JP4644995B2 - Parallel shaft gear transmission - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行軸式歯車変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に用いられる自動変速装置としては、トルクコンバータと遊星ギアによる変速機構とを併用するオートマチック・トランスミッション（Ａ・Ｔ）が広く用いられている。そうしたＡ・Ｔを搭載する車両では、トルクコンバータの動力伝達効率があまり高くないため、平行軸式歯車変速装置を採用するマニュアルトランス・ミッション（Ｍ・Ｔ）搭載車に比して、燃費性能が低くなる。
【０００３】
一方、平行軸式歯車変速装置では、変速時にクラッチを開放して内燃機関から変速機への動力伝達を遮断しなければならず、変速毎に自動車の動力性能が大きく低下してしまう。
【０００４】
そのため、燃費性能の確保の容易な平行軸式歯車変速装置を用いながらも、内燃機関から駆動輪への動力伝達を遮断することなく変速可能な自動変速装置が要望されている。
【０００５】
従来、そうした自動変速装置として、特開平６−２０１０２７号公報に記載の変速装置が提案されている。同公報に記載の変速装置は同図１２に示すように、通常の平行軸式歯車変速装置と同様に、変速機入・出力軸２０１，２０２間に、各変速段に対応した複数のギア対２０３〜２０６を備えている。そして、スリーブ２０７，２０８の作動により、両軸２０１，２０２間のトルク伝達を行うギア対を切り替えて、変速を行っている。
【０００６】
ただし、この変速装置では、変速機入・出力軸２０１，２０２間に、各変速段に対応したギア対２０３〜２０６に加え、更にもう１つのギア対２０９が介設されている。このギア対２０９は、油圧駆動式の摩擦クラッチ２１０を介して変速機入力軸２０１に連結されており、摩擦クラッチ２１０への油圧供給の制御により、そのギア対２０９を通じて変速機入力軸２０１から変速機出力軸１０２へと伝達されるトルクを調整可能となっている。
【０００７】
そしてこの変速装置では、変速中に上記各変速段に対応したギア対２０３〜２０６のギア連結が全て開放されてニュートラル状態となったときに、摩擦クラッチ２１０を作動してギア対２０９を通じて変速機入力軸２０１から変速機出力軸２０２へとトルクを伝達することで、変速中の動力遮断を回避している。
【０００８】
例えば１速ギア対２０３から２速ギア対２０４へのギア切替を行う場合、まずスリーブ２０７を解除して１速ギア対２０３による変速機入・出力軸２０１，２０２間のギア連結を開放し、変速機をニュートラル状態とする。そしてそれと同時に、摩擦クラッチ２１０を作動させて、その摩擦板間の摩擦を通じて変速機入力軸２０１から変速機出力軸２０２へのトルク伝達を維持する。ここで油圧を増して摩擦クラッチ２１０の摩擦力を大きくしていけば、負荷が増大して内燃機関の回転速度が徐々に低下する。そして変速機入・出力軸２０１，２０２間の回転速度比が変速される２速ギア対２０４に対応する速度比まで内燃機関の回転速度が低下した時点で、スリーブ２０７を駆動して、変速機入力軸２０１に２速ギア対２０４を連結するとともに、摩擦クラッチ２１０への油圧供給を停止する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
こうした変速装置であれば、動力伝達を維持したまま変速を行うことは確かに可能ではあるが、次のような問題も無視できないものとなっている。
【００１０】
まずこの変速装置では、変速中に摩擦クラッチ２１０の摩擦板間の摩擦力を通じて多大なトルクを伝達しなければならず、そうした摩擦クラッチ２１０を作動させるためにＡ・Ｔ搭載車並みの大型の油圧ポンプが必要となる。そのため、油圧ポンプの稼働にかかる動力損失の増大は避けられず、結局はＭ・Ｔ搭載車ほどの高い燃費性能を確保することはできない。
【００１１】
またこの変速装置では、摩擦クラッチ２１０の摩擦板間の摩擦力を調整することで、両軸２０１，２０２の回転速度制御を行っているが、摩擦熱によって摩擦板の温度が上昇するにつれ、摩擦板間の摩擦係数が低下するため、そうした回転速度制御は非常に困難である。
【００１２】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動力伝達の遮断の内変速を良好に行うことのできる平行軸式歯車変速装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第２要素と前記入力軸とを一体回転可能に連結する連結機構とを更に備えるものである。
【００１４】
上記構成では、変速機入・出力軸間のトルク伝達経路として、変速機入・出力軸間に連結されたギア対を通じた第１の経路と、差動機を通じた第２の経路とが形成されており、回転電気機の運転制御により、それら両経路を伝達されるトルクの分配を調整することができる。これにより、変速中の変速機入・出力軸間のトルク伝達を第２の経路を通じて維持できる。したがって、変速機入・出力軸間の動力伝達を維持しながらも、回転電気機の運転制御を通じて、円滑に変速を行うことができる。また上記構成では、連結機構により差動機の第２要素を変速機入力軸に一体回転可能に連結することで更なる変速段を設定でき、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
請求項２に記載の発明は、変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第３要素の回転を固定する固定機構と、を更に備えるものである。
上記構成では、変速機入・出力軸間のトルク伝達経路として、変速機入・出力軸間に連結されたギア対を通じた第１の経路と、差動機を通じた第２の経路とが形成されており、回転電気機の運転制御により、それら両経路を伝達されるトルクの分配を調整することができる。これにより、変速中の変速機入・出力軸間のトルク伝達を第２の経路を通じて維持できる。したがって、変速機入・出力軸間の動力伝達を維持しながらも、回転電気機の運転制御を通じて、円滑に変速を行うことができる。また上記構成では、固定機構により差動機の第３要素の回転を固定することで更なる変速段を設定でき、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
【００１５】
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の平行軸式歯車変速装置において、前記差動機の第２要素と前記変速機出力軸との間に複数のギア対を介設するとともに、前記第２要素と前記変速機出力軸とを連結するギア対を、それら複数のギア対の中から選択可能に構成したものである。
【００１６】
上記構成では、差動機の第２要素と変速機出力軸とを連結するギア対の選択により、差動機の各要素の回転速度比を変更できるため、それら各要素の回転速度の変化範囲の拡大を抑えることができる。よって、差動機の各要素の回転速度の上限による制約を好適に回避し、変速比の設定範囲を拡大できる。
【００２１】
また請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の平行軸式歯車変速装置において、遊星ギアにより前記差動機を構成したものである。
差動機としても機能する遊星ギアを用いることで、変速機入・出力軸間の動力伝達を遮断することなく変速可能な平行軸式歯車変速装置を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜８を参照して詳細に説明する。本実施形態は、前進２段の変速を行う簡易構成の車両用の平行軸式歯車変速装置として構成されている。ここでは、この平行軸式歯車変速装置を例に本発明の動作原理を説明する。
【００２３】
図１に示すように、この変速装置では、内燃機関に接続された変速機入力軸１０と駆動輪に接続された変速機出力軸１１とを有している。変速機入・出力軸１０，１１の間には、１速ギア対１２，１３と２速ギア対１４，１５とが介設されている。１速ギア対１２，１３のギア比（＝［ギア１３の歯数］／［ギア１２の歯数］）は、２速ギア対１４，１５のギア比（＝［ギア１５の歯数］／［ギア１４の歯数］）よりも大きいギア比が設定されている。
【００２４】
変速機入力軸１０には、ドッグクラッチ（噛み合いクラッチ）１６が配設されている。ドッグクラッチ１６は、例えば油圧式アクチュエータにより駆動され、変速機入力軸１０への１速ギア１２及び２速ギア１４の連結／切離しを行っている。
【００２５】
一方、変速装置には、図２に示すような遊星ギア１７が設けられている。遊星ギア１７は、中央に設けられたサンギア１８、その周囲を囲むリングギア２０、及びそれらの間に介設されたプラネタリギア１９ａ、１９ｂを有している。プラネタリギア１９ａ、１９ｂ同士は、プラネタリキャリア１９によって互いに連結されている。サンギア１８、プラネタリキャリア１９及びリングギア２０の遊星ギア１７を構成する３要素は、同心を有して互いに相対回転可能となっている。
【００２６】
そして図１に示すように、遊星ギア１７のプラネタリキャリア１９は変速機入力軸１０に接続され、そのリングギア２０はギア対２２，２３を介して変速機出力軸１１に接続されている。更に遊星ギア１７のサンギア１８は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２１に接続されている。Ｍ／Ｇ２１は、図示しないバッテリからの電力供給により力行運転させることで、サンギア１８に回転トルクを発生する電動機として機能し、またサンギア１８の回転により回生運転させることで発電を行う発電機としても機能する回転電気機である。こうしたＭ／Ｇ２１の運転制御（トルク制御や回転速度制御など）は、図示しないインバータによる電力供給量や発電電力量の調整を通じて行われる。
【００２７】
続いて、図３〜図５を併せ参照して、この変速装置の変速動作を説明する。図３〜図５は、１速から２速への変速にかかる各段階における本変速装置の動作態様を示している。なおこれら図３〜図５では、各段階において、変速機入力軸１０から変速機出力軸１１へのトルク伝達に寄与する要素をハッチングで示すようにしている。
【００２８】
１速時には、図３（ａ）に示すように、変速機入力軸１０にはドッグクラッチ１６によって１速ギア１２が連結されている。このとき、変速機入・出力軸１０，１１間の回転速度比は、１速ギア対１２，１３のギア比に応じた回転速度比に固定される。また、ギア対２２，２３を通じて変速機出力軸１１とリングギア２０が連結されていることから、更に遊星ギア１７の各要素１８，１９，２０の回転速度比も一定に固定される。
【００２９】
そうした状態でＭ／Ｇ２１の運転を停止しておけば、すなわちＭ／Ｇ２１を力行運転も回生運転もしなければ、ギア対２２，２３は変速機出力軸１１及びリングギア２０の回転に応じて連れ回りするだけで、変速機入・出力軸１０，１１間のトルク伝達は、１速ギア対１２，１３のみを通じて行われることとなる。
【００３０】
一方、Ｍ／Ｇ２１を力行運転又は回生運転すれば、サンギア１８の回転にトルクが生じることから、図３（ｂ）に示すように、リングギア２０に接続されたギア対２２，２３を通じても、変速機入・出力軸１０，１１間のトルク伝達が行われるようになる。そしてＭ／Ｇ２１の回転トルクの調整により、１速ギア対１２，１３を通じて伝達されるトルクと、リングギア２０に連結されたギア対２２，２３を通じて伝達されるトルクとの配分率を任意に制御することができる。そして、内燃機関のトルク反力の全てをＭ／Ｇ２１で受けるようにすれば、図４（ａ）に示すように、１速ギア対１２，１３を通じたトルク伝達をほぼゼロとし、実質的に遊星ギア１７及びギア対２２，２３を通じてのみ、両軸１０，１１間のトルク伝達が行われるようにすることもできる。
【００３１】
本実施形態では、そうして１速ギア対１２，１３を通じたトルク伝達を無くし、同ギア対１２，１３が両軸１０，１１の回転に応じて単に連れ回りする状態となったところで、図４（ｂ）に示すように、ドッグクラッチ１６による変速機入力軸１０と１速ギア１２との連結を解除している。
【００３２】
こうしてドッグクラッチ１６による連結を解除すれば、Ｍ／Ｇ２１の回転速度制御によって、変速機出力軸１１の回転速度を任意に調整できるようになる。そこで、変速機入・出力軸１０，１１間の回転速度比が２速ギア対１４，１５のギア比に応じた回転速度比となるように、すなわち両軸１０，１１の回転速度を２速ギア対１４，１５に同期させるように、Ｍ／Ｇ２１の回転速度を制御する。そして、変速機入・出力軸１０，１１間の回転速度が同期した時点で、図５（ａ）に示すように、ドッグクラッチ１６により、変速機入力軸１０と２速ギア１４とを連結する。その後、Ｍ／Ｇ２１の駆動を徐々に低減し、図５（ｂ）に示すように、２速ギア対１４，１５を通じて変速機入・出力軸１０，１１間のトルク伝達が行われるようにすることで、１速から２速への変速が完了する。
【００３３】
この変速装置では、２速から１速へのダウンシフトについても、上記１速から２速へのアップシフトと同様のプロセスを通じて行うことができる。
以上のように、この変速装置では、遊星ギア１７及びギア対２２，２３を通じて内燃機関から駆動輪への動力伝達を維持したまま、変速を行える。しかも、変速時のドッグクラッチ１６によるギア係合を、変速機入・出力軸１０，１１の回転速度を完全に同期させた状態で行うことができる。そのため、ドッグクラッチ１６を低い油圧で駆動でき、比較的小型・小容量のオイルポンプでも変速装置を動作させることが可能である。
【００３４】
更に、変速機入・出力軸１０，１１の回転速度の同期を、Ｍ／Ｇ２１の回転速度制御によって行えるため、一般の変速装置において変速時のギア連結を円滑とすべく採用されているシンクロ機構が無くとも滑らかに変速を行うことができる。そしてこれにより、構成の複雑化を抑えながらも、動力遮断無く変速を行うことのできる変速装置を実現できる。
【００３５】
（第２実施形態）
続いて本発明を具体化した第２実施形態について、図を参照して詳細に説明する。本実施形態の平行軸式歯車変速装置は、第１実施形態の変速装置の変速動作原理を踏襲しつつ、前進６段、後進１段の変速を行う車両用変速装置として本発明を具体化したものである。
【００３６】
図６は、本実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。
同図６に示される内燃機関５０の出力は、機関出力軸（クランクシャフト）５１から発進クラッチ５２を介して変速機入力軸５３に伝えられ、更に変速機出力軸５４からファイナルギア５５及びディファレンシャルギア５６を介して駆動輪軸（アクスルシャフト）５７へと伝えられる。
【００３７】
発進クラッチ５２は、油圧により駆動されて、２枚の摩擦板を互いに押し付けたり、離したりすることで、機関出力軸５１と変速機入力軸５３との動力伝達を断接する。また発進クラッチ５２では、駆動油圧の制御によって摩擦板間の押し付け荷重を調整することで、両軸５１，５３間の動力伝達率を調整できるようになっている。なお、本実施形態では、発進クラッチ５２は、車両の発進時（前進発進時、後進発進時の双方）以外には、摩擦板を互いに係合した状態に保持されている。
【００３８】
一方、本実施形態の変速装置にも、図２に示したものと同様の遊星ギア５８が設けられている。そして遊星ギア５８のサンギア５８ａはＭ／Ｇ６０に、プラネタリキャリア５８ｂは変速機入力軸５３にそれぞれ接続されている。また遊星ギア５８のリングギア５８ｃは、５速ギア対６７に接続され、更にそのギア対６７を介して変速機出力軸５４に連結可能となっている。
【００３９】
また、変速機入力軸５３と変速機出力軸５４との間には、前進走行用の４つのギア対、すなわち１速ギア対６１、２速ギア対６２、３速ギア対６３及び４速ギア対６４と、後進ギア対６５とが介設されている。ちなみに、１速〜５速の各ギア対のギア比（＝［変速機出力軸５４側のギアの歯数］／［変速機入力軸５３側のギアの歯数］）は、１速ギア対６１→２速ギア対６２→３速ギア対６３→４速ギア対６４→５速ギア対６７の順に、小さいギア比が設定されている。
【００４０】
こうした変速装置の変速動作は、油圧駆動式のシフトアクチュエータＳ１〜Ｓ５によるギア列の組替えを通じて行われる。
シフトアクチュエータＳ１は、ドッグクラッチ６８を駆動して、１速ギア対６１及び２速ギア対６２のそれぞれについて、変速機入力軸５３との連結／切離しを行う。シフトアクチュエータＳ２は、ドッグクラッチ６９を駆動して、３速ギア対６３及び４速ギア対６４のそれぞれについて、変速機入力軸５３との連結／切離しを行う。
【００４１】
シフトアクチュエータＳ３は、ドッグクラッチ７０を駆動して、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとの連結／切離しを行う。ドッグクラッチ７０により変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとが連結されると、プラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃが一体回転されるようになる。このため、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの相対回転が禁止され、それら各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転するよう遊星ギア５８がロックされた状態となる。
【００４２】
シフトアクチュエータＳ４は、ドッグクラッチ７１を駆動して、変速機出力軸５４と５速ギア対６７との連結／切離しを行う。またシフトアクチュエータＳ４は、後進ギア対６５間への後進ピニオンギア６６の噛み合わせ、及びその切離しも行う。
【００４３】
更にシフトアクチュエータＳ５は、ドッグクラッチ７２を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定／固定解除を行う。Ｍ／Ｇ６０の回転軸が固定されれば、Ｍ／Ｇ６０に連結された遊星ギア５８のサンギア５８ａも固定される。
【００４４】
なお、この変速装置では、発進クラッチ５２及び各アクチュエータＳ１〜Ｓ５は、図示しない小型電動油圧ポンプにより蓄圧された油圧が供給されるようになっている。この小型電動油圧ポンプは、蓄圧された油圧が低下したときにのみ、運転される。一方、この変速装置には、変速機入力軸５３の回転により駆動される油圧ポンプ５３ａが設けられており、同ポンプ５３ａにより発生された油圧は主に遊星ギア５８の潤滑に供される。
【００４５】
図７は、この変速装置の制御系の構成を示している。この変速装置の制御は、同図７に示される電子制御装置８０によって行われる。電子制御装置８０は、変速装置の制御を行う一方、内燃機関５０の運転制御等、車両走行にかかる各種制御全般を実施する。
【００４６】
電子制御装置８０には、内燃機関５０、Ｍ／Ｇ６０及び変速機入・出力軸５３，５４の回転速度や、アクセルペダルの踏み込み量、シフトレバーの操作位置（シフト位置）、発進クラッチ５２の動作位置、車速等を検出する各種センサ類の検出信号が入力されている。電子制御装置８０は、それらの検出信号に基づき、発進クラッチ５２、各シフトアクチュエータＳ１〜Ｓ５及びＭ／Ｇ６０等を駆動制御して、変速装置の制御を行っている。
【００４７】
こうした電子制御装置による変速装置の制御は、シフト位置等に応じて、図８に示されるような態様で各シフトアクチュエータＳ１〜Ｓ５を駆動することで行われる。
【００４８】
なお、図８及び図１０において、図中の記号「→」／「←」は、そのシフトアクチュエータによって駆動されるドッグクラッチが、対応する変速装置のスケルトン図においてそのドッグクラッチの右方／左方に位置する要素を係合していることを示している。また同図表中の記号「｜」は、そのシフトアクチュエータによって駆動されるドッグクラッチが開放されていることを、すなわちそのドッグクラッチがいずれの要素も係合されていないことを示している。ただし、シフトアクチュエータＳ４、Ｓ１１については、記号「←」は、後進ギア対間に後進用ピニオンギアを連結していることを示している。
【００４９】
例えば、図８は、パーキング（Ｐ）レンジ時には、シフトアクチュエータＳ３により駆動されるドッグクラッチ７０に対して、図６においてその右方に位置する５速ギア対６７が変速機入力軸５３に連結されることを示している。またリバース（Ｒ）レンジ時には、シフトアクチュエータＳ４により駆動される後進ピニオンギア６６が、図６においてその左方に位置する後進用ギア対６５間に噛み合わされることを示している。
【００５０】
以下、図８を併せ参照して、電子制御装置８０により行われる変速制御の詳細を説明する。
＜パーキング（Ｐ）レンジ＞
シフト位置がＰレンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ３により駆動されるドッグクラッチ７０によって、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを連結した状態とし、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転するようにロックする。また図示しないパーキングロック機構により、変速機出力軸５４を固定して、駆動輪軸５７の回転をロックする。
【００５１】
＜ニュートラル（Ｎ）レンジ＞
シフト位置がＮレンジに設定されているときにも、Ｐレンジと同様に、ドッグクラッチ７０によって遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転するようにロックする。ただしＮレンジ時には、パーキングロックは解除しておき、駆動輪軸５７の回転は許容するようにしている。
【００５２】
＜リバース（Ｒ）レンジ＞
シフト位置がＲレンジに設定されると、シフトアクチュエータＳ３によってドッグクラッチ７０を駆動して、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを連結させた状態とし、遊星ギア５８の各要素が一体回転するようにロックする。これとともに、シフトアクチュエータＳ４によってドッグクラッチ７１を駆動して、後進用ギア対６５間に後進ピニオンギア６６を噛み合わせる。これにより、変速機出力軸５４は、前進走行時とは逆方向に回転されるようになる。
【００５３】
＜ドライブ（Ｄ）レンジ＞
シフト位置がドライブ（Ｄ）レンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ４により駆動されるドッグクラッチ７１によって、リングギア６７に接続されたギア対６７を変速機出力軸５４に連結する。そして電子制御装置８０は、更に次のドッグクラッチ操作によって、車速等に応じて最適な変速比が得られるように１速〜６速の間で自動変速を行う。
【００５４】
この変速装置では、１速〜４速は、ドッグクラッチ６８又は６９によって、その変速段に対応するギア対（ギア対６１〜６４のいずれか）を変速機入力軸５３に連結することで設定される。
【００５５】
一方、５速は、シフトアクチュエータＳ３により駆動されるドッグクラッチ７０により、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを固定して、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転するようロックすることで設定される。
【００５６】
更に６速は、シフトアクチュエータＳ５により駆動されるドッグクラッチ７２によって、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定し、リングギア５８ｃを固定することで設定される。この変速装置では、サンギア５８ａを固定した状態でプラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃを回転させると、プラネタリキャリア５８ｂの回転速度よりもリングギア５８ｃの回転速度が高くなるように遊星ギア５８が構成されている。このため、上記設定により、５速設定時よりも小さい変速比が得られる。
【００５７】
こうした本変速装置におけるＤレンジでの変速動作を説明する。
＜１＞ １速〜４速間の変速
１速〜４速間の変速は、第１実施形態と同様の態様で行われる。すなわち、変速が必要となった場合、まずは内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転、或いは力行運転させる。そしてＭ／Ｇ６０の回転トルクと内燃機関５０のトルク反力とを釣り合わせて、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、変速前の変速段のギア対からリングギア５８ｃに連結された５速ギア対６７に移し替える。これにより、変速前の変速段のギア対が単に連れ回りするだけの状態となった時点で、アクチュエータＳ１又はＳ２によってドッグクラッチ６８又は６９を駆動し、現状の変速段のギア対と変速機入力軸５３との連結を切り離す。
【００５８】
次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を参照しつつＭ／Ｇ６０の回転速度を制御して、変速後の変速段に応じた回転速度比となるように変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比を調整する。そしてそれらの回転速度比の調整が完了した時点で、すなわち変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期した時点で、アクチュエータＳ１又はＳ２によってドッグクラッチ６８又は６９を駆動して、変更する変速段のギア対を変速機入力軸５３に連結する。その後、Ｍ／Ｇ６０の回生運転を除減することで、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、５速ギア対６７から変更された変速段のギア対（ここで変速機入力軸５３に係合されたギア対）に移すことで、変速が完了する。
【００５９】
＜２＞ ４速、５速間の変速
４速から５速への変速は、次のように行われる。
まず、Ｍ／Ｇ６０の回生運転、或いは力行運転によって内燃機関５０のトルク反力をＭ／Ｇ６０に吸収させることで、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、４速ギア対６４から５速ギア対６７に移し替える。それが完了した時点で、アクチュエータＳ２によりドッグクラッチ６９を駆動して、変速機入力軸５３から４速ギア対６４を切り離す。
【００６０】
次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度と変速機入力軸５３の回転速度とが一致するように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を制御する。そして、それらの回転速度が一致した時点で、シフトアクチュエータＳ３によりドッグクラッチ７０を駆動して、５速ギア対６７を変速機入力軸５３と連結させる。
【００６１】
一方、５速から４速への変速は、次のように行われる。
まず、エンジン１０のトルク反力と釣り合うようにＭ／Ｇ６０のトルク制御運転を行う。すなわち、ドッグクラッチ７０による変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとの連結が切り離された状態でも、Ｍ／Ｇ６０が自力で変速機入力軸５３と同じ回転速度で回転可能なようにする。そして、そうした状態となった時点で、ドッグクラッチ７０により、５速ギア対６７を変速機入力軸５３から切り離す。
【００６２】
次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が、４速の変速比に応じた回転速度比となるようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行い、それらの回転速度が同期した時点で、ドッグクラッチ６９により４速ギア対６４を変速機入力軸５３に連結する。その後、Ｍ／Ｇ６０の回生運転、或いは力行運転を除減して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、５速ギア対６７から４速ギア対６４に移し替えることで、５速から４速への変速が完了する。
【００６３】
＜３＞ ５速、６速間の変速
５速から６速への変速は、次のように行われる。
まず、Ｍ／Ｇ６０のトルク制御により、Ｍ／Ｇ６０が自力で変速機入力軸５３と同じ回転速度で回転可能な状態となったところで、ドッグクラッチ７０により５速ギア対６７を変速機入力軸５３から切り離す。次にＭ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度をゼロとし、シフトアクチュエータＳ５によりドッグクラッチ７２を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定する。
【００６４】
以上のように、この変速装置では、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達を継続し、内燃機関５０から駆動輪への動力伝達を維持したまま変速を行うことができる。
【００６５】
なお、本平行軸式歯車変速装置を備える車両では、Ｍ／Ｇ６０を変速以外の用途にも用いられている。
Ｄレンジで変速段が１速〜５速に設定されているときには、Ｍ／Ｇ６０を力行運転することで、トルクアシストを実施して、内燃機関５０の出力により得られる以上の駆動力を得ることができる。また、Ｍ／Ｇ６０を回生運転すれば、内燃機関５０の出力の一部を利用して発電を行うことができる。また車両の減速時にＭ／Ｇ６０を回生運転すれば、減速エネルギを利用した回生発電を実施することができる。
【００６６】
またＭ／Ｇ６０は、内燃機関５０の始動のためのスタータモータとしても用いられる。内燃機関５０の始動は、次のようにして行われる。
内燃機関５０の始動は、Ｐレンジ、又はＮレンジに設定されていることを条件に行われる。Ｐレンジ、Ｎレンジでは、図１２に示したように、ドッグクラッチ７０以外のドッグクラッチ６８，６９，７１，７２は開放されており、変速機入・出力軸５３，５４は互いに切り離されている。一方、ドッグクラッチ７０によっては、変速機入力軸５３と５速ギア対６７とが係合されており、Ｍ／Ｇ６０の回転軸は、変速機入力軸５３に一体回転可能に連結されている。更に変速機入力軸５３は、発進クラッチ５２によって機関出力軸５１に連結されている。そのため、Ｍ／Ｇ６０の駆動により機関出力軸５１を回転して、内燃機関５０を始動することができる。
【００６７】
更に本実施形態では、次のようにして、車両を発進するようにしている。
Ｄレンジで車両が停車状態（車速ゼロ又は徐行走行）にあるとき、変速装置の変速段は１速に設定されており、１速ギア対６１が変速機入力軸５３に連結されるとともに、５速ギア対６７がリングギア５８ｃ及び変速機出力軸６４に連結されている。ここでは、その状態で、アクセルペダルが踏み込まれていなければ、発進クラッチ５２を開放して機関出力軸５１と変速機入力軸５３とを切り離すとともに、Ｍ／Ｇ６０を力行運転することで、所望とするクリープ力を駆動輪に発生させるようにしている。
【００６８】
アクセルペダルが踏み込まれると、内燃機関５０の出力がある程度に上昇した時点より、発進クラッチ５２の係合を開始する。そして、発進クラッチ５２に供給される駆動油圧の制御により、機関出力軸５１及び変速機入力軸５３間の動力伝達率を徐々に高めることで、車両の前進発進が可能になる。またこのときＭ／Ｇ６０を力行運転してトルクアシストをすることで、より円滑に車両を発進することができるようになる。
【００６９】
なお、Ｒレンジ設定時の後進発進についても、以上の前進発進時と同様にして行われる。
ちなみに、こうした本実施形態では、内燃機関５０の停止状態からの車両の発進及び内燃機関５０の始動を、Ｍ／Ｇ６０を利用して迅速且つ円滑に行うことができる。このため、信号待ち等の車両の一時停車時に、内燃機関５０を自動停止／自動再始動する制御、いわゆるエコラン制御を容易に実現することができるようにもなる。
【００７０】
以上説明した本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達を行うギア対の変更により変速を行う平行軸式歯車変速装置において、遊星ギア５８とＭ／Ｇ６０とを設けるようにしている。そして、遊星ギア５８のサンギア５８ａをＭ／Ｇ６０に、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結するとともに、５速ギア対６７を介してリングギア５８ｃを変速機出力軸５４に連結可能としている。このため、内燃機関５０から駆動輪への動力伝達を維持しながらも、Ｍ／Ｇ６０の駆動制御を通じて、円滑に変速を行うことができる。
【００７１】
（２）本実施形態では、変速時のギア係合を、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を同期させた状態で行っている。そのため、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を同期させるためのシンクロ機構を特に持たせずとも、ギア対の連結／切離しを円滑に行うことができる。またそのため、ドッグクラッチ１６を低い油圧で駆動でき、比較的小型・小容量のオイルポンプでも変速装置を動作させることが可能である。
【００７２】
（３）本実施形態では、ドッグクラッチ７０により変速機入力軸５３と５速ギア対６７とを係合して、遊星ギア５８のリングギア５８ｃと変速入力軸５３とを一体回転可能に連結することができる。これにより、１速〜４速間の変速中の動力伝達の維持に用いられる５速ギア対６７を、変速用のギア対として使用可能となり、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
【００７３】
（４）本実施形態では、ドッグクラッチ７２により、Ｍ／Ｇ６０の回転を係止することができる。これにより、遊星ギア５８での回転速度変換を利用して更なる変速比の設定が可能となり、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
【００７４】
（５）本実施形態では、車両走行中に、Ｍ／Ｇ６０を力行運転や回生運転させることで、トルクアシストや回生発電が実施可能であり、車両の運転効率を向上して燃費性能を高めることができる。
【００７５】
（６）本実施形態では、Ｍ／Ｇ６０による車両停車状態でのクリープ力の発生、及びＭ／Ｇ６０のトルクアシストによる発進中の動力補助が可能であり、車両の発進が円滑に行える。またそれにより、発進クラッチ５２の制御を容易としたり、その耐久性を向上したりすることもできる。
【００７６】
（７）本実施形態では、Ｍ／Ｇ６０による内燃機関５０の始動が可能であり、格別のスタータモータが不要となる。
（第３実施形態）
続いて、本発明を具体化した第３実施形態について、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７７】
本実施形態は、第２実施形態の平行軸式歯車変速装置における遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの連結対象を一部変更したものである。本実施形態では、遊星ギア５８のリングギア５８ｃが変速機入力軸５３に接続され、プラネタリキャリア５８ｂがギア対６７に接続されている。
【００７８】
本実施形態の変速装置でも、Ｄレンジの１速〜４速の変速段の設定は、第２実施形態と同様に行われる。またそれら１速〜４速間の変速も、第２実施形態と同様の態様で行われている。
【００７９】
また本実施形態においても、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックすること、及びＭ／Ｇ６０及びそれに連結されたサンギア６２の回転を係止すること、によって更なる２つの変速段の設定が可能である。なお、本実施形態では、ドッグクラッチ７０により、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結することで、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転可能にロックされる。
【００８０】
ただし、上述のようにこの遊星ギア５８は、サンギア６２の回転を係止した状態でプラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃを回転させると、プラネタリキャリア５８ｂの回転速度よりもサンギア５８ａの回転速度が高くなるように遊星ギア５８が構成されている。そのため、本実施形態では、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックしたときに得られる変速比が、Ｍ／Ｇ６０及びサンギア６２の回転を係止したときに得られる変速比よりも小さくなる。そこで、本実施形態では、シフトアクチュエータＳ５によりＭ／Ｇ６０及びサンギア６２の回転を係止することで５速の設定を行い、シフトアクチュエータＳ３により遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックすることで６速の設定を行うようにしている。
【００８１】
ちなみに、こうした本実施形態において、第２実施形態と同じ変速特性を得るには、ギア対６７のギア比を第２実施形態のものよりも小さくする必要がある。
また、こうした変速段の設定態様の違い応じて、４速〜６速間の変速態様も、次の通りに変更される。
【００８２】
＜１＞ ４速、５速間の変速
４速から５速への変速は、次のように行われる。
まず、Ｍ／Ｇ６０の回生運転、或いは力行運転により、内燃機関５０のトルク反力をＭ／Ｇ６０に吸収させて、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を４速ギア対６４からギア対６７に移し替えて、４速ギア対６４を変速機入力軸５３から切り離す。次にＭ／Ｇ６０の回転速度を徐々に減速するようにＭ／Ｇ６０の回転速度を制御して、Ｍ／Ｇ６０の回転速度がゼロとなった時点でシフトアクチュエータＳ５により、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定することで、４速から５速への変速が完了する。
【００８３】
また５速から４速への変速は、次のように行われる。
まずアクチュエータＳ５によるＭ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除した後、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が４速ギア対６４のギア比に応じた回転速度比となるようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行い、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を同期させる。そして、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期した時点で、シフトアクチュエータＳ２により、４速ギア対６４を変速機入力軸５３に連結する。その後、Ｍ／Ｇ６０の運転を除減していき、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路をギア対６７から４速ギア対６４に移し替えることで、５速から４速への変速が完了する。
【００８４】
＜２＞ ５速、６速間の変速
本実施形態における５速、６速間の変速は、第２実施形態における変速プロセスを逆に行うことによって行われる。すなわち本実施形態での５速から６速への変速は、第２実施形態での６速から５速への変速と同様のプロセスにより行われ、６速から５速への変速は、第２実施形態での５速から６速への変速と同様のプロセスにより行われる。
【００８５】
こうした本実施形態でも、第２実施形態と同様、或いはそれに準じた効果を奏することができる。
（第４実施形態）
続いて、本発明を具体化した第４実施形態について、第２実施形態及び第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８６】
図９は、本実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。
同図９に示すように、本実施形態の変速装置においても、内燃機関５０の出力は、発進クラッチ５２を介して変速機入力軸５３に伝達され、更に変速機出力軸５４からファイナルギア５５及びディファレンシャルギア５６を介して駆動輪軸（アクスルシャフト）５７へと伝えられる。また、この変速装置にも、遊星ギア５８が備えられ、そのサンギア５８ａにＭ／Ｇ６０が、そのプラネタリキャリア５８ｂに変速機入力軸５３がそれぞれ接続されている。
【００８７】
この変速装置では、変速機入・出力軸５３，５４間に、１速ギア対１００、４速ギア対１０１及び後進ギア対１０２が介設されている。また遊星ギア５８のリングギア５８ｃは、２速ギア対１０４及び５速ギア対１０５の２つのギア対を介して変速機出力軸５４と連結可能となっている。後進ギア対１０２以外のギア対のギア比は、１速ギア対１００→２速ギア対１０４→４速ギア対１０１→５速ギア対１０２の順に、小さいギア比が設定されている。
【００８８】
この変速装置においても、電子制御装置８０（図７参照）により駆動制御される油圧式のシフトアクチュエータＳ１１〜Ｓ１４によってギア列の組替えが行われるようになっている。
【００８９】
シフトアクチュエータＳ１１は、ドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１と変速機入力軸５３との連結／切離しを行う。またシフトアクチュエータＳ１１は、後進用ピニオンギア１０３を駆動して、同ギア１０３の後進ギア対１０２間への連結、及びその切離しも行う。
【００９０】
シフトアクチュエータＳ１２は、ドッグクラッチ１０７を駆動して、変速機入力軸５３と１速ギア対１００との連結／切離しを行う。また同アクチュエータＳ１２は、同クラッチ１０７の駆動により、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとの連結／切離しも行う。
【００９１】
シフトアクチュエータＳ１３は、ドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４及び５速ギア対１０５のそれぞれについて、変速機出力軸５４との連結／切離しを行う。更にシフトアクチュエータＳ１４は、ドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定、及びその解除を行う。
【００９２】
電子制御装置８０は、シフトレバーの操作位置（シフト位置）の設定、及びＤレンジ時の変速段の設定に応じて、図１０に示される態様でシフトアクチュエータＳ１１〜Ｓ１４を制御する。
【００９３】
＜パーキング（Ｐ）レンジ＞
シフト位置がＰレンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを連結し、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックする。その他のドッグクラッチ１０６，１０８，１０９については、開放した状態、すなわちいずれの要素についても係合を行わない状態としておき、変速機入・出力軸５３，５４間の動力伝達を遮断する。また図示しないパーキングロックを作動して、変速機出力軸５４の回転を係止する。ここで発進クラッチ５２により変速機入力軸５３と機関出力軸５１とを接続すれば、Ｍ／Ｇ６０の回転軸と機関出力軸５１とが一体回転するようになり、Ｍ／Ｇ６０の駆動による内燃機関５０の始動が可能となる。
【００９４】
＜ニュートラル（Ｎ）レンジ＞
シフト位置がＮレンジに設定されているときには、パーキングロックを作動させないこと以外は、Ｐレンジ時と同様の状態とされる。
【００９５】
＜リバース（Ｒ）レンジ＞
シフト位置がＲレンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ１１により、後進用ピニオンギア１０３を後進ギア対１０２に連結させる。またシフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結し、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを変速機入力軸５３と一体回転可能にロックする。
【００９６】
＜ドライブ（Ｄ）レンジ＞
シフト位置がＤレンジに設定されているときには、電子制御装置８０は、車速等の車両の運転状況に応じて、最適な変速比が得られるように、１速〜６速の間で変速段の自動変速を実施する。各変速段の設定は、以下のように行われる。
【００９７】
１速の設定は、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、１速ギア対１００を変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４を変速機出力軸５４に連結することで行われる。このときの変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、１速ギア対１００のギア比に応じた回転速度比となる。なお、このときには、上記両ギア対１００，１０４の係合により遊星ギア５８の各要素の回転速度比が固定されるため、Ｍ／Ｇ６０を力行駆動することで、駆動輪に伝達される駆動力を増強するトルクアシストの実施が可能である。またＭ／Ｇ６０を回生運転すれば、変速機入・出力軸５３，５４間に伝達されるトルクの一部を利用して発電を行うことができる。
【００９８】
２速の設定は、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４を変速機出力軸５４に連結することで行われる。これにより、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、２速ギア対１０４のギア比に応じた回転速度比となる。このとき、Ｍ／Ｇ６０の回転軸は、変速機入力軸５３に一体回転可能に固定されているため、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシスト及び発電の実施が可能である。
【００９９】
３速の設定は、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４を変速機出力軸５４に係合するとともに、シフトアクチュエータＳ１４によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸及びサンギア５８ａの回転を固定することで行われる。本実施形態では、サンギア５８ａを固定した状態でプラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃを回転させると、プラネタリキャリア５８ｂの回転速度よりもリングギア５８ｃの回転速度が高くなるように遊星ギア５８が構成されている。このため、こうした設定により、２速設定時よりも小さい変速比が得られるようになる。
【０１００】
４速の設定は、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、５速ギア対１０５を変速機出力軸５４に連結することで行われる。このときの変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、４速ギア対１０１のギア比に応じた回転速度比となる。このときにも、１速設定時と同様にして、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシスト及び発電を行うことができる。
【０１０１】
５速の設定は、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、５速ギア対１０５を変速機出力軸５４に連結することで行われる。これにより、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、５速ギア対１０５のギア比に応じた回転速度比となる。このときは、２速設定時と同様にして、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシスト及び発電の実施が可能である。
【０１０２】
６速の設定は、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、５速ギア対１０５を変速機出力軸５４に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１４によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定してサンギア５８ａの回転を係止することで行われる。本実施形態では、上述した遊星ギア５８の構成のため、こうした設定によって、５速設定時よりも小さい変速比が得られる。
【０１０３】
次にこうした本変速装置におけるＤレンジでの変速動作を説明する。
＜１＞ １速、２速間、及び４速、５速間の変速
本実施形態では、１速から２速への変速は、次のように行われる。
【０１０４】
まず内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転、或いは力行運転させることで、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、１速ギア対１００を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０４を通じた経路に移し替える。これにより、１速ギア対１００が単に連れ回りするだけの状態となった時点で、アクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、１速ギア対１００を変速機入力軸５３から切り離す。
【０１０５】
次に、変速機入力軸５３とＭ／Ｇ６０の回転速度が一致するようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行う。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致したところで、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結させる。これにより１速から２速への変速が完了する。
【０１０６】
一方、２速から１速への変速は、次の通りとなる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃと変速機入力軸５３の係合を切り離す。次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が、１速ギア対１００のギア比に応じた回転速度比となるように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を制御する。そして、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１２により１速ギア対１００を変速機入力軸５３に連結する。これにより、２速から１速への変速が完了する。
【０１０７】
なお、４速、５速間の変速については、連結／切離しの対象となるギア対が４速ギア対１０１となり、その連結／切離しを、シフトアクチュエータＳ１１によるドッグクラッチ１０６の駆動により行うこと以外は、１速、２速間の変速と同様に行われる。
【０１０８】
＜２＞ ２速、３速間、及び５速、６速間の変速
本実施形態では、２速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度がゼロとする。そしてＭ／Ｇ６０の回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、２速から３速への変速が完了する。
【０１０９】
一方、３速から２速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を上昇して、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を変速機入力軸５３の回転速度と一致させる。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致するようになった時点で、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結する。これにより、３速から２速への変速が完了する。
【０１１０】
なお、５速、６速間の変速についても、２速、３速間の変速と同様に行われる。
＜３＞ ３速、４速間の変速
本実施形態では、３速から４速への変速は、次のように行われる。
【０１１１】
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１４によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、変速入力軸５３の回転方向の逆方向にＭ／Ｇ６０を力行運転して、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比を４速ギア対１０１のギア比に応じた回転速度比とする。これにより、両軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３に連結する。
【０１１２】
その後、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に連結されるギア対を２速ギア対１０４から５速ギア対１０５に切り替える。以上により、３速から４速への変速が完了する。
【０１１３】
一方、４速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に係合されるギア対を５速ギア対１０５から２速ギア対１０４に切り替える。次に、内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転、或いは力行運転して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、４速ギア対１０１を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０５を通じた経路に移し替える。これにより４速ギア対１０１が単に連れ回りするだけとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３から切り離す。
【０１１４】
続いて、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、その回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、４速から３速への変速が完了する。
【０１１５】
以上が本実施形態の変速装置における変速動作の詳細である。
ちなみに、本実施形態でも、第２実施形態と同様に、トルクアシストや回生発電、内燃機関５０の始動等のＭ／Ｇ６０を変速以外の用途に利用することができる。また、第２実施形態と同様の車両発進制御の実施を行うこともできる。
【０１１６】
なお、上述した第２及び第３実施形態の平行軸式歯車変速装置を採用する車両では、変速比の設定範囲を広くした場合に、低変速段において、内燃機関５０の性能を十分に発揮することが困難となることがある。ここでは、第３実施形態と同様に構成された平行軸式歯車変速装置の適用された車両を例に、その理由を説明する。
【０１１７】
第３実施形態の変速装置では、Ｄレンジの１速〜４速の設定時には、Ｍ／Ｇ６０の回転速度Ｎｍｇは、次の数式に示される通りとなる。
Ｎｍｇ＝ＮＥ・γｎ／γ６
ここで、
「ＮＥ」：内燃機関５０の回転速度（＝変速機入力軸５３の回転速度）、
「γｎ」：そのとき設定されている変速段に対応したギア対（１速ギア対６１〜４速ギア対６４のいずれか）のギア比、
「γ６」：プラネタリキャリア５８ｂに連結されたギア対６７のギア比、
をそれぞれ示している。
【０１１８】
上記数式から明らかなように、Ｍ／Ｇ６０と内燃機関５０との回転速度の比（Ｎｍｇ／ＮＥ）は、そのとき設定されている変速段に対応したギア対と、ギア対６７とのギア比の差が大きくなるほど大きくなる。
【０１１９】
一方、Ｍ／Ｇ６０及び内燃機関５０には、使用可能な回転速度に上限がある。車両の加速性能を高めるには、車両の加速時に、各変速段において内燃機関５０の回転速度がその上限に達した時点で、次の変速段への変速を行うことが望ましい。
【０１２０】
ところが上記のように、低速の変速段では、内燃機関５０に対するＭ／Ｇ６０の回転速度比が大きいため、内燃機関５０の回転速度がその上限に達する前にＭ／Ｇ６０の回転速度がその上限に達してしまうことがある。特に、高車速に対応すべく、６速ギアとして用いられるギア対６７のギア比を小さく設定した場合には、そうした傾向が更に助長される。
【０１２１】
図１１は、第３実施形態の変速装置の適用例において、内燃機関５０の回転速度の上限を６０００ｒｐｍ、Ｍ／Ｇ６０の回転速度の上限を１００００ｒｐｍとしたときの、車速に対応する変速機出力軸５４の回転速度（車速に対応）に対しての内燃機関５０及びＭ／Ｇ６０の推移を示している。同図１１の例では、１速及び２速時には、内燃機関５０よりも先にＭ／Ｇ６０が回転速度の上限に達してしまっている。そのため、１速及び２速時には、使用可能な内燃機関５０の回転速度域が制限されてしまい、その性能を十分に発揮できなくなっている。
【０１２２】
その点、本実施形態の変速装置では、リングギア５８ｃと変速機出力軸５４との間にギア比の異なる２つのギア対１０４，１０５が介設されており、低速の変速段と高速の変速段とでは、リングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するギア対を切り替えている。そのため、変速比の設定範囲を広く確保しながらも、低速の変速段においてもＭ／Ｇ６０の回転速度を低く抑えて、上記問題を容易に回避することができる。
【０１２３】
以上の本実施形態によれば、上記（１）〜（７）に記載の効果と同様、或いはそれに準じた効果を奏することができる。また更に、それに加えて以下の効果を奏することができる。
【０１２４】
（８）本実施形態では、遊星ギア５８のリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するギア対を、ギア比の異なる２つのギア対１０４，１０５のうちから選択可能に構成されている。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度の変化範囲の拡大を抑えることができ、変速比の設定範囲の更なる拡大が許容されるようになる。
【０１２５】
（９）本実施形態では、２速ギア対１０４及び５速ギア対１０５の係合時のそれぞれについて、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックすること、及びＭ／Ｇ６０の回転軸を固定することで、各２速の変速段を設定することができる。これにより、より少ないギア対でより多くの変速段の設定が可能となり、変速装置の大型化を抑えつつ、変速段を増やすことができる。
【０１２６】
なお、本実施形態の変速装置では、１速及び４速の設定時に、リングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを、２速ギア対１０４で連結しても、５速ギア対１０５で連結しても、変速比は同じである。そこで、１速の設定時に、５速ギア対１０５を通じてリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結する、或いは４速の設定時に、２速ギア対１０４を通じて５速ギア対１０５を通じてリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するように、変速態様を変更することもできる。
【０１２７】
こうしてリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するギア対を変更した場合、変速比は変わらないものの、変速機入力軸５３に対するサンギア５８ａ及びＭ／Ｇ６０の回転速度比が変化し、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシストや発電の効果が変化する。
【０１２８】
例えばギア比のより小さい５速ギア対１０５を連結した場合、Ｍ／Ｇ６０はより高速で回転されることとなる。そのため、より効果的に回生発電を行うことができるようになり、ひいては車両の燃費性能を向上できる。一方、ギア比のより大きい２速ギア対１０４を連結させた場合、内燃機関５０とＭ／Ｇ６０との回転速度差がより小さくなるため、より効果的にトルクアシストを行い、車両の動力性能を向上できる。
【０１２９】
そこで、動力性能を重視する場合には、１速／４速の設定時に２速ギア対１０４を連結するようにし、燃費性能を重視する場合には（回生発電の効率を高めれば、燃費性能を向上することができる）、１速／４速の設定時に５速ギア対１０５を連結するように、状況に応じてそれらギア対１０４，１０５を使い分けるようにしても良い。そうしたギア対の選択は、例えば、運転者による車両の走行モードの設定や、車両の走行状況などに応じて行うことができる。
【０１３０】
（第５実施形態）
続いて、本発明を具体化した第５実施形態について、第４実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１３１】
本実施形態は、第４実施形態の平行軸式歯車変速装置における遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの連結対象を一部変更したもので、遊星ギア５８のリングギア５８ｃが変速機入力軸５３に接続され、プラネタリキャリア５８ｂがギア対１０４，１０５に接続されている。また遊星ギア５８のロックは、ドッグクラッチ１０７により、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結することで行われるようになっている。
【０１３２】
この変速装置では、第４実施形態と遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの歯数が同じであるため、第４実施形態での２速／５速の設定時よりも、同実施形態での３速／６速の設定時の方が、変速機入・出力軸５３，５４の減速比が大きくなる。このため、本実施形態の各変速段の設定は、第４実施形態の２速／５速の設定と３速／６速の設定とを入れ替えたものとなる。
【０１３３】
そして、こうした変速段の設定態様の違い応じて、本実施形態でのＤレンジ時の変速動作は、以下の通りとなる。
＜１＞ １速、２速間、及び４速、５速間の変速
本実施形態では、１速から２速の変速は、次の手順で行われる。
【０１３４】
まず、内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、１速ギア対１００を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０４を通じた経路に移し替える。これにより、１速ギア対１００が単に連れ回りするだけの状態となった時点で、アクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、１速ギア対１００を変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、その回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、１速から２速への変速が完了する。
【０１３５】
一方、２速から１速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が、１速ギア対１００のギア比に応じた回転速度比となるように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を制御する。そして、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１２により１速ギア対１００を変速機入力軸５３に連結する。これにより、２速から１速への変速が完了する。
【０１３６】
なお、４速、５速間の変速については、係合／切離しの対象となるギア対が４速ギア対１０１となり、その係合／切離しを、シフトアクチュエータＳ１１によるドッグクラッチ１０６の駆動により行うこと以外は、１速、２速間の変速と同様に行われる。
【０１３７】
＜２＞ ２速、３速間、及び５速、６速間の変速
本実施形態では、２速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、変速機入力軸５３とＭ／Ｇ６０の回転速度が一致するようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行う。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致したところで、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結させるることで、２速から３速への変速が完了する。
【０１３８】
一方、３速から２速への変速は、次の通りとなる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、その回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、１速から２速への変速が完了する。これにより、３速から２速への変速が完了する。
【０１３９】
なお、５速、６速間の変速についても、２速、３速間の変速と同様の態様で行われる。
＜３＞ ３速、４速間の変速
本実施形態では、３速から４速への変速は、次のように行われる。
【０１４０】
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比を４速ギア対１０１のギア比に応じた回転速度比とする。これにより、両軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して４速ギア対１０１を変速機入力軸５３に連結する。その後、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に連結されるギア対を２速ギア対１０４から５速ギア対１０５に切り替える。以上により、３速から４速への変速が完了する。
【０１４１】
一方、４速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に連結されるギア対を５速ギア対１０５から２速ギア対１０４に切り替える。次に、内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、４速ギア対１０１を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０５を通じた経路に移し替える。これにより４速ギア対１０１が単に連れ回りするだけとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３から切り離す。
【０１４２】
続いて、Ｍ／Ｇ６０の回転速度と変速機入力軸５３の回転速度とを一致させるように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御を実施する。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致したところで、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結させるることで、４速から３速への変速が完了する。
【０１４３】
こうした本実施形態は、第４実施形態と同様、或いはそれに準じた効果を奏することができる。
また本実施形態においても、第４実施形態と同様に、１速の設定時に変速機出力軸５４に連結されるギア対を５速ギア１０５としたり、４速の設定時に変速機出力軸５４に連結されるギア対を２速ギア１０４としたりするようにしても良い。また、１速／４速の設定時に変速機出力軸５４に連結されるギア対を、状況に応じて使い分けるようにしても良い。
【０１４４】
（その他の実施形態）
以上説明した各実施形態は次のように変更することもできる。
・第２〜第５実施形態では、プラネタリキャリア５８ｂ又はリングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結して遊星ギア５８の各要素をロックすること、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定すること、のそれぞれによって各変速段を設定するようにしている。そうした変速段の設定のいずれか一方又は双方を行わないようにしても良い。その場合、プラネタリキャリア５８ｂ又はリングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結する機構、或いはＭ／Ｇ６０の回転軸を固定する機構を省略することができる。
【０１４５】
・第２〜第５実施形態では、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシストや回生発電、内燃機関５０の始動などを行っているが、そうしたＭ／Ｇ６０の制御の採用の有無は任意である。また第２〜第５実施形態での車両発進時の制御の採用の有無についても任意である。
【０１４６】
・上記各実施形態では、ギア対の連結／切離しをシンクロ機構の無いドッグクラッチで行っているが、シンクロ機構を備える同期連結機構等の任意の連結機構を採用することができる。また第２〜第５実施形態では、変速機入力軸５３とプラネタリキャリア５８ｂ又はリングギア５８ｃの連結／切離し、或いはＭ／Ｇ６０の回転軸（サンギア５８ａ）の固定についてもドッグクラッチで行っているが、そうした連結機構についても任意の連結機構を採用が可能である。
【０１４７】
・上記各実施形態での各ギア対の配列の順序やその数等は任意に変更することができる。またギア対の数を変更して設定可能な変速段の数を増減することができる。
【０１４８】
・３つの要素を有して、そのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転可能なものであれば、任意の差動機を遊星ギアの替わりとして採用しても良い。
【０１４９】
・本発明の平行軸式歯車変速装置は、車両以外に用いられる変速装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【図２】同変速装置の遊星ギアの構成を示す模式図。
【図３】同変速装置についてその変速時の作動態様を示す模式図。
【図４】同変速装置についてその変速時の作動態様を示す模式図。
【図５】同変速装置についてその変速時の作動態様を示す模式図。
【図６】第２実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【図７】同変速装置の制御系の構成を示す模式図。
【図８】同実施形態のシフトアクチュエータの動作態様を示す図。
【図９】第４実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【図１０】同実施形態のシフトアクチュエータシフトの動作態様を示す図。
【図１１】第２実施形態の変速装置での内燃機関、Ｍ／Ｇ及び駆動輪の各回転速度の関係を示すグラフ。
【図１２】従来の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【符号の説明】
１０，５３…変速機入力軸、１１，５４…変速機出力軸、１２，１３…１速ギア対、１４，１５…２速ギア対、１６，６８〜７２，１０６〜１０９…ドッグクラッチ、Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ１１〜Ｓ１４…シフトアクチュエータ、１７，５８…遊星ギア（差動機）、１８，５８ａ…サンギア、１９，５８ｂ…プラネタリキャリア、２０，５８ｃ…リングギア、２１，６０…モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ：回転電気機）、５２…発進クラッチ、５３ａ…潤滑ポンプ、６１〜６５，６７，１００〜１０２，１０４，１０５…ギア対、６６，１０３…後進ピニオン、８０…電子制御装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a parallel shaft gear transmission.
[0002]
[Prior art]
As an automatic transmission used in a vehicle, an automatic transmission (A · T) that uses both a torque converter and a planetary gear transmission mechanism is widely used. In vehicles equipped with such ATs, the power transmission efficiency of the torque converter is not so high, so fuel efficiency performance is higher than in manual transmissions (MT) equipped with parallel shaft gear transmissions. Lower.
[0003]
On the other hand, in the parallel shaft type gear transmission, the clutch must be opened at the time of shifting to cut off the power transmission from the internal combustion engine to the transmission, and the power performance of the automobile is greatly reduced at every shifting.
[0004]
Therefore, there is a demand for an automatic transmission capable of shifting without interrupting power transmission from the internal combustion engine to the drive wheels while using a parallel shaft gear transmission that can easily ensure fuel efficiency.
[0005]
Conventionally, as such an automatic transmission, a transmission described in JP-A-6-201027 has been proposed. As shown in FIG. 12, the transmission described in the publication has a plurality of gear pairs corresponding to each gear position between the transmission input / output shafts 201 and 202, as in the case of a normal parallel shaft gear transmission. 203-206. Then, the operation of the sleeves 207 and 208 switches the gear pair for transmitting torque between the two shafts 201 and 202 to change the speed.
[0006]
However, in this transmission, another gear pair 209 is interposed between the transmission input / output shafts 201 and 202 in addition to the gear pairs 203 to 206 corresponding to the respective shift stages. The gear pair 209 is connected to the transmission input shaft 201 via a hydraulically driven friction clutch 210, and shifts from the transmission input shaft 201 through the gear pair 209 by controlling the hydraulic pressure supply to the friction clutch 210. The torque transmitted to the machine output shaft 102 can be adjusted.
[0007]
In this speed change device, when all gear connections of the gear pairs 203 to 206 corresponding to the respective speed stages are released during the speed change and the neutral state is established, the friction clutch 210 is operated and the speed change is made through the gear pair 209. By transmitting torque from the input shaft 201 to the transmission output shaft 202, power interruption during shifting is avoided.
[0008]
For example, when switching the gear from the first gear pair 203 to the second gear pair 204, first the sleeve 207 is released to release the gear connection between the transmission input / output shafts 201 and 202 by the first gear pair 203, Set the transmission to neutral. At the same time, the friction clutch 210 is operated to maintain torque transmission from the transmission input shaft 201 to the transmission output shaft 202 through the friction between the friction plates. If the hydraulic pressure is increased to increase the frictional force of the friction clutch 210, the load increases and the rotational speed of the internal combustion engine gradually decreases. When the rotational speed of the internal combustion engine decreases to the speed ratio corresponding to the second gear pair 204 to which the rotational speed ratio between the transmission input / output shafts 201 and 202 is changed, the sleeve 207 is driven to The second speed gear pair 204 is connected to the input shaft 201 and the hydraulic pressure supply to the friction clutch 210 is stopped.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
With such a transmission, it is certainly possible to perform a shift while maintaining power transmission, but the following problems cannot be ignored.
[0010]
First, in this transmission, a large amount of torque must be transmitted through the frictional force between the friction plates of the friction clutch 210 during the shift, and a large hydraulic pressure similar to that of an AT-equipped vehicle is required to operate the friction clutch 210. A pump is required. For this reason, an increase in power loss due to the operation of the hydraulic pump is unavoidable, and in the end, it is not possible to ensure a fuel efficiency as high as that of a vehicle equipped with MT.
[0011]
In this transmission, the rotational speed of both shafts 201 and 202 is controlled by adjusting the frictional force between the friction plates of the friction clutch 210. However, as the temperature of the friction plates rises due to frictional heat, Such a rotational speed control is very difficult because the friction coefficient between the plates decreases.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a parallel-shaft gear transmission that can satisfactorily perform an internal shift for interrupting power transmission.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above object and its operational effects are described.
  The invention according to claim 1 is a parallel shaft transmission that performs a shift by switching a gear pair that connects a transmission input shaft and a transmission output shaft, and includes a first element, a second element, and a third element. For the three elements, a differential is provided that differentially rotates the remaining elements in accordance with the rotational speed difference between the two elements, and the first element of the differential is coupled to the transmission input shaft, A rotary electric machine that connects the second element of the differential to the transmission output shaft and is connected to the third element of the differentialAnd a coupling mechanism for coupling the second element of the differential and the input shaft so as to be integrally rotatable.Is further provided.
[0014]
  In the above configuration, as a torque transmission path between the transmission input / output shafts, a first path through the gear pair connected between the transmission input / output shafts and a second path through the differential are formed. The distribution of torque transmitted through these two paths can be adjusted by the operation control of the rotating electric machine. As a result, torque transmission between the transmission input / output shafts during transmission can be maintained through the second path. Therefore, it is possible to smoothly shift gears through operation control of the rotating electric machine while maintaining power transmission between the transmission input / output shafts.In the above-described configuration, the second element of the differential gear is connected to the transmission input shaft by the coupling mechanism so as to be integrally rotatable, so that the number of gear stages that can be set is increased without adding a gear pair. be able to.
The invention according to claim 2 is a parallel shaft transmission that performs a shift by switching a gear pair that connects a transmission input shaft and a transmission output shaft, and includes a first element, a second element, and a third element. For the three elements, a differential is provided that differentially rotates the remaining elements in accordance with the rotational speed difference between the two elements, and the first element of the differential is coupled to the transmission input shaft, Connecting the second element of the differential to the transmission output shaft, a rotating electric machine connected to the third element of the differential, and a fixing mechanism for fixing the rotation of the third element of the differential; Is further provided.
In the above configuration, as a torque transmission path between the transmission input / output shafts, a first path through the gear pair connected between the transmission input / output shafts and a second path through the differential are formed. The distribution of torque transmitted through these two paths can be adjusted by the operation control of the rotating electric machine. As a result, torque transmission between the transmission input / output shafts during transmission can be maintained through the second path. Therefore, it is possible to smoothly shift gears through operation control of the rotating electric machine while maintaining power transmission between the transmission input / output shafts. Further, in the above configuration, a further shift stage can be set by fixing the rotation of the third element of the differential with the fixing mechanism, and the settable shift stages can be increased without adding a gear pair.
[0015]
  And claims3The invention described in claim 1Or 2In the parallel shaft type gear transmission according to claim 1, a plurality of gear pairs are interposed between the second element of the differential and the transmission output shaft, and the second element and the transmission output shaft are provided. The gear pair to be connected is configured to be selectable from the plurality of gear pairs.
[0016]
In the above configuration, since the rotation speed ratio of each element of the differential can be changed by selecting the gear pair connecting the second element of the differential and the transmission output shaft, the range of change of the rotation speed of each of the elements is expanded. Can be suppressed. Therefore, it is possible to preferably avoid the restriction due to the upper limit of the rotational speed of each element of the differential and to enlarge the setting range of the gear ratio.
[0021]
  And claims4The invention described in claim 13In the parallel-shaft gear transmission according to any one of the above, the differential is configured by a planetary gear.
  By using a planetary gear that also functions as a differential, it is possible to realize a parallel-shaft gear transmission that can shift without interrupting power transmission between the input and output shafts of the transmission.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The present embodiment is configured as a parallel-shaft gear transmission for a vehicle with a simple configuration that performs two forward speeds. Here, the operation principle of the present invention will be described using this parallel shaft gear transmission as an example.
[0023]
As shown in FIG. 1, the transmission includes a transmission input shaft 10 connected to an internal combustion engine and a transmission output shaft 11 connected to drive wheels. A first-speed gear pair 12, 13 and a second-speed gear pair 14, 15 are interposed between the transmission input / output shafts 10, 11. The gear ratio of the first speed gear pair 12, 13 (= [number of teeth of the gear 13] / [number of teeth of the gear 12]) is the gear ratio of the second speed gear pair 14, 15 (= [number of teeth of the gear 15] / A gear ratio larger than [the number of teeth of the gear 14]) is set.
[0024]
A dog clutch (meshing clutch) 16 is disposed on the transmission input shaft 10. The dog clutch 16 is driven by, for example, a hydraulic actuator, and connects / disconnects the first speed gear 12 and the second speed gear 14 to / from the transmission input shaft 10.
[0025]
On the other hand, the transmission is provided with a planetary gear 17 as shown in FIG. The planetary gear 17 has a sun gear 18 provided in the center, a ring gear 20 surrounding the periphery thereof, and planetary gears 19a and 19b interposed therebetween. The planetary gears 19 a and 19 b are connected to each other by a planetary carrier 19. The three elements constituting the planetary gear 17 of the sun gear 18, the planetary carrier 19, and the ring gear 20 are concentric and can rotate relative to each other.
[0026]
As shown in FIG. 1, the planetary carrier 19 of the planetary gear 17 is connected to the transmission input shaft 10, and the ring gear 20 is connected to the transmission output shaft 11 via gear pairs 22 and 23. Further, the sun gear 18 of the planetary gear 17 is connected to a motor / generator (M / G) 21. The M / G 21 functions as an electric motor that generates a rotational torque in the sun gear 18 by performing a power running operation by supplying power from a battery (not shown), and also serves as a generator that generates electric power by performing a regenerative operation by rotation of the sun gear 18. It is a rotating electric machine that functions. Such M / G 21 operation control (torque control, rotational speed control, etc.) is performed through adjustment of the power supply amount and the generated power amount by an inverter (not shown).
[0027]
Next, the speed change operation of the transmission will be described with reference to FIGS. 3 to 5 show the operation modes of the present speed change device at each stage related to the shift from the first speed to the second speed. 3 to 5, in each stage, elements contributing to torque transmission from the transmission input shaft 10 to the transmission output shaft 11 are indicated by hatching.
[0028]
At the first speed, a first speed gear 12 is connected to the transmission input shaft 10 by a dog clutch 16 as shown in FIG. At this time, the rotational speed ratio between the transmission input / output shafts 10 and 11 is fixed to the rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the first gear pair 12 and 13. Further, since the transmission output shaft 11 and the ring gear 20 are connected through the gear pairs 22 and 23, the rotational speed ratio of the elements 18, 19, and 20 of the planetary gear 17 is further fixed at a constant value.
[0029]
If the operation of the M / G 21 is stopped in such a state, that is, if the M / G 21 is neither in the power running operation nor in the regenerative operation, the gear pair 22, 23 is moved according to the rotation of the transmission output shaft 11 and the ring gear 20. By only turning, torque transmission between the transmission input / output shafts 10 and 11 is performed only through the first-speed gear pairs 12 and 13.
[0030]
On the other hand, if the M / G 21 is in a power running operation or a regenerative operation, torque is generated in the rotation of the sun gear 18, and as shown in FIG. 3 (b), through the gear pairs 22 and 23 connected to the ring gear 20, Torque is transmitted between the transmission input / output shafts 10 and 11. Then, by adjusting the rotational torque of the M / G 21, the distribution ratio between the torque transmitted through the first gear pair 12 and 13 and the torque transmitted through the gear pair 22 and 23 connected to the ring gear 20 is arbitrarily controlled. can do. If all the torque reaction force of the internal combustion engine is received by the M / G 21, as shown in FIG. 4 (a), the torque transmission through the first gear pairs 12, 13 is substantially zero, and substantially It is also possible to transmit torque between the shafts 10 and 11 only through the planetary gear 17 and the gear pairs 22 and 23.
[0031]
In the present embodiment, torque transmission through the first-speed gear pair 12 and 13 is thus eliminated, and the gear pair 12 and 13 are simply rotated in accordance with the rotation of both shafts 10 and 11. As shown in FIG. 4B, the connection between the transmission input shaft 10 and the first speed gear 12 by the dog clutch 16 is released.
[0032]
If the connection by the dog clutch 16 is released in this way, the rotational speed of the transmission output shaft 11 can be arbitrarily adjusted by the rotational speed control of the M / G 21. Therefore, the rotational speed ratio between the transmission input / output shafts 10 and 11 is the rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the second gear pair 14 and 15, that is, the rotational speeds of both shafts 10 and 11 are set to the second speed. The rotational speed of the M / G 21 is controlled so as to synchronize with the gear pairs 14 and 15. When the rotational speed between the transmission input / output shafts 10 and 11 is synchronized, the transmission input shaft 10 and the second gear 14 are connected by the dog clutch 16 as shown in FIG. . Thereafter, the drive of the M / G 21 is gradually reduced so that torque is transmitted between the transmission input / output shafts 10 and 11 through the second gear pairs 14 and 15 as shown in FIG. Thus, the shift from the first speed to the second speed is completed.
[0033]
In this transmission, the downshift from the second speed to the first speed can be performed through the same process as the upshift from the first speed to the second speed.
As described above, this transmission can perform a shift while maintaining the power transmission from the internal combustion engine to the drive wheels through the planetary gear 17 and the gear pairs 22 and 23. Moreover, the gear engagement by the dog clutch 16 at the time of shifting can be performed in a state where the rotational speeds of the transmission input / output shafts 10 and 11 are completely synchronized. Therefore, the dog clutch 16 can be driven with low hydraulic pressure, and the transmission can be operated even with a relatively small and small capacity oil pump.
[0034]
Further, since the rotational speeds of the transmission input / output shafts 10 and 11 can be synchronized by controlling the rotational speed of the M / G 21, a synchronization mechanism that is employed in a general transmission to smooth the gear connection during shifting. Even if there is no gear, the gear can be shifted smoothly. As a result, it is possible to realize a transmission that can perform a shift without power interruption while suppressing the complexity of the configuration.
[0035]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The parallel-shaft gear transmission according to the present embodiment embodies the present invention as a vehicle transmission that shifts six forward speeds and one reverse speed while following the principle of the speed change operation of the transmission according to the first embodiment. Is.
[0036]
FIG. 6 is a skeleton diagram showing the overall structure of the parallel shaft gear transmission of this embodiment.
The output of the internal combustion engine 50 shown in FIG. 6 is transmitted from the engine output shaft (crankshaft) 51 to the transmission input shaft 53 via the starting clutch 52, and further from the transmission output shaft 54 to the final gear 55 and the differential gear. 56 is transmitted to a drive wheel shaft (axle shaft) 57.
[0037]
The start clutch 52 is driven by hydraulic pressure to connect and disconnect the power transmission between the engine output shaft 51 and the transmission input shaft 53 by pressing and releasing the two friction plates from each other. In the starting clutch 52, the power transmission rate between the shafts 51 and 53 can be adjusted by adjusting the pressing load between the friction plates by controlling the drive hydraulic pressure. In this embodiment, the starting clutch 52 is held in a state in which the friction plates are engaged with each other except when the vehicle starts (both forward starting and reverse starting).
[0038]
On the other hand, the planetary gear 58 similar to that shown in FIG. 2 is also provided in the transmission of this embodiment. The sun gear 58a of the planetary gear 58 is connected to the M / G 60, and the planetary carrier 58b is connected to the transmission input shaft 53. The ring gear 58 c of the planetary gear 58 is connected to the fifth speed gear pair 67 and can be connected to the transmission output shaft 54 via the gear pair 67.
[0039]
Further, between the transmission input shaft 53 and the transmission output shaft 54, four gear pairs for forward traveling, that is, a first speed gear pair 61, a second speed gear pair 62, a third speed gear pair 63 and a fourth speed gear. A pair 64 and a reverse gear pair 65 are interposed. By the way, the gear ratio (= [number of gear teeth on the transmission output shaft 54 side] / [number of gear teeth on the transmission input shaft 53 side]) of each gear pair of 1st to 5th gears is as follows. A small gear ratio is set in the order of 61 → second gear pair 62 → third gear pair 63 → fourth gear pair 64 → fifth gear pair 67.
[0040]
The speed change operation of such a transmission is performed through rearrangement of gear trains by hydraulically driven shift actuators S1 to S5.
The shift actuator S1 drives the dog clutch 68 to connect / disconnect each of the first speed gear pair 61 and the second speed gear pair 62 with the transmission input shaft 53. The shift actuator S2 drives the dog clutch 69 to connect / disconnect each of the third speed gear pair 63 and the fourth speed gear pair 64 with the transmission input shaft 53.
[0041]
The shift actuator S3 drives the dog clutch 70 to connect / disconnect the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c. When the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c are connected by the dog clutch 70, the planetary carrier 58b and the ring gear 58c are integrally rotated. For this reason, relative rotation of the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 is prohibited, and the planetary gear 58 is locked so that the elements 58a to 58c rotate integrally.
[0042]
The shift actuator S4 drives the dog clutch 71 to connect / disconnect the transmission output shaft 54 and the fifth speed gear pair 67. The shift actuator S4 also engages and disengages the reverse pinion gear 66 between the reverse gear pair 65.
[0043]
Further, the shift actuator S5 drives the dog clutch 72 to fix / unfix the rotation shaft of the M / G 60. If the rotation shaft of the M / G 60 is fixed, the sun gear 58a of the planetary gear 58 connected to the M / G 60 is also fixed.
[0044]
In this transmission, the starting clutch 52 and the actuators S1 to S5 are supplied with hydraulic pressure accumulated by a small electric hydraulic pump (not shown). This small electric hydraulic pump is operated only when the accumulated hydraulic pressure is lowered. On the other hand, the transmission is provided with a hydraulic pump 53a driven by the rotation of the transmission input shaft 53, and the hydraulic pressure generated by the pump 53a is mainly used for lubricating the planetary gear 58.
[0045]
FIG. 7 shows the configuration of the control system of this transmission. The transmission is controlled by an electronic control unit 80 shown in FIG. The electronic control device 80 controls the transmission, and performs various controls related to vehicle travel, such as operation control of the internal combustion engine 50.
[0046]
The electronic control unit 80 includes the rotational speed of the internal combustion engine 50, M / G 60 and transmission input / output shafts 53, 54, the amount of depression of the accelerator pedal, the shift lever operating position (shift position), and the operation of the start clutch 52. Detection signals of various sensors for detecting position, vehicle speed, and the like are input. The electronic control unit 80 controls the transmission by drivingly controlling the starting clutch 52, the shift actuators S1 to S5, the M / G 60, and the like based on these detection signals.
[0047]
Such transmission control by the electronic control device is performed by driving the shift actuators S1 to S5 in a manner as shown in FIG. 8 according to the shift position and the like.
[0048]
8 and 10, the symbols “→” / “←” in the drawings indicate that the dog clutch driven by the shift actuator corresponds to the right / left side of the dog clutch in the skeleton diagram of the corresponding transmission. It shows that the element located at is engaged. The symbol “|” in the table indicates that the dog clutch driven by the shift actuator is opened, that is, the dog clutch is not engaged with any element. However, for the shift actuators S4 and S11, the symbol “←” indicates that a reverse pinion gear is connected between the reverse gear pair.
[0049]
For example, in FIG. 8, in the parking (P) range, a fifth gear pair 67 located on the right side in FIG. 6 is connected to the transmission input shaft 53 with respect to the dog clutch 70 driven by the shift actuator S3. Which indicates that. In the reverse (R) range, the reverse pinion gear 66 driven by the shift actuator S4 is engaged with the reverse gear pair 65 located on the left side in FIG.
[0050]
The details of the shift control performed by the electronic control unit 80 will be described below with reference to FIG.
<Parking (P) range>
When the shift position is set to the P range, the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c are connected by the dog clutch 70 driven by the shift actuator S3, and the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 are connected. Lock to rotate together. Further, a transmission output shaft 54 is fixed by a parking lock mechanism (not shown), and the rotation of the drive wheel shaft 57 is locked.
[0051]
<Neutral (N) range>
Even when the shift position is set to the N range, similarly to the P range, the dog clutch 70 locks the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 so as to integrally rotate. However, in the N range, the parking lock is released, and the rotation of the drive wheel shaft 57 is allowed.
[0052]
<Reverse (R) range>
When the shift position is set to the R range, the dog clutch 70 is driven by the shift actuator S3 to connect the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c, and the elements of the planetary gear 58 rotate integrally. To lock. At the same time, the dog clutch 71 is driven by the shift actuator S4 to mesh the reverse pinion gear 66 between the reverse gear pair 65. As a result, the transmission output shaft 54 is rotated in the direction opposite to that during forward travel.
[0053]
<Drive (D) range>
When the shift position is set to the drive (D) range, the dog pair 71 driven by the shift actuator S4 connects the gear pair 67 connected to the ring gear 67 to the transmission output shaft 54. The electronic control unit 80 further performs automatic gear shifting between the first gear to the sixth gear so that the optimum gear ratio can be obtained according to the vehicle speed and the like by the next dog clutch operation.
[0054]
In this transmission, the first to fourth gears are set by connecting a gear pair (any one of the gear pairs 61 to 64) corresponding to the gear stage to the transmission input shaft 53 by the dog clutch 68 or 69. The
[0055]
On the other hand, in the fifth gear, the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c are fixed by the dog clutch 70 driven by the shift actuator S3, and the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 are locked to rotate integrally. Set by.
[0056]
Further, the sixth speed is set by fixing the rotation shaft of the M / G 60 and fixing the ring gear 58c by the dog clutch 72 driven by the shift actuator S5. In this transmission, the planetary gear 58 is configured such that when the planetary carrier 58b and the ring gear 58c are rotated with the sun gear 58a fixed, the rotational speed of the ring gear 58c is higher than the rotational speed of the planetary carrier 58b. Yes. For this reason, a gear ratio smaller than that at the time of setting the fifth speed can be obtained by the above setting.
[0057]
The speed change operation in the D range in this speed change apparatus will be described.
<1> Shift between 1st and 4th gear
The shift between the first speed to the fourth speed is performed in the same manner as in the first embodiment. That is, when shifting is necessary, first, the M / G 60 is regeneratively operated or power running so as to absorb the torque reaction force of the internal combustion engine 50. Then, by balancing the rotational torque of the M / G 60 and the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53, 54 is transferred from the gear pair of the gear stage before the shift to the ring gear 58c. Transfer to connected 5-speed gear pair 67. As a result, when the gear pair at the gear stage before the shift is simply rotated, the dog clutch 68 or 69 is driven by the actuator S1 or S2, and the gear pair at the current gear stage and the transmission input are transmitted. The connection with the shaft 53 is disconnected.
[0058]
Next, the rotational speed of the M / G 60 is controlled while referring to the rotational speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54, and the transmission input / output is controlled so that the rotational speed ratio is in accordance with the gear position after the shift. The rotation speed ratio of the shafts 53 and 54 is adjusted. When the adjustment of the rotation speed ratio is completed, that is, when the rotation speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54 are synchronized, the dog clutch 68 or 69 is driven by the actuator S1 or S2 and changed. The gear pair of the gear stage is connected to the transmission input shaft 53. Thereafter, by reducing the regenerative operation of the M / G 60, the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53 and 54 is changed from the fifth gear pair 67 to the gear pair (where the transmission Shift to the gear pair engaged with the input shaft 53 is completed.
[0059]
<2> Shift between 4th and 5th gear
The shift from the fourth speed to the fifth speed is performed as follows.
First, the torque reaction path between the transmission input / output shafts 53 and 54 is changed to a four-speed gear pair by causing the M / G 60 to absorb the torque reaction force of the internal combustion engine 50 by the regenerative operation of the M / G 60 or the power running operation. Move from 64 to 5th gear pair 67. When this is completed, the dog clutch 69 is driven by the actuator S2, and the fourth speed gear pair 64 is disconnected from the transmission input shaft 53.
[0060]
Next, the rotational speed of the M / G 60 is controlled so that the rotational speed of the M / G 60 and the rotational speed of the transmission input shaft 53 coincide. When the rotation speeds coincide with each other, the dog clutch 70 is driven by the shift actuator S3 to connect the fifth speed gear pair 67 to the transmission input shaft 53.
[0061]
On the other hand, the shift from the fifth speed to the fourth speed is performed as follows.
First, the torque control operation of the M / G 60 is performed so as to balance the torque reaction force of the engine 10. That is, even when the transmission input shaft 53 and the ring gear 58 c are disconnected by the dog clutch 70, the M / G 60 can rotate at the same rotational speed as the transmission input shaft 53 by itself. When such a state is reached, the fifth gear pair 67 is disconnected from the transmission input shaft 53 by the dog clutch 70.
[0062]
Next, the rotational speed control of the M / G 60 is performed so that the rotational speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 becomes the rotational speed ratio corresponding to the speed ratio of the fourth speed, and the rotational speeds are synchronized. At this point, the fourth speed gear pair 64 is connected to the transmission input shaft 53 by the dog clutch 69. Thereafter, the regenerative operation or power running operation of the M / G 60 is reduced, and the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53 and 54 is changed from the fifth speed gear pair 67 to the fourth speed gear pair 64. The shift from the fifth speed to the fourth speed is completed.
[0063]
<3> Shift between 5th and 6th gear
The shift from the fifth speed to the sixth speed is performed as follows.
First, when the M / G 60 is able to rotate at the same rotational speed as the transmission input shaft 53 by the torque control of the M / G 60, the fifth speed gear pair 67 is moved by the dog clutch 70 to the transmission input shaft 53. Disconnect from. Next, by controlling the rotational speed of the M / G 60, the rotational speed of the M / G 60 is set to zero, the dog clutch 72 is driven by the shift actuator S5, and the rotational shaft of the M / G 60 is fixed.
[0064]
As described above, in this transmission, torque transmission between the transmission input / output shafts 53 and 54 can be continued, and gear shifting can be performed while maintaining power transmission from the internal combustion engine 50 to the drive wheels.
[0065]
In a vehicle equipped with the present parallel shaft gear transmission, the M / G 60 is also used for purposes other than shifting.
When the gear position is set to the 1st to 5th gears in the D range, the M / G 60 is operated in a power manner to perform torque assist and obtain a driving force greater than that obtained by the output of the internal combustion engine 50. Can do. Further, if the M / G 60 is regeneratively operated, power can be generated using a part of the output of the internal combustion engine 50. Further, if the M / G 60 is regeneratively operated when the vehicle is decelerated, regenerative power generation using deceleration energy can be performed.
[0066]
The M / G 60 is also used as a starter motor for starting the internal combustion engine 50. The internal combustion engine 50 is started as follows.
The internal combustion engine 50 is started on the condition that the P range or the N range is set. In the P range and the N range, as shown in FIG. 12, the dog clutches 68, 69, 71, 72 other than the dog clutch 70 are opened, and the transmission input / output shafts 53, 54 are separated from each other. . On the other hand, depending on the dog clutch 70, the transmission input shaft 53 and the fifth gear pair 67 are engaged, and the rotation shaft of the M / G 60 is connected to the transmission input shaft 53 so as to be integrally rotatable. Further, the transmission input shaft 53 is connected to the engine output shaft 51 by a start clutch 52. Therefore, the internal combustion engine 50 can be started by rotating the engine output shaft 51 by driving the M / G 60.
[0067]
Furthermore, in this embodiment, the vehicle is started as follows.
When the vehicle is in a stopped state (vehicle speed zero or slow running) in the D range, the gear position of the transmission is set to the first speed, the first speed gear pair 61 is connected to the transmission input shaft 53, and 5 A speed gear pair 67 is connected to the ring gear 58 c and the transmission output shaft 64. Here, in this state, if the accelerator pedal is not depressed, the starting clutch 52 is released, the engine output shaft 51 and the transmission input shaft 53 are disconnected, and the M / G 60 is power-running to obtain a desired value. The creeping force is generated on the drive wheels.
[0068]
When the accelerator pedal is depressed, the start clutch 52 starts to be engaged from the time when the output of the internal combustion engine 50 rises to some extent. The vehicle can be started forward by gradually increasing the power transmission rate between the engine output shaft 51 and the transmission input shaft 53 by controlling the drive hydraulic pressure supplied to the start clutch 52. At this time, the vehicle can be started more smoothly by power running the M / G 60 and performing torque assist.
[0069]
The backward start at the time of setting the R range is performed in the same manner as the above forward start.
Incidentally, in this embodiment, it is possible to start the vehicle from the stopped state of the internal combustion engine 50 and start the internal combustion engine 50 quickly and smoothly using the M / G 60. For this reason, when the vehicle is temporarily stopped, such as when waiting for a signal, control for automatically stopping / restarting the internal combustion engine 50, so-called eco-run control, can be easily realized.
[0070]
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the planetary gear 58 and the M / G 60 are provided in a parallel shaft type gear transmission that performs a shift by changing a gear pair that transmits torque between the transmission input / output shafts 53 and 54. I have to. The sun gear 58a of the planetary gear 58 is connected to the M / G 60, the planetary carrier 58b is connected to the transmission input shaft 53, and the ring gear 58c can be connected to the transmission output shaft 54 via the fifth gear pair 67. . Therefore, it is possible to smoothly shift gears through the drive control of the M / G 60 while maintaining the power transmission from the internal combustion engine 50 to the drive wheels.
[0071]
(2) In the present embodiment, gear engagement at the time of shifting is performed in a state where the rotation speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54 are synchronized by the rotation speed control of the M / G 60. Therefore, it is possible to smoothly connect / disconnect the gear pair without having a synchronization mechanism for synchronizing the rotational speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54. For this reason, the dog clutch 16 can be driven with low hydraulic pressure, and the transmission can be operated even with a relatively small and small capacity oil pump.
[0072]
(3) In this embodiment, the transmission input shaft 53 and the fifth gear pair 67 are engaged by the dog clutch 70, and the ring gear 58c of the planetary gear 58 and the transmission input shaft 53 are coupled so as to be integrally rotatable. be able to. As a result, the 5-speed gear pair 67 used for maintaining the power transmission during the shift between the first speed to the fourth speed can be used as a gear pair for shifting, and a shift stage that can be set without adding a gear pair. Can be increased.
[0073]
(4) In this embodiment, the rotation of the M / G 60 can be locked by the dog clutch 72. As a result, it is possible to set a further gear ratio by using the rotational speed conversion in the planetary gear 58, and it is possible to increase the settable gear stages without adding a gear pair.
[0074]
(5) In this embodiment, torque assist and regenerative power generation can be performed by causing the M / G 60 to perform power running operation and regenerative operation while the vehicle is running, thereby improving the driving efficiency of the vehicle and improving fuel efficiency. Can do.
[0075]
(6) In the present embodiment, it is possible to generate a creep force when the vehicle is stopped by the M / G 60 and to assist the power during the start by the torque assist of the M / G 60, so that the vehicle can be started smoothly. Thereby, the control of the starting clutch 52 can be facilitated and the durability thereof can be improved.
[0076]
(7) In the present embodiment, the internal combustion engine 50 can be started by the M / G 60, and a special starter motor is not required.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the second embodiment.
[0077]
In the present embodiment, the connection targets of the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 in the parallel shaft gear transmission of the second embodiment are partially changed. In the present embodiment, the ring gear 58 c of the planetary gear 58 is connected to the transmission input shaft 53, and the planetary carrier 58 b is connected to the gear pair 67.
[0078]
Also in the transmission of this embodiment, the setting of the 1st to 4th gears in the D range is performed in the same manner as in the second embodiment. Further, the shift between the first speed to the fourth speed is performed in the same manner as in the second embodiment.
[0079]
Also in this embodiment, two elements of the planetary gear 58 are further shifted by locking the elements 58a to 58c so as to be integrally rotatable, and by locking the rotation of the M / G 60 and the sun gear 62 connected thereto. Stage setting is possible. In this embodiment, the planetary carrier 58b is connected to the transmission input shaft 53 by the dog clutch 70, so that the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 are locked so as to be integrally rotatable.
[0080]
However, as described above, when the planetary carrier 58b and the ring gear 58c are rotated while the rotation of the sun gear 62 is locked, the planetary gear 58 has a higher rotational speed of the sun gear 58a than the rotational speed of the planetary carrier 58b. Thus, the planetary gear 58 is configured. Therefore, in the present embodiment, the speed ratio obtained when the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 are locked so as to be integrally rotatable is based on the speed ratio obtained when the rotation of the M / G 60 and the sun gear 62 is locked. Becomes smaller. Therefore, in this embodiment, the fifth speed is set by locking the rotation of the M / G 60 and the sun gear 62 by the shift actuator S5, and the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 can be integrally rotated by the shift actuator S3. The 6th speed is set by locking.
[0081]
Incidentally, in this embodiment, in order to obtain the same speed change characteristic as that of the second embodiment, it is necessary to make the gear ratio of the gear pair 67 smaller than that of the second embodiment.
Further, the speed change mode between the fourth speed and the sixth speed is also changed as follows according to the difference in the setting mode of the gears.
[0082]
<1> Shift between 4th and 5th speed
The shift from the fourth speed to the fifth speed is performed as follows.
First, the torque reaction force of the internal combustion engine 50 is absorbed by the M / G 60 by the regenerative operation or the power running operation of the M / G 60, and the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53, 54 is set to the 4-speed gear pair 64. To the gear pair 67, and the fourth speed gear pair 64 is disconnected from the transmission input shaft 53. Next, the rotational speed of the M / G 60 is controlled so that the rotational speed of the M / G 60 is gradually reduced. When the rotational speed of the M / G 60 becomes zero, the shift actuator S5 causes the rotational axis of the M / G 60 to rotate. Is fixed, the shift from the fourth speed to the fifth speed is completed.
[0083]
The shift from the fifth speed to the fourth speed is performed as follows.
First, after fixing the rotation shaft of the M / G 60 by the actuator S5, the rotation speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 is set so that the rotation speed ratio according to the gear ratio of the fourth gear pair 64 becomes M. / G60 rotational speed control is performed to synchronize the rotational speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54. When the rotational speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54 are synchronized, the fourth speed gear pair 64 is connected to the transmission input shaft 53 by the shift actuator S2. Thereafter, the operation of the M / G 60 is reduced and the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53 and 54 is changed from the gear pair 67 to the fourth speed gear pair 64 to change from the fifth speed to the fourth speed. The shifting of is completed.
[0084]
<2> Shift between 5th and 6th gear
The shift between the fifth speed and the sixth speed in the present embodiment is performed by performing the shift process in the second embodiment in reverse. That is, the shift from the 5th speed to the 6th speed in the present embodiment is performed by the same process as the shift from the 6th speed to the 5th speed in the second embodiment. This is performed by the same process as the shift from the fifth speed to the sixth speed in the embodiment.
[0085]
In this embodiment, the same effects as those of the second embodiment or effects equivalent thereto can be obtained.
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the second and third embodiments.
[0086]
FIG. 9 is a skeleton diagram showing the overall structure of the parallel shaft gear transmission of this embodiment.
As shown in FIG. 9, also in the transmission of this embodiment, the output of the internal combustion engine 50 is transmitted to the transmission input shaft 53 via the starting clutch 52, and further from the transmission output shaft 54 to the final gear 55 and This is transmitted to a drive wheel shaft (axle shaft) 57 via a differential gear 56. This transmission is also provided with a planetary gear 58, and an M / G 60 is connected to the sun gear 58a, and a transmission input shaft 53 is connected to the planetary carrier 58b.
[0087]
In this transmission, a first speed gear pair 100, a fourth speed gear pair 101, and a reverse gear pair 102 are interposed between transmission input / output shafts 53 and 54. Further, the ring gear 58 c of the planetary gear 58 can be connected to the transmission output shaft 54 via two gear pairs of the second gear pair 104 and the fifth gear pair 105. The gear ratios of the gear pairs other than the reverse gear pair 102 are set such that the first gear pair 100 → the second gear pair 104 → the fourth gear pair 101 → the fifth gear pair 102 in this order.
[0088]
Also in this transmission, the gear train is rearranged by hydraulic shift actuators S11 to S14 that are driven and controlled by an electronic control unit 80 (see FIG. 7).
[0089]
The shift actuator S11 drives the dog clutch 106 to connect / disconnect the 4-speed gear pair 101 and the transmission input shaft 53. The shift actuator S11 also drives the reverse pinion gear 103 to connect and disconnect the reverse gear pair 102 between the gears 103.
[0090]
The shift actuator S12 drives the dog clutch 107 to connect / disconnect the transmission input shaft 53 and the first speed gear pair 100. The actuator S12 also connects / disconnects the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c by driving the clutch 107.
[0091]
The shift actuator S13 drives the dog clutch 108 to connect / disconnect each of the second speed gear pair 104 and the fifth speed gear pair 105 to / from the transmission output shaft 54. Further, the shift actuator S14 drives the dog clutch 109 to fix and release the rotation shaft of the M / G 60.
[0092]
The electronic control unit 80 controls the shift actuators S11 to S14 in the manner shown in FIG. 10 according to the setting of the operation position (shift position) of the shift lever and the setting of the gear position in the D range.
[0093]
<Parking (P) range>
When the shift position is set to the P range, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12, the transmission input shaft 53 and the ring gear 58c are connected, and the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 are integrally rotated. Lock as possible. The other dog clutches 106, 108, 109 are in an open state, that is, in a state in which any element is not engaged, and power transmission between the transmission input / output shafts 53, 54 is cut off. Further, a parking lock (not shown) is operated to stop the rotation of the transmission output shaft 54. Here, if the transmission input shaft 53 and the engine output shaft 51 are connected by the start clutch 52, the rotation shaft of the M / G 60 and the engine output shaft 51 rotate integrally, and the internal combustion engine driven by the M / G 60 is driven. 50 start-ups are possible.
[0094]
<Neutral (N) range>
When the shift position is set to the N range, the state is the same as in the P range except that the parking lock is not activated.
[0095]
<Reverse (R) range>
When the shift position is set to the R range, the reverse pinion gear 103 is connected to the reverse gear pair 102 by the shift actuator S11. Further, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12 to connect the ring gear 58c to the transmission input shaft 53, and the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 are locked so as to rotate together with the transmission input shaft 53.
[0096]
<Drive (D) range>
When the shift position is set to the D range, the electronic control unit 80 sets the gear position between the first speed to the sixth speed so that an optimum gear ratio can be obtained according to the driving state of the vehicle such as the vehicle speed. Implement automatic shifting. The setting of each gear position is performed as follows.
[0097]
The first speed is set by driving the dog clutch 107 by the shift actuator S12 to connect the first speed gear pair 100 to the transmission input shaft 53 and driving the dog clutch 108 by the shift actuator S13. This is done by connecting 104 to the transmission output shaft 54. The rotational speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 at this time is the rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the first gear 100. At this time, since the rotational speed ratio of each element of the planetary gear 58 is fixed by the engagement of the pair of gears 100 and 104, the driving force transmitted to the driving wheels is driven by powering the M / G 60. It is possible to implement torque assist that enhances the torque. In addition, if the M / G 60 is regeneratively operated, power can be generated using a part of the torque transmitted between the transmission input / output shafts 53 and 54.
[0098]
To set the second speed, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12 to connect the ring gear 58c to the transmission input shaft 53, and the dog clutch 108 is driven by the shift actuator S13 to set the second speed gear pair 104. This is done by connecting to the transmission output shaft 54. As a result, the rotational speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 becomes a rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the second gear pair 104. At this time, since the rotation shaft of the M / G 60 is fixed to the transmission input shaft 53 so as to be integrally rotatable, torque assist and power generation by the M / G 60 can be performed.
[0099]
The third speed is set by driving the dog clutch 108 by the shift actuator S13 to engage the second speed gear pair 104 with the transmission output shaft 54 and driving the dog clutch 109 by the shift actuator S14. This is done by fixing the rotation shaft and the rotation of the sun gear 58a. In the present embodiment, the planetary gear 58 is configured such that when the planetary carrier 58b and the ring gear 58c are rotated with the sun gear 58a fixed, the rotational speed of the ring gear 58c is higher than the rotational speed of the planetary carrier 58b. Yes. For this reason, a gear ratio smaller than that at the time of setting the second speed can be obtained by such setting.
[0100]
The fourth speed is set by driving the dog clutch 106 by the shift actuator S11 to connect the fourth speed gear pair 101 to the transmission input shaft 53 and driving the dog clutch 108 by the shift actuator S13. This is done by connecting 105 to the transmission output shaft 54. The rotational speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 at this time is a rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the fourth gear pair 101. Also at this time, torque assist and power generation by the M / G 60 can be performed in the same manner as when the first speed is set.
[0101]
The fifth speed is set by driving the dog clutch 107 by the shift actuator S12 to connect the ring gear 58c to the transmission input shaft 53, and driving the dog clutch 108 by the shift actuator S13. This is done by connecting to the transmission output shaft 54. Thereby, the rotational speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 becomes a rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the fifth gear pair 105. At this time, torque assist and power generation by the M / G 60 can be performed in the same manner as when the second speed is set.
[0102]
The sixth speed is set by driving the dog clutch 108 by the shift actuator S13 to connect the fifth gear pair 105 to the transmission output shaft 54, and driving the dog clutch 109 by the shift actuator S14. This is done by fixing the rotation shaft and locking the rotation of the sun gear 58a. In this embodiment, because of the configuration of the planetary gear 58 described above, a gear ratio smaller than that at the time of setting the fifth speed can be obtained by such setting.
[0103]
Next, the shifting operation in the D range in this transmission will be described.
<1> Shift between 1st speed, 2nd speed, 4th speed and 5th speed
In the present embodiment, the shift from the first speed to the second speed is performed as follows.
[0104]
First, the regenerative operation or power running operation of the M / G 60 so as to absorb the torque reaction force of the internal combustion engine 50 causes the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53 and 54 to pass through the first speed gear pair 100. The path is changed to the path through the planetary gear 58 and the second gear pair 104. As a result, when the first speed gear pair 100 is simply rotated, the dog clutch 107 is driven by the actuator S12 to disconnect the first speed gear pair 100 from the transmission input shaft 53.
[0105]
Next, the rotational speed control of the M / G 60 is performed so that the rotational speeds of the transmission input shaft 53 and the M / G 60 coincide. Thereby, when the rotational speeds of the elements 58 a to 58 c of the planetary gear 58 coincide with each other, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S <b> 12 to connect the ring gear 58 c to the transmission input shaft 53. This completes the shift from the first speed to the second speed.
[0106]
On the other hand, the shift from the second speed to the first speed is as follows.
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12 to disconnect the ring gear 58c from the transmission input shaft 53. Next, the rotational speed of the M / G 60 is controlled so that the rotational speed ratio between the transmission input / output shafts 53 and 54 becomes a rotational speed ratio according to the gear ratio of the first gear 100 to the gear 100. When the rotational speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54 are synchronized, the first speed gear pair 100 is connected to the transmission input shaft 53 by the shift actuator S12. Thereby, the shift from the second speed to the first speed is completed.
[0107]
For gear shifting between the 4th speed and the 5th speed, the gear pair to be connected / disconnected is the 4th gear pair 101, and the connecting / disengaging is performed by driving the dog clutch 106 by the shift actuator S11. This is performed in the same manner as the shift between the first and second gears.
[0108]
<2> Shift between 2nd speed, 3rd speed, 5th speed, 6th speed
In the present embodiment, the shift from the second speed to the third speed is performed as follows.
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12 to disconnect the ring gear 58c from the transmission input shaft 53. Next, the rotational speed of M / G60 is set to zero by the rotational speed control of M / G60. When the rotational speed of the M / G 60 becomes zero, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109 to fix the rotational shaft of the M / G 60. Thereby, the shift from the second speed to the third speed is completed.
[0109]
On the other hand, the shift from the third speed to the second speed is performed as follows.
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109, and the rotation shaft of the M / G 60 is released. Next, the rotational speed of the M / G 60 is increased to make the rotational speed of the M / G 60 coincide with the rotational speed of the transmission input shaft 53. As a result, when the rotational speeds of the elements 58 a to 58 c of the planetary gear 58 coincide with each other, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S 12, and the ring gear 58 c is connected to the transmission input shaft 53. Thereby, the shift from the third speed to the second speed is completed.
[0110]
Note that the shift between the fifth speed and the sixth speed is performed in the same manner as the shift between the second speed and the third speed.
<3> Shift between 3rd speed and 4th speed
In the present embodiment, the shift from the third speed to the fourth speed is performed as follows.
[0111]
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S14 to release the rotation shaft of the M / G 60 from being fixed. Next, the M / G 60 is powered in the direction opposite to the rotation direction of the transmission input shaft 53 to decrease the rotation speed of the M / G 60, and the rotation speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 is set to the fourth speed. The rotation speed ratio is set according to the gear ratio of the gear pair 101. As a result, when the rotational speeds of the shafts 53 and 54 are synchronized, the dog clutch 106 is driven by the shift actuator S <b> 11 to connect the fourth speed gear pair 101 to the transmission input shaft 53.
[0112]
Thereafter, the dog clutch 108 is driven by the shift actuator S13 to switch the gear pair connected to the transmission output shaft 54 from the second gear pair 104 to the fifth gear pair 105. Thus, the shift from the third speed to the fourth speed is completed.
[0113]
On the other hand, the shift from the fourth speed to the third speed is performed as follows.
First, the dog clutch 108 is driven by the shift actuator S13 to switch the gear pair engaged with the transmission output shaft 54 from the fifth gear pair 105 to the second gear pair 104. Next, the regenerative operation or power running operation of the M / G 60 is performed so as to absorb the torque reaction force of the internal combustion engine 50, and the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53, 54 is passed through the 4-speed gear pair 101. The route is changed to the route through the planetary gear 58 and the second gear pair 105. As a result, when the fourth speed gear pair 101 simply rotates together, the dog clutch 106 is driven by the shift actuator S11 to disconnect the fourth speed gear pair 101 from the transmission input shaft 53.
[0114]
Subsequently, the rotational speed of the M / G 60 is decreased, and when the rotational speed becomes zero, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109 to fix the rotational shaft of the M / G 60. Thereby, the shift from the fourth speed to the third speed is completed.
[0115]
The above is the details of the speed change operation in the transmission of the present embodiment.
Incidentally, in this embodiment as well, as in the second embodiment, the M / G 60 such as torque assist, regenerative power generation, and start of the internal combustion engine 50 can be used for purposes other than shifting. Further, the vehicle start control similar to that of the second embodiment can be performed.
[0116]
In the vehicle employing the parallel shaft gear transmissions of the second and third embodiments described above, the performance of the internal combustion engine 50 is sufficiently exerted at a low speed when the speed ratio setting range is widened. Can be difficult. Here, the reason will be described by taking as an example a vehicle to which a parallel shaft gear transmission configured similarly to the third embodiment is applied.
[0117]
In the transmission of the third embodiment, when the 1st to 4th speeds of the D range are set, the rotational speed Nmg of the M / G 60 is as shown in the following equation.
Nmg = NE · γn / γ6
here,
“NE”: rotational speed of the internal combustion engine 50 (= rotational speed of the transmission input shaft 53),
“Γn”: the gear ratio of the gear pair (any one of the first speed gear pair 61 to the fourth speed gear pair 64) corresponding to the gear position set at that time,
“Γ6”: the gear ratio of the gear to 67 connected to the planetary carrier 58b,
Respectively.
[0118]
As is apparent from the above formula, the ratio (Nmg / NE) of the rotational speed between the M / G 60 and the internal combustion engine 50 is the gear ratio between the gear pair corresponding to the gear position set at that time and the gear pair 67. The larger the difference, the larger.
[0119]
On the other hand, the M / G 60 and the internal combustion engine 50 have an upper limit on the usable rotational speed. In order to enhance the acceleration performance of the vehicle, it is desirable to perform a shift to the next shift stage when the rotational speed of the internal combustion engine 50 reaches the upper limit at each shift stage during vehicle acceleration.
[0120]
However, as described above, the M / G 60 rotational speed ratio with respect to the internal combustion engine 50 is large at the low speed gear stage, so that the rotational speed of the M / G 60 reaches the upper limit before the rotational speed of the internal combustion engine 50 reaches the upper limit. May be reached. In particular, such a tendency is further promoted when the gear ratio of the gear pair 67 used as the 6-speed gear is set small so as to correspond to the high vehicle speed.
[0121]
FIG. 11 shows a transmission output shaft corresponding to the vehicle speed when the upper limit of the rotational speed of the internal combustion engine 50 is 6000 rpm and the upper limit of the rotational speed of the M / G 60 is 10,000 rpm in the application example of the transmission of the third embodiment. The transition of the internal combustion engine 50 and the M / G 60 with respect to the rotational speed of 54 (corresponding to the vehicle speed) is shown. In the example of FIG. 11, at the first speed and the second speed, the M / G 60 has reached the upper limit of the rotational speed before the internal combustion engine 50. Therefore, at the first speed and the second speed, the usable rotational speed range of the internal combustion engine 50 is limited, and the performance cannot be sufficiently exhibited.
[0122]
In this regard, in the transmission of this embodiment, two gear pairs 104 and 105 having different gear ratios are interposed between the ring gear 58c and the transmission output shaft 54, so that the low speed gear stage and the high speed gear shift are provided. At the stage, the gear pair connecting the ring gear 58c and the transmission output shaft 54 is switched. For this reason, the above problem can be easily avoided by keeping the rotational speed of the M / G 60 low even at a low speed gear stage, while ensuring a wide setting range of the gear ratio.
[0123]
According to the above embodiment, the same effects as those described in the above (1) to (7) or effects equivalent thereto can be achieved. In addition to the above, the following effects can be achieved.
[0124]
(8) In this embodiment, the gear pair that connects the ring gear 58c of the planetary gear 58 and the transmission output shaft 54 can be selected from two gear pairs 104 and 105 having different gear ratios. . As a result, it is possible to suppress the expansion of the change range of the rotational speed of each element 58a to 58c of the planetary gear 58, and to allow further expansion of the gear ratio setting range.
[0125]
(9) In the present embodiment, each of the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 is locked so as to be able to rotate integrally with each other when the second speed gear pair 104 and the fifth speed gear pair 105 are engaged, and the M / G 60 By fixing the rotating shaft, it is possible to set the two-speed gear stages. As a result, it is possible to set a larger number of gear stages with fewer gear pairs, and it is possible to increase the gear stages while suppressing an increase in the size of the transmission.
[0126]
In the transmission of the present embodiment, the ring gear 58c and the transmission output shaft 54 are connected by the second speed gear pair 104 or the fifth speed gear pair 105 when the first speed and the fourth speed are set. Even so, the gear ratio is the same. Therefore, the ring gear 58c is connected to the transmission output shaft 54 through the fifth gear pair 105 when setting the first speed, or the ring gear 58c is connected through the fifth gear pair 105 through the second gear pair 104 when setting the fourth speed. And the transmission output shaft 54 can be changed.
[0127]
Thus, when the gear pair connecting the ring gear 58c and the transmission output shaft 54 is changed, the speed ratio does not change, but the rotational speed ratio of the sun gear 58a and the M / G 60 with respect to the transmission input shaft 53 changes. The effects of torque assist and power generation by G60 change.
[0128]
For example, when the fifth gear pair 105 having a smaller gear ratio is connected, the M / G 60 is rotated at a higher speed. As a result, regenerative power generation can be performed more effectively, and as a result, the fuel efficiency of the vehicle can be improved. On the other hand, when the two-speed gear pair 104 with a larger gear ratio is connected, the rotational speed difference between the internal combustion engine 50 and the M / G 60 becomes smaller, so torque assist is performed more effectively and the power performance of the vehicle is improved. It can be improved.
[0129]
Therefore, when emphasizing power performance, the 2nd gear pair 104 is connected when setting 1st speed / 4th speed, and when emphasizing fuel efficiency (if increasing the efficiency of regenerative power generation, The gear pairs 104 and 105 may be selectively used according to the situation so that the fifth gear pair 105 is connected at the time of setting the first speed / fourth speed. Such a gear pair can be selected according to, for example, the setting of the driving mode of the vehicle by the driver, the driving condition of the vehicle, and the like.
[0130]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the fourth embodiment.
[0131]
In this embodiment, the connection object of each element 58a to 58c of the planetary gear 58 in the parallel shaft type gear transmission of the fourth embodiment is partially changed. The ring gear 58c of the planetary gear 58 is changed to the transmission input shaft 53. And the planetary carrier 58b is connected to the gear pair 104,105. The planetary gear 58 is locked by connecting the planetary carrier 58 b to the transmission input shaft 53 by the dog clutch 107.
[0132]
In this transmission, since the number of teeth of each element 58a to 58c of the planetary gear 58 is the same as that in the fourth embodiment, the speed in the second embodiment is higher than that in the fourth embodiment. The speed reduction ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 becomes larger when the third speed / 6th speed is set. For this reason, the setting of each gear position in the present embodiment is the one in which the setting of the second speed / 5th speed and the setting of the third speed / 6th speed in the fourth embodiment are interchanged.
[0133]
And according to the difference of the setting aspect of such a gear position, the speed change operation | movement at the time of D range in this embodiment is as follows.
<1> Shift between 1st speed, 2nd speed, 4th speed and 5th speed
In the present embodiment, shifting from the first speed to the second speed is performed according to the following procedure.
[0134]
First, the M / G 60 is regeneratively operated so as to absorb the torque reaction force of the internal combustion engine 50, and the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53 and 54 is changed from the path through the first gear pair 100 to the planetary gear. Switch to path through 58 and 2nd gear pair 104. As a result, when the first speed gear pair 100 is simply rotated, the dog clutch 107 is driven by the actuator S12 to disconnect the first speed gear pair 100 from the transmission input shaft 53. Next, the rotational speed of the M / G 60 is decreased by controlling the rotational speed of the M / G 60, and when the rotational speed becomes zero, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109, Fix the rotation axis. Thereby, the shift from the first speed to the second speed is completed.
[0135]
On the other hand, the shift from the second speed to the first speed is performed as follows.
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109, and the rotation shaft of the M / G 60 is released. Next, the rotational speed of the M / G 60 is controlled so that the rotational speed ratio between the transmission input / output shafts 53 and 54 becomes a rotational speed ratio according to the gear ratio of the first gear 100 to the gear 100. When the rotational speeds of the transmission input / output shafts 53 and 54 are synchronized, the first speed gear pair 100 is connected to the transmission input shaft 53 by the shift actuator S12. Thereby, the shift from the second speed to the first speed is completed.
[0136]
Note that for gear shifting between the fourth speed and the fifth speed, the gear pair to be engaged / disengaged is the fourth speed gear pair 101, and the engagement / disengagement is performed by driving the dog clutch 106 by the shift actuator S11. Except for this, it is performed in the same manner as the shift between the first speed and the second speed.
[0137]
<2> Shift between 2nd speed, 3rd speed, 5th speed, 6th speed
In the present embodiment, the shift from the second speed to the third speed is performed as follows.
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109, and the rotation shaft of the M / G 60 is released. Next, the rotational speed control of the M / G 60 is performed so that the rotational speeds of the transmission input shaft 53 and the M / G 60 coincide. As a result, when the rotational speeds of the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 coincide with each other, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12, and the planetary carrier 58b is connected to the transmission input shaft 53, whereby the second speed. Shift from 3 to 3 is completed.
[0138]
On the other hand, the shift from the third speed to the second speed is as follows.
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S <b> 12 to disconnect the planetary carrier 58 b from the transmission input shaft 53. Next, the rotational speed of the M / G 60 is decreased by controlling the rotational speed of the M / G 60, and when the rotational speed becomes zero, the dog clutch 109 is driven by the shift actuator S109, Fix the rotation axis. Thereby, the shift from the first speed to the second speed is completed. Thereby, the shift from the third speed to the second speed is completed.
[0139]
Note that the shift between the fifth speed and the sixth speed is performed in the same manner as the shift between the second speed and the third speed.
<3> Shift between 3rd speed and 4th speed
In the present embodiment, the shift from the third speed to the fourth speed is performed as follows.
[0140]
First, after driving the M / G 60 to receive the torque reaction force of the internal combustion engine 50, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S <b> 12 to disconnect the planetary carrier 58 b from the transmission input shaft 53. Next, the rotational speed ratio of the transmission input / output shafts 53 and 54 is set to the rotational speed ratio corresponding to the gear ratio of the fourth gear pair 101 by the rotational speed control of the M / G 60. Thus, when the rotational speeds of both shafts 53 and 54 are synchronized, the dog clutch 106 is driven by the shift actuator S11 to connect the fourth speed gear pair 101 to the transmission input shaft 53. Thereafter, the dog clutch 108 is driven by the shift actuator S13 to switch the gear pair connected to the transmission output shaft 54 from the second gear pair 104 to the fifth gear pair 105. Thus, the shift from the third speed to the fourth speed is completed.
[0141]
On the other hand, the shift from the fourth speed to the third speed is performed as follows.
First, the dog clutch 108 is driven by the shift actuator S13 to switch the gear pair coupled to the transmission output shaft 54 from the fifth gear pair 105 to the second gear pair 104. Next, the regenerative operation of the M / G 60 is performed so as to absorb the torque reaction force of the internal combustion engine 50, and the torque transmission path between the transmission input / output shafts 53 and 54 is changed from the path through the 4-speed gear pair 101 to the planet. Transfer to the path through the gear 58 and the second gear pair 105. As a result, when the fourth speed gear pair 101 simply rotates together, the dog clutch 106 is driven by the shift actuator S11 to disconnect the fourth speed gear pair 101 from the transmission input shaft 53.
[0142]
Subsequently, the rotational speed control of the M / G 60 is performed so that the rotational speed of the M / G 60 matches the rotational speed of the transmission input shaft 53. Thereby, when the rotational speeds of the elements 58a to 58c of the planetary gear 58 coincide with each other, the dog clutch 107 is driven by the shift actuator S12, and the planetary carrier 58b is connected to the transmission input shaft 53, whereby the fourth speed. Shift from 3 to 3 is completed.
[0143]
Such an embodiment can exhibit an effect similar to or equivalent to the fourth embodiment.
Also in the present embodiment, as in the fourth embodiment, the gear pair connected to the transmission output shaft 54 at the time of setting the first speed is set to the fifth speed gear 105, or to the transmission output shaft 54 at the time of setting the fourth speed. The coupled gear pair may be the second gear 104. Further, the gear pair connected to the transmission output shaft 54 at the time of setting the 1st speed / 4th speed may be used properly according to the situation.
[0144]
(Other embodiments)
Each embodiment described above can also be changed as follows.
In the second to fifth embodiments, the planetary carrier 58b or the ring gear 58c is connected to the transmission input shaft 53 to lock each element of the planetary gear 58, and the rotation shaft of the M / G 60 is fixed. Each gear position is set according to each. Either one or both of these gear settings may not be performed. In that case, a mechanism for connecting the planetary carrier 58b or the ring gear 58c to the transmission input shaft 53 or a mechanism for fixing the rotating shaft of the M / G 60 can be omitted.
[0145]
-In 2nd-5th embodiment, although torque assist by M / G60, regenerative electric power generation, the start of the internal combustion engine 50, etc. are performed, the presence or absence of such control of M / G60 is arbitrary. Further, whether or not the control at the time of vehicle start in the second to fifth embodiments is adopted is also arbitrary.
[0146]
In each of the above embodiments, the gear pair is connected / disconnected by a dog clutch without a synchro mechanism, but any connection mechanism such as a synchronous link mechanism having a synchro mechanism can be employed. Further, in the second to fifth embodiments, the transmission input shaft 53 and the planetary carrier 58b or the ring gear 58c are connected / disconnected, or the rotation shaft (sun gear 58a) of the M / G 60 is fixed by the dog clutch. As for such a coupling mechanism, any coupling mechanism can be adopted.
[0147]
In the above embodiments, the order of arrangement of the gear pairs, the number thereof, and the like can be arbitrarily changed. In addition, the number of gears that can be set can be increased or decreased by changing the number of gear pairs.
[0148]
Any differential machine may be used as a substitute for the planetary gear as long as it has three elements and the remaining elements can be differentially rotated according to the difference in rotational speed between the two elements.
[0149]
-The parallel shaft type gear transmission of this invention is applicable also to the transmission used other than a vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a parallel shaft gear transmission according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a planetary gear of the transmission.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an operation mode at the time of shifting of the transmission.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an operation mode at the time of shifting of the transmission.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an operation mode at the time of shifting of the transmission.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an overall configuration of a parallel shaft gear transmission according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a control system of the transmission.
FIG. 8 is a view showing an operation mode of the shift actuator of the embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram showing an overall configuration of a parallel shaft gear transmission according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a view showing an operation mode of shift actuator shift according to the embodiment;
FIG. 11 is a graph showing the relationship among the rotational speeds of the internal combustion engine, M / G, and drive wheels in the transmission of the second embodiment.
FIG. 12 is a schematic diagram showing an overall configuration of a conventional parallel shaft gear transmission.
[Explanation of symbols]
10, 53 ... Transmission input shaft, 11, 54 ... Transmission output shaft, 12, 13 ... First gear pair, 14, 15 ... Second gear pair, 16, 68-72, 106-109 ... Dog clutch, S1 S5, S11 to S14: Shift actuator, 17, 58: Planetary gear (differential), 18, 58a ... Sun gear, 19, 58b ... Planetary carrier, 20, 58c ... Ring gear, 21, 60 ... Motor generator (M / G: Rotating electric machine), 52 ... Starting clutch, 53a ... Lubrication pump, 61-65, 67, 100-102, 104,105 ... Gear pair, 66,103 ... Reverse pinion, 80 ... Electronic control device.

Claims (4)

変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、
第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、
前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第２要素と前記入力軸とを一体回転可能に連結する連結機構とを更に備える
ことを特徴とする平行軸式歯車変速装置。A parallel shaft transmission that performs a shift by switching a gear pair that connects a transmission input shaft and a transmission output shaft,
For the three elements of the first element, the second element, and the third element, a differential machine that differentially rotates the remaining elements according to the difference in rotational speed between the two elements is provided. One element is connected to the transmission input shaft, the second element of the differential is connected to the transmission output shaft, and
A parallel shaft gear further comprising: a rotating electric machine coupled to the third element of the differential; and a coupling mechanism coupling the second element of the differential and the input shaft so as to be integrally rotatable. Transmission device. 変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、A parallel shaft transmission that performs a shift by switching a gear pair that connects a transmission input shaft and a transmission output shaft,
第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、  For the three elements of the first element, the second element, and the third element, a differential machine that differentially rotates the remaining elements according to the difference in rotational speed between the two elements is provided. One element is connected to the transmission input shaft, the second element of the differential is connected to the transmission output shaft, and
前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第３要素の回転を固定する固定機構と、を更に備える  A rotating electric machine coupled to the third element of the differential; and a fixing mechanism for fixing the rotation of the third element of the differential.
ことを特徴とする平行軸式歯車変速装置。A parallel shaft type gear transmission characterized by that. 前記差動機の第２要素と前記変速機出力軸との間には複数のギア対が介設され、前記第２要素と前記変速機出力軸とを連結するギア対を、それら複数のギア対の中から選択可能に構成される請求項１又は２に記載の平行軸式歯車変速装置。A plurality of gear pairs are interposed between the second element of the differential and the transmission output shaft, and a gear pair connecting the second element and the transmission output shaft is connected to the plurality of gear pairs. The parallel-shaft gear transmission according to claim 1 or 2 , wherein the parallel-shaft gear transmission is configured to be selectable from the above. 前記差動機は、遊星ギアである請求項１〜３のいずれか１項に記載の平行軸式歯車変速装置。The parallel shaft gear transmission according to any one of claims 1 to 3 , wherein the differential is a planetary gear.
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