WO2015137124A1 - 自動変速機 - Google Patents

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WO2015137124A1
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clutch
gear
speed
brake
planetary gear
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PCT/JP2015/055517
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French (fr)
Inventor
堅一 渡邊
森田 剛史
Original Assignee
ジヤトコ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an automatic transmission that is applied to a hybrid vehicle and includes a planetary gear set in which an engine and a motor / generator are connected.
  • the conventional hybrid vehicle has a drive system structure in which an engine, an assist motor, and a stepped transmission are mechanically connected in order from the upstream side of the drive system. For this reason, although the engine load can be controlled by changing the assist torque by the assist motor, there has been a problem that the rotational speed of the engine cannot be controlled and the degree of freedom of the engine operating point is small.
  • the present invention has been made paying attention to the above problems, and provides an automatic transmission capable of increasing the degree of freedom of the engine operating point by controlling the engine load and rotation speed by a motor / generator. With the goal.
  • the present invention provides an input member connectable to an engine, an output member, a stationary part, a first planetary gear set having three rotating elements, and a second planetary gear having four rotating elements.
  • the three rotating elements of the first planetary gear set are defined as a first element, a second element, and a third element in the order of arrangement on the common speed diagram.
  • the four rotating elements of the second planetary gear set are defined as a fourth element, a fifth element, a sixth element, and a seventh element in the order of arrangement on the common velocity diagram.
  • the second element is always connected to the input member.
  • the third element and the fifth element are always connected.
  • the fourth element can be connected to the motor / generator by engagement of a continuously variable transmission mode clutch.
  • the sixth element is always connected to the output member.
  • the seventh element is connectable to the input member by engagement of the first clutch.
  • the power generation amount regenerative torque
  • the degree of freedom of the engine operating point can be increased by controlling the engine load and rotation speed with the motor / generator.
  • 1 is a skeleton diagram illustrating an automatic transmission according to a first embodiment.
  • the combination of the synchro-engagement with seven engagement elements and the friction engagement with one friction element achieves six forward speeds and one reverse speed stepped speed stages and two continuously variable speed stages.
  • It is an engagement operation
  • It is a skeleton figure which shows the torque flow in a 1st gear stage (1st).
  • FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating an automatic transmission according to a first embodiment.
  • the overall configuration of the automatic transmission according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the automatic transmission of the first embodiment includes an input shaft 1 (input member), an output gear 2 (output member), a transmission case 3 (stationary portion), and a planetary gear set 4.
  • Engagement / release elements include high brake H / B (first brake), low clutch L / C (first clutch), 3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C (second clutch) 2nd & 6th brake 2 & 6 / B (2nd brake), low & reverse brake L & R / B (3rd brake), continuously variable mode clutch CVT / C, EV clutch EV / C, and input clutch CL1.
  • the input shaft 1 can be connected to the engine 5 by the engagement of the input clutch CL1, and can be connected to the motor / generator 6 by the engagement of the EV clutch EV / C.
  • the input clutch CL1 is a dock clutch in which the other engagement / release elements are meshed and engaged (hereinafter referred to as “synchronized engagement”) in a rotationally synchronized state, while pressing the friction surface.
  • synchronized engagement in which the other engagement / release elements are meshed and engaged in a rotationally synchronized state, while pressing the friction surface.
  • a friction clutch that is friction-engaged is used.
  • the output gear 2 meshes with the ring gear R of the Ravigneaux planetary gear set 42 and transmits the rotational driving force to driving wheels (not shown).
  • the transmission case 3 is a case for storing the planetary gear set 4 and the engaging / releasing element.
  • the high brake H / B, the 2nd & 6th brake 2 & 6 / B, and the low & reverse brake L & R / B are engaged in sync. Fix as a stationary part.
  • the planetary gear set 4 is composed of a single pinion type planetary gear set 41 (first planetary gear set) having three rotating elements and a Ravinio type planetary gear set 42 having four rotating elements.
  • the single pinion planetary gear set 41 can rotate the first sun gear S1, the first ring gear R1, the first pinion gear P1 meshing with the first sun gear S1 and the first ring gear R1, and the first pinion gear P1. And a first carrier C1 supported by the first carrier C1.
  • the three rotating elements of the single pinion type planetary gear set 41 are arranged in the order of arrangement on the common velocity diagram, the first sun gear S1 (first element), the first carrier C1 (second element), and the first ring gear R1 (first element). 3 elements).
  • the Ravigneaux planetary gear set 42 includes a single pinion side sun gear Ss, a double pinion side sun gear Sd, a short pinion gear Ps, a long pinion gear Pl, a ring gear R, and a carrier C.
  • Single pinion side sun gear Ss and ring gear R mesh with long pinion gear Pl, respectively.
  • the double pinion side sun gear Sd meshes with the short pinion gear Ps.
  • the short pinion gear Ps and the long pinion gear Pl mesh with each other and are rotatably supported by a common carrier C.
  • the four rotating elements of the Ravigneaux type planetary gear set 42 are arranged in the order of arrangement on the common velocity diagram, the single pinion side sun gear Ss (fourth element), the carrier C (fifth element), the ring gear R (sixth element), The double pinion side sun gear Sd (seventh element) is used.
  • the first sun gear S1 (first element) to the double pinion side sun gear Sd (seventh element) will be described.
  • the first sun gear S1 (first element) can be fixed to the transmission case 3 by synchronizing the high brake H / B.
  • the first carrier C1 (second element) is always connected to the input shaft 1.
  • the first ring gear R1 (third element) is always connected to the carrier C, and can be fixed to the transmission case 3 by synchronizing the low & reverse brake L & R / B.
  • the single pinion-side sun gear Ss (fourth element) can be connected to the motor / generator 6 by synchronizing engagement of a continuously variable transmission mode clutch CVT / C. And it can be connected to the input shaft 1 by the synchro engagement of the 3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C. In addition, it can be fixed to the transmission case 3 by synchro engagement of 2nd & 6th brake 2 & 6 / B.
  • the carrier C (fifth element) is always connected to the first ring gear R1, and can be fixed to the transmission case 3 by synchro engagement of the low & reverse brake L & R / B.
  • the ring gear R (sixth element) is always connected to the output gear 2.
  • the double pinion side sun gear Sd (seventh element) can be connected to the input shaft 1 by the low clutch L / C synchro engagement.
  • the input shaft 1 is disposed on the inner periphery of the Ravigneaux planetary gear set 42.
  • the continuously variable transmission mode clutch CVT / C, the 2nd & 6th brake 2 & 6 / B, the 3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C and the EV clutch EV / C are in the axial direction of the Ravinio planetary gear set 42. Arranged on one side (engine 5 side). More specifically, it is arranged at a position between the Ravigneaux type planetary gear set 42 and the input clutch CL1.
  • the high brake H / B is disposed on the other side in the axial direction of the Ravinio planetary gear set 42, and the low clutch L / C is disposed at an inner position of the Ravinio planetary gear set 42, and the low & reverse brake L & R / B Are arranged at positions outside the single pinion type planetary gear set 41.
  • the low clutch L / C rotates the same as the input shaft 1 and operates the dog clutch through the hole from the shaft center.
  • the motor / generator 6 is disposed outside the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and the EV clutch EV / C.
  • 2 speed & 6 speed brake 2 & 6 / B and 3 speed / 5 speed & reverse clutch 3,5 & R / C select 2 speed & 6 speed brake 2 & 6 / B and 3 speed / 5 speed & reverse clutch 3,5 & R / C are configured as a pair of dog clutches that can be synchronized with each other. That is, the second and sixth speed brakes 2 & 6 / B are synchronized by sliding the common coupling sleeve from the neutral position to the left in FIG. Further, the common coupling sleeve is slid in the right direction in FIG. 1 from the neutral position, so that the 3rd speed / 5th speed & reverse clutches 3, 5 & R / C are synchronized.
  • FIG. 2 shows a stepped gear stage of six forward speeds and one reverse speed and two continuously variable speeds by combining the synchronous engagement by seven engagement elements and the friction engagement by one friction element in the automatic transmission of the first embodiment.
  • surface which achieves a gear stage is shown.
  • the engagement operation structure in each gear stage is demonstrated.
  • the first gear (1st), the second gear (2nd), the third gear (3rd), and the fourth gear (4th) are used as gears.
  • the low clutch L / C and the low & reverse brake L & R / B are synchronized. Then, by releasing the input clutch CL1 and synchronizing the EV clutch EV / C, the first shift stage (1st) in the EV travel mode is established. Further, the first shift stage (1st) in the engine running mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the EV clutch EV / C. Further, the first shift stage (1st) in the HEV traveling mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the EV clutch EV / C.
  • the low clutch L / C and the 2nd & 6th brake 2 & 6 / B are synchronized. Then, the input clutch CL1 is released and the EV clutch EV / C is synchro-engaged to establish the second shift speed (2nd) in the EV travel mode (first EV shift speed). Further, the second gear (2nd) in the engine running mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the EV clutch EV / C. Further, the second gear (2nd) in the HEV travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the EV clutch EV / C. Note that the gear ratio of the second gear (2nd) is smaller than the gear ratio of the first gear (1st).
  • the low clutch L / C and the third speed / 5th speed & reverse clutch 3, 5 & R / C are synchronized.
  • the input clutch CL1 is released and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C or the EV clutch EV / C is synchronized to establish the third shift stage (3rd) in the EV travel mode.
  • the third clutch (3rd) in the engine running mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and the EV clutch EV / C.
  • the third gear (3rd) in the HEV travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C.
  • the gear ratio of the third gear (3rd) is 1, and is smaller than the gear ratio of the second gear (2nd).
  • the high brake H / B and the low clutch L / C are synchronized. Then, the input clutch CL1 is released and the EV clutch EV / C is synchro-engaged to establish the fourth shift stage (4th) in the EV travel mode. Further, the fourth shift stage (4th) in the engine running mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the EV clutch EV / C. Further, the fourth gear (4th) in the HEV travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the EV clutch EV / C. The gear ratio of the fourth gear (4th) is smaller than the gear ratio of the third gear (3rd) (first overdrive gear).
  • the high brake H / B and the third speed / 5th speed & reverse clutch 3, 5 & R / C are synchronized.
  • the input clutch CL1 is released and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C or the EV clutch EV / C is synchronized to establish the fifth shift stage (5th) in the EV travel mode.
  • the fifth shift stage (5th) in the engine travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and the EV clutch EV / C.
  • the fifth gear (5th) in the HEV traveling mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the continuously variable transmission mode clutch CVT / C or the EV clutch EV / C. Note that the gear ratio of the fifth gear (5th) is even smaller than the gear ratio of the fourth gear (4th) (second overdrive gear).
  • the high brake H / B and the 2nd & 6th brake 2 & 6 / B are synchronized. Then, the input clutch CL1 is released and the EV clutch EV / C is synchro-engaged to establish the sixth shift speed (6th) in the EV travel mode (second EV shift speed). Further, the sixth gear (6th) in the engine travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the EV clutch EV / C. Further, the sixth gear (6th) in the HEV travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the EV clutch EV / C. Note that the gear ratio of the sixth gear (6th) is even smaller than the gear ratio of the fifth gear (5th) (third overdrive gear).
  • the reverse gear (Rev) the 3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C and the low & reverse brake L & R / B are synchronized. Then, the input clutch CL1 is released, and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C or the EV clutch EV / C is synchronized to establish the reverse shift speed (Rev) in the EV travel mode. Further, the reverse shift stage (Rev) in the engine running mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and releasing the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and the EV clutch EV / C.
  • the reverse clutch (Rev) in the HEV travel mode is established by frictionally engaging the input clutch CL1 and synchronizing the continuously variable transmission mode clutch CVT / C or the EV clutch EV / C.
  • the reverse gear (Rev) the rotation direction of the output gear 2 is reversed with respect to the forward gear.
  • the first continuously variable transmission (eCVT-1) is established by synchronizing the low clutch L / C and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and frictionally engaging the input clutch CL1.
  • This first continuously variable speed stage (eCVT-1) can change the speed ratio steplessly by controlling the power generation amount and the power running amount of the motor / generator 6, while traveling by the driving force of the engine 5.
  • This is a mode in which charging to a battery not shown is possible. That is, when the power generation amount control (regenerative torque control) of the motor / generator 6 is performed, the load and rotation corresponding to the power generation amount with respect to the single pinion-side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42 to which the motor / generator 6 is connected. Give speed change.
  • the second continuously variable transmission (eCVT-2) is established by synchronizing the high brake H / B and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and frictionally engaging the input clutch CL1.
  • This second continuously variable gear stage (eCVT-2) can change the gear ratio steplessly by controlling the power generation amount of the motor / generator 6, and is not shown in the figure while traveling by the driving force of the engine 5. In this mode, the battery can be charged. That is, when the power generation amount control (regenerative torque control) of the motor / generator 6 is performed, the load and rotation corresponding to the power generation amount with respect to the single pinion-side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42 to which the motor / generator 6 is connected. Give speed change.
  • the EV start mode the EV clutch EV / C is engaged and the input clutch CL1 is released.
  • the input clutch CL1 is engaged and the EV clutch EV / C is released.
  • the clutch when downshifting from the 2nd speed (2nd) to the 1st speed (1st) during driving, the clutch is engaged to engage the low & reverse brake L & R / B and release the 2nd & 6th speed brake 2 & 6 / B.
  • the shift control can shift to the first gear (1st). Further, by controlling the torque of the motor / generator 6 together with this clutch changeover control, a smooth shift without running out of torque becomes possible even with a dog clutch.
  • any one of the assist traveling mode (motor power running: FIG. 3), engine traveling mode (motor load zero), and engine power generation traveling mode (generator regeneration) is selected. You can select and drive.
  • the EV traveling mode the EV clutch EV / C is engaged and the input clutch CL1 is released.
  • the engine running mode the input clutch CL1 is engaged and the EV clutch EV / C is released.
  • any one of the assist traveling mode (motor power running: FIG. 5), the engine traveling mode (motor load zero), and the engine power generation traveling mode (generator regeneration) is selected. You can select and drive.
  • the rotational driving force from the engine 5 and the motor / generator 6 is the input clutch CL1, the EV clutch EV / C, the 3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C, the input shaft 1, the low clutch L / C.
  • the first carrier C1 of the single pinion type planetary gear set 41 and the single pinion side sun gear Ss and the double pinion side sun gear Sd of the Ravinio type planetary gear set 42 (arrows in FIG. 7).
  • any one of the EV traveling mode, the engine traveling mode, and the HEV traveling mode (FIG. 7) can be selected.
  • the EV travel mode the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C is engaged, and the input clutch CL1 is released.
  • the engine running mode the input clutch CL1 is engaged, and the EV clutch EV / C and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C are released.
  • the HEV travel mode the input clutch CL1 is engaged, and the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C is engaged.
  • the shift to the third gear (3rd) can be performed by the clutch changeover control of releasing B. Further, by controlling the torque of the motor / generator 6 together with this clutch changeover control, a smooth shift without running out of torque becomes possible even with a dog clutch.
  • any one of the assist travel mode (motor power running: FIG. 7), the engine travel mode (no motor load), and the engine power generation travel mode (generator regeneration) is selected. You can select and drive.
  • any one of the EV traveling mode, the engine traveling mode, and the HEV traveling mode (FIG. 9) can be selected.
  • the EV travel mode the EV clutch EV / C is engaged and the input clutch CL1 is released.
  • the engine running mode the input clutch CL1 is engaged and the EV clutch EV / C is released.
  • any one of the assist travel mode (motor power running: FIG. 9), engine travel mode (motor load zero), and engine power generation travel mode (generator regeneration) is selected. You can select and drive.
  • the EV traveling mode the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C is engaged, and the input clutch CL1 is released.
  • the engine running mode the input clutch CL1 is engaged, and the EV clutch EV / C and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C are released.
  • the HEV travel mode the input clutch CL1 is engaged, and the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C is engaged.
  • any one of the assist travel mode (motor power running: FIG. 11), the engine travel mode (motor load zero), and the engine power generation travel mode (generator regeneration) is selected. You can select and drive.
  • any one of the EV traveling mode, the engine traveling mode, and the HEV traveling mode (FIG. 13) can be selected.
  • the EV travel mode the EV clutch EV / C is engaged and the input clutch CL1 is released.
  • the engine running mode the input clutch CL1 is engaged and the EV clutch EV / C is released.
  • any one of the assist travel mode (motor power running: FIG. 13), the engine travel mode (motor load zero), and the engine power generation travel mode (generator regeneration) is selected. You can select and drive.
  • any one of the EV backward traveling mode, the engine backward traveling mode, and the HEV backward traveling mode can be selected.
  • the EV reverse travel mode the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C is engaged, and the input clutch CL1 is released.
  • the engine reverse running mode the input clutch CL1 is engaged, and the EV clutch EV / C and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C are released.
  • the HEV reverse running mode the input clutch CL1 is engaged, and the EV clutch EV / C or the continuously variable transmission mode clutch CVT / C is engaged.
  • any one of the assist reverse travel mode (motor power running: FIG. 15), engine reverse travel mode (motor load zero), and engine power generation reverse travel mode (generator regeneration) is selected. It is possible to drive by selecting the mode.
  • the common speed diagram as shown in FIG. 18 is drawn by the engine input rotation speed to the first carrier C1 and the double pinion side sun gear Sd and the variable load to the single pinion side sun gear Ss. For this reason, from the ring gear R of the Ravigneaux planetary gear set 42, the gear ratio can be changed continuously within a gear ratio range from the gear ratio at which the engine input rotation speed is reduced to the gear ratio at which the engine input rotation speed is increased. A gear ratio is obtained. For example, when the output rotation speed (vehicle speed) is constant, the rotation speed of the motor / generator 6 decreases as the power generation load increases, and the speed-up gear ratio is obtained.
  • the continuously variable transmission ratio can be obtained by performing the power generation amount control or the power running amount control of the motor / generator 6.
  • the gear ratio can be changed steplessly by controlling the power generation amount of the motor / generator 6, and the driving force of the engine 5 can be used. It is possible to charge a battery (not shown) while traveling.
  • any one of the first gear (1st), the second gear (2nd), the third gear (3rd), and the fourth gear (4th) to which the low clutch L / C is engaged is changed.
  • a request for shifting to the first continuously variable transmission stage (eCVT-1) is issued during traveling in the stage.
  • the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and the input clutch CL1 it is possible to release the first engagement / release element other than the already engaged low clutch L / C by simply releasing the first engagement / release element. Transition to continuously variable speed (eCVT-1) is possible.
  • the first shift stage (1st) and the second shift stage with good response can be achieved simply by engaging the engagement elements in a state where the rotation speeds of the engagement elements to be engaged are synchronized. It is possible to shift to any one of the second speed stage (2nd), the third speed stage (3rd), and the fourth speed stage (4th).
  • the single pinion type planetary gear set 41 is fixed to the transmission case 3 by engaging the high brake H / B. Further, by engaging the input clutch CL1, the engine 5 and the first carrier C1 of the single pinion type planetary gear set 41 are connected. Then, by engaging the continuously variable transmission mode clutch CVT / C, the motor / generator 6 and the single pinion side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42 are connected. In this state, the rotational driving force from the engine 5 is input to the first carrier C1 via the input clutch CL1 and the input shaft 1 (arrow in FIG.
  • a common speed diagram as shown in FIG. 20 is drawn by the engine input rotation speed to the first carrier C1, the case fixing of the first sun gear S1, and the variable load on the single pinion sun gear Ss. Therefore, from the ring gear R of the Ravigneaux planetary gear set 42, the gear ratio can be changed within a gear ratio range from a gear ratio obtained by reducing the carrier rotation speed determined by the engine rotation speed to a gear ratio obtained by increasing the carrier rotation speed.
  • a continuously variable transmission ratio can be obtained. For example, when the output rotation speed (vehicle speed) is constant, the rotation speed of the motor / generator 6 decreases as the power generation load increases, and the speed-up gear ratio is obtained.
  • the gear ratio can be changed steplessly by controlling the power generation amount of the motor / generator 6 and the driving force of the engine 5 can be changed. It is possible to charge a battery (not shown) while traveling.
  • the second speed during traveling at any one of the fourth speed (4th), the fifth speed (5th), and the sixth speed (6th) to which the high brake H / B is engaged is set.
  • a request to shift to the continuously variable speed (eCVT-2) is made.
  • the second response can be improved by simply releasing one engagement / release element other than the already engaged high brake H / B. Transition to continuously variable speed (eCVT-2) is possible.
  • the fourth shift stage (4th), the fifth shift stage (5th), and the sixth shift stage are responsive only by engaging the engagement elements in a state where the rotation speeds of the engagement elements to be engaged are synchronized. It is possible to shift to any one of the speed stages (6th).
  • the automatic transmission of the first embodiment obtains the stepped gears (1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, Rev) and two continuously variable gears (eCVT-1, eCVT-2) as described above. be able to.
  • the operation corresponding to each claim reflecting the characteristics of the automatic transmission according to the first embodiment will be described below.
  • a single pinion type planetary gear set 41 and a Ravigneaux type planetary gear set 42 are used, and three clutches (L / C, CVT / C, CL1) are engaged, whereby the first continuously variable transmission.
  • the stage (eCVT-1) is established.
  • the first continuously variable transmission stage (eCVT-1) is selected, the double pinion side sun gear Sd and the input shaft 1 of the Ravigneaux planetary gear set 42 are engaged by engaging the low clutch L / C. Connected.
  • the continuously variable transmission mode clutch CVT / C By engaging the continuously variable transmission mode clutch CVT / C, the single pinion side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42 and the motor / generator 6 are connected.
  • the motor / generator 6 becomes a variable load of the single pinion side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42.
  • the second continuously variable transmission is performed by using the single pinion type planetary gear set 41 and the Ravinio type planetary gear set 42 and engaging three clutches (H / B, CVT / C, CL1).
  • the stage (eCVT-2) is established.
  • the second continuously variable transmission stage (eCVT-2) is selected, the first sun gear S1 of the single pinion planetary gear set 41 is brought into the transmission case 3 by engaging the high brake H / B. Fixed.
  • the continuously variable transmission mode clutch CVT / C By engaging the continuously variable transmission mode clutch CVT / C, the single pinion side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42 and the motor / generator 6 are connected.
  • the motor / generator 6 becomes a variable load of the single pinion side sun gear Ss of the Ravigneaux type planetary gear set 42.
  • the motor / generator 6 controls the load and rotation speed of the engine 5 to increase the degree of freedom of the engine operating point.
  • the input clutch CL1 the EV clutch EV / C, the low clutch L / C, the high brake H / B, and the second and sixth speed brakes 2 & 6 / B are provided.
  • the low clutch L / C, the 2nd & 6th brake 2 & 6 / B, and the EV clutch EV / C and releasing the input clutch CL1 the vehicle can be driven by EV only with the driving force of the motor / generator 6.
  • the second gear (2nd) is established.
  • the high brake H / B, the 2nd & 6th brake 2 & 6 / B and the EV clutch EV / C and releasing the input clutch CL1 the EV can be driven by the driving force of the motor / generator 6 only.
  • the sixth gear (6th) having a gear ratio smaller than the second gear (2nd) is established.
  • the second EV speed (2nd) which is the first EV speed
  • the second EV speed are only required using three engagement / release elements.
  • Two different gear ratios of the sixth gear (6th) enable EV travel.
  • Example 1 high brake H / B, low clutch L / C, 3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C, 2nd & 6th brake 2 & 6 / B, low & reverse brake L & R / B are provided. It was. Then, by engaging two engagement / release elements of different combinations among the five engagement / release elements, the first gear (1st), the second gear (2nd), the third gear ( 3rd), 4th speed (4th), 5th speed (5th), 6th speed (6th), and reverse speed (Rev) are established. With this configuration, it is possible to obtain stepped gears with seven different gear ratios by using only five engagement / release elements.
  • the first planetary gear set having three rotating elements is a single pinion type planetary gear set 41
  • the second planetary gear set having four rotating elements is the Ravinio type planetary gear set 42.
  • the single pinion type planetary gear set 41 and the Ravinio type planetary gear set 42 are arranged adjacent to each other.
  • the second planetary gear set having four rotating elements can be constituted by a combination of a double pinion type and a single pinion type planetary gear set.
  • the second planetary gear set is a Ravigneaux type planetary gear set 42 and is disposed adjacent to the single pinion type planetary gear set 41, whereby the axial dimension of the planetary gear set 4 is shortened, and the automatic transmission Can be made compact.
  • An input member connectable to the engine 5;
  • An output member output gear 2;
  • a stationary part transmission case 3;
  • a planetary gear set 4 having a first planetary gear set (single pinion type planetary gear set 41) having three rotating elements and a second planetary gear set (Ravinio type planetary gear set 42) having four rotating elements.
  • a transmission Three rotating elements of the first planetary gear set (single pinion type planetary gear set 41) are arranged in the order of arrangement on the common velocity diagram, the first element (first sun gear S1), the second element (first carrier C1), The third element (first ring gear R1), The four rotating elements of the second planetary gear set (Ravinio type planetary gear set 42) are arranged in the order of arrangement on the common velocity diagram, the fourth element (single pinion side sun gear Ss), the fifth element (carrier C), the sixth Element (ring gear R), 7th element (double pinion side sun gear Sd), Always connecting the second element (first carrier C1) to the input member (input shaft 1); Always connecting the third element (first ring gear R1) and the fifth element (carrier C);
  • the fourth element (single pinion side sun gear Ss) can be connected to the motor / generator 6 by engagement of a continuously variable transmission mode clutch CVT / C.
  • the seventh element (double pinion side sun gear Sd) can be connected to the input member (input shaft 1) by engagement of a first clutch (low clutch L / C);
  • the continuously variable gear ratio can be changed continuously by engaging the first clutch (low clutch L / C) and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and changing the rotational speed of the motor / generator 6.
  • a gear stage (first continuously variable gear stage (eCVT-1)) is established (FIGS. 17 and 18). Therefore, in the continuously variable speed stage (first continuously variable speed stage (eCVT-1)), the motor / generator 6 controls the load and rotation speed of the engine 5 to increase the degree of freedom of the engine operating point. be able to.
  • first element first sun gear S1
  • stationary part transmission case 3
  • first brake high brake H / B
  • a second gear ratio can be changed steplessly by engaging the first brake (high brake H / B) and the continuously variable transmission mode clutch CVT / C and changing the rotational speed of the motor / generator 6.
  • eCVT-2 continuously established (FIGS. 19 and 20).
  • the motor / generator 6 controls the load and rotation speed of the engine 5 in the second continuously variable speed stage (eCVT-2), thereby increasing the degree of freedom of the engine operating point. Can be bigger.
  • the input member (input shaft 1) can be connected to the engine 5 by engagement of the input clutch CL1
  • the input member (input shaft 1) can be connected to the motor / generator 6 by engagement of an EV clutch EV / C.
  • the first element (first sun gear S1) can be fixed to the stationary part (transmission case 3) by engagement of a first brake (high brake H / C)
  • the fourth element (single pinion side sun gear Ss) can be fixed to the stationary part (transmission case 3) by engagement of a second brake (2-speed & 6-speed brake 2 & 6 / B)
  • the first EV shift stage (second shift stage (2nd)) that can travel only with the driving force of the motor / generator 6 is established, By engaging the first brake (high brake H / C), the second brake (second speed
  • the seventh element can be connected to the input member (input shaft 1) by engagement of the first clutch (low clutch L / C).
  • the fourth element (single pinion side sun gear Ss) can be connected to the input member (input shaft 1) by engagement of the second clutch (3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C),
  • the first element (first sun gear S1) can be fixed to the stationary part (transmission case 3) by engagement of a first brake (high brake H / B)
  • the fourth element (single pinion side sun gear Ss) can be fixed to the stationary part (transmission case 3) by engagement of a second brake (2-speed & 6-speed brake 2 & 6 / B)
  • the third element (first ring gear R1) and the fifth element (carrier C) are connected to the stationary part (transmission case 3) by engagement of a third brake (low & reverse brake L & R / B).
  • the first shift stage (1st) is established by engaging the first clutch (low clutch L / C) and the third brake (low & reverse brake L & R / B), By engaging the first clutch (low clutch L / C) and the second brake (second speed & sixth speed brake 2 & 6 / B), a second speed change with a smaller gear ratio than the first speed (1st).
  • the stage (2nd) is established, By engaging the first clutch (low clutch L / C) and the second clutch (3rd / 5th & reverse clutches 3, 5 & R / C), the shift is smaller than the second shift stage (2nd).
  • the third gear ratio (3rd) is established, By engaging the first brake (high brake H / B) and the first clutch (low clutch L / C), a fourth gear (4th) having a smaller gear ratio than the third gear (3rd).
  • a fourth gear (4th) By engaging the first brake (high brake H / B) and the second clutch (3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C), the shift is smaller than the fourth speed (4th).
  • the fifth gear ratio (5th) is established, By engaging the first brake (high brake H / B) and the second brake (second speed & sixth speed brake 2 & 6 / B), a sixth speed change with a smaller gear ratio than the fifth speed (5th).
  • a reverse gear (Rev) is established by engaging the second clutch (3rd / 5th & reverse clutch 3,5 & R / C) and the third brake (low & reverse brake L & R / B) ( Figure 2). Therefore, in addition to the effects (1) to (3), a stepped gear stage with seven different gear ratios can be obtained by using only five engagement / release elements.
  • the first planetary gear set is a single pinion type planetary gear set 41, and the three rotating elements are arranged in the order of arrangement on the common velocity diagram, the first sun gear S1 of the first element, the first of the second elements. Carrier C1, the first ring gear R1 of the third element, The second planetary gear set is a Ravigneaux type planetary gear set 42, and the four rotating elements are arranged in the order of arrangement on the common velocity diagram, the fourth element single-pinion side sun gear Ss, the fifth element carrier C, the sixth element
  • the single pinion type planetary gear set 41 and the Ravinio type planetary gear set 42 are disposed adjacent to each other (FIG. 1). For this reason, in addition to the effects (1) to (4), the axial dimension of the planetary gear set 4 having seven rotating elements is shortened, and the automatic transmission can be made compact.
  • Example 1 Although the automatic transmission of this invention has been demonstrated based on Example 1, it is not restricted to this Example 1 about a concrete structure, The summary of the invention which concerns on each claim of a claim As long as they do not deviate, design changes and additions are permitted.
  • Example 1 as a second planetary gear set having four rotating elements, a Ravigneaux planetary gear set 42 in which a carrier and a ring gear of a single pinion planet and a double pinion planet are connected to each other is shown.
  • the second planetary gear set having four rotating elements is not limited to this, and two rotating planetary gears are used and any two rotating elements are connected to each other to form four rotating elements. It may be a planetary gear set having
  • Example 1 an example in which a dog clutch by synchro engagement is used as an engagement / release element except for the input clutch CL1 is shown.
  • the engagement / release element may be an example using a friction clutch or a friction brake by friction engagement.
  • an automatic transmission an example in which a stepped gear stage of six forward speeds and a first speed of backward movement and two continuously variable gear stages are achieved is shown.
  • an automatic transmission an example is achieved in which a stepped speed of 5 to 2 speeds and a speed of 1 reverse speed selected from 6 forward speeds and one continuously variable speed selected from two continuously variable speeds are achieved. There may be. In these cases, a part of the engagement / release element can be omitted depending on the selected gear position.

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Abstract

エンジン(5)と連結可能な入力軸(1)と、出力ギア(2)と、トランスミッションケース(3)と、シングルピニオン型遊星歯車組(41)と、ラビニオ型遊星歯車組(42)と、を備える。この自動変速機であって、シングルピニオン型遊星歯車組(41)とラビニオ型遊星歯車組(42)の7つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第1サンギア(S1)、第1キャリア(C1)、第1リングギア(R1)、シングルピニオン側サンギア(Ss)、キャリア(C)、リングギア(R)、ダブルピニオン側サンギア(Sd)とする。そして、ロークラッチ(L/C)と無段変速モードクラッチ(CVT/C)を係合し、モータ/ジェネレータ(6)の回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な第1の無段変速段(eCVT-1)が成立する構成とした。

Description

自動変速機
 本発明は、ハイブリッド車両に適用され、エンジンとモータ/ジェネレータが連結される遊星歯車組を備えた自動変速機に関する。
 従来、エンジンにアシスト用モータが機械的に連結され、アシスト用モータに有段変速機が連結された駆動系構造を持つハイブリッド車両が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003-146115号公報
 しかしながら、従来のハイブリッド車両にあっては、駆動系の上流側から順にエンジンとアシスト用モータと有段変速機が機械的に連結された駆動系構造となっている。このため、アシスト用モータによるアシストトルクの変更によってエンジンの負荷をコントロールすることはできるが、エンジンの回転速度をコントロールすることができず、エンジン動作点の自由度が小さい、という問題があった。
 本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータ/ジェネレータによりエンジンの負荷および回転速度をコントロールすることで、エンジン動作点の自由度を大きくすることができる自動変速機を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明は、エンジンと連結可能な入力部材と、出力部材と、静止部と、3つの回転要素を有する第1遊星歯車組及び4つの回転要素を有する第2遊星歯車組による遊星歯車組と、を備える。
この自動変速機であって、前記第1遊星歯車組の3つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第1要素、第2要素、第3要素とする。
前記第2遊星歯車組の4つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第4要素、第5要素、第6要素、第7要素とする。
前記第2要素を、前記入力部材に常時連結する。
前記第3要素と前記第5要素を常時連結する。
前記第4要素を、無段変速モードクラッチの係合によりモータ/ジェネレータに連結可能とする。
前記第6要素を、前記出力部材に常時連結する。
前記第7要素を、第1クラッチの係合により前記入力部材に連結可能とする。
前記第1クラッチと前記無段変速モードクラッチを係合し、前記モータ/ジェネレータの回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な無段変速段が成立する。
 よって、第1クラッチと無段変速モードクラッチを係合すると、モータ/ジェネレータの回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な無段変速段が成立することになる。
この無段変速段の選択時においては、第1クラッチを係合することによって第2遊星歯車組の第7要素と入力部材(=エンジン)が連結され、無段変速モードクラッチを係合することによって第2遊星歯車組の第4要素とモータ/ジェネレータが連結される。したがって、第4要素に連結されるモータ/ジェネレータの発電量を制御すると、モータ/ジェネレータが第2遊星歯車組の第4要素の可変負荷となる。このため、負荷拘束の程度により第4要素の回転速度(=モータ/ジェネレータ回転速度)が変更され、これに伴い第2要素と第7要素に連結されるエンジンの回転速度(=入力回転速度)が変更される。つまり、入力(第7要素)と出力(第6要素)の回転速度比率である変速比を無段階に変更することができる。これとともに、モータ/ジェネレータによる発電量(回生トルク)を変更することで、モータ/ジェネレータによりエンジン回転速度とエンジン負荷(=発電負荷)をコントロールすることができる。
この結果、モータ/ジェネレータによりエンジンの負荷および回転速度をコントロールすることで、エンジン動作点の自由度を大きくすることができる。
実施例1の自動変速機を示すスケルトン図である。 実施例1の自動変速機において7つの係合要素によるシンクロ係合と1つの摩擦要素による摩擦係合の組み合わせにより前進6速・後退1速の有段変速段と2つの無段変速段を達成する係合作動状態を示す係合作動表図である。 第1変速段(1st)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第1変速段(1st)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第2変速段(2nd)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第2変速段(2nd)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第3変速段(3rd)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第3変速段(3rd)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第4変速段(4th)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第4変速段(4th)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第5変速段(5th)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第5変速段(5th)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第6変速段(6th)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第6変速段(6th)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 後退変速段(Rev)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 後退変速段(Rev)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第1の無段変速段(eCVT-1)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第1の無段変速段(eCVT-1)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。 第2の無段変速段(eCVT-2)におけるトルクフローを示すスケルトン図である。 第2の無段変速段(eCVT-2)における7つの回転要素の回転速度関係を示す共通速度線図である。
 以下、本発明の自動変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
 まず、構成を説明する。
ハイブリッド車両に搭載される実施例1の自動変速機における構成を、「全体構成」、「各変速段での係合作動構成」に分けて説明する。
 [全体構成]
 図1は、実施例1の自動変速機を示すスケルトン図である。以下、図1に基づいて、実施例1の自動変速機の全体構成を説明する。
 実施例1の自動変速機は、図1に示すように、入力軸1(入力部材)と、出力ギア2(出力部材)と、トランスミッションケース3(静止部)と、遊星歯車組4と、を備えている。係合/解放要素として、ハイブレーキH/B(第1ブレーキ)と、ロークラッチL/C(第1クラッチ)と、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C(第2クラッチ)と、2速&6速ブレーキ2&6/B(第2ブレーキ)と、ロー&リバースブレーキL&R/B(第3ブレーキ)と、無段変速モードクラッチCVT/Cと、EV用クラッチEV/Cと、入力クラッチCL1と、を備えている。
 前記入力軸1は、入力クラッチCL1の係合によりエンジン5と連結可能であり、EV用クラッチEV/Cの係合によりモータ/ジェネレータ6と連結可能である。
ここで、入力クラッチCL1は、他の係合/解放要素が、回転同期状態で噛み合い係合(以下、「シンクロ係合」という。)されるドククラッチであるのに対し、摩擦面を押し付けることにより摩擦係合される摩擦クラッチを用いている。
 前記出力ギア2は、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRに噛み合い、その回転駆動力を図外の駆動輪へ伝達する。
 前記トランスミッションケース3は、遊星歯車組4と係合/解放要素を収納するケースであり、ハイブレーキH/B、2速&6速ブレーキ2&6/B、ロー&リバースブレーキL&R/Bのシンクロ係合時に静止部として固定する。
 前記遊星歯車組4は、3つの回転要素を有するシングルピニオン型遊星歯車組41(第1遊星歯車組)と、4つの回転要素を有するラビニオ型遊星歯車組42と、により構成されている。
 前記シングルピニオン型遊星歯車組41は、第1サンギアS1と、第1リングギアR1と、第1サンギアS1と第1リングギアR1に噛み合う第1ピニオンギアP1と、第1ピニオンギアP1を回転可能に支持する第1キャリアC1と、により構成される。シングルピニオン型遊星歯車組41の3つの回転要素は、共通速度線図上における並び順に、第1サンギアS1(第1要素)、第1キャリアC1(第2要素)、第1リングギアR1(第3要素)としている。
 前記ラビニオ型遊星歯車組42は、シングルピニオン側サンギアSsと、ダブルピニオン側サンギアSdと、ショートピニオンギアPsと、ロングピニオンギアPlと、リングギアRと、キャリアCと、により構成される。シングルピニオン側サンギアSsとリングギアRは、それぞれロングピニオンギアPlと噛み合う。ダブルピニオン側サンギアSdは、ショートピニオンギアPsと噛み合う。ショートピニオンギアPsとロングピニオンギアPlは、互いに噛み合うとともに、共通のキャリアCにより回転自在に支持される。ラビニオ型遊星歯車組42の4つの回転要素は、共通速度線図上における並び順に、シングルピニオン側サンギアSs(第4要素)、キャリアC(第5要素)、リングギアR(第6要素)、ダブルピニオン側サンギアSd(第7要素)としている。
以下、図1に基づき、第1サンギアS1(第1要素)~ダブルピニオン側サンギアSd(第7要素)の各連結構成を説明する。
 前記第1サンギアS1(第1要素)は、ハイブレーキH/Bのシンクロ係合によりトランスミッションケース3に固定可能としている。
 前記第1キャリアC1(第2要素)は、入力軸1に常時連結している。
 前記第1リングギアR1(第3要素)は、キャリアCと常時連結し、ロー&リバースブレーキL&R/Bのシンクロ係合によりトランスミッションケース3に固定可能としている。
 前記シングルピニオン側サンギアSs(第4要素)は、無段変速モードクラッチCVT/Cのシンクロ係合によりモータ/ジェネレータ6に連結可能としている。そして、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cのシンクロ係合により入力軸1に連結可能としている。さらに、2速&6速ブレーキ2&6/Bのシンクロ係合によりトランスミッションケース3に固定可能としている。
 前記キャリアC(第5要素)は、第1リングギアR1と同様に、第1リングギアR1と常時連結し、ロー&リバースブレーキL&R/Bのシンクロ係合によりトランスミッションケース3に固定可能としている。
 前記リングギアR(第6要素)は、出力ギア2に常時連結している。
 前記ダブルピニオン側サンギアSd(第7要素)は、ロークラッチL/Cのシンクロ係合により入力軸1に連結可能としている。
 次に、図1に基づき、実施例1の自動変速機のレイアウト構成を説明する。
前記入力軸1は、ラビニオ型遊星歯車組42の内周に配置される。
 前記無段変速モードクラッチCVT/Cと2速&6速ブレーキ2&6/Bと3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/CとEV用クラッチEV/Cは、ラビニオ型遊星歯車組42の軸方向一方側(エンジン5側)に配置される。より詳しくは、ラビニオ型遊星歯車組42と入力クラッチCL1との間の位置に配置される。
 前記ハイブレーキH/Bは、ラビニオ型遊星歯車組42の軸方向他方側に配置され、ロークラッチL/Cは、ラビニオ型遊星歯車組42の内側位置に配置され、ロー&リバースブレーキL&R/Bは、シングルピニオン型遊星歯車組41の外側位置に配置される。なお、ロークラッチL/Cは、入力軸1と同一回転で、軸心から穴を通してドグクラッチを作動する。
 前記モータ/ジェネレータ6は、無段変速モードクラッチCVT/CとEV用クラッチEV/Cの外側位置に配置される。
 前記2速&6速ブレーキ2&6/B及び3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cは、2速&6速ブレーキ2&6/Bと3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cを選択的にシンクロ係合可能な一対のドグクラッチとして構成されている。すなわち、ニュートラル位置から共通のカップリングスリーブを図1の左方向にスライド移動させることで2速&6速ブレーキ2&6/Bがシンクロ係合される。また、ニュートラル位置から共通のカップリングスリーブを図1の右方向にスライド移動させることで3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cがシンクロ係合される。
 [各変速段での係合作動構成]
 図2は、実施例1の自動変速機において7つの係合要素によるシンクロ係合と1つの摩擦要素による摩擦係合の組み合わせにより前進6速・後退1速の有段変速段と2つの無段変速段を達成する係合作動表を示す。以下、図2に基づき、各変速段での係合作動構成を説明する。
 まず、実施例1の自動変速機は、変速段として、第1変速段(1st)と、第2変速段(2nd)と、第3変速段(3rd)と、第4変速段(4th)と、第5変速段(5th)と、第6変速段(6th)と、後退変速段(Rev)と、第1の無段変速段(eCVT-1)と、第2の無段変速段(eCVT-2)と、を備えている。
 前記第1変速段(1st)では、ロークラッチL/Cとロー&リバースブレーキL&R/Bをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの第1変速段(1st)が成立する。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの第1変速段(1st)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの第1変速段(1st)が成立する。
 前記第2変速段(2nd)では、ロークラッチL/Cと2速&6速ブレーキ2&6/Bをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの第2変速段(2nd)が成立する(第1EV変速段)。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの第2変速段(2nd)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの第2変速段(2nd)が成立する。なお、第2変速段(2nd)の変速比は、第1変速段(1st)の変速比よりも小さい。
 前記第3変速段(3rd)では、ロークラッチL/Cと3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、無段変速モードクラッチCVT/C又はEV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの第3変速段(3rd)が成立する。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、無段変速モードクラッチCVT/C及びEV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの第3変速段(3rd)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの第3変速段(3rd)が成立する。なお、第3変速段(3rd)の変速比は、変速比が1であり、第2変速段(2nd)の変速比よりも小さい。
 前記第4変速段(4th)では、ハイブレーキH/BとロークラッチL/Cをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの第4変速段(4th)が成立する。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの第4変速段(4th)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの第4変速段(4th)が成立する。なお、第4変速段(4th)の変速比は、第3変速段(3rd)の変速比よりも小さい(第1のオーバードライブ変速段)。
 前記第5変速段(5th)では、ハイブレーキH/Bと3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、無段変速モードクラッチCVT/C又はEV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの第5変速段(5th)が成立する。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、無段変速モードクラッチCVT/C及びEV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの第5変速段(5th)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、無段変速モードクラッチCVT/C又はEV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの第5変速段(5th)が成立する。なお、第5変速段(5th)の変速比は、第4変速段(4th)の変速比よりもさらに小さい(第2のオーバードライブ変速段)。
 前記第6変速段(6th)では、ハイブレーキH/Bと2速&6速ブレーキ2&6/Bをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの第6変速段(6th)が成立する(第2EV変速段)。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの第6変速段(6th)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、EV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの第6変速段(6th)が成立する。なお、第6変速段(6th)の変速比は、第5変速段(5th)の変速比よりもさらに小さい(第3のオーバードライブ変速段)。
 前記後退変速段(Rev)では、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cとロー&リバースブレーキL&R/Bをシンクロ係合する。そして、入力クラッチCL1を解放し、無段変速モードクラッチCVT/C又はEV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、EV走行モードでの後退変速段(Rev)が成立する。また、入力クラッチCL1を摩擦係合し、無段変速モードクラッチCVT/C及びEV用クラッチEV/Cを解放することで、エンジン走行モードでの後退変速段(Rev)が成立する。さらに、入力クラッチCL1を摩擦係合し、無段変速モードクラッチCVT/C又はEV用クラッチEV/Cをシンクロ係合することで、HEV走行モードでの後退変速段(Rev)が成立する。なお、後退変速段(Rev)では、上記前進変速段に対して出力ギア2の回転方向を逆転させる。
 前記第1の無段変速段(eCVT-1)は、ロークラッチL/Cと無段変速モードクラッチCVT/Cをシンクロ係合し、入力クラッチCL1を摩擦係合することによって成立する。この第1の無段変速段(eCVT-1)は、モータ/ジェネレータ6の発電量や力行量を制御して変速比を無段階に変更可能であって、エンジン5の駆動力によって走行しながら図外のバッテリへの充電が可能なモードである。すなわち、モータ/ジェネレータ6の発電量制御(回生トルク制御)を行うと、モータ/ジェネレータ6が連結されるラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsに対して発電量に応じた負荷と回転速度変化を与える。
 前記第2の無段変速段(eCVT-2)は、ハイブレーキH/Bと無段変速モードクラッチCVT/Cをシンクロ係合し、入力クラッチCL1を摩擦係合することによって成立する。この第2の無段変速段(eCVT-2)は、モータ/ジェネレータ6の発電量を制御して変速比を無段階に変更可能であって、エンジン5の駆動力によって走行しながら図外のバッテリへの充電が可能なモードである。すなわち、モータ/ジェネレータ6の発電量制御(回生トルク制御)を行うと、モータ/ジェネレータ6が連結されるラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsに対して発電量に応じた負荷と回転速度変化を与える。
 次に、作用を説明する。
実施例1の自動変速機における作用を、「各変速段での変速作用」、「各請求項に対応する作用」に分けて説明する。
 [各変速段での変速作用]
(第1変速段)
 第1変速段(1st)での変速作用を、図3及び図4に基づき説明する。
HEV走行モードの第1変速段(1st)においては、ロー&リバースブレーキL&R/Bを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1リングギアR1とラビニオ型遊星歯車組42のキャリアCがトランスミッションケース3に固定される。また、ロークラッチL/Cを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdと入力軸1が連結される。この状態で入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/Cを係合すると、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、入力軸1、ロークラッチL/Cを介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdに入力される(図3の矢印)。
 この第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)と、第1リングギアR1とキャリアCのケース固定により、図4に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、ダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)を減速した第1変速段(1st)での変速比が得られる。
 したがって、第1変速段(1st)により発進するとき、EV発進モードとエンジン発進モードとHEV発進モード(図3)の何れかを選択することができる。なお、EV発進モードのときは、EV用クラッチEV/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン発進モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/Cを解放する。
 また、走行中、第2変速段(2nd)から第1変速段(1st)へダウン変速するとき、ロー&リバースブレーキL&R/Bの係合と2速&6速ブレーキ2&6/Bの解放というクラッチ架け替え制御により、第1変速段(1st)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 さらに、HEV走行モードの第1変速段(1st)では、アシスト走行モード(モータ力行:図3)、エンジン走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (第2変速段)
 第2変速段(2nd)での変速作用を、図5及び図6に基づき説明する。
HEV走行モードの第2変速段(2nd)においては、2速&6速ブレーキ2&6/Bを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsがトランスミッションケース3に固定される。また、ロークラッチL/Cを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdと入力軸1が連結される。この状態で入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/Cを係合すると、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、入力軸1、ロークラッチL/Cを介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdに入力される(図5の矢印)。
 この第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)と、シングルピニオン側サンギアSsのケース固定により、図6に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、ダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)を減速した第2変速段(2nd)での変速比が得られる。
 したがって、第2変速段(2nd)により走行するとき、EV走行モードとエンジン走行モードとHEV走行モード(図5)の何れかを選択することができる。なお、EV走行モードのときは、EV用クラッチEV/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/Cを解放する。
 また、第1変速段(1st)から第2変速段(2nd)へアップ変速するとき、ロー&リバースブレーキL&R/Bの解放と2速&6速ブレーキ2&6/Bの係合というクラッチ架け替え制御により、第2変速段(2nd)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 そして、走行中、第3変速段(3rd)から第2変速段(2nd)へダウン変速するとき、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの解放と2速&6速ブレーキ2&6/Bの係合というクラッチ架け替え制御により、第2変速段(2nd)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 さらに、HEV走行モードの第2変速段(2nd)では、アシスト走行モード(モータ力行:図5)、エンジン走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (第3変速段)
 第3変速段(3rd)での変速作用を、図7及び図8に基づき説明する。
HEV走行モードの第3変速段(3rd)においては、ロークラッチL/Cと3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdとシングルピニオン側サンギアSsが連結される。つまり、シングルピニオン型遊星歯車組41の3つの回転要素とラビニオ型遊星歯車組42の4つの回転要素が一体に回転する状態となる。したがって、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C、入力軸1、ロークラッチL/Cを介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsとダブルピニオン側サンギアSdに入力される(図7の矢印)。
 この第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdとシングルピニオン側サンギアSsの連結により、図8に示すような4つの回転要素が同じ回転速度(=入力回転速度)となる共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、シングルピニオン側サンギアSsとダブルピニオン側サンギアSdへの入力回転速度のままの変速比=1による第3変速段(3rd)が得られる。
 したがって、第3変速段(3rd)により走行するとき、EV走行モードとエンジン走行モードとHEV走行モード(図7)の何れかを選択することができる。なお、EV走行モードのときは、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/C及び無段変速モードクラッチCVT/Cを解放する。HEV走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cを係合する。
 また、走行中、第2変速段(2nd)から第3変速段(3rd)へアップ変速するとき、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの係合と2速&6速ブレーキ2&6/Bの解放というクラッチ架け替え制御により、第3変速段(3rd)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 そして、走行中、第4変速段(4th)から第3変速段(3rd)へダウン変速するとき、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの係合とハイブレーキH/Bの解放というクラッチ架け替え制御により、第3変速段(3rd)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 さらに、HEV走行モードの第3変速段(3rd)では、アシスト走行モード(モータ力行:図7)、エンジン走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (第4変速段)
 第4変速段(4th)での変速作用を、図9及び図10に基づき説明する。
HEV走行モードの第4変速段(4th)においては、ハイブレーキH/Bを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1サンギアS1がトランスミッションケース3に固定される。また、ロークラッチL/Cを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdと入力軸1が連結される。この状態で入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/Cを係合すると、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、入力軸1、ロークラッチL/Cを介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdに入力される(図9の矢印)。
 この第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)と、第1サンギアS1のケース固定により、図10に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、ダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)を増速した第4変速段(4th)での変速比が得られる。
 したがって、第4変速段(4th)により走行するとき、EV走行モードとエンジン走行モードとHEV走行モード(図9)の何れかを選択することができる。なお、EV走行モードのときは、EV用クラッチEV/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/Cを解放する。
 また、走行中、第3変速段(3rd)から第4変速段(4th)へアップ変速するとき、ハイブレーキH/Bの係合と3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの解放というクラッチ架け替え制御により、第4変速段(4th)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 そして、走行中、第5変速段(5th)から第4変速段(4th)へダウン変速するとき、ロークラッチL/Cの係合と3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの解放というクラッチ架け替え制御により、第4変速段(4th)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 さらに、HEV走行モードの第4変速段(4th)では、アシスト走行モード(モータ力行:図9)、エンジン走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (第5変速段)
 第5変速段(5th)での変速作用を、図11及び図12に基づき説明する。
HEV走行モードの第5変速段(5th)においては、ハイブレーキH/Bを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1サンギアS1がトランスミッションケース3に固定される。また、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsと入力軸1が連結される。この状態で入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/Cを係合すると、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、入力軸1、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cを介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsに入力される(図11の矢印)。
 この第1キャリアC1とシングルピニオン側サンギアSsへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)と、第1サンギアS1のケース固定により、図12に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、シングルピニオン側サンギアSsへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)を増速した第5変速段(5th)での変速比が得られる。
 したがって、第5変速段(5th)により走行するとき、EV走行モードとエンジン走行モードとHEV走行モード(図11)の何れかを選択することができる。なお、EV走行モードのときは、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/C及び無段変速モードクラッチCVT/Cを解放する。HEV走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cを係合する。
 また、走行中、第4変速段(4th)から第5変速段(5th)へアップ変速するとき、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの係合とロークラッチL/Cの解放というクラッチ架け替え制御により、第5変速段(5th)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 そして、走行中、第6変速段(6th)から第5変速段(5th)へダウン変速するとき、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの係合と2速&6速ブレーキ2&6/Bの解放というクラッチ架け替え制御により、第5変速段(5th)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 さらに、HEV走行モードの第5変速段(5th)では、アシスト走行モード(モータ力行:図11)、エンジン走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (第6変速段)
 第6変速段(6th)での変速作用を、図13及び図14に基づき説明する。
HEV走行モードの第6変速段(6th)においては、ハイブレーキH/Bを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1サンギアS1がトランスミッションケース3に固定される。また、2速&6速ブレーキ2&6/Bを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsがトランスミッションケース3に固定される。この状態で入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/Cを係合すると、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、入力軸1を介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1に入力される(図13の矢印)。
 この第1キャリアC1へのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)と、第1サンギアS1のケース固定と、シングルピニオン側サンギアSsのケース固定により、図14に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、第1キャリアC1へのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)を増速した第6変速段(6th)での変速比が得られる。
 したがって、第6変速段(6th)により走行するとき、EV走行モードとエンジン走行モードとHEV走行モード(図13)の何れかを選択することができる。なお、EV走行モードのときは、EV用クラッチEV/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/Cを解放する。
 また、走行中、第5変速段(5th)から第6変速段(6th)へアップ変速するとき、2速&6速ブレーキ2&6/Bの係合と3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cの解放というクラッチ架け替え制御により、第6変速段(6th)へ移行することができる。さらに、このクラッチ架け替え制御とともにモータ/ジェネレータ6のトルクを制御することによって、ドグクラッチであってもトルク切れのないスムーズな変速が可能となる。
 さらに、HEV走行モードの第6変速段(6th)では、アシスト走行モード(モータ力行:図13)、エンジン走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (後退変速段)
 前記後退変速段(Rev)での変速作用を、図15及び図16に基づき説明する。
HEV走行モードの後退変速段(Rev)においては、ロー&リバースブレーキL&R/Bを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1リングギアR1とラビニオ型遊星歯車組42のキャリアCがトランスミッションケース3に固定される。そして、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cを係合することによって、ラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsと入力軸1が連結される。この状態で入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/Cを係合すると、エンジン5及びモータ/ジェネレータ6からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、EV用クラッチEV/C、入力軸1、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/Cを介し、シングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1とラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsに入力される(図15の矢印)。
 この第1キャリアC1とシングルピニオン側サンギアSsへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)と、第1リングギアR1とキャリアCのケース固定により、図16に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、シングルピニオン側サンギアSsへのエンジン入力回転速度(=モータ入力回転速度)を逆転した後退変速段(Rev)が得られる。
 したがって、後退変速段(Rev)により後退走行するとき、EV後退走行モードとエンジン後退走行モードとHEV後退走行モード(図15)の何れかを選択することができる。なお、EV後退走行モードのときは、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放する。エンジン後退走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/C及び無段変速モードクラッチCVT/Cを解放する。HEV後退走行モードのときは、入力クラッチCL1を係合し、EV用クラッチEV/C又は無段変速モードクラッチCVT/Cを係合する。
 さらに、HEV走行モードの後退変速段(Rev)では、アシスト後退走行モード(モータ力行:図15)、エンジン後退走行モード(モータ負荷ゼロ)、エンジン発電後退走行モード(ジェネレータ回生)のうち、何れかのモードを選択して走行することができる。
 (第1の無段変速段)
 第1の無段変速段(eCVT-1)での変速作用を、図17及び図18に基づき説明する。
第1の無段変速段(eCVT-1)においては、ロークラッチL/Cと入力クラッチCL1を係合することによって、エンジン5とラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdが連結される。また、無段変速モードクラッチCVT/Cを係合することによって、モータ/ジェネレータ6とラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsが連結される。この状態でエンジン5からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、入力軸1及びロークラッチL/Cを介して第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdに入力される(図17の矢印)。このとき、モータ/ジェネレータ6の発電量制御または力行量制御が行われると、モータ/ジェネレータ6が連結されるシングルピニオン側サンギアSsに対し可変負荷(発電量大ほど負荷拘束の程度が大)が与えられる。
 この第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdへのエンジン入力回転速度と、シングルピニオン側サンギアSsへの可変負荷により、図18に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、エンジン入力回転速度を減速した変速比からエンジン入力回転速度を増速した変速比までの変速比範囲で変速比変更が可能な無段変速比が得られる。例えば、出力回転速度(車速)が一定であるとき、発電負荷が大であるほどモータ/ジェネレータ6の回転速度が低下し、増速側の変速比が得られる。一方、出力回転速度(車速)が一定であるとき、発電負荷が小であるほどモータ/ジェネレータ6の回転速度が上昇し、減速側の変速比が得られる。つまり、第1の無段変速段(eCVT-1)では、モータ/ジェネレータ6の発電量制御または力行量制御を行うことで、無段変速比を得ることができる。
 したがって、第1の無段変速段(eCVT-1)を選択すると、モータ/ジェネレータ6の発電量を制御することで、変速比を無段階に変更することができるとともに、エンジン5の駆動力によって走行しながら図外のバッテリへの充電を行うことができる。
 また、ロークラッチL/Cが係合される第1変速段(1st)、第2変速段(2nd)、第3変速段(3rd)、第4変速段(4th)のうち、何れかの変速段での走行中に第1の無段変速段(eCVT-1)へ移行する要求が出されたとする。このときは、無段変速モードクラッチCVT/Cと入力クラッチCL1を除き、既に係合されているロークラッチL/C以外の1つの係合/解放要素を解放するだけで、応答良く第1の無段変速段(eCVT-1)へ移行することができる。また、第1の無段変速段(eCVT-1)での走行中に、第1変速段(1st)、第2変速段(2nd)、第3変速段(3rd)、第4変速段(4th)の何れかの変速段へ移行するときは、係合させる係合要素の回転数が同期した状態で係合要素を係合するだけで、応答良く第1変速段(1st)、第2変速段(2nd)、第3変速段(3rd)、第4変速段(4th)の何れかの変速段へ移行することができる。
 (第2の無段変速段)
 第2の無段変速段(eCVT-2)での変速作用を、図19及び図20に基づき説明する。
第2の無段変速段(eCVT-2)においては、ハイブレーキH/Bを係合することによって、シングルピニオン型遊星歯車組41のがトランスミッションケース3に固定される。また、入力クラッチCL1を係合することによって、エンジン5とシングルピニオン型遊星歯車組41の第1キャリアC1が連結される。そして、無段変速モードクラッチCVT/Cを係合することによって、モータ/ジェネレータ6とラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsが連結される。この状態でエンジン5からの回転駆動力が、入力クラッチCL1、入力軸1を介して第1キャリアC1に入力される(図19の矢印)。このとき、モータ/ジェネレータ6の発電量制御が行われると、モータ/ジェネレータ6が連結されるシングルピニオン側サンギアSsに対し可変負荷(発電量大ほど負荷拘束の程度が大)が与えられる。
 この第1キャリアC1へのエンジン入力回転速度と、第1サンギアS1のケース固定と、シングルピニオン側サンギアSsへの可変負荷により、図20に示すような共通速度線図が描かれる。このため、ラビニオ型遊星歯車組42のリングギアRからは、エンジン回転速度により決まるキャリア回転速度を減速した変速比からキャリア回転速度を増速した変速比までの変速比範囲で変速比変更が可能な無段変速比が得られる。例えば、出力回転速度(車速)が一定であるとき、発電負荷が大であるほどモータ/ジェネレータ6の回転速度が
低下し、増速側の変速比が得られる。一方、出力回転速度(車速)が一定であるとき、発電負荷が小であるほどモータ/ジェネレータ6の回転速度が上昇し、減速側の変速比が得られる。つまり、第2の無段変速段(eCVT-2)では、第1の無段変速段(eCVT-1)と同様に、モータ/ジェネレータ6の発電量制御を行うことで、無段変速比を得ることができる。
 したがって、第2の無段変速段(eCVT-2)を選択すると、モータ/ジェネレータ6の発電量を制御することで、変速比を無段階に変更することができるとともに、エンジン5の駆動力によって走行しながら図外のバッテリへの充電を行うことができる。
 また、ハイブレーキH/Bが係合される第4変速段(4th)、第5変速段(5th)、第6変速段(6th)のうち、何れかの変速段での走行中に第2の無段変速段(eCVT-2)へ移行する要求が出されたとする。このときは、無段変速モードクラッチCVT/Cと入力クラッチCL1を除き、既に係合されているハイブレーキH/B以外の1つの係合/解放要素を解放するだけで、応答良く第2の無段変速段(eCVT-2)へ移行することができる。また、第2の無段変速段(eCVT-2)での走行中に、第4変速段(4th)、第5変速段(5th)、第6変速段(6th)の何れかの変速段へ移行するときは、係合させる係合要素の回転数が同期した状態で係合要素を係合するだけで、応答良く第4変速段(4th)、第5変速段(5th)、第6変速段(6th)の何れかの変速段へ移行することができる。
 [各請求項に対応する作用]
 実施例1の自動変速機は、上記のように有段変速段(1st,2nd,3rd,4th,5th,6th,Rev)と2つの無段変速段(eCVT-1,eCVT-2)を得ることができる。以下、実施例1の自動変速機の特徴を反映する各請求項に対応する作用を説明する。
 実施例1では、シングルピニオン型遊星歯車組41とラビニオ型遊星歯車組42とを用い、3つのクラッチ(L/C,CVT/C,CL1)を係合することで、第1の無段変速段(eCVT-1)が成立する構成とした。
この構成により、第1の無段変速段(eCVT-1)の選択時においては、ロークラッチL/Cを係合することによってラビニオ型遊星歯車組42のダブルピニオン側サンギアSdと入力軸1が連結される。無段変速モードクラッチCVT/Cを係合することによってラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsとモータ/ジェネレータ6が連結される。したがって、シングルピニオン側サンギアSsに連結されるモータ/ジェネレータ6の発電量を制御すると、モータ/ジェネレータ6がラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsの可変負荷となる。このため、負荷拘束の程度によりシングルピニオン側サンギアSsの回転速度(=モータ/ジェネレータ回転速度)が変更され、これに伴い第1キャリアC1とダブルピニオン側サンギアSdに連結されるエンジン5の回転速度(=入力回転速度)が変更される。つまり、ラビニオ型遊星歯車組42の入力(ダブルピニオン側サンギアSd)と出力(リングギアR)の回転速度比率である変速比を無段階に変更することができる。これとともに、モータ/ジェネレータ6による発電量(回生トルク)を変更することで、モータ/ジェネレータ6によりエンジン回転速度とエンジン負荷(=発電負荷)をコントロールすることができる。
例えば、エンジン5が受ける発電負荷を所定負荷以下に保ちたいときは、エンジン発電負荷を所定負荷以下に保つ目標回生トルクを設定し、モータ/ジェネレータ6の回生トルクを目標回生トルクに一致させるトルク制御を行う。また、エンジン5の回転速度を高燃費速度に保ちたいときは、エンジン回転速度を高燃費速度に保つ目標モータ回転速度を設定し、モータ/ジェネレータ6の回転速度を目標モータ回転速度に一致させる回転数制御を行う。何れのエンジン動作点を目指す場合も、モータ/ジェネレータ6の発電量制御により実現される無段変速による自由度によって許容される。
この結果、第1の無段変速段(eCVT-1)において、モータ/ジェネレータ6によりエンジン5の負荷および回転速度をコントロールすることで、エンジン動作点の自由度を大きくすることができる。
 実施例1では、シングルピニオン型遊星歯車組41とラビニオ型遊星歯車組42とを用い、3つのクラッチ(H/B,CVT/C,CL1)を係合することで、第2の無段変速段(eCVT-2)が成立する構成とした。
この構成により、第2の無段変速段(eCVT-2)の選択時においては、ハイブレーキH/Bを係合することによってシングルピニオン型遊星歯車組41の第1サンギアS1がトランスミッションケース3に固定される。無段変速モードクラッチCVT/Cを係合することによってラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsとモータ/ジェネレータ6が連結される。したがって、シングルピニオン側サンギアSsに連結されるモータ/ジェネレータ6の発電量を制御すると、モータ/ジェネレータ6がラビニオ型遊星歯車組42のシングルピニオン側サンギアSsの可変負荷となる。このため、負荷拘束の程度によりシングルピニオン側サンギアSsの回転速度(=モータ/ジェネレータ回転速度)が変更され、これに伴い第1キャリアC1に連結されるエンジン5の回転速度が変更される。つまり、ラビニオ型遊星歯車組42の入力(キャリアC)と出力(リングギアR)の回転速度比率である変速比を無段階に変更することができる。これとともに、モータ/ジェネレータ6による発電量(回生トルク)を変更することで、モータ/ジェネレータ6によりエンジン回転速度とエンジン負荷(=発電負荷)をコントロールすることができる。
この結果、第2の無段変速段(eCVT-2)において、モータ/ジェネレータ6によりエンジン5の負荷および回転速度をコントロールすることで、エンジン動作点の自由度を大きくすることができる。
 実施例1では、入力クラッチCL1と、EV用クラッチEV/Cと、ロークラッチL/Cと、ハイブレーキH/Bと、2速&6速ブレーキ2&6/Bと、を設けた。そして、ロークラッチL/Cと2速&6速ブレーキ2&6/BとEV用クラッチEV/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放することによって、モータ/ジェネレータ6の駆動力のみでEV走行可能な第2変速段(2nd)が成立する。ハイブレーキH/Bと2速&6速ブレーキ2&6/BとEV用クラッチEV/Cを係合し、入力クラッチCL1を解放することによって、モータ/ジェネレータ6の駆動力のみでEV走行可能で、第2変速段(2nd)よりも小さい変速比の第6変速段(6th)が成立する構成とした。
この構成により、入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/C以外に、3つの係合/解放要素を用いるだけで、第1EV変速段である第2変速段(2nd)と、第2EV変速段である第6変速段(6th)の2種類の異なる変速比により、EV走行が可能になる。
 実施例1では、ハイブレーキH/B、ロークラッチL/C、3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C、2速&6速ブレーキ2&6/B、ロー&リバースブレーキL&R/B、を設けた。そして、5つの係合/解放要素のうち、異なる組み合わせによる2つの係合/解放要素を係合することで、第1変速段(1st)、第2変速段(2nd)、第3変速段(3rd)、第4変速段(4th)、第5変速段(5th)、第6変速段(6th)、後退変速段(Rev)が成立する構成とした。
この構成により、5つの係合/解放要素を用いるだけで、7種類の異なる変速比による有段変速段を得ることができる。
 実施例1では、遊星歯車組4として、3つの回転要素を有する第1遊星歯車組をシングルピニオン型遊星歯車組41とし、4つの回転要素を有する第2遊星歯車組をラビニオ型遊星歯車組42とし、シングルピニオン型遊星歯車組41とラビニオ型遊星歯車組42を隣接配置する構成とした。
例えば、4つの回転要素を有する第2遊星歯車組としては、ダブルピニオン型とシングルピニオン型の遊星歯車組の組み合わせにより構成することができる。しかし、この場合、3組の遊星歯車組を用いる必要があり、軸方向の寸法が長くなる。
これに対し、第2遊星歯車組をラビニオ型遊星歯車組42とし、シングルピニオン型遊星歯車組41と隣接して配置することで、遊星歯車組4としての軸方向寸法が短くなり、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。
 次に、効果を説明する。
実施例1の自動変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
 (1) エンジン5と連結可能な入力部材(入力軸1)と、
 出力部材(出力ギア2)と、
 静止部(トランスミッションケース3)と、
 3つの回転要素を有する第1遊星歯車組(シングルピニオン型遊星歯車組41)及び4つの回転要素を有する第2遊星歯車組(ラビニオ型遊星歯車組42)による遊星歯車組4と、を備える自動変速機であって、
 前記第1遊星歯車組(シングルピニオン型遊星歯車組41)の3つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第1要素(第1サンギアS1)、第2要素(第1キャリアC1)、第3要素(第1リングギアR1)とし、
 前記第2遊星歯車組(ラビニオ型遊星歯車組42)の4つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第4要素(シングルピニオン側サンギアSs)、第5要素(キャリアC)、第6要素(リングギアR)、第7要素(ダブルピニオン側サンギアSd)とし、
 前記第2要素(第1キャリアC1)を、前記入力部材(入力軸1)に常時連結し、
 前記第3要素(第1リングギアR1)と前記第5要素(キャリアC)を常時連結し、
 前記第4要素(シングルピニオン側サンギアSs)を、無段変速モードクラッチCVT/Cの係合によりモータ/ジェネレータ6に連結可能とし、
 前記第6要素(リングギアR)を、前記出力部材(出力ギア2)に常時連結し、
 前記第7要素(ダブルピニオン側サンギアSd)を、第1クラッチ(ロークラッチL/C)の係合により前記入力部材(入力軸1)に連結可能とし、
 前記第1クラッチ(ロークラッチL/C)と前記無段変速モードクラッチCVT/Cを係合し、前記モータ/ジェネレータ6の回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な無段変速段(第1の無段変速段(eCVT-1))が成立する(図17、図18)。
このため、無段変速段(第1の無段変速段(eCVT-1))において、モータ/ジェネレータ6によりエンジン5の負荷および回転速度をコントロールすることで、エンジン動作点の自由度を大きくすることができる。
 (2) 前記第1要素(第1サンギアS1)を、第1ブレーキ(ハイブレーキH/B)の係合により前記静止部(トランスミッションケース3)に固定可能とし、
 前記第1ブレーキ(ハイブレーキH/B)と前記無段変速モードクラッチCVT/Cを係合し、前記モータ/ジェネレータ6の回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な第2の無段変速段(eCVT-2)が成立する(図19、図20)。
このため、(1)の効果に加え、第2の無段変速段(eCVT-2)において、モータ/ジェネレータ6によりエンジン5の負荷および回転速度をコントロールすることで、エンジン動作点の自由度を大きくすることができる。
 (3) 前記入力部材(入力軸1)を、入力クラッチCL1の係合により前記エンジン5と連結可能とし、
 前記入力部材(入力軸1)を、EV用クラッチEV/Cの係合により前記モータ/ジェネレータ6と連結可能とし、
 前記第1要素(第1サンギアS1)を、第1ブレーキ(ハイブレーキH/C)の係合により前記静止部(トランスミッションケース3)に固定可能とし、
 前記第4要素(シングルピニオン側サンギアSs)を、第2ブレーキ(2速&6速ブレーキ2&6/B)の係合により前記静止部(トランスミッションケース3)に固定可能とし、
 前記第1クラッチ(ロークラッチL/C)と前記第2ブレーキ(2速&6速ブレーキ2&6/B)と前記EV用クラッチEV/Cを係合し、前記入力クラッチCL1を解放することによって、前記モータ/ジェネレータ6の駆動力のみで走行可能な第1EV変速段(第2変速段(2nd))が成立し、
 前記第1ブレーキ(ハイブレーキH/C)と前記第2ブレーキ(2速&6速ブレーキ2&6/B)と前記EV用クラッチEV/Cを係合し、前記入力クラッチCL1を解放することによって、前記モータ/ジェネレータ6の駆動力のみで走行可能で、前記第1EV変速段(第2変速段(2nd))よりも小さい変速比の第2EV変速段(第6変速段(6th))が成立する(図2)。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、入力クラッチCL1とEV用クラッチEV/C以外に3つの係合/解放要素を用いるだけで、2種類の異なる変速比によりEV走行することができる。
 (4) 前記第7要素(ダブルピニオン側サンギアSd)を、第1クラッチ(ロークラッチL/C)の係合により前記入力部材(入力軸1)に連結可能とし、
 前記第4要素(シングルピニオン側サンギアSs)を、第2クラッチ(3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C)の係合により前記入力部材(入力軸1)に連結可能とし、
 前記第1要素(第1サンギアS1)を、第1ブレーキ(ハイブレーキH/B)の係合により前記静止部(トランスミッションケース3)に固定可能とし、
 前記第4要素(シングルピニオン側サンギアSs)を、第2ブレーキ(2速&6速ブレーキ2&6/B)の係合により前記静止部(トランスミッションケース3)に固定可能とし、
 前記第3要素(第1リングギアR1)及び第5要素(キャリアC)を、第3ブレーキ(ロー&リバースブレーキL&R/B)の係合により前記静止部(トランスミッションケース3)
に固定可能とし、
 前記第1クラッチ(ロークラッチL/C)と前記第3ブレーキ(ロー&リバースブレーキL&R/B)とを係合することによって第1変速段(1st)が成立し、
 前記第1クラッチ(ロークラッチL/C)と前記第2ブレーキ(2速&6速ブレーキ2&6/B)とを係合することによって前記第1変速段(1st)よりも小さい変速比の第2変速段(2nd)が成立し、
 前記第1クラッチ(ロークラッチL/C)と前記第2クラッチ(3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C)とを係合することによって前記第2変速段(2nd)よりも小さい変速比の第3変速段(3rd)が成立し、
 前記第1ブレーキ(ハイブレーキH/B)と前記第1クラッチ(ロークラッチL/C)とを係合することによって前記第3変速段(3rd)よりも小さい変速比の第4変速段(4th)が成立し、
 前記第1ブレーキ(ハイブレーキH/B)と前記第2クラッチ(3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C)とを係合することによって前記第4変速段(4th)よりも小さい変速比の第5変速段(5th)が成立し、
 前記第1ブレーキ(ハイブレーキH/B)と前記第2ブレーキ(2速&6速ブレーキ2&6/B)とを係合することによって前記第5変速段(5th)よりも小さい変速比の第6変速段(6th)が成立し、
 前記第2クラッチ(3速/5速&リバースクラッチ3,5&R/C)と前記第3ブレーキ(ロー&リバースブレーキL&R/B)とを係合することによって後退変速段(Rev)が成立する(図2)。
このため、(1)~(3)の効果に加え、5つの係合/解放要素を用いるだけで、7種類の異なる変速比による有段変速段を得ることができる。
 (5) 前記第1遊星歯車組は、シングルピニオン型遊星歯車組41であり、3つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第1要素の第1サンギアS1、第2要素の第1キャリアC1、第3要素の第1リングギアR1とし、
 前記第2遊星歯車組は、ラビニオ型遊星歯車組42であり、4つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第4要素のシングルピニオン側サンギアSs、第5要素のキャリアC、第6要素のリングギアR、第7要素のダブルピニオン側サンギアSdとし、
 前記シングルピニオン型遊星歯車組41と前記ラビニオ型遊星歯車組42を隣接配置した(図1)。
このため、(1)~(4)の効果に加え、7つの回転要素を有する遊星歯車組4としての軸方向寸法が短くなり、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。
 以上、本発明の自動変速機を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
 実施例1では、4つの回転要素を有する第2遊星歯車組として、シングルピニオン遊星とダブルピニオン遊星のキャリアおよびリングギア同士を連結したラビニオ型遊星歯車組42を示した。しかし、4つの回転要素を有する第2遊星歯車組としては、これに限定されるものではなく、2組の遊星歯車を用い、それぞれのいずれか2つの回転要素間を連結して4つの回転要素を有する遊星歯車組としたものであっても良い。
 実施例1では、係合/解放要素として、入力クラッチCL1を除いて、シンクロ係合によるドグクラッチを用いる例を示した。しかし、係合/解放要素としては、全て摩擦係合による摩擦クラッチや摩擦ブレーキを用いる例であっても良い。
 実施例1では、自動変速機として、前進6速・後退1速の有段変速段と2つの無段変速段を達成する例を示した。しかし、自動変速機としては、前進6速から選択した前進5~2速・後退1速の有段変速段と、2つの無段変速段から選択した1つの無段変速段を達成する例であっても良い。これらの場合、選択された変速段によって係合/解放要素の一部を省略することができる。

Claims (5)

  1.  エンジンと連結可能な入力部材と、
     出力部材と、
     静止部と、
     3つの回転要素を有する第1遊星歯車組及び4つの回転要素を有する第2遊星歯車組による遊星歯車組と、を備える自動変速機であって、
     前記第1遊星歯車組の3つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第1要素、第2要素、第3要素とし、
     前記第2遊星歯車組の4つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第4要素、第5要素、第6要素、第7要素とし、
     前記第2要素を、前記入力部材に常時連結し、
     前記第3要素と前記第5要素を常時連結し、
     前記第4要素を、無段変速モードクラッチの係合によりモータ/ジェネレータに連結可能とし、
     前記第6要素を、前記出力部材に常時連結し、
     前記第7要素を、第1クラッチの係合により前記入力部材に連結可能とし、
     前記第1クラッチと前記無段変速モードクラッチを係合し、前記モータ/ジェネレータの回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な無段変速段が成立する
     自動変速機。
  2.  請求項1に記載された自動変速機において、
     前記第1要素を、第1ブレーキの係合により前記静止部に固定可能とし、
     前記第1ブレーキと前記無段変速モードクラッチを係合し、前記モータ/ジェネレータの回転速度を変更することによって変速比を無段階に変更可能な第2の無段変速段が成立する
     自動変速機。
  3.  請求項1又は2に記載された自動変速機において、
     前記入力部材を、入力クラッチの係合により前記エンジンと連結可能とし、
     前記入力部材を、EV用クラッチの係合により前記モータ/ジェネレータと連結可能とし、
     前記第1要素を、第1ブレーキの係合により前記静止部に固定可能とし、
     前記第4要素を、第2ブレーキの係合により前記静止部に固定可能とし、
     前記第1クラッチと前記第2ブレーキと前記EV用クラッチを係合し、前記入力クラッチを解放することによって、前記モータ/ジェネレータの駆動力のみで走行可能な第1EV変速段が成立し、
     前記第1ブレーキと前記第2ブレーキと前記EV用クラッチを係合し、前記入力クラッチを解放することによって、前記モータ/ジェネレータの駆動力のみで走行可能で、前記第1EV変速段よりも小さい変速比の第2EV変速段が成立する
     自動変速機。
  4.  請求項1から3までの何れか一項に記載された自動変速機において、
     前記第7要素を、第1クラッチの係合により前記入力部材に連結可能とし、
     前記第4要素を、第2クラッチの係合により前記入力部材に連結可能とし、
     前記第1要素を、第1ブレーキの係合により前記静止部に固定可能とし、
     前記第4要素を、第2ブレーキの係合により前記静止部に固定可能とし、
     前記第3要素及び第5要素を、第3ブレーキの係合により前記静止部に固定可能とし、
     前記第1クラッチと前記第3ブレーキとを係合することによって第1変速段が成立し、
     前記第1クラッチと前記第2ブレーキとを係合することによって前記第1変速段よりも小さい変速比の第2変速段が成立し、
     前記第1クラッチと前記第2クラッチとを係合することによって前記第2変速段よりも小さい変速比の第3変速段が成立し、
     前記第1ブレーキと前記第1クラッチとを係合することによって前記第3変速段よりも小さい変速比の第4変速段が成立し、
     前記第1ブレーキと前記第2クラッチとを係合することによって前記第4変速段よりも小さい変速比の第5変速段が成立し、
     前記第1ブレーキと前記第2ブレーキとを係合することによって前記第5変速段よりも小さい変速比の第6変速段が成立し、
     前記第2クラッチと前記第3ブレーキとを係合することによって後退変速段が成立する
     自動変速機。
  5.  請求項1から4までの何れか一項に記載された自動変速機において、
     前記第1遊星歯車組は、シングルピニオン型遊星歯車組であり、3つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第1要素の第1サンギア、第2要素の第1キャリア、第3要素の第1リングギアとし、
     前記第2遊星歯車組は、ラビニオ型遊星歯車組であり、4つの回転要素を、共通速度線図上における並び順に第4要素のシングルピニオン側サンギア、第5要素のキャリア、第6要素のリングギア、第7要素のダブルピニオン側サンギアとし、
     前記シングルピニオン型遊星歯車組と前記ラビニオ型遊星歯車組を隣接配置した
     自動変速機。
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