WO2010116818A1 - ハイブリッド車両用動力伝達装置 - Google Patents

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WO2010116818A1
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gear
power
shaft
power transmission
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PCT/JP2010/053210
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貫浩 小野村
真二 藤本
二朗 大日方
拓 矢次
勝巳 久保
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本田技研工業株式会社
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    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19014Plural prime movers selectively coupled to common output

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 are capable of synthesizing the output of the electric motor with the output of the internal combustion engine and transmitting the output to the drive wheels, and distributing the output of the internal combustion engine and performing the regenerative operation with the electric motor. .
  • the power input from the output of the internal combustion engine is selectively connected to the plurality of shafts via the plurality of shafts arranged coaxially with the output shaft of the internal combustion engine.
  • a method of outputting from an output shaft parallel to the output shaft is conventionally known.
  • three shafts are arranged coaxially with the output shaft of the internal combustion engine.
  • the one shaft (hereinafter referred to as the first shaft) is connected to an internal combustion engine at the end via a clutch.
  • the other one shaft (hereinafter referred to as the second shaft) is coupled to the output shaft through a gear pair, and an electric motor is connected to the end.
  • Still another shaft (hereinafter referred to as a third shaft) is selectively connected to the output shaft via a plurality of gear pairs.
  • a synchronization device that selectively couples the second shaft or the third shaft to the first shaft is provided.
  • the present invention has been made in view of such a background, and in a hybrid vehicle power transmission device including an internal combustion engine and an electric motor, a hybrid capable of transmitting the power of the internal combustion engine and the electric motor to a driven part with high efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle power transmission device.
  • the present invention is a power transmission device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, the internal combustion engine output shaft to which power is input from the internal combustion engine, and a parallel connection with the internal combustion engine output shaft.
  • a first main input shaft that is selectively connected to the output shaft of the internal combustion engine, and the first main input shaft is arranged coaxially with the first main input shaft.
  • a first sub input shaft coupled to the shaft, and a second sub input shaft disposed coaxially with the first main input shaft and selectively coupled to the first main input shaft by a second connecting / disconnecting device. And parallel to the first main input shaft, coupled to the first sub input shaft and the second sub input shaft through gear pairs, respectively, and outputs power to the driven portion through the counter shaft.
  • the output shaft is different from the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element.
  • a reduction mechanism configured to be rotatable, wherein the first rotation element is connected to the first main input shaft and the electric motor, the second rotation element is connected to the first sub input shaft, and the third rotation An element is connected to a locking mechanism capable of locking the third rotating element, and the second rotating element decelerates the power transmitted from the first rotating element and the power transmitted from the third rotating element; Transmission to the output shaft via the first auxiliary input shaft (first invention).
  • the speed reduction mechanism in which the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element are configured to be differentially rotatable with each other is transmitted from the first rotating element connected to the internal combustion engine and the electric motor.
  • the power transmitted from the second rotating element connected to the internal combustion engine via the first auxiliary input shaft are input from the second rotating element to the output shaft via the first auxiliary input shaft.
  • Power is decelerated and output to the driven part. Therefore, compared to the case where the power of the internal combustion engine and the electric motor is transmitted via the synchronization device as in the power transmission device described in Patent Document 1, it is possible to transmit the power to the driven part with higher efficiency. .
  • the first main input shaft is connected to the output shaft of the internal combustion engine by the main connecting / disconnecting device
  • the first sub input shaft is connected to the first main input shaft by the first connecting / disconnecting device
  • the third is connected by the lock mechanism.
  • the first connecting / disconnecting device and the second connecting / disconnecting device are preferably wet clutches disposed adjacent to the main input shaft in the axial direction.
  • the power transmission device can be reduced in size. Further, by sharing the drive sources of the first connecting / disconnecting device and the second connecting / disconnecting device, it is possible to reduce the size and cost of the power transmission device. Furthermore, it is possible to switch between a connected state and a disconnected state between the first main input shaft and the first sub input shaft or the second sub input shaft without interruption of power transmission. Therefore, it becomes possible to switch quickly and intermittently between the first connecting / disconnecting device and the second connecting / disconnecting device.
  • the second main input shaft is arranged in parallel with the first main input shaft, and is always connected to the first main input shaft, and is arranged coaxially with the second main input shaft.
  • a third auxiliary input shaft that is selectively connected to the second main input shaft by the third connecting / disconnecting device, and is arranged coaxially with the second main input shaft, and selectively by the fourth connecting / disconnecting device,
  • the input transmission shaft arranged in parallel with the first main input shaft and always connected to the first main input shaft is selectively coupled to the input transmission shaft by a synchronization device. It is preferable that a reverse gear is provided, and the reverse gear meshes with a gear fixed to the output shaft.
  • a reverse gear selectively connected to the first auxiliary input shaft is provided by a synchronization device, and the reverse gear and a gear fixed to the output shaft are engaged with each other.
  • an auxiliary machine is connected to the first main input shaft so that the auxiliary machine can be driven by the driving force of the first main input shaft.
  • the auxiliary machine can be always driven via the first main input shaft.
  • the speed reduction mechanism includes, as three rotating elements, a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably supports a plurality of planetary gears meshed with the two gears between the sun gear and the ring gear. It is preferable that the first rotating element is the carrier, the second rotating element is the sun gear, and the third rotating element is the ring gear.
  • the speed reduction mechanism can have a simple configuration, and the size and cost can be reduced. Furthermore, the power of the internal combustion engine and the electric motor can be combined and distributed. In addition, the power transmission efficiency can be increased.
  • required power setting means for setting required power required for the output shaft, and control for operating the internal combustion engine and the electric motor according to the required power set by the required power setting means. Means.
  • 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. However, this is not the case when only the internal combustion engine is operated without operating the electric motor.
  • control means operates the internal combustion engine within an appropriate operation range of the internal combustion engine, and transmits the power of the internal combustion engine transmitted from the first rotation element to the second rotation element.
  • the required power is compared, and 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 performs a regenerative operation. Control is preferably performed.
  • 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.
  • the axis of the output shaft of the internal combustion engine and the axis of the rotary shaft of the electric motor are the same.
  • the power transmission device can be made compact in the direction of the first main input shaft.
  • the present invention also provides a power transmission device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, wherein the internal combustion engine output shaft to which power is input from the internal combustion engine is disposed in parallel with the internal combustion engine output shaft, A first main input shaft that is selectively connected to the output shaft of the internal combustion engine by a connecting / disconnecting device, a first sub input shaft that is arranged coaxially with the first main input shaft, and the first sub input shaft A first gear group composed of a plurality of gears, which is arranged on the first synchronous device and selectively coupled to the first sub-input shaft via a first synchronizer, and is arranged in parallel with the first main input shaft; An output shaft for outputting power to the driven portion via the second gear group, a second gear group comprising a plurality of gears fixed to the output shaft and meshing with the gears of the first gear group, a first rotating element, a second rotation And a speed reduction mechanism configured so that the third rotation element and the third rotation element can be differentially rotated with 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 auxiliary input shaft
  • the third rotating element can lock the third rotating element.
  • the second rotating element decelerates the power transmitted from the first rotating element and the power transmitted from the third rotating element
  • the first rotating input shaft is used to reduce the power transmitted from the first rotating element. It transmits to an output shaft (2nd invention).
  • the speed reduction mechanism in which the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element are configured to be differentially rotatable with each other is connected to the internal combustion engine and the electric motor.
  • the first rotating element and the power transmitted from the second rotating element connected to the internal combustion engine via the first sub input shaft are input, the first sub input from the second rotating element
  • the power is decelerated and transmitted from the output shaft to the driven part via the shaft. Therefore, compared to the case where the power of the internal combustion engine and the electric motor is transmitted via the synchronization device as in the power transmission device described in Patent Document 1, it is possible to transmit the power to the driven part with higher efficiency. .
  • the first main input shaft is connected to the output shaft of the internal combustion engine by the main connecting / disconnecting device
  • the first sub input shaft is connected to the first main input shaft by the first connecting / disconnecting device
  • the third is connected by the lock mechanism. It is also possible to decelerate the power transmitted from the internal combustion engine and the electric motor to the first rotating element in a state where the rotating element is locked, and output the power to the driven part via the second rotating element. Moreover, it can drive
  • the second main input shaft is arranged in parallel with the first main input shaft and is always connected to the first main input shaft, and is arranged coaxially with the second main input shaft.
  • the gears constituting the second gear group and the gears constituting the third gear group are preferably meshed with each other.
  • the speed reduction mechanism includes, as three rotating elements, a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably supports a plurality of planetary gears meshed with the two gears between the sun gear and the ring gear. It is preferable that the first rotating element is the carrier, the second rotating element is the sun gear, and the third rotating element is the ring gear.
  • the speed reduction mechanism can have a simple configuration, and the size and cost can be reduced. Furthermore, the power of the internal combustion engine and the electric motor can be combined and distributed. In addition, the power transmission efficiency can be increased.
  • the present invention also provides a power transmission device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, wherein the internal combustion engine output shaft to which power is input from the internal combustion engine is disposed in parallel with the internal combustion engine output shaft, A first main input shaft that is selectively connected to the output shaft of the internal combustion engine, and an intermediate input shaft that is coaxially arranged with the output shaft of the internal combustion engine, and a coaxial center of the intermediate input shaft.
  • a first auxiliary input shaft that is selectively connected to the intermediate input shaft by a first connecting / disconnecting device, and is arranged coaxially with the intermediate input shaft, and is selectively connected to the intermediate input shaft by a second connecting / disconnecting device.
  • a second sub-input shaft connected to the input shaft, and arranged in parallel with the first main input shaft, and connected to the first sub-input shaft and the second sub-input shaft via a gear pair, and a counter shaft
  • a rotating element is connected to the intermediate input shaft, and selectively connected to the first main input shaft by a third connecting / disconnecting device, and the third rotating element is connected to a lock mechanism capable of locking the third rotating element.
  • the second rotating element decelerates the power transmitted from the first rotating element and the power transmitted from the third rotating element, and transmits the power to the output shaft via the intermediate input shaft.
  • the speed reduction mechanism in which the first rotation element, the second rotation element, and the third rotation element are configured so as to be differentially rotatable with each other includes the internal combustion engine and the electric motor.
  • the second rotating element When the power transmitted from the first rotating element connected to the engine and the power transmitted from the second rotating element connected to the internal combustion engine via the first auxiliary input shaft are input, the second rotating element The power is decelerated and transmitted from the output shaft to the driven portion via the first auxiliary input shaft. Therefore, compared to the case where the power of the internal combustion engine and the electric motor is transmitted via the synchronization device as in the power transmission device described in Patent Document 1, it is possible to transmit the power to the driven part with higher efficiency. .
  • the first main input shaft is connected to the output shaft of the internal combustion engine by the main connecting / disconnecting device
  • the first sub input shaft is connected to the first main input shaft by the first connecting / disconnecting device
  • the third is connected by the lock mechanism. It is also possible to decelerate the power transmitted from the internal combustion engine and the electric motor to the first rotating element in a state where the rotating element is locked, and output the power to the driven part via the second rotating element. Moreover, it can drive
  • a first gear fixed on the output shaft and meshing with a gear fixed to the first sub-input shaft is disposed on the output shaft, and is selectively connected to the output shaft via a synchronization device.
  • a second gear meshing with a gear fixed to the second sub-input shaft and a reverse passive gear meshing with the reverse intermediate gear fixed to the reverse intermediate shaft are provided.
  • the speed reduction mechanism includes a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably supports a plurality of planetary gears meshed with the two gears between the sun gear and the ring gear, as three rotating elements. It is preferable that the first rotating element is the carrier, the second rotating element is the sun gear, and the third rotating element is the ring gear.
  • the speed reduction mechanism can have a simple configuration, and the size and cost can be reduced. Furthermore, the power of the internal combustion engine and the electric motor can be combined and distributed. In addition, the power transmission efficiency can be increased.
  • the present invention also provides a power transmission device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, wherein the internal combustion engine output shaft to which power is input from the internal combustion engine is disposed in parallel with the internal combustion engine output shaft, A first main input shaft that is selectively connected to the internal combustion engine output shaft by a connecting / disconnecting device, an intermediate input shaft that is coaxially disposed with the internal combustion engine output shaft, and an intermediate input shaft; A gear group consisting of a plurality of gears selectively connected to the intermediate input shaft via a synchronization device, and arranged in parallel with the first main input shaft, outputs power to the driven portion via the counter shaft.
  • An output shaft, a second gear group composed of a plurality of gears coupled to the output shaft and meshed with the gears of the first gear group, the first rotation element, the second rotation element, and the third rotation element are mutually connected.
  • a reduction mechanism configured to be differentially rotatable, and One rotating element is connected to the first main input shaft and the electric motor, the second rotating element is connected to the intermediate input shaft, and selectively connected to the first main input shaft by a connecting / disconnecting device, The third rotating element is connected to a lock mechanism capable of locking the third rotating element, and the second rotating element has a power transmitted from the first rotating element and a power transmitted from the third rotating element.
  • the vehicle is decelerated and transmitted to the output shaft through the intermediate input shaft (fourth invention).
  • the speed reduction mechanism in which the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element are configured to be differentially rotatable with each other includes the internal combustion engine and the electric motor.
  • the second rotating element When the power transmitted from the first rotating element connected to the engine and the power transmitted from the second rotating element connected to the internal combustion engine via the first auxiliary input shaft are input, the second rotating element The power is decelerated and transmitted from the output shaft to the driven portion via the first auxiliary input shaft. Therefore, compared to the case where the power of the internal combustion engine and the electric motor is transmitted via the synchronization device as in the power transmission device described in Patent Document 1, it is possible to transmit the power to the driven part with higher efficiency. .
  • the first main input shaft is connected to the output shaft of the internal combustion engine by the main connecting / disconnecting device
  • the first sub input shaft is connected to the first main input shaft by the first connecting / disconnecting device
  • the third is connected by the lock mechanism. It is also possible to decelerate the power transmitted from the internal combustion engine and the electric motor to the first rotating element in a state where the rotating element is locked, and output the power to the driven part via the second rotating element. Moreover, it can drive
  • a reverse drive gear fixed on the intermediate input shaft a reverse intermediate gear fixed to a reverse intermediate shaft disposed in parallel with the intermediate input shaft and meshing with the reverse drive gear;
  • a second passive gear meshing with a second drive gear constituting the first gear group and a reverse passive gear meshing with the reverse intermediate gear, the second gear group comprising: It is preferable that the first passive gear and the second passive gear are included.
  • the speed reduction mechanism includes, as three rotating elements, a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably supports a plurality of planetary gears meshed with the two gears between the sun gear and the ring gear. It is preferable that the first rotating element is the carrier, the second rotating element is the sun gear, and the third rotating element is the ring gear.
  • the speed reduction mechanism can have a simple configuration, and the size and cost can be reduced. Furthermore, the power of the internal combustion engine and the electric motor can be combined and distributed. In addition, the power transmission efficiency can be increased.
  • 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 schematically the whole structure of the vehicle provided with the power transmission device for hybrid vehicles which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • the figure which shows schematically the whole structure of the vehicle provided with the power transmission device for hybrid vehicles which concerns on 4th Embodiment of this invention The figure which shows schematically the whole structure of the vehicle provided with the power transmission device for hybrid vehicles which concerns on 5th Embodiment of this invention.
  • the power transmission device 1 is mounted on a hybrid vehicle including an engine 2 that is an internal combustion engine and an electric motor (motor / generator) 3 as power generation sources.
  • the power transmission device 1 is configured to transmit the power (driving force) of the engine 2 and / or the electric motor 3 to a pair of driving wheels 4 and 4 that are driven parts, thereby driving the driving wheels 4 and 4. Has been.
  • 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) 6 as a DC power supply via a power drive unit (hereinafter referred to as PDU) 5 which is a drive circuit including an inverter circuit. .
  • PDU power drive unit
  • the PDU 5 is electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 7.
  • the ECU 7 is electrically connected to the engine 2 and the like (not shown) in addition to the PDU 5 and controls the operation of the power transmission device 1 including the engine 2.
  • the ECU 7 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 rotational speed of the engine 2, and the like, and responds to the required power set by the required power setting means.
  • it functions as a control means for driving the engine 2 and the electric motor 3.
  • the power (torque) output from the motor 3 from the rotor 3a is adjusted by controlling the current flowing through the coil 3ba via the PDU 5 by the ECU 7.
  • the electric motor 3 performs a power running operation that generates a power running torque in the rotor 3a by the electric power supplied from the battery 6, 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 generates electric power by rotational energy given to the rotor 3a from the outside, and performs regenerative operation for generating regenerative torque in the rotor 3a while charging the battery 6 with the generated electric energy. Functions as a generator. That is, the power input to the rotor 3a is converted into electric power by the stator 3b.
  • the ECU 7 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 controlled via an engine control actuator such as a throttle valve actuator (not shown).
  • a throttle valve actuator (not shown)
  • the power transmission device 1 includes a planetary gear device 8 as a reduction mechanism as a combining / distributing mechanism that combines the power of the engine 2 and the power of the electric motor 3 and distributes the power of the engine 2 to the electric motor 3.
  • a planetary gear device 8 as a reduction mechanism as a combining / distributing mechanism that combines the power of the engine 2 and the power of the electric motor 3 and distributes the power of the engine 2 to the electric motor 3.
  • the output shaft 2a of the engine 2 is arranged in parallel with the output shaft 2a, and a main input shaft (first main input shaft) to which power from the engine 2 is input via a main clutch (main connection / disconnection device) CM. 11 are connected.
  • the main input shaft 11 extends from the engine 2 side to the electric motor 3 side.
  • the main input shaft 11 is connected to and disconnected from the output shaft 2a of the engine 2 by the main clutch CM.
  • the main clutch CM is a clutch mechanism that operates so that the output shaft 2a of the engine 2 is connected to or disconnected from the main input shaft 11 under the control of the ECU 7 (a clutch mechanism that can be selectively operated between a connected state and a disconnected state). ).
  • the main clutch CM When the main clutch CM is operated in the connected state, the main input shaft 11 is coupled to the output shaft 2a, and power can be transmitted from the output shaft 2a to the main input shaft 11. Further, when the main clutch CM is operated in the disconnected state, the connection between the main input shaft 11 and the output shaft 2a is disconnected, and the power transmission from the output shaft 2a to the main input shaft 11 is interrupted.
  • Two main shafts that is, a first sub input shaft 12 and a second sub input shaft 13 are coaxially arranged with respect to the main input shaft 11.
  • the main input shaft 11 and the first sub input shaft 12 are connected via a first clutch (first connecting / disconnecting device) C1, or power is transmitted via a planetary gear 8p.
  • the main input shaft 11 and the second auxiliary input shaft 13 are connected via a second clutch (second connecting / disconnecting device) C2.
  • the engine 2 side portion of the main input shaft 11 and the motor 3 side portion of the first sub input shaft 12 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the first clutch C1 is a clutch mechanism that operates so that the main input shaft 11 is connected to or disconnected from the first auxiliary input shaft 12 under the control of the ECU 7.
  • the second clutch C ⁇ b> 2 is a clutch mechanism that operates so that the main input shaft 11 is connected to or disconnected from the second sub input shaft 13 under the control of the ECU 7.
  • the first auxiliary input shaft 12 When the first clutch C1 is operated in the connected state, the first auxiliary input shaft 12 is connected to the main input shaft 11. In this state, only power transmission from the main input shaft 11 to the first sub input shaft 12 is possible, and power transmission from the main input shaft 11 to the second sub input shaft 13 is interrupted. Further, when the second clutch C ⁇ b> 2 is operated in the connected state, the second auxiliary input shaft 13 is connected to the main input shaft 11. In this state, power transmission from the main input shaft 11 to the second sub input shaft 13 is possible, and power transmission from the main input shaft 11 to the first sub input shaft 12 is interrupted. Note that neither the first clutch C1 nor the second clutch C2 operates in the connected state, and only one of the first clutch C1 and the second clutch C2 selectively operates in the connected state.
  • the output shaft 14 is arranged in parallel to the main input shaft 11.
  • the output shaft 14 and the first auxiliary input shaft 12 are coupled via a third speed gear pair 15.
  • the third speed gear pair 15 is configured by meshing a low speed gear 14 a fixed on the output shaft 14 and a third speed gear 12 a fixed on the first auxiliary input shaft 12.
  • the output shaft 14 and the second auxiliary input shaft 13 are coupled via a fifth speed gear pair 16.
  • the fifth speed gear pair 16 is configured by meshing a high speed gear 14b fixed on the output shaft 14 and a fifth speed gear 13a fixed on the second auxiliary input shaft 13.
  • a final gear 14 c is fixed on the output shaft 14. Both end portions of the output shaft 14 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • the deceleration mechanism 8 is provided inside the electric motor 3.
  • the deceleration mechanism 8 is provided inside the electric motor 3.
  • the deceleration mechanism 8 is configured by a differential device that can differentially rotate the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element.
  • the differential device constituting the speed reduction mechanism 8 is a single pinion type planetary gear device, and includes three rotation elements: a sun gear (first rotation element) 8s and a ring gear (third rotation element) 8r. And a carrier (second rotating element) 8c that rotatably supports a plurality of planetary gears 8p engaged with the gears 8r and 8s between the sun gear 8s and the ring gear 8r.
  • these three rotating elements 8s, 8r, and 8c can transmit power to each other and maintain a constant collinear relationship between the respective rotational speeds (rotational speeds). Rotate while.
  • the sun gear 8 s is fixed to one end of the main input shaft 11 on the electric motor 3 side so as to rotate in conjunction with the main input shaft 11, and is connected to the main input shaft 11. Further, the sun gear 8 s is fixed to the rotor 3 a on the opposite side of the engine 2 side so as to rotate in conjunction with the rotor 3 a of the electric motor 3 and is connected to the rotor 3 a. Thereby, the sun gear 8s, the main input shaft 11 and the rotor 3a rotate in conjunction with each other.
  • the brake B which is a lock mechanism is arranged on the ring gear 8r.
  • the brake B can be switched between a state in which the ring gear 8r is fixed to the housing which is a non-moving portion and rotation thereof is prevented (hereinafter referred to as a locked state) and a state in which this fixing is released (hereinafter referred to as a released state).
  • the brake B is preferably a two-way clutch.
  • the two-way clutch can selectively switch between preventing rotation in one direction and allowing only rotation in the other direction among the rotations (forward rotation, reverse rotation) of the ring gear 8r.
  • the brake B may be selectively switchable between a state in which the ring gear 8r is prevented from rotating in both directions and a state in which the rotation in both directions is allowed.
  • the carrier 8 c is fixed to one end of the first sub input shaft 12 on the electric motor 3 side so as to rotate in conjunction with the first sub input shaft 12, and is connected to the first sub input shaft 12.
  • a counter shaft 17 is arranged in parallel with the output shaft 14.
  • the output shaft 14 and the counter shaft 17 are coupled via a counter gear pair 18.
  • the counter gear pair 18 is configured by meshing a final gear 14 c fixed on the output shaft 14 and a gear 17 a fixed on the counter shaft 17.
  • the counter shaft 17 is connected to the drive wheels 4 and 4 via a differential gear unit 19 between the drive wheels 4 and 4.
  • the differential gear unit 19 includes a gear case 19a containing a side gear (not shown) connected to the drive wheels 4 and 4 via axles 20 and 20, respectively, and a gear 19b fixed to the outer periphery of the gear case 19a.
  • a gear 17 b fixed on the counter shaft 17 is engaged with the gear 19 b of the differential gear unit 19.
  • the counter shaft 17 is connected to the drive wheels 4 and 4 via the differential gear unit 19 so as to rotate in conjunction with the drive wheels 4 and 4.
  • a parking gear 17c that meshes with a gear of a parking mechanism (not shown) is also fixed on the counter shaft 17. Both end portions of the counter shaft 17 are rotatably supported by bearings (not shown).
  • An input transmission shaft 21 is arranged in parallel to the main input shaft 11.
  • the main input shaft 11 and the input transmission shaft 21 are always coupled via a gear pair 22.
  • the gear pair 22 is configured by meshing a gear 11 a fixed on the main input shaft 11 and a gear 21 a fixed on the input transmission shaft 21.
  • the input transmission shaft 21 is provided with a reverse gear 21b that is rotatable on the input transmission shaft 21.
  • the input transmission shaft 21 and the output shaft 14 are coupled via a reverse gear pair 23.
  • the reverse gear pair 23 is configured by meshing a reverse gear 21b and a gear 14d fixed on the output shaft 14.
  • the input transmission shaft 21 is provided with a reverse synchronization device (selection device, selector) SR capable of switching between connection and disconnection of the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21.
  • the reverse synchronizer SR is well known, and connects and disconnects the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21 by moving the sleeve in the axial direction of the input transmission shaft 21 by an actuator and a shift fork (not shown). .
  • a neutral state In a state where the sleeve is in the position shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as a neutral state), the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21 are disconnected.
  • the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21 are connected.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 is the first and second clutch C1 when the main clutch CM is in the connected state (hereinafter referred to as the ON state).
  • C2 is transmitted to the output shaft 14 via a power transmission path corresponding to the state of C2.
  • the power transmission device 1 ensures a shift of three forward speeds and one reverse speed.
  • the brake B is in the locked state, and the sleeve of the reverse synchronization device SR is set in the neutral state, the power output from the engine 2 or the electric motor 3 Is transmitted from the sun gear 8s to the output shaft 14 through the carrier 8c, the first auxiliary input shaft 12, the third gear pair 15 and the like, and a low speed (first speed) is established.
  • the first clutch C1 When the first clutch C1 is set to the ON state, the second clutch C2 is set to the OFF state, the brake B is set to the locked state, and the sleeve of the reverse synchronization device SR is set to the neutral state, the power output from the engine 2 and the electric motor 3 is
  • the third gear is established from the sun gear 8s to the output shaft 14 via the first auxiliary input shaft 12, the third gear pair 15 and the like.
  • the brake B is set to the released state, and the sleeve of the reverse synchronization device SR is set to the left side in the figure, the output from the engine 2 or the electric motor 3
  • the transmitted power is transmitted from the sun gear 8s to the output shaft 14 via the gear pair 22, the reverse gear pair 23, etc., and the reverse gear is established.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 is input from the sun gear 8s to the speed reduction mechanism 8 via the main input shaft 11.
  • the power output from the electric motor 3 is also input to the speed reduction mechanism 8 from the sun gear 8s.
  • the power of the engine 2 and the electric motor 3 are both input to the sun gear 8s. Therefore, the power of the engine 2 and the electric motor 3 can be input from the sun gear 8s to the speed reduction mechanism 8 regardless of the presence or direction of other power. Therefore, for example, the engine 2 can be started from a neutral state in which the electric motor 3 is rotated and the vehicle is stopped.
  • the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21 are connected by the reverse synchronization device SR, the output shaft 2a rotates (hereinafter referred to as normal rotation direction) when the engine 2 is driven (hereinafter referred to as normal rotation). )
  • the rotation of the main input shaft 11 is reversed and transmitted to the counter shaft 17, and the counter shaft 17 rotates (hereinafter referred to as reverse rotation) in the direction opposite to the normal rotation direction (hereinafter referred to as reverse rotation direction). Therefore, when the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21 are connected by the reverse synchronization device SR, when the output shaft 2a of the engine 2 is rotating forward, the rotor 3a of the electric motor 3 is rotating forward or reverse.
  • the axles 20 and 20 are rotated in the reverse direction, and the drive wheels 4 and 4 are rotated in a direction for moving the vehicle backward.
  • the connection between the reverse gear 21b and the input transmission shaft 21 is broken, when the main input shaft 11 is rotating forward, the axles 20, 20 are rotating forward, and the drive wheels 4, 4 advance the vehicle. Rotate in the direction. Therefore, for example, the engine 2 can be started and moved backward from a neutral state where the electric motor 3 is rotated and the vehicle is stopped.
  • both an engine mode in which only the engine 2 is a power generation source of the vehicle, an EV mode in which only the motor 3 is a power generation source of the vehicle, and both the engine 2 and the electric motor 3 are used.
  • HEV mode for driving the vehicle includes an assist mode in which the output of the motor 3 is combined with the output of the engine 2 and a regeneration mode in which the output of the engine 2 is distributed to the motor 3 and the motor 3 performs a regenerative operation.
  • the regeneration mode the battery 6 is charged by the regeneration operation of the electric motor 3.
  • the electric energy stored in the battery 6 is consumed and the electric motor 3 outputs power.
  • the ECU 7 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. Further, the ECU 7 controls the power transmission device 1 according to the selected mode, gear position, and the like.
  • the ECU 7 requires the power (hereinafter referred to as “appropriate driving power”) output from the engine 2 and input to the speed reduction mechanism 8 when the engine 2 is operated in an appropriate driving range, for example, in a region where fuel efficiency is good. If less than, select the assist mode. At this time, the ECU 7 controls the shortage with respect to the required power so that electric power is supplied from the battery 6. 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 7 selects the regenerative mode, and charges the battery 6 with the power (energy) of the difference excluding the transmission loss due to the gear or the like.
  • the ECU 7 selects the regeneration mode and increases the output of the engine 2 in order to promote the charging of the battery 6 even when the charge level (SOC) of the battery 6 is small.
  • a hybrid vehicle power transmission device 31 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the configuration after the counter shaft 14 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • the power transmission device 31 is similar to the power transmission device 1, only a different configuration will be described. Similar to the power transmission device 1, the power transmission device 31 ensures a shift of three forward speeds and one reverse speed.
  • the power transmission device 31 includes a synchronization device (first synchronization device) S instead of the first and second clutches C1 and C2 included in the power transmission device 1.
  • the main input shaft (first main input shaft) 32 to which power from the engine 2 is input via the main clutch CM is connected to the output shaft 2a of the engine 2.
  • a sub input shaft (first sub input shaft) 33 is coaxially arranged with respect to the main input shaft 32.
  • the main input shaft 32 and the sub input shaft 33 are connected via a synchronization device S.
  • the synchronization device S is provided on the auxiliary input shaft 33 and is configured to be able to switch between connection and disconnection of the 3rd speed gear (low speed gear) 33a or the 5th speed gear (high speed gear) 33b and the main input shaft 32.
  • the synchronizer S is a well-known device such as a synchro clutch, and the third-speed gear 33a or the fifth-speed gear 33b is input to the main input by moving the sleeve in the axial direction of the auxiliary input shaft 33 by an actuator and a shift fork not shown. It is selectively connected to the shaft 32.
  • the third speed gear 33a and the main input shaft 32 are connected.
  • the fifth speed gear 33b and the main input shaft 32 are connected.
  • the sub input shaft 33 and the output shaft 14 are coupled via a third speed gear pair (gear pair) 34.
  • the third-speed gear pair 34 is configured by meshing a third-speed gear 33a and a low-speed gear 14a fixed on the input / output shaft 14.
  • the sub input shaft 33 and the output shaft 14 are coupled via a fifth gear pair 35.
  • the fifth speed gear pair 35 is configured by meshing a high speed gear 33b and a high speed gear 14b fixed on the input / output shaft 14.
  • a sun gear 8s is fixed to one end of the main input shaft 32 on the electric motor 3 side, and the sun gear 8s rotates in conjunction with the main input shaft 32 and the rotor 3a.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 passes through the power transmission path corresponding to the state of the synchronization device S when the main clutch CM is in the ON state. And transmitted to the output shaft 14.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 is input from the sun gear 8s to the speed reduction mechanism 8 via the main input shaft 32.
  • the power output from the electric motor 3 is also input to the speed reduction mechanism 8 from the sun gear 8s.
  • the power of the engine 2 and the electric motor 3 are both input to the sun gear 8s. Therefore, the power of the engine 2 and the electric motor 3 can be input from the sun gear 8s to the speed reduction mechanism 8 regardless of the presence or direction of other power. Therefore, for example, the engine 2 can be started from a neutral state in which the electric motor 3 is rotated and the vehicle is stopped.
  • a hybrid vehicle power transmission device 41 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the power transmission device 41 is similar to the power transmission device 1, only a different configuration will be described. Since the configuration after the counter shaft 14 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • the reverse synchronization device SR is provided on the input transmission shaft 21 parallel to the main input shaft 11.
  • the power transmission device 41 uses the reverse synchronization device SR as the main input shaft (first main input shaft) 42. And coaxial.
  • the power transmission device 41 transmits 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 machines 53 and 56 mounted on the vehicle, so that the auxiliary machines 53 and 56 are transmitted. It is comprised so that it can drive.
  • the auxiliary machines 53 and 56 are, for example, an air conditioner compressor, a water pump, an oil pump, or the like.
  • a main input shaft 42 is connected to the output shaft 2a of the engine 2 in parallel with the output shaft 2a and to which power from the engine 2 is input via the main clutch CM.
  • Three main shafts that is, a first sub input shaft 43, a second sub input shaft 44, and a third sub input shaft 45 are arranged coaxially with respect to the main input shaft.
  • the main input shaft 42 and the first auxiliary input shaft 43 are connected via the first clutch C1, or power is transmitted via the planetary gear 8p. Further, the main input shaft 42 and the second auxiliary input shaft 44 are connected via a second clutch C2.
  • a sun gear 8s is fixed to one end of the main input shaft 42 on the electric motor 3 side, and the sun gear 8s rotates in conjunction with the main input shaft 42 and the rotor 3a.
  • the output shaft 46 is arranged in parallel with the main input shaft 42.
  • the output shaft 46 and the first auxiliary input shaft 43 are coupled via a third speed gear pair 47.
  • the third speed gear pair 47 is configured by meshing a low speed gear 46 a fixed on the output shaft 46 and a third speed gear 43 a fixed on the first auxiliary input shaft 43.
  • the output shaft 46 and the second auxiliary input shaft 44 are coupled via a fifth speed gear pair 48.
  • the fifth speed gear pair 48 is configured by meshing a high speed gear 46 b fixed on the output shaft 46 and a fifth speed gear 44 a fixed on the second auxiliary input shaft 44. Further, a final gear 46 c is fixed on the output shaft 46.
  • a reverse shaft 49 is arranged coaxially with the main input shaft 42.
  • the reverse shaft 49 is provided with a reverse gear 49 a fixed on the reverse shaft 49.
  • a reverse synchronizer SR that can switch between connection and disconnection of the first sub input shaft 43 and the third sub input shaft 45 and connection and disconnection of the third sub input shaft 45 and the reverse shaft 49 is provided.
  • the reverse synchronizer SR is well known, and is connected and disconnected by moving the sleeve in the axial direction of the reverse shaft 46 by an actuator and shift fork (not shown).
  • the first sub input shaft 43 and the third sub input shaft 45, and the third sub input shaft 45 and the retracting shaft 49 are cut off.
  • the first sub input shaft 43 and the third sub input shaft 45 are connected.
  • the third sub input shaft 45 and the retreat shaft 49 are connected. In this way, the first sub input shaft 43 is connected to the carrier 8c via the reverse synchronization device SR and the third sub input shaft 45.
  • a reverse intermediate shaft 50 is disposed in parallel with the main input shaft 42.
  • the reverse shaft 49 and the reverse intermediate shaft 50 are coupled via a reverse gear pair 51.
  • the reverse gear pair 51 is configured by meshing a reverse gear 49 a fixed on the reverse shaft 49 and a gear 50 a fixed on the reverse intermediate shaft 50.
  • the reverse intermediate shaft 50 and the output shaft 46 are coupled via a reverse gear pair 52.
  • the reverse gear pair 52 is configured by meshing a gear 50 a fixed on the reverse intermediate shaft 50 and a gear 46 d fixed on the output shaft 46.
  • the input shaft 53a of the auxiliary machine 53 is arranged in parallel to the main input shaft 42.
  • the main input shaft 42 and the input shaft 53 a of the auxiliary machine 53 are coupled via a transmission mechanism 54.
  • the transmission mechanism 54 is configured by connecting a gear 42a fixed to the main clutch CM and a gear 53b fixed on the input shaft 53a via a belt 54a.
  • the transmission mechanism 54 may be configured by connecting the gear 42a and the gear 53b via a chain or the like.
  • An auxiliary machine clutch 55 is provided on the input shaft 53 a of the auxiliary machine 53, and the gear 53 b and the input shaft 53 a of the auxiliary machine 53 are connected coaxially through the auxiliary machine clutch 55.
  • the input shaft 56 a of the auxiliary machine 56 is arranged in parallel to the main input shaft 42.
  • the main input shaft 42 and the input shaft 56 a of the auxiliary machine 56 are coupled via a transmission mechanism 57.
  • the transmission mechanism 57 includes a gear 42c fixed to the outside opposite to the engine 2 side of the sun gear 8s of the main input shaft 42 and a gear 56b fixed on the input shaft 56a via a belt 57a. ing.
  • the transmission mechanism 57 may be configured by connecting the gear 42c and the gear 56b via a chain or the like.
  • An accessory clutch 58 is provided on the input shaft 56 a of the accessory 56, and the gear 56 b and the input shaft 56 a of the accessory 56 are connected coaxially via the accessory clutch 58.
  • the auxiliary machine clutches 55 and 58 are clutches that operate to connect or disconnect between the gears 53 b and 56 b and the input shafts 53 a and 56 a of the auxiliary machines 53 and 56 under the control of the ECU 7. In this case, when the auxiliary machine clutches 55 and 58 are operated in the connected state, the auxiliary machine clutches 55 and 58 so that the gears 53b and 56b and the input shafts 53a and 56a of the auxiliary machine 53.56 rotate together. Is coupled through.
  • the engine 2 can be started and moved backward from a neutral state in which the electric motor 3 is operated and the vehicle is stopped.
  • the gear 42a fixed to the main clutch CM always rotates when the output shaft 2a of the engine 2 rotates regardless of the connection state of the main clutch CM.
  • the gear 42c fixed to the main input shaft 42 always rotates as long as the main input shaft 42 rotates, regardless of whether the output shaft 2a rotates. Therefore, the auxiliary machine 53 can be driven when the engine 2 is operating even when the vehicle is stopped. Even if the engine 2 is stopped, the auxiliary machine 56 can be driven by operating the electric motor 3.
  • the battery 6 can be charged by the regenerative operation of the electric motor 3.
  • the power transmission device 41 ensures a shift of three forward speeds and one reverse speed in each of the three operation modes of the engine mode, the EV mode, and the HEV mode.
  • FIG. 4 shows the power transmission state of the power transmission device 41 at the low speed stage (first speed stage) in the engine mode.
  • the ECU 7 turns the main clutch CM on, the first clutch C1 and the second clutch C2 off, the brake B locked, and the reverse synchronizer SR on the right side in the figure.
  • the engine 2 is set to the operating state and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is the main clutch CM, the main input shaft 42, the sun gear 8s, the carrier 8c, the third sub input shaft 45, the first sub input shaft 43, the third speed gear pair 47, the output It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 through the shaft 46 and the like.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the low speed forward state only by the power of the engine 2.
  • the sun gear 8s rotates normally along with the main input shaft 42, the rotor 3a rotates normally. Therefore, the regenerative mode is also possible by causing the electric motor 3 to perform a regenerative operation so as to generate torque in the direction in which the rotor 3a is rotated in the reverse direction.
  • FIG. 5 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the low speed stage of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the first clutch C1 and the second clutch C2 to the OFF state, the brake B to the locked state, and the reverse synchronizer SR to the state where the sleeve has moved to the right side in the figure.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operating state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 8s, the carrier 8c, the third auxiliary input shaft 45, the first auxiliary input shaft 43, the third gear pair 47, the output shaft 46, and the like. Is done.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the low speed forward state only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 6 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the third speed of the engine mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM and the first clutch C1 to the ON state, the second clutch C2 to the OFF state, the brake B to the released state, and the reverse synchronizer SR to the neutral state. 2 is set to the operating state, and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is driven through the main clutch CM, the main input shaft 42, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 43, the third speed gear pair 47, the output shaft 46, and the like. 4 and 4 are transmitted.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the third speed forward state only by the power of the engine 2.
  • the sun gear 8s rotates normally along with the main input shaft 42, the rotor 3a rotates normally. Therefore, the regeneration mode in which the electric motor 3 generates torque in the direction in which the rotor 3a is reversed and the electric motor 3 performs the regenerative operation is also possible.
  • FIG. 7 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the third speed of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the first clutch C1 to the ON state, the main clutch CM and the second clutch C2 to the OFF state, the brake B to the released state, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • 2 is set to a stop state, and the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 8s, the main input shaft 42, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 43, the third speed gear pair 47, the output shaft 46, and the like. Is done. As a result, the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the third speed forward state only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 8 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the third speed of the HEV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM and the first clutch C1 to the ON state, the second clutch C2 to the OFF state, the brake B to the released state, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • 2 is set to the operating state
  • the electric motor 3 is set to the operating state in which the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s. Therefore, the power from the engine 2 and the power from the electric motor 3 are combined by the sun gear 8s.
  • the combined power is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the main input shaft 42, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 43, the third gear pair 47, the output shaft 46, and the like.
  • the driving wheels 4 and 4 are rotated in the forward direction of the vehicle in the third speed forward state by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • the gear position is the third speed
  • the power of the electric motor 3 is assisted by the power of the engine 2 and increases, so to speak, it is as if the gear position is the second speed.
  • FIG. 9 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the fifth speed of the engine mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM and the second clutch C2 to the ON state, the first clutch C1 to the OFF state, the brake B to the released state, and the reverse synchronizer SR to the neutral state. 2 is set to the operating state, and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is driven through the main clutch CM, the main input shaft 42, the second clutch C2, the second auxiliary input shaft 44, the fifth gear pair 48, the output shaft 46, and the like. 4 and 4 are transmitted.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the forward speed state of the fifth speed only by the power of the engine 2.
  • the sun gear 8s rotates normally along with the main input shaft 42, the rotor 3a rotates normally. Therefore, the regeneration mode in which the electric motor 3 generates torque in the direction in which the rotor 3a is reversed and the electric motor 3 performs the regenerative operation is also possible.
  • FIG. 10 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the fifth speed of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the second clutch C2 to the ON state, the main clutch CM and the first clutch C1 to the OFF state, the brake B to the released state, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • 2 is set to a stop state
  • the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 8s, the main input shaft 42, the second clutch C2, the second auxiliary input shaft 44, the fifth gear pair 48, the output shaft 46, and the like. Is done.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the forward state at the fifth speed stage only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 11 shows the power transmission state of the power transmission device 41 at the fifth speed in the HEV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM and the second clutch C2 to the ON state, the first clutch C1 to the OFF state, the brake B to the released state, and the reverse synchronizer SR to the neutral state.
  • 2 is set to the operating state
  • the electric motor 3 is set to the operating state in which the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s. Therefore, the power from the engine 2 and the power from the electric motor 3 are combined by the sun gear 8s.
  • the combined power is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the main input shaft 42, the second clutch C2, the second auxiliary input shaft 44, the fifth gear pair 48, the output shaft 46, and the like.
  • the driving wheels 4 and 4 are rotated in the forward direction of the vehicle in the forward speed state of the fifth speed by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • the gear stage is the fifth speed stage
  • the power of the electric motor 3 is assisted by the power of the engine 2 to increase, so to speak, it is as if the gear stage is the fourth speed stage.
  • FIG. 12 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the reverse stage of the engine mode.
  • the ECU 7 turns the main clutch CM on, the first clutch C1 and the second clutch C2 off, the brake B locked, and the reverse synchronizer SR on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to the operating state and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted through the main clutch CM, the main input shaft 42, the sun gear 8s, the carrier 8c, the third auxiliary input shaft 45, the reverse gear pairs 51 and 52, the output shaft 46, and the like. It is transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the reverse direction of the vehicle only by the power of the engine 2.
  • the sun gear 8s rotates normally along with the main input shaft 11, the rotor 3a rotates normally. Therefore, the regenerative mode is also possible by causing the electric motor 3 to perform a regenerative operation so as to generate torque in the direction in which the rotor 3a is rotated in the reverse direction.
  • FIG. 13 shows the power transmission state of the power transmission device 41 in the reverse stage of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the first clutch C1 and the second clutch C2 to the OFF state, the brake B to the locked state, and the reverse synchronizer SR to the state where the sleeve has moved to the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operating state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the sun gear 8s, the carrier 8c, the third auxiliary input shaft 45, the reverse gear pairs 51 and 52, the output shaft 46, and the like.
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the reverse direction of the vehicle only by the power of the electric motor 3.
  • a hybrid vehicle power transmission device 41A according to a modification of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the configuration after the counter shaft 14 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • the power transmission device 41A is similar to the power transmission device 41, only a different configuration will be described.
  • the auxiliary machines 53 and 56 are provided in a distributed manner and are driven by different input shafts 53a and 56a, respectively.
  • the auxiliary machines 61 are provided in one place and driven by a common input shaft 61a.
  • the power transmission device 41A is provided with a gear 42b for driving the auxiliary machine 61 on the main input shaft 42 adjacent to the gear 42a.
  • the gear 42 b is fixed on the main input shaft 42 between the gear 42 a and the second auxiliary input shaft 44.
  • the main input shaft 42 and the input shaft 61a of the auxiliary machine 61 are coupled via a transmission mechanism 62.
  • the transmission mechanism 62 is configured by connecting a gear 42a and a gear 61b with a one-way clutch fixed on the input shaft 61a via a belt 62a.
  • the main input shaft 42 and the input shaft 61 a of the auxiliary machine 61 are also coupled via the transmission mechanism 63.
  • the transmission mechanism 63 is configured by connecting a gear 42b and a gear 61c with a one-way clutch fixed on an input shaft 61a via a belt 63a.
  • the torque via the belts 62a and 63a drives the accessory 61, but the belts 62a and 63a are not driven by the rotation of the input shaft 61a.
  • the transmission mechanisms 62 and 63 may have chains or the like instead of the belts 62a and 63a.
  • the auxiliary machine 61 can be driven through the gear 42a, the belt 62a and the one-way clutch-equipped gear 61b when the engine 2 is operating. Even if the engine 2 is stopped, the auxiliary machine 61 can be driven by operating the electric motor 3.
  • the battery 6 can be charged by the regenerative operation of the electric motor 3.
  • a hybrid vehicle power transmission device 71 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the power transmission device 71 is similar to the power transmission device 1, only a different configuration will be described. Since the configuration after the counter shaft 17 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • the power transmission device 71 is provided with two forward gears only in the engine mode with respect to the power transmission device 1 that secures three forward gears and one reverse gear.
  • the power transmission device 71 includes a third main input shaft 72 and third and fourth clutches C3 and C4 in addition to the power transmission device 1.
  • a third main input shaft 72 is arranged in parallel to the input transmission shaft 21.
  • the third main input shaft 72 and the input transmission shaft 21 are always coupled via the gear pair 77.
  • the gear pair 77 is configured by meshing a gear 72 a fixed on the third main input shaft 72 and a gear 21 a fixed on the input transmission shaft 21.
  • the third main input shaft 72 two sub input shafts, that is, a third sub input shaft 73 and a fourth sub input shaft 74 are arranged adjacent to each other coaxially.
  • the third main input shaft 72 and the third sub input shaft 73 are connected via a third clutch (third connecting / disconnecting device) C3 or arranged so that power can be transmitted via a planetary gear 8p.
  • the third main input shaft 72 and the fourth sub input shaft 74 are connected via a fourth clutch (fourth connecting / disconnecting device) C4.
  • the third clutch C3 and the fourth clutch C4 are disposed adjacent to the third main input shaft 72 in the axial direction.
  • the third clutch C3 is a clutch mechanism that operates so that the third main input shaft 72 is connected to or disconnected from the third sub input shaft 73 under the control of the ECU 7.
  • the fourth clutch C ⁇ b> 4 is a clutch mechanism that operates so that the third main input shaft 72 is connected to or disconnected from the fourth sub input shaft 74 under the control of the ECU 7.
  • the third sub input shaft 73 is connected to the third main input shaft 72. In this state, only power transmission from the third main input shaft 72 to the third sub input shaft 73 is possible, and power transmission from the third main input shaft 72 to the fourth sub input shaft 74 is interrupted. Further, when the fourth clutch C ⁇ b> 4 is operated in the connected state, the fourth sub input shaft 74 is connected to the third main input shaft 72. In this state, power can be transmitted from the third main input shaft 72 to the fourth sub input shaft 74, and power transmission from the third main input shaft 72 to the third sub input shaft 73 is interrupted. Note that neither the third clutch C3 nor the fourth clutch C4 operates in the connected state, and only one of the third clutch C3 and the fourth clutch C4 selectively operates in the connected state.
  • the output shaft 14 and the third auxiliary input shaft 73 are coupled via a second speed gear pair 75.
  • the second speed gear pair 75 is configured by meshing a low speed gear 14 a fixed on the output shaft 14 and a second speed gear 73 a fixed on the third auxiliary input shaft 73.
  • the output shaft 14 and the fourth sub input shaft 74 are coupled via a fourth speed gear pair 76.
  • the fourth speed gear pair 76 is configured by meshing a high speed gear 14 b fixed on the output shaft 14 and a fourth speed gear 74 a fixed on the fourth sub input shaft 74.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 corresponds to the state of the first to fourth clutches C1 to C4 when the main clutch CM is in the ON state. It is transmitted to the output shaft 14 via the power transmission path.
  • the third clutch C3 is in the ON state
  • the output shaft is connected from the main input shaft 11 through the gear pair 22, the input transmission shaft 21, the gear pair 77, the third main input shaft, and the second speed gear pair 75. 14 and the second gear is established.
  • the first clutch C1 is in the ON state, the transmission is transmitted from the main input shaft 11 to the output shaft 15 via the third speed gear pair 15, and the third speed is established.
  • the fourth clutch C3 When the fourth clutch C3 is in the ON state, it is transmitted from the main input shaft 11 to the output shaft 14 via the gear pair 22, the input transmission shaft 21, the gear pair 77, the third main input shaft 72, and the fourth speed gear pair 76. 4th gear is established.
  • the second clutch C2 When the second clutch C2 is in the ON state, the transmission is transmitted from the main input shaft 11 to the output shaft 14 via the fifth speed gear pair 16, and the fifth speed is established.
  • the power output from the output shaft 2a of the engine 2 is input from the sun gear 8s to the speed reduction mechanism 8 via the main input shaft 11.
  • the power output from the electric motor 3 is also input to the speed reduction mechanism 8 from the sun gear 8s.
  • the power of the engine 2 and the electric motor 3 are both input to the sun gear 8s. Therefore, the power of the engine 2 and the electric motor 3 can be input from the sun gear 8s to the speed reduction mechanism 8 regardless of the presence or direction of other power. Therefore, for example, the engine 2 can be started from a neutral state in which the electric motor 3 is rotating and the vehicle is stopped.
  • the power output from the engine 2 is transmitted from the main input shaft 11 via the sub input shaft 12.
  • a pseudo first speed stage having a speed reduction ratio larger than the speed reduction ratio at the second speed stage can be obtained.
  • a total of five forward travels including the pseudo first speed can be performed using only the engine 2 as a drive source.
  • the reverse drive can be performed similarly to the power transmission device 1.
  • the operation mode of the power transmission device 71 is the same as the operation mode of the power transmission device 1, the description thereof is omitted.
  • a hybrid vehicle power transmission device 81 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the power transmission device 81 is similar to the power transmission device 31, only a different configuration will be described. In addition, since the structure after the output shaft 14 is the same as FIG. 1, it is abbreviate
  • the power transmission device 81 In the power transmission device 81, a forward two-speed shift is added only in the engine mode with respect to the power transmission device 31 that secures a three-speed forward and one reverse gear shift.
  • the power transmission device 81 includes a third main input shaft 82, a second synchronization device S2, and the like.
  • a third main input shaft 82 is arranged in parallel to the input transmission shaft 21.
  • the third main input shaft 82 and the input transmission shaft 21 are always coupled via the gear pair 86.
  • the gear pair 86 is configured by meshing a gear 82 a fixed on the third main input shaft 82 and a gear 21 a fixed on the input transmission shaft 21.
  • the third sub input shaft 83 is coaxially arranged with respect to the third main input shaft 82. And the 3rd main input shaft 82 and the 3rd sub input shaft 83 are connected via 2nd synchronizer S2.
  • the second synchronizer S2 is provided on the third sub input shaft 83, and the connection between the second speed gear (low speed gear) 83a or the fourth speed gear (high speed gear) 83b and the third main input shaft 82 can be switched. It is configured.
  • the second synchronizer S2 is a well-known device such as a synchro clutch, and the second-speed gear 83a or the fourth-speed gear is obtained by moving the sleeve in the axial direction of the third auxiliary input shaft 83 by an actuator and a shift fork (not shown).
  • 83 b is selectively connected to the third main input shaft 82.
  • the second speed gear 83a and the third main input shaft 82 are connected.
  • the fourth speed gear 83b and the third main input shaft 82 are connected.
  • the output shaft 14 and the third auxiliary input shaft 83 are coupled via a second speed gear pair 84 and a fourth speed gear pair 85.
  • the second speed gear pair 84 is configured by meshing a low speed gear 14a fixed on the output shaft 14 and a second speed gear 83a.
  • the fourth speed gear pair 85 is configured by meshing a high speed gear 14b fixed on the output shaft 14 and a fourth speed gear 83b.
  • a hybrid vehicle power transmission device 91 according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the power transmission device 91 is similar to the power transmission device 71, only a different configuration will be described. Since the configuration after the counter shaft 14 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • the sun gear 8s and the rotor 3a are fixed to one end of the main input shaft 11, and the carrier 8c is fixed to one end of the first auxiliary input shaft 12.
  • the second main input The sun gear 8 s and the rotor 3 a are fixed to one end of the shaft 72, and the carrier 8 c is fixed to one end of the third sub input shaft 73.
  • the power transmission device 91 can perform the same operation as that of the power transmission device 71. And since the power transmission device 91 can shorten the main input shaft 11 compared with the power transmission device 71, the axial length of the whole main input shaft 12 direction can be shortened.
  • a hybrid vehicle power transmission device 101 according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the power transmission device 101 is similar to the power transmission device 1, only a different configuration will be described. Since the configuration after the counter shaft 14 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • a main input shaft (first main input shaft) 102 is connected to the output shaft 2a of the engine 2 so as to be parallel to the output shaft 2a and to which power from the engine 2 is input via the main clutch CM. .
  • a sun gear 8s is fixed to one end of the main input shaft 102 on the motor 3 side, and the sun gear 8s rotates in conjunction with the main input shaft 102 and the rotor 3a.
  • the intermediate input shaft 103 is coaxially arranged with respect to the main input shaft 102.
  • a carrier 8c is fixed to one end of the intermediate input shaft 103 on the electric motor 3 side, and the carrier 8c rotates in conjunction with the intermediate input shaft 103 and the planetary gear 8p.
  • the carrier 8c and the main input shaft 102 are connected via a planetary clutch CP.
  • the planetary clutch CP is a clutch mechanism that operates so that the carrier 8c is connected to or disconnected from the main input shaft 102 under the control of the ECU 7.
  • the carrier 8c is connected to the main input shaft 102, and the sun gear 8a and the planetary gear 8p rotate in a relatively fixed state.
  • a ring clutch CR is disposed on the ring gear 8r.
  • the ring clutch CR is a clutch mechanism that operates so as to connect or disconnect the ring gear 8r from a housing that is a stationary part. When the ring clutch CR is operated in the connected state, the rotation of the ring gear 8r is prevented.
  • a brake or a synchronous meshing device capable of selectively switching between a state in which the ring gear 8r is prevented from rotating in both directions and a state in which the rotation in both directions is allowed may be used.
  • first sub input shaft 104 and a second sub input shaft 105 are arranged coaxially.
  • the intermediate input shaft 103 and the first auxiliary input shaft 104 are connected via a first clutch (first connecting / disconnecting device) C1.
  • the intermediate input shaft 103 and the second auxiliary input shaft 105 are connected via a second clutch (second connecting / disconnecting device) C2.
  • the output shaft 106 is arranged in parallel to the main input shaft 102.
  • the output shaft 106 and the first sub input shaft 104 are coupled via a low speed gear pair 107.
  • the low-speed gear pair 107 is configured by meshing a low-speed gear (passive gear) 106 a fixed on the output shaft 106 and a low-speed gear (drive gear) 104 a fixed on the first auxiliary input shaft 104. .
  • the sub output shaft 108 is coaxially arranged with respect to the output shaft 106.
  • the output shaft 106 and the sub output shaft 108 are connected via a synchronization device SDR.
  • the synchronization device SDR is provided on the sub output shaft 108 and is configured to be able to switch between connection and disconnection of the high speed gear (passive gear) 108a or the reverse gear (reverse passive gear) 108b and the input / output shaft 106.
  • the synchronizer SDR is a well-known device such as a synchro clutch, and the high-speed gear 108a or the reverse gear 108b is moved to the output shaft 106 by moving the sleeve in the axial direction of the sub output shaft 108 by an actuator and shift fork (not shown). Selectively connect. When the sleeve moves to the left in the figure, the high speed gear 108a and the output shaft 106 are connected. On the other hand, when the sleeve moves to the right side in the figure, the reverse gear 108b and the output shaft 106 are connected.
  • the sub output shaft 108 and the second sub input shaft 105 are coupled via a high speed gear pair 109.
  • the high speed gear pair 109 is configured by meshing a high speed gear 108 a and a low speed gear (drive gear) 105 a fixed on the second auxiliary input shaft 105.
  • a reverse idle shaft 110 is arranged in parallel to the intermediate shaft 103.
  • the intermediate shaft 103 and the reverse idle shaft 110 are coupled via a reverse gear pair 111.
  • the reverse gear pair 111 is configured by meshing a reverse gear (reverse drive gear) 103 a fixed on the intermediate shaft 103 and a reverse gear (reverse intermediate gear) 110 a fixed on the reverse idle shaft 110.
  • the auxiliary output shaft 108 and the reverse idle shaft 110 are coupled via a reverse gear pair 112.
  • the reverse gear pair 112 is configured by meshing a reverse gear 108b and a reverse gear 110a.
  • a final gear 106 b that meshes with a final gear 14 c fixed on the output shaft 14 is fixed on the output shaft 106.
  • the power transmission device 101 secures four forward speeds and one reverse speed in each of the three operation modes of the engine mode, the EV mode, and the HEV mode.
  • FIG. 19 shows the power transmission state of the power transmission device 101 at the first speed in the engine mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the ring clutch CR and the first clutch C1 to the ON state, the planetary clutch CP and the second clutch C2 to the OFF state, and the synchronizer SDR has a sleeve on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to the operating state and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • FIG. 20 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the first speed of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the ring clutch CR and the first clutch C1 to the ON state, the main clutch CM, the planetary clutch CP, and the second clutch C2 to the OFF state.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the motor 3 is input to the sun gear 8s.
  • This power is decelerated by the speed reduction mechanism 8 and output from the carrier 8c, and is driven through the intermediate input shaft 103, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 104, the low speed gear pair 107, the output shaft 106, and the like. 4 and 4 are transmitted.
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the forward direction of the vehicle in the first speed forward state only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 21 shows the power transmission state of the power transmission device 101 at the first speed in the HEV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the ring clutch CR and the first clutch C1 to the ON state, the planetary clutch CP and the second clutch C2 to the OFF state, and the synchronizer SDR has a sleeve on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to an operating state
  • the electric motor 3 is set to an operating state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s.
  • the power input to the sun gear 8s is decelerated by the speed reduction mechanism 8 and output from the carrier 8c, and the intermediate input shaft 103, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 104, the low-speed gear pair 107, the output shaft 106, and the like.
  • the driving wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the first speed forward state by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • FIG. 22 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the second speed of the engine mode.
  • the ECU 7 turns the main clutch CM, the ring clutch CR and the second clutch C2 to the ON state, the planetary clutch CP and the first clutch C1 to the OFF state, and the synchronizer SDR has a sleeve on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to the operating state and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • FIG. 23 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the second speed of the EV mode.
  • the ECU 7 turns the ring clutch CR and the second clutch C2 to the ON state, the main clutch CM, the planetary clutch CP, and the first clutch C1 to the OFF state.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the motor 3 is input to the sun gear 8s.
  • This power is decelerated by the speed reduction mechanism 8 and output from the carrier 8c, and the intermediate input shaft 103, the second clutch C2, the second auxiliary input shaft 105, the high speed gear pair 109, the auxiliary output shaft 108, the output shaft 106, and the like. Is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the second speed forward state only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 24 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the second speed of the HEV mode.
  • the ECU 7 turns the main clutch CM, the ring clutch CR and the second clutch C2 to the ON state, the planetary clutch CP and the first clutch C1 to the OFF state, and the sleeve of the synchronization device SDR is on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to an operating state
  • the electric motor 3 is set to an operating state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s.
  • the power input to the sun gear 8s is decelerated by the speed reduction mechanism 8 and output from the carrier 8c.
  • the driving wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the forward speed state of the second speed stage by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • FIG. 25 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the third speed of the engine mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the CR planetary clutch CP and the first clutch C1 to the ON state, the ring clutch CR and the second clutch C2 to the OFF state, and the sleeve of the synchronization device SDR in the drawing.
  • the engine 2 is set to the operating state and the electric motor 3 is set to the stopped state after moving to the left side.
  • FIG. 26 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the third speed of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the planetary clutch CP and the first clutch C1 to the ON state, the main clutch CM, the ring clutch CR, and the second clutch C2 to the OFF state, and the sleeve of the synchronization device SDR on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the motor 3 is input to the sun gear 8s.
  • This motive power is output from the carrier 8c interlocked with the sun gear 8s, and the drive wheels 4 are connected via the intermediate input shaft 103, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 104, the low speed gear pair 107, the output shaft 106, and the like. 4 is transmitted.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the third speed forward state only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 27 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the third speed of the HEV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the planetary clutch CP and the first clutch C1 to the ON state, the ring clutch CR and the second clutch C2 to the OFF state, and the synchronizer SDR has a sleeve on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to an operating state
  • the electric motor 3 is set to an operating state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s.
  • the power input to the sun gear 8s is output from the carrier 8c interlocked with the sun gear 8s, and is transmitted through the intermediate input shaft 103, the first clutch C1, the first auxiliary input shaft 104, the low speed gear pair 107, the output shaft 106, and the like. It is transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • the driving wheels 4 and 4 are rotated in the forward direction of the vehicle in the third speed forward state by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • FIG. 28 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the fourth speed of the engine mode.
  • the ECU 7 turns the main clutch CM, the CR planetary clutch CP and the second clutch C2 to the ON state, the ring clutch and the first clutch C1 to the OFF state, and the synchronizer SDR has a sleeve on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to the operating state and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • FIG. 29 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the fourth speed of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the planetary clutch CP and the second clutch C2 to the ON state, the main clutch CM, the ring clutch CR and the first clutch C1 to the OFF state, and the sleeve of the synchronization device SDR on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the motor 3 is input to the sun gear 8s.
  • This power is output from the carrier 8c interlocked with the sun gear 8s, via the intermediate input shaft 103, the second clutch C2, the second auxiliary input shaft 105, the high speed gear pair 109, the auxiliary output shaft 108, the output shaft 106, and the like. And transmitted to the drive wheels 4 and 4.
  • the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the forward state of the fourth speed stage only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 30 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the fourth speed of the HEV mode.
  • the ECU 7 sets the main clutch CM, the planetary clutch CP and the second clutch C2 to the ON state, the ring clutch CR and the first clutch C1 to the OFF state, and the synchronizer SDR has a sleeve on the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to an operating state
  • the electric motor 3 is set to an operating state in which the rotor 3a rotates normally.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s.
  • the motive power input to the sun gear 8s is output from the carrier 8c interlocked with the sun gear 8s, and the intermediate input shaft 103, the second clutch C2, the second sub input shaft 105, the high speed gear pair 109, the sub input shaft 108, and the output shaft. It is transmitted to the drive wheels 4 and 4 through 106 and the like. As a result, the drive wheels 4 and 4 rotate in the forward direction of the vehicle in the forward state of the fourth speed stage by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • FIG. 31 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the reverse stage of the engine mode.
  • the ECU 7 In the reverse mode of the engine mode, the ECU 7 is in the main clutch CM and the ring clutch CRON state, the planetary clutch CP, the first clutch C1 and the second clutch C2 are in the OFF state, and the sleeve of the synchronization device SDR is moved to the right side in the figure.
  • the engine 2 is set to the operating state, and the electric motor 3 is set to the stopped state.
  • FIG. 32 shows a power transmission state of the power transmission device 101 in the reverse stage of the EV mode.
  • the ECU 7 sets the ring clutch CR to the ON state, the main clutch CM, the planetary clutch CP, the first clutch C1 and the second clutch C2 to the OFF state, and the sleeve of the synchronization device SDR to the left side in the figure.
  • the engine 2 is set to a stopped state, and the electric motor 3 is set to an operation state in which the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the motor 3 is input to the sun gear 8s.
  • This power is decelerated by the speed reduction mechanism 8 and output from the carrier 8c, and is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the intermediate input shaft 103, the reverse gear pairs 111 and 112, the output shaft 106, and the like.
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the reverse direction of the vehicle only by the power of the electric motor 3.
  • FIG. 33 shows the power transmission state of the power transmission device 101 in the reverse stage of the HEV mode.
  • the ECU 7 turns on the main clutch CM and the ring clutch CR, turns the planetary clutch CP, the first clutch C1, and the second clutch C2 off, and puts the synchronization device SDR on the left side in the drawing.
  • the engine 2 is set in an operating state
  • the electric motor 3 is set in an operating state in which the rotor 3a rotates forward.
  • the power from the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the sun gear 8s via the main clutch CM and the main input shaft 42.
  • the power from the electric motor 3 is also transmitted to the sun gear 8s.
  • the power input to the sun gear 8s is decelerated by the speed reduction mechanism 8 and output from the carrier 8c, and is transmitted to the drive wheels 4 and 4 via the intermediate input shaft 103, the reverse gear pairs 111 and 112, the output shaft 106, and the like.
  • the drive wheels 4 and 4 are rotated in the reverse direction of the vehicle by the power of the engine 2 and the electric motor 3.
  • a hybrid vehicle power transmission device 121 according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the configuration after the counter shaft 14 is the same as that in FIG. 1, it is omitted in FIG.
  • the power transmission device 121 Since the power transmission device 121 is similar to the power transmission device 101, only a different configuration will be described. Similar to the power transmission device 101, the power transmission device 121 ensures a shift of four forward speeds and one reverse speed.
  • the power transmission device 121 includes a synchronization device S instead of the first and second clutches C1 and C2 included in the power transmission device 101.
  • the secondary input shaft 122 is coaxially arranged with respect to the intermediate shaft 103.
  • the intermediate shaft 103 and the sub input shaft 122 are connected via the synchronization device S.
  • the synchronization device S is provided on the auxiliary input shaft 122 and is configured to be able to switch connection and disconnection between the low speed gear 122a or the high speed gear 122b and the intermediate shaft 103.
  • the synchronization device S is a well-known device such as a synchro clutch, and the low-speed gear 122a or the high-speed gear 122b is moved from the intermediate shaft 103 by moving the sleeve in the axial direction of the auxiliary input shaft 122 by an actuator and a shift fork (not shown). Selectively connect. When the sleeve moves to the left in the figure, the low speed gear 122a and the intermediate shaft 103 are connected. On the other hand, when the sleeve moves to the right side in the figure, the high speed gear 122b and the intermediate shaft 103 are connected.
  • the sub input shaft 103 and the output shaft 106 are coupled via a low speed gear pair (gear pair) 123.
  • the low-speed gear pair 123 is configured by meshing a low-speed gear 122 a and a low-speed gear 106 a fixed on the input / output shaft 106.
  • the sub input shaft 122 and the sub output shaft 108 are coupled via a high speed gear pair (gear pair) 124.
  • the high speed gear pair 124 is configured by meshing a high speed gear 122b and a high speed gear 108a connected to the sub output shaft 108 via a synchronization device SDR.
  • the power transmission device according to the present invention is not limited to the above-described one, and for example, the above embodiments can be appropriately combined.
  • the first sub input shafts 12, 33, 43, 104 have the low speed gears 12a, 43a, 104a
  • the second sub input shafts 13, 44, 105 have the high speed gears 13a, 44a, 105a
  • a high speed gear may be arranged on the first sub input shafts 12, 43, 104
  • a low speed gear may be arranged on the second sub input shafts 13, 44, 105, respectively.
  • the first sub input shafts 12 and 33 and the second sub input shaft 13 are provided with odd-numbered gears 12a, 13a, 33a and 33b, and the third sub input shaft 73, 83, the case where the gears 73a, 74a, 83a, 83b for the even-numbered stages are respectively arranged on the fourth sub input shaft 74 has been described.
  • even-numbered gears are arranged on the first auxiliary input shafts 12, 33 and the second auxiliary input shaft 13, and odd-numbered gears are arranged on the third auxiliary input shafts 73, 83 and the fourth auxiliary input shaft 74, respectively. May be.
  • the speed reduction mechanism 8 is configured by a single pinion type planetary gear device
  • a differential device other than the planetary gear device may be used.
  • the speed reduction mechanism 8 may be configured by a double pinion type planetary gear device or an electromagnetic clutch type differential device.
  • the sun gear 8s has the main input shafts 11, 32, 102 and the first main input shaft 42
  • the carrier 9c has the sub input shafts 12, 33, 103 and the first sub input shaft 43
  • the ring gear 8r has the brake B and clutch ring.
  • the case where each CR is connected has been described. However, these connections are not limited to these, and the connections may be changed.

Abstract

主クラッチCMによって選択的に、エンジン2の出力軸2aと連結される主入力軸11と、主入力軸11と同軸心に配置され、それぞれクラッチC1,C2によって選択的に主入力軸11と連結される第1、第2副入力軸12,13と、第1、第2副入力軸12,13とそれぞれギヤ対15,16を介して結合され、カウンタ軸17を介して駆動輪4,4に動力を出力する出力軸14と、主入力軸11及び電動機3に接続されたサンギヤ8s、リングギヤ8r、及び第1副入力軸12に接続されたキャリア8cを互いに差動回転可能に構成し、キャリア8cを介して出力軸14に動力を伝達する減速機構8とを備える。リングギヤ8rには、リングギヤ8rをロック可能なブレーキBが接続される。

Description

ハイブリッド車両用動力伝達装置
 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、内燃機関の出力に電動機の出力を合成して駆動輪に伝達可能であると共に、内燃機関の出力を分配して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、内燃機関の出力軸と同軸心に配置された複数の軸を介して、該複数の軸と選択的に接続され、内燃機関の出力軸に平行な出力軸から出力する方式が、従来から知られている。例えば、特許文献1に記載の動力伝達装置は、内燃機関の出力軸と同軸心に3本の軸が配置されている。その1の軸(以下、第1軸という)は、端部にクラッチを介して内燃機関が接続されている。他の1の軸(以下、第2軸という)は、ギヤ対を介して出力軸に結合されると共に、端部に電動機が接続されている。さらに他の1の軸(以下、第3軸という)は、複数のギヤ対を介して選択的に出力軸に接続されている。そして、第2軸又は第3軸を選択的に第1軸に連結する同期装置が設けられている。
特開2002-114063号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の動力伝達装置においては、内燃機関と電動機の動力を合成して出力軸に伝達するためには、同期装置を第2軸と第1軸を接続するように動作させる必要があるので、伝達効率が劣るという不都合がある。
 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、内燃機関と電動機の動力を高効率で被駆動部に伝達す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、前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、前記第1主入力軸と同軸心に配置され、第1断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結される第1副入力軸と、前記第1主入力軸と同軸心に配置され、第2断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結される第2副入力軸と、前記第1主入力軸と平行に配置され、前記第1副入力軸及び前記第2副入力軸とそれぞれギヤ対を介して結合され、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、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減速機構とを備え、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副入力軸に接続され、前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記第1副入力軸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減速機構は、内燃機関及び電動機に接続される第1回転要素から伝達される動力と、内燃機関に第1副入力軸を介して接続される第2回転要素から伝達される動力とが入力されると、第2回転要素から第1副入力軸を介して出力軸から被駆動部に動力を減速して出力する。そのため、特許文献1に記載の動力伝達装置のように、同期装置を介して内燃機関と電動機の動力を伝達する場合に比べて、動力を高効率で被駆動部に伝達することが可能となる。
 さらに、主断接装置によって内燃機関出力軸に第1主入力軸を連結させると共に、第1断接装置によって該第1主入力軸に第1副入力軸を連結させると共に、ロック機構により第3回転要素をロックした状態で、内燃機関及び電動機から第1回転要素に伝達された動力を減速し、第2回転要素を介して被駆動部に動力を伝達することも可能である。また、電動機で回生運転を行いながら、走行することができる。
 また、第1発明において、前記第1断接装置と前記第2断接装置とは前記主入力軸に軸心方向に隣接して配置される湿式クラッチであることが好ましい。
 この場合、第1断接装置と第2断接装置がその接合面を共有することにより、動力伝達装置を小型化することが可能となる。また、第1断接装置と第2断接装置の駆動源を共有することにより、動力伝達装置を小型化、低コスト化することが可能となる。さらに、第1主入力軸と第1副入力軸又は第2副入力軸との接続状態と遮断状態を、動力の伝達が途絶えることなく切り替えることができる。そのため、第1断接装置と第2断接装置との間で素早く断続なく切り替えることが可能となる。
 また、第1発明において、前記第1主入力軸と平行に配置され、該第1主入力軸と常時接続される第2主入力軸と、前記第2主入力軸と同軸心に配置され、第3断接装置によって選択的に、該第2主入力軸と連結される第3副入力軸と、前記第2主入力軸と同軸心に配置され、第4断接装置によって選択的に、該第2主入力軸と連結される第4副入力軸とを備え、前記出力軸に固定された複数のギヤと、前記第3副入力軸及び前記第4副入力軸に固定されたギヤとがそれぞれ噛合することが好ましい。
 この場合、第1主入力軸の軸心方向における動力伝達装置の長さを抑制しながら、変速段を増加させることが可能となる。
 また、第1発明において、前記第1主入力軸と平行に配置され、該第1主入力軸と常時接続される入力伝達軸と、同期装置によって選択的に、前記入力伝達軸と連結される後退ギヤとを備え、前記後退ギヤと前記出力軸に固定されたギヤとが噛合することが好ましい。
 この場合、第1主入力軸方向における動力伝達装置のコンパクト化を図りながら、後進段を設けることが可能となる。
 また、第1発明において、同期装置によって選択的に、前記第1副入力軸と連結される後退ギヤを備え、前記後退ギヤと前記出力軸に固定されたギヤとが噛合することが好ましい。
 この場合、第1主入力軸と直行する方向における動力伝達装置のコンパクト化を図りながら、後進段を設けることが可能となる。
 また、第1発明において、前記第1主入力軸に補機を連結し、該補機を前記第1主入力軸の駆動力によって駆動可能に構成したことが好ましい。
 この場合、内燃機関又は電動機の何れかが運転していれば、第1主入力軸を介して、補機を常に駆動することが可能となる。
 また、第1発明において、前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、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、減速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、内燃機関及び電動機の動力を合成、分配することも可能となる。また、動力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。ただし、電動機の運転を行わずに内燃機関の運転のみを行う場合は、この限りではない。
 また、第1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発明において、前記内燃機関出力軸の軸線と前記電動機の回転軸の軸線とが同一となることが好ましい。
 この場合、第1主入力軸方向において動力伝達装置をコンパクト化することが可能となる。
 また、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、前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、前記第1主入力軸と同軸心に配置される第1副入力軸と、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1主入力軸と平行に配置され、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、前記出力軸に固定され前記第1ギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤよりなる第2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減速機構とを備え、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副入力軸に接続され、前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記第1副入力軸を介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発明と同様に、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減速機構は、内燃機関及び電動機に接続される第1回転要素から伝達される動力と、内燃機関に第1副入力軸を介して接続される第2回転要素から伝達される動力とが入力されると、第2回転要素から第1副入力軸を介して出力軸から被駆動部に動力を減速して伝達する。そのため、特許文献1に記載の動力伝達装置のように、同期装置を介して内燃機関と電動機の動力を伝達する場合に比べて、動力を高効率で被駆動部に伝達することが可能となる。
 さらに、主断接装置によって内燃機関出力軸に第1主入力軸を連結させると共に、第1断接装置によって該第1主入力軸に第1副入力軸を連結させると共に、ロック機構により第3回転要素をロックした状態で、内燃機関及び電動機から第1回転要素に伝達された動力を減速し、第2回転要素を介して被駆動部に動力を出力することも可能である。また、電動機で回生運転を行いながら、走行することができる。
 また、第2発明において、前記第1主入力軸と平行に配置され、前記第1主入力軸と常時接続される第2主入力軸と、前記第2主入力軸と同軸心に配置される第3副入力軸と、前記第3副入力軸上に配置され、第2同期装置を介して該第3副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第3ギヤ群とを備え、前記第2ギヤ群を構成するギヤと前記第3ギヤ群を構成するギヤとが噛合することが好ましい。
 この場合、第1主入力軸の軸心方向における動力伝達装置の長さを抑制しながら、変速段を増加させることが可能となる。
 また、第2発明において、前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、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、減速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、内燃機関及び電動機の動力を合成、分配することも可能となる。また、動力伝達効率を高効率化することが可能となる。
 また、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、前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、前記内燃機関出力軸と同軸心に配置された中間入力軸と、前記中間入力軸と同軸心に配置され、第1断接装置によって選択的に、前記中間入力軸と連結される第1副入力軸と、前記中間入力軸と同軸心に配置され、第2断接装置によって選択的に、前記中間入力軸と連結される第2副入力軸と、前記第1主入力軸と平行に配置され、前記第1副入力軸及び前記第2副入力軸とそれぞれギヤ対を介して連結され、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、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減速機構とを備え、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回転要素は前記中間入力軸に接続され、第3断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結され、前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記中間入力軸を介して前記出力軸に伝達することを特徴とする(第3発明)。
 第3発明によれば、第1発明及び第2発明と同様に、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減速機構は、内燃機関及び電動機に接続される第1回転要素から伝達される動力と、内燃機関に第1副入力軸を介して接続される第2回転要素から伝達される動力とが入力されると、第2回転要素から第1副入力軸を介して出力軸から被駆動部に動力を減速して伝達する。そのため、特許文献1に記載の動力伝達装置のように、同期装置を介して内燃機関と電動機の動力を伝達する場合に比べて、動力を高効率で被駆動部に伝達することが可能となる。
 さらに、主断接装置によって内燃機関出力軸に第1主入力軸を連結させると共に、第1断接装置によって該第1主入力軸に第1副入力軸を連結させると共に、ロック機構により第3回転要素をロックした状態で、内燃機関及び電動機から第1回転要素に伝達された動力を減速し、第2回転要素を介して被駆動部に動力を出力することも可能である。また、電動機で回生運転を行いながら、走行することができる。
 また、第3発明において、前記中間入力軸上に固定された後退駆動ギヤと、前記中間入力軸と平行に配置された後退中間軸に固定され、前記後退駆動ギヤと噛合する後退中間ギヤと、前記出力軸上に固定され、前記第1副入力軸に固定されたギヤと噛合する第1のギヤと、前記出力軸上に配置され、同期装置を介して該出力軸に選択的に連結され、前記第2副入力軸に固定されたギヤと噛合する第2のギヤ及び前記後退中間軸に固定された前記後退中間ギヤと噛合する後退受動ギヤとを備えることが好ましい。
 この場合、第1主入力軸方向における動力伝達装置のコンパクト化を図りながら、後進段を設けることが可能となる。
 また、第3発明において、前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、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、減速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、内燃機関及び電動機の動力を合成、分配することも可能となる。また、動力伝達効率を高効率化することが可能となる。
 また、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、前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、前記内燃機関出力軸と同軸心に配置された中間入力軸と、前記中間入力軸上に配置され、同期装置を介して該中間入力軸と選択的に連結される複数のギヤよりなるギヤ群と、前記第1主入力軸と平行に配置され、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、前記出力軸に連結され前記第1のギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤよりなる第2のギヤ群と、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減速機構とを備え、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回転要素は前記中間入力軸に接続され、断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結され、前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記中間入力軸を介して前記出力軸に伝達することを特徴とする(第4発明)。
 第4発明によれば、第1発明乃至第3発明と同様に、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減速機構は、内燃機関及び電動機に接続される第1回転要素から伝達される動力と、内燃機関に第1副入力軸を介して接続される第2回転要素から伝達される動力とが入力されると、第2回転要素から第1副入力軸を介して出力軸から被駆動部に動力を減速して伝達する。そのため、特許文献1に記載の動力伝達装置のように、同期装置を介して内燃機関と電動機の動力を伝達する場合に比べて、動力を高効率で被駆動部に伝達することが可能となる。
 さらに、主断接装置によって内燃機関出力軸に第1主入力軸を連結させると共に、第1断接装置によって該第1主入力軸に第1副入力軸を連結させると共に、ロック機構により第3回転要素をロックした状態で、内燃機関及び電動機から第1回転要素に伝達された動力を減速し、第2回転要素を介して被駆動部に動力を出力することも可能である。また、電動機で回生運転を行いながら、走行することができる。
 また、第4発明において、前記中間入力軸上に固定された後退駆動ギヤと、前記中間入力軸と平行に配置された後退中間軸に固定され、前記後退駆動ギヤと噛合する後退中間ギヤと、前記出力軸上に固定され、前記第1のギヤ群を構成する第1の駆動ギヤと噛合する第1の受動ギヤと、前記出力軸上に配置され、同期装置を介して該出力軸に選択的に連結され、前記第1のギヤ群を構成する第2の駆動ギヤと噛合する第2の受動ギヤ及び前記後退中間ギヤと噛合する後退受動ギヤとを備え、前記第2のギヤ群は、前記第1の受動ギヤ及び前記第2の受動ギヤを含むことが好ましい。
 この場合、第1主入力軸方向における動力伝達装置のコンパクト化を図りながら、後進段を設けることが可能となる。
 また、第4発明において、前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、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、減速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、内燃機関及び電動機の動力を合成、分配することも可能となる。また、動力伝達効率を高効率化することが可能となる。
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。 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。 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。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの低速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの低速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの3速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの3速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの3速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの5速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの5速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの5速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの後退段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第3実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの後退段における動力伝達状態を概略的に示す図。 本発明の第3実施形態の変形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。 本発明の第6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7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。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの1速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの1速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの1速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの2速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの2速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの2速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの3速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの3速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの3速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの4速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの4速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの4速段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のエンジンモードの後退段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のEVモードの後退段における動力伝達状態を概略的に示す図。 第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のHEVモードの後退段における動力伝達状態を概略的に示す図。 本発明の第8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。
 [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1を参照して説明する。
 まず、動力伝達装置1の構成を説明する。動力伝達装置1は、動力発生源として、内燃機関であるエンジン2と電動機(モータ・ジェネレータ)3とを備えるハイブリッド車両に搭載される。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。
 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)5を介して直流電源としてのバッテリ(二次電池)6に電気的に接続されている。また、PDU5は、電子制御ユニット(以下、ECUという)7に電気的に接続されている。
 ECU7は、PDU5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。ECU7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。
 ECU7により、PDU5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、PDU5を制御することによって、電動機3は、バッテリ6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、PDU5を制御することによって、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6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、ECU7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、あらかじ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、ECU7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PDU5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、後述する各種クラッチ、各種同期装置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、後述するブレーキBを駆動回路等を介して制御する機能とが含まれる。
 動力伝達装置1は、エンジン2の動力と電動機3との動力を合成すると共にエンジン2の動力を電動機3に分配する合成・分配機構として、減速機構である遊星歯車装置8を備える。
 エンジン2の出力軸2aには、該出力軸2aに平行に配置され、エンジン2からの動力が主クラッチ(主断接装置)CMを介して入力される主入力軸(第1主入力軸)11が連結されている。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いる。主入力軸11は、主クラッチCMにより、エンジン2の出力軸2aと接続、遮断される。
 主クラッチCMは、ECU7の制御の下で、エンジン2の出力軸2aが主入力軸11と接続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。主クラッチCMを接続状態に動作させると、主入力軸11が出力軸2aと結合され、出力軸2aから主入力軸11への動力伝達が可能となる。また、主クラッチCMを遮断状態に動作させると、主入力軸11と出力軸2aとの接続が遮断され、出力軸2aから主入力軸11への動力伝達が遮断される。
 主入力軸11に対して、2本の副軸、即ち第1副入力軸12及び第2副入力軸13がそれぞれ同軸心に配置されている。そして、主入力軸11と第1副入力軸12とは、第1クラッチ(第1断接装置)C1を介して連結、又はプラネタリギヤ8pを介して動力が伝達される。また、主入力軸11と第2副入力軸13とは、第2クラッチ(第2断接装置)C2を介して連結される。なお、主入力軸11のエンジン2側部と第1副入力軸12の電動機3側部は、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、ECU7の制御の下で、主入力軸11が第1副入力軸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2クラッチC2は、ECU7の制御の下で、主入力軸11が第2副入力軸13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12が主入力軸11と接続される。この状態では、主入力軸11から第1副入力軸12への動力伝達のみが可能となり、主入力軸11から第2副入力軸13へ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13が主入力軸11と接続される。この状態では、主入力軸11から第2副入力軸13へ動力伝達が可能となり、主入力軸11から第1副入力軸12へは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が共に接続状態に動作することはなく、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動作する。
 主入力軸11に対して平行に出力軸14が配置されている。そして、出力軸14と第1副入力軸12とは、3速ギヤ対15を介して結合されている。この3速ギヤ対15は、出力軸14上に固定された低速ギヤ14aと第1副入力軸12上に固定された3速ギヤ12aとが噛合して構成されている。また、出力軸14と第2副入力軸13とは、5速ギヤ対16を介して結合されている。この5速ギヤ対16は、出力軸14上に固定された高速ギヤ14bと第2副入力軸13上に固定された5速ギヤ13aとが噛合して構成されている。そして、出力軸14上にはファイナルギヤ14cが固定されている。なお、出力軸14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。
 減速機構8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、主入力軸11の軸線方向と直交する方向(周方向)に減速機構8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。
 減速機構8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。減速機構8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)8sと、リングギヤ(第3回転要素)8rと、これらのサンギヤ8s及びリングギヤ8rの間で当該両ギヤ8r,8sに噛合された複数のプラネタリギヤ8pを回転自在に支持するキャリア(第2回転要素)8cとを同軸心に備えている。これらの3つの回転要素8s,8r,8c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8sは、主入力軸11と連動して回転するように、該主入力軸11の電動機3側の一端部に固定され、該主入力軸11と連結されている。さらに、サンギヤ8sは、電動機3のロータ3aと連動して回転するように、エンジン2側の反対側でロータ3aと固定され、該ロータ3aに連結されている。これにより、サンギヤ8s、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8rには、ロック機構であるブレーキBが配置されている。ブレーキBは、リングギヤ8rを不動部であるハウジングに対して固定しその回転を阻止する状態(以下、ロック状態という)とこの固定を解除する状態(以下、解放状態という)とに切換自在に係合する。ブレーキBは、2ウェイクラッチであることが好ましい。2ウェイクラッチは、リングギヤ8rの回転(正転、逆転)のうち、一方の方向の回転を阻止し、他の方向への回転のみ許容することを選択的に切替可能なものである。ただし、ブレーキBは、リングギヤ8rの両方向の回転を阻止する状態と、両方向の回転を許容する状態とを選択的に切替可能なものであってもよい。
 キャリア8cは、第1副入力軸12と連動して回転するように、該第1副入力軸12の電動機3側の一端部に固定され、該第1副入力軸12に連結されている。
 なお、ファイナルギヤ14c以降の構成として、例えば、出力軸14に対して、カウンタ軸17が平行に配置されている。そして、出力軸14とカウンタ軸17とは、カウンタギヤ対18を介して結合されている。このカウンタギヤ対18は、出力軸14上に固定されたファイナルギヤ14cとカウンタ軸17上に固定されたギヤ17aとが噛合して構成されている。
 カウンタ軸17は、駆動輪4,4の間の差動歯車ユニット19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19は、駆動輪4,4にそれぞれ車軸20,20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19aと、このギヤケース19aの外周に固定されたギヤ19bとを備える。そして、該差動歯車ユニット19のギヤ19bに、カウンタ軸17上に固定されたギヤ17bが噛合されている。これにより、カウンタ軸17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19を介して駆動輪4,4に連結されている。
 カウンタ軸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17cも固定されている。なお、カウンタ軸17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。
 主入力軸11に対して平行に入力伝達軸21が配置されている。そして、主入力軸11と入力伝達軸21とは、ギヤ対22を介して常時結合されている。このギヤ対22は、主入力軸11上に固定されたギヤ11aと入力伝達軸21上に固定されたギヤ21aとが噛合して構成されている。
 さらに、入力伝達軸21には、該入力伝達軸21上に回転自在な後退ギヤ21bが設けられている。入力伝達軸21と出力軸14とは、後退ギヤ対23を介して結合されている。この後退ギヤ対23は、後退ギヤ21bと出力軸14上に固定されたギヤ14dとが噛合して構成されている。
 入力伝達軸21には、後退ギヤ21bと入力伝達軸21との連結、切断を切替可能な後退同期装置(選択装置、セレクタ)SRが設けられている。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、スリーブを入力伝達軸21の軸方向に移動させることによって、後退ギヤ21bと入力伝達軸21との連結、切断を行う。スリーブが図1に示す位置に存する状態(以下、中立状態という)では、後退ギヤ21bと入力伝達軸21とは切断されている。スリーブが図1中左側へ移動した状態では、後退ギヤ21bと入力伝達軸21とが連結される。
 以上のように構成された動力伝達装置1において、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、主クラッチCMが接続状態(以下、ON状態という)にあるとき、第1、第2クラッチC1,C2の状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸14に伝達される。これにより、動力伝達装置1は、前進3段後進1段の変速を確保している。
 具体的には、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRのスリーブを中立状態に設定した場合、エンジン2や電動機3から出力された動力は、サンギヤ8sからキャリア8c、第1副入力軸12、3速ギヤ対15等を介して出力軸14に伝達され、低速段(1速段)が確立される。
 第1クラッチC1をON状態に、第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRのスリーブを中立状態に設定した場合、エンジン2や電動機3から出力された動力は、サンギヤ8sから第1副入力軸12、3速ギヤ対15等を介して出力軸14に伝達され、3速段が確立される。
 第1クラッチC1をOFF状態に、第2クラッチC2をON状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRのスリーブを中立状態に設定した場合、エンジン2や電動機3から出力された動力は、サンギヤ8sから第2副入力軸13、5速ギヤ対16等を介して出力軸14に伝達され、5速段が確立される。
 さらに、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRのスリーブを図中左側に位置させた状態に設定した場合、エンジン2や電動機3から出力された動力は、サンギヤ8sからギヤ対22、後退ギヤ対23等を介して出力軸14に伝達され、後退段が確立される。
 さらに、主クラッチCMがON状態にあるとき、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、主入力軸11を介してサンギヤ8sから減速機構8に入力される。また、電動機3から出力された動力も、サンギヤ8sから減速機構8に入力される。このように、エンジン2及び電動機3の動力は共にサンギヤ8sに入力される。そのため、エンジン2及び電動機3の動力は、他の動力の有無やその方向に拘わらず、サンギヤ8sから減速機構8に入力することができる。よって、例えば、電動機3を回転して車両が停止したニュートラル状態から、エンジン2を始動することができる。
 そして、ブレーキBによりリングギヤ8rの回転を阻止することにより、サンギヤ8sに入力された動力に応じた動力がキャリア8cから出力され、第1副出力軸12及び3速ギヤ対15を介して出力軸14に伝達される。この減速機構8から出力される動力は、エンジン2から減速機構8を介することなく出力軸14に伝達される動力の補助(アシスト)も行う。また、エンジン2が駆動することなく、電動機3の動力のみによっても、減速機構8から動力は出力され得る。なお、サンギヤ8sの回転方向と電動機3に生じるトルクの方向とが異なる場合、電動機3で回生運転が行われることになる。
 また、後退同期装置SRにより後退ギヤ21bと入力伝達軸21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)主入力軸11の回転が反転されてカウンタ軸17に伝達され、該カウンタ軸17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)。よって、後退同期装置SRにより後退ギヤ21bと入力伝達軸21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、電動機3のロータ3aが正転・逆転何れであっても、主入力軸11が正転していれば、車軸20,20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、後退ギヤ21bと入力伝達軸21との連結が遮断されると、主入力軸11が正転している場合、車軸20,20は正転し、駆動輪4,4は車両を前進させる方向に回転する。よって、例えば、電動機3を回転して車両が停止したニュートラル状態から、エンジン2を始動して後退することができる。
 次に、動力伝達装置1が有する動作モードについて説明する。
 本実施形態では、車両の主要なモードとして、エンジン2のみを車両の動力発生源とするエンジンモードと、電動機3のみを車両の動力発生源とするEVモードと、エンジン2と電動機3との双方を運転するHEVモードとがある。HEVモードには、エンジン2の出力に電動機3の出力を合成するアシストモードと、エンジン2の出力を電動機3に分配して電動機3が回生運転を行う回生モードとがある。回生モードでは、電動機3の回生運転によりバッテリ6の充電が行われる。EVモードでは、バッテリ6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、ECU7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、各モードや変速段を選択する。さらに、ECU7は、選択した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、ECU7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から出力され減速機構8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、アシストモードを選択する。このとき、ECU7は、要求動力に対する不足分をバッテリ6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、ECU7は、適正運転動力が要求動力を超えるとき、回生モードを選択し、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6に充電させる。ECU7は、バッテリ6の充電レベル(SOC)が小さいときも、バッテリ6の充電を促進するために、回生モードを選択し、エンジン2の出力を増加させる。
 [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31を図2を参照して説明する。なお、カウンタ軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図2では省略している。
 動力伝達装置31は、動力伝達装置1と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。動力伝達装置31は、動力伝達装置1と同様に、前進3段後進1段の変速を確保している。
 動力伝達装置31は、動力伝達装置1が備えていた第1、第2クラッチC1,C2の代わりに、同期装置(第1同期装置)Sを備えている。
 エンジン2の出力軸2aには、エンジン2からの動力が主クラッチCMを介して入力される主入力軸(第1主入力軸)32が連結されている。
 主入力軸32に対して、副入力軸(第1副入力軸)33が同軸心に配置されている。主入力軸32と副入力軸33とは、同期装置Sを介して接続されている。同期装置Sは、副入力軸33に設けられ、3速ギヤ(低速ギヤ)33a又は5速ギヤ(高速ギヤ)33bと主入力軸32との接続、切断が切替可能に構成されている。
 同期装置Sは、シンクロクラッチなどの周知のものであり、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33の軸方向に移動させることによって、3速ギヤ33a又は5速ギヤ33bを主入力軸32と選択的に連結させる。スリーブが図中左側へ移動した場合、3速ギヤ33aと主入力軸32とが連結される。一方、スリーブが図中右側へ移動した場合、5速ギヤ33bと主入力軸32とが連結される。
 そして、副入力軸33と出力軸14とは、3速ギヤ対(ギヤ対)34を介して結合されている。この3速ギヤ対34は、3速ギヤ33aと出入力軸14上に固定された低速ギヤ14aとが噛合して構成されている。さらに、副入力軸33と出力軸14とは、5速ギヤ対35を介して結合されている。この5速ギヤ対35は、高速ギヤ33bと出入力軸14上に固定された高速ギヤ14bとが噛合して構成されている。
 主入力軸32の電動機3側の一端部にサンギヤ8sが固定されており、サンギヤ8sは、主入力軸32及びロータ3aと連動して回転する。
 以上のように構成された動力伝達装置31において、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、主クラッチCMがON状態にあるとき、同期装置Sの状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸14に伝達される。
 さらに、主クラッチCMがON状態にあるとき、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、主入力軸32を介してサンギヤ8sから減速機構8に入力される。また、電動機3から出力された動力も、サンギヤ8sから減速機構8に入力される。このように、エンジン2及び電動機3の動力は共にサンギヤ8sに入力される。そのため、エンジン2及び電動機3の動力は、他の動力の有無やその方向に拘わらず、サンギヤ8sから減速機構8に入力することができる。よって、例えば、電動機3を回転して車両が停止したニュートラル状態から、エンジン2を始動することができる。
 そして、ブレーキBによりリングギヤ8rの回転を阻止することにより、サンギヤ8sに入力された動力に応じた動力がキャリア8cから出力され、副出力軸33及び第3ギヤ対34を介して出力軸14に伝達される。この減速機構8から出力される動力は、エンジン2から減速機構8を介することなく出力軸14に伝達される動力の補助(アシスト)も行う。また、エンジン2が駆動することなく、電動機3の動力のみによっても、減速機構8から動力は出力され得る。なお、サンギヤ8sの回転方向と電動機3に生じるトルクの方向とが異なる場合、電動機3で回生運転が行われることになる。
 なお、動力伝達装置31の動作モード及び変速段は、動力伝達装置1と同様であるので、その説明は省略する。
 [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41を図3を参照して説明する。動力伝達装置41は、動力伝達装置1と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。なお、カウンタ軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図3では省略している。
 動力伝達装置41は、後退同期装置SRを主入力軸11と平行な入力伝達軸21に設けていたが、動力伝達装置41は、後退同期装置SRを主入力軸(第1主入力軸)42と同軸に設けている。
 さらに、動力伝達装置41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53,56に伝達して、該補機53,56を駆動し得るように構成されている。補機53,56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の出力軸2aには、該出力軸2aに平行に配置され、エンジン2からの動力が主クラッチCMを介して入力される主入力軸42が連結されている。
 主入力軸42に対して、3本の副軸、即ち第1副入力軸43、第2副入力軸44及び第3副入力軸45がそれぞれ同軸心に配置されている。そして、主入力軸42と第1副入力軸43とは、第1クラッチC1を介して連結、又はプラネタリギヤ8pを介して動力が伝される。また、主入力軸42と第2副入力軸44とは、第2クラッチC2を介して連結される。
 主入力軸42の電動機3側の一端部にサンギヤ8sが固定されており、サンギヤ8sは、主入力軸42及びロータ3aと連動して回転する。
 そして、主入力軸42に対して平行に出力軸46が配置されている。出力軸46と第1副入力軸43とは、3速ギヤ対47を介して結合されている。この3速ギヤ対47は、出力軸46上に固定された低速ギヤ46aと第1副入力軸43上に固定された3速ギヤ43aとが噛合して構成されている。また、出力軸46と第2副入力軸44とは、5速ギヤ対48を介して結合されている。この5速ギヤ対48は、出力軸46上に固定された高速ギヤ46bと第2副入力軸44上に固定された5速ギヤ44aとが噛合して構成されている。さらに、出力軸46上にはファイナルギヤ46cが固定されている。
 主入力軸42に対して同軸に後退軸49が配置されている。後退軸49には、該後退軸49上に固定された後退ギヤ49aが設けられている。
 第1副入力軸43と第3副入力軸45の連結、切断及び第3副入力軸45と後退軸49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。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46の軸方向に移動させることによって、連結、切断を行う。スリーブが図3に示す中立位置に存する場合、第1副入力軸43と第3副入力軸45、及び第3副入力軸45と後退軸49とは切断されている。スリーブが図中右側へ移動した場合、第1副入力軸43と第3副入力軸45とが連結される。スリーブが図中左側へ移動した場合、第3副入力軸45と後退軸49とが連結される。このようにして、第1副入力軸43は、後退同期装置SR及び第3副入力軸45を介してキャリア8cに接続されている。
 また、主入力軸42に対して平行に後退中間軸50が配置されている。後退軸49と後退中間軸50とは、後退ギヤ対51を介して結合されている。この後退ギヤ対51は、後退軸49上に固定された後退ギヤ49aと後退中間軸50上に固定されたギヤ50aとが噛合して構成されている。後退中間軸50と出力軸46とは、後退ギヤ対52を介して結合されている。この後退ギヤ対52は、後退中間軸50上に固定されたギヤ50aと出力軸46上に固定されたギヤ46dとが噛合して構成されている。
 さらに、主入力軸42に対して、補機53の入力軸53aが平行に配置されている。そして、主入力軸42と補機53の入力軸53aとは、伝達機構54を介して結合されている。この伝達機構54は、主クラッチCMに固定されたギヤ42aと入力軸53a上に固定されたギヤ53bとがベルト54aを介して連結されて構成されている。なお、伝達機構54は、ギヤ42aとギヤ53bとがチェーン等を介して連結されて構成されるものであってもよい。補機53の入力軸53aには、補機用クラッチ55が介設されており、ギヤ53bと補機53の入力軸53aとが補機用クラッチ55を介して同軸心に連結されている。
 また、主入力軸42に対して、補機56の入力軸56aが平行に配置されている。そして、主入力軸42と補機56の入力軸56aとは、伝達機構57を介して結合されている。この伝達機構57は、主入力軸42のサンギヤ8sよりエンジン2側と反対の外側に固定されたギヤ42cと入力軸56a上に固定されたギヤ56bとがベルト57aを介して連結されて構成されている。なお、伝達機構57は、ギヤ42cとギヤ56bとがチェーン等を介して連結されて構成されるものであってもよい。補機56の入力軸56aには、補機用クラッチ58が介設されており、ギヤ56bと補機56の入力軸56aとが補機用クラッチ58を介して同軸心に連結されている。
 補機用クラッチ55,58は、ECU7の制御の下で、ギヤ53b,56bと補機53,56の入力軸53a,56a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。この場合、補機用クラッチ55,58を接続状態に動作させると、ギヤ53b,56bと補機53.56の入力軸53a,56aとが互いに一体に回転するように補機用クラッチ55,58を介して結合される。また、エアコンディショナーなどを駆動させない状態がある場合に、補機用クラッチ55,58を遮断状態に動作させると、該補機用クラッチ55,58によるギヤ53b,56bと補機53,56の入力軸53a,56aとの間の結合が解除される。この状態では、主入力軸42と補機53,56の入力軸53a,56aへの動力伝達が遮断される。また、図示しないが、蓄圧装置に蓄圧しておけば、駆動不可能である場合にも、オイルポンプとして役割を果たすことが可能となる。
 後退段時、後退同期装置SRにより第3副入力軸45と後退軸49とを連結すると共に、ブレーキBをロックしてリングギヤ8rの回転を阻止すると、正転する主入力軸42の回転が反転されて、カウンタ軸46に伝達され、該カウンタ軸46は逆転する。よって、後退同期装置SRにより第3副入力軸45と後退軸49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、電動機3のロータ3aが正転・逆転何れであっても、主入力軸42が正転していれば、車軸20,20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、後退ギヤ46aと第1副入力軸43との連結が遮断されると、主入力軸42が正転している場合、車軸20,20は正転し、駆動輪4,4は車両を前進させる方向に回転する。よって、例えば、電動機3が運転され車両が停止したニュートラル状態から、エンジン2を始動して後退することができる。
 主クラッチCMに固定されたギヤ42aは、主クラッチCMの接続状態に拘わらず、エンジン2の出力軸2aが回転するとき、常に回転する。一方、主入力軸42に固定されたギヤ42cは、主入力軸42が回転していれば、出力軸2aの回転の有無に拘わらず、常に回転する。よって、車両停止時であってもエンジン2動作時には、補機53を駆動することが可能である。また、エンジン2が停止していても、電動機3を運転することにより、補機56を駆動することが可能となる。
 さらに、車両停止時において、エンジン2を動作させ、主クラッチCMをON状態にすると、電動機3の回生運転によりバッテリ6の充電を行うことができる。
 以下、動力伝達装置41の動作モードにおける変速段について説明する。動力伝達装置41は、エンジンモード、EVモード及びHEVモードの3つの動作モードにおいて、それぞれ前進3段後進1段の変速を確保している。
 [エンジンモード、低速段]
 図4はエンジンモードの低速段(1速段)における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。エンジンモードの低速段では、ECU7は、主クラッチCMをON状態に、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRをスリーブが図中右側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM、主入力軸42、サンギヤ8s、キャリア8c、第3副入力軸45、第1副入力軸43、3速ギヤ対47、出力軸46等を介して駆動輪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低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、このとき、主入力軸42に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向にトルクを発生させるよう電動機3に回生運転を行わせることにより、回生モードも可能となる。
 [EVモード、低速段]
 図5はEVモードの低速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。EVモードの低速段では、ECU7は、主クラッチCM、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRをスリーブが図中右側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8s、キャリア8c、第3副入力軸45、第1副入力軸43、3速ギヤ対47、出力軸46等を介して駆動輪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低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。
 [エンジンモード、3速段]
 図6はエンジンモードの3速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。エンジンモードの3速段では、ECU7は、主クラッチCM及び第1クラッチC1をON状態に、第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRを中立状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM、主入力軸42、第1クラッチC1、第1副入力軸43、3速ギヤ対47、出力軸46等を介して駆動輪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3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、このとき、主入力軸42に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、3速段]
 図7はEVモードの3速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。EVモードの3速段では、ECU7は、第1クラッチC1をON状態に、主クラッチCM及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRを中立状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8s、主入力軸42、第1クラッチC1、第1副入力軸43、3速ギヤ対47、出力軸46等を介して駆動輪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3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。
 [HEVモード、3速段(擬似2速段)]
 図8はHEVモードの3速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。HEVモードの3速段では、ECU7は、主クラッチCM及び第1クラッチC1をON状態に、第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRを中立状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。そのため、サンギヤ8sでエンジン2からの動力と電動機3からの動力が合成される。そして、この合成された動力は、主入力軸42、第1クラッチC1、第1副入力軸43、3速ギヤ対47、出力軸46等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって3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、変速段は3速段であるが、エンジン2の動力に電動機3の動力がアシストされて増加し、いわば変速段が2速段であるかのようになる。
 [エンジンモード、5速段]
 図9はエンジンモードの5速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。エンジンモードの5速段では、ECU7は、主クラッチCM及び第2クラッチC2をON状態に、第1クラッチC1をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRを中立状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM、主入力軸42、第2クラッチC2、第2副入力軸44、5速ギヤ対48、出力軸46等を介して駆動輪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5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、このとき、主入力軸42に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、5速段]
 図10はEVモードの5速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。EVモードの5速段では、ECU7は、第2クラッチC2をON状態に、主クラッチCM及び第1クラッチC1をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRを中立状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8s、主入力軸42、第2クラッチC2、第2副入力軸44、5速ギヤ対48、出力軸46等を介して駆動輪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5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。
 [HEVモード、5速段(擬似4速段)]
 図11はHEVモードの5速段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。HEVモードの5速段では、ECU7は、主クラッチCM及び第2クラッチC2をON状態に、第1クラッチC1をOFF状態に、ブレーキBを解放状態に、後退同期装置SRを中立状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。そのため、サンギヤ8sでエンジン2からの動力と電動機3からの動力が合成される。そして、この合成された動力は、主入力軸42、第2クラッチC2、第2副入力軸44、5速ギヤ対48、出力軸46等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって5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、変速段は5速段であるが、エンジン2の動力に電動機3の動力がアシストされて増加し、いわば変速段が4速段であるかのようになる。
 [エンジンモード、後退段]
 図12はエンジンモードの後退段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。エンジンモードの後退段では、ECU7は、主クラッチCMをON状態に、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM、主入力軸42、サンギヤ8s、キャリア8c、第3副入力軸45、後退ギヤ対51,52、出力軸46等を介して駆動輪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駆動輪4,4が車両の後進方向に回転する。なお、このとき、主入力軸11に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向にトルクを発生させるよう電動機3に回生運転を行わせることにより、回生モードも可能となる。
 [EVモード、後退段]
 図13はEVモードの後退段における動力伝達装置41の動力伝達状態を示している。EVモードの後退段では、ECU7は、主クラッチCM、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、ブレーキBをロック状態に、後退同期装置SRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8s、キャリア8c、第3副入力軸45、後退ギヤ対51,52、出力軸46等を介して駆動輪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が車両の後進方向に回転する。
 [第3実施形態の変形]
 本発明の第3実施形態の変形に係るハイブリッド車両用動力伝達装置41Aを図14を参照して説明する。なお、カウンタ軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図14では省略している。
 動力伝達装置41Aは、動力伝達装置41と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。動力伝達装置41では、補機53,56を分散して設け、それぞれ異なる入力軸53a,56aにより駆動していた。一方、動力伝達装置41Aでは、補機61を一箇所にまとめて設け、共通の入力軸61aにより駆動している。
 そのため、動力伝達装置41Aは、ギヤ42aに隣接させて、主入力軸42に補機61駆動用のギヤ42bを設けている。具体的には、ギヤ42bは、ギヤ42aと第2副入力軸44との間において、主入力軸42上に固定されている。
 そして、主入力軸42と補機61の入力軸61aとは、伝達機構62を介して結合されている。この伝達機構62は、ギヤ42aと入力軸61a上に固定されたワンウェイクラッチ付ギヤ61bとがベルト62aを介して連結されて構成されている。さらに、主入力軸42と補機61の入力軸61aとは、伝達機構63を介しても結合されている。この伝達機構63は、ギヤ42bと入力軸61a上に固定されたワンウェイクラッチ付ギヤ61cとがベルト63aを介して連結されて構成されている。ベルト62a,63aを介されたトルクは補機61を駆動するが、入力軸61aの回転よりベルト62a,63aは駆動しない。なお、伝達機構62,63は、ベルト62a,63aの代わりに、チェーン等を有するものであってもよい。
 これにより、車両停止時であってもエンジン2動作時には、ギヤ42a、ベルト62a及びワンウェイクラッチ付ギヤ61bを介して補機61を駆動することが可能である。また、エンジン2が停止していても、電動機3を運転することにより、補機61を駆動することが可能となる。
 さらに、車両停止時において、エンジン2を動作させ、主クラッチCMをON状態にすると、電動機3の回生運転によりバッテリ6の充電を行うことができる。
 なお、動力伝達装置41Aの動作モード及び変速段は、動力伝達装置41と同様であるので、その説明は省略する。
 [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71を図15を参照して説明する。動力伝達装置71は、動力伝達装置1と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。なお、カウンタ軸17以降の構成は、図1と同じであるため、図15では省略している。
 動力伝達装置71は、前進3段後進1段の変速段を確保する動力伝達装置1に対してエンジンモードにおいてのみ前進2段の変速段が追加されている。動力伝達装置71は、動力伝達装置1に追加して第3主入力軸72及び第3、第4クラッチC3,C4等を備えている。
 入力伝達軸21に対して平行に第3主入力軸72が配置されている。そして、第3主入力軸72と入力伝達軸21とは、ギヤ対77を介して常時結合されている。このギヤ対77は、第3主入力軸72上に固定されたギヤ72aと入力伝達軸21上に固定されたギヤ21aとが噛合して構成されている。
 第3主入力軸72に対して、2本の副入力軸、即ち第3副入力軸73及び第4副入力軸74がそれぞれ同軸心に隣接して配置されている。そして、第3主入力軸72と第3副入力軸73とは、第3クラッチ(第3断接装置)C3を介して連結、又はプラネタリギヤ8pを介して動力伝達可能に配置されている。また、第3主入力軸72と第4副入力軸74とは、第4クラッチ(第4断接装置)C4を介して連結されている。第3クラッチC3と第4クラッチC4とは第3主入力軸72に軸心方向に隣接して配置されている。
 第3クラッチC3は、ECU7の制御の下で、第3主入力軸72が第3副入力軸73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4クラッチC4は、ECU7の制御の下で、第3主入力軸72が第4副入力軸74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3クラッチC3を接続状態に動作させると、第3副入力軸73が第3主入力軸72と接続される。この状態では、第3主入力軸72から第3副入力軸73への動力伝達のみが可能となり、第3主入力軸72から第4副入力軸74へ動力伝達は遮断される。また、第4クラッチC4を接続状態に動作させると、第4副入力軸74が第3主入力軸72と接続される。この状態では、第3主入力軸72から第4副入力軸74へ動力伝達が可能となり、第3主入力軸72から第3副入力軸73へは動力伝達は遮断される。なお、第3クラッチC3と第4クラッチC4が共に接続状態に動作することはなく、第3クラッチC3と第4クラッチC4の何れか一方のみが選択的に接続状態に動作する。
 そして、出力軸14と第3副入力軸73とは、2速ギヤ対75を介して結合されている。この2速ギヤ対75は、出力軸14上に固定された低速ギヤ14aと第3副入力軸73上に固定された2速ギヤ73aとが噛合して構成されている。また、出力軸14と第4副入力軸74とは、4速ギヤ対76を介して結合されている。この4速ギヤ対76は、出力軸14上に固定された高速ギヤ14bと第4副入力軸74上に固定された4速ギヤ74aとが噛合して構成されている。
 以上のように構成された動力伝達装置71において、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、主クラッチCMがON状態にあるとき、第1乃至第4クラッチC1~C4の状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸14に伝達される。具体的には、第3クラッチC3がON状態にあるときには、主入力軸11からギヤ対22、入力伝達軸21、ギヤ対77、第3主入力軸及び2速ギヤ対75を介して出力軸14に伝達され、2速段が確立される。第1クラッチC1がON状態にあるときには、主入力軸11から3速ギヤ対15を介して出力軸15に伝達され、3速段が確立される。第4クラッチC3がON状態にあるときには、主入力軸11からギヤ対22、入力伝達軸21、ギヤ対77、第3主入力軸72及び4速ギヤ対76を介して出力軸14に伝達され、4速段が確立される。第2クラッチC2がON状態にあるときには、主入力軸11から5速ギヤ対16を介して出力軸14に伝達され、5速段が確立される。
 さらに、主クラッチCMがON状態にあるとき、エンジン2の出力軸2aから出力された動力は、主入力軸11を介してサンギヤ8sから減速機構8に入力される。また、電動機3から出力された動力も、サンギヤ8sから減速機構8に入力される。このように、エンジン2及び電動機3の動力は共にサンギヤ8sに入力される。そのため、エンジン2及び電動機3の動力は、他の動力の有無やその方向に拘わらず、サンギヤ8sから減速機構8に入力することができる。よって、例えば、電動機3が回転状態で車両が停止したニュートラル状態から、エンジン2を始動することができる。
 そして、ブレーキBによりリングギヤ8rの回転を阻止することにより、サンギヤ8sに入力された動力に応じた動力がキャリア8cから出力され、第1副出力軸12及び第3ギヤ対15を介して出力軸14に伝達される。この減速機構8から出力される動力は、エンジン2から減速機構8を介することなく出力軸19に伝達される動力の補助(アシスト)も行う。また、エンジン2が駆動することなく、電動機3の動力のみによっても、減速機構8から動力は出力され得る。なお、サンギヤ8sの回転方向と電動機3に生じるトルクの方向とが異なる場合、電動機3で回生運転が行われることになる。
 特に、主クラッチCM及び第1クラッチC1をON状態に、且つブレーキBをリングギヤ8rの回転を阻止するよう設定すると、エンジン2から出力された動力は、主入力軸11から副入力軸12を介して直接的に3速ギヤ対15から出力軸14に伝達される動力の他、主入力軸11からサンギヤ8s、キャリア8cから副入力軸12を介して3速ギヤ対から出力軸14に逆転方向の動力が伝達される。このとき、2速段時の減速比よりも減速比が大きい擬似1速段を得ることができる。これにより、擬似1速段を含めた計5段の前進走行がエンジン2のみを駆動源として可能となる。
 また、後退同期装置SRにより後退ギヤ21bと入力伝達軸21とを連結すると、動力伝達装置1と同様に、後進することができる。
 なお、動力伝達装置71の動作モードは、動力伝達装置1の動作モードと同様であるので、その説明は省略する。
 [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81を図16を参照して説明する。動力伝達装置81は、動力伝達装置31と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。なお、出力軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図16では省略している。
 動力伝達装置81は、前進3段後進1段の変速を確保する動力伝達装置31に対してエンジンモードにおいてのみ前進2段の変速が追加されている。動力伝達装置81は、動力伝達装置31に追加して第3主入力軸82及び第2同期装置S2等を備えている。
 入力伝達軸21に対して平行に第3主入力軸82が配置されている。そして、第3主入力軸82と入力伝達軸21とは、ギヤ対86を介して常時結合されている。このギヤ対86は、第3主入力軸82上に固定されたギヤ82aと入力伝達軸21上に固定されたギヤ21aとが噛合して構成されている。
 第3主入力軸82に対して、第3副入力軸83が同軸心に配置されている。そして、第3主入力軸82と第3副入力軸83とは、第2同期装置S2を介して接続されている。第2同期装置S2は、第3副入力軸83に設けられ、2速ギヤ(低速ギヤ)83a又は4速ギヤ(高速ギヤ)83bと第3主入力軸82との接続、切断が切替可能に構成されている。
 第2同期装置S2は、シンクロクラッチなどの周知のものであり、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3副入力軸83の軸方向に移動させることによって、2速ギヤ83a又は4速ギヤ83bを第3主入力軸82と選択的に連結させる。スリーブが図中左側へ移動した場合、2速ギヤ83aと第3主入力軸82とが連結される。一方、スリーブが図中右側へ移動した場合、4速ギヤ83bと第3主入力軸82とが連結される。
 そして、出力軸14と第3副入力軸83とは、2速ギヤ対84及び4速ギヤ対85を介して結合されている。2速ギヤ対84は、出力軸14上に固定された低速ギヤ14aと2速ギヤ83aとが噛合して構成されている。4速ギヤ対85は、出力軸14上に固定された高速ギヤ14bと4速ギヤ83bとが噛合して構成されている。
 なお、動力伝達装置81の動作モード及び変速段は、動力伝達装置71と近似するので、その説明は省略する。
 [第6実施形態]
 本発明の第6実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置91を図17を参照して説明する。動力伝達装置91は、動力伝達装置71と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。なお、カウンタ軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図17では省略している。
 動力伝達装置71は、主入力軸11の一端にサンギヤ8s及びロータ3aを固定し、第1副入力軸12の一端にキャリア8cを固定していたが、動力伝達装置91では、第2主入力軸72の一端にサンギヤ8s及びロータ3aを固定し、第3副入力軸73の一端にキャリア8cを固定している。
 これにより、動力伝達装置91は、動力伝達装置71と同様の動作を行うことができる。そして、動力伝達装置91は、動力伝達装置71に比べて、主入力軸11を短軸化することができるため、全体の主入力軸12方向の軸長を短縮することが可能となる。
 [第7実施形態]
 本発明の第7実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置101を図18を参照して説明する。動力伝達装置101は、動力伝達装置1と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。なお、カウンタ軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図18では省略している。
 エンジン2の出力軸2aには、該出力軸2aに平行に配置され、エンジン2からの動力が主クラッチCMを介して入力される主入力軸(第1主入力軸)102が連結されている。主入力軸102の電動機3側の一端部にサンギヤ8sが固定されており、サンギヤ8sは主入力軸102及びロータ3aと連動して回転する。
 主入力軸102に対して、中間入力軸103が同軸心に配置されている。中間入力軸103の電動機3側の一端部にキャリア8cが固定されており、キャリア8cは、中間入力軸103及びプラネタリギヤ8pと連動して回転する。
 キャリア8cと主入力軸102とは、プラネタリクラッチCPを介して連結されている。プラネタリクラッチCPは、ECU7の制御の下で、キャリア8cが主入力軸102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。プラネタリクラッチCPを接続状態に動作させると、キャリア8cが主入力軸102と接続され、サンギヤ8aとプラネタリギヤ8pとが相対的に固定された状態で回転する。
 リングギヤ8rには、リングクラッチCRが配置されている。リングクラッチCRは、リングギヤ8rを不動部であるハウジング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。リングクラッチCRを接続状態に動作させると、リングギヤ8rの回転が阻止される。なお、リングクラッチCRの代わりに、リングギヤ8rの両方向の回転を阻止する状態と、両方向の回転を許容する状態とを選択的に切替可能なブレーキや同期噛合装置を用いてもよい。
 そして、中間入力軸103に対して、2本の副軸、即ち第1副入力軸104及び第2副入力軸105がそれぞれ同軸心に配置されている。そして、中間入力軸103と第1副入力軸104とは、第1クラッチ(第1断接装置)C1を介して連結されている。また、中間入力軸103と第2副入力軸105とは、第2クラッチ(第2断接装置)C2を介して連結されている。
 主入力軸102に対して平行に出力軸106が配置されている。そして、出力軸106と第1副入力軸104とは、低速ギヤ対107を介して結合されている。この低速ギヤ対107は、出力軸106上に固定された低速ギヤ(受動ギヤ)106aと第1副入力軸104上に固定された低速ギヤ(駆動ギヤ)104aとが噛合して構成されている。
 また、出力軸106に対して、副出力軸108が同軸心に配置されている。出力軸106と副出力軸108とは、同期装置SDRを介して接続されている。同期装置SDRは、副出力軸108に設けられ、高速ギヤ(受動ギヤ)108a又は後退ギヤ(後退受動ギヤ)108bと出入力軸106との接続、切断が切替可能に構成されている。
 同期装置SDRは、シンクロクラッチなどの周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを副出力軸108の軸方向に移動させることによって、高速ギヤ108a又は後退ギヤ108bを出力軸106と選択的に連結させる。スリーブが図中左側へ移動した場合、高速ギヤ108aと出力軸106とが連結される。一方、スリーブが図中右側へ移動した場合、後退ギヤ108bと出力軸106とが連結される。
 そして、副出力軸108と第2副入力軸105とは、高速ギヤ対109を介して結合されている。この高速ギヤ対109は、高速ギヤ108aと第2副入力軸105上に固定された低速ギヤ(駆動ギヤ)105aとが噛合して構成されている。
 中間軸103と対して平行に後退アイドル軸110が配置されている。そして、中間軸103と後退アイドル軸110とは、後退ギヤ対111を介して結合されている。この後退ギヤ対111は、中間軸103上に固定された後退ギヤ(後退駆動ギヤ)103aと後退アイドル軸110上に固定された後退ギヤ(後退中間ギヤ)110aとが噛合して構成されている。そして、副出力軸108と後退アイドル軸110とは、後退ギヤ対112を介して結合されている。この後退ギヤ対112は、後退ギヤ108bと後退ギヤ110aとが噛合して構成されている。
 さらに、出力軸14上に固定されたファイナルギヤ14cと噛合するファイナルギヤ106bが、出力軸106上に固定されている。
 以下、動力伝達装置101の動作モードにおける変速段について説明する。動力伝達装置101は、エンジンモード、EVモード及びHEVモードの3つの動作モードにおいて、それぞれ前進4段後進1段の変速段を確保している。
 [エンジンモード、1速段]
 図19はエンジンモードの1速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。エンジンモードの1速段では、ECU7は、主クラッチCM、リングクラッチCR及び第1クラッチC1をON状態に、プラネタリクラッチCP及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸102を介してサンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第1クラッチC1、第1副入力軸104、低速ギヤ対107、出力軸106等を介して駆動輪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。なお、このとき、主入力軸106に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、1速段]
 図20はEVモードの1速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。EVモードの1速段では、ECU7は、リングクラッチCR及び第1クラッチC1をON状態に、主クラッチCM、プラネタリクラッチCP及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第1クラッチC1、第1副入力軸104、低速ギヤ対107、出力軸106等を介して駆動輪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。
 [HEVモード、1速段]
 図21はHEVモードの1速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。HEVモードの1速段では、ECU7は、主クラッチCM、リングクラッチCR及び第1クラッチC1をON状態に、プラネタリクラッチCP及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。これらサンギヤ8sに入力された動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第1クラッチC1、第1副入力軸104、低速ギヤ対107、出力軸106等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって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。
 [エンジンモード、2速段]
 図22はエンジンモードの2速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。エンジンモードの2速段では、ECU7は、主クラッチCM、リングクラッチCR及び第2クラッチC2をON状態に、プラネタリクラッチCP及び第1クラッチC1をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸102を介してサンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第2クラッチC2、第2副入力軸105、高速ギヤ対109、副出力軸108、出力軸106等を介して駆動輪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、このとき、主入力軸106に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、2速段]
 図23はEVモードの2速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。EVモードの2速段では、ECU7は、リングクラッチCR及び第2クラッチC2をON状態に、主クラッチCM、プラネタリクラッチCP及び第1クラッチC1をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第2クラッチC2、第2副入力軸105、高速ギヤ対109、副出力軸108、出力軸106等を介して駆動輪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。
 [HEVモード、2速段]
 図24はHEVモードの2速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。HEVモードの2速段では、ECU7は、主クラッチCM、リングクラッチCR及び第2クラッチC2をON状態に、プラネタリクラッチCP及び第1クラッチC1をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。これらサンギヤ8sに入力された動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第2クラッチC2、第2副入力軸105、高速ギヤ対109、副出力軸108、出力軸106等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって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。
 [エンジンモード、3速段]
 図25はエンジンモードの3速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。エンジンモードの3速段では、ECU7は、主クラッチCM、CRプラネタリクラッチCP及び第1クラッチC1をON状態に、リングクラッチCR及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸102を介してサンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、サンギヤ8sと連動するキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第1クラッチC2、第1副入力軸104、低速ギヤ対107、出力軸106等を介して駆動輪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3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、このとき、主入力軸106に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、3速段]
 図26はEVモードの3速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。EVモードの3速段では、ECU7は、プラネタリクラッチCP及び第1クラッチC1をON状態に、主クラッチCM、リングクラッチCR及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、サンギヤ8sと連動するキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第1クラッチC1,第1副入力軸104、低速ギヤ対107、出力軸106等を介して駆動輪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3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。
 [HEVモード、3速段]
 図27はHEVモードの3速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。HEVモードの3速段では、ECU7は、主クラッチCM、プラネタリクラッチCP及び第1クラッチC1をON状態に、リングクラッチCR及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。これらサンギヤ8sに入力された動力は、サンギヤ8sと連動するキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第1クラッチC1,第1副入力軸104、低速ギヤ対107、出力軸106等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって3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。
 [エンジンモード、4速段]
 図28はエンジンモードの4速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。エンジンモードの4速段では、ECU7は、主クラッチCM、CRプラネタリクラッチCP及び第2クラッチC2をON状態に、リングクラッチ及び第1クラッチC1をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸102を介してサンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、サンギヤ8sと連動するキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第2クラッチC2、第2副入力軸105、高速ギヤ対109、副出力軸108、出力軸106等を介して駆動輪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。なお、このとき、主入力軸106に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、4速段]
 図29はEVモードの4速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。EVモードの4速段では、ECU7は、プラネタリクラッチCP及び第2クラッチC2をON状態に、主クラッチCM、リングクラッチCR及び第1クラッチC1をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、サンギヤ8sと連動するキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第2クラッチC2、第2副入力軸105、高速ギヤ対109、副出力軸108、出力軸106等を介して駆動輪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。
 [HEVモード、4速段]
 図30はHEVモードの4速段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。HEVモードの4速段では、ECU7は、主クラッチCM、プラネタリクラッチCP及び第2クラッチC2をON状態に、リングクラッチCR及び第1クラッチC1をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。これらサンギヤ8sに入力された動力は、サンギヤ8sと連動するキャリア8cから出力され、中間入力軸103、第2クラッチC2、第2副入力軸105、高速ギヤ対109、副入力軸108、出力軸106等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって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。
 [エンジンモード、後退段]
 図31はエンジンモードの後退段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。エンジンモードの後退段では、ECU7は、主クラッチCM、リングクラッチCRON状態に、プラネタリクラッチCP、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中右側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3を停止状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸102を介してサンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、後退ギヤ対111,112、出力軸106等を介して駆動輪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駆動輪4,4が車両の後進方向に回転する。なお、このとき、主入力軸106に伴ってサンギヤ8sは正転するので、ロータ3aが正転する。よって、ロータ3aを逆転させる方向に電動機3がトルクを発生させ、電動機3で回生運転が行われる回生モードも可能となる。
 [EVモード、後退段]
 図32はEVモードの後退段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。EVモードの後退段では、ECU7は、リングクラッチCRをON状態に、主クラッチCM、プラネタリクラッチCP、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を停止状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、電動機3からの動力は、サンギヤ8sに入力される。そして、この動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、後退ギヤ対111,112、出力軸106等を介して駆動輪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が車両の後進方向に回転する。
 [HEVモード、後退段]
 図33はHEVモードの後退段における動力伝達装置101の動力伝達状態を示している。HEVモードの後退段では、ECU7は、主クラッチCM、リングクラッチCRをON状態に、プラネタリクラッチCP、第1クラッチC1及び第2クラッチC2をOFF状態に、同期装置SDRをスリーブが図中左側に移動した状態に、エンジン2を運転状態に、電動機3をロータ3aが正転する運転状態に設定する。
 この場合、エンジン2の出力軸2aからの動力は、主クラッチCM及び主入力軸42を介してサンギヤ8sに伝達される。そして、電動機3からの動力もサンギヤ8sに伝達される。これらサンギヤ8sに入力された動力は、減速機構8により減速されてキャリア8cから出力され、中間入力軸103、後退ギヤ対111,112、出力軸106等を介して駆動輪4,4に伝達される。これにより、エンジン2及び電動機3の動力によって駆動輪4,4が車両の後進方向に回転する。
 [第8実施形態]
 本発明の第8実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置121を図34を参照して説明する。なお、カウンタ軸14以降の構成は、図1と同じであるため、図34では省略している。
 動力伝達装置121は、動力伝達装置101と類似するので、異なる構成についてのみ説明する。動力伝達装置121は、動力伝達装置101と同様に、前進4段後進1段の変速を確保している。
 動力伝達装置121は、動力伝達装置101が備えていた第1、第2クラッチC1,C2の代わりに、同期装置Sを備えている。
 中間軸103に対して、副入力軸122が同軸心に配置されている。中間軸103と副入力軸122とは、同期装置Sを介して接続されている。同期装置Sは、副入力軸122に設けられ、低速ギヤ122a又は高速ギヤ122bと中間軸103との接続、切断が切替可能に構成されている。
 同期装置Sは、シンクロクラッチなどの周知のものであり、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122の軸方向に移動させることによって、低速ギヤ122a又は高速ギヤ122bを中間軸103と選択的に連結させる。スリーブが図中左側へ移動した場合、低速ギヤ122aと中間軸103とが連結される。一方、スリーブが図中右側へ移動した場合、高速ギヤ122bと中間軸103とが連結される。
 そして、副入力軸103と出力軸106とは、低速ギヤ対(ギヤ対)123を介して結合されている。この低速ギヤ対123は、低速ギヤ122aと出入力軸106上に固定された低速ギヤ106aとが噛合して構成されている。さらに、副入力軸122と副出力軸108とは、高速ギヤ対(ギヤ対)124を介して結合されている。この高速ギヤ対124は、高速ギヤ122bと副出力軸108に同期装置SDRを介して接続された高速ギヤ108aとが噛合して構成されている。
 以上のように構成された動力伝達装置121の動作モード及び変速段は、動力伝達装置101と同様であるので、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ず、例えば、前記各実施形態を適宜組み合わせることが可能である。
 また、前記各実施形態では、第1副入力軸12,33,43,104に低速ギヤ12a,43a,104aが、第2副入力軸13,44,105に高速ギヤ13a,44a,105a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副入力軸12,43,104に高速ギヤを、第2副入力軸13,44,105に低速ギヤをそれぞれ配置してもよい。
 また、前記第4乃至第6各実施形態では、第1副入力軸12,33、第2副入力軸13に奇数段用のギヤ12a,13a,33a,33bが、第3副入力軸73,83、第4副入力軸74に偶数段用のギヤ73a,74a,83a,83b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副入力軸12,33、第2副入力軸13に偶数段用のギヤを、第3副入力軸73,83、第4副入力軸74に奇数段用のギヤをそれぞれ配置してもよい。
 また、減速機構8は、シングルピニオン型の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。例えば、減速機構8は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置や電磁クラッチ式の差動装置により構成してもよい。また、サンギヤ8sに主入力軸11,32,102や第1主入力軸42を、キャリア9cに副入力軸12,33,103や第1副入力軸43を、リングギヤ8rにブレーキBやクラッチリングCR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、これらに限定されるものではなく、その接続を変更してもよい。
             

Claims (20)

  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、
     前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、
     前記第1主入力軸と同軸心に配置され、第1断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結される第1副入力軸と、
     前記第1主入力軸と同軸心に配置され、第2断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結される第2副入力軸と、
     前記第1主入力軸と平行に配置され、前記第1副入力軸及び前記第2副入力軸とそれぞれギヤ対を介して結合され、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、
     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減速機構とを備え、
     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副入力軸に接続され、
     前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、
     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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記第1副入力軸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.  前記第1断接装置と前記第2断接装置とは前記主入力軸に軸心方向に隣接して配置される湿式クラッチであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  3.  前記第1主入力軸と平行に配置され、該第1主入力軸と常時接続される第2主入力軸と、
     前記第2主入力軸と同軸心に配置され、第3断接装置によって選択的に、該第2主入力軸と連結される第3副入力軸と、
     前記第2主入力軸と同軸心に配置され、第4断接装置によって選択的に、該第2主入力軸と連結される第4副入力軸とを備え、
     前記出力軸に固定された複数のギヤと、前記第3副入力軸及び前記第4副入力軸に固定されたギヤとがそれぞれ噛合することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  4.  前記第1主入力軸と平行に配置され、該第1主入力軸と常時接続される入力伝達軸と、
     同期装置によって選択的に、前記入力伝達軸と連結される後退ギヤとを備え、
     前記後退ギヤと前記出力軸に固定されたギヤとが噛合することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  5.  同期装置によって選択的に、前記第1副入力軸と連結される後退ギヤを備え、
     前記後退ギヤと前記出力軸に固定されたギヤとが噛合することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  6.  前記第1主入力軸に補機を連結し、該補機を前記第1主入力軸の駆動力によって駆動可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  7.  前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、前記第3回転要素は前記リングギヤであるであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  8.  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に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  9.  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1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  10.  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8に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  11.  前記内燃機関出力軸の軸線と前記電動機の回転軸の軸線とが同一となることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  12.  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、
     前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、
     前記第1主入力軸と同軸心に配置される第1副入力軸と、
     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1主入力軸と平行に配置され、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、
     前記出力軸に固定され前記第1ギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤよりなる第2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減速機構とを備え、
     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副入力軸に接続され、
     前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、
     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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記第1副入力軸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。
  13.  前記第1主入力軸と平行に配置され、該第1主入力軸と常時接続される第2主入力軸と、
     前記第2主入力軸と同軸心に配置される第3副入力軸と、
     前記第3副入力軸上に配置され、第2同期装置を介して該第3副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第3ギヤ群とを備え、
     前記第2ギヤ群を構成するギヤと前記第3ギヤ群を構成するギヤとが噛合することを特徴とする請求項12に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  14.  前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、前記第3回転要素は前記リングギヤであるであることを特徴とする請求項12に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  15.  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、
     前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、
     前記内燃機関出力軸と同軸心に配置された中間入力軸と、
     前記中間入力軸と同軸心に配置され、第1断接装置によって選択的に、前記中間入力軸と連結される第1副入力軸と、
     前記中間入力軸と同軸心に配置され、第2断接装置によって選択的に、前記中間入力軸と連結される第2副入力軸と、
     前記第1主入力軸と平行に配置され、前記第1副入力軸及び前記第2副入力軸とそれぞれギヤ対を介して連結され、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、
     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減速機構とを備え、
     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回転要素は前記中間入力軸に接続され、第3断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結され、
     前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、
     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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記中間入力軸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。
  16.  前記中間入力軸上に固定された後退駆動ギヤと、
     前記中間入力軸と平行に配置された後退中間軸に固定され、前記後退駆動ギヤと噛合する後退中間ギヤと、
     前記出力軸上に固定され、前記第1副入力軸に固定されたギヤと噛合する第1のギヤと、
     前記出力軸上に配置され、同期装置を介して該出力軸に選択的に連結され、前記第2副入力軸に固定されたギヤと噛合する第2のギヤ及び前記後退中間軸に固定された前記後退中間ギヤと噛合する後退受動ギヤとを備えることを特徴とする請求項15に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  17.  前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、前記第3回転要素は前記リングギヤであるであることを特徴とする請求項15に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  18.  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、
     前記内燃機関出力軸と平行に配置され、主断接装置によって選択的に、該内燃機関出力軸と連結される第1主入力軸と、
     前記内燃機関出力軸と同軸心に配置された中間入力軸と、
     前記中間入力軸上に配置され、同期装置を介して該中間入力軸と選択的に連結される複数のギヤよりなるギヤ群と、
     前記第1主入力軸と平行に配置され、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、
     前記出力軸に連結され前記第1のギヤ群のギヤと噛合する複数のギヤよりなる第2のギヤ群と、
     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減速機構とを備え、
     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回転要素は前記中間入力軸に接続され、断接装置によって選択的に、前記第1主入力軸と連結され、
     前記第3回転要素は該第3回転要素をロック可能なロック機構に接続され、
     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と前記第3回転要素から伝達される動力とを減速し、前記中間入力軸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。
  19.  前記中間入力軸上に固定された後退駆動ギヤと、
     前記中間入力軸と平行に配置された後退中間軸に固定され、前記後退駆動ギヤと噛合する後退中間ギヤと、
     前記出力軸上に固定され、前記第1のギヤ群を構成する第1の駆動ギヤと噛合する第1の受動ギヤと、
     前記出力軸上に配置され、同期装置を介して該出力軸に選択的に連結され、前記第1のギヤ群を構成する第2の駆動ギヤと噛合する第2の受動ギヤ及び前記後退中間ギヤと噛合する後退受動ギヤとを備え、
     前記第2のギヤ群は、前記第1の受動ギヤ及び前記第2の受動ギヤを含むことを特徴とする請求項18に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  20.  前記減速機構は、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回転要素は前記キャリアであり、前記第2回転要素は前記サンギヤであり、前記第3回転要素は前記リングギヤであるであることを特徴とする請求項18に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
                  
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