JP6145412B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の変速段を確立させる複数のギヤ列と、ギヤ列を構成するギヤを軸に固定する噛合機構とを備える動力伝達装置に関する。

従来、複数の変速段を確立させる複数のギヤ列と、ギヤ列を構成するギヤを軸に固定自在な噛合機構とを備える動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、動力伝達装置は、一般的に、運転者のシフト操作によってパーキングレンジに切り換えられたときに、パーキングギヤをロックして出力軸の回転を阻止させるパーキング機構が設けられている（例えば、特許文献２）。

特開２０１３‐１７４２８４号公報 特許第４５０６０９７号公報

運転者のシフト操作により、車両がパーキング状態に移行するとき、パーキングギヤに係合部が係合することにより、出力軸の回転が阻止されるロック状態となる。また、一般的に、運転者がシフト操作でパーキングレンジに切り換えるときには、ブレーキペダルを踏んでいることが要求される。そして、パーキングレンジに切り換えた後、運転者はブレーキペダルから足を離す。

このとき、パーキングギヤがロックされるが、登坂路などで駐車している場合、制動をかけられた駆動輪が解放され、パーキングがロックされるまでの係合のクリアランス分だけ車両が傾斜面を下るように移動する。そして、車重が出力軸に加わり、捩れトルクが発生する。

このため、再度の発進に備えて、前進段などのギヤにプレシフトしておきたい場合、同期噛合機構が捩れトルクの影響を受けて、連結状態に移行できない場合がある。

本発明は、以上の点に鑑み、パーキング状態のときに発進のためのプレシフトを速やかに完了させることができる動力伝達装置を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、
駆動源の動力により回転される入力軸と、
該入力軸と平行に配置された出力軸とを備え、
前記入力軸の回転速度を、駆動ギヤと該駆動ギヤに噛合する従動ギヤとを夫々有するものであって夫々変速比の異なる複数のギヤ列を介して、複数段に変速して前記出力軸から出力する動力伝達装置であって、
複数の前記ギヤ列の駆動ギヤを固定又は回転自在に軸支する駆動ギヤ軸と、
複数の前記ギヤ列の従動ギヤを回転自在に軸支又は固定する前記出力軸と、
前記ギヤ列のうちの何れか１つのギヤ列を選択し、選択されたギヤ列の駆動ギヤと従動ギヤとのうち駆動ギヤ軸又は前記出力軸に回転自在に軸支されるギヤを当該軸に連結して、該選択されたギヤ列による駆動ギヤ軸と前記出力軸との間の動力伝達を可能とする噛合機構と、
運転者の制動操作に応じて駆動輪に制動をかける制動機構と、
走行レンジとパーキングレンジとに切換自在なシフト機構と、
前記出力軸の回転が伝達されるパーキングギヤと、該パーキングギヤに係合して該パーキングギヤの回転を阻止する係合部とを有し、該パーキングギヤの回転を阻止することにより、前記出力軸の回転を阻止するパーキング機構と、
前記噛合機構、前記制動機構、及び前記パーキング機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記シフト機構が前記パーキングレンジに切り換えられた場合には、前記運転者の制動操作にかかわらず、制動機構の制動を持続させる制動持続処理を実行し、
前記パーキング機構による前記出力軸の回転を阻止し、再び発進するときのための準備として所定の噛合機構を連結状態とした後で、前記制動持続処理を終了させることを特徴とする。

本発明によれば、制御部は、シフト機構がパーキングレンジに切り換えられた場合には、運転者が制動操作を行っていないときに、制動機構による車輪の制動を持続させる制動持続処理を実行する。そして、パーキング機構によって出力軸の回転を阻止し、再び発進するときのための準備（プレシフト）として所定の噛合機構を連結状態とした後で、制動持続処理を終了させる。

これにより、例えば、登坂路などで駐車している場合であっても、プレシフトを完了させるまでは、車重が出力軸に加わり、捩れトルクが発生することを防止できる。従って、本発明によれば、パーキング状態ときに、捩れトルクが発生する虞がある状況下においても、プレシフトを制動持続処理中に速やかに完了させることができる。

［２］また、本発明においては、路面の勾配を検知可能な勾配検知部を備え、制御部は、勾配を検知したときに、制動持続処理を実行するように構成することもできる。

［３］また、本発明においては、パーキングギヤが所定の速段を確立させるための所定ギヤ列を構成するギヤにスプライン結合で一体回転するように設けることができる。

［４］また、本発明においては、ギヤ列は駆動ギヤと駆動ギヤの回転が伝達される従動ギヤとを備え、駆動ギヤは、駆動ギヤ軸に回転自在に軸支され、従動ギヤは、出力軸に固定され、噛合機構は、複数の前記ギヤ列の駆動ギヤのうちの何れかの駆動ギヤを駆動ギヤ軸に選択的に連結可能であり、パーキングギヤは、駆動ギヤに一体回転するように設けることができる。

即ち、回転自在に軸支される駆動ギヤにパーキングギヤを設ける場合には、ギヤ列の噛み合い部分のクリアランスにより、車重がパーキング機構に加わるときのトルクが更に大きくなる虞がある。従って、回転自在に軸支される駆動ギヤにパーキングギヤを設けた動力伝達装置において、本発明は特に作用効果を奏する。

本発明の動力伝達装置の実施形態を示すスケルトン図。 実施形態の動力伝達装置の制御部の処理を示すフローチャート。 実施形態の動力伝達装置の状態の移り変わりを示す説明図。

図１は、本実施形態の動力伝達装置１を示している。動力伝達装置１は、駆動源としての内燃機関ＥＮＧの駆動力（出力トルク）が伝達される入力軸２と、図外のディファレンシャルギヤを介して駆動輪としての左右の前輪に動力を出力する出力ギヤ３を有する出力軸３ａと、変速比の異なる複数のギヤ列Ｇ２〜Ｇ５とを備える。

又、動力伝達装置１は、変速比順位で奇数番目の各変速段を確立する奇数番ギヤ列Ｇ３，Ｇ５の駆動ギヤＧ３ａ，Ｇ５ａを回転自在に軸支する第１駆動ギヤ軸４と、変速比順位で偶数番目の変速段を確立する偶数番ギヤ列Ｇ２，Ｇ４の駆動ギヤＧ２ａ，Ｇ４ａを回転自在に軸支する第２駆動ギヤ軸５と、後進段を確立する際に用いられリバース駆動ギヤＧＲａとリバース従動ギヤＧＲｂとからなる後進段用ギヤ列ＧＲのリバース駆動ギヤＧＲａを回転自在に軸支するリバース軸６を備える。第１駆動ギヤ軸４は入力軸２と同一軸線上に配置されており、第２駆動ギヤ軸５は第１駆動ギヤ軸４と平行に配置されている。

又、動力伝達装置１は、第１駆動ギヤ軸４に回転自在に軸支されたアイドル駆動ギヤＧｉａと、アイドル駆動ギヤＧｉａに噛合する第１アイドル従動ギヤＧｉｂと、第１アイドル従動ギヤＧｉｂに噛合し第２駆動ギヤ軸５に固定された第２アイドル従動ギヤＧｉｃと、第１アイドル従動ギヤＧｉｂに噛合し、リバース軸６に固定された第３アイドル従動ギヤＧｉｄとで構成されるアイドルギヤ列Ｇｉを備える。

動力伝達装置１は、油圧作動型の湿式摩擦クラッチからなる第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を備える。第１クラッチＣ１は、入力軸２に伝達された内燃機関ＥＮＧの駆動力を第１駆動ギヤ軸４に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第２クラッチＣ２は、入力軸２に伝達された内燃機関ＥＮＧの駆動力を第２駆動ギヤ軸５に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

両クラッチＣ１，Ｃ２は、クラッチ制御回路１０から供給される油圧により状態が切り換えられる。又、両クラッチＣ１，Ｃ２は、クラッチ制御回路１０が備えるアクチュエータ（図示省略）で油圧を調整することにより、伝達状態における締結圧を調整することができる（いわゆる半クラッチ状態にすることもできる）。

潤滑回路９には、ポンプ８から潤滑油が供給され、潤滑回路９は、クラッチＣ１，Ｃ２等の動力伝達装置１内の潤滑が必要な箇所に潤滑油を分配する油路を備える。ポンプ８は、内燃機関ＥＮＧと反対側の端部であって入力軸２と同軸上に配置されており、中空の第１駆動ギヤ軸４の中を通って入力軸２に連結されるポンプシャフト２ａを介して内燃機関ＥＮＧにより駆動される。

潤滑回路９は、ポンプ８と同様に、内燃機関ＥＮＧと反対側の端部であって入力軸２と同軸上に配置されている。

又、動力伝達装置１には、入力軸２と同軸上であってポンプ８よりも内燃機関ＥＮＧ側に位置させて、遊星歯車機構ＰＧが配置されている。遊星歯車機構ＰＧは、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。

遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａ、キャリアＣａ、リングギヤＲａからなる３つの要素を、共線図（各要素の相対的な回転速度を直線で表すことができる図）におけるギヤ比に対応する間隔での並び順にサンギヤＳａ側（一方）から夫々第１要素、第２要素、第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａとなる。

そして、遊星歯車機構ＰＧのギヤ比（リングギヤＲａの歯数／サンギヤＳａの歯数）をｇとして、共線図において、第１要素たるサンギヤＳａと第２要素たるキャリアＣａの間の間隔と、第２要素たるキャリアＣａと第３要素たるリングギヤＲａの間の間隔との比が、ｇ：１となる。

第１要素たるサンギヤＳａは、第１駆動ギヤ軸４に固定されている。第２要素たるキャリアＣａは、３速ギヤ列Ｇ３の３速駆動ギヤＧ３ａに連結されている。第３要素たるリングギヤＲａは、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）により変速機ケース７に解除自在に固定される。

ロック機構Ｂ１（ブレーキ）は、同期噛合機構で構成され、リングギヤＲａ（第３要素）を変速機ケース７に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

又、遊星歯車機構ＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合し一方がサンギヤ、他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギヤ（第１要素）を第１駆動ギヤ軸４に固定し、リングギヤ（第２要素）を３速ギヤ列Ｇ３の３速駆動ギヤＧ３ａに連結し、キャリア（第３要素）をロック機構Ｂ１（ブレーキ）で変速機ケース７に解除自在に固定するように構成すればよい。

遊星歯車機構ＰＧの径方向外方には、回転電機たる中空の電動機ＭＧ（モータ・ジェネレータ）が配置されている。換言すれば、遊星歯車機構ＰＧは、中空の電動機ＭＧの内方に配置されている。電動機ＭＧは、ステータＭＧａとロータＭＧｂとを備える。ロータＭＧｂは、ポンプ８と遊星歯車機構ＰＧとの間に位置させて入力軸２側に向かって延びるロータハブを備える。ロータハブは、第１駆動ギヤ軸４にスプライン結合されている。

又、電動機ＭＧは、動力制御装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の指示信号に基づき、パワードライブユニットＰＤＵを介して制御され、動力制御装置ＥＣＵは、パワードライブユニットＰＤＵを、二次電池ＢＡＴＴの電力を消費して電動機ＭＧを駆動させる駆動状態と、ロータＭＧｂの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をパワードライブユニットＰＤＵを介して二次電池ＢＡＴＴに充電する回生状態とに適宜切り換える。

又、電動機ＭＧには電動機ＭＧの回転数（ロータＭＧｂの回転数）を検出する回転センサＭＧｃが設けられ、回転センサＭＧｃは検出した電動機ＭＧの回転数を動力制御装置ＥＣＵに送信自在に構成されている。

動力制御装置ＥＣＵは、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリなどの記憶部に保持された制御プログラムをＣＰＵで実行するものであって、本発明の制御部に相当する。動力制御装置ＥＣＵには、運転者のシフト操作により、前進レンジ、ニュートラルレンジ、後進レンジ、パーキングレンジの何れかに切り換えられるシフト機構の信号が入力される。また、動力制御装置ＥＣＵには、運転者のブレーキペダルの踏み込みによる制動操作によって車輪に制動をかける制動機構の作動情報が入力される。

第１駆動ギヤ軸４には、リバース軸６に回転自在に軸支される後進段用ギヤ列ＧＲのリバース駆動ギヤＧＲａと噛合するリバース従動ギヤＧＲｂが固定されている。出力ギヤ３を軸支する出力軸３ａには、２速駆動ギヤＧ２ａ及び３速駆動ギヤＧ３ａに噛合する第１従動ギヤＧｏ１が固定されている。又、出力軸３ａには、４速駆動ギヤＧ４ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａに噛合する第２従動ギヤＧｏ２が固定されている。

このように、２速ギヤ列Ｇ２と３速ギヤ列Ｇ３の従動ギヤ、及び４速ギヤ列Ｇ４と５速ギヤ列Ｇ５の従動ギヤとを夫々１つのギヤＧｏ１，Ｇｏ２で構成することにより、動力伝達装置１の軸長（軸方向寸法）を短くすることができ、ＦＦ（前輪駆動）方式の車両への搭載性を向上させることができる。

第１駆動ギヤ軸４には、同期噛合機構で構成され、３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した３速側連結状態、５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した５速側連結状態、３速駆動ギヤＧ３ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動ギヤ軸４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在な第１噛合機構ＳＭ１が設けられている。

第２駆動ギヤ軸５には、同期噛合機構で構成され、２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結した２速側連結状態、４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結した４速側連結状態、２速駆動ギヤＧ２ａ及び４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動ギヤ軸５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在な第２噛合機構ＳＭ２が設けられている。

リバース軸６には、同期噛合機構で構成され、リバース駆動ギヤＧＲａとリバース軸６とを連結した連結状態と、この連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在な第３噛合機構ＳＭ３が設けられている。

又、動力制御装置ＥＣＵは、クラッチ制御回路１０のアクチュエータ（図示省略）を制御することにより、油圧を調節して、両クラッチＣ１，Ｃ２の伝達状態と開放状態とを切り換える。

２速駆動ギヤＧ２ａには、パーキングギヤＧｐが軸方向に並ぶように一体回転可能にスプライン結合で連結されている。また、本実施形態の動力伝達装置１は、パーキングギヤＧｐに係合可能なパーキングポールからなる係合部ＬＫａが設けられている。パーキングギヤＧｐと係合部ＬＫａとで、本実施形態のパーキング機構ＬＫが構成される。このパーキング機構ＬＫは、動力制御装置ＥＣＵの指示により作動する。

次に、上記の如く構成される動力伝達装置１の作動について説明する。尚、本実施形態の動力伝達装置１では、第１クラッチＣ１を係合させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いて内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。

先ず、内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて１速段を確立する場合には、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）を固定状態として遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＲａを変速機ケース７に固定し、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。

内燃機関ＥＮＧの駆動力は、入力軸２、第１クラッチＣ１、第１駆動ギヤ軸４を介して、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａに入力され、入力軸２に入力された内燃機関ＥＮＧの回転数が１／（ｇ＋１）に減速されて、キャリアＣａを介し３速駆動ギヤＧ３ａに伝達される。

３速駆動ギヤＧ３ａに伝達された駆動力は、３速駆動ギヤＧ３ａ及び第１従動ギヤＧｏ１で構成される３速ギヤ列Ｇ３のギヤ比（３速駆動ギヤＧ３ａの歯数／第１従動ギヤＧｏ１の歯数）をｉとして、１／ｉ（ｇ＋１）に変速されて第１従動ギヤＧｏ１及び出力軸３ａを介し出力ギヤ３から出力され、１速段が確立される。

このように、本実施形態の動力伝達装置１では、遊星歯車機構ＰＧ及び３速ギヤ列で１速段を確立できるため、１速段専用の噛合機構が必要なく、又、遊星歯車機構ＰＧは中空の電動機ＭＧ内に配置されるため、動力伝達装置１の軸長の更なる短縮化を図ることができる。

尚、１速段において、車両が減速状態にあり、且つ二次電池ＢＡＴＴの充電率ＳＯＣ（State Of Charge）が所定値未満であるときには、動力制御装置ＥＣＵは、電動機ＭＧでブレーキをかけることにより発電を行う減速回生運転を行う。又、二次電池ＢＡＴＴの充電率ＳＯＣが所定値以上であるときには、電動機ＭＧを駆動させて、内燃機関ＥＮＧの駆動力を補助するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行、又は電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができる。

又、ＥＶ走行中であって車両の減速が許容された状態であり且つ車両速度が一定速度以上の場合には、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いることなく、車両の運動エネルギーを用いて内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。

又、１速段で走行中に２速段にアップシフトされることを動力制御装置ＥＣＵが車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報から予測した場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結させる２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて２速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結させた２速側連結状態とし、第１クラッチＣ１を開放状態とすると共に、第２クラッチＣ２を締結して伝達状態とする。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギヤ列Ｇｉ、第２駆動ギヤ軸５、２速ギヤ列Ｇ２及び出力軸３ａを介して、出力ギヤ３から出力される。

尚、２速段において、動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した３速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵがダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を、３速駆動ギヤＧ３ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動ギヤ軸４との連結を断つニュートラル状態とする。

これにより、アップシフト又はダウンシフトを、第１クラッチＣ１を伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とするだけで行うことができ、変速段の切り換えを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

又、２速段においても、車両が減速状態にあり、且つ二次電池ＢＡＴＴの充電率ＳＯＣが所定値未満であるときには、動力制御装置ＥＣＵは、減速回生運転を行う。２速段において減速回生運転を行う場合には、第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態であるか、ニュートラル状態であるかで異なる。

第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態である場合には、２速駆動ギヤＧ２ａで回転される第１従動ギヤＧｏ１によって回転する３速駆動ギヤＧ３ａが第１駆動ギヤ軸４を介して電動機ＭＧのロータＭＧｂを回転させるため、このロータＭＧｂの回転を抑制しブレーキをかけることにより発電して回生を行う。

第１噛合機構ＳＭ１がニュートラル状態である場合には、ロック機構Ｂ１を固定状態とすることによりリングギヤＲａの回転数を「０」とし、第１従動ギヤＧｏ１に噛合する３速駆動ギヤＧ３ａと共に回転するキャリアＣａの回転数を、サンギヤＳａに連結させた電動機ＭＧにより発電させることによりブレーキをかけて、回生を行う。

又、２速段においてＨＥＶ走行する場合には、例えば、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結させた３速側連結状態として、遊星歯車機構ＰＧを各要素が相対回転不能なロック状態とし、電動機ＭＧの駆動力を３速ギヤ列Ｇ３を介して出力ギヤ３に伝達することにより行うことができる。又は、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態として、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）を逆転阻止状態としてリングギヤＲａの回転数を「０」とし、電動機ＭＧの駆動力を１速段の経路で第１従動ギヤＧｏ１に伝達することによっても、２速段によるＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて３速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結させた３速側連結状態として、第２クラッチＣ２を開放状態とすると共に、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力は、入力軸２、第１クラッチＣ１、第１駆動ギヤ軸４、第１噛合機構ＳＭ１、３速ギヤ列Ｇ３を介して、出力ギヤ３に伝達され、１／ｉの回転数で出力される。

３速段においては、第１噛合機構ＳＭ１が３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結させた３速側連結状態となっているため、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａとキャリアＣａとが同一回転となる。

従って、遊星歯車機構ＰＧの各要素が相対回転不能なロック状態となり、電動機ＭＧでサンギヤＳａにブレーキをかければ減速回生となり、電動機ＭＧでサンギヤＳａに駆動力を伝達させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。又、第１クラッチＣ１を開放して、電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行も可能である。

３速段において、動力制御装置ＥＣＵは、車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報に基づきダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結する２速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とし、アップシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結する４速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とする。

これにより、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とし、第１クラッチＣ１を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切換えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて４速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結させた４速側連結状態とし、第１クラッチＣ１を開放状態とするとともに、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。

４速段で走行中は、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した３速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した５速側連結状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

４速段で走行中に減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合には、動力制御装置ＥＣＵがダウンシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した３速側連結状態とし、電動機ＭＧでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればＨＥＶ走行を行うことができる。

動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した５速側連結状態とし、電動機ＭＧによりブレーキをかければ減速回生、電動機ＭＧから駆動力を伝達させればＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて５速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動ギヤ軸４とを連結した５速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とすると共に、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。５速段においては、第１クラッチＣ１が伝達状態とされることにより内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＧとが直結された状態となるため、電動機ＭＧから駆動力を出力すればＨＥＶ走行を行うことができ、電動機ＭＧでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。

尚、５速段でＥＶ走行を行う場合には、第２クラッチＣ２に加えて第１クラッチＣ１を開放状態とすればよい。又、５速段でのＥＶ走行中に、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、内燃機関ＥＮＧの始動を行うこともできる。

動力制御装置ＥＣＵは、５速段で走行中に車両情報から４速段へのダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結させた４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。これにより、４速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて後進段を確立する場合には、ロック機構Ｂ１を固定状態とし、第３噛合機構ＳＭ３をリバース駆動ギヤＧＲａとリバース軸６とを連結した連結状態として、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。これにより、入力軸２の回転速度が、［アイドル駆動ギヤＧｉａの歯数／第３アイドル従動ギヤＧｉｄの歯数］×［リバース駆動ギヤＧＲａの歯数／リバース従動ギヤＧＲｂの歯数］×［１／ｉ（ｇ＋１）］の回転速度のマイナス回転（後進方向の回転）に変速されて、出力ギヤ３から出力され、後進段が確立される。

又、後進段において、逆転しているロータＭＧｂに、正転側の駆動力を発生させてブレーキをかければ減速回生となり、逆転側の駆動力を発生させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。又、両クラッチＣ１，Ｃ２を開放状態とし、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）を固定状態として、電動機ＭＧを逆転させることにより、ＥＶ走行による後進段を確立することもできる。

また、本実施形態の動力伝達装置１は、車両が走行（停車）している道路の勾配（車両のピッチング角）を検知可能な勾配検知部を備える。

次に、図２及び図３を参照して、運転者によるシフトレバー等のシフト機構の操作（シフト操作）により、パーキングレンジに切り換えられたときの、本実施形態の制御部としての動力制御装置ＥＣＵの制動持続処理について説明する。運転者によるシフトレバー等のシフト機構の操作（シフト操作）により、パーキングレンジに切り換えられると、まず、図２に示すように、ステップ１でパーキングギヤＧｐをロックし、その後、再度車両が発進するときにプレシフトの変速段としての２速段を確立できるように、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動ギヤ軸５とを連結させる２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

そして、ステップ２に進み、運転者がブレーキペダルを備える制動機構によってブレーキをかけているか否か（制動操作を行っているか否か）を確認する。ブレーキをかけている場合には、そのまま今回の処理を終了する。

ステップ２でブレーキをかけていない場合（制動操作を行っていない場合）には、ステップ３に進み、パーキングギヤのロックが完了したか否かを確認すると共に、第２噛合機構ＳＭ２の２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態への切り換えが完了したか否かを確認する。

パーキングギヤのロックが完了していない、または、第２噛合機構ＳＭ２の２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態への切り換えが完了していない場合には、ステップ４に進み、運転者がブレーキペダルを踏んでいるか否かにかかわらず、制動機構によるブレーキをかけ続ける（ブレーキ状態を保持・持続させる）。このステップ４の処理が、本発明の制動持続処理に該当する。

そして、ステップ３に戻り、パーキングギヤのロックが完了すると共に、第２噛合機構ＳＭ２の２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態への切り換えが完了したか否かを確認する。

ステップ３で、パーキングギヤのロックが完了すると共に、第２噛合機構ＳＭ２の２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態への切り換えが完了している場合には、ステップ５に分岐し、ステップ４の処理（制動持続処理工程）が実行されている場合には、この処理を終了させて（終了工程）、今回の処理を終了する。図２の処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

また、図３は、本実施形態の動力伝達装置１の状態の遷移を示したものである。ｔ１は、運転者がシフト操作により、前進レンジ（走行レンジ）やニュートラルレンジなどのパーキングレンジ以外のレンジからパーキングレンジに切り換えたときを示している。

ｔ２は、運転者がブレーキペダルから足を離したときを示している。本発明を適用していない動力伝達装置を用いた比較例の従来車両状態に示されるように、比較例のものでは、運転者がブレーキペダルから足を離すと、パーキングギヤと係合する係合部とのクリアランス、及び２速ギヤ列Ｇ２の噛み合い部分のクリアランス（バックラッシュ）の分だけ、駆動輪は回転することができる。従って、このクリアランスの分だけ車両が登坂路に停車中の場合、後方にずり下がる。

これにより、図３の足軸トルクで一点鎖線で示すように、ずり下がり終了後による車両重量をパーキング機構で受けることによって出力軸３ａの捩れ振動が発生する。この捩れ振動によって、比較例の動力伝達装置では、再度の車両発進のための準備としてのプレシフト段（例えば２速段）のインギヤ状態（第１噛合機構ＳＭ１の３速連結状態又はプリシフト状態）に迅速に移行できない虞がある。

本実施形態の動力伝達装置１では、運転者がブレーキペダルを踏んでいない場合であってもブレーキの制御上においては、プレシフト段としての２速段のインギヤ状態に移行するまでブレーキを利かせ続ける。これにより、車両のずり下がりなどによる出力軸３ａの捩れや振動が２速段のインギヤ状態への移行が完了した後に生じる（図３の実線を参照）。このため、２速段のインギヤ状態への移行をスムーズに行うことができる。

本実施形態の動力伝達装置１によれば、パーキング状態ときに、捩れトルクが発生する虞がある状況下においても、プレシフトを制動持続処理中に速やかに完了させることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１は、勾配を検知可能な勾配検知部を備える。動力制御装置ＥＣＵは、所定角度以上の勾配を検知したときに、制動持続処理を実行するように構成されている。これにより、出力軸３ａに捩れ振動等の影響が出る虞のない状況下においては、通常の制御を実行する。

また、本実施形態では、駆動ギヤにパーキングギヤをスプライン結合で設けている。このため、パーキングギヤを出力軸３ａに設ける場合と比較して、ギヤ列の噛み合い部分のクリアランスの分だけ、余分に出力軸とパーキングギヤとの位相が捩れることが可能であり、車重がパーキング機構に加わるときのトルクが更に大きくなる虞がある。故に、回転自在に軸支される駆動ギヤにパーキングギヤを設けた動力伝達装置１において、特に作用効果を奏する。

なお、本実施形態においては、パーキングギヤは、２速駆動ギヤＧ２ａに設けているが、本発明はこれに限らず、パーキングギヤは他の部分に設けてもよい。例えば、３速駆動ギヤＧ１ａに設けてもよく、または、出力軸３ａに設けてもよい。

また、本実施形態においては、制動持続制御をブレーキがオフの場合（図２のステップ２でＹＥＳの場合）にのみ実行するように構成されているが、本発明の制動持続制御は、パーキングギヤのロック及びプレシフトのインギヤが完了するまでは、運転者の制動操作にかかわらず、強制的に実行し、プレシフトのインギヤ完了後に、制動持続制御を終了して、運転者の制動操作に応じた通常の制動処理に移行するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、動力伝達装置として、デュアル・クラッチ・トランスミッションを用いたものを説明した。しかしながら、本発明の動力伝達装置はこれに限らず、変速段を確立するギヤ列を複数備えるものであれば、他のものであってもよい。

また、本実施形態においては、電動機ＭＧを備える動力伝達装置１を説明したが、電動機ＭＧはなくてもよい。

１ 動力伝達装置
２ 入力軸
２ａ ポンプシャフト
３ 出力ギヤ
３ａ 出力軸
３ｂ 出力軸用軸受
４ 第１駆動ギヤ軸
５ 第２駆動ギヤ軸
６ リバース軸
７ 変速機ケース
７ａ ボルト
８ ポンプ
９ 潤滑回路
１０ クラッチ制御回路
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＳＭ１ 第１噛合機構
ＳＭ２ 第２噛合機構
Ｇ２ ２速ギヤ列
Ｇ２ａ ２速駆動ギヤ
Ｇ３ ３速ギヤ列
Ｇ３ａ ３速駆動ギヤ
Ｇ３ｂ ハブ（回転体）
Ｇ３ｃ ３速ギヤ用軸受
Ｇ４ ４速ギヤ列
Ｇ４ａ ４速駆動ギヤ
Ｇ５ ５速ギヤ列
Ｇ５ａ ５速駆動ギヤ
Ｇｏ１ 第１従動ギヤ（２速・３速の従動ギヤ）
Ｇｏ２ 第２従動ギヤ（４速・５速の従動ギヤ）
Ｇｉ アイドルギヤ列
ＧＲ リバースギヤ列
ＥＣＵ 動力制御装置（制御部）
ＥＮＧ 内燃機関（駆動源）
ＭＧ 走行用電動機（モータ・ジェネレータ、回転電機）
ＭＧａ ステータ
ＭＧｂ ロータ
ＭＧｃ 回転センサ
ＰＧ 遊星歯車機構
Ｓａ サンギヤ（第１要素）
Ｃａ キャリア（第２要素）
Ｒａ リングギヤ（第３要素）
ＢＡＴＴ 二次電池
Ｂ１ ロック機構（ブレーキ）
Ｂ１ａ 固定部材
Ｂ１ｂ 張出部
Ｂ１ｃ 案内部
Ｇｐ パーキングギヤ
ＬＫ パーキング機構
ＬＫａ 係合部

Claims (5)

1. 駆動源の動力により回転される入力軸と、
   該入力軸と平行に配置された出力軸とを備え、
   前記入力軸の回転速度を、駆動ギヤと該駆動ギヤに噛合する従動ギヤとを夫々有するものであって夫々変速比の異なる複数のギヤ列を介して、複数段に変速して前記出力軸から出力する動力伝達装置であって、
   複数の前記ギヤ列の駆動ギヤを固定又は回転自在に軸支する駆動ギヤ軸と、
   複数の前記ギヤ列の従動ギヤを回転自在に軸支又は固定する前記出力軸と、
   前記ギヤ列のうちの何れか１つのギヤ列を選択し、選択されたギヤ列の駆動ギヤと従動ギヤとのうち駆動ギヤ軸又は前記出力軸に回転自在に軸支されるギヤを当該軸に連結して、該選択されたギヤ列による駆動ギヤ軸と前記出力軸との間の動力伝達を可能とする噛合機構と、
   運転者の制動操作に応じて車輪に制動をかける制動機構と、
   走行レンジとパーキングレンジとに切換自在なシフト機構と、
   前記出力軸の回転が伝達されるパーキングギヤと、該パーキングギヤに係合して該パーキングギヤの回転を阻止する係合部とを有し、該パーキングギヤの回転を阻止することにより、前記出力軸の回転を阻止するパーキング機構と、
   前記噛合機構、前記制動機構、及び前記パーキング機構を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記シフト機構が前記パーキングレンジに切り換えられた場合には、前記運転者の制動操作にかかわらず、制動機構の制動を持続させる制動持続処理を実行し、
   前記パーキング機構による前記出力軸の回転を阻止し、再び発進するときのための準備として所定の噛合機構を連結状態とした後で、前記制動持続処理を終了させることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   路面の勾配を検知可能な勾配検知部を備え、
   前記制御部は、勾配を検知したときに、前記制動持続処理を実行することを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の動力伝達装置であって、
   前記パーキングギヤは所定の速段を確立させるための所定ギヤ列を構成するギヤにスプライン結合で一体回転するように設けられることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
   前記ギヤ列は駆動ギヤと駆動ギヤの回転が伝達される従動ギヤとを備え、
   前記駆動ギヤは、前記駆動ギヤ軸に回転自在に軸支され、
   前記従動ギヤは、前記出力軸に固定され、
   前記噛合機構は、複数の前記ギヤ列の駆動ギヤのうちの何れかの駆動ギヤを前記駆動ギヤ軸に選択的に連結可能であり、
   前記パーキングギヤは、前記駆動ギヤに一体回転するように設けられることを特徴とする動力伝達装置。
5. 駆動源の動力により回転される入力軸と、
   該入力軸と平行に配置された出力軸とを備え、
   前記入力軸の回転速度を、駆動ギヤと該駆動ギヤに噛合する従動ギヤとを夫々有するものであって夫々変速比の異なる複数のギヤ列を介して、複数段に変速して前記出力軸から出力する動力伝達装置の制御方法であって、
   複数の前記ギヤ列の駆動ギヤを固定又は回転自在に軸支する駆動ギヤ軸と、
   複数の前記ギヤ列の従動ギヤを回転自在に軸支又は固定する前記出力軸と、
   前記ギヤ列のうちの何れか１つのギヤ列を選択し、選択されたギヤ列の駆動ギヤと従動ギヤとのうち駆動ギヤ軸又は前記出力軸に回転自在に軸支されるギヤを当該軸に連結して、該選択されたギヤ列による駆動ギヤ軸と前記出力軸との間の動力伝達を可能とする噛合機構と、
   運転者の制動操作に応じて駆動輪に制動をかける制動機構と、
   走行レンジとパーキングレンジとに切換自在なシフト機構と、
   前記出力軸の回転が伝達されるパーキングギヤと、該パーキングギヤに係合して該パーキングギヤの回転を阻止する係合部とを有し、該パーキングギヤの回転を阻止することにより、前記出力軸の回転を阻止するパーキング機構と、
   前記噛合機構、前記制動機構、及び前記パーキング機構を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記シフト機構が前記パーキングレンジに切り換えられた場合には、前記運転者の制動操作にかかわらず、制動機構の制動を持続させる制動持続処理を実行する制動持続処理工程と、
   前記パーキング機構による前記出力軸の回転を阻止し、再び発進するときのための準備として所定の噛合機構を連結状態とした後で、前記制動持続処理を終了させる終了工程とを有することを特徴とする動力伝達装置の制御方法。

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