素が前記電動モータに直結された動力合成分配装置と、少なくとも２つの第１入力部材および第２入力部材を有する自動変速機とが回転軸方向において直列的に配置され、電動モータおよびそのエンジンから出力された動力をその自動変速機へ伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、(a) 前記動力合成分配装置の３つの回転要素のうちの第２回転要素が前記入力部材との間、およびその３つの回転要素のうちの第３回転要素と前記エンジンとの間の一方が第１クラッチを介して連結されるとともに他方が直結され、(b)前記第２入力部材が第２クラッチを介して前記第１入力部材と連結されたことにある。
また、前記目的を達成するための第３発明の要旨とするところは、燃料の燃焼により作動させられるエンジンと、電気エネルギの供給により作動させられる電動モータと、サンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として有し、それら３回転要素のうちの第１回転要素が前記電動モータに直結された動力合成分配装置と、少なくとも２つの第１入力部材および第２入力部材を有する自動変速機とが回転軸方向において直列的に配置され、電動モータおよびそのエンジンから出力された動力をその自動変速機へ伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、(a)前記動力合成分配装置の３つの回転要素のうちの第３回転要素が前記エンジンに直結され、(b)その３つの回転要素のうちの第２回転要素が第１クラッチを介して前記第１入力部材に連結され、(c)前記第２入力部材が第２クラッチを介して前記第１回転要素と連結されたことにある。
【０００６】
【発明の効果】
第１発明および第２発明によれば、自動変速機の第１入力部材に対するエンジンからの動力の入力は、第１クラッチおよび動力合成分配装置を介して行われ、その自動変速機の第２入力部材に対するエンジンからの動力の入力は、第２クラッチ、または第２クラッチおよび第１入力部材を介して行われる。上記第１クラッチは、動力合成分配装置の第３回転要素とエンジンとの間または第２回転要素と第１入力部材との間の係合および解放を行うと同時に、自動変速機の第１入力部材とエンジンとの間の係合および解放も行う機能を兼ね備えている。
また、第３発明によれば、動力合成分配装置に対するエンジンからの入力は直接行われ、第１入力部材に対する動力合成分配装置からの入力は、第１クラッチを介して行われ、第２入力部材に対する動力合成分配装置からの入力は、第２クラッチを介して行われる。上記第１クラッチは、動力合成分配装置の第２回転要素と自動変速機の第１入力部材との間の係合および解放を行うと同時に、自動変速機の第１入力部材とエンジンとの間の係合および解放をも行う機能を兼ね備えている。
換言すれば、上記第１発明乃至第３発明では、エンジンと自動変速機の第１入力部材との間において第１クラッチと直列にすなわちその第１クラッチの上流側或いは下流側に動力合成分配装置を配置することによってエンジンからその電気トルコン装置への入力クラッチと自動変速機への入力クラッチとが共用されている。したがって、自動変速機の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。この動力伝達装置は、ＦＦ駆動用トランスアクスル内に収容されるものであり、車幅方向と平行な方向にエンジンが配置される横置き型である。図１において、自動車用の混合気吸入式内燃機関、燃料噴射式内燃機関、或いは外燃機関などの燃料の燃焼により作動させられるエンジン１０と、電気エネルギの供給により電動モータとして作動させられ且つ機械的エネルギを電気エネルギに変換する発電機としても作動させられるモータジェネレータ（以下、ＭＧという）１２とは、ハイブリッド車両の原動機として機能するものであり、それらエンジン１０およびモータジェネレータ１２から出力された動力は、動力合成分配機構すなわち動力合成分配装置１４、ギヤ段が自動的に切り換えられる自動変速機１６、差動歯車装置１８、１対の車軸２０を介して図示しない１対の駆動輪へ伝達されるようになっている。
【００１３】
上記動力合成分配装置１４は、動力を機械的に合成し或いは分配する機能を備えたシングルピニオン型遊星歯車装置であって、ＭＧ１２と共に、電気トルコン装置（ＥＴＣ）２２として機能するものである。動力合成分配装置１４は、ＭＧ１２のロータ２４に直接的に連結されたサンギヤ１４Ｓと、そのサンギヤ１４Ｓの外周側においてそれと同心に配設され、エンジン１０のクランク軸２５とサージ吸収用ダンパ２６および第１入力クラッチＣ１を介して連結されたリングギヤ１４Ｒと、それらサンギヤ１４Ｓおよびリングギヤ１４Ｒとかみ合うプラネタリギヤ１４Ｐを自転および公転可能に支持するキャリヤ１４Ｃとを回転要素として備えるとともに、それら３つの回転要素の相対回転を阻止してそれら３回転要素を一体回転させるために、リングギヤ１４Ｒおよびキャリヤ１４Ｃの間に設けられてそれらを相互に連結するためのクラッチＣＤとを備えている。このように、動力合成分配装置１４は、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の動力伝達経路において、クラッチＣ１の下流側にそのクラッチＣ１と直列となるように配設されている。
【００１４】
上記のように構成された動力合成分配装置１４においては、たとえばエンジン１０を作動させたままの状態でＭＧ１２の反力を零から徐々に増大させることにより、車両を滑らかに発進させたりすることが可能となる。このＭＧ１２では、たとえばその回生トルクの発生量すなわち発電量が調節されることにより上記反力が制御される。
【００１５】
上記自動変速機１６は、車幅方向において動力合成分配装置１４を介してエンジン１０と回転軸方向すなわち回転軸心方向或いは中心軸方向に直列に配置される前進４速の遊星歯車式自動変速機であって、サンギヤ３２Ｓへ動力を入力させるためにキャリヤ１４Ｃに連結された第１入力軸２８と、サンギヤ３４Ｓへ動力を入力させるためにエンジン１０のクランク軸２５に第２クラッチＣ２、中心軸４１、および衝撃吸収用ダンパ２６を介して連結された第２入力軸３０と、相互に同心となるように且つ前記遊星歯車装置１４と同心となるように互いに隣接して配置されたシングルピニオン型の１対の第１遊星歯車装置３２および第２遊星歯車装置３４と、それらの軸心と平行な軸心を有する出力軸（カウンタ軸）３６上に設けられたシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３８とを備えている。本実施例では、上記１対の第１入力軸２８および第２入力軸３０が、自動変速機１６へ動力を入力させるための１対の入力部材として機能している。
【００１６】
上記第１遊星歯車装置３２は、第１入力軸２８に連結されたサンギヤ３２Ｓと、そのサンギヤ３２Ｓの外周側においてそれと同心に配設されたリングギヤ３２Ｒと、それらサンギヤ３２Ｓおよびリングギヤ３２Ｒとかみ合うプラネタリギヤ３２Ｐを自転および公転可能に支持し、カウンタドライブギヤ４０に連結されたキャリヤ３２Ｃとを回転要素として備えている。また、上記第２遊星歯車装置３４は、第２入力軸３０に連結されたサンギヤ３４Ｓと、そのサンギヤ３４Ｓの外周側においてそれと同心に配設され、上記キャリヤ３２Ｃに連結されたリングギヤ３４Ｒと、それらサンギヤ３４Ｓおよびリングギヤ３４Ｒとかみ合うプラネタリギヤ３４Ｐを自転および公転可能に支持し、上記リングギヤ３２Ｒに連結されたキャリヤ３４Ｃとを回転要素として備えている。位置固定部材であるハウジング４２と上記サンギヤ３４Ｓとの間にはブレーキＢ１が設けられており、ハウジング４２とキャリヤ３４Ｃとの間には一方向クラッチＦ１が設けられており、ハウジング４２と上記リングギヤ３２Ｒとの間にはブレーキＢ２が設けられている。
【００１７】
なお、油圧ポンプなどの補機４４は、自動変速機１６の後端側すなわちエンジン１０側とは反対側に配置され、自動変速機１６を貫通する中心軸４１の軸端に伝動ベルト４６を介して作動的に連結されており、エンジン１０により駆動されるようになっている。図１では、エンジン１０の停止時においても補機４４が駆動され得るように出力軸３６の軸端に伝動ベルト４３を介して作動的に連結されたモータ４５が設けられた例が示されている。すなわち、補機４４と中心軸４１との間、補機４４とモータ４５との間、モータ４５と出力軸３６との間には、それぞれクラッチ４７、４９、５１によって連結或いは開放されるようになっており、エンジン１０の停止時において油圧が必要な場合には、車両停止時にはクラッチ４９を介して補機４４とモータ４５との間が連結され、車両走行時にはクラッチ４９を介して補機４４とモータ４５との間が連結され、或いはクラッチ４９および５１を介して補機４４と出力軸３６との間が連結されるようになっている。
【００１８】
また、第３遊星歯車装置３８は、サンギヤ３８Ｓと、そのサンギヤ３８Ｓの外周側においてそれと同心に配設され、且つカウンタドライブギヤ４０と噛み合うドリブンギヤ４８に連結されたリングギヤ３８Ｒと、それらサンギヤ３８Ｓおよびリングギヤ３８Ｒとかみ合うプラネタリギヤ３８Ｐを自転および公転可能に支持し、クラッチＣ３を介してサンギヤ３８Ｓに連結されたキャリヤ３８Ｃとを回転要素として備えている。ハウジング４２と上記サンギヤ３８Ｓとの間にはブレーキＢ３と一方向クラッチＦ２とが並列に設けられている。そのブレーキＢ３が係合させられるとサンギヤ３８Ｓが非回転状態とされるので、上記第３遊星歯車装置３８はカウンタドライブギヤ４０の回転を減速して出力軸３６へ伝達するが、上記クラッチＣ３が係合させられると上記３つの回転要素が相互に一体的に回転させられるので、上記第３遊星歯車装置３８はカウンタドライブギヤ４０の回転をそのまま出力軸３６へ伝達する。
【００１９】
以上のように構成された自動変速機１６では、図２に示す作動表に従って、クラッチおよびブレーキが選択的に作動させられることにより、前進４段、後進１段のギヤ段が選択されるとともに、モータジェネレータ１２のみによる走行が可能とされるようになっている。図２において○印は係合状態を示し、空欄は解放状態を示し、（○）印はエンジンブレーキを作用させる目的で係合させられる状態を示している。
【００２０】
ＥＴＣ走行モードすなわち電気トルコン装置２２を用いた走行において、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ３が係合させられるハイブリッド車両の発進および第１速走行では、車速が零付近では、電気トルコン装置２２においてＭＧ１２の回生機能で反力が零から増加させられることにより第１クラッチＣ１を介して自動変速機１６へ伝達される回転が徐々に増加させられるとともに、エンジン１０からの出力トルクがたとえば１．５倍程度にトルク増幅されて自動変速機１６へ伝達される。車速が上昇するとクラッチＣＤが係合させられて動力合成分配装置１４の３要素が相互に直結されるので、エンジン１０からの出力トルクがそのまま自動変速機１６へ伝達されて前進第１速走行とされる。なお、図示しない蓄電装置の蓄電容量が低下した場合には、上記第１クラッチＣ１がすべり係合させられることにより、ハイブリッド車両の滑らかなすなわちスムーズな発進が可能とされる。
【００２１】
上記の車両の第１速走行において、上記第１クラッチＣ１およびブレーキＢ３に加えてブレーキＢ１がさらに係合させられることにより第２速走行とされ、さらにクラッチＣ２が係合させられことにより第３速走行とされ、さらにまたクラッチＣ３が係合させられることにより第４速走行とされる。このような第１速走行乃至第４速の前進走行では、電気トルコン装置２２を用いてエンジン１０およびＭＧ１２の動力が制御されるＥＴＣ走行が専ら行われる。
【００２２】
ＭＧ１２だけが作動させられる前進モータ走行の場合は、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ＣＤが係合させられ、且つエンジン１０が空転させられてその回転が維持されることにより第４速走行が行われ、また、その状態でクラッチＣ３が解放されることにより第３速走行が行われる。また、このモータ走行において、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ＣＤが係合させられることにより第４速走行とされ、そのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が開放されてクラッチＣＤ、ブレーキＢ１が係合させられることにより第２速走行とされ、そのブレーキＢ１が解放されることにより第１速走行とされる。この第２速走行および第１速走行の場合では、クラッチＣ１、Ｃ２が開放されて第１遊星歯車装置３２および第２遊星歯車装置３４が一体回転しないので、エンジン１０の回転（空転）が停止させられる。このようなときに油圧が必要となる場合には、蓄圧器や小型電動ポンプが用いられてもよい。
【００２３】
また、ＭＧ１２だけが作動させられる後進の発進走行或いは後進のモータ走行の場合は、クラッチＣＤおよびブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられて自動変速機１６が第１速状態とされ、且つＭＧ１２が逆転駆動されることによりハイブリッド車両の後進への発進制御が行われる。さらに、このハイブリッド車両の後進走行において、蓄電装置の蓄電量が不十分であるときなどのようにＭＧ１２を用いることができないような場合は、エンジン１０が作動させられ、ブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられるとともにクラッチＣ２がすべり係合させられて滑らかな発進が可能となる。なお、蓄電装置が使用できる場合はさらにクラッチＣＤを係合させてＭＧ１２をアシスト駆動として用いることもできる。
【００２４】
上述のように、本実施例の動力伝達装置では、動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちの第１回転要素であるサンギヤ１４Ｓはモータジェネレータ１２と直接に連結され、第２回転要素であるキャリヤ１４Ｃと第１入力部材である第１入力軸２８との間が直結され、および第３回転要素であるリングギヤ１４Ｒとエンジン１０との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結され、第２入力部材である第２入力軸３０がクラッチＣ２（第２クラッチ）を介してエンジン１０と連結されている。これによれば、自動変速機１６の第１入力軸（第１入力部材）２８に対するエンジン１０からの動力の入力は、リングギヤ（第１回転要素）１４Ｒとエンジン１０との間のクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して行われ、自動変速機１６の第２入力軸３０（第２入力部材）に対するエンジン１０からの動力の入力はクラッチＣ２（第２クラッチ）を介して行われるようになっていることから、そのクラッチＣ１は、動力合成分配装置１４のリングギヤ１４Ｒとエンジン１０との間の係合および解放を行うと同時に、自動変速機１６の第１入力軸２８とエンジン１０との間の係合および解放も行う機能を備えている。したがって、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間においてクラッチＣ１と直列にすなわちそのクラッチＣ１の下流側に動力合成分配装置１４を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置１４への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが兼用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向すなわち軸心方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。
【００２５】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図３に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から成る動力合成分配装置１４に代えてダブルピニオン型の遊星歯車装置から成る動力合成分配装置５０が設けられている点において、図１に示すものと相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００２７】
図３において、動力合成分配装置５０は、ＭＧ１２のロータ２４に直接的に連結されたサンギヤ５０Ｓと、そのサンギヤ５０Ｓの外周側においてそれと同心に配設され、エンジン１０のクランク軸２５とサージ吸収用ダンパ２６およびクラッチＣ１を介して連結されたリングギヤ５０Ｒと、それらサンギヤ５０Ｓおよびリングギヤ５０Ｒとかみ合い且つ相互に噛み合う１対のプラネタリギヤ５０Ｐ、５０Ｐを自転および公転可能に支持するキャリヤ５０Ｃとを回転要素として備えるとともに、上記クラッチＣ１の係合状態であるときにそれら３つの回転要素の相対回転を阻止してそれら３回転要素を一体回転させるために、リングギヤ５０Ｒおよびキャリヤ５０Ｃの間に上記クラッチＣ１と直列に設けられてそれらを相互に連結するためのクラッチＣＤと、リングギヤ５０Ｒとハウジング４２との間に設けられたブレーキＢＲとを備えている。本実施例においても、動力合成分配装置５０は、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の動力伝達経路において、クラッチＣ１の上流側にそのクラッチＣ１と直列となるように配設されている。すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ５０Ｓ、そのサンギヤ５０Ｓと同心に配置されたリングギヤ５０Ｒ、それらサンギヤ５０Ｓおよびリングギヤ５０Ｒと噛み合い且つ互いに噛み合う複数対のピニオンギヤ５０Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ５０Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのキャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置５０と、２つの第１入力軸２８（第１入力部材）および第２入力軸３０（第２入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、上記モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力をその自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第２回転要素）と第１入力軸２８との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結されるとともに、サンギヤ５０Ｓ（第３回転要素）とエンジン１０との間が直接的に連結され、上記第２入力軸３０がクラッチＣ２を介してエンジン１０と連結されている。
【００２８】
図４は、図３に示す動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。自動変速機１６の作動は図１の実施例と同様であるので、上記動力合成分配装置５０の作動を以下に説明する。図５は、動力合成分配装置５０の作動を説明するための、縦軸を回転速度とし且つ横軸をギヤ比の割合とした共線図である。但し、ρはサンギヤ５０Ｓとリングギヤ５０Ｒとのギヤ比である。
【００２９】
動力合成分配装置５０において、エンジン１２が効率のよい回転速度Ａで作動させられている状態でＭＧ１２が逆方向の回転速度Ｂで回転させられると、リングギヤ５０Ｒの回転速度は零となり、ハイブリッド車両が停止状態とされる。この状態で、ＭＧ１２の回転速度が上記逆方向の回転速度Ｂから増加側へ変化させられると、それに伴ってリングギヤ５０Ｒの回転速度は零から上昇させられて、ハイブリッド車両は滑らかに前方へ発進させられる。このＥＴＣモードによる発進時には、クラッチＣ１および一方向クラッチＦ１が係合させられる。上記のように構成された動力合成分配装置５０においては、たとえばエンジン１０を作動させたままの状態でＭＧ１２の反力を零から徐々に増大させることにより、車両を滑らかに発進させたりすることが可能となる。このＭＧ１２では、たとえばその回生トルクの発生量すなわち発電量が調節されることにより上記反力が制御されるとともに、その回生により蓄電装置が充電される。また、ＭＧ１２が上記逆方向の回転速度Ｂから減少側へ変化させられるように駆動されると、ハイブリッド車両は滑らかに後方へ発進させられる。このＥＴＣモードによる後方発進時には、クラッチＣ１およびブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられる。
【００３０】
また、ＭＧ１２のみを用いた後方への発進時には、クラッチＣＤおよびブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられてＭＧ１２が逆転駆動（力行）される。しかしながら、蓄電装置における蓄電量が不十分となったときのようにＭＧ１２を用いることができない場合には、エンジン１２が作動させられている状態でクラッチＣＤおよびブレーキＢＲが係合させられ、そのブレーキＢＲが係合開始時においてすべり係合させられて、後進の発進が可能とされる。
【００３１】
本実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置では、動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちの第１回転要素であるキャリヤ５０Ｃはモータジェネレータ１２と直接に連結され、第２回転要素であるリングギヤ５０Ｒと第１入力部材である第１入力軸２８との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結され、第３回転要素であるサンギヤ５０Ｓとエンジン１０との間が直結され、第２入力部材である第２入力軸３０がクラッチＣ２（第２クラッチ）を介してエンジン１０と連結されている。これによれば、自動変速機１６の第１入力軸（第１入力部材）２８に対するエンジン１０からの動力の入力は、リングギヤ５０Ｒとその下流の第１入力軸２８との間のクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して行われ、自動変速機１６の第２入力軸３０（第２入力部材）に対するエンジン１０からの動力の入力はクラッチＣ２（第２クラッチ）を介して行われるようになっていることから、そのクラッチＣ１は、動力合成分配装置５０のリングギヤ５０Ｒと第１入力軸２８との間の係合および解放を行うと同時に、自動変速機１６の第１入力軸２８とエンジン１０との間の係合および解放も行う機能を備えている。したがって、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間においてクラッチＣ１と直列にすなわちそのクラッチＣ１の上流側に動力合成分配装置１４を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置５０への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが兼用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向すなわち軸心方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。
【００３２】
図６に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、モータ走行中にエンジン１０の停止を可能とするために、第２クラッチＣ２が第２入力軸３０と第１入力軸２８との間に設けられている点において、第２クラッチＣ２がダンパ２６と第２入力軸３０との間に設けられた図３に示す動力伝達装置と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、本実施例の動力合成分配装置５０は、図３と同様の動力合成分配装置であるが、１点鎖線の枠内に示すように、図１と同様の動力合成分配装置１４であってもよい。
【００３３】
図６において、第２クラッチＣ２が第２入力軸３０と第１入力軸２８との間に設けられているため、エンジン１０の出力はクラッチＣ１を介して第１入力軸２８およびサンギヤ３２Ｓへ入力されるとともに、クラッチＣ２を介して第２入力軸３０およびサンギア３４Ｓへ入力されるようになっている。すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ５０Ｓ、そのサンギヤ５０Ｓと同心に配置されたリングギヤ５０Ｒ、それらサンギヤ５０Ｓおよびリングギヤ５０Ｒと噛み合い且つ互いに噛み合う複数対のピニオンギヤ５０Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ５０Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのキャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置５０と、２つの第１入力軸２８（第１入力部材）および第２入力軸３０（第２入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、上記モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力をその自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第２回転要素）と第１入力軸２８との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結されるとともに、サンギヤ５０Ｓ（第３回転要素）とエンジン１０との間が直接的に連結され、上記第２入力軸３０がクラッチＣ２、クラッチＣ１、および動力合成分配装置５０を介してエンジン１０と連結されている。
【００３４】
図７は、上記図６に示す動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。ＥＴＣモードの発進および前進走行は図４と同様であるため、ＭＧ１２のみによる前進走行或いはＥＴＣモードの後進走行について以下に説明する。
【００３５】
ＭＧ１２だけが作動させられる前進モータ走行の場合は、クラッチＣ２、Ｃ３、ＣＤが係合させられることにより第４速走行が行われ、その状態でクラッチＣ３が開放させられることにより第３速走行が行われる。また、このモータ走行において、クラッチＣ２が開放され且つクラッチＣ３、ＣＤ、ブレーキＢ１が係合させられることにより第２速走行とされ、そのクラッチＣ３に代えてブレーキＢ３が係合させられることにより第１速走行とされる。すなわち、本実施例では、クラッチＣ１が開放されることによりエンジン１０の回転が停止させられた状態において、上記第１速乃至第４速の前進モータ走行が行われる。
【００３６】
また、ＭＧ１２だけが作動させられる後進モータ走行の場合は、クラッチＣＤ、ブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられ、且つＭＧ１２が逆転駆動されることによりハイブリッド車両の後進への発進制御が行われる。さらに、このハイブリッド車両の後進走行方法として、クラッチＣ１およびブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられ、且つＭＧ１２が前進時よりも高速で逆転駆動されることにより後進への発進制御が行われる。また、蓄電装置の蓄電量が不十分である場合は、ブレーキＢＲがすべり係合させられることにより円滑な発進が行われる。
【００３７】
本実施例によれば、動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第２回転要素）と第１入力軸２８との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結されるとともに、サンギヤ５０Ｓ（第３回転要素）とエンジン１０との間が直接的に連結され、上記第２入力軸３０がクラッチＣ２、クラッチＣ１、および動力合成分配装置５０を介してエンジン１０と連結されている。したがって、図３に示すハイブリッド車両の動力伝達装置と同様に、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間においてクラッチＣ１と直列にすなわちそのクラッチＣ１の上流側に動力合成分配装置５０を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置５０への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。
【００３８】
図８に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、動力合成分配装置５０のブレーキＢＲが除去され、後進回転を発生させるために、クラッチＣ１と第１入力軸２８との間にクラッチＣ２が設けられ且つクラッチＣ１と第２入力軸３０との間にクラッチＣＲが設けられている点において、図６に示す動力伝達装置と相違する。すなわち、図８の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ５０Ｓ、そのサンギヤ５０Ｓと同心に配置されたリングギヤ５０Ｒ、それらサンギヤ５０Ｓおよびリングギヤ５０Ｒと噛み合うピニオンギヤ５０Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ５０Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのキャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置５０と、２つの第１入力軸２８（第１入力部材）および第２入力軸３０（第２入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力をその自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのサンギヤ５０Ｓ（第２回転要素）がエンジン１０に直接的に連結され、その３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第３回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）およびクラッチＣ２（第２クラッチ）を介して上記第１入力軸２８に連結され、上記キャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がクラッチＣＤ（第３クラッチ）およびクラッチＣＲ（第４クラッチ）を介して第２入力軸３０と連結され、上記クラッチＣ１およびクラッチＣ２の間と上記クラッチＣＤおよびクラッチＣＲの間とが相互に連結されたものである。
【００３９】
図９は、上記図８に示す動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。モータ走行では、図６と同様に、クラッチＣ１が開放されることによりエンジン１０の回転停止状態で行われる。ＥＴＣモードの発進および前進走行やＭＧ１２による前進走行は図７と同様であるため、ＭＧ１２のみによる後進走行或いはＥＴＣモードの後進走行について以下に説明する。ＭＧ１２のみによる後進走行は、クラッチＣＲ、ＣＤ、ブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられることにより、エンジン１０の回転が停止させられた状態で行われる。この後進走行では、クラッチＣ２に代えてＣＲが係合させられて自動変速機１６内で後進回転が発生させられるためにＭＧ１２の逆転は不要であり、前進走行および後進走行での正逆制御が不要となる。また、ＥＴＣモードの後進走行は、クラッチＣ１、ＣＲ、ブレーキＢ２、Ｂ３が係合させられることにより、エンジン１０の回転が維持されつつＭＧ１２の反力が増加させられることにより行われる。さらに、たとえばクラッチＣ１、ＣＲ、ブレーキＢ１を係合し且つクラッチＣＤを開放することにより、車両停止中においてもエンジン１０によりＭＧ１２を回転駆動させて蓄電装置の充電を行うことができる。これにより、前述の実施例に比較して、後進走行の発進時には蓄電装置の蓄電量低下に左右されない利点がある。
【００４０】
本実施例の動力伝達装置は、動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのサンギヤ５０Ｓ（第２回転要素）がエンジン１０に直接的に連結され、その３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第３回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）およびクラッチＣ２（第２クラッチ）を介して上記第１入力軸２８に連結され、上記キャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がクラッチＣＤ（第３クラッチ）およびクラッチＣＲ（第４クラッチ）を介して第２入力軸３０と連結され、上記クラッチＣ１およびクラッチＣ２の間と上記クラッチＣＤおよびクラッチＣＲの間とが相互に連結されたものである。したがって、動力合成分配装置５０に対するエンジン１０からの入力は直接行われ、第１入力軸２８または第２入力軸３０に対する動力合成分配装置５０からの入力は、クラッチＣ１またはクラッチＣＤとクラッチＣ２またはクラッチＣＲとを介して行われる。上記クラッチＣ１は、動力合成分配装置５０のリングギヤ５０Ｒ（第３回転要素）と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の係合および解放を行うと同時に、自動変速機１６の第１入力軸２８とエンジン１０との間の係合および解放も行う機能を兼ね備えている。換言すれば、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間においてクラッチＣ１と直列にすなわちそのクラッチＣ１の上流側に動力合成分配装置５０を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されている。また、クラッチＣＲが設けられているので、電気トルコン装置２２において後進用ブレーキが不要となる。したがって、クラッチＣＲが増設されても動力伝達装置の軸方向寸法は従来と同様となるとともに、その径方向寸法が小さくなる利点がある。また、上記クラッチＣ１およびクラッチＣ２、またはクラッチＣＤおよびクラッチＣＲが共に開放されることによって車両停止時においてもエンジン１０により蓄電装置の充電が可能となるので、蓄電装置の充電量低下の影響を受けない利点がある。さらに、電気トルコン装置２２による車両の前進方向および後進方向の発進が可能となり、クラッチ或いはブレーキのスリップ係合を必要としない利点がある。
【００４１】
図１０に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、シングルピニオン型の動力合成分配装置１４が動力合成分配装置５０に代えて設けられている点において図８のものと相違する。本実施例の動力合成分配装置１４は、そのサンギヤ１４ＳにＭＧ１２の動力が入力され、そのリングギヤ１４Ｒにエンジン１０の動力が入力され、そのキャリヤ１４ＣからクラッチＣＤを介して自動変速機１６へ動力が出力されるようになっている。すなわち、図１０の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ１４Ｓ、そのサンギヤ１４Ｓと同心に配置されたリングギヤ１４Ｒ、それらサンギヤ１４Ｓおよびリングギヤ１４Ｒと噛み合うピニオンギヤ１４Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ１４Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのサンギヤ１４Ｓ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置１４と、２つの第１入力軸２８（第１入力部材）および第２入力軸３０（第２入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力をその自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちのリングギヤ１４Ｒ（第２回転要素）がエンジン１０に直接的に連結され、その３つの回転要素のうちのキャリヤ１４Ｃ（第３回転要素）がクラッチＣＤ（第３クラッチ）およびクラッチＣ２（第２クラッチ）を介して上記第１入力軸２８に連結され、上記サンギヤ１４Ｓ（第１回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）およびクラッチＣＲ（第４クラッチ）を介して第２入力軸３０と連結され、上記クラッチＣ１およびクラッチＣ２の間と上記クラッチＣＤおよびクラッチＣＲの間とが相互に連結されたものである。本実施例においても、図８の実施例と同様の効果が得られる。
【００４２】
図１１に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、シングルピニオン型の動力合成分配装置１４が動力合成分配装置５０に代えて設けられ、自動変速機１６が３入力形式のラビニヨオ型４速自動変速機である点において図１のものと相違する。本実施例の自動変速機１６は、互いに隣接し且つ同心のデュアル（ダブルピニオン）型遊星歯車装置６０およびシングル型遊星歯車装置６２を組み合わせたラビニヨオ型ギヤユニットを備え、第１入力軸２８、第２入力軸３０、キャリヤ６０Ｃが３つの入力部材として機能している。このギヤユニットは、シングル型遊星歯車装置６２のサンギヤ６２Ｓに噛み合うピニオンと、デュアル型遊星歯車装置６０のリングギヤ６０Ｒおよびショートピニオン６０Ｐにそれぞれ噛み合うピニオンとが、共通のロングピニオン６２Ｐとして一体に構成されている。そのショートピニオン６０Ｐはデュアル型遊星歯車装置６０のサンギヤ６０Ｓに噛み合わされている。また、ロングピニオン６２Ｐおよびショートピニオン６０Ｐを自転可能および公転可能にそれぞれ支持する共通のキャリヤ６０Ｃが設けられている。
【００４３】
上記デュアル型遊星歯車装置６０のサンギヤ６０Ｓは、第１入力軸２８を介して動力合成分配装置１４のキャリヤ１４Ｃに連結され、上記シングル型遊星歯車装置６２のサンギヤ６２Ｓは、第２入力軸３０、クラッチＣ２、中心軸４１、ダンパ２６を介してエンジン１０のクランク軸２５に連結されている。また、上記キャリヤ６０ＣはクラッチＣ３を介して中心軸４１やエンジン１０のクランク軸２５に連結されている。また、そのキャリヤ６０Ｃと位置固定のハウジング４２との間にはブレーキＢ３および一方向クラッチＦ１が並列に設けられており、上記第２入力軸３０とハウジング４２との間には、直列に接続された一方向クラッチＦ２およびブレーキＢ２とブレーキＢ１とが並列に設けられている。そして、中心軸４１と平行なカウンタ軸６４には、ドリブンギヤ６６がクラッチＣ４を介して設けられており、前記リングギヤ６０Ｒは、そのドリブンギヤ６６とかみ合うカウンタドライブギヤ６８に連結されている。上記カウンタ軸６４には、後段の差動歯車装置や駆動輪へ動力を出力するための出力ギヤ７０が設けられている。
【００４４】
すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ１４Ｓ、そのサンギヤ１４Ｓと同心に配置されたリングギヤ１４Ｒ、それらサンギヤ１４Ｓおよびリングギヤ１４Ｒと噛み合い且つ互いに噛み合う複数対のピニオンギヤ１４Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ１４Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのサンギヤ１４Ｓ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置１４と、３つの第１入力軸２８（第１入力部材）、第２入力軸３０（第２入力部材）、キャリヤ６０Ｃを有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、上記モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力をその自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちのリングギヤ１４Ｒ（第２回転要素）とエンジン１０との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結されるとともに、キャリヤ１４Ｃ（第３回転要素）と第１入力軸２８との間が直接的に連結され、上記第２入力軸３０がクラッチＣ２を介してエンジン１０と連結されている。
【００４５】
図１２は、上記図１１の動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。ＥＴＣ走行モードにおいて、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ３が係合させられるハイブリッド車両の発進および第１速走行では、車速が零付近では、図１３の共線図の矢印に示すように、電気トルコン装置２２においてＭＧ１２の回生機能で反力が零から増加させられることにより第１クラッチＣ１を介して自動変速機１６へ伝達される回転が徐々に増加させられるとともに、エンジン１０からの出力トルクがたとえば１．５倍程度にトルク増幅されて自動変速機１６へ伝達される。車速が上昇するとクラッチＣＤが係合させられて動力合成分配装置１４の３回転要素が相互に直結されるので、エンジン１０からの出力トルクがそのまま自動変速機１６へ伝達されて前進第１速走行とされる。
【００４６】
上記車両の第１速走行において、上記第１クラッチＣ１およびクラッチＣＤに加えてブレーキＢ２がさらに係合させられることにより第２速走行とされ、さらにクラッチＣ３が係合させられることにより第３速走行とされ、さらにまたクラッチＣ１が開放させられることにより第４速走行とされる。図１３の共線図の(1) 、(2) 、(3) 、(4) は、上記第１速乃至第４速を示している。このような第１速走行乃至第４速の前進走行では、電気トルコン装置２２を用いてエンジン１０およびＭＧ１２の動力が制御されるＥＴＣ走行が専ら行われる。
【００４７】
専らＭＧ１２が作動させられる前進モータ走行の場合は、クラッチＣ３、ＣＤ、ブレーキＢ２が係合させられ、且つエンジン１０が空転させられてその回転が維持されることにより第４速走行または第３速走行が行われる。この第４速或いは第３速走行では、エンジン１０から自動変速機１６に直結した入力があるため、エンジン１０が空転させられる。また、このモータ走行において、クラッチＣ３が開放され且つクラッチＣ１が係合させられることにより、エンジン１０の回転を停止させた第２速走行とされる。なお、車両の停止中には、クラッチＣ４が開放されてエンジン１０がＭＧ１２を回転駆動して蓄電装置を充電させることができるようになっている。
【００４８】
また、ＭＧ１２だけが作動させられる後進モータ走行の場合は、クラッチＣ１およびＣＤが係合させられ、動力合成分配装置１４の３要素が相互に直結状態でＭＧ１２が逆転駆動（力行）されることによりハイブリッド車両の後進への発進制御が行われる。さらに、このハイブリッド車両のＥＴＣ後進走行において、クラッチＣＤが開放され且つブレーキＢ３が係合させられ、ＭＧ１２が逆転駆動（力行）させられることにより行われる。
【００４９】
本実施例においても、動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちのリングギヤ１４Ｒ（第２回転要素）とエンジン１０との間がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して連結されるとともに、キャリヤ１４Ｃ（第３回転要素）と第１入力軸２８との間が直接的に連結され、上記第２入力軸３０がクラッチＣ２を介してエンジン１０と連結されている。したがって、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の動力伝達経路においてクラッチＣ１と直列にすなわちそのクラッチＣ１の下流側に動力合成分配装置１４を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置１４への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。
【００５０】
図１４に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、エンジン１０などからの動力が、動力合成分配装置１４のキャリヤ１４Ｃ、クラッチＣ２、第２入力軸３０を介してサンギヤ６０Ｓへ入力されるとともに、そのキャリヤ１４Ｃ、クラッチＣ３、第１入力軸２８を介してキャリヤ６０Ｃへ入力されるようになっている点が図１１のものと相違する。すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ１４Ｓ、そのサンギヤ１４Ｓと同心に配置されたリングギヤ１４Ｒ、それらサンギヤ１４Ｓおよびリングギヤ１４Ｒと噛み合うピニオンギヤ１４Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ１４Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのサンギヤ１４Ｓ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置１４と、２つの第１入力軸２８（第１入力部材）および第２入力軸３０（第２入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力を自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちのリングギヤ１４Ｒ（第２回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介してエンジン１０に連結され、そのリングギヤ１４ＲがクラッチＣＤ（第４クラッチ）およびクラッチＣ３（第３クラッチ）を介して第１入力軸２８に連結され、上記３つの回転要素のうちのキャリヤ１４Ｃ（第３回転要素）がクラッチＣ３を介して第１入力軸２８に連結されるとともに、クラッチＣ２（第２クラッチ）を介して第２入力軸３０に連結されたものである。以下、上記相違点を中心に説明する。
【００５１】
図１５は、上記図１４の動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。本実施例の動力伝達装置では、クラッチＣ２およびＣ３の少なくとも一方を介して自動変速機１６へ動力が入力されるようになっている。このため、専らＭＧ１２で走行するモータ駆動の前進走行の第１速乃至第４速では、エンジン１０が回転停止させられるとともに、車両停止状態でクラッチＣ２およびＣ３が開放されることにより、ニュートラル状態でＭＧ１２の回生が可能とされ、ＭＧ１２を回転駆動することにより、クラッチＣ４が設けられなくても蓄電装置の充電が可能とされている。後進方向のモータ発進走行の場合は、クラッチＣ２、ＣＤおよびブレーキＢ３が係合させられ、動力合成分配装置１４の３要素が相互に直結状態でＭＧ１２が逆転駆動（力行）されることによりハイブリッド車両の後進への発進制御が行われる。さらに、このハイブリッド車両の後進方向のＥＴＣ発進走行において、クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ３が係合させられ、ＭＧ１２が逆転駆動（力行）させられることにより行われる。
【００５２】
本実施例の動力伝達装置は、動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちのサンギヤ１４Ｓ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結され、リングギヤ１４Ｒ（第２回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介してエンジン１０に連結され、そのリングギヤ１４ＲがクラッチＣＤ（第４クラッチ）およびクラッチＣ３（第３クラッチ）を介して第１入力軸２８に連結されるとともにそのクラッチＣＤを介して第２入力軸３０に連結され、上記３つの回転要素のうちのキャリヤ１４Ｃ（第３回転要素）がクラッチＣ３を介して第１入力軸２８に連結されるとともに、クラッチＣ２（第２クラッチ）を介して第２入力軸３０に連結されている。したがって、動力合成分配装置１４に対するエンジン１０からの入力はクラッチＣ１を介して行われ、自動変速機１６の第１入力軸２８に対するエンジン１０からの動力の入力は、リングギヤ１４Ｒと第１入力軸２８との間のクラッチＣＤ（第４クラッチ）およびクラッチＣ３（第３クラッチ）、或いはクラッチＣ３のみを介して行われ、自動変速機１６の第２入力軸３０に対するエンジン１０からの動力の入力は動力合成分配装置１４のキャリヤ１４Ｃと第２入力軸３０との間のクラッチＣ２を介して行われる。上記クラッチＣ１は、動力合成分配装置１４のリングギヤ１４Ｒとエンジン１０との間の係合および解放を行うと同時に、自動変速機１６の第１入力軸２８或いは第２入力軸３０とエンジン１０との間の係合および解放も行う機能を備えている。換言すれば、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間においてクラッチＣ１と直列にすなわちそのクラッチＣ１の下流側に動力合成分配装置１４を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されている。それ故、自動変速機１６の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される。
【００５３】
図１６に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、相互に噛み合う１対のピニオン５０Ｐを支持するキャリヤ５０ＣがＭＧ１２に直接的に連結され、サンギヤ５０Ｓがエンジン１０に直接的に連結され、リングギヤ５０ＲがクラッチＣ１およびクラッチＣ３を介して第１入力軸２８に連結されるとともに、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を介して第２入力軸３０に連結されたダブルピニオン型の動力合成分配装置５０が、動力合成分配装置５０に代えて設けられている点において、図１４のものと相違する。すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ５０Ｓ、そのサンギヤ５０Ｓと同心に配置されたリングギヤ５０Ｒ、それらサンギヤ５０Ｓおよびリングギヤ５０Ｒと噛み合うピニオンギヤ５０Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ５０Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのキャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置５０と、２つの第１入力軸２８（第１入力部材）および第２入力軸３０（第２入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力を自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのサンギヤ５０Ｓ（第２回転要素）がエンジン１０に直接的に連結され、上記３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第３回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）およびクラッチＣ３（第３クラッチ）を介して第１入力軸２８に連結されるとともに、クラッチＣ１（第１クラッチ）およびクラッチＣ２（第２クラッチ）を介して第２入力軸３０に連結され、さらに上記キャリヤ５０ＣがクラッチＣＤおよびクラッチＣ２を介して第２入力軸３０に連結されたものである。以下、上記相違点を中心に説明する。
【００５４】
図１７は、上記図１６の動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。図１５に示される作動と略同様であるが、本実施例の動力伝達装置では、ブレーキＢＲの係合により、ＭＧ１２を逆転駆動しなくても後進走行が可能となる利点がある。また、蓄電装置の蓄電量が低下したためにＭＧ１２を使用できない場合には、そのブレーキＢＲのすべり係合によってエンジン１２のみで後進方向の発進が可能となる。
【００５５】
本実施例においても、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の動力伝達経路においてクラッチＣ１或いはＣ３と直列にすなわちそのクラッチＣ１或いはＣ３の上流側に動力合成分配装置５０を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置５０を介してのクラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。また、モータジェネレータ１２或いは電気トルコン装置２２で後進とすることができるために自動変速機１６に後進用クラッチを設けることが不要となり、動力伝達装置が一層小型となる。
【００５６】
図１８に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、ダブルピニオン型の動力合成分配装置５０のブレーキＢＲが除去され、リングギヤ５０ＲがクラッチＣ１を介して第２入力軸３０に接続されるとともにクラッチＣ２を介してサンギヤ６２Ｓに連結され、キャリヤ５０ＣがクラッチＣ３を介して第１入力軸２８に接続されている点において、図１６のものと相違する。すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ５０Ｓ、そのサンギヤ５０Ｓと同心に配置されたリングギヤ５０Ｒ、それらサンギヤ５０Ｓおよびリングギヤ５０Ｒと噛み合うピニオンギヤ５０Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ５０Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのキャリヤ５０Ｃ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置５０と、３つの第１入力軸２８（第２入力部材）、第２入力軸３０（第１入力部材）、およびサンギヤ６２Ｓ（入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力を自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置５０の３つの回転要素のうちのサンギヤ５０Ｓ（第２回転要素）がエンジン１０に直接的に連結され、上記３つの回転要素のうちのリングギヤ５０Ｒ（第３回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して第２入力軸３０に連結されるとともに、クラッチＣ２（第２クラッチ）を介してサンギヤ６２Ｓに連結され、上記キャリヤ５０ＣがクラッチＣ３を介して第１入力軸２８に連結されるとともにクラッチＣＤおよびクラッチＣ１またはクラッチＣ２を介して第２入力軸３０またはサンギヤ６２Ｓに連結されたものである。以下、上記相違点を中心に説明する。
【００５７】
図１９は、上記図１８の動力伝達装置の作動の種類を説明する作動表である。本実施例の動力伝達装置では、モータ駆動走行の第４速走行においてエンジン１２の回転を停止できる。但し、リングギヤ５０Ｒと自動変速機１６との間の動力伝達経路にクラッチを設けることにより、すべてのギヤ段においてエンジン１０の回転を停止させたモータ走行が可能となる。また、前進および後進においてＥＴＣ発進が可能であるし、蓄電装置の充電量が不十分でも、発進時や車両停止時などにおいてＭＧ１２の回生が可能とされる。また、後進方向のモータ走行の場合は、クラッチＣ２、ＣＤおよびブレーキＢ３が係合させられ、動力合成分配装置５０の３要素が相互に直結状態でＭＧ１２が逆転駆動（力行）されることによりハイブリッド車両の後進への発進制御が行われる。さらに、このハイブリッド車両の後進方向のＥＴＣ発進走行において、クラッチＣ２およびブレーキＢ３が係合させられ、ＭＧ１２が逆転回生（力行）させられることにより行われる。なお、図２０は、本実施例の動力伝達装置の作動を説明する共線図である。
【００５８】
本実施例においても、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の動力伝達経路においてクラッチＣ３と直列にすなわちそのクラッチＣ３の上流側に動力合成分配装置５０を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置５０を介してのクラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。また、本実施例では、後進を自動変速機１６で行わせるように図１６のクラッチＣ１に相当するクラッチを図１８のクラッチＣ２として設定することにより、クラッチ数を増加させないで性能が向上させられている。
【００５９】
図２１に示すハイブリッド車両の動力伝達装置は、シングルピニオン型の動力合成分配装置１４がダブルピニオン型の動力合成分配装置５０に代えて設けられている点において、図１８のものと相違する。すなわち、本実施例の動力伝達装置は、エンジン１０と、モータジェネレータ１２と、サンギヤ１４Ｓ、そのサンギヤ１４Ｓと同心に配置されたリングギヤ１４Ｒ、それらサンギヤ１４Ｓおよびリングギヤ１４Ｒと噛み合うピニオンギヤ１４Ｐを自転および公転自在に支持するキャリヤ１４Ｃを回転要素として有し、それら３回転要素のうちのサンギヤ１４Ｓ（第１回転要素）がモータジェネレータ１２に直結された動力合成分配装置１４と、３つの第１入力軸２８（第２入力部材）、第２入力軸３０（第１入力部材）、およびサンギヤ６２Ｓ（入力部材）を有する自動変速機１６とが回転軸方向において直列的に配置され、モータジェネレータ１２およびエンジン１０から出力された動力を自動変速機１６へ伝達する動力伝達装置であって、上記動力合成分配装置１４の３つの回転要素のうちのリングギヤ１４Ｒ（第２回転要素）がエンジン１０に直接的に連結され、上記３つの回転要素のうちのキャリヤ１４Ｃ（第３回転要素）がクラッチＣ１（第１クラッチ）を介して第２入力軸３０に連結されるとともに、クラッチＣ２（第２クラッチ）を介してサンギヤ６２Ｓに連結され、上記サンギヤ１４ＳがクラッチＣ３を介して第１入力軸２８に連結されるとともに、リングギヤ１４ＲがクラッチＣＤおよびクラッチＣ１またはクラッチＣ２を介して第２入力軸３０またはサンギヤ６２Ｓに連結されたものである。
【００６０】
本実施例の動力伝達装置においても前述の実施例と同様の効果が得られる。すなわち、エンジン１０と自動変速機１６の第１入力軸２８との間の動力伝達経路においてクラッチＣ３と直列にすなわちそのクラッチＣ３の上流側に動力合成分配装置１４を配置することによってエンジン１０からその電気トルコン装置２２すなわち動力合成分配装置１４への入力クラッチと自動変速機１６への入力クラッチとが共用されていることから、自動変速機１６の回転軸方向においてクラッチが省略されるので、その回転軸方向において自動変速機１６が小型となり、ハイブリッド車両の動力伝達装置が小型化される利点がある。また、本実施例では、後進を自動変速機１６で行わせるように図１６のクラッチＣ１に相当するクラッチを図１８のクラッチＣ２として設定することにより、クラッチ数を増加させないで性能が向上させられている。
【００６１】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、以上に説明した実施例とは別の他の態様としても実施され得る。
【００６２】
たとえば、前述の実施例では、２つの入力軸２８および３０を備えた自動変速機１６として、リングギヤ３２Ｒおよび３４Ｒとキャリヤ３４Ｃおよび３２Ｃとが相互に接続された２組の遊星歯車装置３２および３４を含む所謂キャリヤ結合型変速機、或いは共通のピニオン６２Ｐを有する２組の遊星歯車装置６０および６２を含む所謂ラビニヨオ型変速機が説明されていたが、２以上の入力系統においてそれぞれ入力クラッチ或いは入力部材を備えたものであれば他の形式の自動変速機であってもよい。
【００６３】
また、前述の実施例では、シングルピニオン型遊星歯車装置から成る動力合成分配装置１４、およびダブルピニオン型遊星歯車装置から成る動力合成分配装置５０が説明されていたが、差動歯車装置のような１対の傘歯車の間でそれらにかみ合うピニオンを自転および公転可能に支持するキャリヤを備えた動力合成分配装置などであってもよい。
【００６４】
また、前述の実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置は、所謂ＦＦ車両用であったが、ＦＲ車両にも適用され得る。
【００６５】
以上に説明したものはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図３】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図４】図３の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図５】図３の実施例に設けられた動力合成分配装置の作動を説明する共線図である。
【図６】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図７】図６の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図８】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図９】図８の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図１０】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図１１】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図１２】図１１の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図１３】図１１の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の作動を説明する共線図である。
【図１４】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図１５】図１４の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図１６】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図１７】図１６の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図１８】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図１９】図１８の動力伝達装置の作動の種類と複数の摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を示す図表である。
【図２０】図１８の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の作動を説明する共線図である。
【図２１】本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【符号の説明】
１０：エンジン
１２：モータジェネレータ（電動モータ）
１４：動力合成分配装置
１４Ｓ：サンギヤ（回転要素）
１４Ｒ：リングギヤ（回転要素）
１４Ｃ：キャリヤ（回転要素）
１６：自動変速機
２８：第１入力軸（入力部材）
３０：第２入力軸（入力部材）
Ｃ１：クラッチ（第１クラッチ）
Ｃ２：クラッチ（第２クラッチ）
５０：動力合成分配装置
５０Ｓ：サンギヤ（回転要素）
５０Ｒ：リングギヤ（回転要素）
５０Ｃ：キャリヤ（回転要素）

Claims

燃料の燃焼により作動させられるエンジンと、電気エネルギの供給により作動させられる電動モータと、サンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として有し、それら３回転要素のうちの第１回転要素が前記電動モータに直結された動力合成分配装置と、少なくとも２つの第１入力部材および第２入力部材を有する自動変速機とが回転軸方向において直列的に配置され、電動モータおよび該エンジンから出力された動力を該自動変速機へ伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
前記動力合成分配装置の３つの回転要素のうちの第２回転要素と前記第１入力部材との間、およびその３つの回転要素のうちの第３回転要素と前記エンジンとの間の一方が第１クラッチを介して連結されるとともに他方が直結され、前記第２入力部材が第２クラッチを介して前記エンジンと連結されたことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
燃料の燃焼により作動させられるエンジンと、電気エネルギの供給により作動させられる電動モータと、サンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として有し、それら３回転要素のうちの第１回転要素が前記電動モータに直結された動力合成分配装置と、少なくとも２つの第１入力部材および第２入力部材を有する自動変速機とが回転軸方向において直列的に配置され、電動モータおよび該エンジンから出力された動力を該自動変速機へ伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
前記動力合成分配装置の３つの回転要素のうちの第２回転要素と前記第１入力部材との間、およびその３つの回転要素のうちの第３回転要素と前記エンジンとの間の一方が第１クラッチを介して連結されるとともに他方が直結され、前記第２入力部材が第２クラッチを介して前記第１入力部材と連結されたことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
燃料の燃焼により作動させられるエンジンと、電気エネルギの供給により作動させられる電動モータと、サンギヤ、そのサンギヤと同心に配置されたリングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと噛み合うピニオンギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤを回転要素として有し、それら３回転要素のうちの第１回転要素が前記電動モータに直結された動力合成分配装置と、少なくとも２つの第１入力部材および第２入力部材を有する自動変速機とが回転軸方向において直列的に配置され、電動モータおよび該エンジンから出力された動力を該自動変速機へ伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
前記動力合成分配装置の３つの回転要素のうちの第３回転要素が前記エンジンに直結され、該３つの回転要素のうちの第２回転要素が第１クラッチを介して前記第１入力部材に連結され、前記第２入力部材が第２クラッチを介して前記第１回転要素と連結されたことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。