WO2010110343A1 - 動力伝達装置 - Google Patents

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WO2010110343A1
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gear
input shaft
speed
power
shaft
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PCT/JP2010/055127
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重 小山
武史 池上
阿部 典行
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本田技研工業株式会社
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    • F16H3/087Toothed 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
    • F16H3/093Toothed 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
    • F16H2003/0938Toothed 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 with multiple gears on the input shaft directly meshing with respective gears on the output shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H3/087Toothed 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
    • F16H3/093Toothed 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
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    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19219Interchangeably locked
    • Y10T74/19228Multiple concentric clutch shafts

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor.
  • Some hybrid vehicle power transmission devices can synthesize power transmitted from an internal combustion engine and an electric motor and transmit them to drive wheels, and can also perform regenerative operation with the electric motor.
  • the power input from the output of the internal combustion engine is decelerated and increased, and once transmitted to two shafts parallel to the output shaft of the internal combustion engine, then coaxial with the output shaft of the internal combustion engine.
  • a method of returning to the output shaft is conventionally known.
  • the transmission device described in Patent Document 1 has an inconvenience that it becomes longer in the axial direction according to the number of stages and is difficult to install if the storage space of the transmission device of the vehicle is small.
  • the axial length direction is directed in the vehicle width direction
  • the present invention has been made in view of such a background, and provides a hybrid vehicle power transmission device including an internal combustion engine and an electric motor and capable of suppressing the axial length. With the goal.
  • the present invention is a hybrid vehicle power transmission device including an internal combustion engine and an electric motor, and is arranged in parallel with an output shaft of the internal combustion engine to which power is input from the internal combustion engine, and the first connecting / disconnecting device is connected.
  • a first main input shaft connected to the output shaft of the internal combustion engine, and a coaxial arrangement with the first main input shaft, and connecting the second connecting / disconnecting device to the output shaft of the internal combustion engine
  • a first gear group comprising a plurality of gears and the auxiliary input shaft
  • a second gear group comprising a plurality of gears for selectively connecting the auxiliary input shaft and the output shaft via a two-synchronizer; and a gear of the first gear group fixed to the output shaft
  • a differential rotation mechanism in which a third gear group composed of a plurality of gears that are commonly meshed with gears of the gear group, and a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element are configured to be differentially rotatable with respect to each other.
  • the first rotating element is connected to the first main input shaft and the electric motor
  • the second rotating element is connected to the first gear group
  • the third rotating element is connected to the third rotating element.
  • the second rotating element is connected to a fixing mechanism that can be set in a fixed state, and the second rotating element receives a reaction force from the third rotating element fixed in the fixed state by the fixing mechanism. Decelerating and transmitting to the output shaft via the first gear group Wherein (first invention).
  • the fixing mechanism is operated so that the third rotating element is fixed, and the first synchronizer is operated so as to connect any gear of the first gear group to the input / output shaft.
  • the power of the internal combustion engine is transmitted to the first rotating element via the first main input shaft and / or the power of the electric motor is transmitted to the first rotating element with the first connecting / disconnecting device in the connected state.
  • the power transmitted to the first rotating element is decelerated and output from the second rotating element of the power combining mechanism.
  • this motive power is output to a driven part via a 1st sub input shaft and an output shaft.
  • the vehicle can start and run with the first synchronization device and the second synchronization device operated in the neutral state. For this reason, when the transmission device described in Patent Document 1 has the same number of gear stages, the number of gear stages is increased by one, and the axial length can be suppressed.
  • the electric motor can perform a regenerative operation using the power transmitted from the internal combustion engine to the first rotating element via the first main input shaft.
  • the vehicle can start and run while performing the regenerative operation with the electric motor in a state where the first synchronization device and the second synchronization device are operated in the neutral state. For this reason, it is possible to obtain the start and travel modes different from the start and travel described in the previous stage, and this mode is suitable when the charge level of the battery is lowered because the motor performs regenerative operation. It is.
  • the present invention is a power transmission device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor, wherein a main input shaft to which power is input from the internal combustion engine, and a first connecting / disconnecting device arranged in parallel to the main input shaft. And a first auxiliary input shaft coupled to the main input shaft via a reduction gear pair, and a parallel arrangement with the main input shaft, and the second connecting / disconnecting device selectively A second sub-input shaft coupled to the main input shaft via the main input shaft, an output shaft arranged coaxially with the main input shaft and outputting power to the driven part via the counter shaft, and the first sub-input shaft A first gear group comprising a plurality of gears disposed on the input shaft and selectively coupled to the first sub input shaft via a first synchronizer; and disposed on the second sub input shaft; A second gear group comprising a plurality of gears selectively coupled to the second auxiliary input shaft via a two-synchronizer; A third gear group comprising a plurality of gears fixed to the output
  • connection sub-input shaft the first sub-input shaft or the second sub-input shaft (hereinafter referred to as “connection sub-input shaft”) connected to the first rotating element is coupled to the main input shaft.
  • the device or the second connecting / disconnecting device is operated in the connected state, and the first synchronizing device and the second synchronizing device are operated in a neutral state in which the first auxiliary input shaft and the second auxiliary input shaft are not connected to any gear.
  • power is input from the internal combustion engine to the main input shaft, and the electric motor is power-run so that the third rotating element rotates.
  • the second rotating element of the differential rotating mechanism combines the power transmitted from the internal combustion engine to the first rotating element via the connection auxiliary input shaft and the power transmitted from the electric motor to the third rotating element. Is transmitted to the output shaft, and this combined power is output to the driven portion.
  • the vehicle can start and run with the first synchronization device and the second synchronization device operated in the neutral state. For this reason, when the transmission device described in Patent Document 1 has the same number of gear stages, the number of gear stages is increased by one, and the axial length can be suppressed.
  • the power transmitted from the internal combustion engine to the first rotating element via the connection auxiliary input shaft can be distributed to the second rotating element and the third rotating element.
  • power is output to the driven part via the second rotating element, and regenerative operation is performed by the electric motor via the third rotating element.
  • the vehicle can start and run while performing the regenerative operation with the electric motor in a state where the first synchronization device and the second synchronization device are operated in the neutral state. For this reason, it is possible to obtain the start and travel modes different from the start and travel described in the previous stage, and this mode is suitable when the charge level of the battery is lowered because the motor performs regenerative operation. It is.
  • the main input shaft is disposed in parallel with an output shaft of the internal combustion engine to which power is input from the internal combustion engine, and the internal combustion engine output shaft is set by connecting the first connecting / disconnecting device.
  • a first main input shaft connected to the first main input shaft and a second main input which is arranged coaxially with the first main input shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine by connecting the second connecting / disconnecting device. Any one of the first sub-input shaft or the second sub-input shaft by connecting either the first main input shaft or the second main input shaft to the first rotating element. It is preferable that one of them is connected to the first rotating element.
  • the power transmission device for a hybrid vehicle can be further downsized.
  • a reverse gear mechanism for selectively connecting the reduction gear pair and the speed increasing gear pair is provided.
  • the first connecting / disconnecting device or the second connecting / disconnecting device is operated in the connected state so as to couple the connecting sub input shaft to the main input shaft, and the first synchronizing device and the second synchronizing device are connected to the first sub input shaft and
  • the second sub input shaft is operated in a neutral state not coupled to any gear, and the power is input from the internal combustion engine to the main input shaft in a state where the reverse gear mechanism is connected, and from the electric motor to the third rotating element. Power is applied to rotate.
  • the second rotating element of the differential rotating mechanism includes power in the reverse rotation direction transmitted from the internal combustion engine to the first rotating element via the connection auxiliary input shaft, and power transmitted from the electric motor to the third rotating element.
  • the reverse gear mechanism can be arranged in parallel with the main output shaft. For this reason, with respect to the transmission device described in Patent Document 1, the axial length can be suppressed by the amount of the reverse stage.
  • At least one of the first connecting / disconnecting means and the second connecting / disconnecting means is preferably a dry clutch.
  • the connecting / disconnecting time can be shortened and the connecting / disconnecting means can be downsized.
  • a shock due to a change in power generated by an engine brake or the like can be suppressed by controlling the electric motor.
  • the differential rotation mechanism may include a plurality of single-pinion type rotation elements meshed with a sun gear, a ring gear, and the sun gear and the ring gear.
  • a planetary gear device having a carrier that rotatably supports the planetary gear, wherein the first rotating element is the sun gear, the second rotating element is the carrier, and the third rotating element is The ring gear is preferable.
  • the differential rotation mechanism can have a simple configuration, and it is possible to reduce the size and cost.
  • power can be distributed.
  • transmission efficiency can be increased.
  • the gears of the first gear group and the gears of the third gear group mesh to form a plurality of odd-speed gear pairs, and the gears of the second gear group and the gears It is preferable that the gears of the third gear group mesh with each other to form a plurality of even speed gear pairs.
  • the state in which the vehicle is started and traveled by operating the first synchronization device and the second synchronization device in a neutral state can be set to the first gear.
  • the gears of the first gear group and the gears of the third gear group mesh to form a plurality of even-speed gear pairs, and the gears of the second gear group and the gears It is preferable that the gears of the third gear group mesh with each other to form a plurality of odd speed gear pairs.
  • the state in which the first synchronization device and the second synchronization device are operated in a neutral state to start and run the vehicle can correspond to a gear position (super low speed) less than the first gear.
  • part or all of the rotating body, the stator, and the armature winding constituting the electric motor overlap with the differential rotation mechanism in a direction orthogonal to the axial direction of the output shaft. It is preferable to arrange
  • the axial length can be suppressed.
  • required power setting means for setting required power required for the output shaft, and the internal combustion engine and the electric motor according to the required power set by the required power setting means. It is preferable to include control means for performing operation.
  • the operation of the internal combustion engine and the electric motor is suitably performed by the control means, and the required required power can be output from the output shaft.
  • control means controls the operation of the electric motor so that the internal combustion engine operates within a range from a stall region to a maximum rotation.
  • the internal combustion engine since the internal combustion engine operates only within the range from the stall region to the maximum rotation, the internal combustion engine can be used suitably, and the fuel consumption and life of the internal combustion engine are good.
  • the control means operates the internal combustion engine within an appropriate operating range of the internal combustion engine, and is transmitted from the first rotation element to the second rotation element.
  • the power of the engine is compared with the required power.
  • the motor When the power of the internal combustion engine is less than the required power, the motor performs a power running operation, and when the power of the internal combustion engine exceeds the required power, the motor It is preferable to control so as to perform regenerative operation.
  • the internal combustion engine since the internal combustion engine operates within the proper operation region, the internal combustion engine can be used suitably, and the fuel consumption and life of the internal combustion engine are good. Furthermore, since the electric motor performs the power running operation or the regenerative operation in accordance with the difference between the power of the internal combustion engine and the required power, the required power can always be output from the output shaft.
  • control means controls the motor to operate at the rated output or the maximum rotational speed when the motor operates exceeding the rated output or the maximum rotational speed. It is preferable.
  • the electric motor operates at a rated output or lower and a maximum rotational speed or lower, the electric motor can be used suitably, and the life of the electric motor is improved.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of a vehicle including a hybrid vehicle power transmission device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. The figure which shows the positional relationship of each axis
  • surface which shows the operation state of each part in each gear stage in the engine running mode of a power transmission device.
  • FIG. 5 is a collinear diagram illustrating the operation of the power combining mechanism.
  • FIG. 5 is a collinear diagram illustrating the operation of the power combining mechanism.
  • the figure which shows the operation state in the 2nd gear 3rd gear preparation of assist drive mode of a power transmission device The figure which shows the operation state in the 3rd speed 2nd gear preparation of assist driving
  • the figure which shows the operation state in the 5th speed 4th gear preparation of assist drive mode of a power transmission device The figure which shows the operation state in the 5th speed of assist drive mode of a power transmission device.
  • the power transmission device 1 is a dual-clutch automatic manual transmission (Dual Clutch Automated Manual Transmission: DCT) mounted on a hybrid vehicle.
  • the power transmission device 1 can transmit the power (driving force) of the engine 2 and / or the electric motor 3 to the pair of driving wheels 4 and 4 that are driven parts so that the driving wheels 4 and 4 can be driven. It is configured. Further, the power transmission device 1 can transmit the power of the engine 2 and / or the electric motor 3 not only to the drive wheels 4 and 4 but also to the auxiliary machine 5 mounted on the vehicle so as to drive the auxiliary machine 5. It is configured.
  • the auxiliary machine 5 is, for example, an air conditioner compressor, a water pump, an oil pump, or the like.
  • the engine 2 is an internal combustion engine that generates power (torque) by burning fuel such as gasoline, light oil, and alcohol, and has an output shaft 2a for outputting the generated power to the outside.
  • the engine 2 controls the opening degree of a throttle valve (not shown) in an intake passage (not shown) in the same manner as a normal automobile engine (controls the intake air amount of the engine 2), so that the engine 2 can output the output shaft 2a.
  • the power to be output via the is adjusted.
  • the electric motor 3 is a three-phase DC brushless motor in this embodiment, and is fixed to the housing around a hollow rotor (rotating body) 3a rotatably supported in a housing (not shown).
  • Stator (stator) 3b A plurality of permanent magnets are mounted on the rotor 3a, and a coil (armature winding) 3ba for three phases is mounted on the stator 3b.
  • the stator 3b of the electric motor 3 is fixed to a housing provided in a stationary part that is stationary with respect to the vehicle body, such as an exterior case of the power transmission device 1.
  • the coil 3ba of the electric motor 3 is electrically connected to a battery (secondary battery) 7 as a DC power source via a power drive unit (hereinafter referred to as “PDU”) 6 which is a drive circuit including an inverter circuit. ing.
  • PDU power drive unit
  • the PDU 6 is electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 8.
  • the ECU 8 is electrically connected to the engine 2 and the like (not shown) in addition to the PDU 6 and controls the operation of the power transmission device 1 including the engine 2.
  • the ECU 8 functions as required power setting means for setting the power required to be transmitted to the drive wheels 4 and 4 from the vehicle speed, the rotation speed of the engine 2, and the like, and responds to the required power set by the required power setting means. Thus, it functions as a control means for driving the engine 2 and the electric motor 3.
  • ECU8 controls the electric current (torque) which the motor 3 outputs from the rotor 3a by controlling the electric current which flows into coil 3ba via PDU6.
  • the electric motor 3 performs a power running operation for generating a power running torque in the rotor 3a by the electric power supplied from the battery 7, and functions as a motor. That is, the electric power supplied to the stator 3b is converted into motive power and output to the rotor 3a.
  • the electric motor 3 under the control of the PDU 6, the electric motor 3 generates electric power by the rotational energy given to the rotor 3a from the outside, performs regenerative operation for generating regenerative torque in the rotor 3a while charging the generated electric energy to the battery 7, and serves as a generator. Function. That is, the power input to the rotor 3a is converted into electric power by the stator 3b.
  • the ECU 8 is an electronic circuit unit including a CPU, a RAM, a ROM, an interface circuit, and the like, and controls the operation of the power transmission device 1 by executing a control process defined by a program mounted in advance.
  • the operation of the engine 2 is performed through an engine control actuator such as an actuator for a throttle valve (not shown).
  • an engine control actuator such as an actuator for a throttle valve (not shown).
  • the operation of the sleeves of the first clutch C1, the second clutch C2, the accessory clutch 33, the first synchronizer S1, the second synchronizer S2, and the reverse synchronizer SR which will be described later, And a function of controlling through a circuit.
  • the power transmission device 1 includes a differential rotation mechanism 9 including rotation elements configured to be capable of differential rotation with respect to each other.
  • a planetary gear device is employed as the differential rotation mechanism 9.
  • the power 2 from the engine 2 is selectively inputted to the output shaft 2a of the engine 2, and two main input shafts arranged coaxially, that is, the first main input shaft 11 and the second main input shaft 12 are connected.
  • the first main input shaft 11 extends from the engine 2 side to the electric motor 3 side, and a second main input shaft 12 formed in a hollow shape is rotatably provided outside the engine 2 side. Yes.
  • the first main input shaft 11 is connected to and disconnected from the output shaft 2a of the engine 2 by a first clutch (first connecting / disconnecting device) C1.
  • the second main input shaft 12 is connected to and disconnected from the output shaft 2a of the engine 2 by a second clutch (second connecting / disconnecting device) C2.
  • the first clutch C1 can be selectively operated under the control of the ECU 8 to operate so that the main power shaft 2a of the engine 2 is coupled or disconnected with the first main input shaft 11 (connected state and disconnected state).
  • the second clutch C ⁇ b> 2 is a clutch mechanism that operates so that the main power shaft 2 a of the engine 2 is connected to or disconnected from the second main input shaft 12 under the control of the ECU 8.
  • first clutch C1 When the first clutch C1 is operated in the connected state, only power transmission from the output shaft 2a to the first main input shaft 11 is possible, and power transmission from the output shaft 2a to the second main input shaft 12 is interrupted. Further, when the second clutch C2 is operated in the connected state, only power transmission from the output shaft 2a to the second main input shaft 12 is possible, and power transmission from the output shaft 2a to the first main input shaft 11 is cut off.
  • the first clutch C1 and the second clutch C2 are not both connected, and only one of the first clutch C1 and the second clutch C2 can be selectively connected.
  • these clutches C1 and C2 are preferably dry clutches.
  • the connection / disconnection time can be shortened and the connection / disconnection means can be reduced in size.
  • a shock due to a change in power generated by an engine brake or the like can be suppressed by controlling the electric motor 3.
  • the sub input shaft 13 is arranged in parallel to the main input shafts 11 and 12.
  • the second main input shaft 12 and the sub input shaft 13 are always coupled via an idle shaft 14 corresponding to the intermediate input shaft of the present invention and arranged in parallel with the first main input shaft 11 (see FIG. 2).
  • the gear 12 a fixed on the second main input shaft 12 and the gear 14 a fixed on the idle shaft 14 are engaged to form a gear pair 15.
  • the transmitted power is transmitted to the idle shaft 14 through the gear pair 15.
  • the gear 14 a and the gear 13 a fixed on the auxiliary input shaft 13 are engaged to form a gear pair 16, and the power transmitted to the idle shaft 14 is transmitted to the auxiliary input shaft 13 via the gear pair 16.
  • Both end portions of the auxiliary input shaft 13 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the idle shaft 14 is supported so as to freely rotate idle with respect to a fixed portion such as a housing (not shown).
  • the output shaft 17 is arranged in parallel to the first main input shaft 11 and the sub input shaft 13. Both end portions of the output shaft 17 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the 1st gear group which consists of several gears 18a and 18b selectively connected with the output shaft 17 via the 1st synchronizer (synchromesh mechanism) S1 is provided. Yes.
  • the first synchronizer S1 is a well-known device, and the first-speed gear 18a or the fifth-speed gear 18b is moved to the first speed by moving the sleeve in the axial direction of the first main input shaft 11 with an actuator and shift fork (not shown).
  • the main input shaft 11 is selectively connected.
  • the third speed gear 18a and the first main input shaft 11 are connected (hereinafter, this state is referred to as a “third speed stage established state”).
  • this state is referred to as “fifth speed stage established state”.
  • both the third speed gear 18a and the fifth speed gear 18b are disconnected from the first main input shaft 11.
  • this state is called "neutral state"
  • a second gear group comprising a plurality of gears 19a, 19b that selectively connect the secondary input shaft 13 and the output shaft 17 via a second synchronizer (synchromesh mechanism) S2. Is provided.
  • the second synchronization device S2 is a well-known device, and the second-speed gear 19a or the fourth-speed gear 19b is moved to the auxiliary input shaft 13 by moving the sleeve in the axial direction of the auxiliary input shaft 13 by an actuator and a shift fork (not shown). And selectively linking.
  • the second gear 19a and the auxiliary input shaft 13 are connected (hereinafter, this state is referred to as “second gear stage established state”).
  • the fourth speed gear 19b and the auxiliary input shaft 13 are connected (hereinafter, this state is referred to as “fourth speed established state”).
  • this state is referred to as “neutral state”).
  • the third speed gear 18a and the low speed gear 17a fixed on the output shaft 17 mesh with each other to form a third speed gear pair 20.
  • the fifth speed gear 18b and the high speed gear 17b fixed on the output shaft 17 mesh with each other to form a fifth speed gear pair 21.
  • the 2nd speed gear 19a and the low speed gear 17a fixed on the output shaft 17 mesh with each other to form a 2nd speed gear pair 22.
  • the 4-speed gear 19b and the high-speed gear 17b fixed on the output shaft 17 mesh with each other to form a 4-speed gear pair 23.
  • the low speed gear 17a and the high speed gear 17b correspond to the third gear group of the present invention.
  • a retraction shaft 24 is arranged in parallel to the first main input shaft 11.
  • a reverse idle shaft 25 is coaxially arranged with respect to the reverse shaft 24.
  • a retreat idle shaft 25 formed in a hollow shape is rotatably provided outside the retreat shaft 24. Both end portions of the retraction shaft 24 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the reverse shaft 24 and the reverse idle shaft 25 are connected via a reverse synchronization device (synchromesh mechanism) SR.
  • the reverse synchronizer SR is a well-known device, and the reverse gear 25a is selectively connected to the reverse shaft 24 by moving the sleeve in the axial direction of the reverse idle shaft 25 by an actuator and shift fork (not shown) (hereinafter referred to as “reverse gear”).
  • This state is referred to as “reverse gear establishment state”).
  • the reverse gear 25a and the reverse shaft 24 are connected.
  • the reverse gear 25a is disconnected from the reverse shaft 24 (hereinafter, this state is referred to as "neutral state").
  • the first main input shaft 11 and the reverse idle shaft 25 are coupled via a reverse gear pair 26.
  • the reverse gear pair 26 is configured by meshing a gear 11 a fixed on the first main input shaft 11 and a gear 25 b fixed on the reverse idle shaft 25.
  • the reverse shaft 24 and the idle shaft 14 are also coupled via the reverse gear pair 27.
  • the reverse gear pair 27 is configured by meshing a gear 24 a fixed on the reverse shaft 24 and the gear 14 a fixed on the idle shaft 14.
  • the counter shaft 28 is arranged in parallel to the first main input shaft 11 and consequently the output shaft 17.
  • the output shaft 17 and the counter shaft 28 are coupled via a counter gear pair 29 (see FIG. 2).
  • the counter gear pair 29 is configured by meshing a gear 17 c fixed on the output shaft 17 and a gear 28 a fixed on the counter shaft 28.
  • the counter shaft 28 is connected to the drive wheels 4 and 4 via a differential gear unit 30 between the drive wheels 4 and 4.
  • the differential gear unit 30 includes a gear case 30a containing a side gear (not shown) connected to the drive wheels 4 and 4 via axles 31 and 31, respectively, and a gear 30b fixed to the outer periphery of the gear case 30a.
  • a gear 24 b fixed on the counter shaft 28 is engaged with the gear 30 b of the differential gear unit 30.
  • the counter shaft 28 is connected to the drive wheels 4 and 4 via the differential gear unit 30 so as to rotate in conjunction with the drive wheels 4 and 4.
  • a parking gear 17d that meshes with a gear of a parking mechanism (not shown) is also fixed on the output shaft 17. Both end portions of the counter shaft 28 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the differential rotation mechanism 9 is provided inside the electric motor 3. A part or all of the rotor 3a, the stator 3b, and the coil 3ba constituting the electric motor 3 are arranged so as to overlap the differential rotation mechanism 9 in a direction (circumferential direction) orthogonal to the axial direction of the first main input shaft 11. By doing so, the power transmission device 1 can be reduced in size, which is preferable.
  • the differential rotation mechanism 9 is configured by a differential device that can differentially rotate the first rotation element, the second rotation element, and the third rotation element.
  • the differential device that constitutes the differential rotation mechanism 9 is a single pinion type planetary gear device.
  • a sun gear (first rotation element) 9s and a ring gear (third rotation element) are used.
  • a carrier (second rotating element) 9c that rotatably supports a plurality of planetary gears 9p engaged with the gears 9r and 9s between the sun gear 9s and the ring gear 9r.
  • these three rotating elements 9s, 9r, and 9c can transmit power to each other, and maintain a constant collinear relationship between their rotational speeds (rotational speeds). Rotate while.
  • the sun gear 9 s is fixed to one end of the first main input shaft 11 on the electric motor 3 side so as to rotate in conjunction with the first main input shaft 11, and is connected to the first main input shaft 11. Further, the sun gear 9s is fixed to the rotor 3a on the side opposite to the engine 2 side. Thereby, the sun gear 8s, the first main input shaft 11, and the rotor 3a rotate in conjunction with each other.
  • the ring gear 9r is coupled to the inside of the rotor 3a so as to rotate in conjunction with the rotor 3a of the electric motor 3.
  • the ring gear 9r is configured to be switchable between a fixed state and a non-fixed state with respect to the housing 31 that is a non-moving portion by a ring gear synchronization device (synchromesh mechanism) SL.
  • the ring gear synchronization device SL is a well-known device, and the ring gear 9r is selectively connected to the housing 31 by moving the sleeve in the direction of the rotation axis of the ring gear 9r by an actuator and a shift fork (not shown).
  • the ring gear 9r moves from the neutral position shown in the drawing to the right side, the ring gear 9r is in a fixed state.
  • the ring gear 9r is in a non-fixed state (hereinafter, this state is referred to as “neutral state”).
  • the carrier 9c is fixed to one end of the third speed gear 18a on the electric motor 3 side so as to rotate in conjunction with the third speed gear 18a, and is connected to the third speed gear 18a.
  • the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5 is arranged in parallel to the reverse idle shaft 25.
  • the reverse idle shaft 25 and the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5 are connected via a belt mechanism 32.
  • the belt mechanism 32 is configured by connecting a gear 25c fixed on the reverse idle shaft 25 and a gear 5b fixed on the input shaft 5a via a belt 32a.
  • An auxiliary clutch 33 is provided on the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5, and the gear 5 b and the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5 are coaxially connected via the auxiliary clutch 33.
  • the auxiliary machine clutch 33 is a clutch that operates to connect or disconnect between the gear 5b and the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 under the control of the ECU 8.
  • the auxiliary machine clutch 33 When the auxiliary machine clutch 33 is operated in the connected state, the gear 5b and the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 are connected via the auxiliary machine clutch 33 so as to rotate together.
  • the auxiliary machine clutch 33 When the auxiliary machine clutch 33 is operated in the disconnected state, the connection between the gear 5b and the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 by the auxiliary machine clutch 33 is released. In this state, power transmission from the first main input shaft 11 to the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 via the reverse idle shaft 25 is interrupted.
  • an engine travel mode in which only the engine 2 travels with power generation of the vehicle an EV travel mode in which only the electric motor 3 travels with power generation of the vehicle, and the engine 2
  • a HEV traveling mode in which both the motor 3 and the electric motor 3 are driven to travel.
  • the HEV travel mode includes an assist travel mode that travels by adding the output of the motor 3 to the output of the engine 2, and a regenerative travel mode that travels while the motor 3 performs a regenerative operation by distributing the output of the engine 2 to the motor 3.
  • the battery 7 is charged by the regenerative operation of the electric motor 3.
  • the electric energy stored in the battery 7 is consumed and the electric motor 3 outputs power.
  • the ECU 8 sets the required power (required driving force) of the vehicle using a predetermined map or the like based on the accelerator operation amount, the vehicle speed, etc. of the vehicle. Select a stage. Further, the ECU 8 controls the power transmission device 1 in accordance with the selected travel mode, gear position, and the like.
  • the ECU 8 uses the power output from the engine 2 when the engine 2 is operated in an appropriate driving region, for example, a region where fuel efficiency is good (hereinafter, this power is referred to as “appropriate driving power”) as the required power. If not, select the assist mode. At this time, the ECU 8 controls the shortage of the required power so that power is supplied from the battery 7. However, in order to make up for the shortage, when it is necessary to operate the motor 3 beyond the rated output or the maximum rotational speed, the motor 3 is operated at the rated output or the maximum rotational speed and the output of the engine 2 is increased.
  • appropriate driving power for example, a region where fuel efficiency is good
  • the ECU 8 selects the regenerative travel mode, and charges the battery 7 with the differential power (energy) excluding transmission loss due to gears and the like. Even when the charge level (SOC) of the battery 7 is small, the ECU 8 selects the regenerative travel mode and increases the output of the engine 2 in order to promote charging of the battery 7.
  • SOC charge level
  • the power transmission device 1 of the present embodiment shifts the rotational speed of the input shaft to a plurality of stages via the gear pairs of a plurality of shift stages having different speed ratios, and outputs the result to the output shaft 17. It is configured. That is, the power transmission device 1 of the present embodiment has a stepped transmission.
  • the power transmission device 1 ensures a shift stage of five forward speeds and one reverse speed. In the power transmission device 1, it is defined that the gear ratio is smaller as the gear position is larger.
  • the electric motor 3 When starting the engine, the first clutch C1 is connected, the motor 3 is driven, and the engine 2 is started. That is, the electric motor 3 also has a function as a starter.
  • the first gear (pseudo first gear) is in a state (fixed state) in which the ring gear 9r and the housing 31 are connected by the ring gear synchronization device SL, and the first synchronization device S1, the second synchronization device S2, and the reverse synchronization device SR are connected. Established by neutrality.
  • the first gear corresponds to a gear having a lower gear ratio than the second gear described later.
  • the second clutch C ⁇ b> 2 is disconnected (hereinafter referred to as “OFF state”), and the first clutch C ⁇ b> 1 is connected (hereinafter referred to as “ON state”).
  • the power output from the engine 2 is transmitted to the sun gear 9s, and the sun gear 9s is rotated forward (rotation speed Ne). Since the ring gear 9r is in a fixed state, the carrier 9c rotates normally as shown in FIG. At this time, the rotation (rotation speed Nc) of the carrier 9c is decelerated from the rotation of the sun gear 9s by the reaction force of the ring gear 9r.
  • the power output from the engine 2 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 through the first main input shaft 11, the sun gear 9s and the carrier 9c, and then through the third speed gear pair 20, the output shaft 17 and the like. And the first gear is established.
  • FIG. 4 is a collinear diagram, where the forward rotation direction is represented by “+” and the reverse rotation direction is represented by “ ⁇ ”.
  • the assist traveling by the electric motor 3 at the first speed stage (travel where the driving force of the engine 2 is assisted by the electric motor 3) can be performed.
  • the driving force output from the electric motor 3 is transmitted to the driving wheels 4 and 4 via the sun gear 9s, the carrier 9c, the third gear pair 20, the output shaft 17, and the like.
  • the 1st clutch C1 is made into an OFF state, EV driving which drive
  • the electric motor 3 is braked so that the vehicle is decelerated, the electric motor 3 can generate electric power, and the battery 7 can be charged via the PDU 6.
  • the ECU 8 is expected to upshift to the second speed depending on the traveling state of the vehicle.
  • the second synchronizer S2 is set to the second gear stage established state or the pre-shift state approaching this state.
  • a 1st speed 2nd speed ready state is established in which an upshift from the 1st speed to the 2nd speed can be performed smoothly.
  • the second speed is established by setting the second synchronizer S2 to the second speed established state and setting the first synchronizer S1, the ring gear synchronizer SL, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • the second clutch C2 is turned on.
  • the driving force output from the engine 2 is the second main input shaft 12, the gear pair 15, the idle shaft 14, the gear pair 16, the sub input shaft 13, the second speed gear pair 22, and the output shaft 17. Or the like is transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • the first synchronizer S1 When the ECU 8 determines that a downshift to the first speed is expected due to the running state of the vehicle while the engine 2 is traveling at the second speed, the first synchronizer S1 is in the third speed established state, or The pre-shift state is brought close to this state. As a result, a 2nd speed 1st gear ready state in which a downshift from the 2nd gear to the 1st gear can be performed smoothly is achieved.
  • the engine 2 is driven and the electric motor 3 is driven, assist traveling by the electric motor 3 can be performed.
  • the driving force output from the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 9s, the third speed gear pair 20, the output shaft 17, and the like.
  • driving by the engine 2 can be stopped and EV traveling can be performed.
  • the engine 2 may be in a fuel cut state or a cylinder resting state.
  • the deceleration regeneration operation can be performed.
  • the first synchronizer S1 is set to the third speed established state, or The pre-shift state is brought close to this state. As a result, a 2nd speed 3rd gear ready state in which an upshift from the 2nd gear to the 3rd gear can be performed smoothly is achieved.
  • the engine 2 is driven and the electric motor 3 is driven, assist traveling by the electric motor 3 can be performed.
  • the driving force output from the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 9s, the third speed gear pair 20, the output shaft 17, and the like.
  • driving by the engine 2 can be stopped and EV traveling can be performed.
  • the engine 2 may be in a fuel cut state or a cylinder resting state.
  • the deceleration regeneration operation can be performed.
  • the third speed is established by setting the first synchronizer S1 to the third speed established state and setting the second synchronizer S2, the ring gear synchronizer SL, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • the first clutch C1 is turned on.
  • the driving force output from the engine 2 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the first main input shaft 11, the third speed gear pair 20, the output shaft 17, and the like.
  • EV traveling can be performed with the first clutch C1 in the OFF state.
  • the first clutch C1 can be turned on to stop driving by the engine 2 and perform EV traveling. Further, the decelerating regenerative operation can be performed at the third speed stage.
  • the ECU 8 predicts whether the next gear to be shifted is the second gear or the fourth gear based on the traveling state of the vehicle.
  • the ECU 8 predicts a downshift to the second gear
  • the second synchronizer S2 is brought into the second gear established state or a preshift state close to this state.
  • a 3rd speed 1st gear ready state in which the downshift from the 3rd gear to the 2nd gear can be performed smoothly is achieved.
  • the second synchronizer S2 is brought into a state where the fourth gear is established or a pre-shift state close to this state. As a result, a 3rd speed 4th gear ready state in which an upshift from the 3rd gear to the 4th gear can be performed smoothly is achieved.
  • the fourth speed is established by setting the second synchronizer S2 to the fourth speed established state and setting the first synchronizer S1, the ring gear synchronizer SL, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • the second clutch C2 is turned on.
  • the driving force output from the engine 2 is the second main input shaft 12, the gear pair 15, the idle shaft 14, the gear pair 16, the sub input shaft 13, the fourth speed gear pair 23, and the output shaft 17. Or the like is transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • the ECU 8 predicts whether the next gear to be shifted is the third speed or the fifth speed based on the traveling state of the vehicle.
  • the ECU 8 predicts a downshift to the third gear
  • the first synchronizer S1 is set in the third gear established state or in a preshift state approaching this state.
  • a 4th speed 3rd speed ready state in which a downshift from the 4th speed to the 3rd speed can be performed smoothly is obtained.
  • the engine 2 is driven and the electric motor 3 is driven, assist traveling by the electric motor 3 can be performed.
  • the driving force output from the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 9s, the third speed gear pair 20, the output shaft 17, and the like.
  • driving by the engine 2 can be stopped and EV traveling can be performed.
  • the engine 2 may be in a fuel cut state or a cylinder resting state.
  • the deceleration regeneration operation can be performed.
  • the first synchronizer S1 is in the fifth speed stage established state or pre-shift to approach this state. State. As a result, a 4th speed 5th speed ready state in which the upshift from the 4th speed to the 5th speed can be performed smoothly is achieved.
  • the engine 2 is driven and the electric motor 3 is driven, assist traveling by the electric motor 3 can be performed.
  • the driving force output from the electric motor 3 is transmitted to the driving wheels 4 and 4 through the sun gear 9s, the fifth gear pair 21, the output shaft 17, and the like.
  • driving by the engine 2 can be stopped and EV traveling can be performed.
  • the engine 2 may be in a fuel cut state or a cylinder resting state.
  • the deceleration regeneration operation can be performed.
  • the fifth gear is established by setting the first synchronizer S1 to the fifth gear established state and setting the second synchronizer S2, the ring gear synchronizer SL, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • the first clutch C1 When traveling by the engine 2, the first clutch C1 is turned on. In the fifth speed, the driving force output from the engine 2 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the first main input shaft 11, the fifth speed gear pair 21, the output shaft 17, and the like.
  • assist traveling by the electric motor 3 at the fifth speed stage can also be performed.
  • the driving force output from the electric motor 3 is transmitted to the driving wheels 4 and 4 through the sun gear 9s, the fifth gear pair 21, the output shaft 17, and the like.
  • EV traveling can be performed with the first clutch C1 in the OFF state.
  • the EV clutch can be performed by turning on the first clutch C1 and stopping the driving by the engine 2.
  • the decelerating regenerative operation can be performed at the fifth gear.
  • the ECU 8 determines that the next gear to be shifted is the fourth gear based on the traveling state of the vehicle while traveling at the fifth gear, the ECU 8 sets the second synchronizer S2 to the fourth gear established state. Or a pre-shift state close to this state. As a result, a 5th speed 4th speed ready state in which a downshift from the 5th speed to the 4th speed can be smoothly performed is achieved.
  • the reverse synchronizer SR is in a state where the reverse shaft 24 and the reverse gear 25a are connected, the second synchronizer S2 is in the second speed established state, and the first synchronizer S1 and the ring gear synchronizer SL are neutral. Established by entering a state.
  • the first clutch C1 is turned on.
  • the driving force output from the engine 2 includes the first main input shaft 11, the reverse gear pair 26, the reverse idle shaft 25, the reverse shaft 24, the reverse gear pair 27, the idle shaft 14, the gear pair 16, It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the input shaft 13, the second gear pair 22, the output shaft 17 and the like.
  • the driving force output from the motor 3 includes the sun gear 9s, the first main input shaft 11, the reverse gear pair 26, the reverse idle shaft 25, the reverse shaft 24, the reverse gear pair 27, the idle shaft 14, the gear pair 16, It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the auxiliary input shaft 13, the second speed gear pair 22, the output shaft 17, and the like.
  • EV traveling can also be performed by setting the first clutch C1 to the OFF state. Deceleration regenerative operation can be performed in the reverse gear.
  • a hybrid vehicle power transmission device 50 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the power transmission device 40 is similar to the power transmission device 1 according to the first embodiment, only differences will be described.
  • the power transmission device 40 secures a shift stage of seven forward speeds and one reverse speed, and two forward speed stages are added to the power transmission apparatus 1.
  • a first gear group 18 comprising a plurality of gears 18a, 18b, 18c selectively connected to the output shaft 17 via a first synchronizer (synchromesh mechanism) S1 is provided. Is provided.
  • the first main input shaft 11A is selectively connected to the output shaft 17A via two synchronizers (synchromesh mechanisms), that is, the first synchronizer S1 and the third synchronizer S3.
  • a first gear group including a plurality of gears 18a, 18b, and 18c to be coupled is provided.
  • the first synchronizer S1 selectively connects the third speed gear 18a or the seventh speed gear 18c with the first main input shaft 11 by moving the sleeve in the axial direction of the first main input shaft 11A.
  • the third speed gear 18a and the first main input shaft 11A are connected.
  • the seventh speed gear 13c and the first main input shaft 11A are connected.
  • both the third speed gear 18a and the seventh speed gear 13c are disconnected from the first main input shaft 11A.
  • the third synchronizer S3 selectively connects the fifth gear 18b with the first main input shaft 11A by moving the sleeve in the axial direction of the first main input shaft 11A.
  • the fifth speed gear 18b and the first main input shaft 11A are connected.
  • the fifth gear 18b is disconnected from the first main input shaft 11A.
  • a plurality of sub-input shafts 13A and the output shaft 17 are selectively coupled to each other via two synchronizers (synchromesh mechanisms), that is, the second synchronizer S2 and the fourth synchronizer S4.
  • a second gear group comprising the gears 19a, 19b, 19c is provided.
  • the second synchronizer S2 selectively connects the second speed gear 19a or the sixth speed gear 19c with the auxiliary input shaft 13A by moving the sleeve in the axial direction of the auxiliary input shaft 13A.
  • the second speed gear 19a and the auxiliary input shaft 13A are connected.
  • the sixth speed gear 19c and the auxiliary input shaft 13A are connected.
  • both the second speed gear 19a and the sixth speed gear 19c are disconnected from the auxiliary input shaft 13A.
  • the fourth synchronizer S4 selectively connects the fourth speed gear 19b to the sub input shaft 13A by moving the sleeve in the axial direction of the sub input shaft 13A.
  • the fourth speed gear 19b and the auxiliary input shaft 13A are connected.
  • the fourth speed gear 19b is disconnected from the auxiliary input shaft 13A.
  • the auxiliary input shaft 13A and the output shaft 17A are coupled via a third speed gear pair 20, a fifth speed gear pair 21, and a seventh speed gear pair 41.
  • the seventh speed gear pair 41 is configured by meshing a seventh speed gear 18c and a gear 17e fixed on the output shaft 17A.
  • the auxiliary input shaft 13A and the output shaft 17A are coupled via a second speed gear pair 22, a fourth speed gear pair 23, and a sixth speed gear pair 42.
  • the sixth speed gear pair 42 is configured by meshing a sixth speed gear 19c and a gear 17e fixed on the output shaft 17A.
  • the low speed gear 17a, the high speed gear 17b, and the gear 17e disposed on the output shaft 17A correspond to the third gear group of the present invention.
  • the power transmission device 1A configured as described above controls the rotation speed of the input shaft via each gear pair of a plurality of gear stages having different gear ratios according to the setting states of the synchronization devices S1 to S4, SR, SL.
  • the gear is shifted to a plurality of stages and output to the output shaft 17A.
  • the operation state of each part in each gear position in the engine travel mode of the power transmission device 40 is shown in the table of FIG. 6, the detailed description thereof is omitted.
  • a hybrid vehicle power transmission device 50 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Constituent elements equivalent to those of the power transmission device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • first main input shaft 51 extends from the engine 2 side to the electric motor 3 side, and a second main input shaft 52 formed in a hollow shape is rotatably provided outside the engine 2 side. Yes.
  • the first main input shaft 51 is connected to and disconnected from the output shaft 2a of the engine 2 by the first clutch C1.
  • the second main input shaft 52 is connected to and disconnected from the output shaft 2a of the engine 2 by the second clutch C2.
  • Two main input shafts that is, a first sub input shaft 53 and a second sub input shaft 54 are arranged in parallel to the main input shafts 51 and 52, respectively.
  • the first main input shaft 51 and the first sub input shaft 53 are always coupled via a reduction gear pair 55.
  • the reduction gear pair 55 is configured by meshing a gear 51 a fixed on the first main input shaft 51 and a gear 53 a fixed on the first sub input shaft 53, and the first main input shaft 51.
  • the power transmitted to is decelerated and transmitted to the first auxiliary input shaft 53.
  • the second main input shaft 52 and the second sub input shaft 54 are always coupled via the speed increasing gear pair 56.
  • the speed increasing gear pair 56 is configured by meshing a gear 52a fixed on the second main input shaft 52 and a gear 54a fixed on the second sub input shaft 54, and the second main input shaft.
  • the power transmitted to 52 is increased and transmitted to the second auxiliary input shaft 54.
  • Both end portions of the first sub input shaft 53 and the second sub input shaft 54 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the first clutch C1 is a clutch that operates under the control of the ECU 8 so that the output shaft 2a of the engine 2 is coupled to or disconnected from the first auxiliary input shaft 53 via the first main input shaft 51 and the reduction gear pair 55.
  • the second clutch C2 operates so that the output shaft 2a of the engine 2 is connected to or disconnected from the second auxiliary input shaft 54 via the second main input shaft 52 and the speed increasing gear pair 56. It is a clutch mechanism.
  • the first auxiliary input shaft 53 is coupled to the output shaft 2a via the first main input shaft 51 and the reduction gear pair 55. In this state, only power transmission from the output shaft 2a to the first sub input shaft 53 is possible, and power transmission from the output shaft 2a to the second sub input shaft 54 is interrupted. Further, when the second clutch C2 is operated in the connected state, the second auxiliary input shaft 54 is coupled to the output shaft 2a via the second main input shaft 52 and the speed increasing gear pair 56. In this state, only power transmission from the output shaft 2a to the second sub input shaft 54 is possible, and power transmission from the output shaft 2a to the first sub input shaft 53 is interrupted.
  • the clutches C1 and C2 are preferably dry clutches. In this case, compared with the case where these clutches C1 and C2 are wet clutches, the connection / disconnection time can be shortened and the connection / disconnection means can be reduced in size. A shock due to a change in power generated by an engine brake or the like can be suppressed by controlling the electric motor 3.
  • the output shaft 57 is coaxially arranged with respect to the main input shafts 51 and 52.
  • a hollow output shaft 57 is rotatably provided outside the first main input shaft 51 on the electric motor 3 side.
  • the output shaft 57 and the first sub input shaft 53 are coupled via an odd speed gear train 58.
  • the odd speed gear train 58 includes a third speed gear pair 59 in which a first gear 57 a fixed on the output shaft 57 and a third speed gear 53 b rotatably provided on the first auxiliary input shaft 53 mesh with each other.
  • a second gear 57b fixed on the output shaft 57 and a fifth gear pair 60 meshed with a fifth gear 53c rotatably provided on the first auxiliary input shaft 53 are configured.
  • This even-speed gear pair 61 includes a second-speed gear pair 62 in which the first gear 57a fixed on the output shaft 57 and the second-speed gear 54b rotatably provided on the second auxiliary input shaft 54 mesh with each other.
  • the second gear 57b fixed on the output shaft 57 and the fourth-speed gear pair 63 meshed with the fourth-speed gear 54c rotatably provided on the second auxiliary input shaft 54 are configured.
  • the third speed gear 53b and the fifth speed gear 53c arranged on the first sub input shaft 53 are included in the first gear group of the present invention and the second speed gear arranged on the second sub input shaft 54.
  • 54b and the fourth gear 54c correspond to the second gear group of the present invention
  • the first gear 57a and the second gear 57b arranged on the input / output shaft 57 correspond to the third gear group of the present invention, respectively.
  • the 2nd main input shaft 52 and the output shaft 57 which extrapolate the 1st main input shaft 51 are each rotatably supported by the bearing which is not shown in figure.
  • the first sub input shaft 53 is provided with a first synchronizer S1 capable of switching between connection and disconnection between the third speed gear 53b or the fifth speed gear 53c and the first sub input shaft 53.
  • the first synchronizer S1 selectively connects the third speed gear 53b or the fifth speed gear 53c with the first sub input shaft 53 by moving the sleeve in the axial direction of the first sub input shaft 53.
  • the third speed gear 53b and the first auxiliary input shaft 53 are connected, and the first auxiliary input shaft 53 and the output shaft 57 are coupled by the third speed gear pair 59, and the third speed stage. Is established.
  • the second sub input shaft 54 is provided with a second synchronizer S2 capable of switching between connection and disconnection between the second speed gear 54b or the fourth speed gear 54c and the second sub input shaft 54.
  • the second synchronizer S2 selectively connects the second speed gear 54b or the fourth speed gear 54c with the second sub input shaft 54 by moving the sleeve in the axial direction of the second sub input shaft 54.
  • the second speed gear 54b and the second auxiliary input shaft 54 are connected, and the second auxiliary input shaft 54 and the output shaft 57 are coupled by the second speed gear pair 62, and the second speed stage. Is established.
  • the sun gear 9 s of the differential rotation mechanism 9 is fixed to one end of the first main input shaft 51 on the electric motor 3 side so as to rotate in conjunction with the first main input shaft 51, and the first main input shaft 51. It is connected to. Since the first main input shaft 51 is coupled to the first sub input shaft 53 via the reduction gear pair 55, the sun gear 9 s is connected to the first sub input shaft 51 via the first main input shaft 51 and the reduction gear pair 55. 53 is always connected.
  • the ring gear 9r is coupled to the inside of the rotor 3a so as to rotate in conjunction with the rotor 3a of the electric motor 3.
  • the carrier 9 c is fixed to one end of the output shaft 57 on the electric motor 3 side so as to rotate in conjunction with the output shaft 57, and is connected to the output shaft 57.
  • the second sub input shaft 54 is coupled to the second main input shaft 52 through the speed increasing gear pair 56, and the second main input shaft 52 is connected to the rotating element 9 s of the differential rotating mechanism 9. , 9r, 9c are not connected. Therefore, the second sub input shaft 54 can transmit power to the output shaft 57 without going through the differential rotation mechanism 9.
  • the counter shaft 64 is arranged in parallel to the first main input shaft 51 and, consequently, the output shaft 57.
  • the output shaft 57 and the counter shaft 64 are coupled via a counter gear pair 65 (see FIG. 8).
  • the counter gear pair 65 is configured by meshing the first gear 57 a fixed on the output shaft 57 and the gear 64 a fixed on the counter shaft 64.
  • the counter shaft 64 is connected to the drive wheels 4 and 4 via the differential gear unit 30 between the drive wheels 4 and 4.
  • a gear 64 b fixed on the counter shaft 64 is engaged with the gear 30 b of the differential gear unit 30.
  • the counter shaft 64 is connected to the drive wheels 4 and 4 via the differential gear unit 30 so as to rotate in conjunction with the drive wheels 4 and 4.
  • a parking gear 64c that meshes with a gear of a parking mechanism (not shown) is also fixed on the counter shaft 64. Both end portions of the counter shaft 64 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the retraction shaft 68 is arranged in parallel to the first main input shaft 51 and, consequently, the second main input shaft 52.
  • the second main input shaft 51 and the reverse shaft 68 are coupled via a reverse gear pair 69 (see FIG. 8).
  • the reverse gear pair 69 is configured by meshing the gear 54 a fixed on the second main input shaft 52 and a gear 68 a rotatably provided on the reverse shaft 68. Both end portions of the retraction shaft 68 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the reverse shaft 68 is provided with a reverse synchronization device SR that can switch between connection and disconnection of a gear 68a and a gear 68b that are rotatably provided on the reverse shaft 68.
  • the gear 68b and the gear 51a fixed on the first main input shaft 51 are engaged with each other to form a reverse gear pair 70.
  • the reverse synchronization device SR is a well-known device, and connects and disconnects the gear 68a and the gear 68b by moving the sleeve in the axial direction of the reverse shaft 68 by an actuator and a shift fork (not shown).
  • a shift fork not shown
  • the gear 68a and the gear 68b are cut off.
  • the gear 68a and the gear 68b are connected, and the first main input shaft 51 and the second sub input shaft 54 are connected via the reverse gear pairs 69 and 70.
  • the output shaft 2a rotates (hereinafter referred to as “forward rotation direction”) when the engine 2 is driven (hereinafter referred to as “forward rotation”).
  • forward rotation direction The rotation of the second main input shaft 52 is reversed and transmitted to the first main input shaft 51, and the first main input shaft 51 rotates in the direction opposite to the forward rotation direction (hereinafter referred to as “reverse rotation direction”) (hereinafter referred to as “reverse rotation direction”). , "Reverse").
  • the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5 is arranged in parallel to the first sub input shaft 53.
  • the first auxiliary input shaft 53 and the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5 are connected via a belt mechanism 71.
  • the belt mechanism 71 is configured by connecting a gear 53d fixed on the first sub input shaft 53 and a gear 5b fixed on the input shaft 5a via a belt 71a.
  • An auxiliary clutch 33 is provided on the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5, and the gear 5 b and the input shaft 5 a of the auxiliary machine 5 are coaxially connected via the auxiliary clutch 33.
  • the power output from the output shaft 2 a of the engine 2 is output from the first main input shaft 51 through the reduction gear pair 55 and the first sub input shaft 53 to the output shaft 57. Any of the first power transmission path that is transmitted to the output shaft 57 and the second power transmission path that is transmitted from the second main input shaft 52 to the output shaft 57 via the speed increasing gear pair 56 and the second auxiliary input shaft 54. This is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via these.
  • the power output from the output shaft 2 a of the engine 2 is transmitted from the first main input shaft 51 to the sun gear 9 s and / or to the carrier 9 c via the output shaft 57 and input to the differential rotation mechanism 9. .
  • the power output from the electric motor 3 is transmitted to the ring gear 9r and input to the differential rotation mechanism 9.
  • these input powers are combined by the differential rotation mechanism 9 and transmitted to the drives 4 and 4 via the output shaft 57 and transmitted from the engine 2 to the output shaft 57 without passing through the differential rotation mechanism 9. Assist the power.
  • the ring gear 9r is reversely rotated, the regenerative operation is performed by the electric motor 3.
  • the power transmission device 50 has various operation modes. 9, FIG. 11 to FIG. 25 visually show the operating state of the power transmission device 50 in each of these types of operation modes.
  • the clutches C1, C2, and 33 are in the connected state (hereinafter referred to as “ON state”), the clutches C1, C2, and 33 Is indicated by a thick line, and each clutch C1, C2, 33 is indicated by a normal solid line when it is in a disconnected state (hereinafter referred to as "OFF state”).
  • ON state the clutches C1, C2, and 33 Is indicated by a thick line
  • each clutch C1, C2, 33 is indicated by a normal solid line when it is in a disconnected state (hereinafter referred to as "OFF state”).
  • the constituent elements of the power transmission device 50 that rotate while being connected to other constituent elements are indicated by bold lines.
  • an engine travel mode in which only the engine 2 travels with power generation of the vehicle an EV travel mode in which only the electric motor 3 travels with power generation of the vehicle, and the engine 2
  • the HEV travel mode includes an assist travel mode (synthetic travel mode) that travels by adding the output of the electric motor 3 to the output of the engine 2, and travel while the motor 3 performs a regenerative operation by distributing the output of the engine 2 to the electric motor 3.
  • an assist travel mode synthetic travel mode
  • the battery 7 is charged by the regenerative operation of the electric motor 3.
  • the electric energy stored in the battery 7 is consumed and the electric motor 3 outputs power.
  • the ECU 8 sets the required power (required driving force) of the vehicle using a predetermined map or the like based on the accelerator operation amount, the vehicle speed, etc. of the vehicle. Select a stage. Further, the ECU 8 controls the power transmission device 1 in accordance with the selected travel mode, gear position, and the like.
  • the ECU 8 outputs power (hereinafter referred to as “appropriate driving power”) that is output from the engine 2 and input to the differential rotation mechanism 9 when the engine 2 is operated in an appropriate driving range, for example, in a region where fuel efficiency is good. ) Is less than the required power, the assist travel mode is selected. At this time, the ECU 8 controls the power to be supplied from the battery 7 for the shortage with respect to the required power. However, in order to make up for the shortage, when it is necessary to operate the motor 3 beyond the rated output or the maximum rotational speed, the motor 3 is operated at the rated output or the maximum rotational speed and the output of the engine 2 is increased.
  • the ECU 8 selects the regenerative travel mode, and charges the battery 7 with the differential power (energy) excluding transmission loss due to gears and the like. Even when the charge level (SOC) of the battery 7 is small, the ECU 8 selects the regenerative travel mode and increases the output of the engine 2 in order to promote charging of the battery 7.
  • SOC charge level
  • FIG. 10 shows the operating state of the power transmission device 1 at the first speed (pseudo first speed).
  • the first gear is a gear having a lower gear ratio than the second gear described later.
  • the ECU 8 sets the first clutch C1 to the ON state, and sets (operates or maintains) the first synchronization device S1, the second synchronization device S2, and the reverse synchronization device SR to the neutral state. .
  • the power (the rotational speed Ne) from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 9s via the first clutch C1 and the first main input shaft 51, but the first sub input shaft 53 and the second The auxiliary input shaft 54 is not transmitted to the output shaft 57.
  • the output shaft 57 is connected to the axles 31 and 31 via the counter shaft 64 and the like, when the driving wheels 4 and 4 are stationary, the frictional resistance causes the carrier 9c to rotate forward by the sun gear 9s. If the carrier 9c tries to rotate, the carrier 9c does not rotate. Therefore, as indicated by a solid line in FIG. 10, the ring gear 9 r is reversed at the rotation speed Nr, and the electric motor 3 performs a regenerative operation to charge the battery 7.
  • FIG. 10 is a collinear diagram in which the forward rotation direction is represented by “+” and the reverse rotation direction is represented by “ ⁇ ”.
  • the ECU 8 supplies electric power from the battery 7 to the stator 3b of the electric motor 3 to cause the rotating magnetic field generated in the stator 3b to rotate forward.
  • torque acting so as to cause the rotor 3a to rotate normally is transmitted from the stator 3b, and power acts in a direction causing the ring gear 9r to rotate normally.
  • the planetary gear 9p is rotated forward by the power that causes the engine 2 to rotate the sun gear 9s and the power that the motor 3 causes the ring gear 9r to rotate forward, and the carrier resists the frictional resistance as indicated by the dashed line in FIG. 9c rotates forward.
  • the output shaft 57 rotates forward, and the axles 31, 31 rotate forward.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the first-speed forward state where the power of the engine 2 and the electric motor 3 are combined.
  • the power transmission device 50 can start and drive the vehicle in the first-speed assist driving mode.
  • the carrier 9c resists the frictional resistance while the ring gear 9r is reversed as shown by the dotted line in FIG. Rotates forward.
  • the output shaft 57 rotates forward, and the axles 31, 31 rotate forward.
  • the ring gear 9r is reversely rotated, the electric motor 2 is in a regenerative operation state and is charged by the battery 7.
  • the electric motor 3 performs the regenerative operation, the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the first speed forward state only by the power of the engine 2.
  • the power transmission device 50 can start and drive the vehicle in the first-speed regenerative travel mode.
  • the power transmission device 1 can start and travel at the first gear in a travel mode different from the assist travel mode and the regenerative travel mode. Therefore, according to the required power, the charge level of the battery 7, and the like, the driving mode at the start can be properly used.
  • the first main input shaft 51 rotates forward along with the sun gear 9s, and power is supplied to the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 through the reduction gear pair 55, the first auxiliary input shaft 53, the belt mechanism 71, and the auxiliary machine clutch 33. Is transmitted.
  • FIG. 11 shows the operating state of the power transmission device 50 in the reverse speed.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, sets the first synchronization device S1 and the second synchronization device S2 to the neutral state, and sets the reverse synchronization device SR to the reverse gear determination state.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted through the second clutch C2, the second main input shaft 52, the speed increasing gear pair 56, the second sub input shaft 54, and the reverse gear pairs 69 and 70. 1 is transmitted to the main input shaft 51, and the first main input shaft 51 rotates in the reverse direction.
  • the ECU 8 controls the stator 3b of the electric motor 3 to be supplied with electric power from the battery 7 so as to reverse the rotating magnetic field generated in the stator 3b.
  • the planetary gear 9p is reversed and the carrier 9c is reversed by the power that the engine 2 reverses the sun gear 9s and the power that the electric motor 3 reverses the ring gear 9r.
  • the axles 31 and 31 are reversely rotated, and the drive wheels 4 and 4 are rotated in the reverse direction of the vehicle in a state where the power of the engine 2 and the electric motor 3 is combined.
  • the power transmission device 50 can reverse the vehicle in the assist travel mode.
  • the carrier 9c is reversely rotated while the ring gear 9r is normally rotated.
  • the axles 31, 31 are reversed in conjunction with the reverse rotation of the carrier 9c.
  • the electric motor 3 since the ring gear 9r rotates in the forward direction, the electric motor 3 performs a regenerative operation and is charged by the battery 7.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the reverse direction of the vehicle by only the power of the engine 2 while the electric motor 3 performs the regenerative operation.
  • the power transmission device 50 can reverse the vehicle in the regenerative travel mode.
  • the power transmission device 50 can reverse the vehicle in a travel mode different from the assist travel mode and the regenerative travel mode. Therefore, depending on the required power, the charge level of the battery 7, and the like, it is possible to properly use the travel mode for reverse travel.
  • FIG. 12 shows the operating state of the power transmission device 50 at the second speed in the engine running mode.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, the first synchronizer S1 and the reverse synchronizer SR to the neutral state, and the second synchronizer S2 to the second speed established state. .
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied to the second clutch C2, the second main input shaft 52, the speed increasing gear pair 56, the second sub input shaft 54, the second speed gear pair 62, the output shaft 57, the counter. It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30 and the axles 31 and 31.
  • the carrier 9c rotates forward along with the output shaft 57, but the sun gear 9s and the ring gear 9r receive no power, so the sun gear 9s rotates together with the planetary gear 9p, and the ring gear 9r does not rotate.
  • the electric motor 3 does not perform power running operation or regenerative operation.
  • the first main input shaft 51 rotates forward along with the sun gear 9s, and power is supplied to the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 through the reduction gear pair 55, the first auxiliary input shaft 53, the belt mechanism 71, and the auxiliary machine clutch 33. Is transmitted.
  • FIG. 13 shows the operating state of the power transmission device 50 in the second speed of the assist travel mode.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, the first synchronizer S1 and the reverse synchronizer SR to the neutral state, and the second synchronizer S2 to the second speed established state. 3 is set so that the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied to the second clutch C2, the second main input shaft 52, the speed increasing gear pair 56, and the second auxiliary input shaft 54 in the same manner as in the second speed stage of the engine running mode.
  • the second speed gear pair 62, the output shaft 57, the counter gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30 and the axles 31 and 31 are transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • the carrier 9c rotates forward along with the output shaft 57 that rotates forward by the power from the engine 2, but the ring gear 9r rotates forward along with the rotor 3a, so that the carrier 9c also receives rotational torque from the ring gear 9r. Will rotate forward.
  • the power synthesized by the carrier 9c is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the output shaft 57, the counter gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30, and the axles 31 and 31.
  • the combined power of the engine 2 and the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4, and the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle.
  • the change from the second speed of the engine travel mode to the second speed of the HEV travel mode can be performed only by starting the operation of the electric motor 3, and the reverse change is also possible only by stopping the operation of the electric motor 3. Therefore, both can be changed easily and quickly. And it becomes possible to respond without changing the gear position according to the change of the required power. For this reason, fluctuations in required power can be absorbed by performing power running operation and regenerative operation of the electric motor 3 by appropriately switching between the assist travel mode and the regenerative travel mode while operating the engine 2 in an appropriate operation range. The fuel consumption in the engine 2 can be suppressed.
  • FIG. 14 shows an operation state of the power transmission device 50 in the second speed third speed preparation in the assist travel mode.
  • the 2nd speed 3rd speed preparation refers to 2 while preparing for shifting between the 3rd speed and the 3rd speed so that the speed increase to 3rd speed and the speed reduction from 3rd speed can be performed smoothly. It is a gear position for performing high speed traveling.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, the first synchronizer S1 to the third speed stage established state, and the second synchronizer S2 to the second speed stage established state.
  • the reverse synchronizer SR is set to the neutral state, and the electric motor 3 is set so that the rotor 3a rotates forward.
  • the first main input shaft 51 that rotates forward with the sun gear 9s, the reduction gear pair 55, the first sub input shaft 53, and the third speed gear pair A power transmission path through which rotational torque is transmitted in the direction in which the carrier 9c rotates forward is added via 59 and the output shaft 57.
  • the power transmitted through the power transmission path and the power transmitted from the engine 2 via the second main input shaft 52 are combined to cause the carrier 9c to rotate forward. Therefore, the combined power that combines the rotational torque generated by the rotation of the carrier 9 c is transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • FIG. 15 shows the operating state of the power transmission device 50 in the third speed second speed preparation in the assist travel mode.
  • the change from the second speed / third speed preparation in the HEV travel mode to the third speed in the HEV travel mode is performed through the third speed / second speed preparation in the HEV travel mode mode.
  • the 3rd speed 2nd speed preparation means that while preparing the gear shift between the 2nd speed and the 3rd speed, the speed is reduced to the 2nd speed and the speed is increased from the 2nd speed. It is a gear position for performing high speed traveling.
  • the ECU 8 When the HEV travel mode changes from the second speed third speed preparation to the HEV travel mode third speed second speed preparation, the ECU 8 operates the first clutch C1 in the ON state and turns the second clutch C2 in the OFF state. Make it work.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied to the first clutch C1, the first main input shaft 51, the reduction gear pair 55, the first auxiliary input shaft 53, the third speed gear pair 59, the output shaft 57, the counter gear.
  • This is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30, and the axles 31 and 31, and the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle.
  • the carrier 9c rotates forward along with the output shaft 57 that rotates forward by the power from the engine 2
  • the sun gear 9s rotates forward along with the first main input shaft 51 by the power from the engine 2.
  • the ring gear 9r rotates forward or reverse depending on the difference in rotational speed.
  • the electric motor 3 performs a power running operation
  • the ring gear 9r rotates reversely the electric motor 3 performs a regenerative operation.
  • the second auxiliary input shaft 54 rotates with the rotation of the output shaft 57, but does not contribute to power synthesis.
  • preparation from the second speed third speed in the HEV travel mode to the third speed second speed preparation in the HEV travel mode can be performed only by switching the connection state of the first clutch C1 and the second clutch C2. Can be changed easily and quickly.
  • FIG. 16 shows an operating state of the power transmission device 50 at the third speed in the assist travel mode.
  • the ECU 8 operates the second synchronizer S2 to the neutral state when changing from the third speed stage preparation for the third speed stage in the HEV travel mode to the third speed stage in the HEV travel mode.
  • the second auxiliary input shaft 54 does not contribute to the power synthesis in the third speed second speed preparation in the HEV traveling mode, and the second auxiliary input shaft 54 and the second speed gear pair 62 are not connected to each other. Even through the connection, the power transmission path does not change.
  • the second gear stage in the HEV traveling mode can be changed from the third gear stage in the HEV traveling mode to the third gear stage in the HEV traveling mode only by operating the second synchronizer S2 in the neutral state, it can be easily and quickly changed. can do. And, the change between the second speed stage and the third speed stage of the HEV traveling mode can be easily and quickly performed through the second speed third speed preparation and the third speed second speed preparation of the HEV traveling mode. it can.
  • FIG. 17 shows the operating state of the power transmission device 50 in the fourth speed of the engine travel mode.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, the first synchronizer S1 and the reverse synchronizer SR to the neutral state, and the second synchronizer S2 to the fourth speed established state. .
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied to the second clutch C2, the second main input shaft 52, the speed increasing gear pair 56, the second sub input shaft 54, the fourth speed gear pair 63, the output shaft 57, the counter. It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30 and the axles 31 and 31. As a result, the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the forward speed state of the fourth speed only by the power of the engine 2.
  • the carrier 9c rotates forward along with the output shaft 57, but the sun gear 9s and the ring gear 9r receive no power, so the sun gear 9s rotates together with the planetary gear 9p, and the ring gear 9r does not rotate.
  • the electric motor 3 does not perform power running operation or regenerative operation.
  • the first main input shaft 51 rotates forward along with the sun gear 9s, and power is supplied to the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 through the reduction gear pair 55, the first auxiliary input shaft 53, the belt mechanism 71, and the auxiliary machine clutch 33. Is transmitted.
  • FIG. 18 shows an operating state of the power transmission device 50 in the fourth speed third speed preparation in the assist travel mode.
  • the change from the 3rd speed 4th speed preparation in the HEV travel mode to the 4th speed in the HEV travel mode is performed through the 4th speed 3rd speed preparation in the HEV travel mode.
  • the ECU 8 When the HEV travel mode changes from the 3rd speed 4th speed preparation to the HEV travel mode 4th speed 3rd speed preparation, the ECU 8 operates the first clutch C1 in the OFF state and turns the second clutch C2 in the ON state. Make it work.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied to the second clutch C2, the second main input shaft 52, the speed increasing gear pair 56, the second sub input shaft 54, the fourth speed gear pair 63, the output shaft 57, the counter.
  • This is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30, and the axles 31 and 31, and the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle.
  • the ring gear 9r rotates forward or reverse depending on the difference in rotational speed between the carrier 9c and the sun gear 9s.
  • the electric motor 3 When the ring gear 9r rotates forward, the electric motor 3 performs a power running operation, and when the ring gear 9r rotates reversely, the electric motor 3 performs a regenerative operation.
  • the first sub input shaft 53 rotates with the rotation of the output shaft 57, but does not contribute to power synthesis.
  • the preparation from the third gear stage and the fourth gear stage in the HEV drive mode to the fourth gear stage and the third gear stage preparation in the HEV drive mode can be performed only by switching the connection state of the first clutch C1 and the second clutch C2. Therefore, it can be changed easily and quickly.
  • FIG. 19 shows an operating state of the power transmission device 50 at the fourth speed in the assist travel mode.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, the first synchronizer S1 and the reverse synchronizer SR to the neutral state, and the second synchronizer S2 to the fourth speed stage established state.
  • the electric motor 3 is set so that the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied to the second clutch C2, the second main input shaft 52, the speed increasing gear pair 56, the second sub input shaft 54, the fourth speed gear pair 63, the output shaft 57, the counter. It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30 and the axles 31 and 31. At this time, the combined power of the engine 2 and the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 as in the second speed stage of the assist travel mode. Further, when the required power is less than the appropriate driving power, it is possible to reverse the ring gear 9r, perform the regenerative operation of the electric motor 3, and drive the vehicle in the second speed regenerative travel mode.
  • the change from the 4th speed in the engine travel mode to the 4th speed in the assist travel mode can be performed only by controlling the motor 3 so that the rotor 3a rotates in the forward direction. Since it is possible only by stopping, both can be changed easily and quickly. And it becomes possible to respond without changing the gear position according to the change of the required power. For this reason, fluctuations in required power can be absorbed by switching the assist travel mode and the regenerative travel mode as appropriate while operating the engine 2 in an appropriate operation range, and performing the power running operation and the regenerative operation of the electric motor 3, Fuel consumption in the engine 2 can be suppressed.
  • FIG. 20 shows an operating state of the power transmission device 50 in the fourth speed fifth speed preparation in the assist travel mode.
  • the ECU 8 sets the second clutch C2 to the ON state, the first synchronizer S1 to the fifth gear established state, and the second synchronizer S2 to the fourth gear established state.
  • the reverse synchronizer SR is set to the neutral state, and the electric motor 3 is set so that the rotor 3a rotates forward.
  • the first main input shaft 51 that rotates forward with the sun gear 9s, the reduction gear pair 55, the first sub input shaft 53, and the fifth speed gear pair A power transmission path through which rotational torque is transmitted in the direction in which the carrier 9c rotates forward is added via the 60 and the output shaft 57.
  • the power transmitted through the power transmission path and the power transmitted from the engine 2 via the second main input shaft 52 are combined to cause the carrier 9c to rotate forward. Therefore, the combined power that combines the rotational torque generated by the rotation of the carrier 9 c is transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • FIG. 21 shows the operation state of the power transmission device 50 in the fifth speed fourth speed preparation in the assist travel mode.
  • the change from the 4th speed 5th speed preparation in the HEV travel mode to the 5th speed in the HEV travel mode is performed through the 5th speed 4th speed preparation in the HEV travel mode.
  • the ECU 8 When the HEV travel mode is changed from the 4th gear 5th gear preparation to the HEV travel mode 5th gear 4th gear preparation, the ECU 8 operates the first clutch C1 and turns the second clutch C2 off. Make it work.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is supplied from the first clutch C1, the first main input shaft 51, the reduction gear pair 55, the first sub input shaft 53, the fifth speed gear pair 60, the output shaft 57, the counter gear.
  • This is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30, and the axles 31 and 31, and the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle.
  • the ring gear 9r rotates forward or reverse depending on the difference in rotational speed between the carrier 9c and the sun gear 9s.
  • the electric motor 3 When the ring gear 9r rotates forward, the electric motor 3 performs a power running operation, and when the ring gear 9r rotates reversely, the electric motor 3 performs a regenerative operation.
  • the second auxiliary input shaft 54 rotates with the rotation of the output shaft 57, but does not contribute to power synthesis.
  • the preparation from the fourth gear stage to the fifth gear stage in the HEV driving mode to the fifth gear stage to the fourth gear stage preparation in the HEV driving mode can be performed only by switching the connection state of the first clutch C1 and the second clutch C2. Therefore, it can be changed easily and quickly.
  • FIG. 22 shows the operating state of the power transmission device 50 at the fifth speed in the assist travel mode.
  • the ECU 8 operates the second synchronizer S2 to the neutral state.
  • the second secondary input shaft 54 does not contribute to the power synthesis, and the second secondary input shaft 54 and the 4th gear pair 63 are connected to each other.
  • the power transmission path does not change even though
  • the fifth gear in the HEV drive mode can be changed from the preparation for the fifth gear in the HEV drive mode to the fifth gear in the HEV drive mode only by operating the second synchronizer S2 in a neutral state, the change can be made easily and quickly. can do. And the change between the 4th speed stage and the 5th speed stage of the HEV travel mode can be easily and quickly performed through the 4th speed stage 5th speed preparation and the 5th speed stage 4th speed preparation in the HEV travel mode. it can.
  • FIG. 23 shows an operating state of the power transmission device 50 at the third speed stage in the EV traveling mode.
  • the ECU 8 turns off the first clutch C1 and the second clutch C2, sets the first synchronizer S1 in the third speed established state, and sets the second synchronizer S2 and the reverse synchronizer SR.
  • the electric motor 3 is set so that the rotor 3a rotates normally.
  • the carrier 9c receiving the rotational torque from the ring gear 9r tries to rotate normally. Further, the carrier 9c is connected to the sun gear 9s via the output shaft 57, the third speed gear pair 59, the first auxiliary input shaft 53, the reduction gear pair 55, and the first main input shaft 51, and the sun gear 9s. Tries to rotate forward. As a result, the carrier 9c rotates forward and the rotational torque is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the output shaft 57, the counter gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30, and the axles 31 and 31. .
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the forward direction of the vehicle only by the power of the electric motor 3.
  • the motor 3 is connected to the output shaft 2a of the engine 2 in the EV traveling mode. Power is not transmitted and the engine 2 is not dragged.
  • the ECU 8 can start the engine 2 by setting the first clutch C1 to the ON state.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 includes the first clutch C1, the first main input shaft 51, the reduction gear pair 55, the first auxiliary input shaft 53, the third speed gear pair 59, the output shaft 57, Power that is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the counter gear pair 65, the counter shaft 64, the differential gear unit 30 and the axles 31 and 31, and that causes the sun gear 9s to rotate forward via the first main input shaft 51;
  • the first sub-input shaft 53 is input to the differential rotation mechanism 9 as power for causing the carrier 9c to rotate normally through the third-speed gear pair 59 and the output shaft 57.
  • the combined power of the engine 2 and the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4, and the third speed stage of the assist travel mode is set.
  • the ECU 8 sets the first clutch C1 to the ON state and sets the second synchronizer S1 to the second speed stage established state or the fourth speed stage established. By setting the state, the engine 2 can be started. At this time, the third speed second speed preparation or the third speed fourth speed preparation in the HEV traveling mode is set.
  • FIG. 24 shows the operating state of the power transmission device 50 at the fifth speed in the EV traveling mode.
  • the ECU 8 turns off the first clutch C1 and the second clutch C2, sets the first synchronizer S1 in the fifth speed established state, and sets the second synchronizer S2 and the reverse synchronizer SR.
  • the electric motor 3 is set so that the rotor 3a rotates normally.
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the forward direction of the vehicle only by the power of the electric motor 3.
  • the ECU 8 can start the engine 2 by setting the first clutch C1 to the ON state. As a result, the combined power of the engine 2 and the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4, and the fifth speed stage of the assist travel mode is set.
  • the ECU 8 sets the first clutch C1 to the ON state and sets the second synchronizer S1 to the fourth speed established state.
  • the engine 2 can be started.
  • the 5th speed 4th speed preparation of the assist travel mode is set.
  • a hybrid vehicle power transmission device 80 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the power transmission device 80 includes only the third forward speed and the reverse first speed as the shift speed.
  • a third speed gear 53b that can be connected to the first sub input shaft 53A via the first synchronizer S1A is disposed on the first sub input shaft 53A.
  • a second speed gear 54a that can be connected to the second sub input shaft 54 via the second synchronizer S2A is disposed on the sub input shaft 54A.
  • a first gear 57a is fixed to the output shaft 57A.
  • the first gear 57a is meshed with the third speed gear 53a and the second speed gear 57a, and is respectively connected to the third speed gear pair 59 and the second speed gear pair.
  • 62 is constituted.
  • the output shaft 57 and the second auxiliary input shaft 54 are coupled via an even speed gear train 61.
  • the power transmission device 80 does not have the fourth gear and the fifth gear, but the power transmission of other gears and the like is the same as that of the power transmission device 50, and thus the description thereof is omitted. Although the power transmission device 80 has fewer shift stages than the power transmission device 50, the axial length of the output shaft 2a of the engine 2 can be shortened, and the power transmission device 80 can be installed in a small installation area. Become.
  • a hybrid vehicle power transmission device 90 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • a power transmission device 90 is a power transmission device mounted on a hybrid vehicle, and includes an engine 2 and an electric motor 3 as power generation sources, but can drive the auxiliary machine 5. Is not configured to. That is, the power transmission device 90 does not include the auxiliary machine 5, the belt mechanism 71, and the auxiliary machine clutch 33, as compared with the power transmission device 50.
  • the power transmission device 90 since the first auxiliary input shaft 53B and the input shaft 5a of the auxiliary machine 5 are not connected, no power is transmitted to the auxiliary machine 5 even if the first auxiliary input shaft 53B rotates. . Since power transmission other than the auxiliary machine 5 is the same as that of the power transmission device 50, the description thereof is omitted.
  • the power transmission device is not limited to the above-described one.
  • the case where the first main input shafts 11, 11A, 51 are connected to the sun gear 9s has been described.
  • the second main input shafts 12, 52 may be connected to the sun gear 9s.
  • odd-speed gears 18a, 18b, 18c, 53b, 53c are provided on the first main input shafts 11, 11A and the first sub input shaft 53, and even numbers are provided on the sub input shafts 13, 13A and the second sub input shaft 54.
  • the case where the gears 19a, 19b, 19c, 54b, 54c for high speed are respectively arranged has been described.
  • even-speed gears are arranged on the first main input shafts 11 and 11A and the first sub-input shaft 53, and odd-speed gears are arranged on the sub-input shafts 13 and 13A and the second sub-input shaft 54, respectively. May be.
  • differential rotation mechanism 9 is constituted by a planetary gear device
  • a differential device other than the planetary gear device may be used.
  • the first main input shafts 11 and 11A and the rotor 3a of the motor 3 are connected to the sun gear 9s, the third speed gear 13a is connected to the carrier 9c, and the synchronization device SL is connected to the ring gear 9r.
  • the case where the first main input shaft 51 is connected to the sun gear 9s, the output shaft 57 is connected to the carrier 9c, and the rotor 3a of the electric motor is connected to the ring gear 9r has been described.
  • these connections are not limited to these, and the connections may be changed.

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Abstract

 動力伝達装置1は、クラッチC1,C2を介してエンジン2に接続される第1、第2主入力軸11,12と、第1主入力軸11に平行なアイドル軸17と、アイドル軸14に平行な副入力軸13と、第1主入力軸11に配置され出力軸17に選択的に連結されるギヤ18a,18bと副入力軸13と出力軸17とを連結可能なギヤ19a,19bとが共有して噛合する出力軸17のギヤ17a,17bと、第1主入力軸11及び電動機3に接続されたサンギヤ9s、ギヤ18aに接続されたキャリア9c及び同期装置SLに接続されたリングギヤ9rが差動回転な差動回転機構9とを備える。

Description

動力伝達装置
 本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置に関する。
 ハイブリッド車両用動力伝達装置として、内燃機関と電動機とからそれぞれ出力された動力を合成して駆動輪に伝達可能であると共に、電動機で回生運転を行うことが可能なものがある。このようなものとして、内燃機関の出力から入力された動力を減速、増速して、内燃機関の出力軸に平行な2本の軸に一旦伝達してから、内燃機関の出力軸と同軸心の出力軸に戻す方式が、従来から知られている。
 例えば、特許文献1に記載の伝動装置は、内燃機関の出力軸に平行な2本の軸は、それぞれクラッチを介して内燃機関の出力軸に接続されており、前記2本の軸の一方の軸(以下、「第1軸」という)の一端に電動機が接続されている。そして、当該第1軸上には、複数の偶数段ギヤを該第1軸に選択的に連結する同期装置が配置されている。前記2本軸の他方の軸(以下、「第2軸」という)上には、複数の奇数段ギヤ及び後退段ギヤを該第2軸に選択的に連結する同期装置が配置されている。出力軸に固定されたギヤは、偶数段ギヤと奇数段ギヤとに共有して噛合される。
特開2002-89594号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の伝動装置においては、段数に応じて軸方向に長くなり、車両の伝動装置の収納スペースが小さいと、設置することが困難になるという不都合がある。特に、FF方式の車両でエンジンを横置き(軸長方向を車幅方向に向ける)する場合、設置することが困難となる。
 本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置において、軸方向の長さを抑えることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置を提供することを目的とする。
 本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、第1断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第1主入力軸と、該第1主入力軸と同軸心に配置され、前記第2断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第2主入力軸と、前記第1主入力軸に平行に配置された中間入力軸と、該中間入力軸と平行に配置された副入力軸と、前記第1主入力軸に平行に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記第1主入力軸上に配置され、第1同期装置を介して前記出力軸と選択的に連結される複数のギヤよりなる第1ギヤ群と、前記副入力軸上に配置され、第2同期装置を介して該副入力軸と前記出力軸とを選択的に連結する複数のギヤよりなる第2ギヤ群と、前記出力軸に固定され、前記第1ギヤ群のギヤと前記第2ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第3ギヤ群と、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、前記第1回転要素は前記第1主入力軸及び前記電動機に接続され、前記第2回転要素は前記第1ギヤ群に接続され、前記第3回転要素は該第3回転要素を固定状態にすることが可能な固定機構に接続され、前記第2回転要素は、前記第1回転要素から伝達される動力を前記固定機構により固定状態にされた前記第3回転要素からの反力により減速し、前記第1ギヤ群を介して前記出力軸に伝達することを特徴とする(第1発明)。
 第1発明によれば、第3回転要素を固定状態にするよう固定機構を動作させると共に、第1ギヤ群の何れのギヤを出入力軸に連結させるように第1同期装置を動作させた状態で、第1断接装置を接続状態として内燃機関の動力を第1主入力軸を介して第1回転要素に伝達させる、及び/又は、電動機の動力を第1回転要素に伝達させる。このとき、動力合成機構の第2回転要素からは、第1回転要素に伝達された動力が減速されて出力される。そして、この動力は第1副入力軸及び出力軸を介して被駆動部に出力される。このように、第1発明においては、第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させた状態で、発進、走行することができる。このため、特許文献1に記載の伝動装置に対して、同数の変速段ギヤ対を有する場合、変速段を1速分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。
 また、前記状態で、内燃機関から第1主入力軸を介して第1回転要素に伝達された動力を用いて、電動機が回生運転を行うことが可能である。このように、第1発明においては、第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させた状態で、電動機で回生運転を行いながら、発進、走行することができる。このため、前段に記載の発進、走行と異なるモードの発進、走行のモードを得ることができ、さらに、このモードは、電動機が回生運転を行うので、バッテリの充電レベルが低下した場合等に好適である。
 本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、前記内燃機関から動力が入力される主入力軸と、前記主入力軸に平行に配置され、第1断接装置によって選択的に、減速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第1副入力軸と、前記主入力軸に平行に配置され、第2断接装置によって選択的に、増速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第2副入力軸と、前記主入力軸と同軸心に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記第1副入力軸上に配置され、第1同期装置を介して該第1副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第1ギヤ群と、前記第2副入力軸上に配置され、第2同期装置を介して該第2副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第2ギヤ群と、前記出力軸に固定され、前記第1ギヤ群のギヤと前記第2ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第3ギヤ群と、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、前記第1副入力軸又は前記第2副入力軸の何れか一方は前記第1回転要素に接続され、他の一方は前記動力合成機構を介することなく動力を前記出力軸に伝達可能であり、前記第2回転要素は前記出力軸に接続され、前記第3回転要素は前記電動機に接続され、前記第2回転要素は前記第1回転要素から伝達される動力と前記第3回転要素から伝達される動力とを合成して前記出力軸に伝達することを特徴とする(第2発明)。
 第2発明によれば、第1回転要素に接続された第1副入力軸又は第2副入力軸(以下、「接続副入力軸」という)を主入力軸と結合するよう、第1断接装置又は第2断接装置を接続状態に動作させると共に、第1副入力軸及び第2副入力軸を何れギヤにも連結させない中立状態に第1同期装置及び第2同期装置を動作させた状態で、内燃機関から動力を主入力軸に入力すると共に、第3回転要素が回転するように電動機を力行運転する。このとき、差動回転機構の第2回転要素は、内燃機関から接続副入力軸を介して第1回転要素に伝達される動力と、電動機から第3回転要素に伝達される動力とを合成して出力軸に伝達し、この合成動力が被駆動部に出力される。このように、第2発明においては、第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させた状態で、発進、走行することができる。このため、特許文献1に記載の伝動装置に対して、同数の変速段ギヤ対を有する場合、変速段を1速分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。
 また、前記状態で、内燃機関から接続副入力軸を介して第1回転要素に伝達された動力を、第2回転要素と第3回転要素に分配することも可能である。このとき、第2回転要素を介して被駆動部に動力が出力されると共に、第3回転要素を介して電動機で回生運転が行われる。このように、第2発明においては、第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させた状態で、電動機で回生運転を行いながら、発進、走行することができる。このため、前段に記載の発進、走行と異なるモードの発進、走行のモードを得ることができ、さらに、このモードは、電動機が回生運転を行うので、バッテリの充電レベルが低下した場合等に好適である。
 また、第2発明において、前記主入力軸は、前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、前記第1断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第1主入力軸と、該第1主入力軸と同軸心に配置され、前記第2断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第2主入力軸とから構成され、前記第1主入力軸又は第2主入力軸の何れか一方が前記第1回転要素と連結されることにより、前記第1副入力軸又は前記第2副入力軸の何れか一方が前記第1回転要素に接続されることが好ましい。
 この場合、主入力軸を構成する第1主入力軸と第2主入力軸が同軸心に配置されるので、第1断接装置と第2断接装置とを隣接して配置することが可能となり、ハイブリッド車両用動力伝達装置をさらにコンパクト化することができる。また、第1断接装置と第2断接装置とを動作させる装置を共通化することも可能となり、低コスト化できる。
 また、第2発明において、前記減速ギヤ対と前記増速ギヤ対とを選択的に接続する後退ギヤ機構を備えることが好ましい。
 この場合、接続副入力軸を主入力軸と結合するよう、第1断接装置又は第2断接装置を接続状態に動作させ、第1同期装置及び第2同期装置を第1副入力軸及び第2副入力軸を何れのギヤにも連結させない中立状態に動作させると共に、後退ギヤ機構を接続させた状態で、内燃機関から動力を主入力軸に入力させると共に、電動機から第3回転要素に回転させるよう動力を作用させる。このとき、差動回転機構の第2回転要素は、内燃機関から接続副入力軸を介して第1回転要素に伝達される逆回転方向の動力と、電動機から第3回転要素に伝達される動力とを合成して出力軸に伝達し、被駆動部に動力が出力される。このように、本発明においては、第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させた状態で、後進することができる。そして、このように後退ギヤ機構は、主出力軸と平行に配置することができる。このため、特許文献1に記載の伝動装置に対して、後退段の分だけ、軸方向の長さを抑えることが可能となる。
 また、前記状態で、内燃機関から接続副入力軸を介して第1回転要素に伝達される動力を、第2回転要素と第3回転要素に分配することも可能である。このとき、第2回転要素を介して被駆動部に動力が出力されると共に、第3回転要素を介して電動機で回生運転が行われる。このように、本発明においては、第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させた状態で、電動機で回生運転を行いながら、後進することができる。このため、前段に記載の後進と異なるモードの後進のモードを得ることができ、さらに、このモードは、電動機が回生運転を行うので、バッテリの充電率が低下した場合等に好適である。
 また、第1発明及び第2発明において、前記第1断接手段と前記第2断接手段の少なくとも一方は乾式クラッチであることが好ましい。
 この場合、第1断接手段及び第2断接手段が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機の制御により抑えることができる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記差動回転機構は、シングルピニオン型の3つの回転要素として、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤの間で当該両ギヤに噛合された複数のプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアとを同軸心に備えた遊星歯車装置であり、前記第1回転要素は前記サンギヤであり、前記第2回転要素は前記キャリアであり、前記第3回転要素は前記リングギヤであることが好ましい。
 この場合、差動回転機構を簡易な構成とすることができ、コンパクト化、低コスト化が可能となる。さらに、動力を分配することも可能となる。また、伝達効率を高効率化することが可能となる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記第1ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成され、前記第2ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成されることが好ましい。
 この場合、前記第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させて、車両を発進、走行させた状態を1速段とすることができる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記第1ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成され、前記第2ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成されることが好ましい。
 この場合、前記第1同期装置及び第2同期装置を中立状態に動作させて、車両を発進、走行させた状態を1速段未満の変速段(スーパロー段)相当とすることができる。
 また、第1発明及び第2発明において、電動機を構成する回転体、固定子及び電機子巻線の一部又は全部が、前記出力軸の軸線方向と直交する方向に差動回転機構と重なるように配置されていることが好ましい。
 この場合、軸方向の長さを抑えることができる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記出力軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、該要求動力設定手段が設定した要求動力に応じて、前記内燃機関及び前記電動機の運転を行う制御手段とを備えることが好ましい。
 この場合、制御手段により内燃機関及び電動機の運転が好適に行われ、要求される要求動力を出力軸から出力することができる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記制御手段は、前記内燃機関がストール領域から最高回転まで範囲内で運転を行うように、前記電動機の運転を制御することが好ましい。
 この場合、内燃機関がストール領域から最高回転まで範囲内でのみ運転を行うので、内燃機関を好適に使用することができ、内燃機関の燃料消費や寿命等が良好なものとなる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記制御手段は、前記内燃機関の適正運転領域内で前記内燃機関の運転を行い、前記第1回転要素から前記第2回転要素に伝達される前記内燃機関の動力と前記要求動力を比較し、前記内燃機関の動力が前記要求動力に満たないときは、前記電動機が力行運転を行い、前記内燃機関の動力が前記要求動力を超えるときは、前記電動機が回生運転を行うように制御することが好ましい。
 この場合、内燃機関が適正運転領域内で運転を行うので、内燃機関を好適に使用することができ、内燃機関の燃料消費や寿命等が良好なものとなる。さらに、内燃機関の動力と要求動力との差分の正負に応じて、電動機が力行運転又は回生運転を行うので、常に要求動力を出力軸から出力することができる。
 また、第1発明及び第2発明において、前記制御手段は、前記電動機が定格出力又は最高回転数を超えて運転を行うとき、該電動機を定格出力又は最高回転数で運転を行うように制御することが好ましい。
 この場合、電動機が定格出力以下及び最高回転数以下で運転を行うので、電動機を好適に使用することができ、電動機の寿命等が良好なものとなる。
本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。 動力伝達装置の各軸の位置関係を示す図。 動力伝達装置のエンジン走行モードにおける各変速段における各部の動作状態を示す表。 動力合成機構の作動を説明する共線図。 本発明の第2実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。 動力伝達装置のエンジン走行モードにおける各変速段における各部の動作状態を示す表。 本発明の第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。 動力伝達装置の各軸の位置関係を示す図。 動力伝達装置の1速段における動作状態を示す図。 動力合成機構の作動を説明する共線図。 動力伝達装置の後進における動作状態を示す図。 動力伝達装置のエンジン走行モードの2速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの2速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの2速段3速段準備における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの3速段2速段準備における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの3速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のエンジン走行モードの4速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの4速段3速段準備における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの4速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの4速段5速段準備における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの5速段4速段準備における動作状態を示す図。 動力伝達装置のアシスト走行モードの5速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のEV走行モードの3速段における動作状態を示す図。 動力伝達装置のEV走行モードの5速段における動作状態を示す図。 本発明の第4実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。 本発明の第5実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。
発明を実施するため形態
 [第1実施形態]
 本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置1を図面を参照して説明する。
 まず、図1を参照して動力伝達装置1の構成を説明する。動力伝達装置1は、ハイブリッド車両に搭載されるデュアルクラッチ自動マニュアルトランスミッション(Dual Clutch Automated Manual Transmission:DCT)であり、動力発生源として、エンジン(内燃機関)2と電動機(モータ・ジェネレータ)3とを備えている。そして、動力伝達装置1は、エンジン2又は/及び電動機3の動力(駆動力)を被駆動部である一対の駆動輪4,4に伝達して、該駆動輪4,4を駆動し得るように構成されている。さらに、動力伝達装置1は、エンジン2又は/及び電動機3の動力を、駆動輪4,4だけでなく、車両に搭載された補機5に伝達して、該補機5を駆動し得るように構成されている。補機5は、例えばエアコンのコンプレッサ、ウォータポンプ、オイルポンプなどである。
 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(エンジン2の吸入空気量を制御する)ことによって、該エンジン2が出力軸2aを介して出力する動力が調整される。
 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(図示省略)内に回転自在に支承された中空のロータ(回転体)3aと、該ロータ3aの周囲でハウジングに固定されたステータ(固定子)3bとを有する。ロータ3aには、複数の永久磁石が装着され、ステータ3bには、3相分のコイル(電機子巻線)3baが装着されている。なお、電動機3のステータ3bは、動力伝達装置1の外装ケース等、車体に対して静止した不動部に設けられたハウジングに固設されている。
 この電動機3のコイル3baは、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(以下、「PDU」という)6を介して直流電源としてのバッテリ(二次電池)7に電気的に接続されている。また、PDU6は、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)8に電気的に接続されている。
 ECU8は、PDU6の他に、図示しないがエンジン2等に電気的に接続されており、エンジン2を含む動力伝達装置1の動作制御を行う。ECU8は、車速やエンジン2の回転数等から駆動輪4,4に伝達することが要求される動力を設定する要求動力設定手段として機能すると共に、該要求動力設定手段が設定した要求動力に応じて、エンジン2や電動機3を駆動させる制御手段として機能する。
 ECU8により、PDU6を介してコイル3ba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3aから出力する動力(トルク)が調整される。この場合、PDU6の制御により、電動機3は、バッテリ7から供給される電力によってロータ3aに力行トルクを発生する力行運転を行い、モータとして機能する。即ち、ステータ3bに供給された電力が、動力に変換され、ロータ3aに出力される。また、PDU6の制御により、電動機3は、外部からロータ3aに与えられる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7に充電しつつ、ロータ3aに回生トルクを発生する回生運転を行い、ジェネレータとして機能する。即ち、ロータ3aに入力された動力が、ステータ3bで電力に変換される。
 なお、ECU8は、CPU、RAM、ROM、インターフェイ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、動力伝達装置1の動作制御を行う。この場合、ECU8の制御処理により実現される機能として、電動機3の運転をPDU6を介して制御する機能の他、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のアクチュエータを介して制御する機能と、後述する第1クラッチC1、第2クラッチC2、補機用クラッチ33、第1同期装置S1、第2同期装置S2及び後退同期装置SRのスリーブの動作を図示しないアクチュエータもしくは駆動回路を介して制御する機能とが含まれる。
 動力伝達装置1は、互いに差動回転可能に構成された回転要素からなる差動回転機構9を備える。本実施形態では、差動回転機構9として遊星歯車装置を採用している。
 エンジン2の出力軸2aには、エンジン2からの動力が選択的に入力され、同軸心に配置される2本の主入力軸、すなわち第1主入力軸11及び第2主入力軸12が連結されている。第1主入力軸11は、エンジン2側から電動機3側に亘って延在しており、そのエンジン2側の外側に、中空に形成された第2主入力軸12が回転自在に設けられている。第1主入力軸11は、第1クラッチ(第1断接装置)C1により、エンジン2の出力軸2aと接続、遮断される。第2主入力軸12は、第2クラッチ(第2断接装置)C2により、エンジン2の出力軸2aと接続、遮断される。
 第1クラッチC1は、ECU8の制御の下で、エンジン2の主力軸2aが第1主入力軸11と結合又は遮断するように動作するクラッチ機構(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。第2クラッチC2は、ECU8の制御の下で、エンジン2の主力軸2aが第2主入力軸12と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。
 第1クラッチC1を接続状態に動作させると、出力軸2aから第1主入力軸11への動力伝達のみが可能となり、出力軸2aから第2主入力軸12への動力伝達は遮断される。また、第2クラッチC2を接続状態に動作させると、出力軸2aから第2主入力軸12への動力伝達のみが可能となり、出力軸2aから第1主入力軸11への動力伝達は遮断される。なお、第1クラッチC1と第2クラッチC2が共に接続状態になることはなく、第1クラッチC1と第2クラッチC2の何れか一方のみが選択的に接続状態になることが可能である。
 また、これらのクラッチC1,C2は乾式クラッチであることが好ましい。この場合、これらのクラッチC1,C2が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機3の制御により抑えることができる。
 主入力軸11,12に対して、副入力軸13が平行に配置されている。そして、第2主入力軸12と副入力軸13とは、本発明の中間入力軸に相当し第1主入力軸11と平行に配置されたアイドル軸14を介して常時結合されている(図2参照)。
 具体的には、第2主入力軸12上に固定されたギヤ12aとアイドル軸14上に固定されたギヤ14aとが噛合してギヤ対15が構成されており、第2主入力軸12に伝達された動力はギヤ対15を介してアイドル軸14に伝達される。そして、ギヤ14aと副入力軸13上に固定されたギヤ13aとが噛合してギヤ対16が構成されており、アイドル軸14に伝達された動力はギヤ対16を介して副入力軸13に伝達される。なお、副入力軸13の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。アイドル軸14は、図示しないハウジング等の固定部に対してアイドル回転自在に支持されている。
 そして、第1主入力軸11及び副入力軸13に対して、出力軸17が平行に配置されている。なお、出力軸17の両端部は、図示しない軸受にそれぞれ回転自在に支持されている。
 第1主入力軸11上には、第1同期装置(シンクロメッシュ機構)S1を介して、出力軸17と選択的に連結される複数のギヤ18a,18bからなる第1ギヤ群が設けられている。
 第1同期装置S1は、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを第1主入力軸11の軸方向に移動させることによって、3速ギヤ18a又は5速ギヤ18bを第1主入力軸11と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、3速ギヤ18aと第1主入力軸11とが連結される(以下、この状態を「3速段確立状態」という)。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、5速ギヤ18bと第1主入力軸11とが連結される(以下、この状態を「5速段確立状態」という)。スリーブが中立位置に位置するとき、3速ギヤ18aと5速ギヤ18bとの双方が第1主入力軸11から遮断される。(以下、この状態を「中立状態」という)
 副入力軸13上には、第2同期装置(シンクロメッシュ機構)S2を介して、副入力軸13と出力軸17とを選択的に連結する複数のギヤ19a,19bからなる第2ギヤ群が設けられている。
 第2同期装置S2は、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを副入力軸13の軸方向に移動させることによって、2速ギヤ19a又は4速ギヤ19bを副入力軸13と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、2速ギヤ19aと副入力軸13とが連結される(以下、この状態を「2速段確立状態」という)。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、4速ギヤ19bと副入力軸13とが連結される(以下、この状態を「4速段確立状態」という)。スリーブが中立位置に位置するとき、2速ギヤ19aと4速ギヤ19bとの双方が副入力軸13から遮断される(以下、この状態を「中立状態」という)。
 3速ギヤ18aと出力軸17上に固定された低速ギヤ17aとが噛合して3速ギヤ対20が構成されている。また、5速ギヤ18bと出力軸17上に固定された高速ギヤ17bとが噛合して5速ギヤ対21が構成されている。
 2速ギヤ19aと出力軸17上に固定された前記低速ギヤ17aとが噛合して2速ギヤ対22が構成されている。また、4速ギヤ19bと出力軸17上に固定された前記高速ギヤ17bとが噛合して4速ギヤ対23が構成されている。なお、本実施形態において、低速ギヤ17aと高速ギヤ17bとが本発明の第3ギヤ群に相当する。
 さらに、第1主入力軸11に対して、後退軸24が平行に配置されている。そして、後退軸24に対して、後退アイドル軸25が同軸に配置されている。実施形態では、後退軸24の外側に、中空に形成された後退アイドル軸25が回転自在に設けられている。なお、後退軸24の両端部は、図示しない軸受にそれぞれ回転自在に支持されている。
 そして、後退軸24と後退アイドル軸25とは、後退同期装置(シンクロメッシュ機構)SRを介して接続されている。後退同期装置SRは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを後退アイドル軸25の軸方向に移動させることによって、後退ギヤ25aを後退軸24に選択的に連結させる(以下、この状態を「後進段確立状態」という)。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、後退ギヤ25aと後退軸24とが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、後退ギヤ25aは後退軸24から遮断される(以下、この状態を「中立状態」という)。
 第1主入力軸11と後退アイドル軸25とは、後退ギヤ対26を介して結合されている。この後退ギヤ対26は、第1主入力軸11上に固定されたギヤ11aと後退アイドル軸25上に固定されたギヤ25bとが噛合して構成されている。また、後退軸24とアイドル軸14とは、後退ギヤ対27を介しても結合されている。この後退ギヤ対27は、後退軸24上に固定されたギヤ24aとアイドル軸14上に固定された前記ギヤ14aとが噛合して構成されている。
 第1主入力軸11、ひいては出力軸17に対して、カウンタ軸28が平行に配置されている。そして、出力軸17とカウンタ軸28とは、カウンタギヤ対29を介して結合されている(図2参照)。このカウンタギヤ対29は、出力軸17上に固定されたギヤ17cとカウンタ軸28上に固定されたギヤ28aとが噛合して構成されている。
 カウンタ軸28は、駆動輪4,4の間の差動歯車ユニット30を介して該駆動輪4,4に連結されている。差動歯車ユニット30は、駆動輪4,4にそれぞれ車軸31,31を介して連結された図示しないサイドギヤを内蔵するギヤケース30aと、このギヤケース30aの外周に固定されたギヤ30bとを備える。そして、該差動歯車ユニット30のギヤ30bに、カウンタ軸28上に固定されたギヤ24bが噛合されている。
 これにより、カウンタ軸28は、駆動輪4,4と連動して回転するように、差動歯車ユニット30を介して駆動輪4,4に連結されている。また、出力軸17上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ17dも固定されている。なお、カウンタ軸28の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
 差動回転機構9は、電動機3の内側に設けられている。なお、電動機3を構成するロータ3a、ステータ3b及びコイル3baの一部又は全部を、第1主入力軸11の軸線方向と直交する方向(周方向)に差動回転機構9と重なるように配置することにより、動力伝達装置1の小型化を図ることが可能となり、好ましい。
 差動回転機構9は、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を互いに差動回転可能な差動装置により構成されている。差動回転機構9を構成する差動装置は、本実施形態では、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、3つの回転要素として、サンギヤ(第1回転要素)9sと、リングギヤ(第3回転要素)9rと、これらのサンギヤ9s及びリングギヤ9rの間で当該両ギヤ9r,9sに噛合された複数のプラネタリギヤ9pを回転自在に支持するキャリア(第2回転要素)9cとを同軸心に備えている。これらの3つの回転要素9s,9r,9cは、周知のように、互いの間で動力を伝達可能であると共に、それぞれの回転数(回転速度)の間の関係を一定の共線関係に保ちつつ回転する。
 サンギヤ9sは、第1主入力軸11と連動して回転するように、該第1主入力軸11の電動機3側の一端部に固定され、該第1主入力軸11に連結されている。さらに、サンギヤ9sは、エンジン2側の反対側でロータ3aと固定されている。これにより、サンギヤ8s、第1主入力軸11及びロータ3aは連動して回転する。
 リングギヤ9rは、電動機3のロータ3aと連動して回転するように該ロータ3aの内側に連結されている。そして、リングギヤ9rは、リングギヤ同期装置(シンクロメッシュ機構)SLにより、不動部であるハウジング31に対して固定する状態と、非固定状態とを切換自在に構成されている。
 リングギヤ同期装置SLは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブをリングギヤ9rの回転軸方向に移動させることによって、リングギヤ9rをハウジング31に選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、リングギヤ9rは固定状態になる。スリーブが中立位置に位置するとき、リングギヤ9rは非固定状態となる(以下、この状態を「中立状態」という)。
 キャリア9cは、3速ギヤ18aと連動して回転するように、該3速ギヤ18aの電動機3側の一端部に固定され、該3速ギヤ18aに連結されている。
 さらに、後退アイドル軸25に対して、補機5の入力軸5aが平行に配置されている。そして、後退アイドル軸25と補機5の入力軸5aとは、ベルト機構32を介して接続されている。このベルト機構32は、後退アイドル軸25上に固定されたギヤ25cと入力軸5a上に固定されたギヤ5bとがベルト32aを介して連結されて構成されている。補機5の入力軸5aには、補機用クラッチ33が介設されており、ギヤ5bと補機5の入力軸5aとが補機用クラッチ33を介して同軸心に連結されている。
 補機用クラッチ33は、ECU8の制御の下で、ギヤ5bと補機5の入力軸5aとの間を接続又は遮断するように動作するクラッチである。補機用クラッチ33を接続状態に動作させると、ギヤ5bと補機5の入力軸5aとが互いに一体に回転するように補機用クラッチ33を介して接続される。また、補機用クラッチ33を遮断状態に動作させると、該補機用クラッチ33によるギヤ5bと補機5の入力軸5aとの間の接続が解除される。この状態では、後退アイドル軸25を介しての第1主入力軸11から補機5の入力軸5aへの動力伝達が遮断される。
 本実施形態では、動力伝達装置1の主要な動作モードとして、エンジン2のみを車両の動力発生として走行するエンジン走行モードと、電動機3のみを車両の動力発生として走行するEV走行モードと、エンジン2と電動機3との双方を運転して走行するHEV走行モードとがある。HEV走行モードには、エンジン2の出力に電動機3の出力を加えて走行するアシスト走行モードと、エンジン2の出力を電動機3に分配して電動機3が回生運転を行いながら走行する回生走行モードとがある。回生走行モードでは、電動機3の回生運転によりバッテリ7が充電を行われる。EV走行モードでは、バッテリ7に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機3が動力を出力する。
 そして、本実施形態では、ECU8が車両のアクセル操作量や車速等から所定のマップ等を用いて車両の要求動力(要求駆動力)を設定し、この要求動力に応じて、各走行モードや変速段を選択する。さらに、ECU8は、選択した走行モードや変速段等に応じて、動力伝達装置1を制御する。
 例えば、ECU8は、エンジン2を適正運転領域、例えば燃費が良好となる領域で運転させたときに該エンジン2から出力された動力(以下、この動力を「適正運転動力」という)が要求動力に満たないとき、アシスト走行モードを選択する。このとき、ECU8は、要求動力に対する不足分をバッテリ7から動力が供給されるように制御する。ただし、不足分を補うために、定格出力又は最高回転数を超えて電動機3を運転させる必要が生じる場合、電動機3を定格出力又は最高回転数で運転させ、エンジン2の出力を増加させる。
 また、ECU8は、適正運転動力が要求動力を超えるとき、回生走行モードを選択し、ギヤ等による伝達ロスを除いた差分の動力(エネルギー)をバッテリ7に充電させる。ECU8は、バッテリ7の充電レベル(SOC)が小さいときも、バッテリ7の充電を促進するために、回生走行モードを選択し、エンジン2の出力を増加させる。
 次に、本実施形態の動力伝達装置1の各変速段について図1及び図3を参照して説明する。上述したように、本実施形態の動力伝達装置1は、変速比の異なる複数の変速段の各ギヤ対を介して入力軸の回転速度を複数段に変速して出力軸17に出力するように構成されている。つまり、本実施形態の動力伝達装置1は有段変速機を有する。動力伝達装置1は、前進5段後進1段の変速段を確保している。動力伝達装置1では、変速段が大きいほど変速比が小さいように規定されている。
 エンジン始動時、第1クラッチC1を接続状態にして、電動機3を駆動し、エンジン2を始動させる。即ち、電動機3はスタータとしての機能を兼ね備えている。
 〔1速段〕
 1速段(擬似1速段)は、リングギヤ同期装置SLにより、リングギヤ9rとハウジング31とを連結した状態(固定状態)とし、第1同期装置S1、第2同期装置S2及び後退同期装置SRを中立状態とすることで確立される。1速段は、後述する2速段よりもギヤ比が低い変速段に相当する。エンジン2により走行する場合には、第2クラッチC2を遮断状態(以下、OFF状態という)、第1クラッチC1を接続状態(以下、ON状態という)にする。
 これにより、エンジン2から出力された動力は、サンギヤ9sに伝達され、サンギヤ9sは正転される(回転数Ne)。リングギヤ9rは固定状態であるので、図4に示すように、キャリア9cは正転する。このとき、キャリア9cの回転(回転数Nc)はリングギヤ9rの反力によりサンギヤ9sの回転より減速される。そして、エンジン2から出力される動力は、第1主入力軸11、サンギヤ9s及びキャリア9cを経由して、その後、3速ギヤ対20、出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達され、1速段が確立される。このため、特許文献1に記載の伝動装置に対して、同数の変速ギヤ対を有する場合、変速段を1速段分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。なお、図4は共線図であり、正転方向を「+」で、逆転方向を「-」でそれぞれ表している。
 なお、エンジン2を駆動させると共に、電動機3を駆動させれば、1速段での電動機3によるアシスト走行(エンジン2の駆動力を電動機3で補助する走行)を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、キャリア9c、3速ギヤ対20、出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、第1クラッチC1をOFF状態とすれば、電動機3のみで走行するEV走行を行うこともできる。
 また、減速回生運転中では、電動機3を制動することにより車両を減速状態として電動機3で発電させ、PDU6を介してバッテリ7に充電させることができる。
 また、第1クラッチC1をON状態とし、第2クラッチC2をOFF状態とし、エンジン2の駆動により1速段で走行中、ECU8が車両の走行状態により2速段へアップシフトが予想されると判断した場合に、第2同期装置S2を2速段確立状態、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1速段から2速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な1速段2速段準備状態となる。
 〔2速段〕
 2速段は、第2同期装置S2を2速段確立状態とし、第1同期装置S1、リングギヤ同期装置SL及び後退同期装置SRを中立状態とすることで確立される。エンジン2により走行する場合には、第2クラッチC2をON状態とする。この2速段では、エンジン2から出力される駆動力は、第2主入力軸12、ギヤ対15、アイドル軸14、ギヤ対16、副入力軸13、2速ギヤ対22、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。
 また、エンジン2の駆動により2速段で走行中、ECU8が車両の走行状態により1速段へダウンシフトが予想されると判断した場合に、第1同期装置S1を3速段確立状態、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2速段から1速段へのダウンシフトをスムーズに行うことが可能な2速段1速段準備状態となる。
 さらに、この状態で、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、3速ギヤ対20、出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、この状態でエンジン2による駆動を止めて、EV走行を行うこともできる。エンジン2による駆動を止める場合には、例えばエンジン2をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
 また、エンジン2の駆動により2速段で走行中、ECU8が車両の走行状態により3速段へアップシフトが予想されると判断した場合に、第1同期装置S1を3速段確立状態、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2速段から3速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な2速段3速段準備状態となる。
 さらに、この状態で、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、3速ギヤ対20、出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、この状態でエンジン2による駆動を止めて、EV走行を行うこともできる。エンジン2による駆動を止める場合には、例えばエンジン2をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
 〔3速段〕
 3速段は、第1同期装置S1を3速段確立状態とし、第2同期装置S2、リングギヤ同期装置SL及び後退同期装置SRを中立状態とすることで確立される。エンジン2により走行する場合には、第1クラッチC1をON状態とする。この3速段では、エンジン2から出力される駆動力は、第1主入力軸11、3速ギヤ対20、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。
 なお、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、3速段での電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、3速ギヤ対20、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、第1クラッチC1をOFF状態とし、EV走行を行うこともできる。また、EV走行時に、第1クラッチC1をON状態とし、エンジン2による駆動を止めて、EV走行を行うこともできる。又、3速段で減速回生運転を行うことができる。
 3速段で走行中、ECU8が車両の走行状態に基づいて、次に変速される変速段が2速段又は4速段であるかを予測する。ECU8が、2速段へのダウンシフトを予想した場合には、第2同期装置S2を2速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、3速段から2速段へのウンシフトをスムーズに行うことが可能な3速段1速段準備状態となる。
 また、3速段で走行中、ECU8が、4速段へのアップシフトを予想した場合には、第2同期装置S2を4速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、3速段から4速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な3速段4速段準備状態となる。
 〔4速段〕
 4速段は、第2同期装置S2を4速段確立状態とし、第1同期装置S1、リングギヤ同期装置SL及び後退同期装置SRを中立状態とすることで確立される。エンジン2により走行する場合には、第2クラッチC2をON状態とする。この4速段では、エンジン2から出力される駆動力が、第2主入力軸12、ギヤ対15、アイドル軸14、ギヤ対16、副入力軸13、4速ギヤ対23、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。
 また、エンジン2の駆動により4速段で走行中、ECU8が車両の走行状態に基づいて、次に、変速される変速段が3速段又は5速段であるかを予測する。ECU8が、3速段へのダウンシフトを予想した場合には、第1同期装置S1を3速段確立状態、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4速段から3速段へのダウンシフトをスムーズに行うことがことが可能な4速段3速段準備状態となる。
 さらに、この状態で、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、3速ギヤ対20、出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、この状態でエンジン2による駆動を止めて、EV走行を行うこともできる。エンジン2による駆動を止める場合には、例えばエンジン2をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
 また、エンジン2の駆動により4速段で走行中、ECU8が、5速段へのアップシフトを予想した場合には、第1同期装置S1を5速段確立状態、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、4速段から5速段へのアップシフトをスムーズに行うことがことが可能な4速段5速段準備状態となる。
 さらに、この状態で、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、5速ギヤ対21、出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、この状態でエンジン2による駆動を止めて、EV走行を行うこともできる。エンジン2による駆動を止める場合には、例えばエンジン2をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
 〔5速段〕
 5速段は、第1同期装置S1を5速段確立状態とし、第2同期装置S2、リングギヤ同期装置SL及び後退同期装置SRを中立状態とすることで確立される。エンジン2により走行する場合には、第1クラッチC1をON状態とする。この5速段では、エンジン2から出力される駆動力が、第1主入力軸11、5速ギヤ対21、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。
 なお、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、5速段での電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、5速ギヤ対21、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。さらに、第1クラッチC1をOFF状態とし、EV走行を行うこともできる。又、第1クラッチC1をON状態とし、エンジン2による駆動を止めて、EV走行を行うこともできる。又、5速段で減速回生運転を行うことができる。
 5速段で走行中、ECU8が車両の走行状態に基づいて、次に変速される変速段が4速段であると判断した場合に、ECU8が、第2同期装置S2を4速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、5速段から4速段へのダウンシフトをスムーズに行うことがことが可能な5速段4速段準備状態となる。
 〔後進段〕
 後進段は、後退同期装置SRを、後退軸24と後退ギヤ25aとを連結させた状態とし、第2同期装置S2を2速段確立状態とし、第1同期装置S1及びリングギヤ同期装置SLを中立状態とすることで確立される。エンジン2により走行する場合には、第1クラッチC1をON状態とする。この後進段では、エンジン2から出力される駆動力は、第1主入力軸11、後退ギヤ対26、後退アイドル軸25、後退軸24、後退ギヤ対27、アイドル軸14、ギヤ対16、副入力軸13、2速ギヤ対22、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。
 なお、エンジン2を駆動させると共に電動機3を駆動させれば、後進段での電動機3によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機3から出力される駆動力は、サンギヤ9s、第1主入力軸11、後退ギヤ対26、後退アイドル軸25、後退軸24、後退ギヤ対27、アイドル軸14、ギヤ対16、副入力軸13、2速ギヤ対22、及び出力軸17等を介して駆動輪4,4に伝達される。また、第1クラッチC1をOFF状態とすることで、EV走行を行うこともできる。後進段で減速回生運転を行うことができる。
 [第2実施形態]
 本発明の第2実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置50を図面を参照して説明する。動力伝達装置40は、第1実施形態に係る動力伝達装置1と類似するので、相違点についてのみ説明する。
 動力伝達装置40は、前進7段後進1段の変速段を確保しており、動力伝達装置1に対して前進2段の変速段が追加されている。
 第1主入力軸11A上には、第1同期装置(シンクロメッシュ機構)S1を介して、出力軸17と選択的に連結される複数のギヤ18a,18b,18cからなる第1ギヤ群18が設けられている。
 図5を参照して、第1主入力軸11A上には、2つの同期装置(シンクロメッシュ機構)、即ち第1同期装置S1及び第3同期装置S3を介して、出力軸17Aと選択的に連結される複数のギヤ18a,18b,18cからなる第1ギヤ群が設けられている。
 第1同期装置S1はスリーブを第1主入力軸11Aの軸方向に移動させることによって、3速ギヤ18a又は7速ギヤ18cを第1主入力軸11と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、3速ギヤ18aと第1主入力軸11Aとが連結される。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、7速ギヤ13cと第1主入力軸11Aとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、3速ギヤ18aと7速ギヤ13cとの双方が第1主入力軸11Aから遮断される。
 第3同期装置S3はスリーブを第1主入力軸11Aの軸方向に移動させることによって、5速ギヤ18bを第1主入力軸11Aと選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、5速ギヤ18bと第1主入力軸11Aとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、5速ギヤ18bが第1主入力軸11Aから遮断される。
 副入力軸13A上にも、2つの同期装置(シンクロメッシュ機構)、即ち第2同期装置S2及び第4同期装置S4を介して、副入力軸13Aと出力軸17とを選択的に連結する複数のギヤ19a,19b,19cからなる第2ギヤ群が設けられている。
 第2同期装置S2はスリーブを副入力軸13Aの軸方向に移動させることによって、2速ギヤ19a又は6速ギヤ19cを副入力軸13Aと選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、2速ギヤ19aと副入力軸13Aとが連結される。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、6速ギヤ19cと副入力軸13Aとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、2速ギヤ19aと6速ギヤ19cとの双方が副入力軸13Aから遮断される。
 第4同期装置S4はスリーブを副入力軸13Aの軸方向に移動させることによって、4速ギヤ19bを副入力軸13Aと選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、4速ギヤ19bと副入力軸13Aとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、4速ギヤ19bが副入力軸13Aから遮断される。
 副入力軸13Aと出力軸17Aとは、3速ギヤ対20、5速ギヤ対21及び7速ギヤ対41を介して結合されている。7速ギヤ対41は、7速ギヤ18cと出力軸17A上に固定されたギヤ17eとが噛合して構成されている。
 副入力軸13Aと出力軸17Aとは、2速ギヤ対22、4速ギヤ対23及び6速ギヤ対42を介して結合されている。6速ギヤ対42は、6速ギヤ19cと出力軸17A上に固定されたギヤ17eとが噛合して構成されている。なお、本実施形態において、出力軸17A上に配置された低速ギヤ17a、高速ギヤ17b及びギヤ17eが本発明の第3ギヤ群に相当する。
 このように構成された動力伝達装置1Aは、各同期装置S1~S4,SR,SLの設定状態に応じて、変速比の異なる複数の変速段の各ギヤ対を介して入力軸の回転速度を複数段に変速して出力軸17Aに出力する。動力伝達装置40のエンジン走行モードにおける各変速段における各部の動作状態を図6の表に示すが、その詳細な説明は省略する。
 [第3実施形態]
 本発明の第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置50を図面を参照して説明する。第1実施形態に係る動力伝達装置1と同等の構成要素に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 図7を参照して、エンジン2の出力軸2aには、エンジン2からの動力が選択的に入力され、同軸心に配置される2本の主入力軸、すなわち第1主入力軸51及び第2主入力軸52が連結されている。第1主入力軸51は、エンジン2側から電動機3側に亘って延在しており、そのエンジン2側の外側に、中空に形成された第2主入力軸52が回転自在に設けられている。第1主入力軸51は、第1クラッチC1により、エンジン2の出力軸2aと接続、遮断される。第2主入力軸52は、第2クラッチC2により、エンジン2の出力軸2aと接続、遮断される。
 主入力軸51,52に対して、2本の副入力軸、すなわち第1副入力軸53及び第2副入力軸54がそれぞれ平行に配置されている。そして、第1主入力軸51と第1副入力軸53とは、減速ギヤ対55を介して常時結合されている。この減速ギヤ対55は、第1主入力軸51上に固定されたギヤ51aと第1副入力軸53上に固定されたギヤ53aとが噛合して構成されており、第1主入力軸51に伝達された動力を減速して第1副入力軸53に伝達する。
 また、第2主入力軸52と第2副入力軸54とは、増速ギヤ対56を介して常時結合されている。この増速ギヤ対56は、第2主入力軸52上に固定されたギヤ52aと第2副入力軸54上に固定されたギヤ54aとが噛合して構成されており、第2主入力軸52に伝達された動力を増速して第2副入力軸54に伝達する。なお、第1副入力軸53、第2副入力軸54の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
 第1クラッチC1は、ECU8の制御の下で、エンジン2の出力軸2aが第1主入力軸51及び減速ギヤ対55を介して第1副入力軸53と結合又は遮断するように動作するクラッチ機構である。第2クラッチC2は、ECU8の制御の下で、エンジン2の出力軸2aが第2主入力軸52及び増速ギヤ対56を介して第2副入力軸54と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。
 第1クラッチC1を接続状態に動作させると、第1副入力軸53が第1主入力軸51及び減速ギヤ対55を介して出力軸2aと結合される。この状態では、出力軸2aから第1副入力軸53への動力伝達のみが可能となり、出力軸2aから第2副入力軸54への動力伝達は遮断される。また、第2クラッチC2を接続状態に動作させると、第2副入力軸54が第2主入力軸52及び増速ギヤ対56を介して出力軸2aと結合される。この状態では、出力軸2aから第2副入力軸54への動力伝達のみが可能となり、出力軸2aから第1副入力軸53への動力伝達は遮断される。
 なお、これらのクラッチC1,C2は乾式クラッチであることが好ましい。この場合、これらのクラッチC1,C2が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機3の制御により抑えることができる。
 主入力軸51,52に対して、出力軸57が同軸心に配置されている。実施形態では、第1主入力軸51の電動機3側の外側に、中空に形成された出力軸57が回転自在に設けられている。そして、出力軸57と第1副入力軸53とは、奇数速ギヤ列58を介して結合されている。この奇数速ギヤ列58は、出力軸57上に固定された第1ギヤ57aと第1副入力軸53上に回転自在に設けられた3速ギヤ53bとが噛合する3速ギヤ対59と、出力軸57上に固定された第2ギヤ57bと第1副入力軸53上に回転自在に設けられた5速ギヤ53cとが噛合する5速ギヤ対60とから構成されている。
 また、出力軸57と第2副入力軸54とは、偶数速ギヤ列61を介して結合されている。この偶数速ギヤ対61は、出力軸57上に固定された前記第1ギヤ57aと第2副入力軸54上に回転自在に設けられた2速ギヤ54bとが噛合する2速ギヤ対62と、出力軸57上に固定された前記第2ギヤ57bと第2副入力軸54上に回転自在に設けられた4速ギヤ54cとが噛合する4速ギヤ対63とから構成されている。
 本実施形態において、第1副入力軸53上に配置された3速ギヤ53bと5速ギヤ53cとが本発明の第1ギヤ群に、第2副入力軸54上に配置された2速ギヤ54bと4速ギヤ54cとが本発明の第2ギヤ群に、出入力軸57上に配置された第1ギヤ57aと第2ギヤ57bとが本発明の第3ギヤ群に、それぞれ相当する。なお、第1主入力軸51を外挿する第2主入力軸52及び出力軸57は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
 第1副入力軸53には、3速ギヤ53b又は5速ギヤ53cと第1副入力軸53との連結、切断を切替可能な第1同期装置S1が設けられている。第1同期装置S1は、スリーブを第1副入力軸53の軸方向に移動させることによって、3速ギヤ53b又は5速ギヤ53cを第1副入力軸53と選択的に連結させる。スリーブが図中右側へ移動した場合、3速ギヤ53bと第1副入力軸53とが連結され、第1副入力軸53と出力軸57とは3速ギヤ対59によって結合され、3速段が確立される。一方、スリーブが図中左側へ移動した場合、5速ギヤ53cと第1副入力軸53とが連結され、第1副入力軸53と出力軸57とは5速ギヤ対60によって結合され、5速段が確立される。スリーブが図中の中立位置に位置するとき、3速ギヤ53bと5速ギヤ53cとの双方が第1副入力軸53から遮断される。
 第2副入力軸54には、2速ギヤ54b又は4速ギヤ54cと第2副入力軸54との連結、切断を切替可能な第2同期装置S2が設けられている。第2同期装置S2は、スリーブを第2副入力軸54の軸方向に移動させることによって、2速ギヤ54b又は4速ギヤ54cを第2副入力軸54と選択的に連結させる。スリーブが図中右側へ移動した場合、2速ギヤ54bと第2副入力軸54とが連結され、第2副入力軸54と出力軸57とは2速ギヤ対62によって結合され、2速段が確立される。一方、スリーブが図中左側へ移動した場合、4速ギヤ54cと第2副入力軸54とが連結され、第2副入力軸54と出力軸57とは4速ギヤ対63によって結合され、4速段が確立される。スリーブが図中の中立位置に位置するとき、2速ギヤ54bと4速ギヤ54cとの双方が第2副入力軸54から遮断される。
 差動回転機構9のサンギヤ9sは、第1主入力軸51と連動して回転するように、該第1主入力軸51の電動機3側の一端部に固定され、該第1主入力軸51に連結されている。第1主入力軸51は減速ギヤ対55を介して第1副入力軸53に結合されているので、サンギヤ9sは、第1主入力軸51及び減速ギヤ対55を介して第1副入力軸53に常に接続されていることになる。
 リングギヤ9rは、電動機3のロータ3aと連動して回転するように該ロータ3aの内側に連結されている。
 キャリア9cは、出力軸57と連動して回転するように、該出力軸57の電動機3側の一端部に固定され、該出力軸57に連結されている。
 ここで、第2副入力軸54は増速ギヤ対56を介して第2主入力軸52に結あ合されているが、該第2主入力軸52は差動回転機構9の回転要素9s,9r,9cの何れも接続されていない。従って、第2副入力軸54は差動回転機構9を介することなく動力を出力軸57に伝達可能となっている。
 第1主入力軸51、ひいては出力軸57に対して、カウンタ軸64が平行に配置されている。そして、出力軸57とカウンタ軸64とは、カウンタギヤ対65を介して結合されている(図8参照)。このカウンタギヤ対65は、出力軸57上に固定された前記第1ギヤ57aとカウンタ軸64上に固定されたギヤ64aとが噛合して構成されている。
 カウンタ軸64は、駆動輪4,4の間の差動歯車ユニット30を介して該駆動輪4,4に連結されている。差動歯車ユニット30のギヤ30bに、カウンタ軸64上に固定されたギヤ64bが噛合されている。これにより、カウンタ軸64は、駆動輪4,4と連動して回転するように、差動歯車ユニット30を介して駆動輪4,4に連結されている。また、カウンタ軸64上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ64cも固定されている。なお、カウンタ軸64の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
 第1主入力軸51、ひいては第2主入力軸52に対して、後退軸68が平行に配置されている。そして、第2主入力軸51と後退軸68とは、後退ギヤ対69を介して結合されている(図8参照)。この後退ギヤ対69は、第2主入力軸52上に固定された前記ギヤ54aと後退軸68上に回転自在に設けられたギヤ68aとが噛合して構成されている。なお、後退軸68の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
 後退軸68には、該後退軸68上に回転自在に設けられたギヤ68aとギヤ68bとの連結、切断を切替可能な後退同期装置SRが設けられている。このギヤ68bと第1主入力軸51上に固定された前記ギヤ51aとが噛合して、後退ギヤ対70が構成されている。
 後退同期装置SRは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを後退軸68の軸方向に移動させることによって、ギヤ68aとギヤ68bとの連結、切断を行う。スリーブが図中に示す位置に存する場合、ギヤ68aとギヤ68bとは切断されている。スリーブが図中左側へ移動した場合、ギヤ68aとギヤ68bとが連結され、第1主入力軸51と第2副入力軸54とが後退ギヤ対69,70を介して接続される。
 後退同期装置SRによりギヤ68aとギヤ68bとを連結すると、エンジン2の駆動時に出力軸2aが回転する方向(以下、「正転方向」という)に回転する(以下、「正転する」という)第2主入力軸52の回転が反転されて第1主入力軸51に伝達され、該第1主入力軸51は正転方向と反対方向(以下、「逆転方向」という)に回転する(以下、「逆転する」という)。
 なお、後退同期装置SRによりギヤ68aとギヤ68bとを連結すると、エンジン2の出力軸2aが正転している場合、車軸31,31は逆転し、駆動輪4,4は車両を後退方向させる方向に回転する。他方、ギヤ68aとギヤ68bとの連結が遮断されると、エンジン2の出力軸2aが正転している場合、車軸31,31は正転し、駆動輪4,4は車両を前進方向させる方向に回転する。
 さらに、第1副入力軸53に対して、補機5の入力軸5aが平行に配置されている。そして、第1副入力軸53と補機5の入力軸5aとは、ベルト機構71を介して接続されている。このベルト機構71は、第1副入力軸53上に固定されたギヤ53dと入力軸5a上に固定されたギヤ5bとがベルト71aを介して連結されて構成されている。補機5の入力軸5aには、補機用クラッチ33が介設されており、ギヤ5bと補機5の入力軸5aとが補機用クラッチ33を介して同軸心に連結されている。
 以上のように構成された動力伝達装置50において、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、第1主入力軸51から減速ギヤ対55、第1副入力軸53を介して出力軸57に伝達される第1の動力伝達経路と、第2主入力軸52から増速ギヤ対56、第2副入力軸54を介して出力軸57に伝達される第2の動力伝達経路との何れかを経由して、駆動輪4,4に伝達される。
 また、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、第1主入力軸51からサンギヤ9sに、又は/及び出力軸57を介してキャリア9cに伝達されて差動回転機構9に入力される。電動機3から出力された動力は、リングギヤ9rに伝達されて差動回転機構9に入力される。そして、差動回転機構9でこれら入力された動力が合成されて、出力軸57を介して駆動4,4に伝達され、エンジン2から差動回転機構9を介することなく出力軸57に伝達される動力を補助(アシスト)する。なお、リングギヤ9rが逆転するときは、電動機3で回生運転が行われることになる。
 次に、本実施形態の動力伝達装置50の作動を説明する。動力伝達装置50は、種々様々の動作モードを有する。図9、図11乃至図25は、これらの各種類の動作モードにおける動力伝達装置50の動作状態を視覚的に示している。これらの図では、第1クラッチC1、第2クラッチC2、及び補機用クラッチ33の動作状態を、接続状態(以下、「ON状態」という)となる場合には、各クラッチC1,C2,33を太線で示し、遮断状態(以下、「OFF状態」という)となる場合に、各クラッチC1,C2,33を通常の実線で示している。また、各動作モードにおいて、他の構成要素と連結して回転する動力伝達装置50の構成要素を太線で示している。
 本実施形態では、動力伝達装置50の主要な動作モードとして、エンジン2のみを車両の動力発生として走行するエンジン走行モードと、電動機3のみを車両の動力発生として走行するEV走行モードと、エンジン2と電動機3との双方を運転して走行するHEV走行モードとがある。HEV走行モードには、エンジン2の出力に電動機3の出力を加えて走行するアシスト走行モード(合成走行モード)と、エンジン2の出力を電動機3に分配して電動機3が回生運転を行いながら走行する回生走行モードとがある。回生走行モードでは、電動機3の回生運転によりバッテリ7が充電を行われる。EV走行モードでは、バッテリ7に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機3が動力を出力する。
 そして、本実施形態では、ECU8が車両のアクセル操作量や車速等から所定のマップ等を用いて車両の要求動力(要求駆動力)を設定し、この要求動力に応じて、各走行モードや変速段を選択する。さらに、ECU8は、選択した走行モードや変速段等に応じて、動力伝達装置1を制御する。
 例えば、ECU8は、エンジン2を適正運転領域、例えば燃費が良好となる領域で運転させたときに該エンジン2から出力され差動回転機構9に入力される動力(以下、「適正運転動力」という)が要求動力に満たないとき、アシスト走行モードを選択する。このとき、ECU8は、要求動力に対する不足分をバッテリ7から電力が供給されるように制御する。ただし、不足分を補うために、定格出力又は最高回転数を超えて電動機3を運転させる必要が生じる場合、電動機3を定格出力又は最高回転数で運転させ、エンジン2の出力を増加させる。
 また、ECU8は、適正運転動力が要求動力を超えるとき、回生走行モードを選択し、ギヤ等による伝達ロスを除いた差分の動力(エネルギー)をバッテリ7に充電させる。ECU8は、バッテリ7の充電レベル(SOC)が小さいときも、バッテリ7の充電を促進するために、回生走行モードを選択し、エンジン2の出力を増加させる。
 [1速段発進、走行]
 図10は1速段(擬似1速段)における動力伝達装置1の動作状態を示している。なお、1速段とは、後述する2速段よりもギヤ比が低い変速段である。1速段の前進状態では、ECU8は、第1クラッチC1をON状態に、第1同期装置S1、第2同期装置S2及び後退同期装置SRを中立状態に設定する(動作させる、又は維持する)。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力(回転数Ne)は、第1クラッチC1及び第1主入力軸51を介してサンギヤ9sに伝達されるが、第1副入力軸53及び第2副入力軸54からは出力軸57には伝達されない状態となる。このとき、出力軸57は、カウンタ軸64等を介して車軸31,31に接続されているので、駆動輪4,4が静止しているとその摩擦抵抗により、サンギヤ9sの正転によりキャリア9cが回転しようとしても、該キャリア9cは回転しない。そのため、図10に実線で示すように、リングギヤ9rは、回転数Nrで逆転し、電動機3は回生運転を行い、バッテリ7を充電する。
 このように、エンジン2がアイドリング状態であり空転しているとき、電動機3が回生運転することによって、エンジン2が出力した動力をバッテリ7に電気エネルギーとして充電することができ、省エネルギーとなる。また、従来、クラッチにスベリ機構を設けてエンジン2が発生させた動力を吸収していたが、第1クラッチC1及び第2クラッチC2にスベリ機構を設ける必要がなくなり、これらのクラッチC1,C2を小型化できる。なお、図10は共線図であり、正転方向を「+」で、逆転方向を「-」でそれぞれ表している。
 この状態から、ECU8は、電動機3のステータ3bにバッテリ7から電力を供給させ、ステータ3bで発生する回転磁界を正転させる。これにより、ステータ3bからロータ3aを正転させるように作用するトルクが伝達され、リングギヤ9rを正転させる方向に動力が作用する。そして、エンジン2がサンギヤ9sを正転させる動力と電動機3がリングギヤ9rを正転させる動力により、プラネタリギヤ9pが正転し、図10に一点鎖線で示すように、前記摩擦抵抗に抗してキャリア9cが正転する。このキャリア9cの正転に連動して出力軸57が正転し、車軸31,31が正転する。これにより、エンジン2と電動機3の動力が合成された1速段の前進状態で駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。このように、動力伝達装置50は、1速段のアシスト走行モードで車両を発進、走行させることが可能である。
 一方、前記状態から、エンジン2の出力軸2aからの動力(回転数Ne)を上昇させると、図10に点線で示すように、リングギヤ9rが逆転したまま、前記摩擦抵抗に抗してキャリア9cが正転する。このキャリア9cの正転に連動して出力軸57が正転し、車軸31,31が正転する。このとき、リングギヤ9rは逆転するため、電動機2は回生運転状態であり、バッテリ7で充電が行われている。これにより、電動機3が回生運転を行いながら、エンジン2の動力のみによって1速段の前進状態で駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。このように、動力伝達装置50は、1速段の回生走行モードで車両を発進、走行させることが可能である。
 従って、動力伝達装置1は、アシスト走行モードと回生走行モードと異なる走行モードで、1速段の発進、走行を行うことが可能となっている。よって、要求動力、バッテリ7の充電レベル等に応じて、発進時の走行モードを適宜使い分けることができる。なお、サンギヤ9sに伴い第1主入力軸51が正転し、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、ベルト機構71及び補機用クラッチ33を介して補機5の入力軸5aに動力が伝達される。
 このように、第1同期装置S1及び第2同期装置S2を中立状態に動作させた状態で、発進、走行することができる。このため、特許文献1に記載の伝動装置に対して、同数の変速段ギヤ対を有する場合、変速段を1速分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。
 [後退発進、走行]
 図11は後進段における動力伝達装置50の動作状態を示している。後進段の前進状態では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1及び第2同期装置S2を中立状態に、後退同期装置SRを後退段確定状態に設定する。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第2クラッチC2、第2主入力軸52、増速ギヤ対56、第2副入力軸54、及び後退ギヤ対69,70を介して第1主入力軸51に伝達され、該第1主入力軸51は逆転する。そして、前記1速段発進、走行時と同様に、ECU8は、電動機3のステータ3bにバッテリ7から電力を供給させ、ステータ3bで発生する回転磁界を逆転させるように制御を行う。これにより、エンジン2がサンギヤ9sを逆転させる動力と電動機3がリングギヤ9rを逆転させる動力により、プラネタリギヤ9pが逆転してキャリア9cが逆転する。そして、これに連動して車軸31,31が逆転し、エンジン2と電動機3の動力が合成された状態で駆動輪4,4が車両の後進方向に回転する。このように、動力伝達装置50は、アシスト走行モードで車両を後進させることが可能である。
 一方、エンジン2の出力軸2aからの動力を上昇させると、リングギヤ9rが正転したまま、キャリア9cが逆転する。このキャリア9cの逆転に連動して車軸31,31が逆転する。このとき、リングギヤ9rは正転するため、電動機3は回生運転を行い、バッテリ7で充電が行われている。これにより、電動機3が回生運転を行いながら、エンジン2の動力のみによって駆動輪4,4が車両の後進方向に回転する。このように、動力伝達装置50は、回生走行モードで車両を後進させることが可能である。
 従って、動力伝達装置50は、アシスト走行モードと回生走行モードと異なる走行モードで、車両を後進させることが可能となっている。よって、要求動力、バッテリ7の充電レベル等に応じて、後進時の走行モードを適宜使い分けることができる。
 [エンジン走行モード、2速段]
 図12はエンジン走行モードの2速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。エンジン走行モードの2速段では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1及び後退同期装置SRを中立状態に、第2同期装置S2を2速段確立状態に設定する。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第2クラッチC2、第2主入力軸52、増速ギヤ対56、第2副入力軸54、2速ギヤ対62、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される。このとき、出力軸57に伴ってキャリア9cは正転するが、サンギヤ9s及びリングギヤ9rは動力を受けていないので、サンギヤ9sはプラネタリギヤ9pと供回りして正転し、リングギヤ9rは回転せず、電動機3は力行運転も回生運転も行わない。これにより、エンジン2の動力のみによって2速段の前進状態で駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。なお、サンギヤ9sに伴い第1主入力軸51が正転し、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、ベルト機構71及び補機用クラッチ33を介して補機5の入力軸5aに動力が伝達される。
 [HEV走行モード、2速段]
 図13はアシスト走行モードの2速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。アシスト走行モードの2速段では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1及び後退同期装置SRを中立状態に、第2同期装置S2を2速段確立状態に、電動機3をロータ3aが正転するように設定する。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、前記エンジン走行モードの2速段と同様に、第2クラッチC2、第2主入力軸52、増速ギヤ対56、第2副入力軸54、2速ギヤ対62、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される。このとき、エンジン2からの動力により正転する出力軸57に伴ってキャリア9cは正転するが、ロータ3aに伴ってリングギヤ9rが正転するため、キャリア9cはリングギヤ9rからも回転トルクを受けて正転することになる。そして、キャリア9cで合成された動力は、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される。このように、エンジン2と電動機3との合成動力が駆動輪4,4に伝達され、駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。また、要求動力が適正運転動力に満たない場合等には、リングギヤ9rを逆転させて、電動機3に回生運転を行わせ、2速段の回生走行モードで車両を走行させることも可能である。
 エンジン走行モードの2速段からHEV走行モードの2速段への変更は、電動機3の運転を開始するだけで可能であり、逆への変更も、電動機3の運転を停止するだけで可能であるため、共に容易且つ迅速に変更することができる。そして、要求動力の変更に応じて変速段を変更することなく対応することが可能となる。このため、要求動力の変動を、エンジン2を適正運転領域で運転させながら、アシスト走行モードと回生走行モードとを適宜切り替えて、電動機3の力行運転、回生運転を行うことによって吸収することができ、エンジン2における燃料消費を抑えることができる。
 [HEV走行モード、2速段3速段準備]
 図14はアシスト走行モードの2速段3速段準備における動力伝達装置50の動作状態を示している。なお、2速段3速段準備とは、スムーズに3速段への増速段、3速段からの減速段が行われるように、3速段との間の変速の準備を行いながら2速段走行を行うための変速段である。
 このアシスト走行モードの2速段3速段準備では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1を3速段確立状態に、第2同期装置S2を2速段確立状態に、後退同期装置SRを中立状態に、電動機3をロータ3aが正転するように設定する。
 これにより、前記HEV走行モードの2速段における動力伝達経路に加えて、サンギヤ9sに伴い正転する第1主入力軸51から、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、3速ギヤ対59及び出力軸57を介して、キャリア9cが正転する方向に回転トルクが伝達される動力伝達経路が追加される。この動力伝達経路を介した動力とエンジン2から第2主入力軸52を介して伝達された動力が合成され、キャリア9cを正転させる。そのため、キャリア9cの回転による回転トルクも合成した合成動力が駆動輪4,4に伝達される。
 [HEV走行モード、3速段2速段準備]
 図15はアシスト走行モードの3速段2速段準備における動力伝達装置50の動作状態を示している。HEV走行モードの2速段3速段準備からHEV走行モードの3速段への変更は、HEV走行モードモードの3速段2速段準備を介して行う。なお、3速段2速段準備とは、スムーズに2速段への減速段、2速段からの増速段が行われるように、2速段との間の変速の準備を行いながら3速段走行を行うための変速段である。
 HEV走行モードの2速段3速段準備からHEV走行モードの3速段2速段準備への変更時、ECU8は、第1クラッチC1をON状態に動作し、第2クラッチC2をOFF状態に動作させる。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第1クラッチC1、第1主入力軸51、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、3速ギヤ対59、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達され、駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。この動力伝達経路のため、エンジン2からの動力により正転する出力軸57に伴ってキャリア9cが正転すると共に、エンジン2からの動力により第1主入力軸51に伴ってサンギヤ9sが正転する。ここで、キャリア9cとサンギヤ9sとの回転速度が異なるので、リングギヤ9rは該回転速度の相違に応じて、正転又は逆転する。そして、リングギヤ9rが正転するときは、電動機3は力行運転を行い、リングギヤ9rが逆転するときは、電動機3は回生運転を行う。なお、第2副入力軸54は、出力軸57の回転に伴い回転するが、動力合成には寄与しない。
 このように、HEV走行モードの2速段3速段準備からHEV走行モードの3速段2速段準備は、第1クラッチC1と第2クラッチC2の接続状態の切替のみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。なお、図示しないが、第2同期装置S2を4速段確立状態に動作させることにより、HEV走行モードの3速段4速段準備を設定することができる。
 [HEV走行モード、3速段]
 図16はアシスト走行モードの3速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。HEV走行モードの3速段2速段準備からHEV走行モードの3速段への変更時、ECU8は、第2同期装置S2を中立状態に動作させる。前述したように、HEV走行モードの3速段2速段準備において、第2副入力軸54は動力合成に寄与しておらず、この第2副入力軸54と2速段ギヤ対62との連結を介しても、動力伝達経路は変化しない。
 このように、HEV走行モードの3速段2速段準備からHEV走行モードの3速段へは、第2同期装置S2を中立状態に動作させることのみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。そして、HEV走行モードの2速段と3速段との間の変更は、HEV走行モードの2速段3速段準備及び3速段2速段準備を介して、容易且つ迅速に行うことができる。
 [エンジン走行モード、4速段]
 図17はエンジン走行モードの4速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。エンジン走行モードの4速段では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1及び後退同期装置SRを中立状態に、第2同期装置S2を4速段確立状態に設定する。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第2クラッチC2、第2主入力軸52、増速ギヤ対56、第2副入力軸54、4速ギヤ対63、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2の動力のみによって4速段の前進状態で駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。このとき、出力軸57に伴ってキャリア9cは正転するが、サンギヤ9s及びリングギヤ9rは動力を受けていないので、サンギヤ9sはプラネタリギヤ9pと供回りして正転し、リングギヤ9rは回転せず、電動機3は力行運転も回生運転も行わない。なお、サンギヤ9sに伴い第1主入力軸51が正転し、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、ベルト機構71及び補機用クラッチ33を介して補機5の入力軸5aに動力が伝達される。
 [HEV走行モード、4速段3速段準備]
 図18はアシスト走行モードの4速段3速段準備における動力伝達装置50の動作状態を示している。前記HEV走行モードの3速段4速段準備からHEV走行モードの4速段への変更は、このHEV走行モードの4速段3速段準備を介して行う。
 HEV走行モードの3速段4速段準備からHEV走行モードの4速段3速段準備への変更時、ECU8は、第1クラッチC1をOFF状態に動作し、第2クラッチC2をON状態に動作させる。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第2クラッチC2、第2主入力軸52、増速ギヤ対56、第2副入力軸54、4速ギヤ対63、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達され、駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。前記HEV走行モードの4速段3速段準備と同様に、キャリア9cとサンギヤ9sとの回転速度の相違に応じて、リングギヤ9rは正転又は逆転する。そして、リングギヤ9rが正転するときは、電動機3は力行運転を行い、リングギヤ9rが逆転するときは、電動機3は回生運転を行う。なお、第1副入力軸53は、出力軸57の回転に伴い回転するが、動力合成には寄与しない。
 このように、HEV走行モードの3速段4速段準備からHEV走行モードの4速段3速段準備へは、第1クラッチC1と第2クラッチC2の接続状態の切替のみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。
 [HEV走行モード、4速段]
 図19はアシスト走行モードの4速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。このアシスト走行モードの4速段では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1及び後退同期装置SRを中立状態に、第2同期装置S2を4速段確立状態に、電動機3をロータ3aが正転するように設定する。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第2クラッチC2、第2主入力軸52、増速ギヤ対56、第2副入力軸54、4速ギヤ対63、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される。このとき、前記アシスト走行モードの2速段と同様に、エンジン2と電動機3との合成動力が駆動輪4,4に伝達される。また、要求動力が適正運転動力に満たない場合等には、リングギヤ9rを逆転させて、電動機3に回生運転を行わせ、2速段の回生走行モードで車両を走行させることも可能である。
 エンジン走行モードの4速段からアシスト走行モードの4速段への変更は、ロータ3aが正転するように電動機3を制御するだけで可能であり、逆への変更も、電動機3の運転を停止するだけで可能であるため、共に容易且つ迅速に変更することができる。そして、要求動力の変更に応じて変速段を変更することなく対応することが可能となる。このため、要求動力の変動を、エンジン2を適正運転領域で動作させながら、アシスト走行モードと回生走行モードを適宜切り替えて、電動機3の力行運転、回生運転を行うことによって吸収することができ、エンジン2における燃料消費を抑えることができる。
 [HEV走行モード、4速段5速段準備]
 図20はアシスト走行モードの4速段5速段準備における動力伝達装置50の動作状態を示している。このアシスト走行モードの4速段5速段準備では、ECU8は、第2クラッチC2をON状態に、第1同期装置S1を5速段確立状態に、第2同期装置S2を4速段確立状態に、後退同期装置SRを中立状態に、電動機3をロータ3aが正転するように設定する。
 これにより、前記アシスト走行モードの2速段における動力伝達経路に加えて、サンギヤ9sに伴い正転する第1主入力軸51から、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、5速ギヤ対60及び出力軸57を介して、キャリア9cが正転する方向に回転トルクが伝達される動力伝達経路が追加される。この動力伝達経路を介した動力とエンジン2から第2主入力軸52を介して伝達された動力が合成され、キャリア9cを正転させる。そのため、キャリア9cの回転による回転トルクも合成した合成動力が駆動輪4,4に伝達される。
 [HEV走行モード、5速段4速段準備]
 図21はアシスト走行モードの5速段4速段準備における動力伝達装置50の動作状態を示している。HEV走行モードの4速段5速段準備からHEV走行モードの5速段への変更は、このHEV走行モードの5速段4速段準備を介して行う。
 HEV走行モードの4速段5速段準備からHEV走行モードの5速段4速段準備への変更時、ECU8は、第1クラッチC1をON状態に動作し、第2クラッチC2をOFF状態に動作させる。
 これにより、エンジン2の出力軸2aからの動力は、第1クラッチC1、第1主入力軸51、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、5速ギヤ対60、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達され、駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。そして、前記HEV走行モードの3速段2速段準備と同様に、キャリア9cとサンギヤ9sとの回転速度の相違に応じて、リングギヤ9rが正転又は逆転する。そして、リングギヤ9rが正転するときは、電動機3は力行運転を行い、リングギヤ9rが逆転するときは、電動機3は回生運転を行う。なお、第2副入力軸54は、出力軸57の回転に伴い回転するが、動力合成には寄与しない。
 このように、HEV走行モードの4速段5速段準備からHEV走行モードの5速段4速段準備へは、第1クラッチC1と第2クラッチC2の接続状態の切替のみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。
 [HEV走行モード、5速段]
 図22はアシスト走行モードの5速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。HEV走行モードの5速段4速段準備からHEV走行モードの5速段への変更時、ECU8は、第2同期装置S2を中立状態に動作させる。前述したように、HEV走行モードの5速段4速段準備において、第2副入力軸54は動力合成に寄与しておらず、この第2副入力軸54と4速ギヤ対63との連結を介しても、動力伝達経路は変化しない。
 このように、HEV走行モードの5速段4速段準備からHEV走行モードの5速段へは、第2同期装置S2を中立状態に動作させることのみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。そして、HEV走行モードの4速段と5速段との間の変更は、HEV走行モードの4速段5速段準備及び5速段4速段準備を介して、容易且つ迅速に行うことができる。
 [EV走行モード、3速段]
 図23はEV走行モードの3速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。EV走行モードの3速段では、ECU8は、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、第1同期装置S1を3速段確立状態に、第2同期装置S2及び後退同期装置SRを中立状態に、電動機3をロータ3aが正転するように設定する。
 これにより、ロータ3aに伴ってリングギヤ9rが正転すると、このリングギヤ9rから回転トルクを受けるキャリア9cが正転しようとする。さらに、このキャリア9cは、出力軸57、3速段ギヤ対59、第1副入力軸53、減速ギヤ対55及び第1主入力軸51を介してサンギヤ9sに接続されており、このサンギヤ9sが正転しようとする。これにより、キャリア9cは正転し、その回転トルクは、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、電動機3の動力のみによって駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。このとき、エンジン2の出力軸2aは、第1主入力軸51及び第2主出力軸52との接続が遮断されているので、EV走行モードにおいては、エンジン2の出力軸2aに電動機3から動力が伝達されず、エンジン2の引きずりがない。
 さらに、図示しないが、EV走行モードの3速段で車両が走行しているときに、ECU8が、第1クラッチC1をON状態に設定することにより、エンジン2を始動させることができる。このとき、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、第1クラッチC1、第1主入力軸51、減速ギヤ対55、第1副入力軸53、3速ギヤ対59、出力軸57、カウンタギヤ対65、カウンタ軸64、差動歯車ユニット30及び車軸31,31を介して駆動輪4,4に伝達される共に、第1主入力軸51を介してサンギヤ9sを正転させる動力、及び第1副入力軸53から3速ギヤ対59及び出力軸57を介してキャリア9cを正転させる動力として差動回転機構9に入力される。これにより、エンジン2と電動機3との合成動力が駆動輪4,4に伝達され、アシスト走行モードの3速段が設定されたことになる。
 また、EV走行モードの3速段で車両が走行しているときに、ECU8が、第1クラッチC1をON状態に設定すると共に、第2同期装置S1を2速段確立状態又は4速段確立状態に設定することにより、エンジン2を始動させることができる。このとき、前記HEV走行モードの3速段2速段準備又は3速段4速段準備が設定されたことになる。
 [EV走行モード、5速段]
 図24はEV走行モードの5速段における動力伝達装置50の動作状態を示している。EV走行モードの5速段では、ECU8は、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、第1同期装置S1を5速段確立状態に、第2同期装置S2及び後退同期装置SRを中立状態に、電動機3をロータ3aが正転するように設定する。これにより、前記EV走行モードの3速段と同様に、電動機3の動力のみによって駆動輪4,4が車両の前進方向に回転する。
 さらに、図示しないが、EV走行モードの5速段で車両が走行しているときに、ECU8が、第1クラッチC1をON状態に設定することにより、エンジン2を始動させることができる。これにより、エンジン2と電動機3との合成動力が駆動輪4,4に伝達され、アシスト走行モードの5速段が設定されたことになる。
 また、EV走行モードの5速段で車両が走行しているときに、ECU8が、第1クラッチC1をON状態に設定すると共に、第2同期装置S1を4速段確立状態に設定することにより、エンジン2を始動させることができる。このとき、前記アシスト走行モードの5速段4速段準備が設定されたことになる。
 [第4実施形態]
 本発明の第4実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置80を図面を参照して説明する。動力伝達装置80は、変速段として前進3速段後進1速段しか備えていない。
 図25を参照して、動力伝達装置80においては、第1副入力軸53Aに第1同期装置S1Aを介して該第1副入力軸53Aに連結可能な3速ギヤ53bが配置され、第2副入力軸54Aに第2同期装置S2Aを介して該第2副入力軸54に連結可能な2速ギヤ54aが配置されている。
 そして、出力軸57Aに第1ギヤ57aが固定されており、この第1ギヤ57aは、3速ギヤ53a及び2速ギヤ57aと共有して噛合され、それぞれ3速ギヤ対59、2速ギヤ対62を構成している。また、出力軸57と第2副入力軸54とは、偶数速ギヤ列61を介して結合されている。
 動力伝達装置80は、4速段と5速段と有さないが、他の変速段等の動力伝達は、動力伝達装置50と同一であるので、その説明は省略する。動力伝達装置80は、動力伝達装置50と比べて変速段は少ないが、エンジン2の出力軸2aの軸方向の長さを短縮でき、さらにコンパクト化され、狭い設置面積に設置することが可能となる。
 [第5実施形態]
 本発明の第5実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置90を図面を参照して説明する。
 図26を参照して、動力伝達装置90は、ハイブリッド車両に搭載された動力伝達装置であり、動力発生源として、エンジン2と電動機3とを備えているが、前記補機5を駆動し得るように構成されていない。即ち、動力伝達装置90は、動力伝達装置50と比べて、補機5、ベルト機構71、補機用クラッチ33を備えていないものである。
 動力伝達装置90においては、第1副入力軸53Bと補機5の入力軸5aとが接続されていないため、第1副入力軸53Bが回転しても、補機5には動力が伝達されない。補機5以外の他の動力伝達は、動力伝達装置50と同一であるので、その説明は省略する。
 なお、本発明に係る動力伝達装置は、上述したものに限定されない。例えば、前記各実施形態では、第1主入力軸11,11A,51がサンギヤ9sに接続されている場合について説明した。しかし、第2主入力軸12,52をサンギヤ9sに接続してもよい。また、第1主入力軸11,11A及び第1副入力軸53に奇数速段用のギヤ18a,18b,18c,53b,53cが、副入力軸13,13A及び第2副入力軸54に偶数速段用のギヤ19a,19b,19c,54b,54cが、それぞれ配置されている場合について説明した。しかし、第1主入力軸11,11A及び第1副入力軸53に偶数速段用のギヤを、副入力軸13,13A及び第2副入力軸54に奇数速段用のギヤをそれぞれ配置してもよい。
 また、差動回転機構9は、遊星歯車装置により構成する場合について説明したが、遊星歯車装置以外の差動装置を使用してもよい。
 また、第1及び第2実施形態では、サンギヤ9sに第1主入力軸11,11A及び電動機3のロータ3aを、キャリア9cに3速ギヤ13aを、リングギヤ9rに同期装置SLをそれぞれ接続する場合について説明した。そして、第3乃至第5実施形態では、サンギヤ9sに第1主入力軸51を、キャリア9cに出力軸57を、リングギヤ9rに電動機のロータ3aをそれぞれ接続する場合について説明した。しかし、これらの接続は、これらに限定するものではなく、その接続を変更してもよい。
             

Claims (13)

  1.  内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、
     前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、第1断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第1主入力軸と、
     該第1主入力軸と同軸心に配置され、前記第2断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第2主入力軸と、
     前記第1主入力軸に平行に配置された中間入力軸と、
     該中間入力軸と平行に配置された副入力軸と、
     前記第1主入力軸に平行に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、
     前記第1主入力軸上に配置され、第1同期装置を介して前記出力軸と選択的に連結される複数のギヤよりなる第1ギヤ群と、
     前記副入力軸上に配置され、第2同期装置を介して該副入力軸と前記出力軸とを選択的に連結する複数のギヤよりなる第2ギヤ群と、
     前記出力軸に固定され、前記第1ギヤ群のギヤと前記第2ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第3ギヤ群と、
     第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、
     前記第1回転要素は前記第1主入力軸及び前記電動機に接続され、
     前記第2回転要素は前記第1ギヤ群に接続され、
     前記第3回転要素は該第3回転要素を固定状態にすることが可能な固定機構に接続され、
     前記第2回転要素は、前記第1回転要素から伝達される動力を前記固定機構により固定状態にされた前記第3回転要素からの反力により減速し、前記第1ギヤ群を介して前記出力軸に伝達することを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置。
  2.  内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、
     前記内燃機関から動力が入力される主入力軸と、
     前記主入力軸に平行に配置され、第1断接装置によって選択的に、減速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第1副入力軸と、
     前記主入力軸に平行に配置され、第2断接装置によって選択的に、増速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第2副入力軸と、
     前記主入力軸と同軸心に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、
     前記第1副入力軸上に配置され、第1同期装置を介して該第1副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第1ギヤ群と、
     前記第2副入力軸上に配置され、第2同期装置を介して該第2副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第2ギヤ群と、
     前記出力軸に固定され、前記第1ギヤ群のギヤと前記第2ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第3ギヤ群と、
     第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、
     前記第1副入力軸又は前記第2副入力軸の何れか一方は前記第1回転要素に接続され、他の一方は前記差動回転機構を介することなく動力を前記出力軸に伝達可能であり、
     前記第1回転要素は前記主入力軸に接続され、
     前記第3回転要素は前記電動機に接続され、
     前記第2回転要素は前記第1回転要素から伝達される動力と前記第3回転要素から伝達される動力とを合成して前記出力軸に伝達することを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置。
  3.  前記主入力軸は、前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、前記第1断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第1主入力軸と、該第1主入力軸と同軸心に配置され、前記第2断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第2主入力軸とから構成され、
     前記第1主入力軸又は第2主入力軸の何れか一方が前記第1回転要素と連結されることにより、前記第1副入力軸又は前記第2副入力軸の何れか一方が前記第1回転要素に接続されることを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  4.  前記減速ギヤ対と前記増速ギヤ対とを選択的に接続する後退ギヤ機構を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  5.  前記第1断接手段と前記第2断接手段の少なくとも一方は乾式クラッチであることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  6.  前記差動回転機構は、シングルピニオン型の3つの回転要素として、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤの間で当該両ギヤに噛合された複数のプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアとを同軸心に備えた遊星歯車装置であり、
     前記第1回転要素は前記サンギヤであり、前記第2回転要素は前記キャリアであり、前記第3回転要素は前記リングギヤであることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  7.  前記第1ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成され、前記第2ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成されることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  8.  前記第1ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成され、前記第2ギヤ群のギヤと前記第3ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成されることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  9.  電動機を構成する回転体、固定子及び電機子巻線の一部又は全部が、前記出力軸の軸線方向と直交する方向に前記差動回転機構と重なるように配置されている請求項1から8の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  10.  前記出力軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
     該要求動力設定手段が設定した要求動力に応じて、前記内燃機関及び前記電動機の運転を行う制御手段とを備えることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  11.  前記制御手段は、前記内燃機関がストール領域から最高回転まで範囲内で運転を行うように、前記電動機の運転を制御することを特徴とする請求項10に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  12.  前記制御手段は、前記内燃機関の適正運転領域内で前記内燃機関の運転を行い、
     前記第1回転要素から前記第2回転要素に伝達される前記内燃機関の動力と前記要求動力を比較し、前記内燃機関の動力が前記要求動力に満たないときは、前記電動機が力行運転を行い、前記内燃機関の動力が前記要求動力を超えるときは、前記電動機が回生運転を行うように制御することを特徴とする請求項10又は11に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  13.  前記制御手段は、前記電動機が定格出力又は最高回転数を超えて運転するとき、該電動機を定格出力又は最高回転数で運転を行うように制御することを特徴とする請求項10から12の何れか1項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
                  
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