WO2010087311A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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WO2010087311A1
WO2010087311A1 PCT/JP2010/050913 JP2010050913W WO2010087311A1 WO 2010087311 A1 WO2010087311 A1 WO 2010087311A1 JP 2010050913 W JP2010050913 W JP 2010050913W WO 2010087311 A1 WO2010087311 A1 WO 2010087311A1
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WO
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engine
input shaft
transmission
gear
hybrid vehicle
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PCT/JP2010/050913
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English (en)
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享 中佐古
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L15/2072—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for drive off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B60W10/113—Stepped gearings with two input flow paths, e.g. double clutch transmission selection of one of the torque flow paths by the corresponding input clutch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/428—Double clutch arrangements; Dual clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • F16H2003/0931—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts each countershaft having an output gear meshing with a single common gear on the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19233—Plurality of counter shafts

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle equipped with a twin (or dual) clutch transmission (DCT) and using a motor and an electric motor as a power source.
  • DCT twin clutch transmission
  • Patent Document 1 it has two input shafts and one output shaft, and has a number of gear sets between the input shaft and the output shaft, and the gear set is one of the gear sets.
  • a double clutch transmission is known which comprises a loose gear which can be connected non-rotatably to the shaft and a fixed gear which is arranged on the shaft meshing with it and which is arranged non-rotatably with the shaft.
  • Patent Document 2 discloses a hybrid vehicle equipped with a dual clutch transmission.
  • twin clutch actuator operable from the stop state (for example, an electric oil pump) To increase costs and weights.
  • the motor is disposed before and after or beside the transmission, the overall length or width of the transmission is increased, and the size and weight of the engine room and the vehicle body itself are increased, resulting in an increase in manufacturing cost and fuel consumption.
  • the drive shaft can not have a sufficient swing angle because the outer diameter of the motor is large. Therefore, if the outer diameter of the motor is reduced, then the overall length becomes longer and can not fit in the engine room. Therefore, in a laterally placed FF vehicle, it is difficult to arrange such a transmission mechanism in terms of space.
  • the present invention needs to add means for making the twin clutch operable from the stopped state without increasing the overall length or width even if the motor is installed on the downstream side of the clutch of the twin clutch.
  • the present invention relates to a hybrid vehicle including an engine and an electric motor as a power source for driving a driven part via a transmission, wherein the transmission includes a transmission input shaft for transmitting power from the engine, and the driven part. And a twin clutch unit having a first clutch and a second clutch provided coaxially with the transmission input shaft, and the transmission input through the first clutch.
  • a first input shaft connectable to the shaft, and a second input shaft connectable to the transmission input shaft through the second clutch, and the first input shaft and the second input shaft as the transmission output shaft , And a second operation for interrupting power transmission and a first operation state that enables power transmission between an output shaft of the electric motor and the transmission input shaft.
  • the first input shaft and the second input shaft are coaxially arranged between the engine and the twin clutch unit, and the electric motor It is characterized in that it is driven via the connecting device and the twin clutch unit.
  • the electric motor is connected to the engine regardless of the connected state of the transmission.
  • the motor can be used as a starter when starting the engine.
  • the electric motor can be connected to the engine separately from the twin clutch, the engine can be started without engaging the twin clutch. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to separately provide a device for making the twin clutch engageable even from a stopped state, which is also advantageous in cost and weight.
  • the motor is disposed between the engine and the transmission, and the connection device is disposed inside the motor.
  • the transmission starts the engine with the electric motor by connecting the electric motor to the transmission input shaft via the connection device at the time of cold start or when the battery voltage is lower than a predetermined value.
  • the electric motor can be connected to the engine regardless of the gear position, and the electric motor can be used as a starter for starting the engine.
  • a second connection device is provided.
  • connection device or the second connection device is set to the first operation state according to the state of the vehicle at the time of stopping or immediately before the stopping.
  • the second connection device when the electric power of the electric motor and the state of the engine enable EV start by the electric motor, the second connection device is set to the first operation state.
  • the transmission sets the gear speeds of the odd or even stages in advance by switching the gear train, and performs EV travel with the driving force of the electric motor when the vehicle is released.
  • the torque of the motor is increased and the clutch connected to the gear train not driven by the motor is engaged to drive the motor by the drive of the motor.
  • the gear ratio of the gear train not driven by the motor is the gear ratio of the other gear train Select the higher one and then engage the clutch.
  • the engine when viewed from the electric motor, the engine is decelerated and started, so that the electric motor torque necessary for starting the engine can be reduced. That is, since the engine can be started by the addition of a relatively small electric motor torque during the EV traveling by the drive of the motor, the electric motor torque region capable of the EV traveling is expanded, and the fuel consumption is improved.
  • the vehicle travels with the speed ratio kept constant by the start of the engine, and when the vehicle speed is less than a predetermined value, the engine After the rotational speed is increased to the motor rotational speed, the engine is started, and the gear train is switched to shift to an arbitrary speed and travel.
  • the transmission sets the reverse gear in advance by switching the gear train, and the first connection device is set to the first operation state at the start
  • the engine is set to start by driving the electric motor, and is moved backward by driving the engine. Therefore, the vehicle can be immediately reverse started.
  • the transmission sets a predetermined gear by switching the gear train, and the second connection device is set to the first operation state, so that the gear is selected. It enables EV travel by the motor.
  • the regenerative electric power can be taken by the motor while the engine is stopped, the fuel consumption is improved.
  • FIG. 2 is a view showing a connection state at the time of engine start of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a connection state at the time of reverse start (reverse) according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation state at the time of EV start and travel of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation state at high speed traveling according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing an operation state during deceleration running according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an operation state from decelerating travel to reacceleration in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation state of switching from EV traveling to engine traveling according to the first embodiment.
  • FIG. 10 shows an operating state according to the embodiment of FIG.
  • FIG. 1 shows a power unit mounted on the hybrid vehicle of the first embodiment.
  • the power unit includes a transmission 1, an engine 2 as a prime mover, and an electric motor 3.
  • the power of the engine 2 or the electric motor 3 is transmitted to a pair of drive wheels 4, 4 via the transmission 1, and a driven part
  • the drive wheels 4 and 4 are configured to be driven.
  • the engine 2 is an internal combustion engine that generates power (torque) by burning a fuel such as gasoline, light oil, alcohol or the like, and an output shaft (crankshaft) for outputting the generated power to the outside It has 2a.
  • This engine 2 controls the opening degree of a throttle valve provided in an intake passage (not shown) (that is, controls the intake air amount of the engine 2) as in the case of an ordinary automobile engine.
  • the power output via 2a is adjusted.
  • a flywheel 5 is provided on the engine output shaft 2a, and a transmission input shaft 25 that rotates in conjunction with the output shaft 2a is provided.
  • the motor 3 is a three-phase DC brushless motor in the present embodiment, and has a rotor (rotary body) 7 rotatably supported in its housing 6 and a stator 8 fixed to the housing 6 around the rotor 7. And an output shaft 3a for transmitting the power (torque) generated in the rotor 7 to the outside.
  • a plurality of permanent magnets are mounted on the rotor 7, and coils (armature windings) 8 a for three phases are mounted on the stator 8.
  • the housing 6 of the motor 3 is fixed to an immovable part that is stationary with respect to the vehicle body, such as an exterior case of a power unit.
  • the motor output shaft 3a is coaxially fixed to the rotor 7 so as to rotate integrally with the rotor 7, and is configured to be connectable to the transmission input shaft 25 via the first connection device (SM1).
  • the motor output shaft 3a is configured to be connectable to a first input shaft 21 or a second input shaft 22 described later via the second connection device (SM2).
  • the first connection device (SM1) is coaxial with the output shaft 2a of the engine 2 and the output shaft 3a of the motor 3, and is disposed inside the rotor 7 of the motor 3 (first) synchronous meshing (synchronizing)
  • the second connection device (SM2) is also disposed outside the motor 3 so as to be coaxial with the output shaft 2a of the engine 2 and the output shaft 3a of the motor 3 (a second connection device (SM2)) ) It consists of a synchronous meshing mechanism.
  • the coil 8a of the motor 3 is electrically connected to a battery (secondary battery) as a DC power supply via a power drive unit (PDU) which is a drive circuit including an inverter circuit (not shown). Further, the PDU is electrically connected to an electronic control unit (ECU) that controls the operation of the power unit including the motor 3. Then, the power (torque) that the motor 3 outputs from the rotor 7 through the output shaft 3a is adjusted by controlling the current flowing to the coil 8a through the PDU by this ECU. In this case, by controlling the PDU, the electric motor 3 generates powering torque in the rotor 7 by the electric energy supplied from the battery, and the mechanical energy given to the rotor 7 from the outside via the electric motor output shaft 3a. It is possible to generate electric power (rotational energy) and charge the battery with the generated energy, while performing regenerative operation that generates regenerative torque (generation braking torque) on the rotor 7.
  • ECU electronice control unit
  • the ECU is an electronic circuit unit including a CPU, a RAM, a ROM, an interface circuit and the like, and performs operation control of the power plant by executing control processing defined by a program mounted in advance.
  • the operation of the engine 2 is not shown via an engine control actuator such as an actuator for the throttle valve.
  • a function to control and a function to control operation of the below-mentioned twin clutch unit 20 via an actuator or drive circuit which is not illustrated are included.
  • the transmission 1 is disposed coaxially with the twin clutch unit 20, the hollow first input shaft 21 into which the transmission input shaft 25 is inserted, and the first input shaft 21 and the first input shaft 21.
  • a gear train G1 to G7 and GR having different gear ratios (the gear ratio of the driven gear and the drive gear) sequentially arranged from the engine 2 side.
  • the symbols (G1 to G7, GR) of each gear train represent the number of gear ratio stages (first to seventh and reverse).
  • the transmission input shaft 25 is coaxially connected to the output shaft 2 a so as to rotate integrally with the output shaft 2 a of the engine 2.
  • the transmission input shaft 25 can be connected or disconnected (connected or disconnected) to the rotor 7 and the output shaft 3a of the motor 3 by the first connection device (SM1).
  • the twin clutch unit 20 has a first clutch (CL1) and a second clutch (CL1) coaxial with the transmission input shaft 25, and the rotation of the transmission input shaft 25 is performed via the first clutch (CL1).
  • the first input shaft 21 is configured to be transmitted to the second input shaft 22 via the second clutch (CL2).
  • the first and second clutches CL1 and CL2 operate to connect or disconnect the transmission input shaft 25 and the first and second input shafts 21 and 22 under the control of the ECU. (Clutch selectively operable in the connection state and the disconnection state) mechanism. That is, the first and second clutches CL1 and CL2 are friction members that releasably transmit the rotation of the transmission input shaft 25 interlocked with the engine output shaft 2a to the first input shaft 21 and the second input shaft 22, respectively. It consists of two mechanisms.
  • the gear trains G1 to G7 are respectively constituted by drive gears G1a to G7a and driven gears G1b to G7b meshing with the respective drive gears.
  • the drive gears G1a, G3a (common to G3 and G5) of the odd gear trains G1, G3, G5, G7 in the transmission ratio order, G7a is fixed to the first input shaft 21, and the even number order in the transmission ratio order
  • the drive gears G2a (common to G2 and GR) and G4a (common to G4 and G6) of the second and third gear trains G2, G4 and G6 and GR are fixed to the second input shaft 22.
  • the transmission 1 also has two output shafts 26, 27 and a driven gear G1b which meshes with the drive gears G1a, G3a, G4a, G2a of the gear trains G1, G3, G4, GR on the first output shaft 26. , G3b, G4b, GRb, and driven gears G2b, G5b, G6b, G7b meshing with the drive gears G2a, G3a, G4a, G7a of the gear trains G2, G5, G6, G7 on the second output shaft 27 Support.
  • a third synchronous mesh (synchromesh) selectively connecting the driven gear G1b of the first gear train G1 and the driven gear G3b of the third gear train G3 to the first output shaft 26.
  • a fourth synchronous meshing mechanism SM4 for selectively connecting the mechanism SM3 and the driven gear G4b of the fourth gear train G4 and the driven gear GRb of the reverse gear train GR to the first output shaft 26, and
  • a fifth synchronous meshing mechanism SM5 for selectively connecting the driven gear G5b of the fifth gear train G5 and the driven gear G7b of the seventh gear train G7 to the second output shaft 27 on the output shaft 27, and a second gear
  • a sixth synchronous meshing mechanism SM6 is provided which selectively connects the driven gear G2b of the row G2 and the driven gear G6b of the sixth gear train G6 to the second output shaft 27.
  • the third and fourth synchronous meshing mechanisms SM3 and SM4 are provided with synchronous sleeves 33 and 34 which are rotationally fixed to the first output shaft 26 and axially movable by an actuator (not shown). Then, by moving the synchronous sleeve 33 of the third synchronous meshing mechanism SM3 from the neutral position N to the driven gear G1b or G3b side, the driven gear G1b or G3b is coupled to the first output shaft 26, and the first gear train G1 or the third gear train G3 is selectively established.
  • the driven gear GRb or G4b is connected to the first output shaft 26, and the reverse gear train GR or a fourth gear train G4 is selectively established.
  • the fifth and sixth synchronous meshing mechanisms SM5 and SM6 are provided with synchronous sleeves 35 and 36 which are rotationally locked to the second output shaft 27 and axially movable by an actuator (not shown). Then, by moving the synchronous sleeve 35 of the fifth synchronous meshing mechanism SM5 from the neutral position N to the driven gear G5b or G7b side, the driven gear G5b or G7b is connected to the second output shaft 27, and the fifth gear train G51 or the seventh gear train G7 is selectively established.
  • the driven gear G2b or G6b is connected to the second output shaft 27 by moving the synchronous sleeve 36 of the sixth synchronous meshing mechanism SM6 from the neutral position N to the driven gear G2b or G6b side as shown in FIG.
  • the train G2 or the sixth gear train G6 is selectively established.
  • gear train is established means that power is transmitted from the input shafts 21 and 22 to the corresponding output shafts 26 and 27 via the gear trains G1 to G7 or GR.
  • the first and second transmission output shafts 26 and 27 are disposed in parallel parallel to the transmission input shaft 25 and are connected to the drive wheels 4 and 4 via the differential gear unit 29 between the drive wheels 4 and 4. It is connected. More specifically, the differential gear unit 29 includes a gear case 29a incorporating side gears (not shown) connected to the drive wheels 4 and 4 via axles 30 and 30, and a gear 29b fixed to the outer periphery of the gear case 29a. And Then, the output gear 31 or 32 fixed to one end of the first transmission output shaft 26 or the second transmission output shaft 27 is engaged with the gear 29 b of the differential gear unit 29. Thus, the transmission output shafts 26, 27 rotate the drive wheels 4, 4 via the differential gear unit 29.
  • the engine 2 can be started by the motor 3 when the outside air temperature is low or when the EV can not be started (judged by the ECU) because the battery voltage SOC is lowered.
  • the first connection device SM1 is fastened (set to the first operation state) in advance, and the second connection device SM2 is disconnected (set to the second operation state).
  • the output shaft 3 a of the motor 3 is connected to the engine output shaft 2 connected to the transmission input shaft 25.
  • the engine 2 can be started via the output shaft 2a.
  • the first clutch CL1 or the second clutch CL2 of the twin clutch unit 20 is engaged, power is transmitted from the transmission input shaft 25 to the first input shaft 21 or the second input shaft 22. Power is transmitted to the first output shaft 26 or the second output shaft 27 via the gear train. As a result, the drive wheels 4 and 4 are driven via the output gear 31 or 32, so that the vehicle can start immediately.
  • the upper graph shows the change of the engine speed (denoted as "E speed") with respect to the elapsed time T as a thick line, and the change of the motor speed (denoted as "M speed”) as a thin line.
  • the (vehicle speed) is indicated by a broken line.
  • a state (indicated as ON) in which the first clutch CL1, the second clutch CL2, the first connection device (synchronous meshing mechanism) SM1, and the second connection device SM2 are engaged (connected) is indicated by a bold line.
  • the thick lines indicate states in which the third to sixth synchronous meshing mechanisms SM3 to SM6 establish one of the corresponding two gear trains, respectively.
  • the absence of a bold line indicates that CL1, CL2, SM1, and SM2 are not engaged (disconnected), or that SM3 to SM6 are in the neutral position N.
  • the lower graph shows the change of the engine torque (denoted as “E torque”) with respect to the elapsed time T by a thick line, and the change of the motor torque (denoted as “M torque”) by a thin line.
  • SM2 is set to ON, SM3 to the G1 side (first gear), and SM6 to the G6 side (sixth gear) in advance.
  • FIG. 5 is an explanatory view of a control method at the time of high speed traveling, and similarly to FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory view of a control method at the time of decelerating travel, and similarly to FIG.
  • both CL1 and CL2 are disconnected, and the engine is stopped.
  • FIG. 7 is an explanatory view of a control method in the case of reaccelerating from decelerating travel, and as in FIG. 5 and FIG. 6, changes in E rotation speed, M rotation speed and vehicle speed (vehicle speed)
  • E rotation speed M rotation speed and vehicle speed (vehicle speed)
  • vehicle speed vehicle speed
  • establishment of a gear train by SM3 to SM6 changes of E torque and M torque with respect to elapsed time T are shown.
  • the states of the motor 3 and the engine 2 are shown.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a control method in the case of switching from the EV travel mode to the engine travel mode, and similarly to FIGS. 5 to 7, the E rotation speed, M rotation speed and vehicle speed (vehicle speed) In addition, the change of the E torque and the M torque with respect to the elapsed time T is shown. Furthermore, in the lowermost stage, the states of the motor 3 and the engine 2 are shown.
  • two synchronous meshing mechanisms SM1 are provided as a connecting device for connecting the motor output shaft 3a to the transmission input shaft 25 and the first input shaft 21 (or the second input shaft 22) so as to transmit power.
  • SM2 are provided separately, but SM1 and SM2 may be combined to form one synchronous meshing mechanism. An example is shown in FIG.
  • a synchronous meshing mechanism SM12 formed concentrically with the transmission input shaft 25 is disposed from the inside of the rotor 7 of the motor 3 to the side of the twin clutch unit 20.
  • the SM 12 is provided with a synchronous sleeve 12 which is rotationally fixed to the transmission input shaft 25 and axially movable by an actuator (not shown).
  • the synchronous sleeve 12 has a first operating position that enables power transmission between the motor output shaft 3a and the transmission input shaft 25, and the motor output shaft 3a and the first input shaft 21 or the second input shaft. 22 is selectively set to one of a second operating position enabling power transmission between 22 and a neutral position separate from the two operating positions and not performing either of the two power transmissions It is supposed to be.
  • FIG. 10 shows, in the upper part, changes in vehicle speed (vehicle speed) and elapsed time with respect to elapsed time T, changes in E rotation speed with elapsed time T by thick lines, and changes in M rotation speed by thin lines. Shows the changes in the speed stages of the engine and the motor.
  • FIG. 11 shows a schematic configuration of a hybrid vehicle provided with the power plant of the second embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be omitted.
  • the present embodiment is provided with a twin main shaft, and differs from the first embodiment in the following points.
  • the transmission according to the present embodiment includes a twin clutch unit 20, a hollow first input shaft 41 into which a transmission input shaft 25 that rotates in conjunction with the output shaft 2a of the engine 2 is inserted, and the first input shaft A second input shaft 42 is disposed in parallel with the gear 21, and gear trains G1 to G7 and GR having different gear ratios sequentially disposed from the engine 2 side, and one output shaft 44.
  • the output shaft 31 has its output gear 31 fixed at one end thereof meshed with the gear 29 b of the differential gear unit 29 to rotate the drive wheels 4, 4 via the differential gear unit 29. It has become.
  • first input shaft 41 which is one of the main shafts is connected to the transmission input shaft 25 via the first clutch CL1 of the twin clutch unit 20
  • the transmission input shaft 25 is connected to the first clutch CL1 of the twin clutch unit 20.
  • a second input shaft 42 which is another main shaft, is connected via a second clutch CL2 interlocked by an idle gear 43 between them.
  • drive gears G1a, G5a, G3a, G7a of odd-numbered gear trains G1, G5, G3, G7 in the gear ratio rank are connected to the first input shaft 41 via SM7, SM9,
  • the drive gears G2a, G4a, G6a, and GRa of the even-numbered and R-stage gear trains G2a, G4a, G6a, and GRa in the transmission ratio order are connected to the second input shaft 42 via SM8 and SM10, respectively.
  • the driven gears G1b, G4b, G3b, and G6b common to the gear trains G1 and G2, G4 and G5, G3 and GR, and G6 and G7 are supported on the output shaft 31 of the transmission. .
  • the SM7 and SM9 are respectively detained from the first input shaft 41, and provided with synchronous sleeves 37 and 39 axially movable by an actuator not shown.
  • the drive gear G1a or G5a and the drive gear G3a or G7a have the first input shaft by moving the corresponding synchronous sleeves 37 and 39 from the neutral position N to the drive gear G1a or G5a side and the drive gear G3a or G7a side.
  • the gear train G1 or G5, G3 or G7 is selectively established.
  • SM8 and SM10 respectively have synchronization sleeves 38 and 40 which are rotationally fixed to the second input shaft 42 and axially movable by an actuator not shown, and the corresponding synchronization sleeves 38 and 40 are shown from the neutral position N shown.
  • the drive gear G2a or G4a side By moving the drive gear G2a or G4a side to the drive gear G6a or GRa side, the drive gear G2a or G4a, the drive gear G6a or GRa is connected to the second input shaft 42, and the gear train G2 or G4, G6 or GR is Selectively established.
  • the synchronous meshing mechanism SM is used as a device for connecting the output shaft of the motor to the engine output shaft or the input shaft, but the invention is not limited thereto. Such appropriate engagement means may be used.
  • twin clutch unit is not limited to the structure used in the first and second embodiments, as long as power transmission can be performed by two clutches.
  • the hybrid vehicle of the present invention it is necessary to add means for enabling the twin clutch to be operable from the stop state without increasing the overall length or width even if the motor is installed downstream of the twin clutch clutch By having a transmission without a gear, it is useful to be able to control weight and cost.

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Abstract

　ハイブリッド車両において、変速機は、エンジンからの動力を伝達する変速機入力軸２５と、被駆動部を駆動する動力を出力する変速機出力軸２６，２７と、ツインクラッチユニット２０の第１クラッチＣＬ１を介して変速機入力軸２５と接続可能な第１入力軸２１と、第２クラッチＣＬ１を介して変速機入力軸２５と接続可能な第２入力軸２２と、第１入力軸２１及び第２入力軸２２を変速機出力軸２６，２７と接続するように切り替え可能に構成されたギヤ列Ｇ１～ＧＲと、電動機３の出力軸と変速機入力軸２５との間で動力伝達を可能にする第１動作状態と動力伝達を遮断する第２動作状態とに選択的に切り替え可能な接続装置ＳＭ１とを備える。

Description

ハイブリッド車両
　本発明は、ツイン（又はデュアル）クラッチ式の変速機（ＤＣＴ）を搭載し、動力源として原動機（エンジン）と電動機を併用するハイブリッド車両に関する。
　ツインクラッチ式の変速機に電動機を組み合せたハイブリッド車両において、電動機をＤＣＴのクラッチ下流側に設けた機構が提案されている。この機構は、ツインクラッチが非係合の状態においても、電動機で駆動及び回生可能であるため、クラッチ制御による損失を削減することができる。
　例えば、特許文献１に開示されているように、２つの入力軸と１つの出力軸とを有し、入力軸と出力軸との間に多数の歯車組を有し、該歯車組が一方の軸に回動不能に結合可能なルーズ歯車と、これと噛合う軸に配置され、該軸と回動不能に配置された固定歯車とを備えたダブルクラッチ伝動装置が知られている。
　また、特許文献２には、デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両が開示されている。
日本特開２００２－０８９５９４号公報 日本特開２００５－３２９８１３号公報
　しかしながら、上記のような従来技術では、次のような不都合があった。
　車両停止状態からエンジン始動を行う際に、ツインクラッチの一方を係合させてエンジンと電動機を接続するため、ツインクラッチのアクチュエータを停止状態から動作可能なもの（例えば、電動オイルポンプ）にする必要があり、コストやウェイトが増加する。
　また、変速機の前後又は脇に電動機を配置するため、変速機の全長又は全幅が大きくなり、エンジンルーム従って車体そのものの寸法や重量が増大して、製造コストと燃費を上昇させてしまう。
　電動機を変速機の後方に置く場合には、電動機の外径が大きいためにドライブシャフトの振れ角度を充分にとることができない。そこで電動機の外径を小さくすると、今度は全長が長くなってエンジンルーム内に納まりきらない。従って、横置きＦＦ車両では、このような変速機構を配置することはスペースの点で困難であった。
　また、電動機の内側にツインクラッチを内蔵した場合も、ロータ径及び変速機の全長が大きくなってしまうため、エンジンルーム内に収まらず、車体の全幅を拡大する必要が生じる。
　更に、電動機でエンジンを始動するときはクラッチを締結する必要があるため、エンジン始動前からクラッチを作動できるように、クラッチ動作源としてアクチュエータ（例えば、電動オイルポンプなど）を別途備えることが必要となるので、コストと重量が増加する。
　本発明は、上記の課題を解決するものとして、ツインクラッチのクラッチ下流側に電動機を設置しても全長や全幅を拡大させず、かつツインクラッチを停止状態から作動可能にする手段を追加する必要がない変速機を備えたハイブリッド車両を提供することを目的とする。
　本発明は、変速機を介して被駆動部を駆動する動力源としてエンジン及び電動機を備えるハイブリッド車両において、前記変速機は、前記エンジンからの動力を伝達する変速機入力軸、及び前記被駆動部を駆動する動力を出力する変速機出力軸と、前記変速機入力軸と同軸状に設けられた第１クラッチ及び第２クラッチを有するツインクラッチユニットと、前記第１クラッチを介して前記変速機入力軸と接続可能な第１入力軸、及び前記第２クラッチを介して前記変速機入力軸と接続可能な第２入力軸と、前記第１入力軸及び前記第２入力軸を前記変速機出力軸とそれぞれ接続するように切り替え可能に構成されたギヤ列と、前記電動機の出力軸と前記変速機入力軸との間で動力伝達を可能にする第１動作状態と動力伝達を遮断する第２動作状態とに選択的に切り替え可能な接続装置とを備え、前記第１入力軸及び前記第２入力軸は、前記エンジンと前記ツインクラッチユニットとの間で同軸状に配置され、前記電動機により、前記接続装置及び前記ツインクラッチユニットを介して駆動されることを特徴とする。
　本発明によれば、２つのクラッチをエンジンから離して変速機を挟むように配置することで、電動機の配置場所を確保すると共に、変速機の全幅を短くすることができる。
　また、ツインクラッチユニットの２つのクラッチに接続する変速機入力軸に対して接続装置を介して断続する出力軸を有する電動機を配置することで、変速機の接続状態に拘らず電動機をエンジンに接続可能であり、エンジン始動時には電動機をスタータとして利用できる。
　また、電動機は、ツインクラッチとは別にエンジンと接続可能であるので、ツインクラッチを係合しなくともエンジンを始動できる。従って、従来の技術のように、停止状態からでもツインクラッチを係合可能とするためのデバイスを別途設ける必要が無く、コスト及び重量の点でも有利である。
　本発明の実施態様では、前記電動機は前記エンジンと前記変速機との間に配置され、前記接続装置は該電動機の内部に配置されている。これにより、電動機を配置するためにエンジンルームのサイズを拡大する必要がなく、幅広い車種に搭載することが可能である。
　前記変速機は、冷間始動時又はバッテリ電圧が所定値以下の場合には、前記接続装置を介して前記電動機を前記変速機入力軸と接続することにより、該電動機にて前記エンジンを始動する。
　この態様によれば、変速段に関わらず電動機をエンジンに接続可能であり、電動機をエンジン起動のスタータとして利用できる。
　前記電動機の出力軸と前記第１入力軸又は前記第２入力軸との間で動力伝達を可能にする第１動作状態と当該動力伝達を遮断する第２動作状態とに選択的に切り替え可能な第２接続装置を備える。
　この態様によれば、電動機の出力軸を第２接続装置によってツインクラッチの入力軸に接続するので、エンジンと接続することなく電動機によるＥＶ走行が可能となる。
　停車時又は停車直前の車両の状態により、前記接続装置又は前記第２接続装置が前記第１動作状態に設定される。
　この態様では、前記電動機の電源及び前記エンジンの状態により前記電動機によるＥＶ発進が可能である場合には、前記第２接続装置が前記第１動作状態に設定される。
　また、停車中に前記ＥＶ発進が可能である場合には、前記変速機は、前記ギヤ列の切り替えによって奇数又は偶数段の段速を予め設定し、停車解除時に前記電動機の駆動力でＥＶ走行を開始し、車体速度が所定値以上になったとき前記電動機のトルクを増加させると共に電動機で駆動していない側のギヤ列に接続してある前記クラッチを係合して前記電動機の駆動によって前記エンジンを起動する。
　この態様によれば、ＥＶ発進時には、前記電動機から前記第２接続装置を介して直接、第１入力軸又は第２入力軸に動力が伝達されるので、ギヤ列を介して出力軸に動力が伝達されることとなる。これにより、車両は即座に発進することができる。
　次に、前記車両の速度が所定値以上になり、エンジン駆動力が必要であると判断したときは、前記電動機で駆動していない側のギヤ列の変速比を、他方のギヤ列の変速比よりも高いものに選択してから前記クラッチを係合する。
　この態様によれば、前記電動機からみると前記エンジンを減速して起動することになるので、エンジン起動に必要な電動機トルクを小さくすることができる。すなわち、前記電動機の駆動によるＥＶ走行中に、比較的小さな電動機トルクの追加でエンジンを始動することができるので、ＥＶ走行可能な電動機トルク領域が拡大され、燃費が向上する。
　更に、前記エンジンの起動時に前記エンジン回転数が所定回転数まで上昇した場合には前記エンジンの始動により変速比を一定にしたままで走行し、車体速度が所定値未満であるときは、前記エンジン回転数を前記電動機回転数まで上昇させてから前記エンジンを始動し、前記ギヤ列の切り替えにより任意の段速に変速して走行する。
　本発明の実施態様において、停車中に後進段が選択された場合には、前記変速機は前記ギヤ列の切り替えによって後進段を予め設定し、発進時には前記第1接続装置を前記第1動作状態に設定した上で、前記電動機の駆動により前記エンジンを始動させ、前記エンジン駆動により後進する。このため、車両は即座にリバース発進することができる。
　前記電動機によるＥＶ走行が選択された場合には、前記変速機は前記ギヤ列の切り替えによって所定の変速段を設定し、前記第２接続装置を第１動作状態に設定することによりその変速段で前記電動機によるＥＶ走行を可能とする。
　減速走行時には前記エンジンを停止状態にして、前記変速機の前記ギヤ列の切り替えによって所定の変速段を設定し、前記電動機にて電力回生する。
　この態様によれば、エンジンを停止したまま電動機にて回生電力をとりきることができるので、燃費が向上する。
本発明の第１実施形態の動力装置の全体構成を示す図。 第１実施形態のエンジン始動時の接続状態を示す図。 第１実施形態のリバース発進（後進）時の接続状態を示す図。 第１実施形態のＥＶ発進・走行時の動作状態を示す図。 第１実施形態の高速走行時の動作状態を示す図。 第１実施形態の減速走行時の動作状態を示す図。 第１実施形態の減速走行から再加速時の動作状態を示す図。 第１実施形態のＥＶ走行からエンジン走行への切替わりの動作状態を示す図。 第１実施形態の変形例の全体構成を示す図。 図９の実施形態による動作状態を示す図。 本発明の第２実施形態の動力装置の全体構成を示す図。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態のハイブリッド車両に搭載された動力装置を示す。この動力装置は、変速機１と原動機としてのエンジン２と電動機３とを備え、エンジン２又は電動機３の動力を、変速機１を介して一対の駆動輪４，４に伝達し、被駆動部としての駆動輪４，４を駆動し得るように構成されている。
　本実施形態では、エンジン２は、ガソリン、軽油、アルコールなどの燃料を燃焼させることにより動力（トルク）を発生する内燃機関であり、発生した動力を外部に出力するための出力軸（クランク軸）２ａを有する。このエンジン２は、通常の自動車のエンジンと同様に、図示しない吸気路に備えたスロットル弁の開度を制御する（つまり、エンジン２の吸入空気量を制御する）ことによって、エンジン２が出力軸２ａを介して出力する動力が調整される。エンジン出力軸２ａにはフライホイール５が設けられると共に、この出力軸２ａと連動して回転する変速機入力軸２５が設けられている。
　電動機３は、本実施形態では３相のＤＣブラシレスモータであり、そのハウジング６内に回転自在に支承されたロータ（回転体）７と、該ロータ７の周囲でハウジング６に固定されたステータ８と、ロータ７に発生する動力（トルク）を外部に伝達するための出力軸３ａとを有する。ロータ７には、複数の永久磁石が装着され、ステータ８には、３相分のコイル（電機子巻線）８ａが装着されている。なお、電動機３のハウジング６は、動力装置の外装ケース等、車体に対して静止した不動部に固設されている。
　電動機出力軸３ａは、ロータ７と一体に回転するようにロータ７と同軸心に固定され、第１接続装置（ＳＭ１）を介して変速機入力軸２５と接続可能に構成されている。また、電動機出力軸３ａは、第２接続装置（ＳＭ２）を介して、後述の第１入力軸２１又は第２入力軸２２と接続可能に構成されている。
　第１接続装置（ＳＭ１）は、エンジン２の出力軸２ａ及び電動機３の出力軸３ａと同軸心になるようにして、電動機３のロータ７の内側に配置された（第１）同期噛合（シンクロメッシュ）機構から成り、第２接続装置（ＳＭ２）も、同様にエンジン２の出力軸２ａ及び電動機３の出力軸３ａと同軸状になるようにして、電動機３の外側に配置された（第２）同期噛合機構から成る。
　電動機３のコイル８ａは、図示しないインバータ回路を含む駆動回路であるパワー・ドライブ・ユニット（ＰＤＵ）を介して直流電源としてのバッテリ（二次電池）に電気的に接続されている。また、ＰＤＵは、電動機３を含めて動力装置の動作制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）に電気的に接続されている。そして、このＥＣＵにより、ＰＤＵを介してコイル８ａに流れる電流を制御することによって、電動機３がロータ７から出力軸３ａを介して出力する動力（トルク）が調整されるようになっている。この場合、ＰＤＵを制御することによって、電動機３は、バッテリから供給される電気エネルギーによってロータ７に力行トルクを発生する力行運転と、外部から電動機出力軸３ａを介してロータ７に与えられる機械エネルギー（回転エネルギー）によって発電し、その発電エネルギーをバッテリに充電しつつ、ロータ７に回生トルク（発電制動トルク）を発生する回生運転とを行うことが可能である。
　上記ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路等を含む電子回路ユニットであり、予め実装されたプログラムにより規定される制御処理を実行することで、動力装置の動作制御を行う。この場合、ＥＣＵの制御処理により実現される機能として、ＰＤＵを介して電動機３の運転を制御する機能の他、エンジン２の運転を図示しないスロットル弁用のアクチェエータ等のエンジン制御用アクチュエータを介して制御する機能と、後述のツインクラッチユニット２０の動作を図示しないアクチュエータ又は駆動回路を介して制御する機能とが含まれる。
　変速機１は、ツインクラッチユニット２０と、変速機入力軸２５が内挿された中空の第１入力軸２１と、この第１入力軸２１と同一軸線上に配置されると共に第１入力軸２１が内挿された中空の第２入力軸２２と、エンジン２側から順次配置された変速比（従動ギヤと駆動ギヤの歯数比）が異なるギヤ列Ｇ１～Ｇ７及びＧＲとを備える。ここで、各ギヤ列の符号（Ｇ１～Ｇ７、ＧＲ）は、それぞれ変速比の段数（１速～７速及び後進）を表している。
　変速機入力軸２５は、エンジン２の出力軸２ａと一体に回転するように、該出力軸２ａに同軸心に連結されている。この場合、変速機入力軸２５は、第１接続装置（ＳＭ１）により、電動機３のロータ７及び出力軸３ａに対して断続（接続・離脱）可能である。
　ツインクラッチユニット２０は、変速機入力軸２５と同軸の第１クラッチ（ＣＬ１）及び第２クラッチ（ＣＬ１）を有し、変速機入力軸２５の回転を、第１クラッチ（ＣＬ１）を介して第１入力軸２１に、第２クラッチ（ＣＬ２）を介して第２入力軸２２に、それぞれ伝達するように構成されている。
　上記第１、第２のクラッチＣＬ１、ＣＬ２は、上記ＥＣＵの制御下で、変速機入力軸２５と第１、第２の入力軸２１，２２との間を接続又は遮断するように動作するクラッチ（接続状態と遮断状態とに選択的に動作可能なクラッチ）機構である。すなわち、第１、第２のクラッチＣＬ１、ＣＬ２は、エンジン出力軸２ａと連動する変速機入力軸２５の回転を、それぞれ第１入力軸２１、第２入力軸２２に解除自在に伝達する摩擦係合機構からなる。
　各ギヤ列Ｇ１～Ｇ７は、それぞれ駆動ギヤＧ１ａ～Ｇ７ａと、各駆動ギヤと噛み合う従動ギヤＧ１ｂ～Ｇ７ｂとで構成される。ここで、変速比順位で奇数番目のギヤ列Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７の駆動ギヤＧ１ａ，Ｇ３ａ（Ｇ３とＧ５で共通）、Ｇ７ａは第１入力軸２１に固定され、変速比順位で偶数番目及びＲ段のギヤ列Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６及びＧＲの駆動ギヤＧ２ａ（Ｇ２とＧＲで共通），Ｇ４ａ（Ｇ４とＧ６で共通）は第２入力軸２２に固定されている。
　また、変速機１は２つの出力軸２６，２７を有し、第１出力軸２６上に、ギヤ列Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，ＧＲの駆動ギヤＧ１ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａ，Ｇ２ａと噛合する従動ギヤＧ１ｂ，Ｇ３ｂ，Ｇ４ｂ，ＧＲｂを軸支し、第２出力軸２７上に、ギヤ列Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７の駆動ギヤＧ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａ，Ｇ７ａと噛合する従動ギヤＧ２ｂ，Ｇ５ｂ，Ｇ６ｂ，Ｇ７ｂを軸支している。
　更に、第１出力軸２６上には、第１ギヤ列Ｇ１の従動ギヤＧ１ｂと第３ギヤ列Ｇ３の従動ギヤＧ３ｂとを第１出力軸２６に選択的に連結する第３同期噛合（シンクロメッシュ）機構ＳＭ３と、第４ギヤ列Ｇ４の従動ギヤＧ４ｂと後進ギヤ列ＧＲの従動ギヤＧＲｂとを第１出力軸２６に選択的に連結する第４同期噛合機構ＳＭ４とを配置すると共に、第２出力軸２７上には、第５ギヤ列Ｇ５の従動ギヤＧ５ｂと第７ギヤ列Ｇ７の従動ギヤＧ７ｂとを第２出力軸２７に選択的に連結する第５同期噛合機構ＳＭ５と、第２ギヤ列Ｇ２の従動ギヤＧ２ｂと第６ギヤ列Ｇ６の従動ギヤＧ６ｂとを第２出力軸２７に選択的に連結する第６同期噛合機構ＳＭ６とを配置している。
　第３、第４の同期噛合機構ＳＭ３，ＳＭ４は、第１出力軸２６に回り止めされ、図外のアクチュエータにより軸方向に移動自在な同期スリーブ３３，３４を備えている。そして、第３同期噛合機構ＳＭ３の同期スリーブ３３を図示の中立位置Ｎから従動ギヤＧ１ｂ又はＧ３ｂ側に移動させることで、従動ギヤＧ１ｂ又はＧ３ｂが第１出力軸２６に連結され、第１ギヤ列Ｇ１又は第３ギヤ列Ｇ３が選択的に確立される。同様に、第４同期噛合機構ＳＭ４の同期スリーブ３４を図示の中立位置Ｎから従動ギヤＧＲｂ又はＧ４ｂ側に移動させることで、従動ギヤＧＲｂ又はＧ４ｂが第１出力軸２６に連結され、後進ギヤ列ＧＲ又は第４ギヤ列Ｇ４が選択的に確立される。
　また、第５、第６の同期噛合機構ＳＭ５，ＳＭ６は、第２出力軸２７に回り止めされ、図外のアクチュエータにより軸方向に移動自在な同期スリーブ３５，３６を備えている。そして、第５同期噛合機構ＳＭ５の同期スリーブ３５を図示の中立位置Ｎから従動ギヤＧ５ｂ又はＧ７ｂ側に移動させることで、従動ギヤＧ５ｂ又はＧ７ｂが第２出力軸２７に連結され、第５ギヤ列Ｇ５１又は第７ギヤ列Ｇ７が選択的に確立される。同様に、第６同期噛合機構ＳＭ６の同期スリーブ３６を図示の中立位置Ｎから従動ギヤＧ２ｂ又はＧ６ｂ側に移動させることで、従動ギヤＧ２ｂ又はＧ６ｂが第２出力軸２７に連結され、第２ギヤ列Ｇ２又は第６ギヤ列Ｇ６が選択的に確立される。
　尚、「ギヤ列が確立される」とは、入力軸２１，２２から対応する出力軸２６，２７にギヤ列Ｇ１～Ｇ７又はＧＲを介して動力伝達される状態になることをいう。
　上記第１、第２の変速機出力軸２６，２７は、変速機入力軸２５と平行に並設され、駆動輪４，４の間の差動歯車ユニット２９を介して駆動輪４，４に連結されている。詳しくは、差動歯車ユニット２９は、駆動輪４，４にそれぞれ車軸３０，３０を介して連結されたサイドギヤ（図示省略）を内蔵するギヤケース２９ａと、このギヤケース２９ａの外周に固定されたギヤ２９ｂとを備える。そして、差動歯車ユニット２９のギヤ２９ｂに、第１の変速機出力軸２６又は第２の変速機出力軸２７の一端部に固定された出力ギヤ３１又は３２が噛合される。これにより、変速機出力軸２６，２７は、差動歯車ユニット２９を介して駆動輪４，４を回転させるようになっている。
　次に、第１実施形態の作動について説明する。以下の作動は、前記ＥＣＵによる制御下で行われる。
を介して駆動輪４，４を回転させるようになっている。
  ［エンジン始動］
　例えば、外気温度が低い時やバッテリ電圧SOCが低下しているためにＥＶ発進できない（ＥＣＵで判断される）場合には、電動機３によりエンジン２を始動することができる。
　具体的には、あらかじめ前記第１接続装置ＳＭ１を締結（第１動作状態に設定）すると共に、前記第２接続装置ＳＭ２を遮断（第２動作状態に設定）しておく。これにより、図２に太線で示すように、電動機３の出力軸３ａが、変速機入力軸２５と連結されたエンジン出力軸２に接続された状態となる。
　この状態で車両のブレーキが解除されると、電動機３を駆動することにより、出力軸２ａを介してエンジン２を始動させることができる。ここで、ツインクラッチユニット２０の第１クラッチＣＬ１又は第２クラッチＣＬ２を係合状態にすると、変速機入力軸２５から第１入力軸２１又は第２入力軸２２に動力が伝達されるので、前記ギヤ列を介して第１出力軸２６又は第２出力軸２７に動力が伝達されることとなる。これにより、出力ギヤ３１又は３２を介して駆動輪４，４が駆動されるので、車両は即座に発進することができる。
　これに対し、従来のツインクラッチを備えた動力機構では、電動機からツインクラッチを介してエンジンを始動するため、エンジン始動前からクラッチ係合のための制御動力が必要にであった。本実施形態では、電動機３により直接エンジン２を始動できるので、エンジン始動前からクラッチ係合のための制御動力は不要である。
［リバース発進］
　初めに、上記のエンジン始動時と同様に、第１接続装置ＳＭ１を締結し、電動機３でエンジン２を始動する。次に、第４の同期噛合装置ＳＭ４をリバース（Ｒ）側に設定すると、前述のように後進ギヤ列ＧＲの従動ギヤＧＲｂが第１出力軸２６に連結され、後進ギヤ列ＧＲが確立される。
　従って、エンジン２が始動した後、ツインクラッチユニット２０の第２クラッチＣＬ２を係合状態にすると、図３に太線で示すように、エンジン出力軸２と連結された変速機入力軸２５から第２入力軸２２に動力が伝達されるので、後進ギヤ列ＧＲを介して第１出力軸２６に動力が伝達されることとなる。これにより、出力ギヤ３１を介して駆動輪４，４が駆動されるので、車両は即座にリバース発進、すなわち後進することができる。この場合、電動機３は適宜エンジンアシスト又は回生動作を行う。
［ＥＶ発進～エンジン走行～ＥＶクルーズ走行］
　図４において、上段のグラフは、経過時間Ｔに対するエンジン回転数（「Ｅ回転数」と表記）の変化を太線、電動機回転数（「Ｍ回転数」と表記）の変化を細線、車体の速度（車速）を破線で示す。中段では、前記第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第１接続装置（同期噛合機構）ＳＭ１、第２接続装置ＳＭ２が係合（接続）している状態（ＯＮと表記）を太線で示すと共に、第３～第６同期噛合機構ＳＭ３～ＳＭ６が、それぞれ対応する２つのギヤ列の一方を確立している状態を太線で示す。なお、太線の表示がないのは、ＣＬ１、ＣＬ２、ＳＭ１、ＳＭ２が非係合（非接続）状態であり、或いはＳＭ３～ＳＭ６が中立位置Ｎにあることを示している。下段のグラフは、経過時間Ｔに対するエンジントルク（「Ｅトルク」と表記）の変化を太線、電動機トルク（「Ｍトルク」と表記）の変化を細線で示す。
　(1)ＥＶ発進
　停止時にバッテリSOCが所定値以上で、かつエンジンが暖気状態であると判断した場合は「ＥＶ発進」モードとなる。以下、図４に示すように制御される。
　予めＳＭ２をＯＮ、ＳＭ３をＧ１側（１速）、ＳＭ６をＧ６側（６速）にそれぞれ設定しておく。任意の時点（Ｔ＝Ｔ１）でアクセルペダルが踏まれると、電動機３が起動し（Ｍトルクは略一定）、ＣＬ１、ＣＬ２は開放（非接続）のまま、電動機出力軸３ａの回転がＳＭ２を介して第１入力軸２１に伝達される。そして、ＳＭ３により確立されたギヤ列Ｇ１を介して第１出力軸２６に伝達されるので、１速でのＥＶ発進となり、破線で示すように車速が増加していく。このとき、エンジン２は停止している（Ｅトルク＝０）。
　(2)Ｍトルク増加、エンジン６速起動
　車体速度又は要求駆動力が所定値以上になったとき（Ｔ＝Ｔ２）、エンジン２を始動させる。このとき、第２クラッチＣＬ２をＯＮに（締結）すると、変速機入力軸２５の回転が第２入力軸２２に伝達される。そして、ＳＭ６により確立されたギヤ列Ｇ６を介して第２出力軸２７に伝達されるので、６速でのエンジン起動となる。同時に、電動機３側では走行駆動力が損なわれないようにエンジン起動に必要なトルク（＝エンジン起動トルク×６速比／１速比／変速機伝達効率）を付加する。すなわち、エンジン２は６速で起動されるのに対し、電動機３は１速での起動でＭトルクを増大させることにより、エンジン２を少ないトルクで起動することができる。
　(3)エンジンを１速に変速しＥ回転数を上昇させてエンジン始動
　エンジン２が起動したところで（Ｔ＝Ｔ３）、ツインクラッチユニット２０の２つのクラッチの動作状態を切り替える。すなわち、ＣＬ２を非作動に（開放）すると共にＣＬ１をＯＮに（締結）すると、変速機入力軸２５の回転は第２入力軸２２でなく、第１入力軸２１に伝達される。そして、ＳＭ３により確立されたギヤ列Ｇ１を介して第１出力軸２６に伝達されるので、１速でのエンジン起動となる。同時に、電動機３側でも、上記(2)と同様にＥ回転数の上昇に必要なトルクを付加することで、走行駆動力が損なわれないようにする。その後、Ｅ回転数が所定値以上になったところで、燃料噴射及び点火によりエンジンが始動する。
　(4)エンジン２速
　その後、Ｔ＝Ｔ４の時点でＳＭ６をＧ２側に設定し、２つのクラッチの動作状態を再度切り替える。すなわち、ＣＬ１を非作動にすると共にＣＬ２をＯＮに（締結）すると、変速機入力軸２５の回転が第２入力軸２２に伝達される。そして、ＳＭ６により確立されたギヤ列Ｇ２を介して第２出力軸２７に伝達されるので、エンジン走行は２速に変化する。
　(5)エンジン２速にて走行しながら電動機を３速に変速
　その後、Ｔ＝Ｔ５の時点でＳＭ３をＧ１側からＧ３側に切り替えると、電動機出力軸３ａの回転は、第１入力軸２１からギヤ列Ｇ３を介して第１出力軸２６に伝達されるので、電動機３は３速に変速される。同時に、Ｍトルクを０まで下げながら、総駆動力が目標値に一致するようにＥトルクを増加させる。
　(6)要求駆動力に応じて電動機トルクを付加する
　エンジン走行中に要求駆動力が所定値以上となった場合、Ｍトルクを付加する。また、バッテリ電圧SOCが所定値以下になった場合、電動機３で充電を行うと同時に総駆動力を保障するため、Ｅトルクを付加する。そして、車速が一定になった時点（Ｔ＝Ｔ６）で、Ｅトルクを減らしていく。
　(7)クルーズ走行
　エンジン走行中に要求駆動力が所定値以下で、車体速度が所定範囲内であり、かつバッテリ電圧SOCが所定値以上である場合、ＥＣＵはＥＶクルーズ走行可能と判断し、その時点（Ｔ＝Ｔ７）で、ＣＬ２を非作動に（開放）に切り替える。これにより、変速機入力軸２５の回転は、第１入力軸２１のみならず第２入力軸２２にも伝達されなくなり、エンジンを停止するか（Ｅトルク＝０）又は全気筒休止して燃料供給をカットする。また、ＳＭ６をＧ２からＧ６側に切り替えておく。
　なお、上記のエンジン停止又は気筒休止の判断は、モード切替スイッチ或いはカーナビの情報に基づいて決定する。
　(9)再加速時は３－６変速でエンジン始動
　上記のＥＶクルーズ走行中は、電動機出力軸３ａの回転が第１入力軸２１からギヤ列Ｇ３を介して第１出力軸２６に伝達されるので、３速でのＥＶ走行となっている。このＥＶ走行中に再加速によりエンジンによる駆動を行う場合には、ＳＭ２がＯＮ、ＳＭ３がＧ３側（３速）、ＳＭ６をＧ６側（６速）に設定されているから、Ｔ＝Ｔ８の時点でＣＬ２をＯＮに（締結）すると、上記(2)の場合と同様に、変速機入力軸２５の回転が第２入力軸２２からギヤ列Ｇ６を介して第２出力軸２７に伝達され、６速でのエンジン起動となる。
　そして、Ｔ＝Ｔ９の時点で、ＣＬ２を非作動に（開放）すると共にＣＬ１をＯＮに（締結）すると、変速機入力軸２５の回転が第１入力軸２１に伝達され、ギヤ列Ｇ３を介して第１出力軸２６に伝達されるので、エンジン２は３速で始動される。同時に、電動機３側でも、上記(2)と同様にＥ回転数の上昇に必要なトルクを付加することで、走行駆動力が損なわれないようにする。
　その後、電動機３を使用しない場合は、Ｔ＝Ｔ１０の時点でＳＭ２を非接続側に切り替えて、電動機３を停止させる（Ｍ回転数＝０）。
　上記(1)～(9)の制御方法によれば、エンジン始動に必要なトルクが小さくなる。例えば、１速比＝１２、６速比＝２とすると、エンジン起動に必要なトルクは、120(Nm)×2／12 ＝ 20(Nm) で済むことになる。このため、別途スタータ（イグニッションモータ）ＩＳＧを用いなくても、１つの電動機にて電動機走行とエンジン始動が可能となる。従って、ＩＳＧを省略して重量やコストを大幅に削減することができる。
［高速走行］
　図５は、高速走行時の制御方法の説明図であり、図４と同様に、経過時間Ｔに対するＥ回転数、Ｍ回転数及び車体の速度（車速）の変化を示すと共に、ＣＬ１、ＣＬ２、ＳＭ１、ＳＭ２の接続（ＯＮ）／非接続、ＳＭ３～ＳＭ６によるギヤ列の確立、経過時間Ｔに対するＥトルク、Ｍトルクの変化を示す。更に、最下段では、電動機３及びエンジン２の各々の状態を示している。
　図５に示すように、高速走行中は、電動機３が停止していない限り、ＳＭ１をＯＮにして電動機３をエンジン２側に接続した状態で、駆動アシスト、電力回生又は強制充電を行う。これにより、電動機の駆動アシスト及び回生時のトルク応答性を向上させると共に、予めギヤ列を確立しているとき（プリシフト中）に電動機トルクが０になることによる応答性低下を防止することができる。
［減速走行］
　図６は、減速走行時の制御方法の説明図であり、図５と同様に、経過時間Ｔに対するＥ回転数、Ｍ回転数及び車体の速度（車速）の変化を示すと共に、ＣＬ１、ＣＬ２、ＳＭ１、ＳＭ２の接続（ＯＮ）／非接続、ＳＭ３～ＳＭ６によるギヤ列の確立、経過時間Ｔに対するＥトルク、Ｍトルクの変化を示す。更に最下段では、電動機３及びエンジン２の各々の状態を示している。
　図６において、上記図５の高速走行から、Ｔ＝Ｔ２１の時点でエンジンの全筒休止により減速して電動機が回生状態になっているときに、Ｔ＝Ｔ２２の時点でＳＭ２をＯＮ、ＳＭ３をＧ３側に設定して電動機を３速走行に固定する。そして、Ｔ＝Ｔ２３の時点でＣＬ１、ＣＬ２共に非接続状態として、エンジンを停止する。また、Ｔ＝Ｔ２２の時点からＳＭ３をＧ１側に切り替える時（Ｔ＝Ｔ３０）までに、偶数段のギヤ列Ｇ６，Ｇ４，Ｇ２をプリシフトして待機するようにＳＭ６、ＳＭ４の動作状態を設定することにより、再びエンジンを始動する時の応答遅れを最小にすることができる。
［減速走行から再加速］
　図７は、減速走行から再加速する場合の制御方法の説明図であり、図５及び図６と同様に、経過時間Ｔに対するＥ回転数、Ｍ回転数及び車体の速度（車速）の変化を示すと共に、ＣＬ１、ＣＬ２、ＳＭ１、ＳＭ２の接続／非接続、ＳＭ３～ＳＭ６によるギヤ列の確立、経過時間Ｔに対するＥトルク、Ｍトルクの変化を示す。更に最下段では、電動機３及びエンジン２の各々の状態を示している。
　図７において、先の図６に示したように、減速回生中はＣＬ１、ＣＬ２共に非接続状態としてエンジンを停止する（Ｔ＝Ｔ２３）と共に、ＳＭ２をＯＮ、ＳＭ３をＧ３側に設定して電動機を３速走行に固定している。ここで、ＣＬ２をＯＮにすると（Ｔ＝Ｔ２４）変速機入力軸２５の回転が第２入力軸２２に伝達される。そして、ＳＭ４により確立されたギヤ列Ｇ４を介して第２出力軸２７に伝達されるので、エンジンは４速で再始動する。このとき、Ｍトルクを増大させることにより、Ｅ回転数を引き上げてエンジンを迅速に始動することができる。
　その後、Ｔ＝Ｔ２５の時点でＳＭ３をＧ３側から中立位置Ｎに切り替えると、電動機出力軸３ａの回転が第１出力軸２６に伝達されなくなるので、電動機３はトルク０の状態となり、エンジン駆動により車速一定で走行する状態になる。
　上記の再加速前に、偶数段のギヤ列Ｇ６，Ｇ４をプリシフトして待機するようにＳＭ４、ＳＭ６の動作状態を設定することにより、エンジン再始動時の応答遅れを最小にすることができる。
［ＥＶ走行からエンジン走行への切替え］
　図８は、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードへ切り替える場合の制御方法の説明図であり、図５～図７と同様に、経過時間Ｔに対するＥ回転数、Ｍ回転数及び車体の速度（車速）の変化を示すと共に、ＣＬ１、ＣＬ２、ＳＭ１、ＳＭ２の接続／非接続、ＳＭ３～ＳＭ６によるギヤ列の確立、経過時間Ｔに対するＥトルク、Ｍトルクの変化を示す。更に最下段では、電動機３及びエンジン２の各々の状態を示している。
　図８に示すように、ＥＶ走行モードでは、ＥＶ発進（Ｔ＝Ｔ３１）以前からＣＬ１、ＣＬ２共に非接続状態としてエンジン停止の状態で、ＳＭ２をＯＮ、ＳＭ３をＧ３側にプリシフトして、ＥＶ３速走行に待機している。そして、前述のようにＥＶ始動し、Ｔ＝Ｔ３２の時点から一定速度でのＥＶ走行中は、変速段Ｇ３，Ｇ６を固定する。その後、Ｔ＝Ｔ３３の時点でＣＬ２をＯＮにして、Ｇ６により６速でエンジン起動し、次にＣＬ１をＯＮにして、Ｇ３により３速でエンジン始動し、Ｔ＝Ｔ３４の時点で再びＣＬ２をＯＮにして、Ｇ４により４速で加速しエンジン駆動状態となる。
　このエンジン駆動状態で車速が所定の速度に達したとき（Ｔ＝Ｔ３５）、ＳＭ２を非接続に、ＳＭ１を接続に切り替えると共に、ＳＭ３を中立位置Ｎに、ＳＭ５をＧ７側に設定することにより、電動機出力軸３ａの回転がエンジン出力軸２ａを介して変速機入力軸２５に伝達される。ここで、ＣＬ２を非接続に切り替えると共にＣＬ１をＯＮにすると、電動機出力は変速機入力軸２５から第１入力軸２１に伝達され、Ｇ７により最大７速に変速された後、Ｍトルクが０になる（Ｔ＝Ｔ３６）。
　その後、Ｔ＝Ｔ３７の時点でエンジン２が全筒休止になると、電動機３は回生状態となり、Ｍ回転数が低下した後、Ｔ＝Ｔ３８の時点でＳＭ１を非接続に、ＳＭ２を接続に切り替えると共に、ＳＭ３をＧ３側に設定することにより、電動機出力は第１入力軸２１からＧ３を介して３速に変速される。そして、エンジンブレーキにより、Ｍトルクが反転したとき（Ｔ＝Ｔ３８）、電動機３は再び回生状態となり、Ｔ＝Ｔ３９の時点でエンジン２が停止する一方、Ｔ＝Ｔ４０の時点で電動機３も停止し、Ｍトルクが０になる。
［実施形態の変更例］
　ところで、上記第１実施形態では、電動機出力軸３ａを変速機入力軸２５、第１入力軸２１（又は第２入力軸２２）に動力伝達可能に接続する接続装置として、２つの同期噛合機構ＳＭ１、ＳＭ２を個別に設けているが、ＳＭ１とＳＭ２を合わせて１つの同期噛合機構としてもよい。その例を図９に示す。
　図９に示す実施形態においては、電動機３のロータ７の内側からツインクラッチユニット２０の側に、変速機入力軸２５と同心状に形成した同期噛合機構ＳＭ１２が配置されている。このＳＭ１２は、変速機入力軸２５に回り止めされ、図示しないアクチュエータにより軸方向に移動可能な同期スリーブ１２を備えている。
　ここで、同期スリーブ１２は、電動機出力軸３ａと変速機入力軸２５との間での動力伝達を可能にする第１動作位置と、電動機出力軸３ａと第１入力軸２１又は第２入力軸２２との間での動力伝達を可能にする第２動作位置と、上記２つの動作位置とは別で上記２つの動力伝達のいずれも行わない中立位置とのいずれかに選択的に設定されるようになっている。
　図９の変更例においても、ツインクラッチユニット２０を用いる変速機１とエンジン２と電動機３とを備えて次のような制御動作を行う。
　図１０は、上段において、経過時間Ｔに対する車体の速度（車速）の変化と車両の状態を示し、経過時間Ｔに対するＥ回転数の変化を太線、Ｍ回転数の変化を細線で示し、その下の段では、エンジンと電動機の各々の速度段の変化を示している。
　図１０において、初めはエンジン、電動機共に停止中で、予め電動機を１速にプリシフトしておいて、以下のように制御する。
(1)電動機１速で発進。
(2)偶数番のギヤＧ２、Ｇ４又はＧ６を確立しながら、Ｅ回転数を引き上げて始動。
(3)エンジンが２速走行、電動機は３速にて充電。
(4)電動機３速にてＥＶクルーズ走行し、エンジンは停止している。
(5)奇数番のギヤＧ１、Ｇ３、Ｇ５又はＧ７を確立しながら、エンジンを始動してエンジン走行クルーズを行い、電動機は停止している。
(6)中～高速走行中はエンジンと電動機を一体化する（電動機による走行アシスト及び回生）。エンジン走行クルーズ中は電動機が停止、回生時はエンジン全筒休止とする。
(7)減速回生時は、エンジン６速駆動で、回生時は全筒休止とする。電動機は５速固定。
これにより、エンジンブレーキによるトルクの最小化と再始動時の応答性向上を図っている。
(8)減速中の変速は、全筒休止をやめてエンジンブレーキによるトルクを発生させる間に速度段の切替えを行う。
(9)中～低速での減速回生時は、エンジン停止し、電動機は１速。
(10)急発進時は、奇数番のギヤＧ１、Ｇ３、Ｇ５又はＧ７を確立し、Ｅ回転数を引き上げてエンジン始動する。
［第２実施形態］
　図１１は、第２実施形態の動力装置を備えたハイブリッド車両の概略構成を示す。本実施形態では、以下の構成のみが第１実施形態と相違するので、第１実施形態と同じ構成要素については同一の参照符号を付して、説明を省略する。
　本実施形態は、ツインメインシャフトを備えたものであり、第１実施形態と次の点で相違している。
　本実施形態の変速機は、ツインクラッチユニット２０と、エンジン２の出力軸２ａと連動して回転する変速機入力軸２５が内挿された中空の第１入力軸４１と、この第１入力軸２１と平行に配置され第２入力軸４２と、エンジン２側から順次配置された変速比が異なるギヤ列Ｇ１～Ｇ７及びＧＲと、１つの出力軸４４とを備えている。そして、出力軸４４は、その一端部に固定された出力ギヤ３１が差動歯車ユニット２９のギヤ２９ｂと噛合うことにより、差動歯車ユニット２９を介して駆動輪４，４を回転させるようになっている。
　変速機入力軸２５には、ツインクラッチユニット２０の第１クラッチＣＬ１を介して、メインシャフトの１つである第１入力軸４１が接続される一方、ツインクラッチユニット２０の第１クラッチＣＬ１との間でアイドルギヤ４３により連動する第２クラッチＣＬ２を介して、もう１つのメインシャフトである第２入力軸４２が接続される。
　上記ギヤ列のうち、変速比順位で奇数番目のギヤ列Ｇ１，Ｇ５，Ｇ３，Ｇ７の駆動ギヤＧ１ａ，Ｇ５ａ，Ｇ３ａ、Ｇ７ａは、それぞれＳＭ７，ＳＭ９を介して第１入力軸４１に接続され、変速比順位で偶数番目及びＲ段のギヤ列Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６，ＧＲの駆動ギヤＧ２ａ，Ｇ４ａ，Ｇ６ａ，ＧＲａは、それぞれＳＭ８，ＳＭ１０を介して第２入力軸４２に接続される。また、変速機の出力軸３１上に、ギヤ列Ｇ１とＧ２，Ｇ４とＧ５，Ｇ３とＧＲ，Ｇ６とＧ７の各対に共通の従動ギヤＧ１ｂ，Ｇ４ｂ，Ｇ３ｂ，Ｇ６ｂが軸支固定されている。
　上記ＳＭ７～ＳＭ１０（第７～第１０同期噛合機構）のうち、ＳＭ７、ＳＭ９は、それぞれ第１入力軸４１に回り止めされ、図示されないアクチュエータにより軸方向に移動自在な同期スリーブ３７，３９を備え、対応する同期スリーブ３７，３９を図示の中立位置Ｎから駆動ギヤＧ１ａ又はＧ５ａ側，駆動ギヤＧ３ａ又はＧ７ａ側に移動させることで、駆動ギヤＧ１ａ又はＧ５ａ，駆動ギヤＧ３ａ又はＧ７ａが第１入力軸４１に連結され、ギヤ列Ｇ１又はＧ５，Ｇ３又はＧ７が選択的に確立される。
　また、ＳＭ８、ＳＭ１０は、それぞれ第２入力軸４２に回り止めされ、図示されないアクチュエータにより軸方向に移動自在な同期スリーブ３８，４０を備え、対応する同期スリーブ３８，４０を図示の中立位置Ｎから駆動ギヤＧ２ａ又はＧ４ａ側，駆動ギヤＧ６ａ又はＧＲａ側に移動させることで、駆動ギヤＧ２ａ又はＧ４ａ，駆動ギヤＧ６ａ又はＧＲａが第２入力軸４２に連結され、ギヤ列Ｇ２又はＧ４，Ｇ６又はＧＲが選択的に確立される。
　上記第２実施形態によれば、ツインメインシャフトを備えたハイブリッド車両においても、第１実施形態と同様に作動し、同様の効果が得られる。
　以上の実施形態においては、電動機の出力軸をエンジン出力軸或いは入力軸と接続する装置として、同期噛合機構ＳＭを用いているが、これに限らず、切替指令によりアクチュエータを介して切り替えられるクラッチのような適宜の係合手段を用いてもよい。
　また、ツインクラッチユニットも、第１，第２実施形態で用いられる構造に限らず、２つのクラッチにより動力伝達ができるものであればよい。
　以上のように、本発明のハイブリッド車両によれば、ツインクラッチのクラッチ下流側に電動機を設置しても全長や全幅を拡大させず、ツインクラッチを停止状態から作動可能にする手段を追加する必要がない変速機を備えたことで、重量とコストを抑制できる有用性がある。
 

Claims (11)

  1. 　変速機を介して被駆動部を駆動する動力源としてエンジン及び電動機を備えるハイブリッド車両において、前記変速機は、
    　前記エンジンからの動力を伝達する変速機入力軸、及び前記被駆動部を駆動する動力を出力する変速機出力軸と、
    　前記変速機入力軸と同軸状に設けられた第１クラッチ及び第２クラッチを有するツインクラッチユニットと、
    　前記第１クラッチを介して前記変速機入力軸と接続可能な第１入力軸、及び前記第２クラッチを介して前記変速機入力軸と接続可能な第２入力軸と、
    　前記第１入力軸及び前記第２入力軸を前記変速機出力軸とそれぞれ接続するように切り替え可能に構成されたギヤ列と、
    　前記電動機の出力軸と前記変速機入力軸との間で動力伝達を可能にする第１動作状態と動力伝達を遮断する第２動作状態とに選択的に切り替え可能な接続装置とを備え、
    　前記第１入力軸及び前記第２入力軸は、前記エンジンと前記ツインクラッチユニットとの間で同軸状に配置され、前記電動機により、前記接続装置及び前記ツインクラッチユニットを介して駆動されることを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 　請求項１記載のハイブリッド車両において、
    　前記変速機は、冷間始動時またはバッテリＳＯＣが所定値以下の場合は前記接続装置を介して前記電動機を前記変速機入力軸と接続することにより、該電動機にて前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両。
  3. 　請求項１記載のハイブリッド車両において、
    　前記電動機は前記エンジンと前記変速機との間に配置され、前記接続装置は該電動機の内部に配置されていることを特徴とするハイブリッド車両。
  4. 　請求項１記載のハイブリッド車両において、
    　前記電動機の出力軸と前記第１入力軸又は前記第２入力軸との間で動力伝達を可能にする第１動作状態と当該動力伝達を遮断する第２動作状態とに選択的に切り替え可能な第２接続装置を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
  5. 　請求項４記載のハイブリッド車両において、
    　停車時又は停車直前の車両の状態により、前記接続装置又は前記第２接続装置が前記第１動作状態に設定されることを特徴とするハイブリッド車両。
  6. 　請求項５記載のハイブリッド車両において、
    　前記電動機の電源及び前記エンジンの状態により前記電動機によるＥＶ発進が可能である場合には、前記第２接続装置が前記第１動作状態に設定されることを特徴とするハイブリッド車両。
  7. 　請求項６記載のハイブリッド車両において、
    　停車中に前記ＥＶ発進が可能である場合には、前記変速機は、前記ギヤ列の切り替えによって偶数段または奇数段の段速を予め設定し、停車解除時に前記第２接続装置を第１動作状態に設定することにより前記電動機の駆動力で走行を開始し、車体速度が所定値以上になったとき前記電動機のトルクを増加させると共に、駆動していない方の前記ギヤ列側の前記クラッチを係合することで、前記電動機の駆動で前記エンジンを起動することを特徴とするハイブリッド車両。
  8. 　請求項７記載のハイブリッド車両において、
    　前記エンジンの起動時に前記エンジン回転数が所定回転数まで上昇した場合には、前記エンジンの始動により変速比を固定したまま走行し、車体速度が所定値未満であるときは、前記エンジン回転数を前記電動機回転数まで上昇させてから前記エンジンを始動し、前記ギヤ列の切り替えにより任意の段速に変速して走行することを特徴とするハイブリッド車両。
  9. 　請求項１記載のハイブリッド車両において、
    　停車中に後進段が選択された場合には、前記変速機は前記ギヤ列の切り替えによって後進段を予め設定し、発進時には前記接続装置を介して前記電動機と前記変速機入力軸を接続することにより前記エンジンを始動させ、前記エンジン駆動により後進することを特徴とするハイブリッド車両。
  10. 　請求項１記載のハイブリッド車両において、
    　前記電動機によるＥＶ走行が選択された場合には、前記変速機は前記ギヤ列の切り替えによって所定の変速段を設定し、前記第２接続装置を前記第１動作状態に設定することにより該変速段で前記電動機によるＥＶ走行を可能とすることを特徴とするハイブリッド車両。
  11. 　請求項１記載のハイブリッド車両において、
    　減速走行時には前記エンジンを停止状態にして、前記変速機の前記ギヤ列の切り替えによって所定の変速段を設定し、前記電動機にて電力回生することを特徴とするハイブリッド車両。
     
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